W dniu 19 grudnia 2018 r. prof. Paweł Rowiński, wiceprezes Polskiej Akademii Nauk podczas uroczystego posiedzenia Rady Naukowej IGF PAN wręczył odznaczenia wybitnym naukowcom.

Prof. Janusz Krzyścin oraz prof. Jarosław Napiórkowski otrzymali brązowe Krzyże Zasługi za doskonały dorobek naukowy i wniesienie istotnego wkładu w rozwój geofizyki.

Pragniemy przedstawić sylwetki profesorów – w dwóch oddzielnych artykułach. Dziś rozmawiamy z prof. Januszem Krzyścinem. Podsumowanie jego dorobku naukowego znajdą Państwo poniżej wywiadu.

Redakcja: Jak to się stało, że trafił Pan do Instytutu Geofizyki PAN?

Janusz Krzyścin: Rozpocząłem pracę w Instytucie w 1978 r., będąc jeszcze studentem – na ostatnim roku studiów. Zwolnił się etat i trzeba było go szybko zagospodarować. Studiowałem na Wydziale Fizyki na Uniwersytecie Warszawskim. Po trzecim roku wybrałem jako specjalizację fizykę atmosfery. Nasz rok był rekordowy pod względem liczby studentów. Na fizyce studiowało wtedy około 200 osób na jednym roku. Docent Aniela Łosiowa ówczesny kierownik Zakładu Fizyki Atmosfery IGF PAN poszukiwała studenta do pracy w Instytucie i ktoś na Wydziale mnie wskazał. Obroniłem pracę magisterską z prognoz pogody, już jako pracownik Instytutu. To była wtedy modna dziedzina, bo pojawiły się wydajne komputery, jakim był Cyber w Świerku. Na podstawie pracy magisterskiej udało mi się opublikować swój pierwszy artykuł – w Przeglądzie Geofizycznym. Dotyczył tego, jak uwzględnienie dopływu ciepła z oceanu do atmosfery może poprawić krótkookresowe prognozy pogody.

Red.: A jaką tematyką zajmował się Pan podczas doktoratu?

JK: W Instytucie miałem swobodę wyboru tematyki. Zacząłem się zajmować graniczną warstwą atmosfery, czyli warstwą występującą do wysokości 1-2 km, w której zaznacza się wpływ podłoża na parametry meteorologiczne. Zająłem się parametryzacją turbulencji pod kątem zastosowania w prognozach prognozy pogody. To było wtedy topowe zagadnienie. 

Zawsze interesowała mnie woda, bo jestem z zamiłowania wędkarzem. Już jako dziecko łowiłem ryby i każde wakacje spędzałem nad wodą. Mój tata łowił ryby i ja też złapałem tego bakcyla. Zaobserwowałem, że warunki pogodowe mają duży wpływ na sukcesy wędkarskie. Zainteresowania prywatne związane z wędkarstwem miały wpływ na wybór specjalności na studiach. Doktorat był poświęcony warstwie granicznej nad wodą. W tamtym czasie nie uwzględniano przekazu energii z atmosfery do falującej powierzchni oceanu. Wysokość warstwy granicznej atmosfery okazała się być niższa nad oceanem, bo część energii atmosfery została wykorzystywana na falowanie.

Doktorat robiłem w stanie wojennym, co mocno utrudniało pracę. Komputer w Świerku, na którym liczyłem, został zamknięty na dłużej, a potem należało osobiście jeździć do Świerka, a mi nie pozostało nic innego jak zająć się także i problemem teoretycznym i rozwiązywać analitycznie równania dynamiki atmosfery i propagacji fal na powierzchni morza.

Red.: Czy po obronie doktoratu kontynuował Pan badania w tym temacie?

JK: Po doktoracie zmieniłem zasadniczo tematykę. Pojawił się problem dziury ozonowej, która była została znaleziona nad Antarktyką, a intensywnie poszukiwano jej także w innych rejonach, w tym i nad Polską. W naszym obserwatorium w Belsku faktycznie na początku lat 90-tych XX wieku zanotowaliśmy gwałtowne zmniejszanie koncentracji ozonu w stratosferze i rosły obawy, że dalsze pogłębienie się ubytku ozonu może mieć poważne konsekwencje dla życia na Ziemi. Taki temat zaproponowałem również w ramach post-doca.

