Vertikální rozložení černého uhlíku a aerosolových částic v přízemní vrstvě atmosféry měřená pomocí dronu

Černý uhlík jako součást atmosférického aerosolu ovlivňuje klima i lidské zdraví, přičemž jeho radiační účinky, interakce s oblačností a vliv na vývoj mezní vrstvy atmosféry silně závisí na jeho vertikálním rozložení. Bez znalosti vertikálních profilů nelze spolehlivě hodnotit radiační působení černého uhlíku ani správně interpretovat přízemní měření a modelové simulace. Měření pouze u zemského povrchu proto poskytuje neúplný obraz o jeho skutečném působení.

Z tohoto důvodu byla studována vertikální variabilita ekvivalentního černého uhlíku (equivalent black carbon, eBC) a početní koncentrace aerosolových částic pomocí dronových měření. Součástí práce byl návrh a testování lehkého sušicího systému vhodného pro instalaci na dron a kalibrace dronových měření eBC vůči referenčním aethalometrům, která umožnila výrazně snížit vliv vlhkosti na výsledné koncentrace. Lety probíhaly v městském a venkovském prostředí v České republice se zaměřením na sezónní rozdíly a na roli atmosférické stability, lokálních emisí a dálkového transportu.

Výsledky ukazují, že nad venkovskou lokalitou koncentrace eBC i počet částic s výškou systematicky klesají, ale míra tohoto poklesu se sezónně mění. V zimě jsou koncentrace eBC výrazně vyšší v důsledku stabilní stratifikace atmosféry a zvýšeného podílu spalovacích zdrojů, zatímco v létě je vertikální gradient ovlivněn intenzivnějším promícháváním. V městském prostředí je vertikální struktura aerosolů v létě téměř homogenní v celé sledované vrstvě, zatímco v zimě dochází k postupnému úbytku koncentrací s výškou. Zvláštní pozornost byla věnována epizodám vysokého znečištění, kdy se na vertikálním rozložení aerosolů významně podílí dálkový transport, který může lokálně překrýt vliv zdrojů v přízemní vrstvě.

Tato studie vznikla v rámci spolupráce Výzkumné skupiny chemie a fyziky aerosolů s Ústavem výzkumu globální změny AV ČR a Finským meteorologickým ústavem.

• Julaha K., Ždímal V., Mbengue S., Brus D., Zíková N.: Drone-based vertical profiling of particulate matter size distribution and carbonaceous aerosols: urban vs. rural environment. Atmos. Chem. Phys. 2025, 25(23), 17933-17951. doi.org/10.5194/acp-25-17933-2025