METEOROLOGICKÉ ZPRÁVY

Transkript

1 ČESKÝ HYDROMETEOROLOGICKÝ ÚSTAV CZECH HYDROMETEOROLOGICAL INSTITUTE METEOROLOGICKÉ ZPRÁVY METEOROLOGICAL BULLETIN Jaroslav Fišák Jaroslav Chum Jaroslav Vojta: Interpretace měření hmotnosti usazených srážek pomocí automatického rosoměru Ondřej Zavila Marian Bojko Milada Kozubková Pavel Danihelka Lenka Maléřová: Vliv meteorologických podmínek na rozptyl plynného NH 3 při havarijním úniku v městské zástavbě Zdeněk Bauer Jana Bauerová Pavel Lipina Milan Palát: Vliv vývoje regionálního klimatu na ekosystém lužního lesa v letech Část II. keře Vera Potop Pavel Zahradníček Luboš Türkott Petr Štěpánek: Časové změny vegetačního období Polabí ROČNÍK ČÍSLO 5

2 Jaroslav Fišák Jaroslav Chum Jaroslav Vojta: Interpretation of the deposited precipitation weight measurement using an automatic device Ondřej Zavila Marian Bojko Milada Kozubková Pavel Danihelka Lenka Maléřová: Influence of meteorological conditions on NH 3 gas dispersion in case of accidental release in an urban area Zdeněk Bauer Jana Bauerová Pavel Lipina Milan Palát: The impact of regional climate change on the floodplain forest ecosystem from 1951 to Part II shrubs Vera Potop Pavel Zahradníček Luboš Türkott Petr Štěpánek: Changes in the timing of the growing season parameters over the Elbe River lowland (Polabí) Abstracting and Indexing: Meteorological and Geoastrophysical Abstracts Meteorologické Zprávy, odborný recenzovaný časopis se zaměřením na meteorologii, klimatologii, čistotu ovzduší a hydrologii. Dvouměsíčník Meteorological Bulletin, reviewed journal specialized in meteorology, climatology, air quality and hydrology. Bi-monthly Vedoucí redaktor Chief Editor R. Tolasz, Český hydrometeorologický ústav, Ostrava, Česká republika Redaktoři Assistant Editors O. Šuvarinová, Český hydrometeorologický ústav, Praha, Česká republika H. Stehlíková, Český hydrometeorologický ústav, Praha, Česká republika Redakční rada Editorial Board J. Bednář, Univerzita Karlova, Praha, Česká republika J. Brechler, Univerzita Karlova, Praha, Česká republika R. Brožková, Český hydrometeorologický ústav, Praha, Česká republika M. Cahynová, Ústav fyziky atmosféry AV ČR, Praha, Česká republika R. Čekal, Český hydrometeorologický ústav, Praha, Česká republika Z. Horký, Praha, Česká republika F. Hudec, Univerzita obrany, Brno, Česká republika I. Hůnová, Český hydrometeorologický ústav, Praha, Česká republika K. Krška, Brno, Česká republika M. Lapin, Univerzita Komenského, Bratislava, Slovenská republika F. Neuwirth, Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Wien, Austria L. Němec, Český hydrometeorologický ústav, Praha, Česká republika V. Pastirčák, Slovenský hydrometeorologický ústav, Bratislava, Slovenská republika D. Řezáčová, Ústav fyziky atmosféry AV ČR, Praha, Česká republika M. Setvák, Český hydrometeorologický ústav, Praha, Česká republika J. Strachota, Praha, Česká republika J. Sulan, Český hydrometeorologický ústav, Plzeň, Česká republika F. Šopko, Český hydrometeorologický ústav, Praha, Česká republika A. Vizina, Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, v. v. i., Praha, Česká republika H. Vondráčková, Český hydrometeorologický ústav, Praha, Česká republika V. Voženílek, Univerzita Palackého v Olomouci, Olomouc, Česká republika Vydavatel (redakce) Publishers Český hydrometeorologický ústav, Na Šabatce 2050/17, Praha 4-Komořany, telefon , , suvarinova@chmi.cz. Sazba a tisk: Agentura 3P, spol. s r. o. Rozšiřuje a informace o předplatném podává a objednávky přijímá Český hydrometeorologický ústav, SIS, Na Šabatce 2050/17, Praha 4-Komořany, iva.sieglerova@chmi.cz. Cena jednotlivého čísla 25, Kč, roční předplatné 240, Kč, včetně poštovného. Registrační číslo MK ČR E Meteorologické Zprávy, Český hydrometeorologický ústav Czech Hydrometeorological Institute, Na Šabatce 2050/17, Praha 4-Komořany, Phones: (+420) , (+420) , suvarinova@chmi.cz. Printed in the Agentura 3P, l.l.c. Orders and enquiries: Please contact Czech Hydrometeorological Institute, SIS, Na Šabatce 2050/17, Praha 4-Komořany, Czech Republic, iva.sieglerova@chmi.cz. Annual subscription: 48, EUR (6 issues) ISSN

3 METEOROLOGICKÉ ZPRÁVY Meteorological Bulletin ROČNÍK 67 (2014) V PRAZE DNE 30. LISTOPADU 2014 ČÍSLO 5 INTERPRETACE MĚŘENÍ HMOTNOSTI USAZENÝCH SRÁŽEK POMOCÍ AUTOMATICKÉHO ROSOMĚRU Jaroslav Fišák, Ústav fyziky atmosféry AV ČR, v. v. i., Boční II 1401, Praha 4-Spořilov, fisak@ufa.cas.cz Jaroslav Chum, Ústav fyziky atmosféry AV ČR, v. v. i., Boční II 1401, Praha 4-Spořilov Jaroslav Vojta, Ústav fyziky atmosféry AV ČR, v. v. i., Boční II 1401, Praha 4-Spořilov Interpretation of the deposited precipitation weight measurement using an automatic dew gauge. An automatic device for measuring the amount (weight) of the deposited precipitation (automatic dew gauge), developed at the Institute of Atmospheric Physics, Academy of Sciences of the Czech Republic (IAP ASCR), is described. Examples of measurements of the various types of deposited precipitation are presented. The paper also discusses the reaction of the measuring instrument to falling precipitation and the influence of wind on the measurements. The results of the first measurements proved that the instrument is suitable for the automatic and continuous monitoring of the deposited precipitation. KLÍČOVÁ SLOVA: rosa rosoměr srážky usazené úhrn srážkový KEY WORDS: dew dew gauge deposited precipitation precipitation amount 1. ÚVOD Usazené srážky, jako je rosa, zmrzlá rosa, jinovatka (šedý mráz) a usazené srážky z mlhy představují vstup vody do ekosystému, který je obtížně kvantifikovatelný. Zároveň s vodou z usazených srážek vstupují do ekosystémů i znečišťující látky, které jsou obsažené v přízemní vrstvě atmosféry. Měření množství usazených srážek se dnes buď neprovádí vůbec, nebo se provádí pouze výjimečně. V minulosti byly činěny pokusy usazené srážky měřit. Zůstalo však většinou u stádia pokusů, případně výroby několika prototypů nebo vzorků měřicích zařízení. Byly používány různé absorpční desky (nejčastěji sádrové), které byly před expozicí vysušeny a zváženy. Po expozici byly opětovně zváženy a rozdíl hmotnosti pak představoval hmotnost rosy (usazených srážek). Jednalo se o velmi pracný a vcelku nespolehlivý způsob stanovení hmotnosti usazených srážek. Výsledky byly zcela závislé na pečlivosti a přesnosti obsluhy. Rovněž byla snaha vyrobit registrační přístroje. Jako příklad lze uvést tzv. registrační rosoměr (zastaralý název drosograf) Kössler-Fuess, který před 2. světovou válkou vyráběla firma Fuess (Uhlíř 1948). Všechna tato zařízení pracovala na principu mechanických vah a využívala mechanická registrační zařízení s hodinovým strojkem a registračním perem. Záchytná ploška, případně síťka, byla vysunuta z běžného registračního zařízení a tvořila jedno rameno váhy. Ochranu registračního pera proti poryvům větru tvořil speciální olejový tlumič. Tato zařízení byla poměrně nákladná a při záporných teplotách v přechodných obdobích (jaro a podzim) nespolehlivá. Docházelo k zatuhnutí mechanických převodů a olejového tlumiče. Podrobný popis metod měření, resp. pokusů o měření, množství rosy, uvádí ve svém příspěvku Uhlíř (1948). Jediným zařízením pro stanovení množství rosy, které doznalo většího rozšíření, byl tzv. Duvdevaniho rosoměr (Duvdevani 1947) lakovaný dřevěný hranolek předepsaných rozměrů, který se umísťoval v různých výškách od úrovně zastřiženého trávníku, cca 5 cm, až po výšku 1,5 m. Množství rosy se posuzuje podle Duvdevaniho rosoměrné stupnice (Stružka 1956) a (Middleton, Spilhaus 1953). Rosoměrnou stupnici tvoří řada fotografií rosy. U každého obrázku je uvedeno odpovídající množství srážek v milimetrech. Pomocí tohoto zařízení však lze subjektivně odhadnout pouze množství rosy, pro kterou je stupnice sestavena. Pro jiné druhy usazených srážek stupnice vytvořena nebyla. Odhad množství je tedy závislý na lidské obsluze a její spolehlivosti. Odhad musí být proveden co nejblíže času východu Slunce, neboť v tomto čase se vyskytuje maximum usazených srážek. Po východu Slunce, v závislosti na ročním období, se usazené srážky začínají rychle odpařovat. To znamená, že když se obsluha opozdí, může být údaj zkreslen, nebo v nejhorším případě už jev nemusí být vůbec zaregistrován. Na problémy s využitím Duvdevaniho metody upozornil např. Krhounek (1956) či Krečmer (1958). Přes všechny tyto nedostatky byla uvedená Duvdevaniho metoda rozšířena a v padesátých a šedesátých letech minulého století používána na území tehdejší Československé republiky, a to nejen v rámci sítě meteorologických stanic Hydrometeorologického ústavu. Výhody Duvdevaniho rosoměru byly jednak jednoduchost výroby zařízení, dále jednoduchost vyhodnocení množství rosy a zanedbatelná pořizovací (výrobní) cena. Zásadní nevýhodou pak byla nutnost pravidelné lidské obsluhy. V sedmdesátých letech minulého století se od měření Meteorologické Zprávy, 67,

4 množství rosy pozvolna upouštělo a rosoměrná síť zanikla. V současnosti meteorologické stanice ve svém pozorování uvádějí pouze výskyt usazených srážek a jejich intenzitu v rozsahu 0 (slabý jev) až 3 (velmi silný jev), (Fišák 1994). Množství usazených srážek se v současnosné době na meteorologických stanicích zaznamenává pouze v tom případě, že se jedná o silný jev (to znamená množství 0,1 mm a více), na který zareagují srážkoměry. V poslední době se znovu objevují pokusy měřit množství usazených srážek. Tyto pokusy jsou převážně spojeny se snahou doplnit hodnoty tzv. mokré depozice znečišťujících látek o hodnoty depozice prostřednictvím usazených srážek. Do této části patří především srážky usazené z mlhy a rosy. Na tomto místě chceme zdůraznit, že mlhu chápeme podle definice uvedené v publikaci Sobíška a kol. (1993), která vychází z horizontální dohlednosti v místě stanoviště pozorovatele. Chceme tím předejít akademickým polemikám, kdy se jedná o mlhu a kdy o nízkou oblačnost. Pro odběr vzorků rosy byla vyvinuta různá zařízení, která lze použít i pro stanovení jejího množství (hmotnosti). Zpravidla se jedná o orámované desky o rozměru 1 1 m, s teflonovým povrchem na podstavci s mírným sklonem. Deska je na jednom okraji opatřena sběrným žlábkem. Tyto desky jsou během noci exponovány a ráno po východu Slunce obsluha mechanicky stáhne stěrkou usazenou rosu do sběrného žlábku, kterým je voda přivedena do sběrné nádoby. Množství srážek se před chemickými analýzami váží. Takto byly získány některé poznatky o množství usazených srážek (Acker et al. 2002; Aikawa et al. 2007; Galek et al. 2010; Sharan et al. 2011; Singh et al. 2005) z Německa, Japonska, Polska a Indie. Zařízení, které nejen odebírá vzorky usazených srážek, ale zároveň měří i jejich množství, bylo popsáno například v publikaci Beysense et al. (2001, 2003), nebo v publikaci Muselliho et al. (2002). Nás zajímala možnost průběžně měřit množství usazených srážek bez nutnosti odebírat vzorky vody. Hledali jsme relativně jednoduché a funkční zařízení, které nebude zásadně ovlivněno lidským faktorem. V tomto příspěvku nechceme v žádném případě vyhodnocovat množství usazených srážek a jejich příspěvek ke srážkovému úhrnu. Veškerá měření, která jsou zde uvedena, slouží pouze k dokumentaci možností měření naším automatickým rosoměrem, interpretaci výsledku měření, nástinu práce s přístrojem, případně k úvahám o jeho prospěšnosti. Obr. 1 Schematické znázornění rosoměru (1 skříň elektroniky, 2 konektor, 3 držák, 4 teplotní kryt, 5 sběrná deska, 6 těsnění, 7 podstavec). Fig. 1. Device for dew amount measurement (1 case with electronics, 2 connector, 3 holder, 4 thermal cover, 5 collecting board, 6 sealing, 7 pedestal). rosoměr. Automatický rosoměr je schematicky nakreslen na obr. 1. Má dvě základní části: skříň elektroniky a záchytnou desku. Skříň elektroniky (1) je připevněna k podstavci (7), který zajišťuje dostatečně stabilní polohu celého zařízení. Na skříni je osazen konektor (2) určený pro napájení elektronické části a pro komunikaci s počítačem. Ve skříni elektroniky je teplotně kompenzovaný tenzometrický můstek a plošný spoj elektroniky. Můstek je spojen držákem (3) s malou teplotní vodivostí se sběrnou deskou (5). Výstup držáku ze skříně je kryt těsněním (6) proti hmyzu a nečistotám. Pro snížení vlivu tepla z obvodů elektroniky na záchytnou desku je nad skříní elektroniky umístěn teplotní kryt (4). Elektronická část obsahuje přesný zdroj referenčního napětí k napájení tenzometrického můstku, přesný 24bitový AD převodník, na jehož diferenciální vstup je přiveden výstup můstku. Naměřené hodnoty jsou z AD převodníku 2. AUTOMATICKÝ ROSOMĚR V Ústavu fyziky atmosféry AV ČR byl sestrojen automatický přístroj na měření hmotnosti usazených srážek. I když si uvědomujeme jisté nepřesnosti, přístroj je schopen měřit i jiné druhy usazených srážek než rosu, budeme pro tento přístroj používat název automatický Obr. 2 Automatický rosoměr při testování na České zemědělské univerzitě v Praze. Fig. 2. Automatic dew gauge test at the Czech University of Life Sciences Prague. 130 Meteorologické Zprávy, 67, 2014

5 čteny mikroprocesorem. Záchytná deska má plochu 0,2 m² a je při instalaci srovnána pomocí vodováhy do vodorovné polohy. Srovnání do vodorovné polohy se provádí úpravou terénu, neboť tento konkrétní testovaný rosoměr není, z důvodu omezení výrobních nákladů, vybaven stavěcími šrouby. Spodní strana záchytné desky je upravena tak, aby bránila zahřívání zemského povrchu pod deskou v důsledku slunečního záření. Zároveň tvoří součást tepelného štítu, který minimalizuje vliv ztrátového tepla uvolněného v elektronice přístroje na měření. Více o konstrukci rosoměru lze nalézt v publikaci Chuma et al. (2011), nebo v publikaci Fišáka et al. (2013). Praktické provedení přístroje je vidět na obr. 2, kde je jeho fotografie při testování na České zemědělské univerzitě v Praze. 3. TESTOVACÍ STANOVIŠTĚ Popsaný rosoměr byl od ve zkušebním provozu na Stanici sledování transportních procesů a dynamiky půdní vlhkosti katedry vodních zdrojů Fakulty agrobiologie, přírodních a potravinových zdrojů České zemědělské univerzity v Praze (dále KVZ FAPPZ ČZU). V současnosti je rosoměr na této stanici v provozu již čtvrtý rok. Kromě nového rosoměru je zde k dispozici Duvdevaniho rosoměr. Protože se předpokládala manipulace s přístrojem, bylo považováno jeho umístění pouze za provizorní. Ukázalo se však, že s výjimkou drobných technických zdokonalení, nebylo nutné s přístrojem manipulovat. Rovněž se předpokládala nutnost eliminace vlivu větru. Ani tento předpoklad se neprojevil jako podstatný, jak je uvedeno dále. Výsledky a zkušenosti ze zkušebního období (od do ) se v dalším provozu potvrzovaly. Usazené srážky na Duvdevaniho rosoměru byly na Stanici sledování transportních procesů a dynamiky půdní vlhkosti vyhodnocovány každé ráno v 07:00 SEČ (SELČ). Vyhodnocení se provádí podle Duvdevaniho stupnice. Množství srážek se stanovuje pouze v případě kapalných srážek (rosy). Měření pomocí Duvdevaniho rosoměru budou v dalším příspěvku (nikoliv v tomto) využita pro porovnání výsledků měření. V první fázi, tedy testování přístroje, sloužily výsledky měření pomocí Duvdevaniho rosoměru pouze jako doklad o výskytu usazených srážek. Na stanici nejsou prováděna standardní meteorologická pozorování. To znamená, že usazené srážky, které vznikly jako jinovatka (šedý mráz) a které do příchodu pozorovatele roztály, jsou vyhodnoceny jako rosa, neboť pozorovatel hodnotí stav v okamžiku pozorování bez znalosti vývoje v čase. K dispozici jsou však měření teploty a vlhkosti vzduchu ve výšce dvou metrů, měření dohlednosti, směru a rychlosti větru rovněž ve výšce dvou metrů. Tyto hodnoty jsou průběžně ukládány v desetiminutových intervalech do databáze meteorologických měření. Pozorovatel je však nemá bezprostředně k dispozici. Nový přístroj pracuje kontinuálně, se zápisem hodnot hmotnosti usazených srážek po deseti minutách, obdobně jako výše uvedená meteorologická měření. Tento příspěvek byl zaměřen na registraci hmotnosti usazených srážek novým rosoměrem a byla rovněž snaha vysvětlit některé jevy, které přístroj zaznamená a stanovit postup při vyhodnocování hmotnosti usazených srážek. 4. UKLÁDÁNÍ A PREZENTACE NAMĚŘENÝCH VELIČIN Naměřené veličiny, jak již bylo uvedeno výše, jsou ukládány v paměti přístroje po deseti minutách. Data lze z přístroje stahovat podle potřeby přímo na místě do notebooku. Přístroj je možné připojit přímo na počítač a stahování dat provádět po síti pomocí vzdáleného terminálu. Data se ukládají do textového souboru, který lze snadno převést na datový soubor nebo soubor typu EXCEL. Data lze následně zobrazit ve formě grafu. Obr. 3 ukazuje záznam z prvního měsíce provozu rosoměru, tedy z března Z ukázky nezpracovaných dat (obr. 4) je vidět, že naměřené hodnoty mohou být i záporné, když dochází k nadlehčování záchytné desky přístroje vlivem větru. Proud vzduchu proniká pod záchytnou - - Meteorologické Zprávy, 67,

6 Fig Obr. 6 Padající srážky (déšť) dne (NI údaj rosoměru a SRA podle srážkoměru). Fig. 6. Falling precipitation (rain) April 4, 2011 (NI by device, SRA by rain gauge). Obr. 7 Záznam padajících smíšených srážek (NI údaj rosoměru a SRA podle srážkoměru). Fig. 7. Record of falling mixed precipitation (NI by device, SRA by rain gauge). Obr. 8 Ukázka záznamu neměřitelného množství padajících srážek. Fig. 8. Example of immeasurable falling precipitation record. desku a způsobuje vztlak, který se projeví zápornými hodnotami. Vzhledem k tomu, že nás případy nadlehčování záchytné desky v tomto případě nezajímají, je záznam upraven volbou průsečíku os a potlačením záporných hodnot. Osa y pak zobrazuje pouze kladné hodnoty. Na záznamu je jasně vidět výskyt usazených srážek. V tomto případě se jednalo převážně o výskyt jinovatky (šedý mráz) a pouze ve dvou případech o rosu. Detail zápisu postupného usazování jinovatky ukazuje obr. 5. Jedná se o zcela charakteristický záznam, jak je zřejmé i z obr. 3. V dalším případě se ukázalo, že tento typ záznamu je charakteristický jak pro pevné, tak i kapalné usazené srážky, které vznikají v důsledku ochlazování vlivem radiačního vyzařování. Na obr. 5 je vidět pozvolný lineární nárůst hmotnosti jinovatky, který trval až do 08:40 SEČ. Potom následoval prudký pokles, jako důsledek výparu. Slunce dne vyšlo v 06:25 SEČ. Jinovatka tedy narůstala ještě dvě hodiny a patnáct minut po jeho východu. Veškerá jinovatka se odpařila cca za tři hodiny. Za množství usazených srážek se pak bere maximální naměřená hodnota. Kromě srážek usazených z mlhy, které mohou vznikat kdykoliv v průběhu dne při výskytu mlhy, vznikají usazené srážky převážně v noci a maximum je dosahováno kolem termínu východu Slunce. Jak ukazují naše měření, kondenzace vodní páry a vznik usazených srážek probíhají ještě určitý čas po východu Slunce, zpravidla jednu až dvě hodiny po východu. Množství usazených srážek pak bylo připisováno ke dni, kdy bylo dosaženo jejich maxima. 4.1 Záznam padajících srážek Rosoměr zaznamenává i jiné jevy než usazené srážky, například padající srážky a poryvy větru. U padajících srážek je podstatné jejich skupenství. Ka palné padající srážky, jejichž množství je 0,2 mm a více, se neudrží na záchytné desce a stékají dolů. Padající kapalné srážky, které nejsou srážkoměrem měřitelné nebo jejichž množství je menší než 0,2 mm, na záchytné desce zůstávají a lze jejich hmotnost tímto přístrojem měřit. Tímto rosoměrem lze měřit hmotnost tuhých padajících srážek, které zůstávají na záchytné desce. Při použití rosoměru pro hodnocení malého množství padajících srážek, případně srážek, jejichž množství je srážkoměrem neměřitelné, je nutné si uvědomit, že rosoměr ve srovnání se srážkoměrem má o dva řády vyšší citlivost a nedochází zde ke ztrátám smáčením stěn jako u srážkoměrů. Z těchto důvodů se mohou naměřené hodnoty lišit. V ČR se používají pro měření padajících srážek převážně člunkové (překlopné) srážkoměry, u kterých při velmi 132 Meteorologické Zprávy, 67, 2014

