METEOROLOGICKÉ ZPRÁVY METEOROLOGICAL BULLETIN

Transkript

1 METEOROLOGICKÉ ZPRÁVY METEOROLOGICAL BULLETIN Martin Setvák Petr Novák Michaela Radová: Teplotní charakteristiky horní hranice oblačnosti konvektivních bouří na družicových snímcích a jejich interpretace Roman Volný Jan Sulan Zdeňka Smolíková: Souhrnný přehled významných konvektivních jevů na území České republiky v letech Milan Šálek Markéta Kaplická Tomáš Kvítek: Silná bouře na Pelhřimovsku dne 23. května Zdeněk Bauer Jana Bauerová Milan Palát: Vliv regionálního oteplování na vzrůst proměnlivosti reprodukčního procesu u rostlin a živočichů v lužním lese v letech Část II. Stromy a ptáci Informace Recenze ROČNÍK ČÍSLO 4

2 Martin Setvák Petr Novák Michaela Radová: Brightness temperature characteristics of tops of convective storms and their interpretation Roman Volný Jan Sulan Zdeňka Smolíková: A survey of significant convective weather events within the territory of the Czech Republic in the years Milan Šálek Markéta Kaplická Tomáš Kvítek: Severe convective storm in the area of Pelhřimov on 23 May Zdeněk Bauer Jana Bauerová Milan Palát: The influence of local warming on variability increase of plants and animals reproduction process in floodplain forest from 1961 to Part II. Trees and birds Information Reviews Abstracting and Indexing: Current Contents/Physical Chemical and Earth Sciences Cambridge Scientific Abstracts (CSA) Meteorological and Geoastrophysical Abstracts Environmental Abstracts Meteorologické Zprávy, odborný časopis se zaměřením na meteorologii, klimatologii, čistotu ovzduší a hydrologii. Dvouměsíčník Meteorological Bulletin, Journal specialized in meteorology, climatology, air quality and hydrology. Bi-monthly Vedoucí redaktor Chief Editor L. Němec, Český hydrometeorologický ústav, Praha, Česká republika Redaktoři Executive Editors Z. Horký, Český hydrometeorologický ústav, Praha, Česká republika O. Šuvarinová, Český hydrometeorologický ústav, Praha, Česká republika Redakční rada Editorial Board J. Bednář, Univerzita Karlova, Praha, Česká republika F. Hudec, Univerzita obrany, Brno, Česká republika K. Krška, Brno, Česká republika M. Lapin, Univerzita Komenského, Bratislava, Slovenská republika F. Neuwirth, Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Wien, Austria V. Pastirčák, Slovenský hydrometeorologický ústav, Bratislava, Slovenská republika D. Řezáčová, Ústav fyziky atmosféry AV ĆR, Praha, Česká republika J. Strachota, Praha, Česká republika J. Sulan, Český hydrometeorologický ústav, Plzeň, Česká republika F. Šopko, Český hydrometeorologický ústav, Česká republika K. Vaníček, Český hydrometeorologický ústav, Hradec Králové, Česká republika H. Vondráčková, Český hydrometeorologický ústav, Praha, Česká republika Vydavatel (redakce) Publishers Český hydrometeorologický ústav, Na Šabatce 17, Praha 4-Komořany, telefon , , fax , horky@chmi.cz. Sazba a tisk: Studio 3P, spol. s r. o. Rozšiřuje a informace o předplatném podává a objednávky přijímá Český hydrometeorologický ústav, SIS, Na Šabatce 17, Praha 4-Komořany; Cena jednotlivého čísla 20, Kč, roční předplatné 180, Kč včetně poštovného. Reg. číslo MK ČR E Meteorologické Zprávy, Český hydrometeorologický ústav Czech Hydrometeorological Institute, Na Šabatce 17, Praha 4-Komořany, Phones: , , Fax: , horky@chmi.cz. Printed in the Studio 3P, l.l.c. Orders and enquiries: Please contact Czech Hydrometeorological Institute, SIS, Na Šabatce 17, Praha 4-Komořany, Czech Republic. Annual subscription: 42, EUR (6 issues) ISSN

