Environmentálna fyzika, obnoviteľné zdroje energie, meteorológia a klimatológia

Problematika energií, životného prostredia a globálnych klimatických zmien je v súčasnosti jednou z kľúčových výziev pre ľudstvo. Študijný program má interdisciplinárny charakter na rozhraní rôznych fyzikálnych odborov s využívaním poznatkov z ďalších prírodovedných odborov. Okrem spoločného základu, študijný program umožňuje špecializáciu na environmentálnu fyziku a obnoviteľné zdroje energie alebo na meteorológiu a klimatológiu. Environmentálna fyzika a obnoviteľné zdroje energie sa zaoberá fyzikou životného prostredia, radiačnou fyzikou a problematikou energetiky s dôrazom na obnoviteľné zdroje energie. Meteorológia študuje fyzikálne procesy v atmosfére; jednou z jej hlavných úloh je prognóza počasia, na čo sa dnes využívajú najmä výstupy matematických modelov dynamických a termodynamických procesov v atmosfére. Klimatológia sa zaoberá analýzou a výskumom dlhodobého režimu atmosférických podmienok na základe spoľahlivých dlhodobých meraní.

Študijný plán je založený na modulárnom (blokovom) princípe s cieľom umožniť študentom priebežne si upravovať zameranie v rámci zvoleného študijného odboru a rozširovať rozsah štúdia. Profilové predmety študijného plánu sú povinné alebo povinne voliteľné predmety a študent po ich absolvovaní získa vedomosti a zručnosti, ktoré sú podstatné na absolvovanie študijného programu. Študijný program je pripravený v súlade s potrebami praxe a sleduje uplatniteľnosť absolventov.

Magisterský študijný program tvoria dva paralelné bloky Environmentálna fyzika a obnoviteľné zdroje energie a Meteorológia a klimatológia. Program priamo nadväzuje na bakalársky program Obnoviteľné zdroje energie a environmentálna fyzika, ale umožňuje plynulý prechod aj absolventom iných bakalárskych programov odboru fyzika. Pre naplnenie cieľov štúdia je študijný program zostavený z teoreticko-metodologických predmetov spoločných pre oba bloky: povinné profilové predmety (Environmentálna fyzika, Metódy analýzy údajových súborov, Šírenie znečisťujúcich látok v životnom prostredí) a široký výber povinne voliteľných predmetov zameraných na rôzne oblasti fyziky, napr. geofyziku, fyziku tuhých látok alebo plazmy, spektroskopiu ako aj komplexné riešenia environmentálnych problémov. Študijný plán podporuje aj získavanie praktických skúseností v praktikách a laboratórnych cvičeniach a predmetoch zameraných na meracie a diagnostické metódy.

V rámci spojených študijných programov si študent vyberá okrem povinných prednášok jeden z dvoch blokov povinne voliteľných prednášok:

Blok Environmentálna fyzika a obnoviteľné zdroje energie obsahuje povinne voliteľné profilové predmety zamerané na doteraz dominantne používané neobnoviteľné i perspektívne sa zavádzajúce obnoviteľné zdroje energie a ich komplexné postavenie v globálnej energetike, vrátane metód uskladnenia energie (Spaľovacie a termochemické procesy, Slnečná energia a fotovoltika, Jadrová energetika a environment, Vodíková energetika a jadrová fúzia). Ďalšou esenciálnou skupinou predmetov sú environmentálne technologické predmety, ktoré budú spojené s exkurziami do praxe (Technológie na ochranu ovzdušia, Čistenie a úprava vôd, Spracovanie odpadu) a predmety diagnostických metód radiačnej fyziky (Metódy monitorovania rádionuklidov, Izotopové metódy v environmentálnej fyzike).

