TEPELNÁ ZÁTĚŽ, TEPLOTNÍ REKORDY A SDĚLOVACÍ PROSTŘEDKY

Transkript

1 Rožnovský, J., Litschmann, T. (ed.): XIV. Česko-slovenská bioklimatologická konference, Lednice na Moravě září 2002, ISBN , s TEPELNÁ ZÁTĚŽ, TEPLOTNÍ REKORDY A SDĚLOVACÍ PROSTŘEDKY Květoň Vít Summary Thermal stress in interval 16th 25th June 2002 was analysed from a view of a course of measurements in the station Praha Klementinum during the period One-days till ten-days averages of both a daily temperature maximum by extremthermometer ( ) and an equivalent temperature in the 14 h local sun time ( ) were counted. Variability and extreme value analysis of those parameters is presented. Hot wave in June 2002 was second highest in history of Klementin s measurements (dry temperature after y. 2000, equivalent temperature after y. 1881). Heat wave in June, 2002 corresponds to conditions with mean recurrence interval 20 years (dry temperature) and years from a view equivalent temperature. Úvod Teplotní rekordy a tepelná zátěž lidského organismu jsou předmětem stálého zájmu veřejnosti a sdělovacích prostředků prakticky při každém výskytu vysokých teplot. Zejména sdělovací prostředky zpravidla nadšeně jásají nad každým překročením teplotního rekordu, s případnými úvahami nad tím, je-li to již ta pravá klimatická změna či nikoli, případně nad tím jak často se podobné horko v daném období vyskytuje, kdy se vyskytlo naposled apod.. To samo o sobě je pochopitelné. Poněkud mi ovšem vadí přílišná novinářská zkratka, která se bohužel vyskytuje téměř ve všech médiích a téměř vždy. Titulky teplotní rekord opět padl, jsou sice pravdivé, leč často poněkud zavádějící. Jen v lepším případě jsou v článku provázeny velmi ostýchavým a nenápadným upřesněním, že jde o rekord na dané stanici pro konkrétní den. Odborné veřejnosti není třeba připomínat, že překročení dosavadního staničního rekordu je daleko snazší u stanice s krátkou dobou pozorování, že překročení rekordu pro daný den nemusí znamenat, že třeba v předchozím nebo následujícím dni se již dříve nevyskytla teplota vyšší, že rekordní teplota pro region může být vyšší apod. Na druhé straně novináři často potřebné informace ani prostor k napsání fundovanějších článků prostě nemají. Následující příspěvek si klade velmi skromný cíl. Pro stanici Praha Klementinum demonstrovat výskyt vysokých teplot jednak z hlediska denních teplotních maxim a jejich dvou až desetidenních průměrů, jednak z hlediska ekvivalentní teploty. Metoda Pro zpracování byla použita denní data ze stanice Praha-Klementinum, a to za období 1. ledna 1775 do 30. června Denní teplotní maxima byla zpracována pro celé období, ekvivalentní teplota byla počítána jen pro období s existujícím pozorováním vlhkosti, tj. od