7 slabých srážkách (kolem 0,1 mm) nemusí dojít k překlopení člunku a tedy k registraci srážek. Svědomitý pozorovatel pak zaznamená neměřitelné množství srážek. Náš přístroj rosoměr však tyto srážky zaznamená. U starých klasických srážkoměrů, pokud v odměrném válci bylo alespoň 0,05 mm srážek, což představovalo 0,5 dílku na odměrném válci, se uváděla hodnota jedna desetina mm. V případě menšího množství se pak zapisoval údaj neměřitelné množství. Na obr. 6 je zachycen výskyt padajících srážek, v tomto případě deště. Na uvedeném obrázku je jasně vidět zcela odlišný charakter zápisu než při usazených srážkách. Je tedy jasné, že výskyt padajících srážek lze jednoznačně oddělit od výskytu srážek usazených. Pro padající srážky je charakteristický prudký nárůst hmotnosti srážek na záchytné ploše a zpravidla pozvolný pokles hmotnosti srážek na záchytné desce po ukončení srážek. V ukázce na obr. 6 padající srážky začaly v 10:10 SEČ a skončily ve 13:40 SEČ. Za uvedené období spadlo, podle srážkoměru, 3,9 mm srážek. Vzhledem k tomu, že desetiminutové srážkové úhrny přesahovaly 0,2 mm, docházelo ke stékání vody, která dopadala na záchytnou desku. Záznam tedy vykazuje nižší hodnoty, než odpovídá skutečně spadlým srážkám. Po skončení srážek záchytná deska osychala velmi pozvolna. Desetiminutové srážkové úhrny jsou na obr. 6 označeny SRA. V žádném případě nelze přístroj použít k měření kapalných padajících srážek, s výjimkou velmi slabých srážek. Na obr. 7 je zachyceno období od 06:10 SEČ dne do 12:30 SEČ dne V tomto období ( od 10:50 SEČ do :30 SEČ ) spadlo celkem 16,3 mm srážek. Jednalo se o srážky smíšené (déšť se sněhem), které postupně přecházely ve sněhové. Sníh ale pozvolna tál. Na obrázku je charakteristický obraz pro padající srážky. Tyto srážky však nemohou být v žádném případě rosoměrem vyhodnoceny. Dne se vyskytly ve večerních a v časných ranních hodinách velmi slabé dešťové srážky, které nebyly srážkoměrem zaznamenány (důvody jsou uvedeny výše). Obrázek č. 8 ukazuje, jak rosoměr tyto velmi sla bé padající srážky, které se udržely na záchytné desce přístroje, zaznamenal. V tomto případě lze množství srážek vyhodnotit, jednalo se o 0,058 mm srážek. Množství těchto srážek však nebylo srážkoměrem zaznamenáno. V denních záznamech meteorologické stanice je v záznamu uvedeno neměřitelné množství srážek. I v tomto případě je z obrázku zřejmý odlišný charakter záznamu, než je tomu u usazených srážek. 4.2 Záznam kmitání záchytné desky vlivem větru Na obr. 9 je ukázáno kmitání záchytné desky vlivem poryvů větru. Zatímco na předcházejících obrázcích byly záporné hodnoty záměrně odříznuty, v tomto případě jsou ponechány. Obrázek ukazuje, že záchytná deska je vlivem větru zatěžována i nadlehčována. U dřívějších (mechanických) návrhů rosoměru byl vliv větru kompenzován speciálním olejovým tlumičem záznamového zařízení. V našem případě nebylo přistoupeno k eliminaci vlivu větru z následujících důvodů: Při výskytu větru se usazené srážky zpravidla netvoří. Ty se tvoří při bezvětří nebo velmi slabém větru, který záchytnou desku nerozkmitá. Za hmotnost usazených srážek považujeme maximální zaznamenanou hodnotu a tu lze vždy odečíst. Vliv větrných poryvů je na záznamu natolik specifický, že lze poryvy větru od usazených srážek snadno odlišit. Obr. 9 Záznam kmitání záchytné desky vlivem větru podle NI a rychlost větru [m s 1 ] podle anemometru (WS). Fig. 9. Record of collecting bore vibration due to wind by NI and wind speed [m s 1 ] by anemometer (WS). 4.3 Záznam srážek usazených z mlh Rosoměr je schopný zachytit i srážky usazené z mlh. Záznam však není tak jednoznačný jako v případě rosy nebo jinovatky, záleží na tom, zda se jedná o mlhu radiační nebo advekční. Vzhled záznamu se nejčastěji přibližuje typickému záznamu na obr. 5, pokud se jedná o radiační mlhu. Nástup usazených srážek je stejně pozvolný, ale vrchol není tak ostrý. Druhá fáze, tedy rozpouštění a odpařování srážek je často odlišná, může být pozvolnější. Vrcholová část je výrazně širší. V případě pochybností lze využít měření vlhkosti vzduchu nebo dohlednosti. 4.4 Vyhodnocení záznamu hmotnosti usazených srážek K vyhodnocení záznamu výskytu usazených srážek, pokud se nespokojíme pouze s jejich hmotností, je vhodné mít k dispozici alespoň některé další meteorologické údaje, jako jsou údaje o padajících srážkách, rychlosti větru, teplotě a vlhkosti vzduchu. Na záznamu vybereme záznamy typické pro usazené srážky. U sporných údajů přihlédneme k dalším meteorologickým údajům. Průběh teploty vzduchu poslouží ke stanovení skupenství (druhu) usazených srážek. V tomto případě by bylo nejvhodnější použít přízemní teplotu (5 cm nad terénem). V nouzi vystačíme i s teplotou vzduchu ve výšce dvou metrů nad terénem. Nejvhodnější postup při vyhodnocení hmotnosti usazených srážek je následující: 1. zobrazíme průběh hmotnosti usazených srážek, 2. vybereme části záznamu (grafu) s charakteristickým průběhem pro usazené srážky, 3. v datovém souboru nalezneme příslušné maximální hodnoty hmotnosti usazených srážek, 4. zaměříme svou pozornost na záznamy, které zcela neodpovídají charakteristickému zápisu, a posoudíme, zda se jedná o usazené srážky, nebo jiný jev. Je nutné použít dodatečné informace, jako vlhkost vzduchu, údaje o padajících srážkách ze srážkoměru, případně z čidla detekujícího výskyt padajících srážek, 5. pokud nás zajímá i skupenství usazených srážek, zaměříme svou pozornost na teplotu v období výskytu těchto srážek. Jako příklad uvádíme vyhodnocení usazených srážek v měsíci březnu 2011 (obr. 3). V záznamu uvedeném na tom- Meteorologické Zprávy, 67,

8 to obrázku je vidět, že v šestnácti případech byl zaznamenán typický průběh výskytu usazených srážek (podle obr. 5). V jednom případě byla tvorba usazených srážek ovlivněna zesílením větru. Zaznamenán je i případ, kdy hmotnost srážek na záchytné desce rostla i po skončení slabých padajících srážek. Záchytná deska v tomto případě ještě nestačila oschnout, obloha se vyjasnila a nastaly podmínky pro radiační vyzařování. Celkově za březen 2011, který zde slouží jako příklad, dosáhly usazené srážky hodnoty 1,46 mm, což odpovídá 8,9 % padajících srážek v daném měsíci. 5. ZÁVĚR Vzhledem k relativně krátké době provozu automatického rosoměru se zřejmě ještě nepodařilo postihnout všechny možné jevy, které může přístroj zaznamenat. Vzhledem ke skutečnosti, že zařízení není provozováno v zimních měsících, nebyly zachyceny pevné padající srážky (sněžení, sněhové krupky apod.). V místech s výraznou a trvalou sněhovou pokrývkou se v zimě s provozem tohoto zařízení nepočítá. Není jasné, jak by zařízení reagovalo na sněhovou pokrývku v nižších nadmořských výškách, pokud by byl přístroj provozován i v zimním období. Předpokládá se však, že by bylo nutné postupovat jako při stanovení nové sněhové pokrývky, to znamená, že ve stanoveném čase, v 07:00 SEČ, by bylo nutné očistit záchytnou desku. To by znamenalo instalaci přístroje na místech s alespoň občasnou lidskou obsluhou. Předpokládá se rovněž, že za podmínek dlouhodobého nasazení přístroje se vyskytnou jevy a problémy, které bude nutné dále řešit. To však nebrání nasazení přístroje do rutinního provozu. Z dosavadního provozu přístroje se jasně ukázalo, že usazené srážky lze od padajících jednoznačně odlišit. Lze odlišit i nástup usazených srážek, pokud nestačila oschnout záchytná deska. Pokud by se měl určit druh usazených srážek pouze podle záznamu jejich hmotnosti, mohou nastat problémy. Ukazuje se, že se nelze spolehnout pouze na záznam jejich množství. Stejný průběh zápisu je pro rosu i jinovatku. Je například problematické odlišit okamžik, kdy je rosa vystřídána vznikem mlhy. Tento rosoměr je však navržen k měření hmotnosti usazených srážek a tento účel plní. Dosavadní zkušenosti z provozu automatického rosoměru na stanici Praha-Suchdol ukazují, že přístroj zaznamená větší počet dní s usazenými srážkami než pozorovatelé meteorologických nebo srážkoměrných stanic. Z dosavadních, dosud nepublikovaných, výsledků z provozu přístroje se ukazuje, že usazené srážky na stanici Praha-Suchdol dosahují nezanedbatelné hodnoty. Této problematice bychom se rádi věnovali v příštím příspěvku, kde chceme prezentovat výsledky porovnání měření usazených srážek pomocí automatického a Duvdevaniho rosoměru. Rovněž předpokládáme závislost množství usazených srážek na nadmořské výšce stanice. Nyní jsou v provozu již čtyři přístroje, z toho dva na horských stanovištích. To dává příležitost ke studiu vlivu množství usazených srážek na nadmořské výšce stanoviště. Poděkování: Tento příspěvek vznikl za podpory projektu GAČR 205/09/1918 a výzkumného záměru AV0Z Děkujeme rovněž KVZ FAPPZ ČZU v Praze za možnost testování zařízení na experimentální stanici. Literatura: ACKER, K., MERTES, S., MOELLER, D., WIEPRECHT, W., AUEL, R., ET AL., Case study of cloud physical and chemical processes in low clouds at Mt. Brocken. Atmos. Res., Vol. 64, s AIKAWA, M., HIRAKI, T., SUZUKI, M., TAMAKI, M., KASAHARA, M., Separate chemical characterizations of fog water, aerosol, and gas before, during, and after fog events near an industrialized area in Japan. Atmos. Environ., Vol. 41, s BEYSENS, D., NIKOLAJEV, V., MILIMOUK, I., MUSELLI M., A Study of Dew and Frost Precipitation at Grenoble, France. In Schemenauer R.S. and Puxbaum H. (eds.): Proceedings of Second International Conference on Fog and Fog Collection. St. John s, Canada. s BEYSENS, D., MILIMOUK, I., NIKOLAYEV, V., MUSELLI, M., MARCILLAT, J., Using radiative cooling to condense atmospheric vapor: a study to improve water yield. Journal of Hydrology, Vol. 276, s DUVDEVANI, M. A., An optical Method of Dew Estimation. Karkur (Palestine). FIŠÁK, J., Návod pro pozorovatele meteorologických stanic. Metodický předpis č. 11. Praha: ČHMÚ, s FIŠÁK, J., CHUM, J., VOJTA, J., BARTŮŇKOVÁ, K., Automatic Monitoring of the Amount of Deposited Pre cipitation. Journal of Hydrometeorology, Vol. 14, s GALEK, G., SOBIK, M., POLKOVSKA, Z., BLAS, M., Dew chemistry near a motorway in SW Poland. In Proceedings of the 5th International Conference on Fog, Fog Collection and Dew July 2010, Munster, Germany. s CHUM, J., VOJTA, J., FIŠÁK, J., Osvědčení o zápisu užitného vzoru číslo CZ22843U1. Úřad průmyslového vlastnictví České republiky. KRHOUNEK, S., Význam rosy a její měření. Meteorologické Zprávy, roč. 9, č. 2, s KREČMER, V., Několik poznámek k Duvdevaniho rosoměrné metodě. Meteorologické Zprávy, roč. 11, č. 2, s MIDDLETON, W. E., SPILHAUS, A. F., Meteorological instruments. Toronto. MUSELLI, M., BEYSENS, D., MARCILLAT, J., MILIMOUK, I., NILSSON, T., LOUCHE, A., Dew water collector for potable water in Ajaccio (Corsica Island, France). Atmospheric Research, Vol. 64, s SHARAN, G., CLUS, O., SINGH, S., MUSELLI, M., BEY- SENS, D., A very large dew and rain ridge collector in the Kutch area (Gujarat, India). Journal of Hydrology, Vol. 405, s SINGH, S. P., KHARE, P., KURNARL, K. M., SRIVASTAVA, S. S., Chemical characterization of dew at a regional representative site of North-Central India. Atmos. Res., Vol. 80, s SOBÍŠEK B. a kol., Meteorologický slovník výkladový a terminologický. Praha: MŽP ČR. ISBN STRUŽKA, V., Meteorologické přístroje a měření v přírodě. Praha: Státní pedagogické nakladatelství. UHLÍŘ, P., Metody měření rosy. Meteorologické Zprávy, roč. 2, č. 2 s Lektoři (Reviewers) Ing. Miroslav Tesař, CSc., RNDr. Zdeněk Blažek, CSc. 134 Meteorologické Zprávy, 67, 2014

9 VLIV METEOROLOGICKÝCH PODMÍNEK NA ROZPTYL PLYNNÉHO NH 3 PŘI HAVARIJNÍM ÚNIKU V MĚSTSKÉ ZÁSTAVBĚ Ondřej Zavila, VŠB TU Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství, katedra požární ochrany, Lumírova 13/630, Ostrava-Výškovice Marian Bojko, VŠB TU Ostrava, Fakulta strojní, katedra hydromechaniky a hydraulických zařízení, 17. listopadu 15/2172, Ostrava-Poruba Milada Kozubková, VŠB TU Ostrava, Fakulta strojní, katedra hydromechaniky a hydraulických zařízení, 17. listopadu 15/2172, Ostrava-Poruba Pavel Danihelka, VŠB TU Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství, Laboratoř výzkumu a managementu rizik, Lumírova 13/630, Ostrava-Výškovice Lenka Maléřová, VŠB TU Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství, katedra ochrany obyvatelstva, Lumírova 13/630, Ostrava-Výškovice Influence of meteorological conditions on NH 3 gas dispersion in case of accidental release in an urban area. This article deals with a problem of the potential accidental release of NH 3 gas from two different ice stadiums into an urban area in Central Europe. The study is focused on a comparison of meteorological conditions as well as the close urban surroundings of both ice stadiums where NH 3 gas could be dispersed after an accidental release. CFD numerical simulation results are visualized by the filled contours of NH 3 concentration in the cut plane of 1.5 m above ground and are also expressed by a series of logical conclusions resulting from the comparison of both ice stadiums closely surrounding complex terrains and meteorological conditions in the winter and spring seasons that influence NH 3 gas motion and dispersion. This is a unique, complex physical study based on the CFD numerical simulation of a potential accidental release of NH 3 from this type of facility. The article should help to generally improve the safety of ice stadiums in urban areas. KLÍČOVÁ SLOVA: CFD čpavek meteorologické podmínky modelování plyn zimní stadion KEY WORDS: CFD ammonia meteorological conditions modeling gas ice stadium 1. ÚVOD Zimní stadiony, na kterých se dosud pracuje s technologií založenou na použití NH 3 (čpavku), mohou v případě havárie spojené s únikem tohoto média představovat zdroj potenciálního ohrožení civilního obyvatelstva žijícího nebo pohybujícího se v dané době v blízkém okolí. Je tedy důležité zabývat se preventivně otázkami vztahu těchto zařízení k bezpečnosti dříve, než taková situace nastane. Jednou z cest je bezesporu matematické modelování havarijního úniku nebezpečné látky, které může přinést nejen představu o rozsahu celé potenciální mimořádné události, ale také určit směr a cíl pro budoucí zlepšení bezpečnostních systémů a opatření. Pro matematické modelování šíření a rozptylu polutantů v mezní vrstvě atmosféry (ÚT AVČR 2001) existují v současné době v ČR i zahraničí dvě hlavní skupiny modelovacích nástrojů. První skupinou jsou tzv. statistické modely založené na aplikaci statistické teorie turbulentní difuze. Šíření znečišťující látky z bodového zdroje se popisuje pomocí tzv. difuzní rovnice, která je zjednodušená a je možné ji řešit analyticky. Turbulentní difuze je definována pomocí normálního (Gaussova) rozložení. Tento přístup je v současné době základem praktických modelů používaných pro zpracování rozptylových studií i posuzování havarijních situací. Je méně náročný na čas a nákladnost výpočtu, a to jak z hlediska vstupních dat, tak i potřebné výpočetní techniky. Vykazuje však nepřesné výsledky v blízkosti zdroje emisí, v členitém terénu a při nízkých rychlostech proudění. Při nulové rychlosti proudění nemá rovnice difuze řešení (Kozubková 2008; Zavila 2007). Jednou z největších slabin této skupiny modelů je absence výpočtové procedury, která by zahrnovala, při modelování proudění tekutin, mechanickou turbulenci. Díky této skutečnosti jsou tyto modely prakticky nepoužitelné pro výpočty šíření a rozptylu polutantů v členitém (horském) terénu nebo v městské zástavbě, kde je prvek mechanické turbulence při obtékání terénních nerovností nebo stavebních objektů pro rozptyl polutantů zcela klíčový. Umožňují provádět simulace pouze ve dvourozměrných výpočtových oblastech, a naopak neumožňují do výpočtů automaticky zahrnout směsi chemických látek. Takto lze pracovat pouze s čistým médiem, což se u praktických studií objevuje jen velmi zřídka, a zkresluje to tak přesnost budoucího výsledku již v počátku samotného výpočtového procesu. Mezi zástupce této skupiny modelů (softwarů) patří například ALOHA, ROZEX Alarm nebo DEGADIS (Drábková 2000; Zavila 2007). Druhou skupinou jsou tzv. dynamické modely, neboli modely CFD (Computational Fluid Dynamics), založené na numerickém řešení soustavy parciálních diferenciálních rovnic, které vyjadřují zákon zachování hmotnosti (rovnice kontinuity), zákon zachování hybnosti (Navierovy-Stokesovy rovnice) a zákon zachování energie (rovnice energie přenos tepla konvekcí, kondukcí nebo radiací). Tento základní soubor rovnic může být rozšířen o další rovnice vyjadřující přenos příměsí (plynných, kapalných nebo pevných). Soustava rovnic je pak řešena některou z numerických metod, např. metodou konečných objemů (Kozubková 2008). Tyto modely se počítají ve 2D i ve 3D výpočtových oblastech. Výsledky výpočtů mohou být vizualizovány formou vyplněných nebo nevyplněných kontur fyzikálních polí, vektorů, trajektorií částic, izoploch, animací, 2D diagramů hodnot nebo datovými soubory výsledků v číselné podobě. Pro výpočet turbulentního pole proudění vzduchu se využívá rovnice kontinuity, Navierovy-Stokesovy rovnice a rovnice energie. Pro výpočet úniku plynného polutantu pak platí rovnice pro přenos příměsí (Ansys 2011; Kozubková 2008). Mezi zástupce této skupiny modelů (softwarů) patří například ANSYS Fluent, Meteorologické Zprávy, 67,

