Počas Rajeckého maratónu 2012 v kruhu spolubežcov (V. Novák je prvý vpravo)
foto: MK Rajec.

Viliam Novák je vedúcim vedeckým pracovníkom Ústavu hydrológie SAV v Bratislave. Špecializuje sa na sledovanie vplyvu rastlín na pohyb vody a energie z pôdy cez porast do atmosféry. 

Akú úlohu majú rastliny v pohybe vody a energie v prírode?

Kolobeh vody v prírode je najmohutnejším procesom prenosu hmoty a energie na Zemi. Tento gigantický proces poháňa slnečná energia. Keďže ide o uzatvorený cyklus, môžeme začať v ktorejkoľvek jeho časti. Napríklad zrážkami, ktoré padajú na povrch Zeme v podobe dažďa alebo snehu. 

Na územie Slovenska spadne za rok priemerne 768-milimetrová nerovnomerne rozdelená vrstva vody. Podstatná časť týchto zrážok vsiakne do pôdy. Asi tretina vody z pôdy odtečie do vodných tokov, ale najväčšia časť sa aj z povrchu pôdy vyparí, predovšetkým cez rastliny. 

Evapotranspiráciou nazývame odparovanie vody z povrchu pôdy (evaporácia) aj z povrchu rastlín, spravidla listami (transpirácia). Vyparovaním vody z pôdy a z rastlín sa na Slovensku vyparia asi dve tretiny zrážok, teda 497 mm zrážok z ročného priemeru. Ak sú zrážky intenzívne a dlhotrvajúce – viac ako 50 mm za deň, môžu vzniknúť prívalové povodne, ktoré majú obvykle lokálny charakter, ale spôsobujú veľké škody.  

Ako sa cyklus obehu vody v prírode uzavrie a koľko energie sa pri ňom spotrebuje? 

Vyparovaním vody z pôdy, rastlín a vodných plôch – hlavne morí sa voda vracia späť do atmosféry, aby sa cirkuláciou dopravila na miesta, kde pri vhodných podmienkach opäť spadne na zem vo forme zrážok. Kolobeh vody sa uzavrie. Tento systém poháňa obrovské množstvo slnečnej energie. Ako to vyzerá na Slovensku? Na vyparovanie vody z nášho územia sa spotrebuje v priemere 28% dopadajúceho slnečného žiarenia. Priemerne na územie Slovenska dopadá zo Slnka 6,1 milióna MW energie, z toho sa spotrebuje na výpar 2,1 milióna MW energie. Inštalovaný výkon všetkých elektrární u nás je asi 3 000 MW, čiže na výpar sa spotrebuje približne 2 100-násobok výkonu všetkých slovenských elektrární. Toto množstvo energie vyrába aj potrebnú biomasu a tiež výraz ne ovplyvňuje teplotu, a teda i klímu na našom území.  

Vedecká práca to nie je len sedenie za stolom alebo práca v laboratóriu, je to aj práca v teréne a odber vzoriek pôdy. Tento je zo Západných Tatier. foto: Quark.

V posledných rokoch sa zdá, akoby sa kolobeh vody na Slovensku zmenil. Čo je príčinou týchto zmien? 

V priebehu približne posledných sto rokov sa priemerná ročná teplota vzduchu na Slovensku zvýšila takmer o 1 °C. To znamená, že je k dispozícii viac energie, ktorú badáme v niektorých extrémnych prejavoch počasia. Všímame si zvýšenú frekvenciu a intenzitu lokálnych zrážok, čo vedie často k lokálnym prívalovým povodniam. Ak je k dispozícii viac energie, obeh vody v prírode by sa mal dynamizovať a zrážok by malo byť viac. To, že niekde dochádza k opačnému trendu, je dôsledkom nerovnomerného rozdelenia zrážok na Zemi. Z výsledkov meraní za posledné desaťročie vyplýva, že úhrny zrážok sa aj na Slovensku začali zvyšovať. Medziročná premenlivosť počasia je však veľká. Veď len porovnajme mokrý rok 2010 s jeho 170 % ročným úhrnom zrážok v porovnaní s normálom a trebárs tohtoročným suchým rokom 2012. To je nerovnomernosť udierajúca do očí...

Ak sú tieto zmeny nevratné, sme schopní brániť sa ich nepriaznivým dôsledkom?