2 ledna 1845 do 30. června Uvnitř tohoto intervalu existují výpadky měření vlhkosti, které byly doplněny z dostupných okolních stanic. Data nebyla homogenizována. Ekvivalentní teplota byla počítána pro termín 14 hodin místního slunečního času podle vzorce TE= T *E/P, kde T je suchá teplota ve C, E tlak par a P tlak vzduchu na stanici v hpa. (Robitsch 1928). Protože starší klementinská data obsahují pouze relativní vlhkost měřenou vlhkoměrem, byly hodnoty tlaku par dopočítány ze suché teploty, relativní vlhkosti a tlaku vzduchu v termínu 14 hodin. Kromě denních hodnot byly vypočítány klouzavé dvou až desetidenní průměry denní maximální teploty a ekvivalentní teploty. S ohledem na zájem médií byl zpracován desetidenní interval od 16. do 25. června, kdy Českou republiku zasáhla v roce 2002 horká vlna. V tomto intervalu byly pro každý rok spočítány jedno- až desetidenní průměry denních maximálních teplot a ekvivalentních teplot z termínu 14 hodin. Z nich pak byly spočítány různé deskriptivní statistické charakteristiky a časové trendy. Byla provedena také frekvenční analýza ročních maxim analyzovaných charakteristik programem Xtremes (Reiss, Thomas 1997). Pro odhad extrémních hodnot bylo užito Gumbelovo rozdělení. Poznamenejme, že jednodenní průměr je vlastně totožný s příslušnou denní hodnotou a jeho roční maximum je tedy maximem z deseti denních hodnot ve dnech června daného roku. Naopak desetidenní průměr je průměrem celý desetidenní interval. Protože je to jen jedna hodnota pro každý rok, jde současně o roční maximum. Výsledky Extrémní hodnoty V tabulkách 1 a 2 jsou pořadí 15 nejvyšších hodnot pro 1- až 10-ti denní průměry denních teplotních maxim. Pro 1- až 5-denní průměry byly nejvyšší teploty byly v roce 2000, rok 2002 se umístil v dlouhodobých tabulkách na druhém místě. Při více než pětidenních průměrech postupně exkluzivita let 2000 a 2002 klesá. V tabulkách 3 a 4 jsou analogické údaje pro ekvivalentní teplotu. Zde dominuje rok 1881, rok 2002 se umístil až do osmidenních průměrů jako druhý. Z hlediska zátěže termoregulačního systému byla tedy horká vlna v roce 2002 v daném místě nejvyšší od roku Přitom rok 1881 nebyl z hlediska suchých teplot nijak výjimečný (Tab. 1 a 2). Základní deskripce Základní deskriptivní statistiky ročních maxim obou charakteristik jsou uvedeny v tabulkách 5 a 6. Např. teplotní maximum intervalu června kolísalo v období od 18,3 do 35,6 C, s průměrem 27,1 C. (Tab. 6., sloupec označený 1 ). Pro ekvivalentní teplotu se roční maximum desetidenního intervalu pohybovalo mezi 36,2 a 74 C, s průměrem 50,7 C za období Je zajímavé, že variabilita ročních maxim studovaných charakteristik příliš nezávisí na počtu průměrovaných dní. Rozpětí kolísá od 17,3 do 19,6 C u denních maxim, a od 35,3 do 39,0 C u ekvivalentních teplot ve 14 h. (Rozdíl řádků Maximum a Minimum ve sloupcích 1 až 10 v tabulkách 5 a 6). Základní statistiku pro všechny hodnoty 1- až 10-denních průměrů v daném časovém intervalu a periodě uvádějí tabulky 7 a 8. Denní maximální teploty ve dnech června v letech značně kolísaly, a to od 11,2 do 35,6 C, s průměrem 22,3 C (sloupec označený 1 v tabulce 7). Podobně ekvivalentní teploty ve 14 hodin se pohybovaly od 23 do 74 C, s průměrem 40,7 C, tabulka 8. Z průměrů, mediánu a percentilů uvedených 243