3 METEOROLOGICKÉ ZPRÁVY Meteorological Bulletin ROČNÍK 61 (2008) V PRAZE DNE 29. SRPNA 2008 ČÍSLO 4 TEPLOTNÍ CHARAKTERISTIKY HORNÍ HRANICE OBLAČNOSTI KONVEKTIVNÍCH BOUŘÍ NA DRUŽICOVÝCH SNÍMCÍCH A JEJICH INTERPRETACE Martin Setvák, Český hydrometeorologický ústav, Na Šabatce 2050/17, Praha 4, setvak@chmi.cz Petr Novák, Český hydrometeorologický ústav, Na Šabatce 2050/17, Praha 4, petr.novak@chmi.cz Michaela Radová, Český hydrometeorologický ústav, Na Šabatce 2050/17, Praha 4, michaela.radova@chmi.cz Brightness temperature characteristics of tops of convective storms and their interpretation.the paper addresses features observed in the satellite thermal IR imagery at tops of convective storms and their interpretation. Namely the relation between IR brightness temperature and height of the cloud top is somewhat less straightforward to interpret as the cloud summits begin to penetrate the tropopause, overshooting into the warmer lower stratosphere. Among the most important features observed since 80 s has been the so-called enhanced-v shape (recently alternatively labeled as cold-u/v shape), closely related to severe convective storms. With onset of the Meteosat Second Generation (MSG) satellite, similar new features have been frequently observed namely around Europe, resembling a cold-ring with warm core atop storm summit. These are being discussed in relation to radar storm top observations, as well as to the enhanced-v shapes. One case documents transition of a cold-ring shaped storm into cold-u/v shaped one. KLÍČOVÁ SLOVA: bouře konvektivní družice meteorologická radar meteorologický teplota jasová výška horní hranice oblačnosti nowcasting. KEY WORDS: convective storms weather satellites weather radar brightness temperature cloud top height nowcasting. 1. ÚVOD Primárním zdrojem informací o vnitřní struktuře, intenzitě a potenciální nebezpečnosti konvektivních bouří (v tomto článku dále většinou pouze bouří ) jsou především radarová pozorování tam kde jsou dostupná a zároveň jsou na dostatečně vysoké úrovni (jak z hlediska technických parametrů použitých radarů, tak z hlediska zpracování jejich měření). Klasické operativní meteorologické družice naproti tomu vidí pouze horní hranice oblačnosti (HHO) bouří, nejsou tedy schopny přímo pozorovat jejich vnitřní strukturu. Avšak vzhledem k tomu, že HHO bouří jsou výsledkem procesů probíhajících uvnitř bouří, je vzhled HHO bouří do jisté míry záznamem těchto procesů a může tedy nepřímo vypovídat i o vnitřní struktuře, resp. intenzitě bouří. Družicová pozorování jsou tak dalším důležitým dostupným zdrojem informací o charakteru a potenciální nebezpečnosti bouří, v řadě oblastí (především v rozvojových zemích a neobydlených oblastech Země) zároveň jediným. Jedním z důležitých aspektů použitelnosti družicových dat pro výstražné účely (resp. nowcasting), zejména v souvislosti s konvektivními bouřemi, je periodicita snímání družicí. V oblasti Evropy to byl především nástup družic Meteosat druhé generace (Meteosat Second Generation, MSG), který výrazně stimuloval oživení zájmu o tuto problematiku, a to jak díky své frekvenci snímání každých 15 minut, tak díky počtu dostupných kanálů a jejich vlastnostem [1, 2]. Různé obrazové produkty odvozené z dat této družice se tak stávají dalším důležitým nástrojem velmi krátkodobé předpovědi a systému včasné výstrahy na potenciálně nebezpečné jevy. Článek se zabývá jevy, resp. strukturami pozorovanými meteorologickými družicemi v tepelných kanálech na HHO bouří a interpretací těchto struktur. Zaměřuje se především na interpretaci pole jasových teplot a jeho vazbu na výšku HHO. Jejich vzájemný vztah není přímočarý zejména v těch případech, kdy vrcholy bouří prorůstají tropopauzou a pronikají do teplejší spodní stratosféry. Již od 80. let jsou známy jevy v angličtině nazývané jako enhanced-v ( zvýrazněné V ), nověji alternativně označované jako studené U (nebo V, cold-u/v), u nichž je statisticky doložena poměrně významná vazba na intenzitu bouří. Po nástupu družic MSG byly zejména v Evropě často pozorovány podobné jevy, připomínající však spíše studené prstence s teplým středem. Jako příklad tohoto typu bouří je v článku uvedena silná bouře z 25. června 2006, která se vyskytla na jihu Čech, a dle radaru dosáhla výšek kolem 18 až 19 km. Článek se zabývá vzájemným vztahem obou typů bouří; jeden uvedený případ názor- Meteorologické zprávy, 61,

