20 let Košetic

20 let monitoringu kvality přírodního prostředí na observatoři Košetice

V letošním roce uplynulo 20 let od založení observatoře Českého hydrometeorologického ústavu v Košeticích. Observatoř byla založena v roce 1988 jako specializované pracoviště pro zabezpečení účasti tehdejšího Československa (a později České republiky) v mezinárodních programech monitoringu kvality přírodního prostředí (především ovzduší) v regionálním měřítku. Zjednodušeně tedy lze říci, že se měří v relativně čisté lokalitě bez přímého vlivu blízkých zdrojů znečištění, aby bylo možno detekovat dlouhodobé trendy kvality ovzduší.

Při této příležitosti se 18. 6. 2008 konal tematický seminář zaměřený k výročí dvacetiletého monitoringu kvality přírodního prostředí na observatoři Košetice. Zúčastnilo se jej 35 hostů, kromě zaměstnanců observatoře se jednalo především o dlouhodobé spolupracovníky observatoře z řad ČHMU i kooperujících organizací.

V úvodu zdůraznil ředitel ČHMÚ Ivan Obrusník a náměstek úseku OČO Jan Macoun význam observatoře Košetice pro zajištění účasti České republiky v mezinárodních programech monitoringu kvality ovzduší i pro hodnocení znečištění ovzduší v České republice v regionálním měřítku.

První blok přednášek byl zaměřen na historii observatoře Košetice a hodnocení dlouhodobých trendů detekovaných na základě dvacetiletého monitoringu. Zakladatel a první vedoucí observatoře Bedřich Böhm shrnul aktivity, které předcházely jejímu vzniku. Připomněl některé dnes již téměř komické problémy, které založení observatoře provázely. Zdůraznil některé politické souvislosti monitoringu kvality přírodního prostředí v regionálním měřítku. Koncem 70. let minulého století bývalá ČSSR podepsala některé mezinárodní úmluvy, ze kterých vyplývala povinnost realizovat monitoring tohoto typu. Jednalo se především o Konvenci o dálkovém přenosu škodlivin přes hranice států v Evropě (CLRTAP), závazky vyplývající z členství ve Světové meteorologické organizaci (WMO) a také dílčí aktivity v rámci tehdejší RVHP. Poté seznámil účastníky s důvody, proč byla observatoř lokalizována právě poblíž obce Košetice. Praktickou realizací monitoringu kvality přírodního prostředí na regionální úrovni byt pověřen ČHMÚ. Vzhledem k tomu, že žádná z existujících meteorologických stanic nesplňovala požadavky na umístění regionální stanice, bylo rozhodnuto řešit tento úkol výstavbou nové stanice, specializované výhradně na lento typ monitoringu. Výběru lokality observatoře byla věnována mimořádná pozornost. Prioritní bylo dodržení kritérií daných dlouhodobý mi cíli mezinárodních programů, zohledněna byla využitelnost dílčích měření V systému monitorovacích sítí ČHMÚ i pro návazné práce jiných organizací. Lokalita byla vybírána jako komplex, vhodný pro realizaci vícesložkového či integrovaného monitoringu, zejména v pojetí tehdejšího východoevropského subsystému GEMS, tedy velice širokého pojetí monitoringu kvality přírodní složky životního prostředí, kde zásadní věcí byla existence malého monitorovacího povodí. Aby byla zajištěna homogenní řada měření bez vlivu větších bodových zdrojů, byla přijata zásada, aby česká regionální stanice byla lokalizována v povodí Želivky (zdroj pitné vody pro Prahu). Z více než dvaceti možností navržených skupinou odborníků byla vybrána lokalita poblíž obce Košetice v okrese Pelhřimov.

