Vývoj v SR

Celkový ozón a slnečné ultrafialové žiarenie na slovenskU

Monitoring a spravodajstvo celkového ozónu a slnečného ultrafialového (UV) žiarenia zabezpečuje SHMÚ na základe Zákona o ochrane ozónovej vrstvy Zeme č. 76/1998 Zb. a z. 321/2012 Zb. O ochrane ozónovej vrstvy Zeme a o zmene a doplnení niektorých zákonov

Merania a ich prezentácia verejnosti

Celkový atmosférický ozón nad územím Slovenska sa meria v Aerologickom a radiačnom centre SHMÚ v Gánovciach pri Poprade (49,03 S z. š.; 20,32 V z. d.; 706 m n. m.) pomocou Brewerových ozónových spektrofotometrov MKIV od r.1993 a MKIII od r. 2014. Stanica Poprad-Gánovce je súčasťou globálneho ozónového pozorovacieho systému (GO3OS), ktorý patrí k systému Globálneho monitoringu atmosféry (GAW) Svetovej meteorologickej organizácie (WMO).

Na internetovej stránke SHMÚ je prezentovaná nameraná hodnota celkového ozónu pre každý deň, jej odchýlka od normálu za obdobie 1962 – 1990 a krátkodobá predpoveď. Keďže merania celkového ozónu v SR začali až v roku 1993, ako normálové sa používajú údaje z najbližšej stanice s dlhodobým radom meraní celkového ozónu (aj z obdobia pred poškodením ozónovej vrstvy Zeme) zo Solárneho a ozónového observatória ČHMÚ v Hradci Králové (Kalvová a Dubrovský, 1995).

Pomocou Brewerových ozónových spektrofotometrov sa získavajú aj spektrá globálneho slnečného ultrafialového žiarenia. Zo spektrálnych údajov sa použitím akčného spektra pre erytém (sčervenanie, zápal) ľudskej kože (CIE, 1987) určujú tiež integrálne hodnoty globálneho slnečného erytémového UV žiarenia a slnečný UV index (UVI). Brewerove ozónové spektrofotometre sú pravidelne kalibrované porovnaním so svetovým cestovným etalónom a referenčnými externými lampami.

Monitoring slnečného UV žiarenia je zabezpečený aj prostredníctvom meraní širokopásmovými UV rádiometrami. Relatívna spektrálna citlivosť týchto prístrojov je podobná akčnému spektru pre erytém ľudskej kože (CIE, 1987). Výstupom z meraní týmito prístrojmi je globálne slnečné erytémové UV žiarenie a slnečný UV index. Údaje globálneho slnečného erytémového UV žiarenia sú vzorkované každých 5 s. Z nich sú vypočítané sumy (dávky) tohto žiarenia za zvolené časové obdobie. Kontrola stability UV rádiometrov sa vykonáva ročne porovnaním s referenčným prístrojom kalibrovaným vo svetovom radiačnom centre WRC PMO Davos. Prehľad umiestnenia týchto prístrojov je v tab.1.

Tabuľka 1. Prehľad staníc s UV rádiometrami v staničnej sieti SHMÚ
Stanica	WMO indikatív/ súradnice	Prístroj	Obdobie merania
Bratislava-Koliba	11813 48,17 S z. š., 17,10 V z. d., 287 m n. m.	SL 501	1997 –
Hurbanovo	11858 47,87 S z. š., 18,19 V z. d., 115 m n. m.	SL 501A	2016 –
Banská Bystrica	11898 48,73 S z. š., 19,12 V z. d., 427 m n. m.	KZ UV S-E-T	2014 –
Poprad-Gánovce	11952 49,03 S z. š., 20,32 V z. d., 706 m n. m.	SL 501A KZ UV S-E-T	1999 – 2014 –
Trebišov-Milhostov	11978 48,66 S z. š., 21,72 V z. d., 105 m n. m.	KZ UV S-E-T	2009 –

