1. Úvod Historie meteorologických měření v Brně od roku Dosavadní poznatky o analýze teploty a tlaku vzduchu v Brně 14

Transkript

1 OBSAH 1. Úvod 8 2. Historie meteorologických měření v Brně od roku Dosavadní poznatky o analýze teploty a tlaku vzduchu v Brně Použité údaje Metodika zpracování Metodika homogenizace Metodika sestavení řady denních hodnot teploty a tlaku vzduchu pro Brno Vlastní výsledky Homogenizace Řady denních hodnot teploty a tlaku vzduchu pro Brno Statistické zhodnocení Závěr Literatura Seznam příloh 49 7

2 1. ÚVOD Studium kolísání klimatu se do současné doby opíralo především o analýzu řad měsíčních a ročních hodnot vybraných meteorologických prvků. Pro detailnější studium a poznání variability klimatu je však důležité pracovat také s homogenními řadami denních hodnot, z nichž mohou být sestaveny řady různých charakteristik. V České republice jsou dlouhé řady denních hodnot meteorologických prvků k dispozici prakticky jen pro stanici Praha-Klementinum od roku Proto se projekt Grantové agentury České republiky č. 205/05/0858 Časová a prostorová variabilita klimatu České republiky podle denních vizuálních záznamů počasí a přístrojových měření zaměřil právě na získání dalších dlouhých řad denních hodnot, a to teploty a tlaku vzduchu, srážek a množství oblačnosti. Dlouhá řada meteorologických pozorování začínající od roku 1848 je k dispozici v případě města Brna (Brázdil, 1989). Proto v rámci uvedeného projektu byla zadána tato bakalářská práce, jejímž cílem bylo sestavení řad denních hodnot tlaku a teploty vzduchu v Brně v období na základě měření v různých částech města, jejich homogenizace a následně statistické zhodnocení. V následující 2. kapitole podává bakalářská práce historii meteorologických měření od roku Ve 3. kapitole jsou citovány práce zabývající se analýzou teploty a tlaku vzduchu v Brně. Čtvrtá kapitole shrnuje dostupný materiál, z kterého byly řady denních hodnot teploty a tlaku vzduchu pro Brno sestaveny. V 5. kapitole přibližuje bakalářská práce metodiku použitou k homogenizaci řad a metodiku využitou při sestavení řad teploty a tlaku vzduchu. V následující kapitole jsou prezentovány výsledky homogenizace a také sestavená řada denních hodnot teploty a tlaku vzduchu pro Brno. V 7. kapitole jsou uvedeny statistické charakteristiky sestavených řad. 8

3 2. HISTORIE METEOROLOGICKÝCH MĚŘENÍ V BRNĚ OD ROKU 1848 Počátky meteorologických pozorování v Brně jsou spjaty s existencí Moravské přírodovědné a vlastivědné společnosti, kterou v roce 1780 založil hrabě Jan Křtitel Mitrovský, a kdy jménem této společnosti prováděl měl od roku 1797 pozorování provádět abbé Felix Beck. Avšak záznamy těchto pozorování nebyly dosud nalezeny. Společnost založená v roce 1780 hrabětem Mitrovským byla v následujících letech několikrát sloučena s jinými společnostmi a přejmenována. V roce 1811, po dalším slučování společností, která zahrnovala i původní společnost založenou hrabětem Mitrovským, vznikla Moravskoslezská hospodářská společnost. Díky aktivitě členů této společnosti byl v roce 1815 zřízen Meteorologický spolek (blíže viz Brázdil et al., 2005). Meteorologické pozorování má tedy v Brně dlouhou tradici, neboť první záznamy pocházejí z meteorologických pozorování Ferdinanda Knittelmayera již z roku 1799 (pozdějšího člena Moravskoslezské hospodářské společnosti). Avšak až od roku 1848 můžeme v Brně hovořit o pravidelném pozorování počasí, které vykonával dr. Pavel Olexík, lékař ve všeobecné nemocnici u sv. Anny (Brázdil et al., 2005). Pavel Olexík se narodil roku 1800 v trenčanské župě v Uhrách. Vystudoval gymnázium a poté univerzitu ve Vídni, na které získal v roce 1826 titul doktora filozofie a medicíny. Dne 1. ledna 1827 se stal sekundárním lékařem ve všeobecné nemocnici ve Vídni a od roku 1828 pobýval v Rusku, kde studoval choleru. Také díky tomuto pobytu se stal expertem na cholerové epidemie. V září 1832 byl jmenován lékařem všech brněnských zaopatřovacích ústavů. V roce 1867 mu byl udělen za jeho zásluhy v boji s cholerou titul císařského rady (ale bez finančního prospěchu). Zemřel dne 10. října 1878 ve věku 78 let (Brázdil et al., 2005). Od roku 1844 prováděl Olexík příležitostná meteorologická pozorování a od roku 1848 pak pravidelná meteorologická pozorování v nemocnici u sv. Anny na Pekařské ulici č. 53, a to až do 3. prosince 1853 (Brázdil, 1989). Meteorologické přístroje umístil dr. Olexík do prvního poschodí budovy 2 vídeňské sáhy (3,79 m) nad zemí. Teploměry byly orientovány na sever a byly zastíněny (Liznar, 1886). 9

4 Dne 3. prosince 1853 odpoledne přemístil dr. Olexík stanici do ulice Pekařská č. 100, kde sám bydlel. Toto místo bylo od původní stanice, umístěné v prostorách všeobecné nemocnice, vzdáleno přibližně 250 m a leželo v nadmořské výšce 219 m (Brázdil, 1989). Výškový rozdíl mezi těmito dvěma polohami činil podle Liznara (1886) asi 7 8 vídeňských sáhů (13,3 15,2 m). Na této stanici prováděl dr. Olexík pozorování až do 30. června Záznamy těchto pozorování, stejně jako pozdější pozorovatelé zasílal do Ústředního ústavu pro meteorologii a zemský magnetismus ve Vídni (Veselý 1965). Nyní jsou klimatologické výkazy uloženy v brněnské pobočce Českého hydrometeorologického ústavu (Brázdil, 1989). V době nepřítomnosti dr. Olexíka prováděl namísto něj pozorování opat augustiniánského kláštera na starém Brně, Gregor Mendel. Bylo to od 21. července do 31. srpna 1857, dále pak od 6. do 28. srpna 1873 a také července Od počátku roku 1878 byl ale dr. Olexík nemocen, takže Mendel prováděl pozorování místo něj. Na konci měsíce předal Mendel svá pozorování dr. Olexíkovi a ten jimi doplnil své vlastní pozorování, které mu nemoc nedovolila provést (Veselý 1965). Od 1. července 1878 přebral pozorování po vážně nemocném Olexíkovi právě Gregor Mendel (Brázdil, 1989). Johann Gregor Mendel se narodil dne 22. července 1822 v Hynčicích na Novojičínsku. Základní školu navštěvoval v Hynčicích a v roce 1834 odešel studovat do piaristické školy v Lipníku. Z této školy později přestoupil na gymnázium v Opavě. Po ukončení gymnázia studoval matematiku, fyziku, filologii, teoretickou a praktickou filosofii a etiku na Filosofickém ústavu v Olomouci (Matalová, 1997). V roce 1843 vstoupil do Augustiánského kláštera na Starém Brně a v roce 1847 byl v tomto klášteře vysvěcen na kněze řádu Augustiniánů. V roce 1849 odjel na univerzitu do Vídně, kde studoval fyziku, matematiku a přírodní vědy. Během univerzitního studia přišel na myšlenku podvojných dědičných elementů. Podle této hypotézy rozpracoval projekt pokusů s křížením hrachu jako modelové rostliny. Pro jeho pokusy mu opat Napp nechal postavil v klášteře skleník. V tomto skleníku prováděl Mendel své pokusy od roku 1854 až do roku 1864 (Matalová, 1997). 10

