Projekty

Program Vesmír pro lidstvo posiluje zapojení AV ČR do kosmického výzkumu. Využívá přitom synergie mezi pracovišti AV ČR, spolupráci s průmyslem a univerzitami. Výzkumné zaměření odráží vědecké cíle hlavních vesmírných misí Evropské kosmické agentury (ESA) a dalekohledů Evropské jižní observatoře (ESO), zahrnující výzkum Slunce a Sluneční soustavy, Země a jejího okolí, hvězd a exoplanet, galaxií, astronomii gravitačních vln, rentgenovou a rádiovou astronomii i vývoj nových kosmických technologií a vědeckých přístrojů. Snažíme se o maximální využití našeho členství v mezinárodních vědeckých organizacích a pomáháme realizovat plnohodnotnou účast ČR na prvotřídních projektech týkajících se výzkumu vesmíru, stejně jako posílit rychle se rozvíjející národní kosmický program. Vývoj hardwarového vybavení pro kosmické vědecké přístroje má významný aplikační potenciál v průmyslu inovativních technologií a umožňuje rozvoj špičkových technologií v ČR. Součástí programu jsou také celospolečenská témata zabývající se trvale udržitelným rozvojem lidstva. Výzkumný program propojuje odborníky napříč vědními oblastmi v jedné společné platformě, která umožňuje rozvíjet a vytvářet nové spolupráce. V odborném týmu se nachází ústavy s největší tradicí kosmického výzkumu v ČR stejně jako ústavy, které využijí svých znalostí a technologií k novým zapojením do kosmických projektů.
zavřít

Náhlé stratosférické ohřevy (SSW) jsou nejvýraznější poruchou zimní stratosféry. Teplota polární stratosféry při SSW během několika dní vzroste až o 70oC a zonální vítr ve vysokých šířkách může až obrátit svůj směr. SSW mají dopad i na ionosféru, mohou ovlivňovat šíření GPS signálů a tím určování polohy. Vliv SSW na ionosféru středních šířek je ale málo znám. Proto se zaměříme na nalezení řetězce procesů během SSW od stratosféry přes mezosféru a dolní termosféru do ionosféry středních šířek. Cílem je poznat dopad SSW na ionosféru středních šířek včetně mechanizmů vazby jako jsou např. změny aktivity gravitačních vln, které asi představují hlavní kanál šíření efektů SSW ze stratosféry do ionosféry středních šířek. Dále se budeme zabývat nalezením optimálních parametrů definujících SSW pro účely studia ionosféry a na studium šíření gravitačních vln ze stratosféry do mezosféry a ionosféry. Projekt se bude opírat o naše měření i mezinárodní databáze pozorování, modelování a nejnovější meteorologické reanalýzy, jejichž kvalitu v horní stratosféře a výše budeme ověřovat.
zavřít

zavřít

Dva tisíce bouřek, které probíhají na zeměkouli současně, vyprodukuje každou vteřinu 50-100 bleskových výbojů. Sílu bleskového výboje nejčastěji charakterizujeme pomocí špičkového proudu tekoucího bleskovým kanálem. Proudy se většinou určují nepřímo pomocí empirického vztahu mezi proudem blesku a jeho elektromagnetickým signálem měřeným v určité vzdálenosti od bleskového výboje. Normy definující ochranu před bleskem uvažují maximální možný proud 200 kA. Z pozorování ovšem víme, že špičkové proudy mohou být i několikanásobně vyšší a že takto extrémní blesky mohou často dávat vznik teprve nedávno objeveným tzv. přechodným optickým jevům ve stratosférických a mezosférických výškách. Extrémní výboje s velkým špičkovým proudem (> 100 kA) tvoří jen asi 1 % blesků a jejich vlastnosti zatím nejsou dostatečně popsané. Motivací našeho návrhu je charakterizovat extrémní bleskové výboje a související přechodné světelné jevy či ionosférické poruchy a to nejen na území Česka.
zavřít