3 v tabulkách 6 až 8 je patrná vcelku dobrá symetrie empirického rozložení studovaných hodnot. Průměrné hodnoty všech čtyř charakteristik, tj. hodnoty z řádku Průměr v tabulkách 5 až 8, znázorňuje graf č. 1. Poznamenejme, že shoda hodnot ve sloupci 10 tabulek 5 a 7 a 6 a 8 vyplývá z konstrukce hodnocených charakteristik (viz metoda). Ze stejného důvodu k sobě konvergují křivky grafu č. 1 s rostoucím počtem dní. Časový průběh Časový průběh ročních maxim jednodenních, dvoudenních a pětidenních průměrů denních maximálních teplot znázorňují grafy č. 2 až 4. Jsou zde proloženy i regresní přímky a uvedeny jejich rovnice a koeficient determinace. Regrese byly spočteny pro všechny průměry. Byl zjištěn statisticky významný vzestupný trend, pro jedno- až osmidenní průměry na hladině 0,001, pro devítidenní průměr na hladině 0,05 a pro desetidenní průměr na hladině 0,10. Časový průběh ročních maxim jednodenních, dvoudenních a pětidenních průměrů ekvivalentních teplot ve 14 h znázorňují grafy č. 5 až 8. I zde jsou proloženy i regresní přímky a uvedeny jejich rovnice a koeficient determinace. Časový trend je však ve všech případech statisticky nevýznamný. Analýza extrémních hodnot Výsledky frekvenční analýzy sledovaných charakteristik obsahují tabulky č. 9 a 10. V tabulkách jsou roční maxima naměřená v roce 2002 a dále odhad 50- a 100- letých hodnot. V poslední řádce tabulek je uvedena míra extremity hodnot, naměřených v roce 2002, a to prostřednictvím odhadu středního intervalu opakování naměřených hodnot. Tyto intervaly znázorňuje i graf č. 9. Je patrné, že maximální suché teploty pozorované během horké vlny v červnu 2002 lze očekávat přibližně jednou za 20 let, omezíme-li se na jedno- až osmidenní průměry denních maxim (tabulka 9). Extremita odpoledních ekvivalentních teplot byla vyšší, a to zejména z pohledu vícedenních průměrů (střední doba opakování kolem 40 let, tabulka 10). Závěr Analýza charakteristik tepelné zátěže desetidenního období ve druhé polovině června na stanici Praha Klementinum ukázala statisticky významný vzestupný trend maximálních denních teplot a jejich až osmidenních průměrů o cca 1 C/100let. Meziroční kolísání sledovaných charakteristik, i kolísání teplot během desetidenních období jednotlivých let, je však značné. Z hlediska hodnocení výjimečnosti horké vlny v červnu 2002 lze konstatovat, že maximální suché teploty se v období umístily jako druhé v pořadí za rokem Podobně je tomu u odpoledních ekvivalentních teplot za období , kde však na rozdíl od suché teploty dominuje rok Z klimatologického pohledu je významnější statistické hodnocení extremity pozorovaných hodnot. Podle něho lze podobné podmínky očekávat u suchých teplot jednou za 20 let, u ekvivalentních teplot jednou za 20 let u denního průměru, ale jednou za 40 let u tří až osmidenních průměrů. Lze tedy konstatovat, že tepelné zátěž živých organizmů v průběhu horké vlny z června 2002 byla značná a výjimečná. 244

4 Z pohledu let a celé republiky lze řadu údajů o extrémních teplotách a horkých vlnách čerpat např. z prací (Kyselý, Kalvová, Květoň, a (Květoň, 2001). Reference Květoň,V. (2001): Normály teploty vzduchu na území České republiky a vybrané teplotní charakteristiky období (Climatological normals of air temperature of the Czech Republic in the period and selected air temperature characteristics of the period ) NKP Praha, Kyselý,J., Kalvová,J., Květoň,V. (2000):Heat waves Studia et geoph. at geod.,44. Reiss, R.-D., Thomas, M. (1997): Statistical analysis of extreme values, Birkhäuser Verlag, Basel; Boston; Berlin,. Robitsch,M.(1928): Aequivalenttemperatur and aequivalentthermometer. Met.Zschr., Band 45. Kontakt na autora: RNDr. Vít Květoň, Csc., vit.kveton@chmi.cz, Český hydrometeorologický ústav, Na Šabatce 17, Praha 4 Komořany. 245

5 246

6 247

7 248

8 Tab. 1: Pořadí 15 nejvyšších 1- až 5- denních průměrů denních maxim dle extrémního teploměru v intervalu od 15. do 26. června. Praha - Klementinum. Období Tab. 1: Order of 15 highest 1- to 5- daily averages of daily maxim of air temperatur by extremthermometer in interval June, Praha - Klementinum. Period Poadí 1 den 2 dny 3 dny 4 dny 5 dní Rok C Rok C Rok C Rok C Rok C

9 Tab. 2: Pořadí 15 nejvyšších 6- až 10- denních průměrů denních maxim dle extrémního teploměru v intervalu od 15. do 26. června. Praha - Klementinum. Období Tab. 2: Order of 15 highest 6- to 10- daily averages of daily maxim of air temperatur by extremthermometer in interval June,15. till 26. Praha - Klementinum. Period Poadí 6 dní 7 dní 8 dní 9 dní 10 dní Rok C Rok C Rok C Rok C Rok C Tab. 3: Pořadí 15 nejvyšších 1- až 5- denních průměrů ekvivalentní teploty dle Robitsche ve 14 hodin místního času v intervalu od 15. do 26. června. Praha - Klementinum. Období Tab. 3: Order of 15 highest 1- to 5- daily averages of equivalent temperatur by Robitsch in 14 hour local time in interval June, Praha - Klementinum. Period Poadí 1 den 2 dny 3 dny 4 dny 5 dní Rok C Rok C Rok C Rok C Rok C