Vedoucí observatoře Milan Váňa popsal historii observatoře od jejího založení v roce 1988 do současnosti. Po některých historických reminiscencích se soustředil především na změny v průběhu 20 let z pohledu přístrojové a výpočetní techniky, priorit v oblasti kvality ovzduší, archivaci a zpracování dat a péči o kvalitu dat. Zdůraznil, že výsledky monitoringu potvrzují správnost výběru lokality před 20 lety. Podstatnou část svého referátu pak věnoval mezinárodním aktivitám observatoře. Zabezpečení účasti České republiky v mezinárodních programech monitoringu kvality přírodního prostředí v regionálním měřítku bylo rozhodujícím impulzem pro vznik observatoře a účast v nich pak celou dobu existence významnou měrou určovala její vývoj. Původní program GEMS (Global Environment Monitoring Systém – Globální systém monitorování přírodního prostředí), v jehož východoevropském subsystému observatoř byla zapojena, byl koncipován velmi široce. Jeho hlavním cílem bylo detekovat trendy a zpracovat realistické prognózy změn v přírodním prostředí na globální a regionální úrovni. V tomto pojetí monitoringu měla vedle měření kvality ovzduší a srážek své rovnocenné místo i měření hydrologická, pedologická a biologická. V roce 1990 východoevropský subsystém programu GEMS ukončil svou činnost v souvislosti se zánikem RVHP a dominující úlohu v mezinárodních aktivitách observatoře převzaly programy realizované pod konvencí CLRTAP. Jedná se zejména o program spolupráce při monitorování a hodnocení dálkového přenosu látek znečišťujících ovzduší v Evropě (EMEP). Jeho hlavním cílem je předkládat spolehlivé vědecké důkazy k podpoře, rozvoji a hodnocení politiky ochrany Životního prostředí. Politické změny ve střední a východní Evropě na přelomu osmdesátých a devadesátých let přinesly výrazné prohloubení spolupráce v oblasti monitoringu kvality ovzduší a došlo také k zásadním změnám priorit. Typickým příkladem je síra, která byla v počátcích programu EMEP chápána jako nejdůležitější polutant, ale v průběhu dvaceti let existence EMEP došlo (mimo jiné díky protokolům Konvence) k významnému snížení emisí síry v evropském regionu, což se kontinuálně projevuje ve snižování koncentrací sloučenin síry v celé síti EMEP. V posledním desetiletí se začaly ve výzkumu transhraničního přenosu objevovat nové stimuly, které jsou postupně implementovány do strategie programu (jemné částice, přízemní ozon, těžké kovy, VOCs, POPs, atmosférická rtuť, elementární a organický uhlík). Na vybraných stanicích jsou zaváděna měření těchto polutantů.

Pod CLRTAP spadá i program ICP-IM (International Cooperative Programme on Integrated Monitoring of Air Pollution Effects on Ecosystems), realizovaný na observatoři Košetice od roku 1990. Jedná se o vícesložkový monitorovací program, jehož cílem je poznání látkové bilance a výměny látek v malých zalesněných povodích v neimpaktní oblasti. Lokalitami ICP-IM tedy musí být malá zalesněná povodí v pozaďových oblastech. Obecným cílem ICP-IM bylo původně hodnocení a prognóza stavu a změn terestrických a sladkovodních ekosystémů v dlouhodobé perspektivě především s ohledem na vliv znečištění ovzduší (zejména síra a dusík). V současné době se zájem ICP-IM rozšířil i na ekologické dopady přízemního ozonu, těžkých kovů a POPs.

Třetí významný program realizovaný na observatoří je GAW (Global Atmosphere Watch – Globální sledování atmosféry), řízený WMO. Integruje a zastřešuje dosavadní aktivity na poli výzkumu a monitoringu atmosféry s cílem rozšířit poznání vlivu lidské činnosti na globální změny v ovzduší a změny klimatu.

V posledních letech je observatoř Košetice, zejména díky své poloze a dlouhé homogenní řadě měření zapojována i do evropských projektů monitoringu a výzkumu. Významné jsou především aktivity EUSAAR AACCENT.

Úvodní blok pak uzavřely příspěvky odborných pracovníků observatoře Košetice Jana Čecha a Jaroslavy Červenkové o dlouhodobých trendech, detekovaných na základě monitoringu koncentrací a depozice polutantů. Dvacet let je z pohledu monitoringu kvality ovzduší pro detekování trendů doba dostatečně dlouhá. V tomto období prošly techniky měření výrazným vývojem stejně jako naše znalosti o chování sledovaných polutantů v ovzduší. Došlo k zásadním změnám v emisní situaci v České republice i v širším středoevropském prostoru, a to jak díky mezinárodním úmluvám, tak technickému, ekonomickému i politickému vývoji. Meteorologické podmínky transportu v Evropě se také měnily, na významu nabyla problematika globální změny klimatu. Všechny uvedené vlivy jsou patrné na datech shromážděných za dobu existence observatoře Košetice. V průběhu 20 let se výrazně měnily priority v oblasti ochrany ovzduší. V první fázi existence observatoře Košetice byla jednoznačně nejvážnějším problémem síra. V průběhu posledních 20 let ale došlo k výraznému poklesu emisí síry, který se promítl do snížení koncentrací sloučenin síry v ovzduší a následně i depozice síry na regionální úrovni. Největší pokles byl zaznamenán u podkorunové depozice, což je především důsledkem snížení suché depozice. Mírný pokles hodnot depozice síry byl registrován rovněž u měření na volné ploše. Z hodnocení pH srážkových vod na observatoři Košetice je patrný výrazný vzestupný trend v období 1990–2007.