Red.: A gdzie pojechał Pan na post-doca?

JK: Pod koniec lat 80-tych przyznano mi dwuletnie stypendium w Japonii. Pojechałem tam z programem badania długookresowych zmian zawartości ozonu w skali globalnej. Japończycy chętnie zaakceptowali mój temat, bo w Instytucie Meteorologii w Tsukubie koło Tokio, do którego pojechałem, pracował prof. Shigeru Chubachi, odkrywca dziury ozonowej. Prof. Chubachi był w latach 1982/1983 na wyprawie na Antartydzie i prowadził badania zawartości ozonu w atmosferze w trakcie nocy polarnej. Pod koniec zimy antarktycznej zaobserwował bardzo małe wartości ozonu w całej kolumnie atmosfery, że początkowo nie wierzył w poprawność wyliczeń na kalkulatorze. Powtórzył wszystkie pomiary na liczydle, w którym wszyscy Japończycy są bardzo biegli, i wyszło to samo. Opublikował te wyniki po japońsku w 1984 z obszernym abstraktem po angielsku. Za to odkrycie dostał nagrodę od samego cesarza Japonii.

Red.: A jak Pan wspomina sam pobyt w Japonii?

JK: Stypendium wspominam bardzo miło. Miałem bardzo dużą swobodę naukową. Gospodarzom zależało na tym, żebym nie tylko rozwijał się naukowo, ale także poznał kulturę Japonii i język. Miałem zajęcia z japońskiego dwa razy w tygodniu.

Red.: I faktycznie umie Pan mówić po japońsku?

JK: Nie tak dobrze, jak mój syn, który przez dwa lata chodził do japońskiej szkoły. Były momenty, że służył nam za tłumacza. Ja poznałem podstawowe zwroty, aby móc się poruszać po mieście, po sklepach. Za to mój syn biegle porozumiewał się po japońsku ze swoimi rówieśnikami. Na początku siedział na lekcjach jak na tureckim kazaniu, ale dość szybko nauczył się języka. Japońska szkoła podstawowa była bardzo przyjazna dla uczniów. Nie było prac domowych, ale dzieci chętnie spędzały tam całe dni i nawet soboty.   

Red.: A wracając do spraw naukowych – czego dotyczyła Pana habilitacja?

JK: Spraw związanych z ozonem. Kontynuowałem tematykę rozpoczętą na post-docu. Zajmowałem się zmianami ozonu w skali globalnej i czynnikami dynamicznymi, które wpływają na ozon. A z ozonem wiąże się tematyka promieniowania ultrafioletowego, którą zajmuję się do dziś.

Red.: Jest Pan jednym z nielicznych geofizyków, którzy współpracują z medykami. Jak do tego doszło?

JK: Właśnie w związku z zajmowaniem się problematyką promieniowania UV. Jedna z moich prac dotyczyła aerozolu atmosferycznego, który wpływa na promieniowanie. W okresie letnim ozon jest bardzo stabilny i wtedy właśnie aerozol decyduje o zmienności promieniowania UV w dni bezchmurne. Kolejne etapem było badanie wpływu chmur na promieniowanie. Wtedy był to temat topowy. Brałem udział w projekcie europejskim, w którym jeden z pakietów roboczych był poświęcony wpływowi promieniowania UV na elementy biologiczne, gdyż nadmierne promieniowanie w zakresie UV mogło być szkodliwe dla zdrowia przyczyniając się zwłaszcza do rozwoju raka skóry. W ramach tego pakietu roboczego w 2008 r. zorganizowano szkolenie dla osób spoza projektu, na którym przekazywano wyniki naszych badań. I tam trafiła grupa z Uniwersytetu Medycznego w Łodzi. Tak zaczęła się nasza współpraca z medykami.