10 Tab. 4: Pořadí 15 nejvyšších 6- až 10- denních průměrů ekvivalentní teploty dle Robitsche ve 14 hodin místního času v intervalu od 15. do 26. června. Praha - Klementinum. Období Tab. 4: Order of 15 highest 6- to 10- daily averages of equivalent temperatur by Robitsch in 14 hour local time in interval June,15. till 26. Praha - Klementinum. Period Poadí 6 dní 7 dní 8 dní 9 dní 10 dní Rok C Rok C Rok C Rok C Rok C Tab. 5: Deskriptivní statistika ročních maxim 1- až 10- denních průměrů maximálních denních teplot dle extrémního teploměru v intervalu od 15. do 26. června. Praha - Klementinum. Období Tab. 5: Descriptive statistics of anual maxima of 1- to 10- daily averages of daily maxim of air temperatur by extremthermometer in interval June,15. till 26. Praha - Klementinum. Period Počet dní (Count of days) Počet případů (Size) Průměr (Mean) Median Minimum Maximum Percentil 5% % % % % %

11 Tab. 6: Deskriptivní statistika ročních maxim 1- až 10- denních průměrů ekvivalentních teplot dle Robitsche ve 14 hodin místního času v intervalu od 15. do 26. června. Praha - Klementinum. Období Tab. 6: Descriptive statistics of anual maxima of 1- to 10- daily averages of equivalent temperatur by Robitsch in 14 hour local time in interval June,15. till 26. Praha - Klementinum. Period Počet dní (Count of days) Počet případů (Size) Průměr (Mean) Median Minimum Maximum Percentil 5% % % % % % Tab. 7: Deskriptivní statistika 1- až 10- denních průměrů denních maxim dle extrémního teploměru v intervalu od 15. do 26. června. Praha - Klementinum. Období Tab. 7: Descriptive statistics of 1- to 10- daily averages of daily maxim of air temperatur by extremthermometer in interval June,15. till 26. Praha - Klementinum. Period Počet dní (Count of days) Počet případů (Size) Průměr (Mean) Median Minimum Maximum Percentil 5% % % % % % Tab. 8: Deskriptivní statistika 1- až 10- denních průměrů ekvivalentní teploty dle Robitsche ve 14 hodin místního času v intervalu od 15. do 26. června. Praha - Klementinum. Období Tab. 8: Descriptive statistics of 1- to 10- daily averages of equivalent temperatur by Robitsch in 14 hour local time in interval June,15. till 26. Praha - Klementinum. Period Počet dní (Count of days) Počet případů (Size) Průměr (Mean) Median Minimum Maximum Percentil 5% % % % %

12 95% Tab. 9: Roční maxima 1- až 10- denních průměrů maximálních denních teplot dle extrémního teploměru v intervalu od 15. do 26. června. Praha - Klementinum. Období Odhad 50- a 100letých hodnot a odhad středního intervalu opakování pro hodnoty naměřené v roce Gumbelovo rozdělení extrémních hodnot. Tab. 9: Annual maxima of 1- to 10- daily averages of daily maxim of air temperatur by extremthermometer in interval June,15. till 26. Praha - Klementinum, period Estimation of year values and estimation of mean recurrence interval for observed value in year Gumbel's distribution of extreme values. Poet dní (Count of days) ( C) years( C) years( C) Střední interval opakování hodnoty z roku (Mean recurrence interval of observed value in y ) Poet let (Count of years) Tab. 10: Roční maxima 1- až 10- denních průměrů ekvivalentních teplot dle Robitsche ve 14 hodin místního času v intervalu od 15. do 26. června. Praha - Klementinum. Období Odhad 50- a 100letých hodnot a odhad středního intervalu opakování pro hodnoty naměřené v roce Gumbelovo rozdělení extrémních hodnot. Tab. 10: Annual maxima of 1- to 10- daily averages of equivalent temperatur by Robitsch in 14 hour local time in interval June,15. till 26. Praha - Klementinum. Period Estimation of year values and estimation of mean recurrence interval for observed value in year Gumbel's distribution of extreme values. Počet dní (Count of days) ( C) years( C) years( C) Střední interval opakování hodnoty z roku (Mean recurrence interval of observed value in y ) Počet let (Count of years)