Každá družice v prostředí vesmírného plazmatu značně narušuje lokální podmínky a činí tak jakákoliv měření původních vlastností plazmatu značně obtížná. Elektronová měření jsou z velké míry ovlivněná nabíjením vlastní družice a emisemi druhotných elektronových populací z jejího povrchu. Hlavním předmětem tohoto projektu je studium plazmových interakcí s družicí Solar Orbiter a jejich vliv naměřené 3D elektronové rychlostní distribuční funkce (eVDF) detektory experimentu SWA/EAS. Podmínky v okolním prostředí družice budeme zkoumat pomocí numerických PIC simulací a modelovat změny v eVDF vzhledem k podmínkám v nenarušeném pozaďovém prostředí tak, jak je pozorují senzory EAS, . Porovnáním výsledků ze simulací se skutečným měřeními z SWA/EAS se pokusíme rozlišit elektronové perturbace přirozeně způsobené lokálními kinetickými procesy od těch způsobených přítomností družice. Ve spolupráci s instrumentálním týmem SWA/EAS následně budeme vyvíjet vylepšené techniky pro kalibraci naměřených dat a implementovat je do veřejně dostupných vědeckých datových produktů.
zavřít

Vlny veder jsou považovány za jednu z největších hrozeb současné změny klimatu. Prvotní studie používající jednorozměrná staniční data byly postupně doplněny pracemi využívající pokročilejší dvourozměrné datové produkty, vzniklé interpolací staničních dat do pravidelné sítě uzlových bodů. To umožnilo zachycení prostorových charakteristik vln veder, nicméně nebylo možné studovat vertikální profily meteorologických veličin. Vedle radiačního ohřívání povrchu během jasných dnů mají totiž na vlastnosti vln veder vliv i horizontální advekce a adiabatické ohřívání vzduchu během jeho poklesu. Pro řádné studium těchto procesů jsou ovšem nutná data z volné atmosféry. Abychom mohli pokročit v poznání mechanismů vzniku vln veder, navrhujeme tento projekt, který cílí na studium atmosférické cirkulace a vazeb mezi zemským povrchem a atmosférou jako kombinovaného mechanismu, který určuje vlastnosti vln veder v trojrozměrném prostoru. K dosažení cílů projektu uvedených níže budou využity nejnovější reanalýza ERA5 a regionální klimatické modely z projektu CORDEX.
zavřít

Travelling ionospheric disturbances (TIDs) are a specific type of space weather disturbance (propagating waves in the ionosphere) that could compromise the performance of critical space and ground infrastructure. The EU-funded T-FORS project will develop improved models that could aid in issuing forecasts and warnings for TIDs several hours ahead. Machine learning algorithms will be used to forecast the occurrence and propagation of large-scale TIDs. What is more, statistical models will be applied to estimate the occurrence probability and propagation pattern of medium-scale TIDs.
zavřít

Solar Orbiter, sonda ESA a NASA určená k výzkumu Slunce a fyzikálních procesů ve sluneční koroně a ve slunečním větru, odstartovala v únoru roku 2020. Tým z Ústavy fyziky atmosféry AV ČR vyvinul pro tuto sondu vlnový analyzátor Time Domain Sampler (TDS) cílený na výzkum elektromagnetických vln ve frekvenčním rozsahu od 1 kHz do 200 kHz. Předmětem tohoto návrhu je vědecké zpracování prvních dat z této sondy, získaných během počáteční přibližovací fáze mise, kdy Solar Orbiter několikrát proletí periheliem, se zaměřením na data z přístroje TDS. Budeme se také zabývat vlastnostmi prachových částic, jejichž dopady na družici TDS detekuje jako napětové pulzy na anténách. Plánujeme analyzovat vysokofrekvenční plazmové vlny dobře zachycené v datech z TDS, jako jsou Langmuirovy a iontové zvukové vlny s cílem lépe vysvětlit jejich původ a dynamiku. Součástí navrhovaného projektu je i podíl týmu ÚFA na plánování a řízení vědeckého provozu přístroje a vylepšení letového software přístroje.
zavřít