Promieniowanie UV jest stosowane w terapii łuszczycy i bielactwa, ale z drugiej strony obserwuje się zachorowania na nowotwory skóry i foto-starzenie skóry. Kolejnym elementem medycznym jest kwestia wytwarzania witaminy D3. I tu pojawiają się pytania: Czy się opalać? Jak długo? W jakich warunkach? Jaka dawka witaminy jest wystarczająca? Gdy zaczynałem pracę nad tą tematyką mówiono, że optymalna dzienna dawka witaminy D3 to 400 j.m., dziś słyszymy nawet o 4000 j.m. Wspólnie z moim doktorantem, już teraz doktorem Jakubem Guzikowskim opracowaliśmy model zdrowego przebywania na wolnym powietrzu w zależności od intensywności promieniowania UV.

Red.: Więcej o zdrowym opalania piszemy na podstawie prac Pana oraz dr. Guzikowskiego na stronie https://zdroweopalanie.igf.edu.pl/. Tam opisujemy m.in., że optymalną dawkę witaminy D3 wyznaczono na podstawie jej zawartości u ludzi z plemienia Hadza. Jak wpadli Panowie na ten trop?

JK: Właściwie to był przypadek, jak to często bywa z pracą naukową. Ktoś u nas w Instytucie był zainteresowany tą tematyką i wydrukował artykuł na ten temat na ogólnodostępnej drukarce. Trafiłem na ten materiał szukając własnych wydruków. Ten tekst był inspiracją do poszukania optymalnej dawki witaminy D3. Potem zaczęliśmy badać to pod kątem warunków pogodowych w Polsce. Doszliśmy do wniosku, że w naszym kraju w okresie ciepłym, czyli od kwietnia do września, promieniowanie jest na ogół wystarczające do wytworzenia wystarczającej dawki witaminy u ludzi młodych.

Red.: A czy pamięta Pan jakieś zaskoczenie naukowe?

JK: W 2005 r. byłem na wyjeździe wędkarskim nad Biebrzą. Przy rzece spotkałem rolnika grabiącego siano, który na mój widok powiedział: „Panie, rybów nie ma, bez tę dziurę ozonową”. To stwierdzenie mnie poraziło, bo w tym samym czasie norweska grupa badaczy prowadziła grant dotyczący wpływu promieniowania UV na ikrę dorsza. A wynik tego grantu był taki, że dorsze ratują ikrę przed szkodliwym promieniowaniem UV schodząc na tarło głębiej. Ale przecież tu tarło szczupaka obywa się w płytkich wodach i na dodatek wczesną wiosną, kiedy obserwowane są w Polsce największe w roku procentowe spadki ozonu. Więc być może ten rolnik trafnie ocenił ten problem. Norwegowie dostali ogromny grant na te badania, a miejscowy rolnik nad Biebrzą postawił zaskakująco prawidłową hipotezę wpływu promieniowania UV na lokalną populację ryb. Warto wsłuchiwać się w ludzi.

Red.: A jakie są Pana dalsze plany naukowe?

JK: Na ten moment mamy duży kłopot z modelowaniem chwilowego poziomu promieniowania UV. Trudno nam sparametryzować osłabienie promieniowania przez chmury. Prognozy stopnia zachmurzenia i własności optycznych chmur nie są zadowalające. Rozwiązanie widzimy w zastąpieniu dotychczasowych 24 godzin prognoz intensywności promieniowania UV prognozą na „teraz”. Jest to tzw.  nowcasting opisujący aktualny poziom promieniowania i jego zmianę w okresie najbliższej godziny. Wyniki chcielibyśmy je udostępniać do powszechnej wiadomości za pomocą aplikacji mobilnej. Tak aby każdy zainteresowany mógł w każdej chwili poznać poziom promieniowania UV w aktualnym miejscu pobytu i dostać informację o czasie bezpiecznego opalania.

Kolejnym problemem jest dramatyczny wzrost zachorowalności na raka skóry w Polsce. Mimo całej akcji informacyjnej o konieczności stosowania kremów z filtrem czy też unikania nadmiernej ekspozycji w okresie dużej intensywności promieniowania słonecznego. Wyzwaniem jest sposób skutecznego komunikowania. Na przykład nie wystarczy informować o konieczności stosowania kremu z filtrem. Bardzo ważne jest, aby nauczyć skutecznego stosowania takich kremów, odpowiednio częstej aplikacji itp.