Slnečné ultrafialové žiarenie je podľa odporúčaní Svetovej zdravotníckej organizácie (WHO) prezentované pre verejnosť prostredníctvom slnečného UV indexu odvodeného z meraní globálneho erytémového UV žiarenia. Na internetovej stránke sú prezentované 15-minútové priemery a hodinové maximá UVI z meraní pomocou UV rádiometrov na piatich staniciach, ako aj krátkodobá predpoveď slnečného UVI pre rôzne podmienky oblačnosti a vybrané nadmorské výšky v období od 1. apríla do 30. septembra.
Informácia o stave ozónovej vrstvy a slnečnom UVI je denne poskytovaná obyvateľstvu Slovenskej republiky nielen prostredníctvom internetovej stránky SHMÚ, ale aj správami pre tlačové agentúry (TASR) a siete mobilných operátorov.
Merania Brewerovými spektrofotometrami sa pravidelne odosielajú do Svetového dátového centra pre ozón a slnečné UV žiarenie (WOUDC) v Kanade, do ozónového mapového centra WMO v Grécku a do európskej databázy EUBREWNET. Spektrálne merania globálneho slnečného UV žiarenia sú zasielané aj do európskej databázy slnečného UV žiarenia EUVDB.

Výsledky meraní

Celkový ozón

Ročné priemery celkového ozónu v Gánovciach (obr. 1) nevykazujú za obdobie meraní od roku 1994 štatisticky významný trend. Ich hodnoty sú v rozmedzí od 317 do 347 Dobsonových jednotiek (DU). Priemerná hodnota celkového ozónu za obdobie 1994 – 2023 je 327,5 DU.

Obrázok 1 - Priemerné ročné hodnoty celkového ozónu v Gánovciach za obdobie 1994 – 2023 — Obrázok 1. Priemerné ročné hodnoty celkového ozónu v Gánovciach za obdobie 1994 – 2023

Obrázok 2. Priemerné ročné relatívne odchýlky celkového ozónu v Poprade-Gánovciach od normálu 1962 - 1990 v %. — Obrázok 2. Priemerné ročné relatívne odchýlky celkového ozónu v Poprade-Gánovciach od normálu 1962 - 1990 v %

Merané hodnoty celkového ozónu boli za sledované obdobie 1994 – 2023 v porovnaní s normálom v priemere o 2,9% nižšie. Iba v roku 2010 ročný priemer presiahol normál o 2,7% (obr. 2). Najnižšie priemerné ročné hodnoty, kedy priemerná ročná odchýlka od normálu dosiahla približne -6%, boli namerané v rokoch 1995 a 2011 po extrémne studených zimách v stratosfére arktickej oblasti.

Tabuľka 2. Priemerné mesačné hodnoty celkového ozónu a relatívne odchýlky od normálu za obdobie 1994 – 2023
Mesiac	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Priemer (DU)	340	361	368	365	352	334	323	307	296	283	293	311
Odchýlka (%)	- 0,3	-2,2	-3,6	-5,2	-6,6	-6,9	-4,9	-5,0	-1,9	-1,5	1,3	-0,4

Mesačné priemery celkového ozónu ukazujú jeho ročný chod s maximom v marci a minimom v októbri. Hodnoty celkového ozónu sa v mesačnom priemere nelíšia od normálu o viac ako 2% od septembra do januára. V jarných a letných mesiacoch je priemerný mesačný deficit celkového ozónu oproti normálu v rozsahu -3,6% až -6,9%, s najnižšou hodnotou v júni, kedy slnko kulminuje pri najväčšej výške a na zemský povrch dopadá najviac slnečného žiarenia. Za celé sledované obdobie 1994 – 2023 v mesiacoch máj – júl mesačné priemery nedosiali hodnoty normálu. Najväčší priemerný mesačný deficit bol v apríli 2011, keď mesačná relatívna odchýlka dosiahla - 15%. Najväčšie nadnormálne mesačné priemery boli namerané v zimných a jesenných mesiacoch. V decembri 2010 a v novembri 2023 priemerná mesačná odchýlka od normálu dosiahla až +12%.