4 ně dokumentuje transformaci bouře mající vzhled studeného prstence na bouři s charakteristikou studeného U. 2. ZDROJ A ZPRACOVÁNÍ DAT Družicová data použitá v tomto článku pocházejí z archivu družicového oddělení ČHMÚ a jsou pořízena družicemi organizací EUMETSAT a NOAA (viz Seznam použitých zkratek). Tato data byla následně zpracována softwarem 2met! firmy VCS SpaceCom, který je v ČHMÚ používán především pro operativní příjem a zpracování dat z MSG, nebo komerčním softwarem IDL/ENVI, používaným na pracovištích Odboru distančních měření a informací (ODMI) jak pro operativní, tak výzkumné účely. Radarová data, pořízená Českou radarovou sítí CZRAD, byla zpracována softwarem vyvinutým na pracovišti radarového oddělení ČHMÚ [3]. Kombinace družicových a radarových snímků a finální grafické úpravy pak byly realizovány softwarem Adobe Photoshop. 3. JASOVÁ TEPLOTA A VÝŠKA HHO Pole jasové teploty (angl. brightness temperature, BT, v češtině alternativně radiační teplota) je od počátků družicové meteorologie považováno za jednu z klíčových informací, vypovídající o výšce oblačnosti, přesněji HHO. Nejjednodušší, historicky nejstarší metody zanedbávají skutečnost, že jasová teplota HHO se může od skutečné termodynamické teploty vrchní vrstvy oblačnosti lišit jednak v důsledku nižší emisivity, jednak určité transparentnosti nejvyšších hladin oblačnosti, popř. díky radiačnímu příspěvku plynných složek atmosféry z hladin nad HHO. Princip přiřazení teploty HHO její výšce je pak poměrně přímočarý. Předpokládá se tepelná rovnováha mezi HHO a okolním prostředím a určení výšky HHO je pak zjednodušeno na úlohu nalezení tako- Obr. 1 Příklad konvektivní bouře s výrazným přestřelujícím vrcholem (označen šipkou). 25. června 2006, NOAA 15, UTC, Česká republika. Vlevo: snímek v odraženém slunečním záření (přesněji v RGB kompozitním snímku AVHRR kanálů 1, 2 a 4); vpravo: snímek v tepelném kanálu (AVHRR kanál 4, s barevně zvýrazněnou teplotou od 240 do 200 K, viz teplotní škála vložená do snímku). Zdroj dat: NOAA a ČHMÚ. Fig. 1. Example of a convective storm with a significant overshooting top (arrowed). 25 June 2006, 1610 UTC, NOAA 15, Czech Republic. Left: RGB composite image of the AVHRR solar bands 1 and 2 and emissive band 4. Right: color enhanced AVHRR band 4 image, the inserted color bar represents temperature range between 240 and 200 K. Data source: NOAA and CHMI. vé výškové hladiny, kde teplota prostředí odpovídá družicí naměřené teplotě HHO (zpravidla určené z jediného tepelného kanálu, nejčastěji v některém z kanálů atmosférického okna 10 až 12,5 μm). Při tomto postupu se za teplotu prostředí používají hodnoty zjištěné aerologickou sondáží atmosféry, popř. výstupy z NWP modelů. Tato metoda je dostatečně spolehlivě použitelná pouze pro opticky hustou oblačnost bez výraznějšího vertikálního vývoje, zatímco pro částečně transparentní oblačnost nebo pro rychle se vyvíjející konvektivní oblačnost selhává. Modernější metody (viz například [4, 5, 6, 7]) se naproti tomu snaží o exaktnější přístup. Jeho podstatou je výpočet teoretického příspěvku jednotlivých hladin oblačnosti, až po nejvyšší oblačnou vrstvu pomocí tzv. modelů radiačního přenosu (Radiative Transfer Model, RTM) a následné určení celkové intenzity záření vycházejícího z HHO do volného prostoru. Jednodušší modely počítají intenzitu záření pouze v určitém konkrétním kanálu, komplexnější modely pak ve více