Klima

Karel Matějka
Aktuální počasí a předpověď (Windy.com)
Meteoradar ČHMÚ
 
 
Nové publikace k vývoji klimatu a jeho vztahu k lesním ekosystémům
Matějka K., Modlinger R. (2023): Climate, Picea abies stand state, and Ips typographus in the Czech Republic from a viewpoint of long-term dynamics
Matějka K., Modlinger R. (2023): Ecological interpretation of climate change according to Churáňov station (NP Šumava, Czech Republic) during 60 years
 
Obr. 1. Sucho v České republice podle webu Intersucho vyjádřené jako podíl území zasaženého suchem ve srovnání s obvyklým stavem v letech 1961-2010. Data od počátku roku 2014 do začátku března 2024. Intenzita sucha vyjádřena stupni 1 (počínající sucho) až 5 (extrémní sucho).
 

Klima představující dlouhodobý stav ovzduší, případně počasí jako jeho okamžitý stav, představují jeden z nejdůležitějších environmentálních faktorů, který je důležitý jak pro popis okamžitého stavu ekosystémů, jejich geografické distribuce a druhového složení (např. Franklin 2009), tak pro pochopení dynamiky ekosystémů a jejich složek. Stále zřetelněji se ukazuje, že charakteristiky klimatu podléhají čím dál výraznějším změnám. Je sice pravdou, že klima se měnilo v minulosti vždy, nikdy se nejednalo o stabilní prvek (viz například střídání glaciálů a interglaciálů), ale vzhledem ke krátké době moderních dějin lidstva se mohlo doposud zdát, že klima bylo více-méně stálé. Poté, co se ukázalo, že v posledních desetiletích se klima celosvětově mění čím dál tím rychleji, objevilo se dnes "módní" označení klimatická změna, účelem jehož zavedení má být upozornit na skutečnost relativně zrychlené dynamiky klimatu a na to, že tato dynamika může mít dosud nedozírné důsledky i v životě lidské společnosti. Proto byl roku 1989 založen Mezinárodní panel ke klimatické změně - IPCC, výsledkem jehož práce je i poslední, pátá souhrnná zpráva IPCC (2013/2014), která shrnuje dosavadní poznatky na tomto poli.

Žádný organismus ani žádný ekosystém nemohou reagovat na globání změny klimatu (nezahrnujeme-li pod tento pojem reakci ve formě mutací a genetické evoluce), ale vnímají pouze lokální změny,teré jej přímo ovlivňují. To je důvod. proč je v následujícím věnována pozornost prvořadě analýzám změny klimatu (počasí) v jednotlivých lokalitách, které jsou vhodným způsobem representovány meteorologickými stanicemi (umístěným v místech nebo v blízkosti míst, kde je prováděn navazující výzkum).

Obr. 2. Sucho se v roce 2018 projevovalo v různé míře v různých částech České republiky, projevy se lišily též podle jednotlivých lokalit. Přestože Šumava a její podhůří patří k vlhčím regionům, extrémní projevy bylo možné vidět v lesích oblasti Sušicko-Horažďovických vápenců. Na propustných půdách poblíž obce Čepice se společenstvy asociace Cephalanthero-Fagetum se sucho projevovalo předčasným hnědnutím a opadáváním listů buku.

V rámci pracoviště IDS byla pozornost věnována dvěma otázkám týkajícím se klimatu:

Mezi lety 1983 a 2012 došlo k významným změnám srážek i teplot na třech podrobně vyhodnocených meteorologických stanicích (tabulka 1, obr. 3). Zatímco změna srážek byla výrazně rozdílná na jednotlivých stanicích, trend změny průběrných teplot byl na všech stanicích obdobný. Obecně lze konstatovat, že ve vyšších nadmořských výškách jsou obě změny výraznější. Například průměrné úhrny srážek se na stanici Karlovy Vary - letiště neprojevily, ale na stanici Labská bouda vzrostly při přepočtu na období 30 let o 279 mm za rok. Průměrné roční teploty vzrostly na nejvýše položené stanici až o 1,5 °C za 30 let. K obdobným závěrům je možno dojít, hodnotíme-li průměrné územní hodnoty pro celou Českou republiku. Současně analýza územních hodnot ukazuje, že k výraznějším změnám trendů počasí došlo na počátku 80. let 20. století. Trendy ukazují průměrný vzrůst teplot o 0,034 °C/rok a srážek o 0,329 mm/rok (Matějka 2021). Výskyt sucha v posledních letech je tedy spíš otázkou časového rozdělení srážek než jejich globálního úbytku. Svůj nepopiratelný vliv má zvýšení evapotranspirace v souvislosti se vzrůstající teplotou. A samozřejmě změny krajiny ovlivňující odtok vody a její vsakování.