5 V roce 1861 se stal Mendel spoluzakladatelem Přírodovědného spolku v Brně. O čtyři roky později byl jedním ze zakládajících členů Rakouské meteorologické společnosti ve Vídni (Matalová, 1997). V roce 1863 zveřejnil Mendel v brněnských Verhandlungen des naturforschenden Vereines graficko-tabelární přehled ročního chodu denních hodnot teploty vzduchu, tlaku vzduchu, směru a síly větru, množství oblačnosti a srážek za rok 1862 v porovnání s průměrným ročním chodem vypočítaným z patnáctiletých Olexíkových pozorování pod názvem Graphisch tabellarische Uibersicht der meteorologischen Verhältnisse von Brünn (Brázdil et al., 2005). V roce 1871, již jako opat kláštera, publikoval studii o trombě pod názvem Die Windhose vom 13. October 1870 (Větrná smršť z ) (Nosek 1965). Ke svému měření převzal Mendel přístroje po dr. Olexikovi. Právě Mendel upřesňuje umístění přístrojů v Olexíkově domě na Pekařské ulici č Uvádí, že přístroje byly umístěny ve druhém poschodí a měření byla prováděna pomocí barometru Fortina a psychrometru Kappellera zhruba 15 m nad zemí (Brázdil, 1989). Mendel připsal do svých výkazů i několik poznámek. V první z nich, psané asi 6. listopadu 1878, se zmínil o chybné nadmořské výšce bývalé stanice v nemocnici, ležící poněkud výše než klášter, pro který udával 204 m. Dále psal o průměrném rozdílu údajů tlakoměru svého a Olexíkova v minulosti. Předtím jej odpočítával od svých údajů určených pro doplňky záznamů Olexíkových, nyní pak i svých vlastních měření v měsíci říjnu (a potom také v listopadu a prosinci), aby se tlak vzduchu vztahoval po celý rok 1878 ještě na výšku původní stanice (Veselý, 1965). Mendel vyslovil také naději, že do Nového roku bude mít už nový staniční tlakoměr, který mu slíbil opatřit J. Liznar. Také sdělil, že od Nového roku přestane pozorovat v dosavadních termínech a začne pozorovat v 7 hodin ráno, ve 2 hodiny odpoledne a v 9 hodin večer (Veselý, 1965). Ve druhé poznámce z konce července 1879 se Mendel také zmínil o tom, že mu byl v květnu věnován na památku Olexíkův tlakoměr. Než byl přenesen do kláštera, porovnal Mendel čtyřikrát jeho údaje s údaji nového tlakoměru č V klášteře se pak oba tlakoměry téměř úplně shodovaly (Veselý, 1965). V klášteře prováděl Mendel pozorování až do června Červen 1883 byl posledním měsíčním výkazem, který Mendel zpracoval. Po nemocném Mendlovi, který již nebyl schopen vykonávat pozorování, přebral od července 1883 pozorovací činnost kněz Leo Ledwina. Pozorování ale prováděl pouze po krátkou dobu, a to do konce listopadu 11

6 1883 (Veselý, 1965). Liznar (1886) uvádí, že teploměr s barometrem byly umístěny v 1. poschodí, čili asi 6 m nad zemí. Na meteorologická pozorování ze starobrněnského kláštera navázal od 1. ledna 1884 profesor Alfred Lorenz, který pozoroval v prostorách c. k. vysoké školy technické v Brně (dnešní lékařská fakulta Masarykovy univerzity na Komenského námětí Veselý, 1965). Uváděná nadmořská výška stanice byla 225 m. Do roku 1885 je zmiňována výška teploměru 13 m nad zemí, později 1,5 1,75 m. Po smrti profesora Lorenze v roce 1890 bylo měření teploty a tlaku vzduchu přerušeno (Brázdil, 1989). Od června 1890 byla však již uvedena do provozu klimatologická stanice Brno- Pisárky, jejíž měření se považuje za pokračování starších pozorování uvedených výše. Tato stanice byla umístěná v prostorách městské vodárny (Brázdil, 1979). Stanice působila jako klimatologická až do roku 1937, přičemž měření teploty vzduchu pokračovalo i na srážkoměrné stanici až do roku 1962 (Brázdil, 1989). Na počátku 20. století dochází ke zřizování mnoha klimatologických stanic. Již v roce 1902 se začalo s měřením na stanici umístěné v prostorách c. k. vysoké školy technické (pozdější německá technika) (Brázdil, 1989). V roce 1910 vznikla klimatologická stanice na c. k. české vysoké škole technické na Veveří a s pravidelným pozorováním na této stanici se započalo od roku Přístroje, mimo srážkoměrných, byly umístěny na plošině v úrovni hřebenu střech druhého patra levého křídla budovy. Po rozpadu Rakousko-uherské monarchie zůstali v činnosti na území Brna tři klimatologické stanice, a to Pisárky, německá technika a česká technika. K dalšímu rozvoji staniční meteorologické sítě v katastru města Brna došlo až ve 20. letech 20. století (Brázdil, 1989). K uvedeným klimatologickým stanicím přibyla nově zřízená stanice Brno-Květná, k jejímuž vybudování dal podnět prof. Ing. Dr. Václav Novák. Tato stanice byla v činnosti od 1. července 1922 do konce roku Stanice byla umístěna na volném prostranství v zahradě Výzkumného ústavu zemědělského. V širším okolí stanice se nacházela vilová zástavba (Brázdil, 1979). V roce 1925 došlo k zprovoznění klimatologické stanice Brno-Jundrov která byla v provozu pouze do roku 1945 a která byla během svého fungování přemístěna (Brázdil, 1979). Přemístěna během svého pozorování byla také stanice Brno-Černovice, z níž jsou 12

7 k dispozici záznamy od srpna 1936 do 13. dubna Posléze byla stanice přesunuta na letiště v Tuřanech (asi 4 km jihovýchodně), na které probíhají meteorologická pozorování až do současnosti. Při tomto přesunu stanice nedošlo k většímu narušení homogenity (Brázdil, 1979). Fašistická okupace měla neblahý vliv na meteorologické pozorování. Během ní došlo k přerušení pozorování na letišti v Černovicích a v důsledku uzavření českých vysokých škol bylo přerušeno pozorování na technice. V roce 1945 skončila také pozorování na stanici v Jundrově. V roce 1946 bylo opět obnoveno měření na letišti v Černovicích, a v roce 1953 při české technice (Brázdil, 1989). Po reorganizaci staniční sítě Hydrometeorologického ústavu v roce 1961 zbyly v Brně pouze dvě klimatologické stanice, a to Tuřany a Květná. Stanice při technice pozorovala dále, avšak mimo síť Hydrometeorologického ústavu. V roce 1971 byla ukončena pozorování na stanici Květná. Jako pokračování pozorování této stanice byla zřízena stanice na Kraví hoře, avšak ta měřila jen krátce ( ). V roce 1973 byla uvedena do provozu stanice Českého hydrometeorologického ústavu v Brně-Žabovřeskách (Brázdil, 1989) Její umístění je ale nevhodné z důvodů velkého lokálního ovlivnění. 13