10 ANSYS CFX, FDS a Smokeview, FLACS, FLOW-3D nebo SMARTFIRE (Kozubková 2008; Zavila 2007). V následující studii se naskýtá mimořádná příležitost porovnat havarijní scénáře úniku plynného NH 3 ze dvou různých reálných zimních stadionů umístěných v husté městské zástavbě, a to za přibližně srovnatelných meteorologických podmínek a parametrů úniku. Srovnávací studie může poskytovat velmi zajímavé logické vazby, např. ve vztahu k hustotě a struktuře okolní zástavby, k meteorologickým podmínkám podle roční doby, nebo např. výškové poloze zdroje polutantu. Pro realizaci této numerické studie byl zvolen CFD software ANSYS Fluent 14.0 (Ansys 2011), a to především pro svou matematickou a fyzikální komplexnost, možnost modelování mechanické turbulence ve složitém terénu a široké možnosti definování zdrojů. Všechna zjištěná pravidla a logické vazby, vyplývající z této studie, mohou být velmi užitečné při procesu havarijního plánování nebo bezpečnostního zajištění stávajících i v budoucnosti postavených objektů tohoto typu. Rozptylové studie šíření plynného NH 3 v ovzduší nejsou v celosvětovém měřítku nijak ojedinělé. Valná část z nich se však zabývá především problémy spojenými s odvětráním objektů živočišné výroby nebo jejich vlivem na přilehlé okolí, jako např. Hensen (2009) nebo Sun (2002). Jen v menší míře jsou zastoupeny studie rozptylu NH 3 při havarijním úniku z průmyslových zásobníků do městské zástavby, jako např. Pontiggia (2010). 2. MATEMATICKÝ MODEL Pro účely numerické simulace úlohy turbulentního proudění a rozptylu plynného NH 3 v blízkém okolí zimních stadionů v městské zástavbě byl zvolen software ANSYS Fluent (Ansys 2011). Jedná se o komerční software specializovaný na oblast mechaniky tekutin a sdílení tepla, řadící se do skupiny tzv. CFD (Computational Fluid Dynamics) kódů. Celý výpočtový model je založen na numerickém řešení soustavy parciálních diferenciálních rovnic, které vyjadřují zákon zachování hmotnosti (rovnice kontinuity), zákon zachování hybnosti (Navierovi-Stokesovy rovnice) a zákon zachování energie (rovnice energie). Tento základní soubor rovnic může být rozšířen i o rovnice další, které vyjadřují přenos tepla (konvekcí, kondukcí nebo radiací) nebo přenos příměsí (plynných, kapalných nebo pevných). Soustava rovnic je pak řešena v tomto případě numerickou metodou konečných objemů (Ansys 2011; Bojko 2008; USEPA 2014). 3. VSTUPNÍ DATA Vstupní data pro výpočet softwarem ANSYS Fluent 14.0 (Ansys 2011) byly definovány na základě meteorologických dat poskytnutých Českým hydrometeorologickým ústavem (ČHMÚ 2014). Parametry zdroje havarijního úniku plynného NH 3 byly definovány na základě kvalifikovaného odhadu podle materiálů poskytnutých bezpečnostními a provozními techniky obou zimních stadionů. Výpočtová oblast pro oba zimní stadiony tvaru kvádru o rozměrech 800 m (šířka) Stadion č. 1 Stadion č. 2 Léto Zima Léto 800 m (délka) 150 m (výška) byla vytvořena podle mapových podkladů získaných z Katastrálního úřadu v Ostravě (KÚ pro MSK 2014) za pomocí softwaru DesignModeler (Ansys 2011). Výpočtová oblast byla vždy následně rozdělena na dva na sobě ležící kvádry. První kvádr měl rozměry 800 m (šířka) 800 m (délka) 50 m (výška), a představoval zónu blízkou zemskému povrchu, v níž se nachází městská zástavba. Druhý kvádr měl rozměry 800 m (šířka) 800 m (délka) 100 m (výška) a představoval zónu volné atmosféry, do které již žádná zástavba nezasahuje. Grid (síť výpočtových elementů) výpočtové oblasti byl vytvořen za pomocí softwaru ANSYS Meshing (Ansys 2011). Celkový počet buněk gridu činil v obou případech přibližně buněk. Okrajové podmínky pro výpočtovou oblast byly definovány atmosférickým tlakem 1013,25 hpa, profilem rychlosti větru, profilem turbulentní kinetické energie, profilem rychlosti turbulentní disipace a profilem teploty ovzduší. Profil rychlosti větru byl definován jako: z v= vref 10 p kde v je rychlost proudění vzduchu (větru) v m.s 1 v dané výšce z v m, v ref je referenční rychlost proudění vzduchu ve výšce z = 10 m a p je mocnina pro třídu stability atmosféry D dle Pasquilla-Gifforta (Bubník 1999). Hodnota referenční rychlosti v ref byla dosazena pro všech 8 základních směrů větru (tab. 1, obr. 1 a obr. 2). Profil turbulentní kinetické energie byl definován jako: 2 v* k = (2) 03, kde k je turbulentní kinetická energie v m 2.s 2 a v * je třecí rychlost o hodnotě 0,4 m.s 1 určená pro centrum malých měst (Stull 1988). Profil rychlosti turbulentní disipace byl definován jako: 3 v 0, 419 = * ε, v* = 04, z ln 10 + z z ref v r ef ref kde ε je rychlost turbulentní disipace v m 2.s 3, v * je třecí rychlost v m.s 1, v ref je referenční rychlost proudění vzduchu ve výšce z ref = 10 m. Profil teploty atmosféry byl definován jako: T = T + 273, 15 + γ z (4) 0 Tab. 1 Hodnoty rychlosti větru a jejich četnosti pro zimní stadion č. 1 a č. 2 (ČHMÚ 2014). Table 1. Wind speed values and their count for Ice Stadiums No. 1 and No. 2 (CHMU 2014). Zima Rychlost větru v ref [m.s 1 ] (četnost výskytu [%]) S SV V JV J JZ Z SZ 1,7 2,1 1,3 1,2 1,1 1,5 1,4 1,3 (17,3) (11,0) (2,3) (4,2) (13,5) (16,7) (8,5) (8,6) 2,4 2,3 1,9 1,4 1,5 3,5 1,5 1,4 (16,7) (9,9) (1,5) (3,4) (15,2) (31,8) (6,7) (5,8) 1,6 1,5 1,5 1,2 1,1 1,2 1,1 1,2 (15,2) 1,7 (16,3) (9,5) 2,0 (6,8) (11,8) 1,7 (8,6) (2,3) 1,4 (0,8) (7,6) 1,5 (9,0) (23,1) 2,2 (35,7) (18,4) 1,7 (11,4) (8,7) 1,5 (5,1) Pozn.: S = severní vítr (vítr foukající ze severu); SV = severovýchodní vítr; V = východní vítr; JV = jihovýchodní vítr; J = jižní vítr; JZ = jihozápadní vítr; Z = západní vítr; SZ = severozápadní vítr (1) (3) 136 Meteorologické Zprávy, 67, 2014

11 kde je teplota v K, 0 - C], = 0,0065 v K.m 1 je suchoadia- lity atmosféry D a z vzduchu 0 C (léto) a +0,3 C (zima), a pro stadion č. 2 pak +18,8 C (léto) a 0,1 C (zima), a to dle podkladů poskytnutých ČHMÚ. Okrajové podmínky pro zdroj čpavku byly pro stadion č. 1 definovány teplotou zdroje 266,25 K = 6,9 C (léto) a 256,8 K = 16,35 C (zima), a pro stadion č. 2 pak teplotou zdroje 266,05 K = 7,1 C (léto) a 256,6 K = 16,55 C (zima). Hmotnostní průtok směsi čpavku a vzduchu byl v obou případech dán hodnotou 1,58363 kg.s 1. Polutant byl definován jako směs vzduchu (hmotnostní zlomek 0,63) a plynného čpavku (hmotnostní zlomek 0,37) vycházející z plošného zdroje o rozměrech 1,4 m (šířka) 2,4 m (délka) umístěného ve výšce 11 m nad zemí u stadionu č. 1 a 6 m nad zemí u stadionu č. 2. Nejprve byl proveden výpočet turbulentního pole proudění vzduchu jako stacionární (časově nezávislá) úloha. Poté byl v modelu aktivován zdroj plynného polutantu a úloha byla dokončena jako nestacionární (časově závislá). Pro výpočty turbulentního po le proudění vzduchu byl použit RNG k- model turbulence a pro výpočet pohybu a rozptylu příměsí pak Species Transport model (Ansys 2011). CFD software ANSYS Fluent 14.0 byl pro účely této analýzy verifikován na úloze pohybu a rozptylu plynů v aerodynamickém tunelu (Zelinger et al. 2006, Zelinger et al. 2009). Obr. 1 Satelitní snímek umístění zimních stadionů č. 1 a č. 2 v městské zástavbě vyznačení průměrných lokálních teplot ovzduší, dominantních směrů, četnosti a rychlosti větru (léto) (Google Earth 2014). Fig. 1. Satellite picture of Ice stadiums No. 1 and No. 2 in an urban area local averaged air temperature, predominant wind direction, count and speed (SUMMER) (Google Earth 2014). Obr. 2 Satelitní snímek umístění zimních stadionů č. 1 a č. 2 v městské zástavbě vyznačení průměrných lokálních teplot ovzduší, dominantních směrů, četnosti a rychlosti větru (zima) (Google Earth 2014). Fig. 2. Satellite picture of Ice stadiums No. 1 and No. 2 in an urban area local averaged air temperature, predominant wind direction, count and speed (WINTER) (Google Earth 2014). 4. VÝSLEDKY Výsledky numerického modelu byly vyhodnoceny ve 2D řezech 3D výpočtových oblastí ve výšce 1,5 m nad terénem (obr. 3 a obr. 4) pro koncentrace plynného NH 3, odpovídající limitům akutní toxicity ERPG-1 (25 ppm) a ERPG-2 (150 ppm). Z výsledků této srovnávací studie vyplývají následující fakta. Zimní stadion č. 1 se nalézá v místech, kde je celoročně teplota prostředí (teplota vzduchu) přibližně o 0,4 C vyšší, než je tomu v případě stadionu č. 2. Podle katastrálních map (KÚ pro MSK 2014) a leteckých fotografií lze usuzovat, že je to způsobeno hustotou obydlené zástavby a v okolí stadionu č. 1 také větší blízkostí objektů. Tento fakt může mít elementární vliv na pohyb a rozptyl kouřové vlečky v blízkém okolí zdroje. V teplejším prostředí se plynný NH 3 po opuštění zdroje úniku rychleji zahřeje, zmenší svou hustotu (měrnou hmotnost), a sníží svou tendenci klesat k zemi, tj. zasáhne úměrně tomu i menší plochu povrchu terénu, kde se mohou pohybovat lidé (Zavila et al. 2013b). Dominantní směry větru, vyplývající z hodnot četnosti jejich výskytu (tab. 1), se u obou stadionů nijak výrazně neliší, tj. dva ze tří jsou co do směru totožné (severní a jihozápadní vítr). Pokud se jedná o rychlost větru, u stadionu č. 1 se vyskytuje nejvyšší rychlost u proudění ze severovýchodu (až 2,3 m.s 1 ) a jihozápadu (až 3,5 m.s 1 ), zatímco u stadionu č. 2 je to u větru severního (až 1,7 m.s 1 ) a jihozápadu (až Meteorologické Zprávy, 67,

12 2,2 m.s 1 ). Z výše uvedeného výčtu (podrobněji viz tab. 1) jasně plyne, že v prostoru stadionu č. 1 fouká vítr o 0,5 1,0 m.s 1 rychleji než v případě stadionu č. 2. Pro rozptyl plynného polutantu z toho vyplývá fakt, že silnější vítr v městské zástavbě generuje vyšší mechanickou turbulenci, která může přispět k rychlejšímu rozptylu plynného polutantu do širšího okolí. Není také bez zajímavosti, že stadion č. 2 (obr. 1 a obr. 2) se v rámci města nalézá hlouběji v zastavěné oblasti, obklopen množstvím stavebních objektů a překážek. Tyto objekty sice generují mechanickou turbulenci, ale zároveň tak snižují rychlost proudění vzduchu, což může být příčinou faktu, že je zde proudění vzduchu slabší. Dalším důležitým srovnávacím faktorem je výšková poloha zdroje polutantu nad okolním terénem. Z výsledků simulace vyplývá, že čím je výšková poloha zdroje polutantu větší, tím méně polutantu se ve vyšších koncentracích dostává až k povrchu země do dýchací zóny obyvatelstva, protože se kouřová vlečka stihne rozptýlit dříve, než této výškové hladiny dosáhne. Na druhou stranu o to více mohou být potenciálně zasaženy vyšší patra obytných budov. Zajímavé je také porovnání pohybu a rozptylu kouřových vleček NH 3 v zimě a v létě. V zimě má kouřová vlečka jasnou tendenci více klesat a rozptylovat se v blízkosti zemského povrchu, což je pro civilní obyvatelstvo pohybující se mimo uzavřené objekty v blízkém okolí nebezpečnější. V případě stadionu č. 1 to není tak patrné vzhledem k výše položenému zdroji úniku, ale u stadionu č. 2 se jedná o zcela evidentní rozdíl. Fyzikálním vysvětlením tohoto jevu je změna poměru hmotnostních (gravitačních) sil a setrvačných sil u kouřové vlečky v důsledku změny její teploty. Vyplývá to z definice Froudova čísla fyzikální podobnosti Fr, které vyjadřuje poměr mezi těmito dvěma silami (Zavila et al. 2013b). Obr. 3 Zimní stadion č. 1 vyplněné kontury pole koncentrací plynného NH 3 v rovině horizontálního řezu 1,5 m nad terénem pro 8 světových stran a limity akutní toxicity ERPG-1 (25 ppm) a ERPG-2 (150 ppm). Fig. 3. Ice stadium No. 1 filled contours of NH 3 gas concentration field in a horizontally cut plane 1.5 m above ground level for 8 major cardinal points and ERPG-1 (25 ppm) and ERPG-2 (150 ppm) acute toxicity thresholds. Obr. 4 Zimní stadion č. 2 vyplněné kontury pole koncentrací plynného NH 3 v rovině horizontálního řezu 1,5 m nad terénem pro 8 světových stran a limity akutní toxicity ERPG-1 (25 ppm) a ERPG-2 (150 ppm). Fig. 4. Ice stadium No. 2 filled contours of NH 3 gas concentration field in a horizontally cut plane 1.5 m above ground level for 8 major cardinal points and ERPG-1 (25 ppm) and ERPG-2 (150 ppm) acute toxicity thresholds. Celkově lze říci, že stadion č. 1 není lokalizován hluboko v městské zástavbě vzhledem k dominantním lokálním směrům větru (obr. 1 a obr. 2). Rychlost větru, teplota vzduchu, výšková poloha zdroje úniku polutantu, blízkost obytných objektů a hustota zástavby jsou zde větší. Ze všech těchto faktorů plyne, že zde existuje vyšší riziko zasažení většího počtu obydlených objektů a vyššího počtu obyvatel v kratším čase, než je tomu u stadionu č. 2. Vzhledem k výškovému umístění zdroje úniku NH 3 (11 m nad terénem) jsou pravděpodobně více ohroženy vyšší patra okolních objektů. 138 Meteorologické Zprávy, 67, 2014

13 Z hlediska rozptylových podmínek je zde nebezpečnější zimní období roku (obr. 3). Stadion č. 2 z hlediska svého umístění a charakteristických meteorologických podmínek představuje na první pohled pro civilní obyvatelstvo ohrožení menší, avšak jsou zde jiná specifika. Vzhledem ke skutečnosti, že stadion je obklopen volným prostranstvím, mechanická turbulence způsobená větrem a stavebními objekty zde není tak silná. Proto kouřová vlečka polutantu má větší tendenci udržet si celistvý tvar a ve vyšších koncentracích se rozptylovat do větší vzdálenosti. Navíc díky nižší výškové poloze zdroje úniku (6 m nad terénem) se kouřová vlečka drží blíže u země, což má za následek rozlévání do větší plochy mezi stavebními objekty a ohrožení většího počtu obyvatel pohybujících se v dané chvíli na otevřené ploše, než jak je tomu u stadionu č. 1. Pro praxi z toho vyplývá, že v okolí tohoto stadionu může být potenciálně zasaženo sice menší množství obydlených objektů s nižším počtem obyvatel v nich, ale o to silnější koncentrací NH 3. Pro obyvatelstvo pohybující se v danou chvíli v nekrytém terénu je zde situace ve srovnání se stadionem č. 1 horší. Opět i zde je nebezpečnějším ročním obdobím zima (obr. 4). 5. DISKUZE Z výsledků studie vyplývá, jak specifické a rozdílné mohou být havarijní scénáře spojené s únikem nebezpečných látek v prostředí městské zástavby. Vývoj výpočetní techniky a také vývoj poznání v oblasti matematiky a aplikované fyziky již dosahuje úrovně, při které je možné modelovat a predikovat široké spektrum fyzikálních jevů a situací. Lze takto účinně napomoci procesu tvorby bezpečnostních opatření, které mají chránit nejen drahé technologie, ale především obyvatelstvo. Zajímavým námětem, jak snížit dopad potenciál ního havarijního úniku NH 3 ze zimních stadionů na obyvatelstvo, by mohl být například systém plynových detektorů, umístěných v dostatečném počtu na místech předpokládaného pohybu vysokých koncentrací polutantu, který by napomohl včasnému varování obyvatelstva žijícího v blízkém okolí. Jiným, resp. dalším technickým řešením by mohl být systém srážení plynného NH 3 vodní mlhou přímo ve větracích šachtách strojovny čpavkového hospodářství, kterými je NH 3 ventilátory při havarijním úniku odvětráván do vnějšího prostředí. Nástroje CFD numerického modelování umožňují provádět analýzy fyzikálních dějů do hloubky a s přesností, kterou statistické matematické modely typu ALOHA (USEPA 2014), vycházející z metodiky SYMOS 97 (Bubník 1999), nabídnout nemohou. Příčinou je absence výpočtových rovnic u těchto statistických modelů, které by ve výpočtu zohledňovaly vliv mechanické turbulence, tedy druhu turbulence pro modelování jakéhokoliv proudění vzduchu či polutantu v městské zástavbě, naprosto klíčového. Navzdory tomuto faktu, podobných expertních studií CFD modelovacími nástroji, zaměřených na tyto technologie, existuje v poměru k celku málo. Podrobnější informace, týkající se srovnání statistických modelů a CDF modelů, lze najít v literatuře (Zavila et al. 2013a). Podobné studie jsou v ČR i zahraničí kupodivu poměrně ojedinělé. Většina studií se věnuje spíše šíření NH 3 ve spojitosti s objekty zemědělské nebo živočišné výroby, viz např. Hensen (2009) nebo Sun (2002). Menší množství publikací se pak zabývá únikem a šířením NH 3 z nejrůznějších přepravních nebo stabilních průmyslových zásobníků. Většinou se však v těchto případech jedná o testování a porovnávání různých modelovacích přístupů, např. Pontiggia (2010). Komplexní CFD studii havarijního úniku a šíření plynného NH 3 v komplexní městské zástavbě, která by testovala přímý vliv variabilních meteorologických podmínek na rozptyl kouřové vlečky plynného NH 3 v čase, s ohledem na obyvatelstvo žijící v bezprostředním okolí, nemá dosud autorský tým tohoto článku k dispozici. Otevírá se tak velmi zajímavé téma pro budoucí navazující výzkum a testování. 6. ZÁVĚR Článek byl zaměřen na testování vlivu meteorologických podmínek na šíření plynného NH 3 ze dvou různých zimních stadionů umístěných uprostřed městské zástavby. K numerické simulaci zvoleného scénáře havarijního úniku NH 3 byl zvolen CFD software ANSYS Fluent Výsledky prokázaly, že terénní zástavba, roční období i poloha zdroje polutantů hrají v časovém vývoji situace značnou roli. Obecně lze považovat z hlediska šíření kouřové vlečky plynného NH 3 za kritičtější období zimu, kdy se kouřová vlečka vlivem teploty okolního prostředí pohybuje blíže zemskému povrchu, a zasahuje tak větší plochu. Existuje proto možnost zasažení většího počtu obyvatel. Závěrem je vhodné zdůraznit, že studie zaměřené na havarijní únik nebezpečných látek v prostředí městské zástavby si vyžadují velmi komplexní přístup. Stejně jako v jiných oborech, i zde je vhodné postupovat od obecných věcí k detailům (z makroměřítka do mikroměřítka), tj. začít analýzu potenciálního rozptylu studiem katastrálních map, leteckých nebo satelitních snímků okolního prostředí a následně postupovat až k technickým detailům a parametrům daného zařízení nebo technologie. Takto lze nacházet zajímavé a hlavně obecně platné logické vazby a zákonitosti, které mohou být velmi prospěšné při zabezpečování jiných obdobných zařízení nebo při projektování zabezpečovacích systémů a technologií u zařízení zcela nových. Tomuto účelu má sloužit i uvedená studie. Poděkování Tato studie byla podporována z projektu ev. č. VG Zvýšení environmentální bezpečnosti prevencí zneužití průmy slových chemických látek k terorismu, podpořeného Ministerstvem vnitra z Programu bezpečnostního výzkumu ČR v letech Literatura ANSYS, Computational Fluid Dynamics (CFD) Software [online]. [cit ]. Dostupné z WWW: ansys.com. BOJKO, M., Návody do cvičení Modelování proudění FLUENT. Ostrava: VŠB TU Ostrava. ISBN BUBNÍK, J., Metodický pokyn odboru ochrany ovzduší MŽP výpočtu znečištění ovzduší z bodových a mobilních zdrojů SYMOS 97 (Systém modelování stacionárních zdrojů). Praha: ČHMÚ a EKOAIR. ČHMÚ, Počasí v České republice [online]. [cit ]. Dostupné z WWW: portal_lang=en&menu=jsptabcontainer/p1_0_home DRÁBKOVÁ, S., Numerické modelování neizotermních proudů: doktorská disertační práce. Ostrava: VŠB TU Ostrava. Google Earth, Google Earth [online]. [cit ]. Dostupné z WWW: HENSEN, A., LOUBET, B., MOSQUERA, J., VAN DEN BULK, W. C. M., ERISMAN, J. W. et al., Estimation of Meteorologické Zprávy, 67,