Vztahy mezi proměnlivostí meteorologických prvků a lidským zdravím jsou velmi komplexní. Mnoho studií prokázalo typický sezónní chod úmrtnosti s maximem v chladném období a naopak nejnižší mírou úmrtnosti v letních měsících. Nevyjasněnou otázkou ale zůstává, do jaké míry lze sezónní charakter úmrtnosti vysvětlit přímým účinkem zimního počasí a do jaké míry hrají roli další faktory, jako je výskyt akutních respiračních onemocnění (do nedávna zejména epidemií sezónní chřipky). Toto téma nabylo na aktuálnosti v souvislosti s probíhající pandemií covid-19, v jejímž důsledku došlo v letech 2020-21 k bezprecedentnímu nárůstu počtu zemřelých. Cílem projektu je objasnit historické souvislosti mezi proměnlivostí meteorologických prvků, sezónními vzorci úmrtnosti a výskytem akutních respiračních onemocnění v podmínkách mírných zeměpisných šířek. Zvláštní pozornost bude věnována tomu, jak byly tyto vzorce ovlivněny pandemií onemocnění covid-19.
zavřít

Přesné monitorování ionosférických podmínek k získání příslušných přesností GNSS měření se zaměřením na výskyt MSTID a ionosférických scintilací. Vývoj algoritmu k potlačení efektů MSTID na GNSS bude implementován do firmware přijímače, což povede ke snížení chyby pozice během těchto událostí.
zavřít

https://www.avcr.cz/export/sites/avcr.cz/cs/veda-a-vyzkum/mezinarodni-vztahy/aktuality/files/CAS-CONICET_2022-23_aj.pdf
zavřít

https://www.isac.cnr.it/en/projects/bilaterale-cnrcas-repubblica-ceca-2022-2024-improving-short-term-forecast-convective
zavřít

The weather in space is not the same as the weather on Earth. The sun is the primary agent of space weather. Near real-time space weather nowcasts may be better than forecasting. Nowcasts are based on advanced data assimilation techniques with physics-based models. Currently, operational use of such nowcasts is limited by lack of high-quality real-time data beyond geostationary Earth orbit satellites. In this context, the EU-funded FARBES project proposes that it is impossible to accurately predict the break of a space weather event; however, once an event has started, it is possible to predict subsequent behaviour and to update predictions during the event. Using physics-based models driven by simple, affordable and reliable ground-based real-time inputs, FARBES will overcome the data-assimilation nowcast limitations. https://www.farbes.eu/
zavřít

PITHIA-NRF aims at building a European distributed network that integrates observing facilities, data processing tools and prediction models dedicated to ionosphere, thermosphere and plasmasphere research. For the first time, PITHIA-NRF integrates on a European scale, and opens up, to all European researchers, key national and regional research infrastructures such as EISCAT, LOFAR, Ionosondes and Digisondes, GNSS receivers, Doppler sounding systems, riometers, and VLF receivers, ensuring optimal use and joint development. PITHIA-NRF is designed to provide organized access to experimental facilities, FAIR data, standardized data products, training and innovation services. Furthermore, PITHIA-NRF facilitates drastically research advances in the field of upper atmosphere and near-Earth space, through the integration of data collections from satellite missions (such as Cluster, DEMETER, Swarm and CHAMP) and results from key prediction models (such as IPIM-IRAP, MCM-SWAMI, SWIF and EUHFORIA) that can be accessed by scientific users for join exploitation with the data collected from the research infrastructures of the network. PITHIA-NRF paves the way for new observing technologies, and to standard-making processes for software and high-level data products that are tuned to meet the requirements of technologies concerned, linking best-in-class R&D facilities to provide seamless multi-technology services.
zavřít

Zkoumáme dlouhodobé změny (trendy) krátkodobé (mezidenní až vnitrosezónní) proměnlivosti teploty a srážek v mimotropických oblastech severní polokoule, a to jak v pozorováních, tak ve výstupech globálních a regionálních klimatických modelů. Analyzujeme různé charakteristiky proměnlivosti, poskytující vzájemně se doplňující informace (směrodatná odchylka, perzistence, mezidenní změny, přechodové pravděpodobnosti, délky suchých a vlhkých období). Jejich klimatologie a trendy srovnáváme mezi různými typy dat (staniční, v uzlových bodech, reanalýzy) s cílem zjistit chyby specifické pro jednotlivé typy dat. Dále se soustředíme na mechanismy řídící krátkodobou proměnlivost, zejm. mezidenní změny teploty, v nichž zřejmě hrají významnou úlohu atmosférické fronty. Krátkodobou proměnlivost validujeme ve výstupech klimatických modelů a vyhodnotíme jejich budoucí projekce. Nakonec se pokusíme zjistit, zda se v pozorovaných změnách již antropogenní změna klimatu projevuje.
zavřít