8 3. DOSAVADNÍ POZNATKY O ANALÝZE TEPLOTY A TLAKU VZDUCHU V BRNĚ Teplotními poměry v Brně se zabýval Nosek (1954), který zpracovával statistické charakteristiky měsíčních a ročních průměrů teploty vzduchu meteorologické stanice Brno- Pisárky v období Řada byla homogenizována pomocí teplotní řady z Bratislavy, Prahy a Vídně. Při vlastním zpracování se zabýval četností výskytu maxima teploty vzduchu v ročním chodu a vztahem s četností výskytu srážkového maxima v ročním chodu. Hodinková (1957) zpracovávala statistické charakteristiky řady měsíčních a ročních průměrů tlaku vzduchu pro meteorologickou stanici Brno-Pisárky z období Test homogenity byl prováděn pomocí bratislavské, pražské a vídeňské tlakové řady. Při vlastním zpracování byly vypočteny průměrné měsíční hodnoty tlaku vzduchu v desetiletích, byla zjištěna absolutní maxima a minima tlaku vzduchu, byla sestavena frekvenční tabulka výskytu měsíčních průměrů atmosférického tlaku a v neposlední řadě byly také vypočteny a vyhodnoceny statistické charakteristiky měsíčních a ročních průměrů tlaku vzduchu v období Brázdil a Štěpánek (1998) se zabývali kolísáním teploty vzduchu v Brně v období Ke zpracování využili stanice Brno-Pisárky, Brno-Květná a Brno-Tuřany. Při zpracování byla nejdříve provedena kontrola vypočtených měsíčních průměrů teploty vzduchu. Relativní homogenita řad se testovala pomocí Alexanderssonova a bivariačního testu. Jako referenční stanice při testování průměrných měsíčních teplot vzduchu byly použity homogenizované teplotní řady stanice Víden-Hohe Warte, Hurbanovo a také průměrovaná řada z obou těchto stanic. Výsledná brněnská řada navazující na měření v Brně-Tuřanech byla sestavena pomocí průměrných teplotních diferencí z období o níž byly opraveny hodnoty řady Brna-Pisárek. Sestavením řady měsíčních průměrů tlaku vzduchu a teploty vzduchu v Brně v 1. polovině 19. století se zabýval také Brázdil et al. (2005). Řady teploty a tlaku vzduchu byly sestaveny z pozorování Ferdinanda Knittelmayera, Kassiána Hallaschky, Ambrose Khoma, Josefa Steinera a Pavla Olexíka (do roku 1850). K testování řad s referenčními řadami Praha-Klementinum a Vídeň-Hohe Warte byl použit Alexanderssonův test. Z homogenizovaných měsíčních průměrů tlaku a teploty vzduchu byly dále vypočítány průměrné sezónní a roční hodnoty. 14

9 4. ZPRACOVÁVANÉ ÚDAJE Základem pro zpracování byly termínové hodnoty teploty a tlaku vzduchu z archivu brněnské pobočky ČHMÚ pro následující stanice: -Staré Brno (pojem Staré Brno je zde použit jako pracovní k označení meteorologických pozorování v Brně, která v uvedeném období několikrát změnila své místo) - Brno-Pisárky (respektive 1962 pro teplotu vzduchu) - Brno-Květná (respektive 1970 pro teplotu vzduchu) - Brno-Tuřany Tyto údaje byly poskytnuty v podobě měsíčních výkazů pro období a následně byly digitalizovány. V digitální podobě byly k dispozici údaje pro Brno v období , pro Brno-Pisárky v letech a pro Brno-Květnou pro roky (pro tlak vzduchu do roku 1962). Pro tyto údaje byla provedena kontrola digitalizovaných dat s hodnotami zaznamenanými v měsíčních výkazech stanic. Údaje o teplotě vzduchu z období pro stanici Brno-Pisárky a z období pro stanici Brno-Tuřany byly k dispozici v digitální podobě a navíc již byly kontrolované. Ze strany ČHMÚ byla rovněž poskytnuta digitalizovaná data z Prahy-Klementina, která byla dále využita při homogenizaci brněnských řad. 15

10 5. METODIKA ZPRACOVÁNÍ 5.1 Metodika homogenizace Při homogenizaci studovaných řad jednotlivých brněnských stanic se pracovalo s měsíčními průměry tlaku a teploty vzduchu vždy pro jednotlivé pozorovací termíny 7, 14 a 21 hodin. Řady průměrných měsíčních hodnot teploty a tlaku vzduchu v daných termínech byly testovány také rozdělené na dvě části, a to od roku 1848 do roku 1899 (Staré Brno) a od roku 1900 do roku K tomuto bylo přistoupeno po přihlédnutí k četnosti přemisťování stanice, časté změny pozorovatelů a různé termíny měření do roku Pomocí měsíčních průměrů byly vytvořeny referenční řady stanic pro jednotlivé termíny a testovalo se pomocí Alexanderssonova a bivariačního testu, které jsou založené na kumulativních odchylkách (Štěpánek, 2004). 5.2 Metodika sestavení řady denních hodnot teploty a tlaku vzduchu pro Brno Při sestavování brněnské řady denních hodnot teploty a tlaku vzduchu se využívalo diferencí termínových hodnot mezi odpovídajícími si dny na dvou stanicích z období, kdy se pozorování na těchto stanicích překrývala. Při zpracování se využili diference všech dnů v určitém měsíci (např. leden) z celého období překryvu měření dvou stanic. Z těchto diferencí se vypočetla průměrná diference pro všechny dny v daném měsíci a tato diference se shladila s ohledem na diference sousedních měsíců. Shlazení diferencí se provedlo z důvodu minimalizace umělého rozkolísání řady naší opravou. Poté se diference použila k prodloužení časové řady denních hodnot a to tak, že se shlazenou diferencí opravili všechny dny v příslušném měsíci (např. lednu) v období, kdy se pozorování na těchto dvou stanicích nepřekrývalo. 16

11 6. VLASTNÍ VÝSLEDKY 6.1 Homogenizace Při homogenizaci se využívalo programu AnClim (Štěpánek, 2001). Pomocí Alexanderssonova a bivariačního testu se testovaly řady měsíčních a sezónních průměrů, kdy jako referenční řada byla použita stanice Praha-Klementinum. Jako příklad testování (obr. 1) uvádím časovou řadu teploty vzduchu v 7 hodin ze stanice Brno-Pisárky ( ) pro měsíc únor a červenec a pro celý rok s referenční řadou Praha-Klementinum. Jejich chod a diference ukazují obr Obr. 1 Ukázka výstupu při testování homogenity testem Alexanderssona pro měsíční řady teploty vzduchu ze stanic Praha-Klementinum a Brno-Pisárky z termínu pozorování 7 hodin v období v programu AnClim 17

12 Obr. 2 Porovnání časových řad únorových průměrů teploty vzduchu ( C) z termínu měření 7 hodin pro stanici Brno-Pisárky (červená) a referenční stanici Praha-Klementinum (modrá) v období Obr. 3 Diference ( C) mezi řadami měsíčních průměrů teploty vzduchu pro únor z termínu měření 7 hodin mezi stanicemi Praha-Klementinum a Brno-Pisárky v období

