Již pár dní opět zažíváme situaci se zvýšenou koncentrací saharského písku a prachu v atmosféře nad Evropou. Co to pro nás a ekologii znamená a máme se obávat?
Jak se písek bere v atmosféře?
Písek se dostává do atmosféry procesem zvaným deflace. Je to jev, při kterém vítr zvedá a odnáší jemné částice písku z povrchu pouště (Sahary, ale často i z jiných světových pouští), a je obzvláště běžná v suchých a aridních oblastech (= oblasti se suchým klimatem a nedostatečnými sezónními dešťovými srážkami).
Působením větru na povrch pouště se dostávají jemné částice písku do atmosféry. Tento proces je zvláště silný během tropických vln, kdy se vytvářejí oblasti nízkého tlaku vzduchu podél jižního okraje Sahary. Právě tyto vlny mohou zvednout oblaka prachu a písku do vzduchu, který může být nesený na velké vzdálenosti (až tisíce kilometrů), což ovlivňuje kvalitu vzduchu, počasí a klima v různých částech světa. Vzdálenost transportu je závislá na rychlosti větru.
Prach se v atmosféře neudrží dlouho a dojde ke spadu na zemský povrch. Často se stanou součástí dešťových a sněhových srážek, které tvoří nepříjemný, jemný film na povrchu aut a podobně.
Nutno podotknout, že se nejedná o stav nikterak výjimečný a neobvyklý. Pouštní prach a písek cestuje vzduchem v různých koncentracích velmi často, aniž bychom si toho všimli. Více jak polovina částic v troposféře je složena z prachu a minerálních částic právě se Sahary. Zbývající procenta pochází z ostatních pouštních oblastí světa.
Co písek v atmosféře ovlivňuje?
Vzhledem k tomu, že vyšší koncentrace v atmosféře jsou pouze krátkodobého charakteru, nemají zásadní negativní dopady na organismy, ekologii a Zemi, proto není důvod k obavám.
Působení písku v atmosféře:
- krátkodobě ovlivňuje kvalitu vzduchu, což může mít dopad na lidské zdraví a může způsobovat respirační problémy u citlivých lidí, astmatiků a zvířat (zadýchávání se a nutkání ke kašli)
- podněcuje kondenzaci vodní páry a přispívá tak k tvorbě oblaků a srážek
- rozptyluje sluneční paprsky, odráží je zpět do vesmíru a tím reguluje (snižuje) teplotu na Zemi.
- způsobuje mléčné a mlhavé zabarvení oblohy, sníženou viditelnost, ale také zajímavé optické efekty, například při východu a západu slunce (od žluté, oranžové až cihlově červenou podívanou)
- inhibuje růst rostlin tím, že částečně blokuje sluneční světlo potřebné pro fotosyntézu.
- transportuje minerály do půdy v jiných částech světa, což může podporovat růst rostlin (hlavně v oblastech deštných pralesů v jižní Americe nebo v Karibských oblastech). Saharský prach obsahuje více než 90% hlinitokřemičitanů, jako je kaolinit a jíl, oxidy železa a křemen.
- velmi výjimečně také může dojít ke transportu odolných bakterií
- může omezit leteckou dopravu, k čemuž dochází hlavně v oblastech Kanárských ostrovů
- potlačuje vznik hurikánů nad Atlantikem
Sledování a měření
Koncentrace saharského písku v atmosféře se měří pomocí několika různých metod, které umožňují detekci a kvantifikaci částic prachu v ovzduší. Tyto metody zahrnují kombinaci přímých a nepřímých technik.
1. Satelitní měření
Satelity vybavené speciálními senzory mohou monitorovat koncentrace saharského písku ve vzduchu. Tyto senzory používají optické a infračervené spektrometry k detekci a analýze rozptylu světla částicemi prachu v atmosféře. Některé z hlavních satelitů, které sledují prachové bouře, jsou:
-
MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer): Tento satelitní senzor poskytuje obrazová data o prachu ve vzduchu a pomáhá detekovat rozsah prachových bouří.
-
CALIPSO (Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation): Používá lidarovou technologii k měření koncentrace aerosolu v atmosféře, včetně saharského písku.