Podrobnější analýzu a srovnání dostupných dat do roku 2019 přináší Matějka (2019a). Zvláštní pozornost v rámci tohoto vyhodnocení byla věnována kvantifikaci vzrůstu průměrných teplot vzduchu a úhrnu srážek. Pro vyhodnocení meteorologického sucha má vysokou vypovídací schopnost vyhodnocení průměrné vlhkosti vzduchu a minima této veličiny. Všechny sledované charakteristiky a jejich výkyvy jsou důležité pro dynamiku ekosystémů.

 
Tabulka 1. Průměrná roční změna teplot vzduchu a denních úhrnů srážek na třech stanicích Českého hydrometeorologického ústavu. Použita byla publikovaná data Měsíčního přehledu počasí (1983-2012).
Stanice Nadmořská výška (m) Podrobnosti a metodika Změna srážek
(mm.d-1.y-1)
Změna teploty vzduchu
(°C.y-1)
Karlovy Vary - letiště 603 Matějka (2012) -0,0005 0,038
Churáňov 1118 Matějka (2014) 0,0145 0,041
Labská bouda 1320 Matějka (2011) 0,0255 0,051
Obr. 3. Vývoj teplot vzduchu a denních srážek na třech stanicích Českého hydrometeorologického ústavu hodnocené pomocí klouzavých ročních průměrů. Použita byla publikovaná data Měsíčního přehledu počasí (1983-2012). Metodika zpracování viz Matějka (2014).
Franklin J. (2009): Mapping species distributions. Spatial inference and prediction. - Cambridge University Press, Cambridge etc., 320 p.
IPCC (2013): Climate Change 2013. The Physical Science Basis. Working group I Contribution to the fifth assessment report of the intergovernmental panel on climate change. - Cambridge University Press, Cambridge etc., 1535p.

Česká republika

Matějka K. (2021): Vývoj teplot a srážek v ČR od roku 1961 (verze zpracovávající data do roku 2020)
Matějka K. (2019a): Výkyvy počasí, dynamika klimatu a lesní společenstva
Matějka K. (2019b): Vývoj teplot a srážek v ČR od roku 1961 (verze zpracovávající data do roku 2018)
Matějka K. (2017): Vývoj teplot a srážek v ČR od roku 1961 (verze zpracovávající data do roku 2016)
Matějka K. (2013): Vývoj teplot a srážek v ČR od roku 1961 (verze zpracovávající data do roku 2012)
Matějka K. (2011c): Globální gradienty teploty v České republice a diferenciace regionů
Matějka K. (2010): Globální gradienty teploty v České republice

Šumava

Matějka K. (2011-2024): Aktuální počasí na Šumavě - stanice Churáňov
Matějka K. (2017): Sucho na stanici Churáňov od roku 1962
Matějka K. (2016): Počasí na Churáňově v roce 2015
Matějka K. (2014): Počasí na Churáňově (Šumava) v období 1983-2011 a jeho možná interpretace z hlediska dynamiky ekosystémů
Matějka K. (2011a): Rozbor průběhu počasí na Churáňově (Šumava) v období 1983-2010 a jeho možná interpretace z hlediska dynamiky ekosystémů
Matějka K. (2011b): Vývoj počasí na Šumavě (aktualizováno do konce roku 2010)

Meteorologická stanice Rudolfov

Od konce roku 2013 je zajišťován provoz vlastní automatické meteorologické stanice Rudolfov (jižní Čechy).
Meteorologická stanice Rudolfov - výsledky měření (aktualizováo minnimálně 1x měsíčně)
Vlastní data jsou srovnávána s meteorologickou stanicí ČHMÚ České Budějovice. Takto byl odvozen vztah mezi délkou doby slunečního svitu a sumou globálního slunečního záření (Matějka 2021), který platí obecně.