13 Obr. 4 Porovnání časových řad červencových průměrů teploty vzduchu ( C) z termínu měření 7 hodin pro referenční stanici Praha-Klementinum (modrá) a pro stanici Brno- Pisárky (červená) v období Obr. 5 Diference ( C) mezi řadami měsíčních průměrů teploty vzduchu pro červenec z termínu měření 7 hodin mezi stanicemi Praha-Klementinum a Brno-Pisárky v období

14 Obr. 6 Porovnání časových řad ročních průměrů teploty ( C) vzduchu z termínu měření 7 hodin pro referenční stanici Praha-Klementinum (modrá) a pro stanici Brno-Pisárky (červená) v období Obr. 7 Diference ( C) mezi řadami ročních průměrů teploty vzduchu z termínu měření 7 hodin mezi stanicemi Praha-Klementinum a Brno-Pisárky v období Při testování tvořili výjimku řady tlaku vzduchu v termínech 7 a 21hodin pro stanice Pisárky a Květná. V těchto termínech nebyly pro Prahu-Klementinum k dispozici potřebné údaje. Proto se tyto řady testovaly vždy s řadou tlaku vzduchu ve 14 hodin z odpovídající stanice. Ukázku testování můžeme vidět na obr. 8 a 9. 20

15 Obr. 8 Ukázka výstupu při testování homogenity testem Alexanderssona pro řady měsíčních průměrů tlaku vzduchu v 7 a 14 hodin ze stanice Brno-Pisárky v období v programu AnClim Obr. 9 Ukázka výstupu z programu AnClim při testování tlaku vzduchu v termínech 7 a 14 hodin pro jednotlivé sezóny a rok na stanici Brno-Pisárky Pro názorné porovnání časových řad tlaku vzduchu v Pisárkách slouží také obr

16 Obr. 10 Porovnání časových řad tlaku vzduchu (hpa) ze stanice Brno-Pisárky z termínu měření 14 hodin (modře) a 7 hodin (červeně) pro měsíc leden v období Testováním bylo prokázáno, že řady tlaku vzduchu z termínů 7 a 14 hodin a 14 a 21 hodin jsou homogenní, že jejich vzájemná korelace je dostatečně vysoká, a to v rozmezí 0,911 0,998, a tudíž se řada tlaku vzduchu z termínu 14 hodin může při dalším zpracování uvažovat jako řada referenční pro řady tlaku vzduchu z termínů 7 a 21 hodin. Přehled korelací mezi testovanými řadami a referenčními řadami uvádím v příloze č Řady denních hodnot teploty a tlaku vzduchu pro Brno K sestavení brněnské řady denních hodnot v případě teploty vzduchu i tlaku vzduchu využijeme tři stanice (Brno-Pisárky-včetně Starého Brna, Brno-Květná a Brno- Tuřany). Grafický přehled období pozorování nám poskytuje obr. 11. Časové řady se budou opravovat vzhledem k pozorování ze stanice Brno-Tuřany. 22

17 Teplota vzduchu Původní řady Navázání řady Staré Brno Brno-Pisárky Brno-Květná 1848 ( ) ( ) ( ) 1970 Brno-Tuřany Staré Brno Brno-Pisárky Tlak vzduchu 1848 ( ) ( ) ( ) 2005 Brno-Květná Brno-Tuřany 1922 ( ) ( ) 2005 Obr. 11 Přehled období pozorování tlaku a teploty vzduchu na stanicích Staré Brno, Pisárky, Květná a Tuřany Výchozí řady jsou uvažovány vždy pro daný klimatologický prvek a termín měření 7, 14 či 21 hodin. Odlišné termíny měření, a to 6, 13 a 22 hodin, byly přiřazeny k výše uvedeným standardním. Je zjevné, že tímto způsobem se vnáší do odpovídajících řad zejména v případě teploty vzduchu zjevná nehomogenita, která by měla být následně odstraněna při vlastní homogenizaci porovnáním s nějakou referenční sekulární řadou (např. Prahy-Klementina). Přehled období s odlišnými termíny měření od standardních 7, 14 a 21 hodin přináší tab. 2. Tab. 2 Termíny meteorologických měření v Brně odlišné od standardních Termín Období (hod.) , 14, , 14, , 13, 21 měření 23

18 Sestavení řady denních hodnot teploty a tlaku vzduchu pro daný termín měření je založené na průměrné diferenci hodnot pro jednotlivé měsíce, kdy se opravují všechny dny v příslušném měsíci o stejnou diferenci. Nejdříve byla stanovena období překryvu mezi časovými řadami Brna-Tuřan a Brno-Květné, což dokumentuje obr. 12 a 13. Obr. 12 Porovnání časových řad ročních průměrů teploty vzduchu ( C) z termínu měření 7 hodin pro referenční stanici Brno-Tuřany (modrá) a pro stanici Brno-Květná (červená) v období Obr. 13 Diference časových řad ročních průměrů teploty vzduchu ( C) z termínu měření 7 hodin mezi stanicemi Brno-Tuřany a Brno-Květná v období

19 Následně byly vypočteny diference odpovídajících si denních hodnot mezi řadami stanic Brno-Tuřany a Brno-Květná v programu ProCLimDB (obr. 14). Obr. 14 Ukázka výstupu z programu ProClimDB: průměrné měsíční diference tlaku vzduchu pro termíny 7 a 14 hodin mezi stanicemi Brno-Tuřany a Brno-Květná v období pro opravu měření stanice Brno-Květná v období Dále byly stanoveny průměrné diference pro jednotlivé měsíce, které se následně shladily s ohledem na diference sousedních měsíců. K porovnání rozdílu mezi shlazenými a neshlazenými diferencemi nám poslouží také tab. 3 a 4. Po shlazení diferencí je v opravách patrný roční chod (obr. 15), kdy v letním období jsou diference vyšší než v zimním období. 25

20 Tab. 3 Neshlazené diference ( C, hpa) mezi stanicemi Brno-Tuřany a Brno-Květná vypočtené z období pro teplotu vzduchu a z období pro tlak vzduchu a mezi stanicemi Brno-Pisárky a již opravenou stanicí Brno-Květná z období pro teplotu vzduchu a z období pro tlak vzduchu Termín Klimatologický měření Stanice prvek (hod) I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Pisárky tlak 7-3,2-3,1-3,3-3,0-3,1-2,9-2,7-3,0-3,0-3,0-3,1-3,1 14-3,0-2,8-3,0-2,7-2,8-2,6-2,8-2,8-2,6-2,7-2,8-3,4 21-2,9-2,8-3,0-3,0-3,0-3,0-3,1-3,0-2,9-2,6-2,9-2,9 teplota 7-0,2-0,3-0,3-0,4-0,2-0,5-0,5-0,2-0,3-0,3-0,4-0,2 14-0,6-0,8-0,6-0,5-0,1-0,4-0,2-0,3-0,4-0,6-0,5-0,6 21-0,4-0,3 0,1 0,3 0,6 0,5 0,6 0,8 0,8 0,3-0,2-0,4 Květná tlak 7-1,7-1,7-1,8-1,6-1,4-1,4-1,4-1,4-1,4-1,7-1,7-1,8 14-1,5-1,3-1,6-1,5-1,2-1,2-1,4-1,5-1,2-1,4-1,4-1,9 21-1,4-1,5-1,5-1,6-1,4-1,5-1,8-1,5-1,4-1,4-1,4-1,7 teplota 7-0,4-0,4-0,4-0,5-0,4-0,5-0,5-0,4-0,3-0,2-0,5-0,4 14-0,8-0,7-0,5-0,5-0,4-0,2-0,4-0,3-0,2-0,4-0,5-0,6 21-0,6-0,6-0,5-0,6-0,3-0,3-0,2-0,1 0,4 0,2-0,7-0,6 26