Růst koncentrace skleníkových plynů ovlivňuje nejen troposféru, ale v ještě větší míře i vyšší vrstvy atmosféry, kde ale vyvolává ochlazování. V r. 2006 byl vytvořen mezinárodním kolektivem prvý scénář dlouhodobých trendů v horní atmosféře (mezosféra-termosféra - ionosféra; Laštovička et al., 2006, Science). Ten byl postupně rozšiřován a vylepšován, ale stále ještě není propojen s trendy ve stratosféře. Kromě toho až donedávna se trendy ve stratosféře a horní atmosféře studovaly odděleně. Navíc jsou trendy ovlivňovány i jinými faktory, nejen skleníkovými plyny (hlavně CO2), jejichž role se s časem mění. Projekt je proto hodně zaměřen na různé aspekty trendů ve stratosféře pro zlepšení možnosti srovnávání a spojování s trendy v horní atmosféře, dále na odstraňování nových problémů ve studiu ionosférických trendů, na specifikaci časově proměnných rolí různých ne-CO2 faktorů působících na trendy a na hlavní cíl, vytvořit prvý sloučený scénář dlouhodobých trendů v systému stratosféra-mezosféra- termosféra-ionosféra.
zavřít

https://www.czechspaceportal.cz/prilezitosti-v-esa/volitelne-programy-esa-s-ucasti-cr/program-vyvoje-vedeckych-experimentu-prodex/
zavřít

https://www.czechspaceportal.cz/prilezitosti-v-esa/volitelne-programy-esa-s-ucasti-cr/program-vyvoje-vedeckych-experimentu-prodex/
zavřít

Cíle:

• Mezioborový výzkum měst a jejich sociálních, kulturních i ekologických proměn a výzev
• Vývoj inovativních metod diagnostiky materiálů, konstrukcí a životnosti staveb
• Vznik národního uzlu evropské infrastruktury pro výzkum a ochranu kulturního dědictví
• Aplikace technologie Medipix CERN v oblasti diagnostiky památek a uměleckých děl
• Vytvoření společného pracoviště AV a univerzitního sektoru zaměřeného na urbánní studia

zavřít

http://www.perun-klima.cz/

Cílem projektu je vytvořit výzkumné centrum, které se bude dlouhodobě věnovat výzkumu v oblasti změny klimatu. Jde o analýzu probíhající a predikci budoucí změny, včetně identifikace rizik pro životní prostředí i pro společnost. Výstupem budou nejaktuálnější podklady nutné pro přípravu a aktualizaci strategických dokumentů a pro rozhodovací procesy nejen v oblasti adaptací na změnu klimatu, ale i pro hodnocení mitigačních opatření v procesu jejich přípravy i realizace. Minimálním výstupem jednotlivých dílčích cílů popsaných v projektu bude veřejně přístupná souhrnná výzkumná zpráva doplněná veřejnými databázemi, certifikovanými metodikami a samozřejmě vědeckými publikacemi.  
zavřít

Cílem projektu je odvodit postupy pro sledování důsledků a příčin přívalových srážek a získat informace v měřítku celé České republiky o lokalitách, které jsou reálně ohrožené přívalovými srážkami. Hlavní metodou bude využití dat a metod dálkového průzkumu Země, především satelitních SAR (radarových) dat z programu Copernicus a kontinuálně snímaných optických dat s velmi vysokým rozlišením (Planet). Cílem je stanovit postupy využití těchto dat pro predikci rizika erozního poškození a sledování dopadů na drobných vodních tocích. Na tréninkových historických srážkových událostech bude ověřeno využití družicových dat pro sledování on-site efektů (eroze, lokální snížení růstu plodin, vznik povodní) a off-site efektů lokálního charakteru (transport splavenin, eutrofizace malých vodních nádrží a jejich zanášení). Do hodnocení budou zahrnuty stavy před sledovanou událostí (vegetační pokryv, drsnost povrchu, vlhkost) odvozované ze satelitních dat. Výstupy projektu mohou sloužit jako podklad pro řešení rizik dopadu extrémních srážkových událostí v krajině a pro plánování souvisejících opatření.
zavřít

