Experiment v CERNu odkryl chybějící dílek klimatického puzzle

1 minuta
Aerosoly nad Amazonií
Zdroj: Flickr Commons/Antti Lipponen

Na klima planety Země působí spousta různých faktorů, z nichž některé se jen špatně zkoumají. Další dílek do mozaiky planetárního klimatického modelu, jenž zpřesní předpovědi vývoje klimatu, teď představili fyzici z CERNu.

Klimatologie využívá ty nejmodernější vědecké postupy, pracuje s obrovským množstvím dat i nejpokročilejšími počítačovými modely. Přestože už odborníci dokáží předpovídat vývoj zemského klimatu s velkou přesností, stále narážejí na nejistoty. Jednou z těch největších je chování aerosolových částic v atmosféře, které se extrémně špatně zkoumá.

Aerosoly v klimatickém systému Země hrají důležitou roli, protože vytvářejí mraky a ovlivňují jejich odrazivost i velikost. Většina aerosolů vzniká samovolnou kondenzací molekul, které jsou v atmosféře přítomné jenom v nepatrných koncentracích. Páry zodpovědné za jejich vznik ale nejsou dobře popsané, zejména ty ve vzdálených horních vrstvách troposféry.

  • Aerosol je směs malých pevných nebo kapalných částic v plynu. První případ se také označuje jako dým, druhý jako mlha. Rozptýlené částice mají velikost od 10 nanometrů do 10 mikrometrů, což odpovídá shlukům několika molekul až částicím tak hmotným, že už nemohou snadno poletovat v atmosféře.

Právě proto vznikl v rámci Evropské organizace pro jaderný výzkum (CERN) projekt CLOUD neboli oblak. Ten zkoumá v laboratorních podmínkách právě to, jak se v atmosféře aerosoly chovají. Vědci z tohoto experimentu ve středu 4. prosince zveřejnili studii, v níž popsali doposud neznámý zdroj částic schopných ovlivňovat oblačnost.

Atmosféra Země v krychli

Experiment CLOUD (Cosmics Leaving Outdoor Droplets) v CERNu se skládá z ultračisté komory o objemu 26 metrů krychlových a souboru pokročilých přístrojů, které nepřetržitě analyzují její obsah. Komora obsahuje přesně vybranou směs plynů v atmosférických podmínkách, do níž jsou z protonového synchrotronu CERNu vypouštěny svazky nabitých elementárních částic označovaných jako piony, které napodobují vliv galaktického kosmického záření.

„Vysoké koncentrace aerosolových částic jsme v posledních dvaceti letech pozorovali vysoko nad amazonským deštným pralesem, ale jejich zdroj zůstával až dosud záhadou,“ uvedl mluvčí experimentu CLOUD Jasper Kirkby.

„Naše nejnovější studie ukazuje, že zdrojem je izopren, který se uvolňuje z deštných pralesů. Do vyšších vrstev atmosféry se dostává v hlubokých konvektivních mracích. Izopren představuje rozsáhlý zdroj biogenních částic v současné i předindustriální atmosféře, který ale v současné době v atmosférické chemii a klimatických modelech chybí,“ dodává Kirkby.

Problematická látka

Izopren je uhlovodík obsahující pět atomů uhlíku a osm atomů vodíku. Do okolí ho uvolňují listnaté stromy a další vegetace; jde o nejrozšířenější nemetanový uhlovodík uvolňovaný do atmosféry. Až dosud považovali vědci schopnost izoprenu tvořit nové částice za zanedbatelnou.

Výsledky studie CLOUD ale tento obrázek mění. Když vědci simulovali reakce hydroxylových radikálů (chemické látky se silným vlivem na atmosféru) s izoprenem při teplotách horní troposféry (tedy minus 30 stupňů Celsia až minus 50 stupňů Celsia), zjistili, že při ní vzniká velké množství částic.

Tento nový zdroj aerosolových částic nevyžaduje žádné další výpary. Když však byly do komory CLOUD zavedeny nepatrné koncentrace kyseliny sírové nebo oxokyselin jódu, došlo ke stonásobnému zvýšení rychlosti tvorby aerosolu. Kyselina sírová se dostává do vzduchu hlavně s emisemi oxidu siřičitého z průmyslu, ale v koncentracích, které popsal CLOUD mohou pocházet i z přírody.

Kromě toho tým zjistil, že výsledky oxidace izoprenu způsobují rychlý růst částic do velikosti, při které mohou ovlivňovat klima – toto chování přetrvává i v přítomnosti oxidů dusíku produkovaných blesky vysoko v atmosféře.

Když se tyto částice zvětší dostatečně a pak začnou klesat do nižších výšek, mohou představovat globálně významný zdroj pro vznik mělkých kontinentálních a mořských mraků, které ovlivňují takzvanou radiační bilanci Země. Tento termín označuje množství přicházejícího slunečního záření v porovnání s odcházejícím dlouhovlnným zářením.

