4. Letová měření přízemního ozonu v Praze a jejím okolí  

V rámci projektu VaV 520/2/97 byla v roce 1998 provedena letová měření přízemního ozonu a jeho prekurzorů v Praze a jejím okolí. V období od 21. července do 12. srpna 1998 se uskutečnilo 7 letových dnů v celkovém rozsahu 37 letových hodin. Měřicí lety byly plánovány na dny s meteorologickými podmínkami vhodnými pro tvorbu ozonu. Převážně se jedná o anticyklonální situace s převládajícím teplým a suchým počasím, jejichž výskyt lze s nejvyšší pravděpodobností očekávat v období od počátku května do konce srpna. S přihlédnutím k dennímu chodu koncentrací ozonu byly na každý letový den plánovány dva měřicí lety. První let se prováděl v časných ranních hodinách, kdy lze očekávat nejnižší koncentrace ozonu. Druhý let byl realizován v odpoledních hodinách, kdy při uvedených meteorologických podmínkách lze naopak očekávat koncentrace ozonu blízké dennímu maximu. Uvedeným časům při anticyklonálním typu počasí v letním období rovněž odpovídají diametrálně odlišné stavy mezní vrstvy ovzduší: stabilní zvrstvení a přízemní inverze teploty v ranních hodinách a dobře promíchaná turbulentní mezní vrstva v hodinách odpoledních. K získání informací o trojrozměrném rozložení koncentrací přízemního ozonu, oxidů dusíku a oxidu siřičitého byly prováděny horizontální lety v hladině přibližně 200 m nad terénem a výškové profily koncentrací od 150 m nad terénem do 2700 m nad mořem.

V době od 8. do 12. srpna 1998 byly zachyceny dvě epizody výskytu letního fotochemického smogu. 8. srpna dosáhly nejvyšší koncentrace ozonu hodnoty 188 μg.m-3, 9. a 10. srpna 140, resp. 152 μg.m-3, ve dvou posledních dnech byly zaznamenány koncentrace nad 220 μg.m-3 s maximální hodnotou 280 μg.m-3 v závěru sledovaného období, tj. dne 12. srpna 1998. Stručná charakteristika synoptických situací ve sledovaném období: po rozpadu hřebene vyššího tlaku vzduchu přešla přes střední Evropu slabá studená fronta, za kterou opět nastoupil anticyklonální ráz počasí s výraznou advekcí teplého vzduchu. Smogové epizody byly ukončeny vpádem studené vzduchové hmoty provázené bouřkami, dešťovými přeháňkami a výrazným poklesem teploty vzduchu.

Pro celé období od 8. srpna 06 UTC do 12. srpna 1998 18 UTC byly vypracovány časové rozvoje vertikálních profilů teploty vzduchu, teplotního gradientu a rychlosti větru z aerologických měření OAP Praha-Libuš z termínů 00, 06, 12 a 18 UTC. Z časového rozvoje vertikálního profilu teploty vzduchu od země do 3500 m nad mořem je zřetelně vyjádřen pokles teploty vzduchu po přechodu slabé studené fronty dne 9. srpna a výrazné oteplení v posledních dnech sledovaného období (obr. 4-1). Časový rozvoj vertikálních profilů gradientu teploty vzduchu vykazuje každodenně výskyt přízemní inverze teploty vzduchu v druhé polovině noci a ráno. Dne 9. srpna byla ve vrstvě od 800–1300 m nad mořem frontální izotermie a inverze, která pozvolna stoupala a 11. srpna se nacházela 1900–2500 m nad mořem a byla ve stavu rozpadu (obr.4-2). Z časového rozvoje vertikálních profilů rychlosti větru jsou patrné rychlosti do 3 m.s-1 převážně ve vrstvě do 100 m nad terénem s výjimkou dne 10. a 12. srpna, kdy se nízké rychlosti vyskytovaly od země až do hladiny 2100 m nad mořem. Rychlost větru kolem 1 m.s-1 byla naměřena 12. srpna ve 12 UTC. Rychlosti větru nad 15 m.s-1 byly pozorovány 9. a 11. srpna ve výškách nad 2500 m nad mořem (obr. 4-3).

Z letových měření vertikálních profilů koncentrací SO2, NO2 a O3 provedených od 8.–12. srpna 1998 na návětrné a závětrné straně Prahy ráno a odpoledne byly vyhodnoceny časové rozvoje vertikálních profilů uvedených koncentrací. Rozdíly hodnot koncentrací SO2 mezi návětrnou a závětrnou stranou Prahy během sledovaného období byly nízké a navíc byly dvakrát překryty koncentracemi pocházejícími z elektrárny Mělník (obr. 4-4). Koncentrace NO2 na závětrné straně Prahy jsou výrazně vyšší než na návětrné. Ráno se v důsledku výskytu přízemních inverzí teploty vzduchu koncentrace NO2 vyskytovaly pouze ve vrstvě do 300 m nad terénem, v odpoledních hodinách vlivem labilního zvrstvení docházelo k dobrému promíchávání NO2 v celé mezní vrstvě (obr. 4-5). Časové rozvoje vertikálních profilů koncentrací ozonu vykazují významně vyšší koncentrace na závětrné straně Prahy. Velmi nízké jsou hodnoty ozonu z ranních měření na závětrné straně Prahy ve výškách do 300 m nad terénem, kdy dochází ve vrstvě přízemních teplotních inverzí k destrukci ozonu oxidací NO na NO2 a je blokován vertikální přísun ozonu z rezervoáru ve vyšších vrstvách. V odpoledních hodinách jsou koncentrace ozonu na závětrné straně výrazně vyšší než na návětrné straně Prahy a jsou v celé směšovací vrstvě dobře promíchány – výjimkou je měření dne 9. 8.1998, kdy přecházela studená fronta (obr. 4-6).

Ke stanovení příspěvku pražské aglomerace k úrovni ozonu v měřítku českého regionu byly z vertikálních výstupů vypočítány průměrné koncentrace ozonu ve vrstvě 200–400 m nad terénem na návětrné i závětrné straně Prahy. Z odpoledních měření vyplynulo, že koncentrace ozonu byly na závětrných stranách vyšší o 30–38 μg.m-3, tj. o 18–38 %. Tuto hodnotu lze považovat za odhad příspěvku pražské aglomerace k regionální úrovni.