Blok Meteorológia a klimatológia sa rozdeľuje na 4 užšie špecializácie, pričom v každej z nich sa predpokladá dobrá znalosť základov matematiky a fyziky, tak ako sa požaduje u absolventov prichádzajúcich z bakalárskeho študijného odboru Fyzika. Medzi základné špecializácie a zručnosti, ktoré môže absolvent získať patria: 

1. Synoptická meteorológia a súvisiace aktivity (prístroje, radary, družice, telekomunikácie, aerológia, synoptické mapy, prognózy od 1 hodiny do 10 dní),
2. Klimatológia a súvisiace aktivity (pozorovanie, meranie, štatistika, databázy, mapovanie, analýzy, posudky, štúdie, ročenky, scenáre, prognózy), 
3. Znečistenie ovzdušia a súvisiace aktivity (prístroje, meranie, chémia, ekológia, kritické záťaže, legislatíva, analýzy, prognózy, scenáre, posudky, štúdie, ročenky),
4. Numerické metódy v meteorológii, klimatológii, znečistení ovzdušia a modelovanie (asimilácia údajov, integrácia modelu, parametrizácia procesov, postprocesing).

V týchto oblastiach absolvent študijného programu/odboru nadobudne profesionálnu kompetenciu vykonávať svoje povolanie alebo sa pripraví na pokračovanie v nejakom nadväzujúcom štúdiu.

K povinným predmetom pre oba bloky nevyhnutne patria aj Diplomový seminár (1-2) a Diplomová práca (1-2), ktoré priamo súvisia so zameraním diplomovej práce študenta a vedú ho k samostatnému spracovaniu najnovšej literatúry v odbore, nastoleniu relevantnej a novej vedeckej hypotézy a jej teoretickému, numerickému alebo experimentálnemu spracovaniu, ako aj k zrozumiteľnej komunikácii dosiahnutých výsledkov v písomnej forme diplomovej práce i ústne pri jej obhajobe. Témy diplomových prác pokrývajú všetky oblasti zamerania študijného programu, najmä zamerané na obnoviteľné zdroje energie, environmentálnu a radiačnú fyziku, meteorológiu a klimatológiu. Práce riešia experimentálne problémy, simulácie fyzikálnych javov, teoretické prístupy so zameraním na vlastný prínos k riešeniu problematiky diplomovej práce.

Príklady úspešných záverečných prác našich študentov:

• Mgr. Peter Štrbáň, Vplyv znosu rádiosondy v asimilácii dát numerického predpovedného systému ALADIN/SHMÚ (2021)
• Mgr. Alexandra Varsányiová, Výskyt nebezpečných meteorologických udalostí v čase meniacej sa klímy na Slovensku (2021)
• Mgr. Alžbeta Brandýsová: Testovanie prístupov pre určovanie radónového potenciálu pôd a ich experimentálna verifikácia (2020)
• Mgr. Diana Račková: Čistenie plynu od naftalénu pomocou plazmy a katalyzátora - vplyv veľkosti a špecifického povrchu katalyzátora (2019)
• Mgr. Daniel Jakubčin, Účinky studenej plazmy generovanej prechodovou iskrou na vodné roztoky proteínov a amimokyselín (2019)
• Mgr. Simona Töröková: 2D perovskite materials for the next generation of photovoltaics (2019)
• Mgr. Jaroslava Slavková: Scenáre vodnej bilancie a sucha (2018)
• Mgr. Andrea Žilková: Využitie studenej plazmy na predĺženie životnosti potravín - testovanie pasterizácie ovocných štiav (2017)
• Mgr. Patrícia Kureková: Meranie objemovej aktivity radónu v predškolských zariadeniach (2017)

Zameranie absolventov špecializácie na environmentálnu fyziku a obnoviteľné zdroje energií odráža aktuálne požiadavky spoločnosti a nájdu uplatnenie v odbore alebo s využitím nadobudnutého vzdelania v širokom spektre príbuzných odborov. Najtypickejšie príklady uplatnenia absolventov budú:

