Stratosféra: ozón a dynamika
Ozón
Na našem ústavu přes 20 let děláme výzkum ozónové vrstvy v atmosféře. Zpočátku jsme se věnovali dopadu geomagnetických bouří na ozón, pak dlouhodobým trendům v počtu vrstev se sníženou nebo naopak zvýšenou koncentrací ozónu (laminy) ve vertikálním profilu ozónu. Ukázalo se, že existuje změna v trendech počtu lamin kolem roku 1995. Před tímto rokem pozorujeme záporný trend počtu lamin, později se tento trend mění na kladný, nebo nepozorujeme žádný trend. Tato změna v trendech má souvislost se změnami celkového ozónu v stratosféře a s dynamikou polárního víru.
V současné době se zajímáme o detekci planetárních a gravitačních vln ve vertikálním profilu ozónu. Jsme je schopní rozlišit; gravitační a planetární vlny, jejichž charakteristiky jsou odlišné, ale neliší se mezi stanicemi ve střední Evropě. Ozónové laminy indukované planetárními vlnami mají výrazný roční chod, zatímco laminy indukované gravitačními vlnami mají tento chod nevýrazný (viz obrázek). Velké laminy jsou generovány hlavně planetárními vlnami, menší laminy vznikají i působením gravitačních vln.
V nejbližší budoucnosti plánujeme porovnat trendy koncentrace ozónu v jednotlivých hladinách mezi různými meteorologickými reanalýzami v závislosti na extrémnosti této koncentrace.
Obrázek: Roční chod počtu ozónových lamin, které vznikly působením planetárních vln (křivky s výrazním chodem) a těch, které vznikly gravitačními vlnami (křivky s nevýrazním ročním chodem) na stanicích, které měří vertikální profil ozónu ve střední Evropě.
Dynamika stratosféry
Výzkum v této oblasti (výšky cca 12-50 km) byl zahájen koncem roku 2007 v souvislosti s česko-německým projektem na toto téma. Soustředili jsme se hlavně na analýzy dlouhých časových řad z pozorování a meteorologických reanalýz, jež jsou rovněž založena na pozorováních. Ukázali jsme, že větry z reanalýzy ERA-40 ke konci jejího období jsou chybné. Poté jsme analýzy rozšířili zčásti výše do mezosféry. Nalezli jsme, že dlouhodobé změny ročních průměrných větrů ve stratosféře a mezosféře jsou podobné. Větry u 100 hPa (výška okolo 16 km) v zimě a severoatlantická oscilace v troposféře vykazují podobné dlouhodobé změny. Byl zjištěn rovněž jistý vliv sluneční aktivity na dlouhodobé změny větru ve stratosféře. Naše výsledky ukazují, že trendy teploty a větru v posledních 50 letech byly ovlivněny chováním celkového obsahu ozónu – když se jeho trend v polovině 90-tých let změnil, změnily se i trendy teploty a větru (až i včetně znaménka). Od střední stratosféry až do mezosféry jsme ve vyšších šířkách našli v zimě dvě centra zesílené meridionální cirkulace ve vyšších šířkách spojená se stacionární planetární vlnou; tato struktura je z roku na rok značně stabilní a v několika málo odlišných letech bylo anomální filtrování struktury planetárních vln při jejím šíření do vyšších výšek.