A moim młodszym kolegom w Zakładzie zostawiam problem oceny globalnych zmian w warstwie ozonowej w wyniku ponownego stosowania freonu, czyli substancji niszczącej ozon, której produkcja została formalnie zakazana w Protokole Montrealskim w 1987 r., a pojawiła się w ostatnich latach w atmosferze nad Chinami i rozprzestrzenia się po świecie.

Red.: Dziękuję za rozmowę i życzę spełnienia planów naukowych.

 

Dorobek naukowy

Profesor Janusz W. Krzyścin pracuje w Instytucie Geofizyki PAN w Warszawie od 40 lat. Jego zainteresowania naukowe obejmują badania procesów fizycznych zachodzących w atmosferze Ziemi. W początkowych latach swojej kariery naukowej zajmował się modelowaniem warstwy najbliższej powierzchni Ziemi i falowaniem oceanu.  Od momentu wykrycia „dziury ozonowej” nad Antarktydą i zagrożeń związanych ze spadkiem zawartości ozonu, Jego zainteresowania skupiły się na badaniu globalnego rozkładu ozonu i natężenia promieniowania ultrafioletowego przy powierzchni Ziemi.

Wkład prof. Krzyścina w rozwój tych badań został wysoko oceniony przez międzynarodowe środowisko naukowe.  Został mianowany członkiem Międzynarodowej Komisji Ozonowej i uczestniczył w opracowaniu raportów Światowej Organizacji Meteorologicznej dotyczących stanu warstwy ozonowej. Z okazji 25-lecia Protokołu Montrealskiego uchwalonego przez ONZ w celu ochrony warstwy ozonowej został wyróżniony jako naukowiec, który walnie przyczynił się do sukcesu tego porozumienia międzynarodowego.

W ostatnich dziesięciu latach Jego zainteresowania naukowe zostały poszerzone o problematykę związaną ze zdrowiem publicznym. Współpraca z Uniwersytetem Medycznym w Łodzi zaowocowała powstaniem nowego kierunku badań– helioterapii dermatologicznej w celu bezpiecznego wykorzystania promieniowania ultrafioletowego Słońca w leczeniu szeregu chorób skóry (np. bielactwa, łuszczycy) i zapewnienia właściwej syntezy witaminy D3 w organizmie człowieka. Wraz ze swoim zespołem zainicjował wykorzystanie najnowszych e-technologii (aplikacji na smartfony) dla ułatwienia prozdrowotnego wykorzystania promieniowania słonecznego. Był i jest uczestnikiem szeregu projektów naukowych krajowych i zagranicznych.

Od wielu kadencji jest członkiem Komitetu Geofizyki i Narodowego Komitetu ds. współpracy ze Światową Unią Geofizyczną.  Na bieżąco zajmuje się funkcjonowaniem i rozwojem sieci pomiarowej promieniowania UV na terenie Polski i w Arktyce. Jest autorem 69 oryginalnych prac opublikowanych w wiodących czasopismach międzynarodowych z zakresu fizyki atmosfery i medycyny. Jego największym osiągnięciem naukowym jest publikacja „Optimal vitamin D-3 daily intake of 2000 IU inferred from modeled solar exposure of ancestral humans in Northern Tanzania”; By: Krzyścin, Janusz W.; Guzikowski, Jakub; Rajewska-Więch, Bonawentura; JOURNAL OF PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY B-BIOLOGY; Volume: 159; Pages: 101-105 z roku 2016. Prof. Krzyścin prezentował wyniki swoich prac na wielu międzynarodowych kongresach i sympozjach naukowych. Aktywnie uczestniczy w działalności dydaktycznej prowadząc wykłady dla doktorantów i magistrantów. Wypromował czterech doktorów. Swoją wiedzę przekazuje nie tylko kadrze naukowej, ale także prowadzi działalność popularyzatorską.