Fakulta matematiky, fyziky
a informatiky
Univerzity Komenského v Bratislave

Nové poznatky o Marse aj o svetelnom znečistení na Zemi

Výskum šírenia svetla v nehomogénnom prostredí priniesol nové poznatky o Marse aj o svetelnom znečistení na Zemi.


08. 02. 2018 08.13 hod.
Od: František Kundracík

Tím fyzikov z FMFI pod vedením Miroslava Kocifaja sa venuje šíreniu elektromagnetických vĺn v nehomogénnom prostredí, napríklad v poréznom regolite alebo v atmosfére obsahujúcej aerosóly (prach, kvapôčky vody a podobne). Dlhoročný výskum priniesol viaceré cenné výsledky, z najnovších prác vedúceho tímu si však zaslúžia osobitnú pozornosť najmä dve.

Prvá sa venuje interakcii dopadajúceho slnečného žiarenia a sypkého regolitu nachádzajúceho sa na stenách kráterov na Marse. Na ich svahoch už mnoho rokov pozorujeme počas marťanského leta vznik  tmavých línií, ktoré pripomínajú stopy po tečúcej vode (obr.1). V práci, ktorá bola publikovaná v Nature Geoscience sa vedúci tímu podieľal na objasnení tohto záhadného fenoménu. Ukázalo sa, že za vznikom útvarov nie je tečúca voda, ale lokálne podpovrchové prehriatie regolitu a jeho následné skyprenie. Na strmých svahoch kráteru sa tak regolit stane nestabilným a spustí sa množstvo malých prachových lavín. Tento poznatok je prelomový, lebo zastavil slepú cestu pri hľadaní tečúcej vody na Marse.
(Obr.1. Vznik čiarových útvarov (vľavo a v strede) v kráteri Garni (Valles Marineris). Vpravo je farebne zobrazený sklon svahu. Zdroj obrázkov: MRO, HiRISE, NASA/JPL/University of Arizona.)

Druhá práca súvisí s modelovaním svetelného znečistenia v okolí miest v rámci riešenia projektu APVV „Zovšeobecnený model jasu/žiary nočnej oblohy a jeho aplikácia pri získavaní emisnej funkcie miest“. Bez dobrého fyzikálneho modelu nie je možné predpovedať dopad zmien v osvetlení miest (napríklad pri výmene nízkotlakových sodíkových výbojok za LED) na úroveň svetelného znečistenia. Model musí byť pritom čo najjednoduchší (aby bol rýchly – nevyžadujúci niekoľkodňové výpočty), ale musí zahŕňať všetky podstatné efekty na dosiahnutie postačujúcej presnosti. Práca publikovaná v Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer dala definitívnu odpoveď na roky diskutovanú otázku, koľko rádov rozptylu svetla je potrebné zahrnúť do výpočtov, aby výpočet úrovne svetelného znečistenia bol dostatočne presný, ale pritom čo najkratší (obr.2). O význame práce svedčí aj to, že ju komunita vedcov zaoberajúcich sa modelovaním svetelného znečistenia ocenila ako najvýznamnejší prínos k problematike a vydavateľ ju bezplatne sprístupnil celej vedeckej komunite.
(Obr.2. Model svetelného znečistenia (hore) vo vzdialenosti 3, 7 a 15 km od hypotetického mesta a relatívna presnosť výpočtu (dole) pri zanedbaní všetkých vyšších rádov rozptylu.)

Kontakt: Miroslav Kocifaj