Odhady klimatické citlivosti Země

„Tento nový zdroj biogenních částic v horních vrstvách troposféry může ovlivnit odhady klimatické citlivosti Země. Naznačuje totiž, že v nedotčené předindustriální atmosféře vznikalo více aerosolových částic, než se dosud předpokládalo,“ dodává Kirkby. „Dokud ale naše výsledky nebudou ověřené v globálních klimatických modelech, není možné tento vliv kvantifikovat.“

Výsledky studie CLOUD jsou v souladu s pozorováními letadel nad Amazonií.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Africké kolonie tučňáků se za sotva dekádu zmenšily o 95 procent

Kde se ještě před dvěma dekádami rozléhalo kejhání desítek tisíc tučňáků, panuje dnes ticho. Ptáci většinou vyhladověli k smrti. Stalo se to poté, co u břehů Jižní Afriky, kde žili, zmizely sardinky.
před 8 hhodinami

Česko je na prahu chřipkové epidemie

Tuzemsko stojí podle hlavní hygieničky Barbory Mackové na prahu chřipkové epidemie. Podle dat za minulý týden přibylo v Česku od týdne předchozího nemocných asi o šestinu, roste zejména počet nemocných dětí ve školním věku. Mezi různými infekcemi dýchacích cest se zvýšil podíl chřipky, pacientů za týden přibylo skoro o třetinu, uvedl Státní zdravotní ústav (SZÚ).
včeraAktualizovánopřed 8 hhodinami

Británie a Španělsko kvůli nebývale silné chřipkové vlně doporučují roušky

Letos přišla do západní Evropy chřipková epidemie dříve a silněji než v minulých letech. Navíc ji tvoří kmen viru, který je spíše vzácnější, takže proti němu hůř chrání protilátky z očkování i prodělání nemoci v minulosti.
před 9 hhodinami

Večer ho přemalovali, ráno tam byl zas. Lennonova pomníku se komunisté báli

Místem jedněch z prvních protirežimních akcí v komunistickém Československu, které předznamenaly listopad 1989, byla i takzvaná Lennonova zeď. Ta v Praze na Velkopřevorském náměstí vznikla několik dnů poté, co se před 45 lety v New Yorku poblíž Central Parku ozvalo pět výstřelů. Duševně nemocný Mark Chapman tam 8. prosince 1980 před jedenáctou hodinou večer postřelil hudebníka Johna Lennona. Bývalý člen skupiny Beatles pak během několika minut zemřel. Po celém světě se následně zvedla mohutná vlna piety, která se přelila až do mírových happeningů.
před 13 hhodinami

Do Lužických hor se vrátily divoké kočky. Fotopasti ukázaly koťata

Vzácné kočky divoké už zase žijí v Lužických horách. Že se tam úspěšně usadily, prokazují nejen genetické analýzy z odebraných vzorků srsti a trusu, ale také fotopasti Hnutí Duha, které odhalily jejich mláďata.
před 13 hhodinami

Nanotyrannus nebyl jen mladý T. rex, definitivně potvrdili vědci

Vědci desetiletí debatovali o tom, zda masožravý dinosaurus Nanotyrannus nebyl ve skutečnosti jen mladým jedincem druhu Tyrannosaurus rex. Zdá se však, že během pěti týdnů byla tato záležitost definitivně vyřešena dvěma novými studiemi. Ty ukazují, že Nanotyrannus se od Tyranosaura rexe značně lišil.
před 15 hhodinami

Čeští vědci by si měli více věřit, zaznělo v Událostech, komentářích z ekonomiky

České start-upy i zavedené společnosti vyvíjejí špičkové technologie, se kterými jsou úspěšné v tuzemsku i na mezinárodním poli. Stát se je snaží motivovat přímo prostřednictvím různých dotací, ale i nepřímo skrze daňové odpočty na výzkum a vývoj. Navzdory tomu se česká ekonomika v takzvaném indexu inovativnosti spíše propadá. O příčinách poklesu a možnostech zlepšení v Událostech, komentářích z ekonomiky debatovali výzkumnice z Technické univerzity Liberec Markéta Hujerová, výkonná ředitelka Czechitas Senta Čermáková a hlavní ekonom ČSOB Jan Bureš. Debatou provázely Vanda Kofroňová a Tereza Gleichová.
7. 12. 2025

Vědci chtějí změnit jeden z nejnepříjemnějších zvuků na světě

Zvuk zubní vrtačky je tak nepříjemný, že může lidi od návštěvy dentisty odradit, upozorňují vědci. Hledají proto cestu, jak tento problém alespoň zmenšit.
7. 12. 2025
Načítání...