21 Tab. 4 Shlazené diference ( C, hpa) mezi stanicemi Brno-Tuřany a Brno-Květná vypočtené z období pro teplotu vzduchu a z období pro tlak vzduchu a mezi stanicemi Brno-Pisárky a již opravenou stanicí Brno-Květná z období pro teplotu vzduchu a z období pro tlak vzduchu Termín Stanice Meteorologick ý prvek měření (hod) I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Pisárky tlak 7-3,2-3,2-3,2-3,1-3,0-2,9-2,8-2,9-3,0-3,0-3,1-3,1 14-3,0-2,9-2,9-2,8-2,7-2,7-2,7-2,7-2,7-2,7-2,9-3,1 21-2,9-2,9-3,0-3,0-3,0-3,0-3,0-3,0-2,9-2,8-2,8-2,9 teplota 7-0,2-0,3-0,3-0,3-0,3-0,4-0,4-0,3-0,3-0,3-0,3-0,3 14-0,6-0,7-0,6-0,4-0,3-0,3-0,3-0,3-0,4-0,5-0,5-0,6 21-0,4-0,2 0,1 0,3 0,5 0,5 0,6 0,7 0,7 0,3-0,1-0,3 Květná tlak 7-1,7-1,7-1,7-1,6-1,5-1,4-1,4-1,4-1,5-1,6-1,7-1,7 14-1,5-1,4-1,5-1,4-1,3-1,3-1,4-1,4-1,3-1,4-1,5-1,7 21-1,5-1,5-1,5-1,5-1,5-1,5-1,6-1,5-1,4-1,4-1,5-1,5 teplota 7-0,4-0,4-0,4-0,5-0,4-0,5-0,5-0,4-0,3-0,3-0,4-0,4 14-0,7-0,7-0,6-0,5-0,4-0,3-0,3-0,3-0,3-0,4-0,5-0,6 21-0,6-0,6-0,5-0,5-0,4-0,3-0,2 0,0 0,2 0,0-0,4-0,6 27

22 C 0-0,5-1 -1,5-2 -2,5-3 -3,5-4 oprava s hlazená oprava I. II. III IV V VI VII VIII IX X XI XII Obr. 15 Příklad shlazených a neshlazených měsíčních diferencí ( C) vypočtených pro opravu řady teploty vzduchu v 7 hodin na stanici Brno-Pisárky O shlazenou diferenci se opravili všechny hodnoty časové řady ze stanice Brno- Květná v příslušných měsících, kdy se pozorování na této stanici nepřekrývalo s měřením na stanici Brno-Tuřany. Výslednou řadu v porovnání s řadou původní dokumentuje obr. 16. C Květná Prodloužená řada Tuřan Obr. 16 Ukázka napojení stanice Brno-Květná na stanici Brno-Tuřany pro časovou řadu ročních průměrů teploty vzduchu v 7 hodin Poté se ve druhém kroku celý postup zopakuje s kombinovanou stanicí (Květná napojena na Tuřany) a se stanicí Pisárky (obr. 17). Tím získáme jednotnou řadu pro Brno. 28

23 9,0 8,0 7,0 C 6,0 5,0 4,0 3, kompletní Pisárky Obr. 17 Ukázka napojení stanice Brno Pisárky na již prodlouženou stanici Brno-Tuřany pro časovou řadu ročních průměrů teploty vzduchu v 7 hodin V třetím kroku se provedlo přizpůsobení (adjustace) výsledné řady v programu AnClim (obr. 18), kdy jako referenční řada byla použita Praha-Klementinum. Výjimku však činily řady tlaku vzduchu z termínů 7 a 21 hodin. Pro ně nejsou dostupné odpovídající řady z Prahy-Klementina, proto byla k adjustaci použita již výsledná řada tlaku vzduchu pro Brno z termínu 14 hodin. Tento postup byl umožněn díky vysoké korelaci těchto řad před úpravou. Adjustace časové řady vytvořené z řad pro stanice Brno-Tuřany, Brno-Květná a Brno-Pisárky se provedla v rámci celého roku. Přizpůsobení řady se uskutečnilo tak, že se k opravě využívají hodnoty 20 let před změnou a 20 let po změně. 29

24 Obr. 18 Ukázka výstupu adjustace časových řad tlaku vzduchu ve 14 hodin pro Brno s časovou řadou stanice Praha-Klementinum z programu AnClim Detekované nehomogenity a následné opravy uvádí tab. 5. Nehomogenita detekovaná v roce 1878 má své opodstatnění ve změně pozorovatele a také ve změně pozorovacích termínů. Příčiny ostatních nehomogenit se nedají jednoznačně určit také z důvodu nedostatečného rozsahu metadat a použití pouze jediné referenční řady pro homogenizaci. I přesto byly opravy provedeny a následně byly znovu určeny korelace mezi nehomogenizovanými řadami pro Brno s řadami z Prahy-Klementina a mezi homogenizovanými řadami pro Brno s řadami z Prahy-Klementina (viz tab. 6). 30

25 Tab. 5 Opravy časové řady pro Brno pro termíny 7, 14 a 21 hodin pro teplotu (T7, T14, T21) a tlak vzduchu (P14) při adjustaci se stanicí Praha-Klementinum a pro Brno pro P7 a P21 s adjustovaným Brnem P14 Řada Rok nehomogenity Oprava ( C, hpa) T ,6 T ,9 T ,3 P ,5 P ,4 P ,8 Tab. 6 Korelační koeficienty mezi stanicemi Brno1 (neadjustované) a Praha-Klementinum a mezi Brno 2 (adjustované) a stanicí Praha-Klementinum pro období Ter mín Řady I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Rok Klementinum T7 Brno1 0,94 0,96 0,92 0,87 0,86 0,76 0,78 0,78 0,86 0,88 0,88 0,92 0,89 T7 Klementinum Brno2 0,94 0,96 0,90 0,87 0,87 0,78 0,80 0,77 0,85 0,85 0,85 0,91 0,85 T14 Klementinum Brno1 0,93 0,96 0,95 0,92 0,88 0,84 0,87 0,88 0,93 0,89 0,90 0,92 0,83 T14 Klementinum Brno2 0,93 0,96 0,96 0,95 0,92 0,90 0,91 0,91 0,95 0,91 0,93 0,92 0,93 T21 Klementinum Brno1 0,95 0,97 0,93 0,89 0,89 0,83 0,81 0,80 0,85 0,88 0,89 0,93 0,84 T21 Klementinum Brno2 0,96 0,97 0,94 0,91 0,90 0,85 0,83 0,83 0,87 0,87 0,90 0,93 0,89 Klementinum P14 Brno1 0,98 0,98 0,98 0,95 0,93 0,83 0,87 0,87 0,93 0,97 0,97 0,7 0,80 Klementinum P14 Brno2 0,98 0,99 0,98 0,96 0,95 0,87 0,89 0,89 0,94 0,97 0,98 0,99 0,88 31