zavřít

Cílem projektu je vytvoření liniové předpovědi stavu a teploty povrchu českých dálnic a vybraných úseků silnic I. třídy. Kromě deterministické předpovědi bude součástí předpovědi i předpověď pravděpodobnosti výskytu různých teplot a stavů komunikací, která umožní optimalizované rozhodování zimní údržby. Hlavním cílem projektu je zpřesnění stávající předpovědi formou: (i) implementace krátkodobé předpovědi výskytu oblačnosti využívající satelitní data, která budou využita pro zpřesnění předpovědi radiačních toků, (ii) upřesnění předpovědi toku antropogenního tepla, které je způsobeno hustotou provozu a významně ovlivňuje teplotu a stav povrchu vozovky, (iii) vyhodnocení nejistoty předpovědi na základě vytvoření ansámblu předpovědí, který bude zohledňovat nejistotu ve vstupních modelových datech
zavřít

1) Nastavení strategického řízení v souladu s podmínkami pro získání ocenění HR Award. 2) Strategické nastavení a rozvoj mezinárodní spolupráce ve VaV a internacionalizace výzkumné organizace. 3) Strategické nastavení a rozvoj popularizace VaV.
zavřít

V rámci navrhovaného projektu se budeme věnovat analýzám měření elektromagnetických signálů vyzařovaných vnitrooblakovými bouřkovými procesy a jejich modelováním. Zaměříme se na studium vlastností neobvyklých zimních bouřek a na iniciaci bleskových výbojů s velkým špičkovým proudem. Dále budeme studovat přechodné světelné jevy objevující se nad bouřkovými oblaky v přímé návaznosti na bleskové výboje a na efekty pozorované v souvislosti s bleskovými výboji v ionosféře a vnitřní magnetosféře. K měření signálů vyzařovaných vnitrooblakovými proudy použijeme existující přístrojové vybavení, které v současné době provozujeme na pěti místech v Evropě. Pro určení vlivu bleskových výbojů na ionosféru a magnetosféru použijeme družicová měření; a to především data z přístroje IME-HF družice TARANIS, která bude vypuštěna v prvním čtvrtletí 2020. Použijeme také existující data z družic DEMETER, Cluster a Van Allen Probes. Navrhovaný projekt bude částečně navazovat na končící grant 17-07027S (2017- 2019).
zavřít

Předmětem tohoto rakousko-českého projektu je výzkum jemné struktury ve spektru planetárních rádiových emisí na základě dat ze tří různých planet a družic: z družic Cluster na oběžné dráze Země, měření sondy Cassini ze Saturnu a sondy Juno z magnetosféry Jupiteru. Studovat budeme aurorální kilometrické záření, které je na zemi pozorovatelné na frekvencích stovek kilohertzů na družicích nad aurorální oblastí. Podobné rádiové vlny generované cyklotronovou nestabilitou jsou pozorovány i na Saturnu a Jupiteru, ovšem s odlišnými vlastnostmi. Pozorovaná spektra vykazují složitou vnitřní strukturu jejíž vznik není dosud uspokojivě vysvětlen. V rámci projektu budeme analyzovat měření elektromagnetických vln pořízená zmiňovanými sondami. Hlavním cílem bude úplná charakterizace jemné spektrální struktury těchto emisí. S použitím několika metod analýzy dat, jako je triangulace a detekce směru rádiových zdrojů, fázová interferometrie mezi družicemi a korelační analýza, najdeme souvislost mezi nelineárními vlastnostmi pozorovaných spekter a pohybem zdrojů rádiových vln.
zavřít

Monitoring space weather events is crucial. The EU-funded SafeSpace project aims to advance space weather nowcasting and forecasting capabilities, contributing significantly to the safety of space assets through the transition of powerful tools from research to operations. This will be achieved through the synergy of five well-established space weather models. SafeSpace hopes to improve radiation belt, culminating in a prototype early warning system for detrimental space weather events, integrating information all the way from the Sun to the inner magnetosphere. Working, also, with a major European space company, SafeSpace, hopes to define indicators of particle radiation of use to space industry and spacecraft operators.
zavřít