V průběhu devadesátých let se stal jedním z nejvážnějších environmentálních problémů ve střední Evropě přízemní ozon. K situacím, při nichž dochází k dramatickému nárůstu koncentrací přízemního ozonu, které pak negativně působí na lidské zdraví, dochází zpravidla v déletrvajících obdobích s typicky letním počasím (extrémní teploty, bezoblačné dny, vysoká intenzita slunečního záření). Během těchto epizod jsou postupně zasaženy rozsáhlé regiony v měřítku přesahujícím hranice České republiky. Výsledky ukazují, že průměrné roční koncentrace se v devadesátých letech stabilizovaly na poměrně vysoké úrovni kolem 70 µg.m^–3, ale dále nerostly. Ve druhé polovině devadesátých let výrazně poklesl počet epizod, při nichž byl překračován imisní limit. Z hodnocení vlivu přízemního ozonu na lesní ekosystémy a zemědělské plodiny za použití mezinárodně uznávaného indexu AOT40 vyplývá, že nejen ve venkovských oblastech, ale prakticky na (území celé České republiky jsou dlouhodobě překračovány kritické úrovně, při nichž dochází ke škodách na lesních ekosystémech i zemědělských plodinách.

V současné době je za nejvážnější environmentální problém považován negativní vliv jemných částic v ovzduší na lidské zdraví. Hodnocení WMO-EMEP indikovalo významnou závislost mezi koncentracemi frakce PM16 (jemné částice s průměrem menším než 10 µm) a škodami na zdraví populace. Současné výzkumy pak ukazují, že ještě větší zdravotní rizika jsou spojena s koncentracemi frakce PM_2,5 (úmrtí na kardiovaskulární a respirační choroby). Výsledky z observatoře Košetice ukazují, že v období 1996–1999 byl detekován sestupný trend koncentrací PM₁₀ na všech typech stanic. Tento trend byl přerušen na přelomu tisíciletí, od té doby koncentrace mírně rostou a rozdíly mezi jednotlivými typy stanic se zmenšují. Vzestup koncentrací PM₁₀ n a venkovských stanicích je důsledkem změny chování obyvatel menších měst a vesnic při vytápění. V posledních letech je patrná silná tendence k návratu k tradičním topivům, jako jsou dřevo a uhlí.

V průběhu více než hodinové přestávky se uskutečnila exkurze po monitorovací ploše observatoře.

Ve druhé části pak vystoupili zástupci spolupracujících organizací. Dušan Závodský (Slovenská republika) se vrátil ke vzniku observatoře v době Československa a vyzdvihl význam dat z observatoře Košetice pro hodnocení transhraničního přenosu mezi ČR a SR po rozdělení federace. Jan Klánová (RECETOX) hovořila o dlouhodobém integrovaném monitoringu perzistentních polutantů na observatoři Košetice, který je realizován od samého počátku měření v roce 1988. Výsledkem je i z celosvětového pohledu unikátní dvacetiletá řada měření. Jiří Smolík (ÚVCHP AV ČR) prezentoval spolupráci mezi ÚVCHP AV ČR a ČHMÚ na poli monitoringu a výzkumu atmosférických aerosolů v rámci projektu EUSAAR na observatoři Košetice. EUSAAR (European Supersites for Atmospheric Aerosol Research – Síť evropských „superstanic“ pro výzkum atmosférických aerosolů) je součástí širší iniciativy EU-I3 (Integrated Infrastructures Initiatives) realizovaný v rámci výzkumného projektu technologického rozvoje Structuring the European Research Area-Support for Research Infrastructures. Karel Vaníček (SOO Hradec Králové, ČHMÚ) informoval o iniciativě EC-GMES a perspektivách její implementace na observatořích ČHMÚ. V závěrečném příspěvku pak pracovník OBK Jaroslav Pekárek seznámil s modelováním suché depozice na observatoři Košetice. Po závěrečné diskusi byl seminář ukončen.

Účastníci semináře na observatoři ČHMÚ v Košeticích. Foto J. Vošická

Milan Váňa, MZ 2008/4, ročník 61, str. 127–128