14 NH 3 emissions from a naturally ventilated livestock farm using local-scale atmospheric dispersion modelling. Biogeosciences Discussions Vol. 6, s KÚ pro MSK, Katastrální pracoviště Ostrava [online]. [cit ]. Dostupné z WWW: KOZUBKOVÁ, M. Modelování proudění tekutin, FLUENT, CFX, VŠB Technická Univerzita Ostrava, s. 153, 2008, CD, < USEPA, Emergency Management [online]. [cit ]. Dostupné z WWW: content/cameo/aloha.htm. PONTIGGIA, M., DERUDI, M., ALBA, M., SCAIONI, M., ROTA, R., Hazardous gas releases in urban areas: Assessment of consequences through CFD modelling. Journal of Hazardous Materials Vol. 176, s doi: /j. jhazmat STULL, ROLAND B., An Introduction to Boundary Layer Meteorology. 1. vyd. London: Kluwer Academic Publishers, Vol. 670, s. ISBN SUN, H., STOWELL, R. R., KEENER, H. M., MICHEL, F. C., Two-dimensional computational fluid dynamics (CFD) modeling of air velocity and ammonia distribution in a high- -rise (tm) hog building. Transactions of the ASAE Vol. 45, s ÚT AVČR, Fyzikální modelování mezní vrstvy atmosféry [online]. [cit ]. Dostupné z WWW: cas.cz/modelovani/cesky/uvod.htm ZAVILA, O., Matematické modelování turbulentního proudění, šíření tepla a polutantů v mezní vrstvě atmosféry se zaměřením na tunelové stavby: Autoreferát doktorské disertační práce. Ostrava: VŠB TU Ostrava. ISBN ZAVILA, O., KOZUBKOVÁ, M., BOJKO, M., DANIHELKA, P., MALÉŘOVÁ, L., 2013a. Mathematical simulation of ammonia gas release in a complex urban terrain using CFD and a statistical approach. In: Safety and security engineering V, Southampton: WIT Press, s ISBN , ISSN ZAVILA, O., BOJKO, M., KOZUBKOVÁ, M., DANIHELKA, P., MALÉŘOVÁ, L., 2013b. CFD Analysis of the Influence of Meteorological Conditions on Motion of Gas Ammonia in the Case of Emergency Release in Urban Development. In: AIP Conference Proceedings, Vol. 1558, part 1, New York: American Institute of Physics, s ISBN , ISSN X. ZELINGER, Z., STRIZIK, M., KUBAT, P., CIVIS, S., GRI - GO ROVA, E. et al., Dispersion of Light and Heavy Pollutants in Urban Scale Models: CO 2 Laser Photoacoustic Studies. Applied spectroscopy, Vol. 63, No. 4, s ISSN ZELINGER, Z., STŘIŽÍK, M., KUBÁT, P., LANG, K., BEZ- PALCOVÁ, K., JAŇOUR, Z., Model and real pollutant dispersion: concentration studies by conventional analytics and by laser spectrometry. International Journal of Environmental Analytical Chemistry. Vol. 86, No. 12, s ISSN Lektor (Reviewer) Doc. Ing. Miloš Zapletal, Dr. INFORMACE RECENZE SEDMDESÁTINY RNDr. EVY ČERVENÉ V říjnu letošního roku oslavila sedmdesáté narozeniny RNDr. Eva Červená, výzkumný a vývojový pracovník Českého hydrometeorologického ústavu. Po ukončení studia na Matematicko-fyzikální fakultě Karlovy Univerzity v roce 1966 nastoupila Eva Červená do ČHMÚ jako prognózní meteorolog. V roce 1983 získala titul RNDr. a složila státní zkoušku z angličtiny. Postgraduální studium Meteorologie a klimatologie na MFF UK ukončila v roce 1987 závěrečnou prací Verifikace předpovědí počasí. V letech 1986 až 1990 se podílela na řešení podnikového výzkumného a vývojového úkolu, v rámci kterého vedla úkol Meteorologické zabezpečení vybraných odvětví národního hospodářství. Již v té době se věnovala problematice kvality a kontroly dat, zejména dat zpráv SYNOP a INTER. Jako metodik Odboru profesionální staniční sítě (OPSS) je Eva Červená autorem většiny metodických návodů a pokynů, které jsou závazné nejen pro pozorovatele OPSS, ale také pro pozorovatele ostatních profesionálních stanic ČHMÚ, stanic ÚFA AV ČR a stanic Armády ČR. Významně přispěla také k realizaci výměny silničních meteorologických dat mezi Českou republikou a Německou spolkovou republikou. Po roce 1990 dostala Eva Červená příležitost účastnit se mezinárodní spolupráce, nejdříve v Komisi pro základní systémy (CBS) Světové meteorologické organizace (WMO), od roku 2000 v Expertním týmu pro datové formáty a kódy. Se zahraničními odborníky se podílela na vývoji kódů BUFR a CREX; je autorem několika desítek dokumentů, které se staly podkladem pro následně přijatá obecně platná doporučení CBS. Intenzivně se věnovala problematice migrace od tradičních kódů k TDCF (Table Driven Code Forms); přednášela na seminářích o TDCF pořádaných WMO v Tanzanii, Kostarice, Ománu, Německu a Turecku. Těchto seminářů se postupně zúčastnili pracovníci prakticky ze všech členských států WMO. Jako zvaný expert se účastnila také některých zasedání projektu WIGOS (WMO Integrated Global Observing System). Na regionální úrovni se Eva Červená podílela na činnosti několika pracovních skupin RA VI (Evropa), nejdříve jako koordinátor skupiny pro regionální aspekty Data Management, později jako regionální zpravodaj pro Migraci k TDCF v rámci Pracovní skupiny pro plánování a rozvoj Světové služby počasí (WG PIOW) v RA VI. V roce 2010 byla Eva Červená ustanovena vedoucí týmu pro Migraci k TDCF v RA VI. V roce 2011 a opakovaně v roce 2012 WMO a CBS ocenily dlouhodobou činnost a mimořádný přínos Evy Červené pro CBS, zejména pro vývoj a implementaci datových formátů a migraci k TDCF. Na zasedání RA VI v Helsinkách v roce 2013 obdrželo vedení ČHMÚ ocenění pro Evu Červenou za její podíl na realizaci projektu Migrace k TDCF v Evropě. Přejeme jubilantce hodně zdraví a osobní pohody do dalších let. Ivan Kain 140 Meteorologické Zprávy, 67, 2014

15 VLIV VÝVOJE REGIONÁLNÍHO KLIMATU NA EKOSYSTÉM LUŽNÍHO LESA V LETECH ČÁST II. KEŘE Zdeněk Bauer, Jana Bauerová, Břenkova 15, Brno, janabau39@seznam.cz Pavel Lipina, Český hydrometeorologický ústav, pobočka Ostrava, K Myslivně 3/2182, Ostrava-Poruba, lipina@chmi.cz Milan Palát, Ústav demografie a aplikované statistiky, Mendelova univerzita v Brně, Zemědělská 1, Brno, palat@mendelu.cz The impact of regional climate change on the floodplain forest ecosystem from 1951 to Part II shrubs. The phenological observations and data which are presented and elaborated in this study were observed in Central Europe, in the southern part of the Czech Republic from 1951 to The experimental site is situated in an ecosystem of floodplain forest in the alluvial plain of the Dyje River near the town of Lednice in South Moravia ( N, E) in the forest type groups Ulmi-Fraxineta carpini and Ulmi-fraxineta populi. Over the time span of 62 years, the average annual temperature in this area has increased by 1.5 C, and the average spring temperature has increased by 2.0 C. In the observed period, the dates of the beginning of flowering of the bird cherry (Prunus padus) advanced by 10.3 days and full flowering by 11.8 days, in the case of the hawthorn (Crataegus laevigata) the dates of the beginning of flowering advanced by 10.0 days and full flowering by 11.4 days, in the case of the European euonymus (Euonymus europaeus) by 11.0 and 11.4 days, in the case of the European cranberry viburnum (Viburnum opulus) by 12.2 and 11.5 days and the red dogwood (Cornus sanquinea) by 11.9 and 13.7 days. Overall, the phenological events of the shrub component advanced the beginning of flowering by 11.3 days and full flowering by 12.0 days. The conclusion of this study is that the phenology of shrubs in the floodplain forests of South Moravia has been influenced by regional climate change. It has changed in correlation with the increases of the annual and spring air temperatures. KLÍČOVÁ SLOVA: keře lužní les fenologické trendy změna klimatická KEY WORDS: shrubs floodplain forest phenological trends climate change 1. ÚVOD Tento příspěvek je druhou částí studie na téma Vliv regio nálního klimatu na ekosystém lužního lesa a je zaměřen na jeho keřovou složku. Keře jsou nedílnou a přirozenou složkou vyspělého a zapojeného lužního lesa a mají několik ekologických funkcí. Nektar v květech keřů je potravním zdrojem pro mnohé hmyzí opylovače. Na květech kaliny obecné byli nalezeni menší zástupci hmyzu, např. drobné druhy tesaříků, rovněž i velcí zástupci hmyzu, jako např. zlatohlávek skvostný (Petosia aeruginosa). Plody keřů jsou v podzimním a zimním období vhodnou potravou nejen pro menší druhy pěvců, ale i pro drobné zemní savce, plody některých keřů se zpracovávají průmyslově nebo v domácnostech. Opad květů a listí v podzimním období se podílí na tvorbě opadanky a humusu. Na větvích hlohu obecného nebo svídy krvavé si s oblibou staví svá hnízda pěnice černohlavá (Sylvia atricapilla). 2. METODIKA Fenologický výzkum keřové složky lužního lesa probíhal na reprezentační výzkumné ploše MBP (mezinárodní biologický projekt), porost 455B, Horní les, k. ú. Lednice, lesní závod Židlochovice, která patří do skupiny lesních typů habrojilmové jaseniny (Ulmi-fraxineta carpini) 1. lesní vegetační stupeň. Z keřové složky byly na výzkumné ploše sledovány tyto druhy: hloh obecný (Crataegus laevigata), obr. 1, brslen evropský (Euonymus europaeus) a svída krvavá (Cornus sanquinea), obr. 2. Další sledovaný druh, střemcha obecná (Prunus padus) se vyskytovala pouze v bezprostřední blízkosti ramene řeky Dyje, která protéká zámeckým parkem v Lednici. Tato lokalita střemchy obecné (Prunus padus) je typologicky zařazena do topolojilmové jaseniny (Ulmi-fraxineta populi). Kalina obecná (Viburnum opulus), obr. 3, byla zastoupena na vlhčích místech podél lesní silničky na slunných i zastíněných místech v bezprostředním okolí výzkumné reprezentační plochy MBP. Pozorování fenologie kvetení bylo prováděno vždy na pěti jedincích keřů každého sledovaného druhu. Výzkum fenologie kvetení keřové složky probíhal v jarním období v letech 1951 až Obr. 1 Kvetení hlohu obecného (Crataegus laevigata). Foto J. Bauerová. Fig. 1. Flowering of the hawthorn (Crataegus laevigata). Photo J. Bauerová. Meteorologické Zprávy, 67,

16 Obr. 2 Kvetení svídy krvavé (Cornus sanquinea). Foto J. Bauerová. Fig. 2. Flowering of the red dogwood (Cornus sanquinea). Photo J. Bauerová. Keře kvetou pravidelně každý rok a také každý rok plodí. Tím se liší od stromů, které kvetou v lužním lese nepravidelně. Z metodického hlediska je sledování kvetení keřů relativně snadné, protože výška keřů se pohybuje v rozmezí od jednoho do třech metrů, a je tak bezprostředně dostupná kontrole fenologa. Fenologické kontroly byly prováděny ve dvou až čtyřdenních intervalech a v případě očekávané fenofáze každý den. Při poklesu teploty pod 5 C, kdy se vývin květů zpomaluje nebo až zastavuje, nebyly kontroly prováděny. Klimatické údaje byly převzaty z klimatické stanice Lednice (176 m n. m.). Pro vyhodnocení vlivu teploty vzduchu na fenofázi kvetení byly použity sumy efektivních teplot vypočtených z průměrných denních teplot počítaných vždy od 1. března. Jako biologické minimum byla použita teplota 5 C. Metodiku výpočtu sum efektivních teplot publikovali (Havlíček et. al, 1986; Bauer, Lipina et. al 2012) 3. VÝSLEDKY Průměrná roční teplota vzduchu, vyhodnocená pomocí lineární regrese, stoupla v letech 1951 až 2012, tj. za šedesát dva let, o 1,5 C a v období kalendářního jara o 2 C (Bauer et al. 2014). Vzrůstající teplota vzduchu za dané období nezůstala bez vlivu na fenologické projevy keřů. Tab. 1. Fenologický posun u keřů za období Table 1. Phenological shift in shrubs from Druh Species Střemcha obecná (Prunus padus) Hloh obecný (Crataegus laevigata) Brslen evrospký (Euonymus europaeus) Kalina obecná (Viburnum opulus) Svída krvavá (Cornus sanquinea) Fenologický posun Phenological shift První květy Plné kvetení First flower Full flowering D1 (dny days) DP (dny days) 10,3 11,8 10,0 11,4 11,0 11,4 12,2 11,5 12,9 13,7 Obr. 3 Kvetení kaliny obecné (Viburnum opulus). Foto J. Bauerová. Fig. 3. Flowering of the European cranberry viburnum (Viburnum opulus). Photo J. Bauerová. Den od počátku roku Day of the year D1 = 1 0,3 DP = 1 1, y P = 0,193x + 126,2; R² = 0,180 y 1 = 0,169x + 120,14 R² = 0,131 Obr. 4 Posun fenofází prvních květů (dolní část obrazu) a plného kvetení (horní část obrazu) u střemchy obecné (Prunus padus) za období Fig. 4. The phenological shift of the start of flowering (the lower part of the picture) and full flowering (the upper part of the picture) in the case of the bird cherry (Prunus padus) from Časový posun fenologických fází u keřů V habrojilmové jasenině (Ulmi-fraxineta carpini) a topolojilmové jasenině (Ulmi-fraxineta populi) v letech 1951 až 2012, se při grafickém vyhodnocení u všech sledovaných druhů keřů prokázaly sestupné (záporné) trendy regresních přímek, a to jak u fenofáze začátku kvetení, tak u plného kvetení (obr. 4 8). Největší posun fenofází kvetení byl zjištěn u svídy krvavé (Cornus sanquinea) a nejmenší u hlohu obecného (Crataegus laevigata) (tab. 1). Průměrný posun všech sledovaných druhů keřů do dřívější doby byl u prvních květů 11,3 dnů a u plného kvetení 12,0 dnů. Fenologické trendy prvních květů a plného kvetení u sledovaných druhů keřů byly v souladu se stoupající jarní teplotou vzduchu. 3.2 Postupné kvetení jednotlivých druhů keřů v průběhu jarního období Keře nenastupují do reprodukčního procesu jednotně ve stejnou dobu, ale postupně v průběhu jarního období. V keřové složce habrojilmové jaseniny a topolojilmové jaseniny rozkvétá nejdříve střemcha obecná (Prunus padus), s odstupem několika dnů následovaná hlohem obecným (Crataegus laevigata), brslenem evropským (Euonymus europaeus), kalinou obecnou (Viburnum opulus) a nakonec s výraznějším denním odstupem svídou krvavou (Cornus sanquinea). Konkrétní Meteorologické Zprávy, 67, 2014

17 Den od počátku roku Day of the year D1 = 1 0,0 DP = 1 1,4 y P = 0,187x + 133,67; R² = 0,2041 y 1 = 0,164x + 127,39 R² = 0,147 Den od počátku roku Day of the year D1 = 1 1,0 DP = 1 1,4 y 1 = 0,181x + 134,82 R² = 0,197 y P = 0,187x + 140,69; R² = 0, y 1 = 0,225x + 154,4 R² = 0,263 y P = 0,211x + 161,15; R² = 0, Obr. 5 Posun fenofází prvních květů (dolní část obrazu) a plného kvetení (horní část obrazu) u hlohu obecného (Crataegus laevigata) za období Fig. 5. The phenological shift of the start of flowering (the lower part of the picture) and full flowering (the upper part of the picture) in the case of the hawthorn (Crataegus laevigata) from Obr. 6 Posun fenofází prvních květů (dolní část obrazu) a plného kvetení (horní část obrazu) u brslenu evropského (Euonymus europaeus) za období Fig. 6. The phenological shift of the start of flowering (the lower part of the picture) and full flowering (the upper part of the picture) in the case of the European euonymus (Euonymus europaeus) from Den od počátku roku Day of the year D1 = 1 2,2 D P = 1 1,5 y P = 0,189x + 144,38; R² = 0,219 y 1 = 0,200x + 140,36 R² = 0,247 Den od počátku roku Day of the year D1 = 12,9 DP = 13, Obr. 7 Posun fenofází prvních květů (dolní část obrazu) a plného kvetení (horní část obrazu) u kaliny obecné (Viburnum opulus) za období Fig. 7. The phenological shift of the start of flowering (the lower part of the picture) and full flowering (the upper part of the picture) in the case of the European cranberry viburnum (Viburnum opulus) from Obr. 8 Posun fenofází prvních květů (dolní část obrazu) a plného kvetení (horní část obrazu) u svídy krvavé (Cornus sanquinea) za období Fig. 8. The phenological shift of the start of flowering (the lower part of the picture) and full flowering (the upper part of the picture) in the case of the red dogwood (Cornus sanquinea) from průměrné údaje o začátku kvetení a plném kvetení, včetně směrodatných odchylek za období 1951 až 2012, jsou uvedeny v tab. 2. Časový rozdíl mezi prvním kvetoucím keřem, střemchou obecnou (Prunus padus), a posledním rozkvétajícím keřem, svídou krvavou (Cornus sanquinea), byl v průměru 32 dnů (tab. 2). 3.3 Teplotní požadavky jednotlivých druhů keřů na začátku reprodukčního procesu K započetí fenofáze kvetení a k plnému rozkvětu potřebuje každý druh keře konkrétní sumu efektivních teplot, která musí být dosažena, aby mohl nastat reprodukční proces. V tab. 2 jsou uvedeny tyto hodnoty pro jednotlivé druhy keřů, získané z výzkumu po dobu šedesáti dvou let. Nejnižší sumu efektivních Druh Species Střemcha obecná (Prunus padus) Hloh obecný (Crataegus laevigata) Brslen evrospký (Euonymus europaeus) Kalina obecná (Viburnum opulus) Svída krvavá (Cornus sanquinea) teplot pro začátek kvetení (162,72 C) a pro plné kvetení (203,72 C) má střemcha obecná (Prunus padus). Požadované sumy efektivních teplot se postupně zvyšují u hlohu obecného (Crataegus laevigata), následovaného brslenem evropským Tab. 2 Průměrná data prvního květu a plného kvetení a odpovídající sumy efektivních teplot za období (x průměr, s x směrodatná odchylka). Table 2. Average dates of the first flower and full flowering and corresponding sums of effective temperatures from (x average, s x standard divergency). Datum / Date Suma efektivních teplot / Sum of effective temperature První květy First flower Plné kvetení Full flowering První květy First flower Plné kvetení Full flowering x (s x ) x (s x ) x (s x ) x (s x ) (8,37) (8,12) 162,72 (17,37) 203,72 (18,37) (7,66) (7,40) 220,30 (22,42) 268,74 (20,28) (7,29) (7,23) 281,65 (20,52) 334,39 (21,95) (7,21) (7,21) 327,68 (22,35) 373,68 (23,03) (7,85) (7,44) 466,68 (31,64) 550,47 (30,70) Meteorologické Zprávy, 67,

18 (Euonymus europaeus) a kalinou obecnou (Viburnum opulus). Nejvyšší sumu efektivních teplot ze sledovaných druhů vyžaduje svída krvavá (Cornus sanquinea), u prvního květu 466,68 C a u plného kvetení 550,47 C (tab. 2). Tab. 3 Extrémní data začátku kvetení. Table 3. Extreme dates of the beginning of flowering. Druh Species Střemcha obecná (Prunus padus) Hloh obecný (Crataegus laevigata) Brslen evrospký (Euonymus europaeus) Kalina obecná (Viburnum opulus) Svída krvavá (Cornus sanquinea) Datum začátku kvetení / Date of the beginning of flowering Průměrné Nejdřívější The first of all (směr. odch.) Average (stand. dev.) Nejpozdější The latest (1974) (8,37) (1958, 1980) (1974) (7,66) (1980) (2007) (7,29) (1980) (2007) (7,21) (1980) (2007) (7,85) (1980) 3.4 Extrémní data začátku kvetení keřů V tab. 3 jsou uvedena data nejčasnějších, průměrných a nejpozdějších začátků kvetení za období 1951 až 2012 pro jednotlivé druhy keřů. Hodnoty v tabulce neukazují vliv konkrétního průběhu teploty na fenofázi kvetení. Přímý vliv teploty na začátek, průběh a délku fenofází v jednotlivých letech lze ukázat při extrémně nízkých nebo ex - trémně vysokých průměrných a maximálních denních hodnotách teploty vzduchu v jarním období. Proto byly ze souboru pozorování fenologických fází za období šedesáti dvou let vybrány fenofáze s nejkratším a nejdelším průběhem. Jako příklad byla zvolena střemcha obecná (Prunus padus) z let 1986 a 1960, brslen evropský (Euonymus europaeus) z let 1967 a 1953 a svída krvavá (Cornus sanquinea) z let 1979 a K vybraným fenofázím z jednotlivých let byly přiřazeny údaje o průměrných a maximálních hodnotách denní teploty. Údaje o extrémně krátké a extrémně dlouhé fenofázi u hlohu obecného (Crataegus laevigata) byly již dříve publikovány (Bauer et al. 2009). Pro zjištění vlivu teploty vzduchu na začátek a průběh fenofází rostlin je potřebné vzít v úvahu také sumy efektivních teplot pro příslušné fenologické etapy. Na obr. 9 je znázorněn začátek a délka fenologické etapy od prvního květu do plného kvetení střemchy obecné (Prunus padus). Při průměrné denní teplotě 19,1 C a průměrné maximální denní teplotě 25,2 C, proběhla tato fenologická fáze v roce 1986 za tři dny. V průběhu těchto tří dnů byla k dosažení plného kvetení potřebná suma efektivních teplot v hodnotě 42,4 C. Opakem je průběh stejné fenologické fáze u téhož druhu za extrémně nízké průměrné a maximální denní teploty. V roce 1960 trvala tato fenologická fáze 16 dnů, přičemž průměrná denní teplota byla 8,4 C a průměrná maximální denní teplota byla 14,1 C. V průběhu těchto 16 dnů dosáhla suma efektivních teplot 57,2 C. Na začátku fenologické fáze prvního květu brslenu evropského (Euonymus europaeus), v roce 1967, dosáhla suma hodnot efektivních teplot 288,9 C a v roce ,8 C (obr. 10). Obr. 9 Vliv průměrné (modrá) a maximální (červená) denní teploty na délku etapy rozkvétání střemchy obecné (Prunus padus) při vyšší teplotě rok 1986 a při nízké teplotě rok Fig. 9. Influence of mean (blue) and maximal (red) daily temperatures on the length of flowering of the bird cherry (Prunus padus) at high temperature 1986 and at low temperature Obr. 10 Vliv průměrné (modrá) a maximální (červená) denní teploty na délku etapy rozkvétání brslenu evropského (Euonymus europaeus) při vyšší teplotě rok 1967 a při nízkých teplotách rok Fig. 10. Influence of mean (blue) and maximal (red) daily temperatures on the length of flowering of the European euonymus (Euonymus europaeus) within high temperature 1967 and within low temperature Meteorologické Zprávy, 67, 2014