2. Aerosolové měřicí přístroje na zemi
Mnoho vědeckých stanic po celém světě, především v oblasti kolem Sahary, používá přístroje, které měří koncentraci prachu v ovzduší. Patří sem:
- Měřiče aerosolů: Přístroje jako nepřímé měřiče aerosolů (např. aerosolová optická hloubka) měří, jak prachové částice rozptylují světlo, což poskytuje odhad jejich koncentrace.
-
PM10 a PM2.5 měřiče: Měří koncentraci částic prachu o velikostech menších než 10 mikrometrů (PM10) nebo 2,5 mikrometrů (PM2.5), které jsou charakteristické pro saharský písek a mohou se dostat hluboko do plic.
3. Přímý odběr vzorků (suchý a mokrý depoziční vzorek)
- Suchá depozice: Suchá depozice spočívá v sběru prachu, který přirozeně padá na zem. K tomu se používají speciální nádoby nebo zařízení, které jsou otevřené a vystavené atmosférickému vzduchu během určitého časového období. Tato metoda umožňuje zjistit, kolik prachu spadlo na zem bez jakékoli další intervence, jako je déšť. Prášek se poté shromáždí a analyzuje, aby se zjistila koncentrace saharského písku. Suchá depozice je obzvláště užitečná pro měření prachu v oblastech, kde jsou prachové bouře časté, nebo kde je prach přítomen po dlouhou dobu.
Využití této metody poskytuje přesný obraz o množství prachu, který se usazuje na povrchu, což je cenné pro analýzu dlouhodobých trendů a efektivity prachových bouří.
-
Mokrá depozice: Mokrá depozice zahrnuje sběr vzorků srážek, jako je dešťová voda, která zachycuje částice saharského písku, jež byly v atmosféře suspendovány a následně spadly k zemi při dešti. Tento proces se využívá k měření koncentrace prachu v atmosféře, protože dešťová voda je efektivní v zachytávání prachových částic, které jsou v daném momentě v ovzduší. Vzorky dešťové vody se sbírají v kontejnerech umístěných na stanovištích, a poté se analyzují, aby se určila koncentrace saharského prachu.
Mokrá depozice je obzvláště důležitá, protože umožňuje sledovat prach v atmosféře během dešťových období, kdy se částice usazují na povrch země. Tato metoda také poskytuje cenné informace o chemickém složení a minerálním obsahu prachu, což může mít vliv na půdní úrodnost a ekologické procesy.
4. Lidar
Lidar (Light Detection and Ranging) je pokročilá technologie, která využívá laserové světlo k detekci, měření a analýze částic v atmosféře, včetně saharského písku. Tato technologie je velmi užitečná pro studium aerosolu, což jsou mikroskopické částice nebo kapky, které jsou suspendovány ve vzduchu. Lidar je v podstatě optický ekvivalent radarového systému, ale místo rádiových vln používá laserové paprsky, což umožňuje získat vysoké rozlišení a detailní informace o atmosférických částicích.
Funguje na principu vysílání pulzů laserového světla do atmosféry. Tyto světelné pulzy se šíří vzduchem a, když narazí na částice jako prach, aerosoly nebo mraky, část světla se odrazí zpět k senzoru. Měřením doby, kterou světelný pulz potřebuje k návratu, a analýzou jeho odražené intenzity, lidar určuje různé vlastnosti částic v atmosféře, včetně jejich vzdálenosti, hustoty, velikosti a tvaru.
5. Meteorologické modely
Meteorologické modely jsou komplexní matematické a fyzikální nástroje, které simulují chování atmosféry a umožňují předpovědět různé meteorologické jevy, včetně šíření saharského písku. Tyto modely se používají nejen pro predikci počasí, ale také pro analýzu a sledování atmosférických procesů, jako je pohyb prachových bouří a jejich vliv na klimatické a environmentální podmínky. Meteorologické modely poskytují klíčové informace o koncentraci saharského písku v atmosféře a jeho dopadech na různé regiony.
6. Senzory na letadlech
V některých případech se používají letadla vybavená senzory pro měření aerosolu, což může poskytovat data o koncentraci saharského písku na různých výškách v atmosféře.
Saharský písek má významný vliv na klima, zdraví a ekosystémy. Jeho přítomnost v atmosféře může ovlivnit počasí, znečištění vzduchu a zemědělství. Moderní technologie nám pomáhají monitorovat jeho koncentrace a pohyb, což zlepšuje naše porozumění těmto jevům. Pokračující výzkum je klíčový pro lepší pochopení dopadů.
31.3.2024