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

• 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

• 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, EGUsphere [preprint], https://doi.org/10.5194/egusphere-2026-807, 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, 2026.
• Dingley, E., 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, EGUsphere [preprint], https://doi.org/10.5194/egusphere-2025-3189, 2025.