Za extrémne nízke sú (aj v rámci ozónového spravodajstva) považované hodnoty celkového ozónu nižšie o viac ako 20% oproti normálu. Vyskytujú sa v spojení s presunom stratosférických vzduchových hmôt chudobných na ozón z vyšších zemepisných šírok do našej oblasti po rozpade arktického polárneho vortexu. Po skončení veľmi studených a dlho trvajúcich arktických polárnych zím sa pozorujú veľmi nízke hodnoty celkového ozónu najmä v marci – apríli. V zimných a jarných mesiacoch sa vyskytujú krátkodobé epizódy v spojení s dynamickými podmienkami v atmosfére priaznivými pre výskyt extrémne nízkych hodnôt celkového ozónu. Najvýraznejší denný deficit celkového ozónu -38,3 % bol nameraný 1. 1. 1998, kedy priemerný denný celkový ozón predstavoval iba 201 DU, čo je najnižší nameraný denný priemer u nás. Podobne vo februári 2008 a 2023 sa vyskytlo niekoľko dní s deficitom celkového ozónu presahujúcim 30% (22. 2. 2008 pri dennom priemere celkového ozónu 243 DU bola relatívna odchýlka oproti normálu - 35,1%, 15. 2. 2023 pri celkovom ozóne 239 DU bola relatívna odchýlka oproti normálu - 35,4%). Najväčšia kladná denná relatívna odchýlka od normálu 36,6% bola nameraná 30. 1. 2015 (488 DU). Najvyššia denná hodnota celkového ozónu 506 DU bola nameraná 24. 2.1999.

Celkový ozón v roku 2023

V r. 2023 bol celkový ozón v Gánovciach oproti normálu nižší v priemere o 3,5% (obr. 2). Priemerná ročná hodnota celkového ozónu bola v tomto roku 325,3 DU (obr. 1).

Najnižšie priemerné mesačné relatívne odchýlky celkového ozónu od normálu boli namerané vo februári (-9,7%, 333 DU) a v auguste (-9,6%, 292 DU) (tab. 3, obr. 3). Deficit celkového ozónu v porovnaní s normálom bol zistený pre všetky mesiace okrem novembra, kedy boli merané oproti normálu výrazne vyššie hodnoty (+12%, 324 DU).
Počas siedmich februárových dní bolo nameraných o viac ako 20% a počas troch dní o viac ako 30% menej celkového ozónu v porovnaní s normálom (tab. 3, obr. 3). Od 8. do 23. februára pretrvával deficit celkového viac ako 10%. Mimoriadne nízke februárové hodnoty celkového ozónu v našej oblasti súviseli s výrazným a dlhotrvajúcim narušením arktického polárneho vortexu planetárnymi vlnami, ktoré sprevádzalo aj náhle oteplenie v arktickej stratosfére (SSW). Deficit celkového ozónu presahujúci 20 % sa krátkodobo (jeden deň) vyskytol aj v marci a v decembri.

Obrázok 3. Denné priemery celkového ozónu (modrá čiara) v DU, jeho odchýlky od normálu 1962 – 1990 (zelená čiara) v roku 2022 a normálové hodnoty (červená čiara). — Obrázok 3. Denné priemery celkového ozónu (modrá čiara) v DU, jeho odchýlky od normálu 1962 – 1990 (zelená čiara) v roku 2023 a normálové hodnoty (červená čiara).

Tabuľka 3. Priemerné denné hodnoty celkového ozónu O3 v DU, odchýlky od normálu ðO3 v %, mesačné priemery AVG, mesačné štandardné odchýlky od priemeru STDEV, mesačné maximá MAX a minimá MIN v roku 2023. Záporná odchýlka od normálu predstavuje situáciu s nižšou hodnotou celkového ozónu oproti normálu. Červenou sú vyznačené relatívne odchýlky od normálu -20% a menej.

