Skupina atmosférických gravitačních vln

Naše skupina vznikla v roce 2023 a je financována z projektu Junior Star GAČR č. 23–04921M „Unravelling climate impacts of atmospheric internal gravity waves“. Věnujeme se aspektům atmosférické dynamiky a transportu, které souvisejí s vnitřními gravitačními vlnami v atmosféře a s reprezentací gravitačních vln v globálních klimatických a předpovědních modelech pomocí takzvaných parametrizací. Pomocí kombinace teorie, experimentů s hierarchií numerických modelů, satelitních pozorování a analýzy již existujících dat (např. reanalýz) chceme přehodnotit a posunout naše chápání klimatických dopadů gravitačních vln v atmosféře a přispět k zlepšení způsobu jejich parametrizace v klimatických modelech. Naše skupina je plně zapojena do mezinárodních výzkumných iniciativ (APARC Gravity Wave activity, DynVar, A-RIP, TEAMx) a spolupracuje s výzkumníky a výzkumnými centry po celém světě. Také každoročně pořádáme na MFF UK mezinárodní workshop zabývající se gravitačními vlnami.

Mezi témata výzkumu skupiny patří:

• Studium interakce mezi parametrizovaným třením od gravitačních vln a vlnami na synoptických a planetárních škálách v modelech.
• Zhodnocení realističnosti této interakce v modelech plně rozlišujících gravitační vlny.
• Přehodnocení známých účinků gravitačních vln na základě modelů rozlišujících gravitační vlny.
• Tvorba parametrizací gravitačních vln pro globální klimatické modely.

Výzkumné nástroje:

• Teoretický výzkum gravitačních vln a interakce s pozaďovým prouděním.
• Numerické experimenty s Lagrangeovské (FLEXPART), idealistické (ICAR), detailní regionální (WRF) and globální chemicko-klimatické (EMAC) modely.
• Existující data jako reanalýzy (ERA 5), satelitní pozorování (AIRS, GPS RO) and modelovací iniciativy (DYAMOND initiative, CMIP6).

Zapojení do mezinárodního výzkumu

• APARC GW activity (https://www.aparc-climate.org/activities/gravity-waves/)
  • členství.
• APARC DynVarMIP (https://www.aparc-climate.org/activities/dynamical-variability/)
  • koordinace žádosti o informace o gravitačních vlnách pro připravovanou mezinárodní modelovou iniciativu CMIP7
• APARC Reanlysis Intercomparison Project (https://s-rip.github.io/)
  • spoluvedení tématického týmu se zaměřením na gravitační vlny v atmosféře.
• TEAMx programme and observational campaign (https://www.teamx-programme.org)
  • spoluvedení skupiny se zaměřením na dynamiku a interakci proudění s pohořím.

Publikace

• Dingley, B., Anstey, J. A., Abalos, M., Abraham, C., Bergman, T., Bock, L., Fiddes, S., Hassler, B., Kramer, R. J., Luo, F., O'Connor, F. M., Šácha, P., Simpson, I. R., Wilcox, L. J., and Zelinka, M. D.: CMIP7 Data Request: atmosphere priorities and opportunities, Geosci. Model Dev., 19, 2945–2984, https://doi.org/10.5194/gmd-19-2945-2026, 2026.
• Lastovicka J, Qian L, Añel JA, Brown MK, Cnossen I, Elias AG, Jacobi C, Li T, Lubken FJ, Mlynczak MG, Šácha P, Sofieva V, Zhang SR (2026) Scenario of global climate change in the Stratosphere-Mesosphere-Thermosphere-Ionosphere system. PLOS Clim 5(2): e0000836. https://doi.org/10.1371/journal.pclm.0000836
• Procházková, Z., Mahmoudi, E., Chew, R., Dolaptchiev, S., Stephan, C. C., Völker, G. S., and Achatz, U.: Variability of local gravity wave spectra from data of a high-resolution icosahedral-grid global model, Atmos. Chem. Phys., 26, 9541–9558, https://doi.org/10.5194/acp-26-9541-2026, 2026.
• Procházková, Z., Zajíček, R., and Šácha, P.: Climatology, long-term variability and trend of resolved gravity wave drag in the stratosphere revealed by ERA5, Weather Clim. Dynam., 6, 927–947, https://doi.org/10.5194/wcd-6-927-2025, 2025.
• Añel, J. A., Cnossen, I., Antuña-Marrero, J. C., Beig, G., Brown, M. K., Doornbos, E., Osprey, S., Mutschler, S.M., Peréz Souto, C., Šácha, P., Sofieva, V., de la Torre, L., Zhang, S.-R., and Mlynczak, M.G. (2025). The need for better monitoring of climate change in the middle and upper atmosphere. AGU Advances, 6, e2024AV001465. https://doi.org/10.1029/2024AV001465
• Zajíček, R., Mikšovský, J., Eichinger, R., Pišoft, P., & Šácha, P. (2024). Advective transport between the stratosphere and mesosphere. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 129, e2024JD041902. https://doi.org/10.1029/2024JD041902
• Šácha, P., Zajíček, R., Kuchař, A., Eichinger, R., Pišoft, P., & Rieder, H. E. (2024). Disentangling the advective Brewer‐Dobson circulation change. Geophysical Research Letters, 51, e2023GL105919. https://doi.org/10.1029/ 2023GL105919
• Fujiwara, M., Martineau, P., Wright, J. S., Abalos, M., Šácha, P., Kawatani, Y., Davis, S. M., Birner, T., and Monge-Sanz, B. M.: Climatology of the terms and variables of transformed Eulerian-mean (TEM) equations from multiple reanalyses: MERRA-2, JRA-55, ERA-Interim, and CFSR, Atmos. Chem. Phys., 24, 7873–7898, https://doi.org/10.5194/acp-24-7873-2024, 2024.
• Hájková, D., and Šácha, P. Parameterized orographic gravity wave drag and dynamical effects in CMIP6 models. Climate Dynamics, 2023.https://doi.org/10.1007/s00382–023–07021–0.
• Procházková, Z., Kruse, C. G., Alexander, M. J., Hoffmann, L., Bacmeister, J. T., Holt, L., Wright, C., Sato, K., Gisinger, S., Ern, M., Geldenhuys, M., Preusse, P., & Šácha, P. (2023). Sensitivity of mountain wave drag estimates on separation methods and proposed improvements. Journal of the Atmospheric Sciences. https://doi.org/10.1175/JAS-D-22-0151.1.

Preprinty

• Hájková, D., Kuchař, A., and Šácha, P.: Parameterized orographic gravity wave forcing in the valve layer affects boreal stratospheric polar vortex in CMIP6, EGUsphere [preprint], https://doi.org/10.5194/egusphere-2026-5319, 2026.
• Zajíček, R., Procházková, Z., and Šácha, P.: Contrasting the gravity wave forcing between nudged and free-running models and reanalysis, EGUsphere [preprint], https://doi.org/10.5194/egusphere-2026-909, 2026.
• Martina, M., Villalba Pradas, A., Bartoň, Š., and Šácha, P.: The impact of orography on the troposphere-to-stratosphere transport during a typhoon event in the tropics, EGUsphere [preprint], https://doi.org/10.5194/egusphere-2026-228, accepted on 08/2026.