26 Díky adjustaci se dosáhlo téměř ve všech případech lepší korelace se stanicí Praha- Klementinum. Výjimku však tvoří měsíc prosinec pro T14, stejně jako měsíce leden březen a srpen prosinec pro T7, kdy došlo ke zhoršení korelace brněnské řady s řadou z Klementina. Toto zhoršení může být způsobeno tím, že se pracuje s ročními hodnotami a nikoliv s jednotlivými měsíci. Pro zpřesnění homogenizace je nutno použít ještě další referenční řadu, což zůstává úkolem do budoucna. Jako příklad homogenizace uvádím řadu ročního chodu tlaku vzduchu z termínu 14 hodin. Obr. 19 dokumentuje brněnskou řadu před homogenizací. Ta je následně porovnána pomocí programu An Clim s řadou z Prahy-Klementina a je navržena oprava brněnské řady (obr. 20). Po opravě je patrné zlepšení, jak můžeme vidět na obr. 21. Obr. 19 Porovnání stanic Brno před adjustací (červená) a Prahy-Klementina (modrá) pomocí řady ročních průměrů tlaku vzduchu (hpa) ve 14 hodin v období

27 Obr. 20 Hodnoty brněnské časové řady pro tlak vzduchu v termínu 14 h v období před opravou programem AnClim. Modré horizontální čáry znázorňují období, podle kterého bude řada opravena, červená čára ukazuje časový úsek, který bude opraven Obr. 21 Porovnání brněnské řady (2) ročních průměrů tlaku vzduchu (hpa) ve 14 hodin s odpovídající řadou z Prahy-Klementina (1) v období Výsledná řada teploty a tlaku vzduchu pro Brno pro termíny měření 7, 14 a 21hodin byla tedy vytvořena pomocí průměrných diferencí pro jednotlivé měsíce a byla homogenizována pomocí časových řad z Prahy-Klementina. S těmito výslednými řadami denních hodnot pro Brno se bude pracovat dále při statistickém zhodnocení. Chod teploty a tlaku vzduchu v Brně je na obr. 22 vyjádřen pomocí měsíčních a ročních průměrů. 33

28 C 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0, T7 T14 T21 Obr. 22 Chod průměrné roční teploty vzduchu v termínech 7, 14 a 21 hodin v Brně v období C 6,0 4,0 2,0 0,0-2,0-4,0-6,0-8,0-10,0-12,0-14, T7 T14 T21 Obr. 23 Chod průměrné lednové teploty vzduchu v termínech 7, 14 a 21 hodin v Brně v období

29 30,0 C 25,0 20,0 15,0 10,0 5, T7 T14 T21 Obr. 24 Chod průměrné červencové teploty vzduchu v termínech 7, 14 a 21 hodin v Brně v období Z obr. 23 a 24 je patrné, že rozdíly mezi teplotami v jednotlivých termínech jsou výraznější v teplejších letních měsících, než v chladnějších zimních měsících. Lze také říci, že v zimních měsících, což dokládá obr. 23, dochází k výraznější proměnlivosti chodu teploty vzduchu, a to se potvrdilo u všech porovnávaných termínů. hpa 992,0 990,0 988,0 986,0 984,0 982,0 980,0 978, p průměr Obr. 25 Kolísání průměrného ročního tlaku vzduchu v termínech 7, 14 a 21 hodin pro Brno v období

30 hpa 1005,0 1000,0 995,0 990,0 985,0 980,0 975,0 970, ,4 987,8 990,0 Obr. 26 Chod průměrného lednového tlaku vzduchu v termínech 7, 14 a 21 hodin v Brně v období hpa 993,0 991,0 989,0 987,0 985,0 983,0 981,0 979,0 977,0 975, T7 T14 T21 Obr. 27Chod průměrného červencového tlaku vzduchu v termínech 7, 14 a 21 hodin v Brně v období V řadách tlaku vzduchu je zjevné, že se v nich neustále vyskytuje určitá nehomogenita (obr. 25, 26, 27). Před rokem 1890 jsou hodnoty znatelně nižší než v následujícím období. K opravě by však byla třeba další referenční stanice, např. Vídně. Mezi hodnotami z jednotlivých termínů měření tlaku vzduchu nejsou žádné výraznější rozdíly, tak jako je tomu u teploty vzduchu. 36

31 7. STATISTICKÉ ZHODNOCENÍ HOMOGENIZOVANÝCH ŘAD TEPLOTY A TLAKU VZDUCHU Časové řady denních hodnot teploty a tlaku vzduchu pro jednotlivé termíny měření se analyzovaly pomocí běžných statistických charakteristik, které byly vypočteny z celého období : průměru, mediánu, modusu, směrodatné odchylky, koeficientu špičatosti, koeficientu asymetrie, horního a dolního kvartilu. U jednotlivých řad byla také stanovena měsíční a roční absolutní maxima a minima s doplněním roku jejich výskytu. Pomocí stejných statistických charakteristik se analyzovaly také řady denních průměrných hodnot teploty vzduchu a tlaku vzduchu. Zpracováním statistických charakteristik pro řadu denních hodnot teploty vzduchu v Brně z termínu 7 hodin (Příloha 2) bylo zjištěno, že nejchladnějším měsícem je leden, jehož průměrná teplota činí -3,6 C, avšak absolutní minimum bylo naměřeno v měsíci únoru, a to -30,8 C (11. února 1929). Naopak v průměru nejteplejším měsícem je červenec s průměrnou teplotou 16,0 C. Na tento měsíc připadlo i absolutní maximum s hodnotou 26,1 C (8. července 1957 a dále 24. července 1988). V dané časové řadě je měsícem s největším rozpětím naměřených teplot únor, jehož variační rozpětí dosahovalo 42,5 C. Nejméně rozkolísané jsou teploty v srpnu, kdy variační rozpětí dosáhlo 19,7 C. Největší variabilitu teploty vzduchu charakterizovanou pomocí směrodatné odchylky vykazuje řada v měsíci lednu a naopak nejmenší v měsíci červenci jak dokládá i obr

32 Teplota vzduchu [ C] 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0-5,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Směrodatná odchylka [ C] 1 2 Obr. 28 Průměrný roční chod teploty vzduchu (1) a její variabilita vyjádřená pomocí směrodatné odchylky (2) pro teplotu vzduchu v termínu 7 hodin pro Brno Pro řadu denních hodnot teploty vzduchu v Brně z termínu 14 hodin (Příloha 3) bylo analogicky jako pro termín 7 hodin zjištěno, že nejchladnějším měsícem je leden, jehož průměrná teplota činí -0,9 C, avšak absolutní minimum teploty vzduchu bylo naměřeno v měsíci prosinci, a to 16. prosince 1902, kdy rtuť teploměru klesla až na -19,6 C. Naopak v průměru nejteplejším měsícem je červenec, kdy průměrná teplota činí 23,3 C, a absolutní maximum bylo změřeno dne 22. června 2000, a to 36,5 C. V dané časové řadě je měsícem s největším variačním rozpětím únor, jehož hodnota dosahovala 35,9 C. Nejvyrovnanější teploty jsou potom naměřeny v červenci, kdy variační rozpětí dosahuje 24,8 C. Největší variabilitu teploty vzduchu charakterizovanou pomocí směrodatné odchylky vykazuje řada v měsících březen a duben, naopak nejmenší v měsíci prosinci (viz obr. 29). 38