Priemerné denné hodnoty celkového ozónu O3 v DU, odchýlky od normálu O3 v %, mesačné priemery AVG, mesačné štandardné odchýlky od priemeru STDEV, mesačné maximá MAX a minimá MIN v roku 2021. Záporná odchýlka od normálu predstavuje situáciu s nižšou hodnotou celkového ozónu oproti normálu. Červenou sú vyznačené relatívne odchýlky od normálu -20% a menej.

Slnečné erytémové UV žiarenie a UV index

Slnečné erytémové UV žiarenie a UV index v danej lokalite ovplyvňujú okrem premenlivosti celkového ozónu aj ďalšie faktory, najmä výška slnka, oblačnosť, ale aj prítomnosť snehovej pokrývky a aerosól. Najdlhšie rady meraní slnečného erytémového UV žiarenia pomocou UV rádiometrov sú zo staníc Bratislava a Poprad-Gánovce (obr. 4).

Obrázok 4. Ročné sumy slnečného erytémového UV žiarenia v Bratislave (BRA) a v Gánovciach (GAN) od r. 2000.

Najnižšie ročné sumy boli merané v rokoch 2001, 2010 a 2014 (obr. 4 a 5), pri podpriemerných sumách slnečného globálneho žiarenia a podpriemerných alebo nadpriemerných (2010) hodnotách celkového ozónu. Naopak, najvyššie ročné sumy boli namerané pri nadpriemerných sumách globálneho žiarenia (v r. 2011, 2017, 2019, 2021, 2022, 2023) a podpriemerných hodnotách celkového ozónu (najmä 2011, 2020).

Obrázok 5. Relatívne odchýlky ročných súm slnečného svitu (SD), globálneho žiarenia (GLO), slnečného erytémového UV žiarenia meraného UV rádiometrami SL (UV) od ročného priemeru za obdobie 2000 – 2019 v Bratislave (hore) a v Gánovciach (dolu) a relatívne odchýlky ročných priemerov celkového ozónu (OZÓN) v Gánovciach od normálu.

Slnečné erytémové UV žiarenie a UVI v roku 2023

Ročná suma UV žiarenia s erytémovým účinkom v roku 2023 patrila medzi najvyššie od roku 2000 v Gánovciach aj v Bratislave (obr. 4). V porovnaní s ročným priemerom za obdobie 2000 – 2019 bola ročná suma roku 2023 v Bratislave o 10% a v Gánovciach o 13% vyššia. Rekordne vysoká mesačná suma bola nameraná v Gánovciach vo februári, v septembri a v decembri a v Bratislave v septembri pri relatívne nízkych hodnotách celkového ozónu a pri slnečnom počasí (tab. 4, obr. 5). Vo februári bola v Gánovciach nameraná až o 47% vyššia dávka tohto žiarenia oproti priemeru za obdobie 2000 – 2019. Na oboch staniciach boli namerané výrazne nadpriemerné mesačné sumy v zimných mesiacoch február a december a od júla do októbra (tab. 4).

Tabuľka 4. Mesačné sumy slnečného erytémového UV žiarenia a mesačné relatívne odchýlky od priemeru za obdobie 2000 – 2019 v Bratislave (hore) a v Gánovciach (dolu) v roku 2023.

Maximálne hodinové priemery UVI pre stanice Bratislava a Gánovce v roku 2023 sú na obr. 6.

Obrázok 6. Maximálne hodinové priemery UVI v Bratislave (hore) za obdobie 1997 – 2021 a v Gánovciach (dolu) za obdobie 1999 – 2021 (modrá značka) a v roku 2022 (červené značky), vyjadrené vzhľadom na zhladený MEDIÁN (medián predstavuje limit, pri ktorom sa vyššie aj nižšie hodnoty ako medián vyskytujú s rovnakou pravdepodobnosťou 50%) a vybrané percentily P90, P75, P25 a P10 (pravdepodobnosť, že daný údaj prekročí hodnotu P90, je 10%, P75 je 25%, pravdepodobnosť, že daný údaj bude menší ako hodnota P25, je 25% a P10 je 10%). Štatistické charakteristiky sú za obdobie 2000 – 2019. V grafe sú vyznačené limity intervalov UVI, pre ktoré WHO odporúča príslušný stupeň ochrany pred slnečným UV žiarením.