Zmeny klímy s veľkou pravdepodobnosťou spôsobujú zmeny vzťahu Slnko – Zem. Tento proces prebieha neustále. Samozrejme, svoju úlohu zohráva aj zvyšujúca sa koncentrácia oxidu uhličitého v atmosfére, no nevieme potvrdiť akou čiastkou, pretože aj v minulosti zmeny klímy prebiehali, hoci sa koncentrácia oxidu uhličitého nezvyšovala. Z toho vyplýva, že nie sme schopní prebiehajúce zmeny klímy zásadne ovplyvniť. Tieto zmeny však nie sú len negatívne. Prinášajú možnosť väčšej produkcie biomasy, menšej spotreby energie na vykurovanie, dlhšie vegetačné obdobie. Následky zvýšeného výskytu prívalových dažďov možno zmierniť pasívnymi opatreniami. To znamená rozumné správanie sa. Obyvatelia nebudú stavať domy v záplavových územiach, obec sa postará o miestne toky, aby rôzne odpadky či popadané stromy nebránili odtoku vody alebo aby sa voda povodňovej vlny odviedla mimo obce. V zásade však nie je možné povodňovým vlnám z prívalových zrážok zabrániť.

Ako nám v boji proti prívalovým dažďom môžu pomôcť rastliny?

V boji s prívalovými dažďami a povodňami nám rastliny zrejme nepomôžu, lebo ich schopnosť zachytiť vodu listami a ihličím je relatívne nízka: maximálne 5 mm vrstva vody, čo je v porovnaní s extrémnymi zrážkami – 100 mm denne, málo. Porasty majú však pri ochrane územia krajiny nezastupiteľnú úlohu: významným spôsobom bránia erózii krajiny. Keby povrch pôdy nebol pokrytý porastom, krajina by sa zmenila po intenzívnych zrážkach na mŕtve územie, bez pôdy, len
so sústavou eróznych rýh. Okrem toho, porasty významne zvyšujú celkový výpar a tým ochladzujú krajinu, nehovoriac o produkčných a estetických vlastnostiach porastov. 

Výsledok mnohoročnej vedeckej činnosti: monografia z vydavateľstva
Springer RAJ_22_18. foto: Quark.

Nedávno vám vyšla kniha v renomovanom zahraničnom vydavateľstve Springer. Vydať takúto knihu nie je jednoduché. Ako vznikala a v čom je jej hlavný prínos?

Snom každého vedca je zhrnúť svoje mnohoročné poznatky do uceleného systému a publikovať ich v monografii, teda v knihe, kde sú systematicky usporiadané poznatky z oblasti, ktorej sa autor dlhodobo venoval. Mne sa to podarilo. 

V júli 2012 mi vyšla monografia Evapotranspirácia v systéme pôda – rastlina – atmosféra, preložená do angličtiny Evapotranspiration in the Soil – Plant – Atmosphere System, v prestížnom vydavateľstve Springer. 

Najdôležitejšie pre napísanie takejto knihy je mať dostatočné množstvo kvalitných vlastných výsledkov z riešenia vedeckých problémov. 

Moje práce tvoria základ knihy, ktorá prináša nový pohľad na danú problematiku. Jej nóvum je v prístupe k procesu evapotranspirácie. 

Na rozdiel od častejšieho prístupu, keď sa uvažuje len o transporte vodnej pary z vyparujúceho sa povrchu do atmosféry, moja kniha sa podrobne venuje vyparovaniu ako procesu, prebiehajúcemu z pôdy cez rastlinu do atmosféry. 

A ako vyzerá proces prípravy a vydania knihy v praxi? Monografiu som pripravoval niekoľko rokov s tým, že ju ponúknem nejakému vydavateľovi s celosvetovým dosahom. Takúto knihu má zmysel publikovať vo svetovom jazyku a vo vydavateľstve, ktoré ju dokáže distribuovať po celom svete. 

Vo vydavateľstve Springer mi už vyšlo niekoľko kapitol v rozličných monografiách, ponúkol som teda vydanie knihy im. S výsledkom som spokojný a verím, že sa bude odborníkom páčiť aj jej obsah a trošku zviditeľní naše výsledky a Slovenskú akadémiu vied vo svete.

Športovej verejnosti ste známy aj svojím koníčkom – behom. Aké úspechy ste dosiahli v tejto oblasti a čo pre vás beh znamená?

Šport je súčasťou môjho života. Športujem predovšetkým preto, lebo vytrvalostný beh ma baví. Okrem toho beh je aj spoločenská činnosť, lebo väčšinou nebehám sám, ale sprevádzajú ma moji najobetavejší priatelia. Ďalší aspekt behu je relaxácia. My vedci vieme, že ideálny spôsob oddychu je fyzická aktivita. Beh je ideálny spôsob relaxácie. A úspechy? Najväčším úspechom je, že som zdravý, fyzicky a duševne výkonný. Mám za sebou 91 maratónskych behov, z nich viac ako polovicu v zahraničí. Som rád, že maratóny stále behám a aj dobieham. Som presvedčený, že beh mi nielen pomáha robiť moju prácu lepšie, ale výrazne obohacuje aj môj život.

Zhováral sa Vladimír Ješko

Prevzaté z Magazínu o vede a technike Quark, č. 10, október 2012, roč. XVIII.