33 25,0 6,0 Průměr [ C] 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 Směrodatná odchylka [ C] -5,0 0,0 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 1 2 Obr. 29 Průměrný roční chod teploty (1) a její variabilita vyjádřená pomocí směrodatné odchylky (2) pro teplotu vzduchu v termínu 14 hodin pro Brno Analogicky jako v případě teplot vzduchu z termínů 7 a 14 hodin, i ve večerním termínu 21 hodin (Příloha 4) byl nejchladnějším měsícem leden, jehož průměrná teplota činí -2,9 C, a nejteplejším měsícem byl červenec s průměrnou teplotou 18,0 C. Absolutní minimum v období , které činilo -24,8 C, bylo naměřeno dne 22. ledna 1850; naopak absolutní maximum naměřené dne 9. července 1882 dosáhlo 30,4 C. V dané časové řadě je měsícem s největším rozpětím naměřených hodnot únor (stejně tak jako v řadách ze 7 a 14 hodin), jehož variační rozpětí dosahovalo 36,8 C. Nejvyrovnanější teploty připadají na měsíc srpen s variačním rozpětím 20,0 C. Největší variabilitu teploty vzduchu vyjádřenou směrodatnou odchylkou vykazuje řada v měsíci lednu, naopak nejmenší v měsíci červenci, což dokumentuje obr

34 20,0 6,0 Teplota vyduchu[ C] 15,0 10,0 5,0 0,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 Směrodatná odchylka [ C] -5,0 0,0 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 1 2 Obr. 30 Průměrný roční chod teploty (1) a její variabilita vyjádřená pomocí směrodatné odchylky (2) pro teplotu vzduchu v termínu 21 hodin pro Brno Pro statistické vyhodnocení (Příloha 5) byla sestavena řada průměrných denních hodnot teploty vzduchu podle vzorce (T7 + T14 + 2*T21)/4. Pro sledované období činí průměrná denní teplota vzduchu v roce 8,5 C. Jak je patrné z obr. 31, dochází v posledních desetiletích ke zvyšování průměrné denní teploty nad vypočtený průměr z období Průměrná denní teplota vzduchu je nejvyšší v měsíci červenci, kdy dosahuje 18,8 C, naopak nejnižší je v měsíci lednu (-2,6 C). Minimální průměrná denní teplota vzduchu -24,4 C byla zaznamenána 11.února Nejvyšší průměrná denní teplota vzduchu byla zjištěna 8. července 1882 a dosahovala 28,9 C. V zimních měsících dochází k větším výkyvům teploty vzduchu než v letních měsících, čím je průměrná denní teplota vzduchu v měsíci vyšší, tím menší jsou výkyvy v jejím chodu (obr. 32). 40

35 12,0 11,0 10,0 C 9,0 8,0 7,0 6, průměrná denní teplota vuduchu v daném roce průměrná denníc teplota vzduchu v období ti leté klouzavé průměry Lineární trend Obr. 31 Chod průměrné denní teploty vzduchu v Brně v období s lineárním trendem a shlazený jedenáctiletými klouzavými průměry 20,0 5,0 4,5 Teplota vzduchu [ C] 15,0 10,0 5,0 0,0 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 Směrodatná odchylka [ C] 0,5-5,0 0,0 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 1 2 Obr. 32 Průměrný roční chod denní teploty vzduchu (1) a její variabilita vyjádřená hodnotou směrodatné odchylky (2) pro Brno v období

36 Zpracováním statistických charakteristik denních hodnot tlaku vzduchu v Brně z termínu 7 hodin (Příloha 6) bylo zjištěno, že měsícem s nejnižším tlakem vzduchu je duben, jehož průměrný tlak činí 985,7 hpa. Nejnižší tlak byl zaznamenán 26. února 1989 (943,1 hpa). Naopak měsícem v průměru s nejvyšším tlakem vzduchu je leden, kdy tlak vzduchu činil v jednotlivých dnech v průměru 988,9 hpa. Maximum tlaku vzduchu bylo naměřeno 16. ledna 1882 a mělo hodnotu 1018,6 hpa. V dané časové řadě je měsícem s největším rozpětím naměřených hodnot prosinec, jehož variační rozpětí dosahovalo 72,2 hpa. Naopak měsíc s nejmenším rozpětím hodnot je červenec, kdy rozdíl mezi maximální a minimální hodnotou byl pouze 32,6 hpa. Největší variabilitu tlaku vzduchu charakterizovanou pomocí směrodatné odchylky vykazuje prosinec a nejmenší červenec (obr. 33). Průměr [hpa] 990,0 989,0 988,0 987,0 986,0 985,0 984,0 983,0 982,0 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII ,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 Směrodatná odchylka [hpa] Obr. 33 Průměrný roční chod tlaku vzduchu (1) a jeho variabilita vyjádřená pomocí směrodatné odchylky (2) pro tlak vzduchu v 7h pro Brno Pro řadu denních hodnot tlaku vzduchu v Brně z termínu 14 hodin bylo zjištěno (Příloha 7), analogicky jako pro řadu tlaku vzduchu z termínu 7hodin, že měsícem s nejvyšším tlakem vzduchu je měsíc leden, jehož průměrný tlak činí 988,8 hpa. Absolutní maximum tlaku vzduchu bylo zaznamenáno taktéž v lednu, a to 16. ledna 1882 a jeho hodnota činila 1018 hpa. Naopak měsícem s nejnižším tlakem vzduchu je měsíc duben, kdy tlak vzduchu činil v jednotlivých dnech v průměru 984,0 hpa, avšak absolutní minimum tlaku vzduchu bylo naměřeno 26. února 1989 a mělo hodnotu 942,3 hpa. 42

37 V dané časové řadě je měsícem s největším variačním rozpětím únor, jehož hodnota dosahovala 74 hpa. Naopak nejvyrovnanější tlak vzduchu je potom zaznamenáván v srpnu, kdy variační rozpětí dosahuje 35,1 hpa. Největší variabilitu tlaku vzduchu charakterizovanou pomocí směrodatné odchylky vykazuje řada v prosinci a naopak nejmenší v červenci což dokumentuje Obr.34. Průměr [hpa] 990,0 989,0 988,0 987,0 986,0 985,0 984,0 983,0 982,0 981,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Směrodatná odchylka [hpa] 1 2 Obr. 34 Průměrný roční chod tlaku vzduchu (1) a jeho variabilita vyjádřená pomocí směrodatné odchylky (2) pro tlak vzduchu ve 14h pro Brno Analogicky jako v případě tlaku vzduchu z termínů 7 a 14 hodin, i ve večerním termínu 21 hodin (Příloha 8) byl měsícem s nejnižším tlakem vzduchu duben, jehož průměrný tlak činní 984,1hPa, a měsícem s nejvyšším tlakem vzduchu leden, jehož průměrný tlak dosahuje 989,9 hpa. Absolutní maximum tlaku vzduchu v období bylo zaznamenáno 23. ledna 1907 a jeho hodnota činila 1020,7 hpa; naopak absolutní minimum tlaku vzduchu bylo naměřeno 2. prosince 1976 a mělo hodnotu 943,7 hpa. V dané časové řadě je měsícem s největším rozpětím naměřených hodnot měsíc únor, jehož variační rozpětí dosahovalo 73,6 hpa. Nejvyrovnanější tlak vzduchu připadá na měsíc srpen s variačním rozpětím 32,2hPa. Největší variabilitu tlaku vzduchu vyjádřenou směrodatnou odchylkou vykazuje řada v měsíci prosinci, naopak nejmenší v měsíci červenci (obr. 35). 43