19 Při průměrné denní teplotě 19,7 C a průměrné maximální denní teplotě 26,2 C, proběhla tato fenologická fáze v roce 1967 za čtyři dny. V průběhu těchto čtyř dnů byla k dosažení plného kvetení potřebná suma hodnot efektivních teplot 59 C. Opakem byl průběh stejné fenologické fáze u téhož druhu za extrémně nízké průměrné a maximální denní teploty. V roce 1953 trvala tato fenologická fáze 14 dnů, přičemž průměrná denní teplota byla 10,0 o C a průměrná maximální denní teplota byla 16,3 C. V průběhu těchto 14 dnů dosáhla suma hodnot efektivních teplot 71,4 C. Na obr. 11 je znázorněn začátek a délka fenologické etapy od prvního květu do plného kvetení svídy krvavé (Cornus sanquinea). Při průměrné denní teplotě 22,8 C a průměrné maximální denní teplotě 30,3 C, proběhla tato fenologická fáze v roce 1979 za čtyři dny. V průběhu těchto čtyř dnů byla k dosažení plného kvetení potřebná suma hodnot efektivních teplot 88,9 C. Opakem byl průběh stejné fenologické fáze u téhož druhu za extrémně nízké průměrné a maximální denní teploty. V roce 1968 trvala tato fenologická fáze 14 dnů, přičemž průměrná denní teplota byla 12,6 C a průměrná maximální denní teplota byla 18,5 C. V průběhu těchto 14 dnů dosáhla suma hodnot efektivní teploty 106,4 C. Z uvedených příkladů vyplývá, že teplota kontroluje rychlost fenologické etapy kvetení keřů. Souvisí to se zvýšením nebo snížením fyziologické aktivity keřů, tj. zvýšením nebo snížením fotosyntézy a respirace. Vyšší teplota výrazně zkracuje fenofázi kvetení a nižší teplota tuto fenofázi prodlužuje. Teplota tedy ovlivňuje vzájemný vztah mezi okolím a vnitřními fyziologickými procesy u keřů a obecně i u rostlin, a má tak, Obr. 11 Vliv průměrné (modrá) a maximální (červená) denní teploty na délku etapy rozkvétání svídy krvavé (Cornus sanquinea) při vyšší teplotě rok 1979 a při nízké teplotě rok Fig. 11. Influence of mean (blue) and maximal (red) daily temperatures on the length of flowering of the red dogwood (Cornus sanquinea) at high temperature 1979 and at low temperature Obr. 12 Jasan úzkolistý (Fraxinus angustifolia) uprostřed v lužním lese. Foto J. Bauerová. Fig. 12. Narrow-leafed ash (Fraxinus angustifolia) in the middle of the flood-plain forest. Photo J. Bauerová. z komplexu faktorů prostředí, zásadní vliv na začátek a průběh reprodukčního procesu. 4. DISKUZE Výzkumu lužního lesa je dlouhodobě věnována pozornost ve Spolkové republice Německo. V roce 2012 vyšla publikace Ökosystem funktionen von Flussauen od kolektivu autorů vedeného M. Scholzem. Jedná se o komplexní studii říční nivy v povodí Rýna, Dunaje, Labe, Odry, Emže a Vezery, kde své místo zaujímá i kapitola věnovaná měkkému a tvrdému lužnímu lesu. V této komplexní publikaci chybějí poznatky o vlivu vývoje klimatu na lužní les i kapitola o fenologii. Nelze tak zatím naše poznatky konfrontovat s německou literaturou. I z ostatních evropských zemí chybějí fenologické údaje, vhodné pro srovnání s našimi poznatky o lužních lesích. Ve dnech 1. až 3. června 2014 proběhl v Lipsku mezinárodní seminář Středoevropské říční nivy, kterého se zúčastnil z kolektivu autorů této studie M. Palát. Účastníkům semináře podal informace o výsledcích našeho výzkumu vlivu regionálního klimatu na ekologii a fenologii lužního lesa a specializovaným zájemcům předal jednotlivá čísla časopisu Meteorologické zprávy. Součástí semináře byla exkurze do lužních lesů v okolí Lipska, kde byli účastníci seznámeni s trvalými výzkumnými plochami pro komplexní ekologický výzkum lužního lesa a byly jim rovněž předvedeny nové výzkumné metody. Za pomoci vysokého kolejového jeřábu, na jehož rameni je zavěšena pohybující se kabina, je možné podrobné sledování fenologie v korunách stromů a výzkum živočichů, především hmyzu existenčně dočasně nebo trvale vázaného na koruny stromů. V časopise Živa vyšel článek Vřeckovýtrusná zkáza jasanů (Koukol, Havrdová 2014), ve kterém je popsána zkáza jasanu v Evropě, tedy i v České republice. Jde o významnou informaci, která se týká také lužních lesů. V příspěvku o stromech (Bauer et al. 2014) bylo uvedeno, že současný vývoj klimatu neovlivňuje zdraví a reprodukční proces sledovaných vyspělých a zapojených stromů v lužním lese. Při této příležitosti poznamenáváme, že žádné onemocnění jasanu úzkolistého (Fraxinus angustifolia) houbovým původcem jsme na sledovaných lokalitách v jihomoravském aluviu nezaznamenali. Vyspělí jedinci zdárně přežívají a rostou (obr. 12). Dokladem jsou i naše herbářové Meteorologické Zprávy, 67,

20 položky o vývinu listů jasanu úzkolistého (Fraxinus angustifolia), které každoročně odebíráme. Ve výše uvedeném článku (Koukol, Havrdová 2014) postrádáme informaci o lokalitě, kde byly uveřejněné fotografie o chřadnoucích jedincích jasanu ztepilého pořízeny. 5 ZÁVĚR U všech sledovaných keřů v habrojilmové jasenině (Ulmifraxineta carpini) a topolojilmové jasenině (Ulmi-fraxineta populi) se v letech posunul začátek kvetení v průměru o 11,3 dní do dřívější doby a u plného kvetení o 12,0 dní při zvýšení jarní teploty o 2 C. Zvýšení průměrné jarní teploty vzduchu za období šedesáti dvou roků o 2 C, nemělo negativní vliv na zdraví a reprodukční proces sledovaných druhů keřů. Literatura BAUER, Z., BAUEROVÁ, J., SOUKALOVÁ, E., Dopad změny klimatu a vodního režimu na biodiverzitu lužního lesa na příkladu habrojilmové jaseniny (Ulmi-fraxineta carpini). Meteorologické Zprávy, roč. 62, č. 1, s ISSN BAUER Z., LIPINA P. a kol., Vliv klimatické změny na populace rostlin a živočichů v lužním lese v období let a poznámky k rokům Sborník prací Českého hydrometeorologického ústavu, svazek 57, Praha, 78 s. + CD. ISBN , ISSN BAUER, Z., BAUEROVÁ, J., LIPINA, P., PALÁT, M., Vliv vývoje regionálního klimatu na ekosystém lužního lesa v letech Část I. Stromy. Meteorologické Zprávy, roč. 67, č. 2, s ISSN HAVLÍČEK, V. a kol., Agrometeorologie. Státní nakladatelství Praha. 264 s. KOUKOL, O., HAVRDOVÁ, L., Vřeckovýtrusná zkáza jasanů, Živa, roč. 151, č. 1, s ISSN SCHOLZ, M., MEHL, D., SCHULZ-ZUNKEL, CH., KAS PE - RIDUS, H. D., BORN, W., HENLE, K., Öko systemfunktionen von Flussauen. Naturschutz und Biolo gische Vielfalt, Heft 124, Bundesamt für Naturschutz, Bonn Bad Godesberg. Lektoři (Reviewers): Ing. Lenka Hájková, Doc. Ing. Rudolf Bagar, CSc. INFORMACE RECENZE NÁVODY PRO POZOROVATELE METEOROLOGICKÝCH STANIC Dne 1. září 2014 vstoupily v platnost aktualizované návody pro pozorovatele meteorologických stanic. Jedná se o tyto návody: Metodický předpis ČHMÚ č. 13, verze č. 2: Návod pro pozorovatele meteorologických stanic ČHMÚ. Metodický předpis ČHMÚ č. 13a, verze č. 2: Návod pro pozorovatele automatizovaných meteorologických stanic. Metodický předpis ČHMÚ č. 13b, verze č. 2: Návod pro pozorovatele srážkoměrných stanic ČHMÚ. Metodický předpis ČHMÚ č. 13c: Návod pro pozorovatele srážkoměrných stanic s automatickým srážkoměrem. Návody pro pozorovatele (Metodický předpis ČHMÚ č. 13, 13a, 13b) jsou aktualizovány a vydány jako verze č. 2, tohoto předpisu z roku Metodický předpis ČHMÚ č. 13c je vydán nově. Metodický předpis č. 13 a č. 13b je vydán v plném znění (viz příloha) a také jako jednotlivé listy se změnami. V Metodickém předpisu č. 13 a č. 13b z roku 2003 (kroužková vazba) se vymění jednotlivé listy se změnami, k výtisku se doplní list přehledu změn a na obal Metodického předpisu se nalepí samolepka Aktualizace Metodický předpis č. 13a byl aktualizován v takovém rozsahu, že je vydán celkově aktualizovaný a nejsou připraveny listy se změnami k výměně. Podstatným rozšířením tohoto návodu, oproti verzi č. 1 z roku 2003, je přehled a popis všech používaných přístrojů a metodik měření na profesionálních stanicích ČHMÚ. Návody jsou nyní dostupné v pdf formátu na Isowebu ČHMÚ, na odboru klimatologie ČHMÚ a u autorů. Předpokládáme, že do konce roku 2014 budou dostupné i v tištěné podobě. Tento metodický předpis s přílohami je v předepsaném rozsahu a podle typu stanice určen všem pozorovatelům ČHMÚ, všech typů meteorologických stanic. Metodický pokyn je rovněž závazný pro všechny pracovníky odboru profesionálních staničních sítí, odboru klimatologie a všechna pracoviště ČHMÚ, která na svých stanicích provádějí meteorologická měření a pozorování. Nově problematika návodů metodicky řeší měření a údržbu totalizátorů, automatické sněhoměrné stanice, tzv. sněhoměrné polštáře, výškově stavitelnou meteorologickou budku, výškově stavitelný automatický srážkoměr, váhový sněhoměr SM a a již výše uvedené používané přístroje na profesionálních stanicích. V návodech rovněž dochází k odstranění některých chyb a nepřesností, k úpravě a rozšíření definic některých meteorologických prvků a meteorologických jevů, tak, aby byly v souladu s aktuálně platnými předpisy WMO a v souladu s aktualizací Meteorologického slovníku: měření přízemní teploty vzduchu nad aktivním povrchem, nesouvislé sněhové pokrývky (úprava definice), výšky nově napadlého sněhu (úprava definice), stavu půdy, zápisu bouřek a hřmění bez číslování, zápisu meteorologických pozorování na stanici. Metodický pokyn NMK Hlášení výskytu nebezpečných meteorologických jevů již není součástí návodu. Byla provedena úprava vzorových měsíčních výkazů pozorování (úpravy jevů, číslování bouřek). Došlo k úpravě definic a popisů těchto meteorologických jevů: déšť se sněhem, přeháňka deště se sněhem, smíšené srážky, sněhové krupky, sněhová zrna, zmrzlý déšť, námrazové krupky, mlha, jíní, tromba a tornádo, koróna, gloriola, bouřka, blýskavice, hřmění, húlava. Touto cestou bych rád poděkoval všem pracovníkům Českého hydrometeorologického ústavu, kteří aktivně, připomínkami, tvorbou textu některých nových kapitol, tvorbou obrázků, nebo lektorským posouzením textu, pomohli završit téměř 18měsíční úsilí při aktualizaci těchto návodů. Za autorský kolektiv Pavel Lipina 146 Meteorologické Zprávy, 67, 2014

21 ČASOVÉ ZMĚNY VEGETAČNÍHO OBDOBÍ POLABÍ Vera Potop, Česká zemědělská univerzita v Praze, katedra agroekologie a biometeorologie, Kamýcká 129, Praha 6-Suchdol, potop@af.czu.cz Pavel Zahradníček, Český hydrometeorologický ústav, pobočka Brno, Kroftova 43, Brno; Centrum výzkumu globální změny AV ČR, v. v. i., Bělidla 986/4a, Brno Luboš Türkott, Česká zemědělská univerzita v Praze, katedra agroekologie a biometeorologie, Kamýcká 129, Praha 6-Suchdol Petr Štěpánek, Český hydrometeorologický ústav, pobočka Brno, Kroftova 43, Brno; Centrum výzkumu globální změny AV ČR, v. v. i., Bělidla 986/4a, Brno Changes in the timing of the growing season parameters over the Elbe River lowland (Polabí). In this study, changes in the timing of the climatological growing season parameters were analysed at a high horizontal resolution of 10 km over the Elbe River lowland. The growing season parameters were computed using daily mean temperatures for three thresholds (tmean 5, 10 and 15 C). A comprehensive analysis was conducted on the temporal variability of the beginning date of the growing season (BGS), the end date of the growing season (EGS) and the length of the growing season (LGS) for three threshold temperatures that correspond to the physiological requirements of the vegetable types from The results showed that GSL 5, 10 and 15 C increased over the analysis period; however, the role of changes in the BGS and the EGS differed depending on the time period and temperature threshold. From 1961 to 2011, the regional mean LGS increased significantly, by 15.3, 11.2 and 5.1 days for the 5, 10 and 15 C threshold temperatures, respectively. The LGS extensions at temperatures greater than or equal to 5 and 10 C are attributable to the earlier BGS (10.7 and 7.6 d) rather than the delayed EGS (4.6 and 3.6 d). The lengthening of the LGS 15 C is attributable mainly to the delay in the EGS in autumn rather than to the advance of the BGS in spring. KLÍČOVÁ SLOVA: parametry vegetačního období variabilita časová trendy změn zelenina Polabí KEYWORDS: growing season parameters temporal variability tendency vegetables Elbe river lowland 1. ÚVOD Zemědělský sektor je v současné době stále více vystavován přírodním a ekonomickým rizikům způsobeným probíhající změnou klimatu, která se projevuje především výraznou variabilitou počasí v jednotlivých letech (IPCC 2013). V této souvislosti je velice důležité hledat možnosti přizpůsobení se této změně a v dostatečném předstihu predikovat a kvantifikovat tato rizika na regionální i místní úrovni. Modely a scénáře budoucího klimatu předpokládají prodloužení délky vegetačního období, a to převážně časným nástupem jara. Delší vegetační období, společně s nárůstem teploty vzduchu v průběhu vegetačního období, umožní rozšíření teplomilných plodin do nížinných oblastí střední Evropy, tedy za hranice areálu jejich současného pěstování. Dále může dojít ke zvýšení výnosového potenciálu krajiny jejím zúrodněním a zvýšením počtu sklizní (Chmielewski, Rotzer 2002; Chmielewski et al. 2004; Menzel et al. 2003; Koufos et al. 2013; Menzel et al. 2006; Možný et al. 2013; Potop et al. 2013; Potop et al. 2014; Potop et al. 2014b, Scheifinger et al. 2003). Uvedené studie se zabývají především klimaticky mírnými oblastmi Evropy, kde jsou sledovány nárůsty teploty vzduchu, časnější nástup posledních jarních mrazů, pozdější nástup prvních podzimních mrazů, změna délky vegetačního období a fenologické fáze rostlin. Výzkum primárně zaměřený na polní plodiny se postupně rozšiřuje na vinnou révu, ovocné dřeviny i planě rostoucí druhy. Polabská nížina je jednou z nejdůležitějších zemědělských oblastí ve střední Evropě. Tato oblast patří mezi největší a nejproduktivnější producenty tržní zeleniny v České republice. Typickým aspektem produkce polních zelenin je, že tyto rostliny mají poměrně úzké a specifické teplotní nároky. Potop et al. (2013) rozdělila sortiment polní zeleniny pěstované v Polabí dle teplotních nároků do tří základních skupin: teplomilné zeleniny, kam patří převážně plodová zelenina z čeledi lilkovitých a tykvovitých (např. rajče, paprika, okurka, dýně), chladuodolné zeleniny (např. kedlubna, kapusta, květák, zelí, mrkev, celer) a mrazuodolné zeleniny (cibule, česnek, růžičková kapusta, kadeřávek). Výsadba / setí mrazuodolné zeleniny se zahajuje v České republice v nejteplejších oblastech jižní Moravy na konci března a následně v Polabí. Aby bylo možné poskytnout více informací o možném rozšíření sortimentu polní zeleniny, bude hlavním cílem této studie vyhodnotit, s využitím datových souborů průměrné denní teploty (t d 5, 10 a 15 C) za roky , dlouhodobé změny časových parametrů vegetačního období v Polabí. 2. MATERIÁL A METODA Tato studie je založena na analýze průměrné denní teploty vzduchu gridové sítě s horizontálním rozlišením 10 km (CZGRIDS, ALADIN-Climate/CZ) za období 1961 až Detailní popis kontroly kvality datových souborů průměrné denní teploty vzduchu je uveden v práci Potop et al. (2013). Vliv klimatické změny na vegetační období zemědělských plodin lze stanovit např. pomocí fenologických pozorování porostů nebo analýzou satelitních snímků s určením normalizovaného diferenčního vegetačního indexu NDVI a teploty vzduchu (Carter 1998; Chmielewski, Rotzer 2002; Jeong et al. 2011; Linderholm et al. 2008; Menzel et al. 2003; Možný et al. 2013; White et al. 1997; Yang et al. 2013). Určovat vegetační období podle teploty vzduchu je možné v oblastech, kde právě teplota vzduchu je hlavním faktorem, vymezujícím časové parametry vegetačního období. V našem výzkumu jsme použili definovaná agroklimatická období charakterizovaná hranicí průměrné denní teploty vzduchu a určili jsme pro jednotlivé body gridové sítě počátek, konec a délku trvání těchto období. Neexistuje však žádná univerzální definice vegetačních období. Vegetační období může být definováno jako časový interval, kdy jsou rostliny schopny vegetace (Carter 1998). Frich a kol. Meteorologické Zprávy, 67,

22 Obr. 1 Plošný průměr časové variability parametrů (ZVO, KVO a VO) vegetačních období s t d 5, 10 a 15 C v Polabí za roky s vyznačením hodnoty H (5letý klouzavý průměr). Fig. 1. Inter-annual variations of area-averaged growing season onset, end and length for the 5, 10 and 15 C temperature thresholds from 1961 to 2011 in the Elbe River lowland. 148 Meteorologické Zprávy, 67, 2014

23 Tab. 1 Statistické charakteristiky data počátku, konce a délky trvání vegetačních období za roky v Polabí. Table 1. Statistical characteristics of the area-averaged growing season parameters of the studied area for t d 5 C t d 10 C t d 15 C Počátek Konec Délka Počátek Konec Délka Počátek Konec Délka Medián 26. březen 4. listopad duben 7. říjen květen 7. září 109 Standardní odchylka 10,1 12,9 15,7 10,4 9,7 14,3 15,2 11,0 18,0 Nejčasnější / 4. březen 12. říjen březen 16. září duben 19. srpen 67 nejkratší Nejpozdější/ nejdelší (1990) 16. duben (1997) (1994) 8. prosinec (2006) (1997) 256 (2006) (1998) 22. květen (1980) (1972) 28. říjen (2000) (1972) 195 (2000) (1962) 26. červen (1974) (1978) 30. září (1966) (1965) 151 (2000) (2002) použil pro standardizaci definice vegetačního období hraniční hodnotu průměrné denní teploty vzduchu 5,0 C. Za vegetační období považuje interval počínající dosažením 5 a více dnů s průměrnou denní teplotou (t d ) vzduchu vyšší než 5,0 C a končící výskytem 5 a více dní s t d nižší než 5,0 C. Carter (1998) definoval počátek vegetačního období jako t d > 5,0 C po dobu 5 dnů a konec jako 10 dní s t d < 5,0 C. Pro Pobaltskou oblast definoval Linderholm et al. (2008) jako začátek vegetačního období poslední den prvního šestidenní s t d > 5,0 C po posledních zimních / jarních mrazech. V našem výzkumu bylo vegetační období definováno s ohledem na fyziologické požadavky rostlin mírného pásma a klasifikačního systému dle Atlasu podnebí Česka (Tolasz et al. 2007): velké vegetační období (t d 5,0 C), hlavní vegetační období (t d 10,0 C) a vegetační léto (t d 15,0 C). Termín výsevu / výsadby polních zelenin se liší dle nároků jednotlivých druhů (mrazuodolné, chladuodolné a teplomilné), proto byly začátky vegetačních období (ZVO) definovány jako termín, kdy prvních 5 po sobě jdoucích dnů je t d 5,0 C; 10,0 a 15,0 C a následně 5 a více dnů nesmí t d klesnout pod tyto hodnoty (obr. 1). Konec vegetačních období (KVO) je stanoven na počáteční den první pentády s t d 5,0 C; 10,0 a 15,0 C. Délka vegetačních období (VO) se pak stanoví jako počet dnů mezi počátkem a koncem jednotlivých období (obr. 1). Obr. 1 znázorňuje plošný průměr časové variability parametrů vegetačních období s t d 5, 10 a 15 C v Polabí za roky Rozdělení vegetačního období na tři úrovně odpovídá požadavkům většiny polních zelenin. Počátek velkého vegetačního období (t d 5,0 C) představuje vhodné podmínky pro setí, či výsadbu mrazuodolné zeleniny, hlavní vegetační období (t d 10,0 C) a vegetační léto (t d 15,0 C) pak obdobně pro chladuodolné a teplomilné zeleniny. Konec vegetačního období pak určuje sklizeň a ukončení sklizně různých druhů zeleniny a délka vegetačního období časový interval pro růst, vývoj a zrání polních druhů zeleniny. Pomocí těchto definic byly vytvořeny v rámci Polabí časové řady počátku, konce a délky vegetačních období pro 116 bodů gridové sítě. Dále byly vytvořeny a statisticky zpracovány dva datové soubory. První charakterizuje prostorovou distribuci parametrů tří vegetačních období pro každý gridový bod v jednotlivých letech Druhý soubor definuje časové rozdíly parametrů vegetačních období souhrnně za celou zvolenou oblast, tedy jako průměr všech 116 gridových bodů. Pro sledování časových změn vegetačních období byly vypočteny odchylky jejich počátku, konce a délky trvání od průměru za období Kladná odchylka udává rok s pozdním nástupem / ukončením daného období, resp. delším obdobím trvání, a záporná odchylka jev opačný. Sledované roky pak byly dále rozděleny do dvou kategorií: roky s prodloužením vegetačního období a roky se zkrácením vegetačního období v porovnání s průměrem. Dále pak byly vypočítány lineární trendy a byla provedena regresní analýza parametrů vegetačních období dle Studentova jednovýběrového t-testu. 3. VÝSLEDKY A DISKUSE 3.1 Počátek, konec a délka trvání vegetačních období Velké vegetační období: t d 5,0 C Medián počátku velkého vegetačního období na sledovaném území za roky vychází na 26. března (85. den v roce), konec na 4. listopadu (308. den v roce) a jeho průměrná délka trvání je 223 dnů (tab. 1 a obr. 1). Nejčasnější počátek velkého vegetačního období byl v roce 1990, a to 22 dnů před dlouhodobým průměrem, tedy 4. března. V tomto roce byl velmi časný nástup jara, a již v druhé polovině měsíce února dosahovaly odchylky průměrné teploty vzduchu v ČR +6,0 až +11,0 C. Nejvyšší odchylky byly zaznamenány ve vyšších polohách České republiky a na území Polabí se pohybovaly mezi +6,0 a +9,0 C. Obdobný průběh počasí pokračoval i v první dekádě měsíce března s odchylkami teplot od dlouhodobého průměru +5,0 až +6,0 C. Délka velkého vegetačního období v roce 1990 patřila se svou hodnotou 22 dnů nad dlouhodobým průměrem mezi pět nejdelších za sledované období (tab. 2). Časný nástup jara nastal i v roce Velké vegetační období začalo v Polabí již 8. března, tedy o 18 dní dříve v porovnání s dlouhodobým průměrem. Obdobně časný nástup jara v roce 1981 zaznamenala prakticky celá Evropa (Chmielewski, Rotzer 2002), avšak zvlněné teplotní rozhraní táhnoucí se od Atlantského oceánu přes Severní a Baltské moře oddělovalo chladný sektor vnitrozemí Skandinávie, s odchylkami teploty vzduchu 4,0 až 6,0 C od teplotně mimořádně nadprůměrné střední Evropy. Příliv teplého vzduchu do střední Evropy, tedy i na území ČR, byl doprovázen nadnormálními úhrny srážek, ve středním Polabí s měsíčním úhrnem v březnu % normálu (ČHMÚ ). I přes časný nástup jara v roce 1981, byly v důsledku povodní a přemokření půd polní práce výrazně opožděny. Ke konci měsíce března bylo oseto pouhých 28 % výměry jarních obilovin a necelých 10 % ploch cukrovky v porovnání s rokem předchozím. Nejpozdnější nástup velkého vegetačního období (16. dub - na) byl v roce Po teplotně silně nadprůměrném únoru, kdy odchylka teploty vzduchu od dlouhodobého průměru dosahovala v Polabí +3,0 až +4,0 C, následoval teplotně průměrný březen s větší oblačností a nadprůměrnými srážkami, převážně na území Čech. Výrazné ochlazení nastalo v první polovině dubna, kdy odchylka průměrné teploty Meteorologické Zprávy, 67,