A geomagnetic storm is a major disturbance of Earth\'s magnetosphere. It occurs when there is a very efficient exchange of energy from the solar wind into the space environment surrounding Earth. Predicting these storms is vital. This is the objective of the EU-funded PAGER project, which has assembled a team of leading academic and industry experts in space weather research, space physics, empirical data modelling and space environment effects on spacecraft from Europe and the United States. The project will provide a 1-2 day probabilistic forecast of ring current and radiation belt environments. This will allow satellite operators to respond to predictions that present a threat. The most advanced codes will be used, adapted to perform ensemble simulations and uncertainty quantifications.  
zavřít

Cílem projektu je podpora zastoupení České republiky a tím také české vědecké komunity v Radě URSI (Coucil of the International Union of Radio Science), zvýšení povědomí o české vědecké komunitě v zahraničí a posílení možnosti ovlivňovat rozhodování o činnostech Unie a jejím vědeckém směřování formou osobní účasti českého zástupce na jednáních řídícího orgánu URSI. Tato jednání se konají pravidelně jednou ročně během vědeckých kongresů URSI. Cílem projektu je dále zvýšení povědomí o činnostech URSI mezi českými mladými vědci a jejich aktivnější zapojování do mezinárodních soutěží pořádaných v rámci vědeckých kongresů URSI. Podstatnou součástí projektu je uspořádání národní konference URSI s účastí zahraničních přednášecích činných v URSI, včetně soutěže mladých vědců v roce 2021 u příležitosti oslav 100. výročí vzniku URSI. Oslavy budou na mezinárodní úrovni probíhat během celého triennia 2020-2022.
zavřít

https://www.czechspaceportal.cz/prilezitosti-v-esa/volitelne-programy-esa-s-ucasti-cr/program-vyvoje-vedeckych-experimentu-prodex/
zavřít

https://www.czechspaceportal.cz/prilezitosti-v-esa/volitelne-programy-esa-s-ucasti-cr/program-vyvoje-vedeckych-experimentu-prodex/
zavřít

Projekt má dva hlavní cíle, které korespondují se dvěma aspekty problematiky sdružených událostí. První z nich se zaměřuje na problematiku hodnocení extremity sdružených událostí. Cílem je návrh statistického nástroje pro vyhodnocení takových událostí, včetně jeho testování formou srovnávacích studií i obdobnými nástroji navrženými na zahraničních pracovištích. Druhým hlavním cílem projektu je upřesnění poznatků o podmínkách, které ovlivňují míru extremity různých projevů sdružených událostí, a to s přihlédnutím k rozdílné klimatologii různých oblastí Evropy.
zavřít

Cílem projektu je redukce nejistot při odvozování návrhových veličin při projektování a posuzování vodohospodářských opatření na drobných vodních tocích a v ploše povodí. Kombinací radarových a staničních dat budou odvozeny návrhové subdenní intenzity deště v ČR za celý rok i jednotlivé měsíce bezmrazového období. V návaznosti na předchozí projekt bude popsána sezónní a prostorová distribuce předchozích srážek, půdní vlhkosti a stav retenční kapacity území ve vztahu k průběhu a intenzitě srážky. Takto snížené nejistoty v návrhových veličinách budou ověřeny pomocí matematických modelů kalibrovaných na experimentálních výsledcích a měřených průtocích a budou využity pro definování rizika v malých povodích ČR a zdrojových plochách mimo tok.
zavřít

Projekt CRREAT si klade tyto cíle: 1. Prohloubit poznatky o souvislostech mezi jevy v atmosféře a ionizujícím zářením (IZ). 2. Objasnit jevy způsobující variace sekundárního kosmického záření (SKZ) v atmosféře. http://www.ujf.cas.cz/en/research-development/large-research-infrastructures-and-centres/crreat/objectives/
zavřít

Vývoj a zdokonalení empirických modelů termálního plazmatu v okolí Země zejména pro mezinárodní referenční ionosféru IRI.
zavřít

https://www.czechspaceportal.cz/prilezitosti-v-esa/volitelne-programy-esa-s-ucasti-cr/program-vyvoje-vedeckych-experimentu-prodex/
zavřít

https://www.czechspaceportal.cz/prilezitosti-v-esa/volitelne-programy-esa-s-ucasti-cr/program-vyvoje-vedeckych-experimentu-prodex/
zavřít