38 Průměr [hpa] 990,0 989,0 988,0 987,0 986,0 985,0 984,0 983,0 982,0 981,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Směrodatná odchylka [hpa] 1 2 Obr. 35 Průměrný roční chod tlaku vzduchu (1) a jeho variabilita vyjádřená pomocí směrodatné odchylky (2) pro tlak vzduchu ve 21h pro Brno Pro statistické vyhodnocení (Příloha 9) byla sestavena řada průměrných denních hodnot tlaku vzduchu podle vzorce (P7 + P14 + P21)/3. Pro sledované období činí průměrný denní tlak vzduchu v roce 987,9 hpa. Jak je patrné z obr. 36, v posledních desetiletích je průměrný denní tlak vyšší než vypočtený průměr z období Průměrný denní tlak vzduchu je nejvyšší v měsíci lednu, kdy dosahuje 989,0 hpa, naopak nejnižší je v měsíci dubnu (984,2 hpa). Minimální průměrný denní tlak vzduchu 944,1 byla zaznamenána 26. února Nejvyšší průměrný denní tlak vzduchu byl zjištěn 23. ledna 1907 a dosahoval 1019,0 hpa. V zimních měsících dochází k větším výkyvům tlaku vzduchu než v letních měsících; čím je průměrný denní tlak vzduchu v měsíci vyšší, tím vyšší jsou výkyvy v jeho chodu (obr. 37) 44

39 hpa 991,00 990,00 989,00 988,00 987,00 986,00 985,00 984,00 983,00 982, průměrný denní tlak vduchu v daném roce průměrný dení tlak vzduchu v obd ti leté klouzavé průměry Lineární trend Obr. 36 Chod průměrného denního tlaku vzduchu v Brně v období s lineárním trendem a shlazený jedenáctiletými klouzavými průměry Tlak vzduchu [hpa] 990,0 989,0 988,0 987,0 986,0 985,0 984,0 983,0 982,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Směrodatná odchylky [hpa] 1 2 Obr. 37 Průměrný roční chod denního tlaku vzduchu (1) a jeho variabilita vyjádřená hodnotou směrodatné odchylky (2) pro Brno v období

40 8. ZÁVĚR Provedené zpracování umožnilo získat řady termínových denních hodnot teploty a tlaku vzduchu v Brně pro období Pro zjištění jejich homogenity byla ale k dispozici pouze stanice Praha-Klementinum, což neumožňuje v mnoha případech jednoznačnou výpověď o homogenitě brněnských řad či jejich následné opravě. Při homogenizaci využívající pouze jedné referenční řady nelze totiž vždy jednoznačně prokázat, kdy došlo k nehomogenitě a která stanice je vlastně nehomogenní. Proto bude třeba brněnské řady porovnat ještě s odpovídajícími měřeními ze stanice Vídeň Hohe Warte, která však v době zpracování této bakalářské práce nebyla ještě k dispozici. Získané výsledky podávají přehled o ročním chodu teploty a tlaku vzduchu v jednotlivých termínech pozorování i o ročním chodu těchto charakteristik jako denních průměrů. Lze konstatovat, že v zimních měsících, kdy je nejnižší teplota vzduchu v rámci celého roku, dochází k větším výkyvům teploty vzduchu než v letních měsících, čím je průměrná denní teplota vzduchu v měsíci vyšší, tím menší jsou výkyvy v jejím chodu. U tlaku vzduchu dochází k výkyvům tak, že v zimních měsících, kdy je nejvyšší tlak vzduchu v rámci celého roku, jsou výkyvy tlaku vzduchu větší než v letních měsících. 46

41 9. SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY Brázdil, R.: Historie měření srážek v Brně. Scripta Fac. Sci. Nat. UJEP Brunensis, 9, Geographia 2, 1979, s Brázdil, R.: Historie meteorologie a meteorologických měření a pozorování v Brně (rukopis). Brno 1989, 28 s. Brázdil, R. a kol..: Statistické metody v geografii-cvičení. MU, Brno 1995, 177 s. Brázdil,R., Štěpánek, P.: Kolísání teploty vzduchu v Brně v období In: Geografie - Sborník ČGS 103, Praha 1998, 103, s Brázdil, R. a kol.: Meteorologická pozorování v Brně v polovině 19. století. Archív města Brna, 2005, 450 s. Camuffo, D., Jones, P. D., eds.: Improved Understanding of Past Climate Variability from Early Daily European Instrument Sources. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Boston, London, 2002, 392 pp. Hodinková, Z.: Statistické zhodnocení stoletého pozorování atmosférického tlaku v Brně- Pisárkách ( ). In: Meteorologické zprávy 10, Praha 1957, s Krška, K.: Dějiny meteorologie v českých zemích a na Slovensku. UK Praha-Karolinum 2001, 568 s. Liznar, J.: Ueber das Klima von Brünn. Sonder-Abdruck aus dem 24, Bande der Verhandlungen des naturforschenden Vereines in Brünn, Brno 1886, 70 s. Matalová, A.: Johann Gregor Mendel: Život a dílo. Mendelianum Moravského zemského muzea 1999, 24 s. 47

42 Nosek, M.: Teplotné poměry v Brně v období In: Meteorologické zprávy 7, 1954, s Nosek, M.: J. G Mendel jako meteorolog. In: Sborník československé společnosti zeměpisné 70, 1965, 263 s. Štěpánek, P.: AnClim - Software for time series analysis (for Windows). Brno Katedra geografie PřF MU1.34 MB. Štěpánk, P.: ProClimDB - Software for processing climatological datasets. ČHMÚ, pobočka Brno Štěpánek, P.: Homogenizace teploty vzduchu na území České republiky v období přístrojových pozorování. In: Český hydrometeorologický ústav - Práce a studie č. 32, Praha 2004, 32 s. Veselý E.: Památka na Gregora Mendela v archivu hydrometeorologického ústav. In: Meteorologické zprávy 18, 1965, s

43 10. SEZNAM PŘÍLOH Příl. 1 Přehled korelací mezi testovanými řadami a referenčními řadami Příl. 2 Vybrané statistické charakteristiky pro řadu denních hodnot teploty vzduchu v termínu 7 hodin pro Brno pro období Příl. 3 Vybrané statistické charakteristiky pro řadu denních hodnot teploty vzduchu v 14 hodin pro Brno pro období Příl. 4 Vybrané statistické charakteristiky pro řadu denních hodnot teploty vzduchu v 21 hodin pro Brno pro období Příl. 5 Vybrané statistické charakteristiky pro řadu denních průměrných hodnot teploty vzduchu pro Brno pro období Příl. 6 Vybrané statistické charakteristiky pro řadu denních hodnot tlaku vzduchu v 7 hodin pro Brno pro období Příl. 7 Vybrané statistické charakteristiky pro řadu denních hodnot tlaku vzduchu v 14 hodin pro Brno pro období Příl. 8 Vybrané statistické charakteristiky pro řadu denních hodnot tlaku vzduchu v 21 hodin pro Brno pro období Příl. 9 Vybrané statistické charakteristiky pro řadu denních průměrných hodnot tlaku vzduchu pro Brno pro období