• základný a aplikovaný environmentálny výskum (SAV, medzinárodné výskumné centrá, svetové a domáce centrá vedy),
• vysoké školy a vzdelávacie inštitúcie,
• vývojové laboratóriá a rezortné ústavy zaoberajúce sa environmentálnou problematikou (kontrola polutantov v životnom prostredí, aplikácie rádionuklidov v praxi, metrológia ionizujúceho žiarenia),
• jadrová energetika (vnútorná a vonkajšia dozimetria),
• meteorologická a hydrologická služba,
• úrady verejného zdravotníctva (usmerňovanie ochrany zdravia pred účinkami ionizujúceho žiarenia, kontrola dodržiavania zásad radiačnej ochrany na pracoviskách s ionizujúcim žiarením, monitorovanie rádioaktivity v životnom prostredí),
• sféra verejnej a štátnej správy (uplatňovanie zásad štátnej politiky v oblasti ochrany životného prostredia, dozor nad jadrovoenergetickými zariadeniami),
• súkromný sektor (realizácia obnoviteľných zdrojov energie v praxi, environmentálne analýzy, kontrola rádioaktivity v prírodných prostrediach a pobytových priestoroch, analýza vzoriek zložiek životného prostredia, posudzovanie vplyvov na životné prostredie, osobná dozimetria, meranie rádioaktivity v životnom prostredí),
• rôzne odvetvia priemyslu, energetiky a dopravy, kde sa absolventi uplatnia ako technológovia a environmentálni manažéri)
• obchodné spoločnosti obnoviteľných zdrojov energie, jadrovej techniky, laboratórnych zariadení a zdrojov žiarenia,
• výpočtové centrá, bankovníctvo a poisťovníctvo (spracovanie údajov, štatistické analýzy, počítačové siete).

Absolventi meteorológie a klimatológie sú pripravení na povolanie v širokej škále profesií súvisiacich s: počasím, podnebím, znečistením atmosféry, dopravou, poľnohospodárstvom, priemyslom, zdravotníctvom, životným prostredím, lesným a vodným hospodárstvom. Uplatnenie nájdu doma aj v zahraničí, predovšetkým v rôznych útvaroch Slovenského hydrometeorologického ústavu (v Bratislave - Koliba a letisko; v Banskej Bystrici; v Gánovciach pri Poprade; v Košiciach). Uplatniť sa môžu aj v iných inštitúciách na celom Slovensku (Geofyzikálny ústav SAV, Hydromeliorácie, Výskumný ústav vodného hospodárstva, Ústav hydrológie SAV, všetko v Bratislave, Poľnohospodárska univerzita v Nitre, Lesnícky výskumný ústav a Lesnícka fakulta Technickej univerzity vo Zvolene, v štátnej a verejnej správe a aj inde). Časť absolventov sa uplatnila aj na podobných pracoviskách v ČR alebo inde v zahraničí. Najtypickejšie príklady špecializácií absolventov sú: 

• Synoptický meteorológ v bežnej prevádzke (denná predpoveď počasia)
• Letecký meteorológ v bežnej prevádzke (predpoveď počasia pre zabezpečenie letectva)
• Numerický meteorológ – riešenie a prevádzka dynamických modelov na prognózu počasia
• Aerologický meteorológ – meranie a analýza parametrov vo voľnej atmosfére do 40 km
• Meteorológ pre satelitné a radarové merania – dištančné metódy meteorologického monitoringu
• Meteorológ pre pozemné merania a prístrojovú techniku – metódy meraní a testovanie prístrojov
• Meteorológ pre štúdium slnečnej radiácie – celosvetovo koordinované meranie a spracovanie
• Horský meteorológ, klimatológ – štúdium meteorologických procesov vo vysokých horách
• Všeobecný klimatológ – výskum v klimatológii, spracovanie scenárov, máp, atlasov a monografií
• Aplikovaný klimatológ – spracovanie a distribúcia klimatologických informácií
• Mikroklimatológ – klimatológia prízemnej vrstvy, uzavretých priestorov a porastov
• Bioklimatológ (biometeorológ) – aplikácie na biologické systémy a ľudské zdravie
• Agrometeorológ (agroklimatológ) – aplikácie na poľnohospodárstvo
• Lesnícky meteorológ (klimatológ) – aplikácie na lesníctvo a lesné ekosystémy
• Hydroklimatológ (hydrometeorológ) – aplikácie na hydrológiu a hydroprognózu
• Speleoklimatológ – aplikácie na mikroklímu jaskýň
• Meteorológ pre lavínovú prevenciu – aplikácie na lavínovú prognózu a prevenciu
• Meteorológ pre štúdium znečistenia ovzdušia – difúzia škodlivín v hraničnej vrstve
• Meteorológ pre diaľkový prenos škodlivín v atmosfére a kritické záťaže – medzištátny prenos
• Meteorológ pre štúdium prízemného a celkového ozónu v atmosfére