Na obr. 6 sú zreteľne vidieť obdobia, kedy pri slnečnom počasí maximálne hodinové priemery UVI presahujú v Gánovciach percentil P90. V Gánovciach sa jedná najmä o hodnoty UVI namerané od 13. do 17. februára pri deficitoch celkového ozónu v rozsahu 29 – 35% oproti normálu a pri malej oblačnosti. Hodnoty 90-teho percentilu sú pre tieto dni 1,6 – 1,7 UVI, merané hodnoty UVI boli takmer dvojnásobné 2,5 až 2,8. V Bratislave pri väčšej oblačnosti sa zvýšenie hodnôt UVI spojené s februárovým deficitom celkového ozónu neprejavilo tak výrazne ako v Gánovciach. Ďalšími obdobiami, kedy hodinové maximá UVI často presahovali 90-ty percentil, boli začiatok júla, august, september a december. Ročné hodinové maximá UVI boli v Gánovciach merané koncom júna až začiatkom júla, v Bratislave až v druhej polovici júla. Najväčší hodinový priemer UVI bol nameraný v Gánovciach 18.6.2023, kedy pri priemernom dennom celkovom zóne 307 DU (-12% oproti normálu) UVI dosiahol hodnotu 8,4. V Bratislave bol najväčší hodinový priemer UVI 7,9 nameraný až 18.7.2023 pri priemernom dennom celkovom zóne 310 DU (-8% oproti normálu).

Obrázok 7. Merania UVI v Poprade-Gánovciach pomocou Brewerových spektrofotometrov (MKIV BR097, MKIII BR225) najbližšie k miestnemu poludniu (sivé značky), maximálne hodnoty pre daný deň (červené štvorce spojené sivou čiarou) a údaje z roku 2022 (červené kruhy). Červenou čiarou je vyznačený zhladený denný priemer (1994 – 2022). V grafe sú vyznačené limity intervalov UVI, pre ktoré WHO odporúča príslušný stupeň ochrany pred slnečným UV žiarením. — Obrázok 7. Merania UVI v Poprade-Gánovciach pomocou Brewerových ozónových spektrofotometrov (MKIV BR097, MKIII BR225) najbližšie k miestnemu poludniu (sivé značky), maximálne hodnoty pre daný deň (červené štvorce spojené sivou čiarou) a údaje z roku 2023 (červené kruhy). Červenou čiarou je vyznačený zhladený denný priemer (1994 – 2023). V grafe sú vyznačené limity intervalov UVI, pre ktoré WHO odporúča príslušný stupeň ochrany pred slnečným UV žiarením.

Podobne ako merania pomocou UV rádiometrov, aj poludňajšie hodnoty UVI merané 13. – 17. februára pomocou Brewerových ozónových spektrofotometrov prekračovali doposiaľ najvyššie namerané hodnoty (obr. 7). 15. 2. bolo namerané denné maximum UVI až 2,7.
Ročné maximum UVI 8,4 bolo Brewerovým ozónovým spektrofotometrom MKIII BR225 namerané 2. 7. 2023 (pri priemernom dennom celkovom ozóne 328 DU, čo je - 6 % oproti normálu) (obr. 7). Extrémne hodnoty UVI boli merané aj v auguste, v septembri a v decembri.

Referencie

Kalvová, J., Dubrovský, M., Assessment of the normality of total ozone daily averages. Met. zprávy, 48, pp. 9–17, 1995.
Atmosphere,125, e2020JD033271. https://doi.org/10.1029/2020JD033271

McKinlay, A. F. and B. L. Diffey, A reference action spectrum for ultraviolet induced erythema in human skin. CIE J.6, 17–22, 1987.

Tlačiť