Globální změny v horní atmosféře a ionosféře

Vliv skleníkových plynů

Zatímco v dolní atmosféře způsobuje rostoucí koncentrace skleníkových plynů, zvláště CO2, ohřev, v horní atmosféře (ve výškách nad 50 km) vede naopak k ochlazení. Ohřev je způsoben tím, že pronikající viditelné a další světelné záření je atmosférou a zemským povrchem ze značné části absorbováno, tím se jejich částice ohřejí a pak zase vyzáří zpět část přebytečné energie, ale už ve formě infračerveného záření. To je z velké části zachyceno dostatečně tlustou vrstvou CO2. Se vzrůstající výškou atmosféra řídne, v 50 km je zhruba 1000x řidší než u povrchu a tento pokles s výškou pokračuje. Koncentrace CO2 je ve vyšších oblastech tak nízká, že molekuly CO2 již téměř žádné zdola přicházející infračervené záření nezachytí a to uniká do vesmíru. Navíc pak převládá druhá vlastnost CO2, které rovněž intenzivně vyzařuje v infračervené oblasti (v pásmu okolo 15 µm ale i jinde), tím v atmosféře ubývá energie a atmosféra se ochlazuje. Toto ochlazování atmosféry vede k jejímu smršťování (čili na pevných výškách klesá hustota, což například ovlivňuje orbitální dobu života družic) a ochlazováním se mění poměr složek atmosféry, což pak vede ke změnám v ionosféře. Pod cca 120 km dlouhodobé změny přispívají poněkud i na rušení ozónové vrstvy, v horní ionosféře naopak k dlouhodobým změnám geomagnetické aktivity. Mezinárodnímu kolektivu pod naším vedením se podařilo vytvořit první empirický model tohoto jevu.

Další vlivy

Na atmosféru včetně ionosféry působí též dlouhodobé změny sluneční a geomagnetické aktivity. Podařilo se nám prokázat, že role těchto změn v pozorovaných dlouhodobých trendech slábla od počátku 20. století směrem k jeho konci ve prospěch antropogenních vlivů, tj. hlavně skleníkového efektu.

Laštovička, J., R.A. Akmaev, G. Beig, J. Bremer, J. Emmert (2006):Global change in the upper atmosphere. Science, 314 (5803), 1253-1254.
Ústav fyziky atmosféry, Oddělení aeronomie, 2008