Výpar vody

Data ze stanice byla využita pro výpočet výparu vody z volné vodní hladiny (Matějka 2022). Vlastní výpar byl měřen vážkově od září 2018 a na základě naměřených dat byl vytvořen matematický model pro výpar, který je závislý na teplotě vzduchu, relativní vlhkosti vzduchu (respektive na sytostním doplňku) a rychlosti větru. Model byl aplikován na data od začátku měření stanice, respektive od roku 2014. Je tedy možné srovnat jednotlivé roky z hlediska vlhkostních poměrů, jak ukazuje následující graf. Nejvyšší hodnoty výparu byly zjištěny v extrémním roce 2015. Pozoruhodný je rovněž rok 2018, kdy sice absolutní hodnoty nebyly tak vysoké, ale extrémní výpar byl zaznamenán již od dubna a toto období trvalo velmi dlouho. Za povšimnutí stojí vysoké hodnoty výparu na konci zimy a začátkem jara 2022.
Odvozený vztah byl použit rovněž pro stanice ČHMÚ v celé ČR a vyhodnocen pro období 1961-2020 (Matějka et Modlinger 2023), příklad pro tři stanice až do roku 2023 je vidět obr. 5. Patrné jsou extrémně vysoké hodnoty výparu v některých letech od roku 2015 (2015, 2018, 2019 a 2023) na níže položených stanicích. Právě vysoký výpar a tedy i evapotranspirace jsou příčinou častého výskytu sucha (cf. obr. 1).
Obr. 4. Klouzavé třicetidenní sumy výparu vody z volné vodní hladiny na stanici Rudolfov v letech 2014 až 2022. DoY - pořadové číslo dne v roce (den, jímž končí dané třicetidenní období).
Obr. 5 A-C. Potenciální výpar ze zastíněné vodní hladiny na stanicích České Budějovice (C2CBUD01), Vráž u Písku (C1VRAZ01) a Chráňov (C1CHUR01) v období 1961 až 2023 podle vztahu odvozeného v Matějka 2022.
Matějka K. (2021): Srovnání délky slunečního svitu a globální radiace na dvojici stanic Rudolfov - České Budějovice
Matějka K. (2022): Výpočet výparu z volné zastíněné vodní hladiny

Využití dat o počasí v ekologických studiích

Matějka K. (2024): Používané charakteristiky počasí ke konci roku 2023 na meteorologických stanicích ČHMÚ (základní data) (Tento dokument zpřístupňuje poslední používaná měsíční data o počasí na vybraných stanicích v ČR)
 
První zpracování klimatických dat v rámci pracoviště IDS bylo provedeno v souvislosti s vyhodnocením klíčivosti semen některých trav rostoucích v oblasti Krkonoš, kdy byla vyhodnocena variabilita počastí v období let 1987 až 2000. Poukázáno bylo zvláště na význam variability sumy efektivních teplot. Výsledky je možno nalézt v následující zprávě:
Matějka K. (2001): Klíčivost semen trav z (sub)alpinských poloh Krkonoš (zpracování dat). 61p.
Obdobně, jako byla provedena analýza variability klimatu v období 1983-2010 pro území Šumavy na základě klimatické stanice Churáňov (Matějka K., 2011a), byla provedena analýza pro území Krkonoš s použitím stanic Labská bouda a Pec pod Sněžkou. Kombinace těchto dvou stanic pro analýzu byla nezbytná, protože jednotlivé klimatické řady jsou nekompletní. Výsledky jsou obdobné, jako na Churáňově a to především z hlediska potřeby rozlišení period do roku 1994 (suché a chladnější období) a od roku 1995 (období střídajících se přívalových srážek a častých period sucha, vyšší průměrné teploty). Tyto výsledky byly shrnuty ve zprávě
Matějka K. (2011): Zpráva spoluřešitele projektu QI112A170 za rok 2011. Možnosti cíleného pěstování a využití geneticky hodnotných částí populací sadebního materiálu smrku ztepilého s klimaxovou strategií růstu pro horské oblasti. 23p.
Obdobná analýza je dostupná pro stanici Karlovy Vary - letiště, která byla použita pro popis změn počasí v blízkých částech Krušných hor
Matějka K. (2012): Zpráva spoluřešitele projektu QI112A170 za rok 2012. Možnosti cíleného pěstování a využití geneticky hodnotných částí populací sadebního materiálu smrku ztepilého s klimaxovou strategií růstu pro horské oblasti. 16p.
Analýza klimatu v ČR byla využita pro exaktní vymezení lesních vegetačních stupňů při typologickém mapování lesů, které se zabývá klasifikací lesů podle jejich základních environmentálních podmínek. Výsledky jsou shrnuty v následujícím článku:

 

Otázce slunečního záření se věnuje následující článek. Ten je zásadní pro výpočet dynamiky lýkožrouta smrkového (Ips typographus) z historických dat o počasí. V ČR se totiž na meteorologických stanicích ČHMÚ běžně měří doba slunečního svitu, ale ne globální radiace, která je potřebná v rámci vyvinutého modelu PHENIPS.
Matějka K. (2021): Srovnání délky slunečního svitu a globální radiace na dvojici stanic Rudolfov - České Budějovice 7p.

 


© Karel Matějka - IDS (2010-2024)

Začátek stránky