24 vzduchu od dlouhodobého průměru dosahovala v Polabí hodnot 4,0 až 5,0 C. Toto ochlazení postihlo převážnou část evropského kontinentu. V roce 1997 byla stanovena nejkratší délka velkého vegetačního období 188 dní, což je o 35 dní méně v porovnání s dlouhodobým průměrem dané charakteristiky. Tento fakt byl způsoben nejen pozdním nástupem ZVO 5 C, ale i jeho časným ukončením, které nastalo 20. října, což je o 15 dní dříve, než vyjadřuje dlouhodobý průměr. Tento pokles teploty způsobila brázda nízkého tlaku vzduchu nacházející se východně od České republiky, a v důsledku toho převládalo na území ČR chladné severozápadní proudění. Nejčasnější KVO 5 C nastal v roce 1994, a to již 12. října. Bylo to způsobeno výrazným ochlazením v první polovině měsíce října, spojeným s brázdou nízkého tlaku vzduchu, ve které postupovaly jednotlivé frontální systémy od západu na východ. Teplotně podprůměrná byla první polovina října 1994 převážně ve střední a severní Evropě. Nejpozdnější KVO 5 C (8. prosince) bylo v roce Nastalo o 34 dní později, než udává dlouhodobý průměr. Po teplotně podprůměrném srpnu 2006 následovalo v Čechách i na Moravě teplotně silně nadprůměrné září a říjen. Nadprůměrné teploty vzduchu se vyskytovaly prakticky na celém území Evropy. Obdobné počasí, s mimořádně nadprůměrnou teplotou, pokračovalo v České republice i v měsíci listopadu. Na evropském kontinentu byly nejvyšší odchylky teploty vzduchu od dlouhodobého průměru dosahovány v pásu od Pyrenejského poloostrova přes střední Evropu až nad oblast Skandinávie. Byly způsobeny silným jihozápadním prouděním (ČHMÚ ). Rok 2006 měl zároveň nejdelší VO 5 C Hlavní vegetační období: t d 10,0 C Počátek intenzivního růstu a vývoje většiny polních plodin mírného pásma odpovídá i počátku období se stabilním nárůstem průměrné denní teploty vzduchu na 10 C a více. V Polabí tato perioda začíná v průměru 21. dubna a končí 7. října. Délka hlavního vegetačního období pak trvá v průměru 169 dnů (tab. 1). Nejčasnější nástup tohoto období byl v roce 1998 (30. března), s předstihem 22 dnů v porovnání s dlouhodobým průměrem. Duben 1998 byl ve střední Evropě velmi teplý, s odchylkou od normálu až +3,0 C. V Čechách byla průměrná odchylka od normálu +1,8 C a místy dosahovala až +4,2 C (ČHMÚ ). Nejpozdější nástup hlavního vegetačního období nastal v roce 1980 (22. května), a to 31 dnů za dlouhodobým průměrem (obr. 1). Do střední Evropy opakovaně pronikal studený vzduch od severu, a naopak do Skandinávie proudil teplý vzduch, který způsobil neobvykle teplé jaro, s odchylkami od dlouhodobého průměru +1,0 až +3,0 C. Duben 1980 byl v Polabí teplotně podprůměrný, s odchylkami teploty vzduchu 2,0 až 3,0 C, a srážkově silně nadprůměrný. Nejčasnější ukončení hlavního vegetačního období nastalo v roce 1977 (15. září). V tomto období mělo proudění nad Evropou meridionální charakter a po přední straně hřebene vysokého tlaku vzduchu nad východním Atlantikem (později Britskými ostrovy a Skandinávií) k nám proudil velmi chladný vzduch z Arktidy. Odchylky teploty vzduchu od dlouhodobého průměru klesly ve druhé polovině září v ČR na 3,0 až 5,0 C a ve východní a jižní Evropě až na 5,0 až 6,0 C. Nejkratší hlavní vegetační období bylo v roce 1972 a trvalo pouhých 136 dnů. Toto zkrácení bylo způsobeno nejen jeho pozdním nástupem (13 dnů po průměru), ale převážně časným ukončením již 16. září. V tomto období se nad střední Evropou vyskytovala nepříliš častá synoptická situace typu C (cyklona nad střední Evropou) navazující na brázdu nízkého tlaku nad střední Evropou. Tento cyklonální ráz počasí výrazně ovlivnil teplotní poměry a sluneční svit. Odchylka teploty vzduchu od dlouhodobého průměru klesla v Čechách na 2,2 C, v západní a jihozápadní části Čech až na 3,0 až 4,0 C. Na mnoha místech ČR se vyskytly přízemní mrazy, místy i pod 5,0 C, což negativně ovlivnilo sklizeň polní zeleniny (Potop et al. 2014). Nejdelší hlavní vegetační období bylo v roce 2000 (195 dnů) a bylo způsobeno jeho velmi pozdním koncem, 28. října, tedy 21 dní po průměrném ukončení (obr. 1). Počátek podzimu v roce 2000 byl teplotně normální na celém území ČR. V říjnu pak nad střední Evropou převládalo teplé jižní až jihozápadní proudění. Mimořádně nadprůměrné odchylky teploty vzduchu sahaly od střední Evropy až po severní Skandinávii (+3,0 až +8,7 C) a v České republice vystoupily na +2,5 až +5,2 C. Jižní až jihozápadní proudění pokračovalo i v listopadu a utvářelo tak silně nadprůměrné teplotní podmínky Vegetační léto: t d 15,0 C Vegetační léto je obdobím vhodných teplotních podmínek pro teplomilnou zeleninu, jeho délka trvání je však kratší než vegetační doba většiny teplomilných zelenin. Proto je nutné tuto zeleninu předpěstovat v řízených podmínkách a na stanoviště ji vysazovat až v období, kdy nehrozí její poškození nízkou teplotou. I přesto je délka trvání vegetačního léta limitujícím faktorem pro zrání a sklizeň převážně plodové zeleniny. Průměrná délka vegetačního léta je v Polabí 109 dnů, s průměrným začátkem 21. května a koncem 7. září. Mezi nejkratším vegetačním létem v roce 1965 (67 dnů) a nejdelším v roce 2000 (151 dnů) je rozdíl 84 dnů. Nejčasnější počátek vegetačního léta nastal v roce 1962, a to již 21. dubna, a nejpozdnější v roce 1974, 26. června (tab. 1). Zima roku 1973 / 1974 byla suchá a teplá. Obdobné počasí pokračovalo i v březnu s průměrnou odchylkou od dlouhodobého průměru +3,2 C, a velmi nízkými úhrny srážek, v Čechách 59 % a na Moravě 21 % dlouhodobého průměru. Srážkově nejchudší byla jižní Morava (Dyjskosvratecký a Dolnomoravský úval). Suché počasí se udrželo i v dubnu, se srážkami odpovídajícími 39 % dlouhodobého průměru v Čechách a 45 % na Moravě. Srážková činnost se obnovila až v měsíci květnu a červnu, které byly srážkově nadprůměrné a teplotně podprůměrné, s odchylkou teploty až 2,0 C (Třeboňská pánev) v květnu a 3,0 C (Plzeňská pánev a Li berecko) v červnu. I přes časný nástup jara a optimální (teplé, suché) podmínky pro předseťovou přípravu, jarní setí, výsadbu a kultivaci plodin, bylo vegetační období roku 1974 pro růst a vývoj převážně teplomilných plodin nepříznivé. Silné deště, podmáčení polí a nízké teploty zpomalily růst plodin. Došlo k poléhání porostů, vytvořily se optimální podmínky pro houbové choroby a byla prakticky znemožněna senoseč. Zrání ovoce (jahod, třešní a bobulovin) bylo velmi pomalé a nástup sklizně o 5 10 dní opožděný oproti průměru (ČHMÚ ). Nejčasnější ukončení vegetačního léta nastalo v roce 1978 (19. srpna), srpnové odchylky teploty vzduchu od dlouhodobého průměru dosahovaly v jednotlivých místech Polabí 2,0 až 3,0 C. Toto chladné počasí bylo doprovázeno výraz- 150 Meteorologické Zprávy, 67, 2014

25 nou srážkovou činností, kdy srážkové úhrny činily v Polabí 150 až 200 % dlouhodobého průměru. Nejpozdější ukončení vegetačního léta bylo v roce 1966, 30. září. Souhrnně lze říci, že počátky vegetačních období mají výraznou meziroční variabilitu, což je zvláště patrné u velkého vegetačního období a vegetačního léta. Mezi roky 1971 až 1981 došlo ke značnému opoždění nástupu vegetačního léta (obr. 1). Obdobné zpoždění je patrné i u hlavního vegetačního období. Nejvýraznějších negativních odchylek od dlouhodobého průměru je dosahováno v 60., 70. a 80. letech 20. století. Na konci sledovaného období, počátkem 21. století, je patrný výrazný posun začátku hlavního vegetačního období do první poloviny dubna. 3.2 Časová variabilita počátku, konce a délky vegetačních období Odchylky v počátku, konci a délce vegetačních období Z plošného průměru parametrů tří vegetačních období v rámci Polabí byly za období let vypočteny jejich odchylky od dlouhodobého průměru (tab. 2 a obr. 2). Tyto odchylky byly rozděleny na kladné, značící pozdní nástup / ukončení a prodloužení, a na záporné, značící časný nástup / ukončení a zkrácení. Roky s nejčasnějším počátkem velkého vegetačního období byly: 1990 ( 22 d), 1981 ( 18 d), 1961 ( 17 d), 1991 ( 17 d), 2007 ( 14 d) a 2011 ( 14 d) a roky s nejpozdějším ukončením byly: 2006 (+34 d), 2000 (+28 d), 1963 (+20 d), 1969 (+18 d), 2008 (+17 d), 1987 (+16 d), 1996 (+15 d) a 2010 (+12 d) (obr. 2). Dvě nejdelší velká vegetační období, s odchylkou od průměru +33 a +29 dnů, byla v letech 2000 a V obou případech bylo prodloužení způsobeno pozdním ukončením vegetačního období. Nejdelší hlavní vegetační období nastalo v letech 2000 (+26 d), 2009 (+22 d), 1981 (+19 d), 1961 (+17 d) a 1998 (+15 d). Nejkratší hlavní vegetační období bylo v letech 1972 ( 33 d), 1980 ( 27 d), 1970 ( 26 d), 1977 ( 22 d), 1987 ( 21 d), 1965 ( 21 d) a 1971 ( 20 d). Tyto odchylky odpovídají i teplotním anomáliím ve střední Evropě (Chmielewski, Rotzer 2002; Menzel et al. 2003; Scheiinger et al. 2003). Prodloužení hlavního vegetačního období v Polabí bylo způsobeno převážně jeho časným nástupem v jarním období, méně pak jeho pozdějším ukončením. Právě časný počátek tohoto období utváří vhodné podmínky pro výsev / výsadbu polní zeleniny, kdy jsou tyto plodiny při klíčení, resp. přechodu z řízených podmínek, na teplotu, velmi náročné. Z pohledu polního zelinářství je velmi důležitá délka vegetačního léta, méně pak časný termín jeho počátku, resp. pozdní datum jeho konce. Interval tohoto období vymezuje prostor pro založení porostů, růst, vývoj a plodnost plodové zeleniny. U ostatních druhů zeleniny jsou v tomto období porosty již založené a průběh vegetačního léta ovlivňuje především množství a kvalitu hlavního produktu. Nejdelší vegetační léto nastalo v letech 2000 (+42 d), 1966 (+32 d), 1993 (+31 d) a 2003 (+30 d). Tato období jsou zároveň spojena s výskytem vláhových deficitů (suché a horké vlny) na území ČR (Potop et al. 2014a). Nejkratší vegetační léta byla v letech 1965 ( 42 d), 1974 ( 30 d), 1980 ( 30 d), 1991 ( 30 d), 1978 ( 26 d), 2010 ( 26 d), 1972 ( 23 d) a 1970 ( 22 d). S výjimkou roku 2010 jsou nejkratší vegetační léta záležitostí chladné periody 70. let 20. století. Rok 1965 měl extrémně krátké vegetační léto, které nastalo o 28 dnů později a skončilo o 14 dnů dříve v porovnání s průměrem. Tento rok patří i mezi roky s nejkratší délkou velkého i hlavního vegetačního období, což potvrzují také výsledky ostatních studií (Potop et al. 2014; Potop et al. 2014a). V roce 2010 po teplotně nadprůměrném dubnu v ČR (Δt +1,3 C) následoval chladný a deštivý květen, s odchylkou měsíční teploty vzduchu od dlouhodobého průměru 1,2 C a 161 % měsíčního úhrnu srážek. Tento průběh počasí byl nepříznivý převážně pro sadbu teplomilné zeleniny. Konec vegetačního období teplomilné zeleniny v roce 2010 byl doprová- Meteorologické Zprávy, 67,

26 Tab. 2 Odchylky charakteristik vegetačních období v Polabí za roky Table 2. Area-averaged anomalies (sorted by the highest number of anomalies in days) for the start, end and length of the growing season for the three thresholds of t mean 5, 10 and 15 C over the Elbe River lowland for Charakteristika Roky Odchylky (dny) Nejdelší vegetační období (t d 5 C) nejčasnější nástup 1990, 1981, 1961, 1991, 2007, , 18, 17, 17, 14, 14 nejpozdnější ukončení 2006, 2000, 1963, 1969, 2008, 1987, 1996, , +28, +20, +18, +17, +16, +15, +12 nejdelší trvání 2006, 2000, 1961, 1990, 2008, 2010, , +29, +23, +22, +22, +19, +18 Nejkratší vegetační období (t d 5 C) nejpozdnější nástup 1997, 1970, 1962, 1975, 1996, , +18, +17, +15, +13, +12 nejčasnější ukončení 1994, 2009, 1965, 1991, , 21, 18, 15, 15 nejkratší trvání 1997, 1962, 1975, 1965, 1973, 1979, , 30, 25, 23, 17, 17, 13 Nejdelší vegetační období (t d 10 C) nejčasnější nástup 1998, 1974, 2009, 1981, , 20, 19, 17, 15, 8 nejpozdnější ukončení 2000, 2001, 1988, 1967, 1984, 1983, , +18, +13, +12, +12, +10, +10 nejdelší trvání 2000, 2009, 1981, 1961, , +22, +19, +17, +15 Nejkratší vegetační období (t d 10 C) nejpozdnější nástup 1980, 1982, 1965, 1970, 1972, 1984, 1987, , +22, +21, +13, +13, +11, +11, +10 nejčasnější ukončení 1977, 1972, 1971, 1996, , 21, 16, 15, 14 nejkratší trvání 1972, 1980, 1970, 1977, 1987, 1965, , 31, 27, 26, 22, 21, 20 Nejdelší vegetační období (t d 15 C) nejčasnější nástup 1962, 1993, 2000, 1968, 2001, 1986, 1998, , 28, 28, 22, 21, 20, 19, 16 nejpozdnější ukončení 1966, 1975, 1989, 2006, 1999, 2003, , +22, +18, +17, +17, +14, +13 nejdelší trvání 2000, 1966, 1993, , +32, +31, +30 Nejkratší vegetační období (t d 15 C) nejpozdnější nástup 1974, 1965, 1972, 1980, , +28, +24, +21, +20 nejčasnější ukončení 1978, 1986, 1965, 1970, , 19, 14, 13, 12 nejkratší trvání 1965, 1974, 1980, 1978, 2010, 1972, , 30, 30, 26, 26, 23, 22 Tab. 3 Trendy změn charakteristik vegetačních období v Polabí (den.rok 1 ). Table 3. Changes (days per year) in growing season parameters over the Elbe River lowland. t d 5 C t d 10 C t d 15 C Počátek Konec Délka Počátek Konec Délka Počátek Konec Délka ,91 0,07 0,98 +0,95 0,27 1,63 +0,49 0,63 1, ,80 +0,19 0,61 +0,90 +0,01 0,89 0,06 0,33 0, ,38 +0,11 +0,49 0,41 +0,40 +0,81 0,09 +0,30 +0, ,76 +0,01 +0,77 0,82 +0,05 +0,87 0,10 +0,36 +0, ,54 +0,67 +1,21 0,56 +0,06 +0,62 0,01 +0,56 +0, ,21 +0,09 +0,30 0,15 +0,07 +0,22 0,02 +0,08 +0,10 zen chladným a vlhkým průběhem počasí v září (Δt 1,5 C, 155 % dlouhodobého průměru srážek). Při shrnutí lze říci, že většina let s pozdním nástupem, časným ukončením a krátkou délkou trvání vegetačních období spadají do chladného a vlhkého desetiletí let , které je charakteristické nadprůměrnými srážkami a nízkými odchylkami teploty vzduchu od dlouhodobého průměru. V tomto desetiletí končily slabé i mírné jarní mrazy v průměru za celé Polabí až v první polovině května a bezmrazová období měla nejkratší délku trvání za období let (Potop et al. 2014) Trendy změn parametrů vegetačních období Pro lepší orientaci v časových změnách parametrů vegetačních období za roky byla provedena regresní analýza s lineární trendovou funkcí. Lineární trendy počátku, konce a délky trvání vegetačních období pro jednotlivá desetiletí sledovaného období ukazuje tab. 3. Záporná hodnota trendu počátku a kladná hodnota trendu konce období vedou k vzestupu trendu délky trvání vegetačního období. Za sledovaných 51 let došlo k nejvýraznějším změnám velkého vegetačního období, které začíná o 10,7 dne dříve, končí o 4,6 dne později a jeho délka trvání se prodloužila o 15,3 dne. K menším změnám došlo u hlavního vegetačního období, které začíná o 7,6 dne dříve, končí o 3,6 dne později a prodloužilo se o 11,2 dne. V průměru došlo k nejmenším změnám v parametrech vegetačního léta, i když je u tohoto období patrná výrazná meziroční variabilita (obr. 1). Vegetační léto začíná v průměru o 1,0 dne dříve, končí o 4,1 dne později a jeho prodloužení je o 5,1 dne. Z důvodu rozsahu sledovaného období a variability hodnocených parametrů bylo toto období rozděleno na 5 desetiletí a jednotlivé dekády statisticky analyzovány (tab. 3). Jako hlavní příčina prodloužení délky velkého a hlavního vegetačního období byl určen jejich časný nástup. To však neplatí u vegetačního léta, kdy na prodloužení trvání má větší podíl jeho pozdní ukončení. Největší dynamika růstu velkého vegetačního období a vegetačního léta se vyskytovala v dekádě a odpovídala hodnotě 1,21 dne.rok 1 resp. 0,55 dne.rok 1. Naopak délka hlavního vegetačního období se v této dekádě prodlužovala nejméně o 0,62 dne.rok 1. Nejvýraznější pokles délky všech tří vegetačních období nastal v dekádách a Nejvýraznější posun počátku vegetačního období k dřívějšímu datu nastal u hlavního, velkého vegetačního období a vegetačního léta, a to v dekádě (8,2; 7,6 a 1,0 dne.dekáda 1 ). K největšímu opoždění konce vegetačních období došlo u velkého vegetačního období a vegetačního léta v dekádě 2001 až 2010 (6,7 resp. 5,6 dne.dekáda 1 ) a u hlavního vegetačního období v dekádě (4,0 dne.dekáda 1 ). Obdobné trendy 152 Meteorologické Zprávy, 67, 2014

27 na evropském kontinentu popisuje Jeong et al a White et al. 1997, kdy za období let došlo k opoždění konce vegetačního období o 8,2 dne od průměru a předstihu počátku vegetačního období o 3,2 dne. První desetiletí sledovaného období ( ) mělo u všech vegetačních období nejvyšší hodnotu trendu u počátku a nejnižší hodnotu u konce období, což vedlo k výraznému zkrácení délky jejich trvání (tab. 3). 4. ZÁVĚR Nejdelší velké vegetační období nastalo v roce 2006 (256 dnů) a bylo způsobeno jeho pozdním ukončením 8. prosince. Naopak nejkratší velké vegetační období bylo v roce 1997 (188 dnů) a bylo způsobeno pozdním nástupem tohoto období, 16. dubna. Hlavní vegetační období a vegetační léto bylo nejdelší v roce 2000 a trvalo 195, resp. 151 dnů, a nejkratší v roce 1972 a trvalo 136 dnů, resp. 1965, 67 dnů. Vegetační léto v Polabí, vymezující vegetační období teplomilné zeleniny, začíná v průměru 21. května. Jeho nejčasnější nástup byl 21. dubna 1962 a nejpozdější 26. června Interval jeho délky za období byl dnů (roky 1965 a 2000). Za sledovaných 51 let došlo k nejvýraznějším změnám velkého vegetačního období, které začíná o 10,7 dne dříve, končí o 4,6 dne později a jeho délka trvání se prodloužila o 15,3 dne. Menší změny nastaly u hlavního vegetačního období, které začíná o 7,6 dne dříve, končí o 3,6 dne později a prodloužilo se o 11,2 dne. V průměru k nejmenším změnám došlo u vegetačního léta, které začíná o 1,0 dne dříve, končí o 4,1 dne později a jeho prodloužení je o 5,1 dne. Při shrnutí lze říci, že většina let s pozdním nástupem, časným ukončením a krátkou délkou trvání vegetačních období spadají do chladného a vlhkého desetiletí , a naopak roky s časným nástupem, pozdním ukončením a dlouhou délkou trvání se vyskytují převážně v posledních dvou dekádách. Poděkování Tato práce vznikla s institucionální podporou Programu pro dlouhodobý koncepční rozvoj výzkumné instituce, poskytovanou Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy České republiky. Pavel Zahradníček a Petr Štěpánek byli v rámci vědeckého centra CzechGlobe podpořeni mezinárodním projektem č. CZ.1.07/2.3.00/ Literatura CARTER, T. R., Changes in the thermal growing season in Nordic countries during the past century and prospects for the future. Agricultural and Food Science in Finland, Vol. 7, s ISSN CHMIELEWSKI, F. M., ROTZER, T., Annual and spatial variability of the beginning of growing season in Europe in relation to air temperature changes. Climate Res, Vol. 19, s ISSN CHMIELEWSKI, F. M., MULLER, A., BRUNS, E., Climate changes and trends in phenology of fruit trees and field crops in Germany, Agr Forest Meteorol, Vol. 121, s ISSN ČHMU, Měsíční přehled počasí. Praha: ČHMÚ. FRICH, P. L., ALEXANDER, V., DELLA-MARTA, P., GLEASON, B., HAYLOCK, M. et al., Observed coherent changes in climatic extremes during the second half of the twentieth century. Climate Res, Vol. 19, s ISSN IPCC, Working Group I contribution to the IPCC Fifth Assessment Report Climate Change 2013: The Physical Science Basis. JEONG, S. J., HO, C. H., GIM, H. J., BROWN, M., Phenology shifts at start vs. end of growing season in temperate vegetation over the Northern Hemisphere for the period Global Change Biology, Vol. 17, s ISSN KOUFOS, G., MAVROMATIS, T., KOUNDOURAS, S., FYLLASD, N. M., JONESE, G. V., Viticulture climate relationships in Greece: the impacts of recent climate trends on harvest date variation. Int J Climatol. DOI: / joc ISSN LINDERHOLM, H. W., WALTHER, A., CHEN, D., Twentieth-century trends in the thermal growing season in the Greater Baltic Area. Climatic Change, Vol. 87, s ISSN MENZEL, A., GERT, J., REIN, A., HELFRIED, S., NICOLE, E., Variations of the climatological growing season ( ) in Germany compared with other countries. Int J Climatol, Vol. 23, s ISSN MENZEL, A., VOPELIUS, J. von., ESTRELLA, N., SCHLEIP, C., DOSE, V., Farmers annual activities are not tracking speed of climate change. Climate Res, Vol. 32, s ISSN MOŽNÝ, M., BAREŠ, D., BARTOŠOVÁ, L., HÁJKOVÁ, L., HLAVINKA, P. et al., Změny klimatu, fenologie a ekosystémové procesy. Praha: Nakladatelství Českého hydrometeorologického ústavu, 126 s. ISBN POTOP, V., TÜRKOTT, L., ZAHRADNÍČEK, P., ŠTĚPÁNEK, P., Časová variabilita pozdních jarních a prvních mrazů během vegetační období zelenin v Polabí. Meteorologické Zprávy, roč. 66, č. 5, s ISSN POTOP, V., ZAHRADNÍČEK, P., TÜRKOTT, L., ŠTĚPÁNEK, P., SOUKUP, J., Risk occurrences of damaging frosts during the growing season of vegetables in the Elbe River lowland, the Czech Republic. Nat Hazards, Vol. 71, s DOI /s ISSN POTOP, V., BORONEAT, C., MOŽNÝ, M., ŠTĚPÁNEK, P., SKALAK, P., 2014a. Observed spatio-temporal characteristics of drought on various time scales over the Czech Republic. Theor Appl Climatol, Vol. 115, s DOI: / s y. ISSN POTOP, V., ZAHRADNÍČEK, P., TÜRKOTT, L., ŠTĚPÁNEK, P., SOUKUP, J., 2014b. Potential impacts of climate change on damaging frost during growing season of vegetables. Scientia Agriculturae Bohemica, Vol. 1, s ISSN SCHEIFINGER, H., MENZEL, A., KOCH, E., PETER, C. H., Trends of spring time frost events and phenological dates in Central Europe. Theor Appl Climatol, Vol. 74, s ISSN TOLASZ, R., (ed), Atlas podnebí Česka. Climate Atlas of Czechia. ČHMÚ Praha: Univerzita Palackého v Olomouci, Praha-Olomouc: 254 s. ISBN WHITE, M. A., THORNTON, P. E., RUNNING, S. W., A continental phenology model for monitoring vegetation responses to inter-annual climatic variability. Global Biogeochem Cy, Vol. 11, s ISSN YANG, X., TIAN, Z., CHEN, B., Thermal growing season trends in east China, with emphasis on urbanization effects. Int J Climatol, Vol. 33, s ISSN Lektoři (Reviewers) RNDr. Luboš Němec, RNDr. Karel Krška, CSc. Meteorologické Zprávy, 67,

28 INFORMACE RECENZE Antarktická stanice Vostok (meteorologická stanice vpravo vzadu). Zdroj: NOAA NEJNIŽŠÍ NAMĚŘENÁ TEPLOTA VZDUCHU Od 21. července 1983 máme ve světových tabulkách extrémních hodnot meteorologických prvků pro teplotu uvedenu hodnotu 89,2 C (WMO, 2014). Tato teplota byla naměřena v Antarktidě na ruské (tehdy sovětské) výzkumné stanici Vostok (obr. 1). Někdy se objevuje v literatuře i hodnota 89,4 C (Krause, Flood 1997), která však vznikla za - okrouhlováním při převodu původní hodnoty naměřené ve stupních Celsia na stupně Fahrenheita a zpět: 89,2 C = 128,56 F 129 F = 89,4 C Podle dostupných zdrojů by - la hodnota naměřena maximo- -minimálním teploměrem (obr. 2) v meteorologické budce. Výška bud ky není dohledatelná, ale na so větských stanicích se teploměry umísťovaly do standardní výšky dvou metrů nad povrchem. Stanice Vostok se nacházela na Východoantarktické plošině ve výšce m. Ve dnech kolem tohoto teplotního rekordu nebyl v oblasti zaznamenán žádný sluneční svit (vrcholila antarktická zima), bylo jasno a vícedenní bezvětří. V prosinci 2013 zveřejnili výzkumníci amerického Národního centra pro výzkum sněhu a ledu (NSIDC, 2013, National Snow and Ice Data Center) informaci, že při analýze družicových snímků několikrát zaznamenali teploty, které tento rekord pokořily. Pracovníci NSIDC analyzovali družicové snímky Východoantarktické plošiny za období let 2003 až 2013 pořízené družicemi NASA (Aqua se snímačem MODIS a v roce 2013 i Landsat 8). V oblasti nalezli několik kapes studeného vzduchu s teplotou v intervalu 92 až 94 C (obr. 2). Tyto kapsy jsou vlastně erozní prohlubně v ledovci o hloubce dvou až čtyř metrů, do kterých stéká vzduch z okolí a dále se ochlazuje. Družice snímá povrch infračervenou radiometrií a je tedy analyzováno dlouhovlnné vyzařování zemského povrchu a z něj následně vypočtena teplota povrchu nebo vrstvy vzduchu. Rozlišovací schopnost MODIS v infračervené oblasti na družici Aqua je 1 1 km, Landsat 8 má rozlišení m. Je tedy zřejmé, že uvedené minimální teploty jsou jen velice hrubými odhady. Nejde tedy o měření teploty vzduchu v meteorologickém smyslu (WMO, 2008) a navíc platí, že při nízkých teplotách se přesnost radiometrického měření rychle snižuje. Analyzované teploty, které jsou v současné době k dispozici z družicových měření, mají pro poznání klimatu Země obrovský význam. Žádná bodová síť měření teploty na meteo rologických stanicích nepřinesla a nepřináší tak prostorově dobrou představu o rozložení teploty a jejich prostorových změnách. Ale jedná se principiálně o jiný typ měření. Nemůžeme přímo srovnávat hodnoty teploty naměřené podle metodických předpisů WMO (teploměrem v meteorologické budce nebo teploměrným čidlem ve stínítku ve standardní výšce nad povrchem) s vypočtenou teplotou vrst- Sixův maximo-minimální teploměr z Návodu pro pozorovatele (Hrubeš, Kocourek 1955). Je pravděpodobné, že byl na stanici Vostok využíván podobný typ. Snímek okality s výskytem rekordní teploty ( 93,2 C), ( 93,0 C) a poloha stanice Vostok (červené body). Nová měření provedená družicí Landsat 8 v roce 2013 (fialové čtverce) jen upřesnila polohu obou studených lokalit. Zdroj: NSIDC Meteorologické Zprávy, 67, 2014

29 vy vzduchu nebo povrchu ledovce v erozních prohlubních. Dosavadní nejnižší naměřená hodnota teploty vzduchu tedy překonána nebyla. V jiných oblastech Země by takové výsledky vedly k instalaci některé z moderních automatických meteorologických stanic v oblasti, kde je podle analýzy družicových snímků možné očekávat zajímavé výsledky. Na Antarktické plošině to je samozřejmě složitější. Dnes dostupné technologie automatického měření teploty v těchto podmínkách nefungují. Až technika zase o krůček pokročí, můžeme se naměřených teplot vzduchu pod 90 C, dočkat. Literatura HRUBEŠ, P., KOCOUREK, F., Návod pro pozorovatele povětrnostních stanic Meteorologické služby ČSR. Praha: HMÚ, 166 s. KRAUSE, P. F., FLOOD, K., Weather and Climate Extremes (TEN-0099). Fort Belvoir, VA: U. S. Army Engineer Topographic Engineering Center. NOAA, Vostok Site [online]. [cit ]. Dostupné z WWW: 15/15_300_slide.html. NSIDC, Landsat 8 helps uveil the coldest place on Earth [online]. [cit ]. Dostupné z WWW: org/news/newsroom/2013_coldestplace_pr.html. WMO, Guide to Meteorological instruments and Methods of Observation. WMO-No. 8, 2008 edition, updated 2010, ISBN [online]. [cit ]. Dostupné z WWW: IMOP/CIMO-Guide.html. WMO, World Weather/Climate Extremes Archive [online]. [cit ]. Dostupné z WWW: Radim Tolasz 9. SETKÁNÍ MANAŽERŮ VÝZKUMU OZONU Ve dnech 14. až se konal v ženevském sídle WMO v pořadí už 9. setkání manažerů výzkumu ozonu (Ozone Research Managers Meeting ORMM). Tato vědecká setkání se konají každé tři roky, vždy asi 6 měsíců před Konferencí stran (Conference of Parties COP) Vídeňské konvence o ochraně ozonové vrstvy. Jejich cílem je posoudit dosažené výsledky v monitoringu a výzkumu ozonové vrstvy a doporučit COP priority pro další období. Letošní ORMM měl několik základních odborných témat: Stav ozonové vrstvy a interakce mezi ozonovou vrstvou a klimatem Proces obnovování ozonové vrstvy po období jejího maximálního zeslabení v 90. letech 20. století je zřetelný. Roli zde hrají jak příčiny související s vývojem koncentrací reaktivního chloru a bromu ve stratosféře, tak i další antropogenní příčiny (změny dynamických a termodynamických parametrů stratosféry související se zesilujícím skleníkovým efektem). Separace těchto vlivů není jednoduchá, je ale důležitá zejména pro zhodnocení efektu Montrealského protokolu a jeho dodatků. V této souvislosti byla zdůrazněna potřeba tvorby dlouhých homogenních časových řad nejen celkového ozonu, ale i jeho vertikálních profilů, profilů teploty a vlhkosti vzduchu, aerosolů a plynů souvisejících s chemií ozonu. Do budoucnosti je nutné studovat změny ozonové vrstvy a změny klimatu společně, existují totiž silné obousměrné vazby mezi oběma procesy. Mezinárodní programy monitoringu U Dobsonových spektrofotometrů bude možné prodloužit kalibrační interval ze čtyř na pět až šest let. Přístroje jsou poměrně stabilní, opatření má ale také finanční důvody. Jsou vyvíjeny nové nízkonákladové přístroje pro pozemní měření vertikálních profilů různých látek v atmosféře. Bude možné uvádět je do provozu v rámci globální sítě, pokud splní podmínky na přesnost a stabilitu měření. Připravuje se nový algoritmus pro pozemní měření vertikálních profilů ozonu, který by měl být rychlejší než dosud používaný Umkehr algoritmus. Rovněž se připravují nové absorpční koeficienty ozonu (Serdyuchenko, Univerzita Brémy), které by měly nahradit stávající Bass-Paur koeficienty. Jejich velkou výhodou je, že při použití těchto koeficientů se prakticky eliminují rozdíly mezi měřeními Dobsonovým a Brewerovým spektrofotometrem. Satelitní monitoring a výzkum Řada satelitů, provádějících přesná měření vertikálních profilů koncentrací různých plynů a aerosolů v atmosféře na horizontu ( limb ) nebo zákrytová měření, brzy doslouží a není za ně v současné době náhrada. Hrozí snížení množství informací o vertikálních profilech zejména v horní stratosféře, která je mimo dosah sondážních měření (tzv. limb-gap ). Proto budou mít v blízké budoucnosti velký význam měření přístroji typu FTIR (Fourier Transform Infrared Radiometer), které jsou schopné poskytovat vertikální profily sledovaných látek. Archivace dat Byla zdůrazněna důležitost co nejrychlejšího poskytování naměřených údajů ze stanic sítě do mezinárodní výměny a do Světového ozonového a UV datového centra (WOUDC World Ozone and Ultraviolet Radiation Data Centre) v Torontu. Mimořádný význam má archivace i level-0 dat (prvotní záznamy z měření) spolu s metadaty ve WOUDC. Data musí být dohledatelná v různých verzích a s jasnou historií. Dále je nutné věnovat se digitalizaci historických dat, dokud jsou dostupná. Daty často disponují i různé krátkodobé projekty, po skončení projektu ale často nejsou k dispozici nebo se ztratí. S ohledem na vazby změn ozonu a klimatu byla zdůrazněna nutnost propojení ozonových a UV databází na klimatologické databáze. To je v ČHMÚ již realizováno průběžně v rámci databáze CLIDATA. Svěřenecký fond Vídeňské konvence Velká pozornost byla věnována i otázce Svěřeneckého fondu Vídeňské konvence, spravujícího dobrovolné příspěvky, které mají pokrýt alespoň část nákladů na rozvoj monitoringu a výzkumu zejména v rozvojových zemích. Bylo konstatováno, že fond již v posledních letech podpořil řadu důležitých aktivit v tomto směru, ale vzhledem k nízkým příspěvkům jednotlivých států, zbývající prostředky nepokrývají náklady na další aktivity plánované pro následující tři roky. Bude tedy nutné zpracovat nový strategický plán pro další využití prostředků z fondu a zároveň vyzvat státy i mezinárodní organizace ke zvýšení příspěvků do tohoto fondu. Nedostatek prostředků by mohl vážně ohrozit zejména rozvoj monitoringu v rozvojových zemích, což jsou oblasti, kde kvalitní monitoring ozonu v současné době často chybí (zejména rovníkové oblasti, Afrika, jižní Amerika a jižní Asie). Meteorologické Zprávy, 67,

30 Budování kapacit Relokace Dobsonových spektrofotometrů budou pokračovat, v jednání jsou další dva přístroje, které by měly být relokovány v letech 2015 až V souvislosti s tím je ale nutné připravit programy pro odborníky a studenty z rozvojových zemí. K tomu je třeba především posílit Svěřenecký fond. Budování kapacit bude dále nutné rozšířit i na operátory ozonosondážních stanic. Celkově je nezbytné také posílit kapacity pro profilová měření (hlavně v tropických a subtropických oblastech a na jižní polokouli) i s ohledem na očekávaný satelitní limb- -gap. V rámci prezentací národních a regionálních zpráv byly předneseny příspěvky shrnující aktivity v rámci ozonového výzkumu a monitoringu v jednotlivých regionech WMO. Výjimkou byl region RA-VI Evropa, kde byly předneseny i národní zprávy vybraných států, včetně ČR. Národní zprávy, regionální nebo národní prezentace i další materiály ze setkání jsou dostupné na meeting/orm/9orm/default.aspx. Na setkání byla několikrát oceněna kvalitní práce Solární a ozonové observatoře ČHMÚ v Hradci Králové (SOO ČHMÚ) a Oddělení distančních měření a informací (ODMI ČHMÚ), zejména pokud jde o zajištění relokací Dobsonových spektrofotometrů (ve spolupráci s Regionálním Dobsonovským kalibračním centrem v Německém Hohenpeissenbergu RDCC), ale také i při tvorbě programového vybavení pro zpracování měření Dobsonovými a Brewerovými spektrofotometry. Několikrát byl zmíněn rovněž i zásadní význam workshopu, který se konal v Hradci Králové v roce 2011 a byl zaměřen na kvalitu dat z Dobsonových spektrofotometrů. Na základě průběhu a závěrů setkání byla následně formulována doporučení pro další tříleté období ve vztahu k aktivitám ČR v oblasti monitoringu a výzkumu ozonu: Pokračovat v monitoringu, v běžících programech i v mezinárodní spolupráci s RDCC-E Hohenpeissenberg (relokace Dobsonových spektrofotometrů, tréninky obsluhy) a RBCC-E (Evropské subregionální kalibrační centrum Brewerových spektrofotometrů) Izaňa. Rozšířit aktivity, týkající se zpracování naměřených dat, zejména profilových (ozonové sondáže, Umkehr mě - ření). Po schválení nových absorpčních koeficientů ozonu analyzovat vliv změny na hodnoty celkového ozonu a na možnost a přesnost spojování řad měřených Dobsonovým a Brewerovým spektrofotometrem. Po schválení otestovat nový algoritmus pro Umkehr měření vůči ozonovým balonovým sondážím. Ladislav Metelka VÝKON STÁTNÍHO DOZORU NAD POSKYTOVATELI LETECKÝCH METEOROLOGICKÝCH SLUŽEB Legislativní rámec Málokterý obor meteorologie je pod tak neustálým dozorem kompetentních složek státu jako právě letecká meteorologie. Tato skutečnost vychází z předpokladu, že letecká meteorologie, respektive letecká meteorologická služba, je součástí letových navigačních služeb, jejichž poskytování ve prospěch civilního letectví podléhá osvědčení. Z toho vyplývá, že letecká meteorologická služba, která je zahrnuta pod čl. 2 nařízení Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 549/2004 (dále jen NEPaR), náleží podle příslušné národní legislativy a přímo použitelných předpisů Evropských společenství pod pravomoci určeného dozorového orgánu. K výkonu těchto pravomocí je Ministerstvem dopravy v souladu s požadavkem NEPaR (ES) č. 549/2004 pověřen Úřad pro civilní letectví (ÚCL). Tento úřad vykonává funkci nezávislého vnitrostátního dozorového orgánu (NSA) v podmínkách České republiky v rozsahu stanoveném zákonem č. 49/1997 Sb., o civilním letectví (letecký zákon). Předmětem státního dozoru je úroveň bezpečného poskytování leteckých meteorologických služeb a dodržování stanovených regulatorních požadavků pro oblast letecké meteorologie. Jedná se zejména o ověřování kvality poskytovaných meteorologických služeb a jejich provozní bezpečnosti (naplňování požadavků článku 2b, přílohy Vb, NEPaR (ES) č. 216/2008). Současná podoba státního dozoru nad poskytovateli leteckých meteorologických služeb (METS) ve vzdušném prostoru ČR, kteří jsou držiteli platného osvědčení, vychází z interních postupů ÚCL a je v souladu se zákonem č. 49/1997 Sb. a NEPaR (ES) č. 549/2004 a 550/2004 a projevuje se trvalým monitoringem kvality, bezpečnosti, efektivity a výkonnosti poskytovaných METS v dané oblasti odpovědnosti. Procesy a metody státního dozoru Každá organizace, která poskytuje METS, nebo je zamýšlí poskytovat civilnímu letectví, se v rámci státního dozoru setká víceméně s následujícími procesy: prvotním osvědčováním (certifikací) o způsobilosti poskytovat METS, pověřováním k poskytování vymezených METS v dané lokalitě, popř. oblasti, re-certifikací při prodlužování platnosti daného osvědčení a následně i pověření, dohledem nad změnami vlastního funkčního systému (systému používaných zařízení, metod a lidských zdrojů) mající vliv na systémy řízení letového provozu, dohledem nad způsobilostí personálu poskytujícího METS, schvalováním leteckých (meteorologických) pozemních zařízení k provoznímu využití a udělováním osvědčení o provozní způsobilosti těchto zařízení podle 16 zákona 49/1997 Sb. Dále se setká s opravňováním podle 17 téhož zákona k činnostem na leteckých (meteorologických) pozemních zařízeních a zejména s průběžným dohledem a monitorováním poskytování METS. K metodám realizace státního dozoru u poskytovatelů METS patří: přezkum dokumentace, vedení pohovorů, zjišťování a zaznamenávání důkazů, ověřování záznamů a pozorování aktivit a podmínek v systému auditované organizace. Požadavky na meteorologické služby Mezi hlavní požadavky na poskytované letecké meteorologické služby, informace a data, které jsou předmětem státního dozoru, patří: dostatečná kvalita, úplnost, aktuálnost, přesnost, spolehlivost a jednoznačnost. METS by měly v maximální míře odpovídat potřebám uživatelů vzdušného prostoru. Distribuce leteckých meteorologických informací a dat uživatelům vzdušného prostoru musí probíhat včas a pomocí dostatečně spolehlivých a rychlých komunikačních prostředků chráněných před rušením a poškozením. Z pohledu evropských nařízení (prováděcích nařízení Komise (EU) PNK) poskytovatelé METS musí zajistit a doložit, že plní veškeré všeobecné požadavky na poskytování letových navigačních služeb v souladu s přílohou I, PNK (EU) č. 1035/2011 a specifické požadavky na poskytování meteorologických služeb v souladu s přílohou III téhož nařízení. 156 Meteorologické Zprávy, 67, 2014

31 Regulatorní audit provozní bezpečnosti Přímým prostředkem pro ověřování stanovených požadavků na poskytování METS je regulatorní audit provozní bezpečnosti a inspekce plnění příslušných regulatorních požadavků. Tyto formy státního dozoru jsou realizované podle PNK (EU) č. 1034/2011 (čl. 7) a již uvedeného PNK č. 1035/2011 (čl. 8). Audity a inspekce (dále jen audity) jsou realizovány u poskytovatelů METS v souladu s programem na daný rok, s kterým je každý poskytovatel seznámen. Vlastní audit zahrnuje přípravnou část, kdy organizace poskytující METS je uvědomena o auditu a vyzvána k dodání příslušné dokumentace (jedná se zejména o interní dokumenty, které popisují procesy a postupy uplatňované poskytovatelem v oblasti kvality, bezpečnosti a naplňování regulatorních požadavků). Dále kontrolovaná organizace, která se již připravuje na audit, obdrží plán auditu, kde je výčet ověřovaných oblastí. Výběr těchto okruhů prověřování se řídí plánem dozorového orgánu, aktuálními regulačními požadavky v dané oblasti a stupněm implementace nápravných opatření k neshodám zjištěným z minulých auditů. Audit na místě, tedy u organizace, zahrnuje zejména zjišťování, ověřování a zaznamenávání důkazů a nezbytných záznamů během pohovorů s řídícími pracovníky i provozním personálem. Nedostatek důkazů se považuje za neshodu. Audit na místě končí projednáním zjištěných neshod se zástupcem organizace. Nastává vyhodnocovací fáze auditu, kdy tým inspektorů analyzuje získané poznatky a důkazy, specifikuje závažnost nálezů a zpracovává závěrečnou zprávu, kterou zasílá auditované organizaci. Následují období, byť se jedná o etapu po auditu, nemusí být pro poskytovatele METS z pohledu státního dozoru a plnění regulatorních požadavků zcela klidové. V lepším případě, kdy nejsou ÚCL zjištěny žádné neshody s požadavky, obdrží auditovaná organizace současně se závěrečnou zprávou, informaci o silných a slabých stránkách poskytovaných METS, popř. i doporučení na zlepšení. Pro řadu subjektů je toto signál pro zvyšování kvality a bezpečnosti svých METS. Organizace optimalizují své procesy a vylepšují metody pro poskytování METS, zavádějí vhodná preventivní opatření, tak, aby předcházely potenciálním neshodám. V jiném případě, kdy dozorový orgán zjistí neshody a požaduje jejich odstranění, organizace musí zpracovat plán nápravných opatření, který zpravidla zahrnuje analýzu příčin neshod, způsob nápravy neshod a implementaci nápravných opatření k minimalizaci jejich opakovaného výskytu. Tento postup organizace ÚCL schvaluje a trvale monitoruje. Výstupy a poznatky ze zavádění nápravných opatření se promítnou do následných plánovaných, nebo mimořádných auditů ÚCL u téhož poskytovatele meteorologických služeb. Organizace poskytující meteorologické služby Jak již bylo uvedeno, předmětem státního dozoru v ČR jsou všechny organizace, které jsou držiteli osvědčení poskytovatele meteorologických služeb, nebo o toto osvědčení požádaly. Tyto organizace zpravidla představují v jednotlivých zemích národní meteorologické služby, ale mohou to být organizace, které poskytují i ostatní letové navigační služby. V každém případě tito poskytovatelé vytvářejí účelová vnitropodniková uspořádání a zřizují specializovaná pracoviště, tak aby naplnili požadavky dané příslušnou legislativou, prováděcími předpisy, regulatorními výnosy kompetentních orgánů a specifickými požadavky uživatelů svých informací. Co do rozsahu poskytovaných služeb, organizace zajišťují a poskytují služby pozorování a hlášení počasí (na letištích), předpovědní služby, výstražné služby a nezbytné provozní meteorologické informace. Tyto služby jsou organizacemi zajištěny ve formě poskytnutí konzultací, briefingu, předání letové meteorologické dokumentace, leteckých klimatických charakteristik, apod. Co do oblastní odpovědnosti organizace, vykonávají činnosti v celém vzdušném prostoru ČR, nebo jen jeho části. K zajištění svých činností organizace provozují příslušné funkční systémy skládající se z kompetentního personálu, způsobilých zařízení a vhodných postupů. V současnosti je vydáno osvědčení a pověření ve smyslu ustanovení článků 6, 7 a 9 NEPaR (ES) č. 550/2004 k poskytování leteckých meteorologických služeb těmto organizacím: Český hydrometeorologický ústav (Odbor letecké meteorologie), Letiště Vodochody, a.s., Aircraft Industries, a.s. (Kunovice), Letecké služby Hradec Králové a.s., Jihočeské letiště České Budějovice, a.s. a Letiště Praha Letňany s.r.o. S výjimkou ČHMÚ, který je držitelem certifikátu poskytovatele METS výlučně pro celý vzdušný prostor ČR, tzn. v celé letové informační oblasti Praha (FIR PRAHA), působí ostatní poskytovatelé lokálně na letištích, kde se poskytuje služba řízení letového provozu nebo na letištích s letištní letovou informační službou (AFIS). Přestože certifikovaný rozsah poskytovaných METS je u výše uvedených organizací velmi rozdílný, je na všechny zaměřen státní dozor vykonávaný ÚCL (NSA). Tento dozor vždy odpovídá rozsahu poskytovaných meteorologických služeb a oblastem odpovědnosti jednotlivých poskytovatelů, případně počtu jejich pracovišť. Pro představu o množství vykonaných auditů a inspekcí, je vhodné uvést, že u největšího poskytovatele METS v ČR (ČHMÚ) se jednalo o 13 auditů za poslední tři roky. Státní dozor nad poskytováním meteorologické služby v AČR Zvláštní skupinu státního dozoru nad poskytováním METS v ČR tvoří Armáda České republiky, která je na základě vlastního prováděcího předpisu a v souladu s leteckým předpisem L 3 Meteorologie, poskytovatelem METS civilnímu letectví na letišti Pardubice. V tomto případě je dohled nad úrovní METS přímo realizován vojenskými orgány, ale současně je zajištěn dostatečný dohled státu nad celkovým systémem bezpečného poskytování METS civilnímu letectví z pracovišť vojenské hydrometeorologické služby. Tato kontrola vychází ze skutečnosti, že Odbor vojenského letectví Ministerstva obrany (OVL MO) provádí na základě zákona č. 219/1999 Sb., zákona č. 49/1997 Sb., a dalších právních předpisů a meziresortních dohod, výkon státní správy ve vojenském letectví, včetně ověřování kvality systému poskytování METS na vojenských letištích se smíšeným vojenským a civilní provozem. OVL MO mimo jiné ověřuje odbornou způsobilost vojenských leteckých meteorologů, kvalitu poskytovaných meteorologických služeb a provozní způsobilost vojenských leteckých (meteorologických) pozemních zařízení. Příklady rozsahu auditovaných oblastí V první řadě se jedná o všeobecné požadavky na celý systém, který musí mít poskytovatel METS vybudovaný a prokazatelně funkční. Tento systém musí zahrnovat: technické a provozní kapacity a odborné znalosti, vhodnou a efektivní organizační strukturu, obchodní plány a roční plány (investiční záměry, zavádění nových technologií, provozní kapacity, lidské zdroje, výkonnostní cíle a ukazatele, opatření ke zmírnění rizika provozní bezpečnosti), řízení provozní Meteorologické Zprávy, 67,

32 bezpečnosti, systém řízení kvality, provozní příručky, ochranu před protiprávními činy, lidské zdroje, finanční zajištění, odpovědnost a pojistné krytí, kvalitu služeb (otevřené a transparentní poskytování služeb, plány pro mimořádné situace) a roční zprávy o svých činnostech. Dále se ověřují specifické požadavky pro poskytování METS, přičemž poskytovatelé musí zajistit, aby meteorologické informace, nezbytné pro výkon odpovídajících funkcí byly k dispozici pro: provozovatele a členy letových posádek pro předletové a letové plánování, poskytovatele letových provozních služeb a letových informačních služeb, jednotky pátrací a záchranné služby a letiště. Poskytovatelé METS musí ověřit úroveň přesnosti informací distribuovaných pro provoz, včetně zdroje těchto informací, a současně musí zajistit, aby byly tyto informace distribuovány dostatečně včas a aby byly podle potřeby aktualizovány. Poskytovatelé METS musí být schopni prokázat, že jejich pracovní metody a provozní postupy splňují standardy uvedené v přílohách 3, 11 a 14 k Chicagské úmluvě o mezinárodním civilním letectví do té míry, do jaké souvisejí s poskytováním meteorologických služeb v dotyčném vzdušném prostoru a aniž je dotčeno PNK (EU) č. 923/2012. Tyto specifické požadavky jsou, v závislosti na změny předpisové základny a vývoj regulatorních požadavků, doplňovány o aktuální okruhy prověřování. V nedávné minulosti se jednalo např. o implementaci změny č. 76 leteckého předpisu L 3 Meteorologie, o zavedení a realizaci dotčených ustanovení směrnice ÚCL pro dohled nad provozní bezpečností změn funkčních systémů poskytovatelů letových navigačních služeb a soulad pracovních postupů ČHMÚ s vydanou směrnicí regulátora (ÚCL), která stanovuje postupy v případě výskytu nebo očekávaného výskytu vulkanického popela ve vzdušném prostoru ČR. Požadavky na systém kvality poskytovaných meteorologických služeb civilnímu letectví Jak už bylo uvedeno v předchozím textu, zavedený systém řízení kvality patří do všeobecných požadavků na poskytovatele METS. Tyto požadavky se poprvé objevily v roce 2001 v příloze 3 k Úmluvě o mezinárodním civilním letectví. V národní podobě jsou uvedeny v leteckém předpisu L 3 Meteorologie v části 2.2, Management kvality meteorologických informací. Z požadavků vyplývá, že poskytovatel METS musí zavést řádně organizovaný systém kvality, obsahující postupy, procesy a zdroje potřebné k zavedení managementu kvality meteorologických informací, které jsou definovaným uživatelům dodávány. Systém kvality musí být v souladu s normami zabezpečování kvality série 9000 dle Mezinárodní organizace pro standardizaci (ISO) a certifikovaný oprávněnou organizací. Návod na zřízení a zavedení systému jakosti je uveden v Manual on the Quality Management System for the Provision of Meteorological Service to International Air Navigation (Doc 9873). Zavedený systém kvality musí uživatelům poskytnout potřebná ujištění a důvěru, že dodávané meteorologické informace vyhovují stanoveným požadavkům na geografické a prostorové pokrytí, formát, obsah, čas a frekvenci vydávání a období platnosti, stejně tak, jako požadavkům na přesnost měření, pozorování a předpovědí. Indikuje-li systém, že meteorologická informace, která má být dodána uživatelům, nevyhovuje stanoveným požadavkům a automatické opravy chyb nemohou být aplikovány, příslušná informace by neměla být Část přední strany kontrolního listu dozorového orgánu s otázkami na prověřování plnění požadavků. dodána uživatelům, aniž by její platnost byla potvrzena jejím původcem. Příklad seznamu otázek v kontrolním listu Organizace poskytující METS se setkávají s celou řadou otázek inspektorů ÚCL. V následujících řádcích je uveden vzorek používaných kontrolních otázek pro ověření shody s požadavky. Obsahují provozní příručky informace potřebné k bezpečnému a efektivnímu poskytování METS? Jakým způsobem jsou uchovávány záznamy MET zpráv a hlášení, včetně kopií vydané letové dokumentace? Jsou provozní pracovníci seznamováni včas a účinným a adresným způsobem se změnami v jednotlivých příručkách a stanovených postupech? Jak je řešen rozvoj odborných znalostí pracovníků na jednotlivých provozních pracovištích? Uvědomují si provozní pracovníci možná rizika a jejich důsledky při nesprávném poskytování METS? Jak je stanovena zodpovědnost za nepřetržité vyhodnocování MET podmínek během provozu letiště? Jak je ověřován zdroj MET informací poskytovaných pro provoz? Je stanovena priorita povinností při poskytování METS ve smyslu zajištění provozní bezpečnosti? Jsou zpracovány pohotovostní plány pro všechny poskytované METS? Jsou meteorologické služby poskytovány v souladu s AIP ČR, GEN 3.5, AD 2.11? Je umístění provozovaných MET zařízení v souladu s předpisy L 3, L 14, ICAO Doc 9837 a požadavky WMO? Byly oblasti poskytování METS předmětem interního auditu? Jaká nápravná opatření byla realizována při zjištění nedostatků v oblasti sledování kvality? Jsou vedeny pravidelně formální konzultace s uživateli METS? Je způsob zajištění oprav a údržby zařízení v souladu s požadavky regulátora? 158 Meteorologické Zprávy, 67, 2014

33 Jaký je systém oznamování a evidence událostí a poruch při procesu poskytování METS? Jaké jsou stanoveny bezpečnostní ukazatele (limity, kritéria) při poskytování METS? Zjištěné neshody u poskytovatelů meteorologických služeb I když není cílem dozorového orgánu hledat neshody, ale prověřovat naplňování požadavků regulátora, setkávají se auditoři v rámci státního dozoru s nedostatky. Mezi hlavní zjištěné neshody u poskytovatelů leteckých meteorologických služeb patří: nedostatečné řízení změn funkčních systémů (zařízení, personálu a postupů), nestanovení odpovědnosti za provozní bezpečnost a kvalitu, nekvalitní realizace provozních pokynů vedoucími jednotlivých pracovišť, neudržování přiměřených odborných znalostí personálu v rámci ostatních leteckých služeb, příliš obecné zaměření interních auditů, opomenuté vedení konzultací s uživateli, nedostatečná aktualizace provozních příruček, neprokazatelné seznamování personálu s provozními pokyny, nezajištěná archivace letové meteorologické dokumentace, nezaznamenávané provozní události apod. Závěr Přestože průběžný dozor orgánů státní správy nad výkonem leteckých meteorologických služeb přináší zvýšenou zátěž pro organizace poskytující tyto služby, lze vypozorovat zlepšování jejich kvality a bezpečnosti. Tento trend nelze zajistit bez nastavení formální spolupráce mezi příslušným dozorovým orgánem a poskytovatelem meteorologických služeb. Tato spolupráce je založena zejména na umožnění konzultací a vysvětlení požadavků na jedné straně a schopnosti prokázat shodu s požadavky při respektování vlastních specifik poskytovatele na straně druhé. Nastavený systém poskytova tele nesmí znemožňovat snahu vlastního personálu pos kytovat kvalitní služby a současně letečtí meteorologové a technici svojí neodpovědností a neodborností nesmí degradovat vybudovaný systém kvality. Závěrem je možné konstatovat, že odhalování potenciálních rizik prostřednictvím státního dozoru přispívá k dosahování vysokých standardů a cílů ve všech výkonnostních oblastech stanovených pro poskytování letových navigačních služeb, do kterých neoddělitelně patří i letecké meteorologické služby. René Tydlitát Ing. Zdeněk Peterka (ÚCL) při inspekci meteo rologických zařízení na letišti Kunovice. ZAJÍMAVOSTI AIRGLOW ROZVLNĚNÝ KONVEKČNÍMI BOUŘEMI NAD TEXASEM, ZACHYCENÝ DRUŽICÍ SUOMI NPP V předchozím čísle (Setvák, 2014) byla krátce představena družice Suomi-NPP, resp. jeden z kanálů této družice, a to Day/Night Band (DNB) přístroje VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite). Bylo zmíněno, že jedním ze zdrojů nasvícení nočních scén, snímaných DNB kanálem za bezměsíčné oblohy, může být i přirozený svit noční oblohy, tzv. Airglow. Ten se vyskytuje v různých výškách atmosféry přibližně od 85 km do 300 km nad zemským povrchem. Podrobněji ke vzniku Airglow viz Wikipedia (2014) a Atmospheric Optics (2014) v odkazech na Internet, ukázka vzhledu airglow pozorovaného ze zemského povrchu viz např. krátký příspěvek P. Horálka (2014). Vzhled, resp. prostorové rozložení airglow může být ovlivněno řadou atmosférických a geofyzikálních procesů (Miller a kol., 2012). Jedním z nich mohou být i silné konvekční bouře, jak mj. dokládá snímek z družice Suomi NPP (obr.). Tento snímek byl pořízen za bezměsíčné noci a zachycuje oblast jihu USA, Mexika a Mexického zálivu. Jednotlivé bílé plošky na snímku jsou jednak světla měst (v případě, že prosvítají skrz oblačnost, jeví se rozmazaně), jednak blesky ty vypadají jako krátké světlejší proužky (důsledek zahlcení senzoru přístroje bleskem, které se přenáší do několika sousedních pixlů ve směru snímání). Z oblasti jižního Texasu (střed snímku) směrem na severovýchod (do horního pravého rohu snímku) se táhl pás bouřek. Vývoj a rozsah těchto konvekčních bouří je podrobně zdokumentován na stránkách RAMMB (2014) a CIMSS (2014), zde se jimi dále nezabýváme. Podstatné je ale to, že nejvýraznější a nejsilnější z nich se vyskytovaly právě nad jihem Texasu, odkud se na snímku šíří do okolí výrazné koncentrické vlny. To, že tyto koncentrické vlny nejsou oblačností, potvrdilo porovnání DNB záběru se snímky v tepelných IR kanálech (RAMMB 2014, CIMMS 2014). Na nich v místě výskytu koncentrických vln nebyla detekována žádná odpovídající oblačnost. Vzhledem k tomu, že se jedná o snímek ve viditelném pásmu, nelze pozorované koncentrické struktury vysvětlit jinak, než jako gravitační vlny šířící se ve vrstvách výskytu airglow. Vliv konvekčních bouří na airglow byl diskutován již např. v Taylor, Hapgood (1988). Všeobecně se v současné době předpokládá, že jsou vyvolány gravitačními vlnami, které jsou generovány intenzivními přestřelujícími vrcholy a šíří se od vrcholů bouře směrem vzhůru. Při dosažení hladiny výskytu airglow, pak v ní vyvolávají příčně se šířící, koncentrické vlny. Ukázku vzhledu a vývoje obdobných vln v airglow, pozorovaných ze zemského povrchu, lze nalézt např. v odkazu YouTube (2014). Přínos DNB kanálu družice Suomi NPP k této problematice spočívá především v možnosti velkoplošného a globálního monitorování airglow a v něm generovaných vln různého původu. Cílem je lépe porozumět procesům zodpovědným za vznik těchto vln, které zasahují od zemského povrchu či tropopauzy až do mezosféry. Meteorologické Zprávy, 67,

34 Literatura ATMOSPHERIC OPTICS, Airglow Formation. [online]. [cit ]. Dostupné z WWW: co.uk/highsky/airglow2.htm. CIMSS, Convectively-generated mesospheric airglow waves over Texas. [online]. [cit ]. Dostupné z WWW: HORÁLEK, P., Světélkující obloha (Airglow). Meteorologické Zprávy, Vol. 67, č. 3, s ISSN MILLER, S. D., MILLS, S. P., ELVIDGE, C. D., LINDSEY, D.T., LEE, T. F., HAWKINS, J. D., Suomi satellite brings to light a unique frontier of nighttime environmental sensing capabilities. PNAS, Vol. 109, č. 39, s DOI: /pnas RAMMB, Severe Weather in the Mesosphere. [online]. [cit ]. Dostupné z WWW: state.edu/projects/npp/blog/index.php/uncategorized/severe-weather-in-the-mesosphere/. SETVÁK, M., Erupce sopky Kelut zachycená družicí Suomi NPP. Meteorologické Zprávy, Vol. 67, č. 2, s ISSN TAYLOR, M. J., HAPGOOD, M. A., Identification of a thunderstorm as a source of short period gravity waves in the upper atmospheric nightglow emissions, Planet. Space Sci., Vol. 36, s DOI: / (88) WIKIPEDIA, Airglow. [online]. [cit ]. Dostupné z WWW: YouTube, Gravity Waves May (and Red Sprites). [online]. [cit ]. Dostupné z WWW: Martin Setvák Snímek z družice Suomi NPP, pořízený v kanálu DNB (Day/Night Band) přístroje VIIRS, v 8:15 UTC. Zdroj dat: archiv NOAA CLASS, zpracování Martin Setvák, ČHMÚ (s využitím softwaru VIIRS Conversion Toolkit, ENVI a Adobe Photoshop CS5). 160 Meteorologické Zprávy, 67, 2014