různých kanálech konkrétní družice. Výpočet celkového emitovaného záření pomocí RTM metod však vyžaduje jednak parametrizaci mikrofyzikálního složení oblačnosti, jednak informace o vertikálním profilu atmosféry. Většinou se pro tyto účely nepoužívají reálná měření profilů atmosféry získaná sondáží, nýbrž hodnoty získané pomocí NWP modelů. Pro hodnoty změřené družicí v různých kanálech se pak hledá takové řešení RTM, které se nejvíce blíží reálným hodnotám. Kromě časové náročnosti je největším problémem těchto metod to, že není známo skutečné mikrofyzikální složení HHO v centrálních oblastech kolem jádra bouře, veškerá dostupná in situ měření jsou buď ze vzdálenějších oblastí kovadliny bouří, popř. výjimečně z nižších hladin jádra bouří [8]. Jsou to právě oblasti jádra bouří, tj. oblasti, kde vrcholí vzestupné konvektivní proudy bouří, updrafty, ve kterých se vyskytují vrcholy pronikající tropopauzou až několik kilometrů do spodní stratosféry a kde se tedy vyskytují nejnižší teploty pozorované v rámci HHO bouří. V jejich blízkosti se vyskytují i centrální teplé oblasti (uzavřené uvnitř studeného U/V nebo uvnitř studeného prstence), jejichž interpretace (viz kapitoly 4 až 7) právě značně závisí na mikrofyzikálním složení HHO těchto částí bouře. Určité zpřesnění představ o mikrofyzikálním složení centrálních oblastí bouří a jejich vertikální struktuře mohou poskytnout například data z nedávno vypuštěných experimentálních družic NASA CloudSat a CALIPSO [9], vybavených mimo jiné vertikálním 94 GHz radarem, resp. lidarem určeným ke studiu mikrofyzikálního složení oblačnosti v horních hladinách troposféry a řídkých cirrů. V případě přestřelujících vrcholů (overshooting tops, penetrating towers), příklad viz obr. 1, se obecně předpokládá, že tyto se po proniknutí tropopauzou při pokračujícím vzestupu i nadále přibližně nasyceně adiabaticky ochlazují (při zanedbání míšení s okolním prostře- 98 Meteorologické zprávy, 61, 2008

5 dím) přibližně o 1 K na 100 m vzestupu. Typické pozorované rozdíly teploty tropopauzy a teplotních minim na družicových snímcích se pohybují kolem 15 až 20 K, přičemž čím je geometrické rozlišení družice lepší, tím mohou být tyto rozdíly větší (v důsledku průměrování při horším rozlišení) [10]. Tudíž na snímcích z přístrojů AVHRR nebo MODIS polárních družic NOAA, resp. družic Terra a Aqua se může tatáž bouře jevit jako výrazně chladnější než na současně pořízeném snímku z geostacionární družice s horším geometrickým rozlišením. Čím rychleji pronikají přestřelující vrcholy vzhůru, tím pomaleji se vyrovnává jejich povrchová teplota s okolním, většinou výrazně teplejším prostředím. Teprve od okamžiku, kdy ztratí energii a začnou klesat zpět do rovnovážné hladiny HHO, začíná se zřejmě výrazněji uplatňovat míšení s okolním teplým stratosférickým vzduchem a následkem toho dochází i ke zvyšování povrchové teploty těchto vrcholů. Zatím není známo jak rychle k tomuto oteplování dochází. Na základě snímků bouří z MSG se zdá, že alespoň v některých případech může být HHO kolabujících vrcholů výrazně teplejší, než je teplota tropopauzy. Rovněž celé bezprostřední okolí přestřelujících vrcholů silných bouří může být výrazněji vyvýšeno oproti okrajovým partiím kovadlin bouří (formující tak jakýsi centrální dóm ), a tedy opět částečně vnořeno do teplejší spodní stratosféry. Modelování, kdy a jak ke vzniku tohoto centrálního dómu dochází, je teprve v počátcích, dosavadní modely však naznačují, že k jeho vzniku dochází pouze u bouří s dlouhodobým opakovaným působením silných vzestupných proudů (updraftů) tedy především u supercel [11]. Právě přítomnost těchto centrálních dómů by mohla být jedním z vysvětlení teplých uzavřených oblastí, viz kapitola 5. Jistý problém při interpretaci nejchladnějších částí HHO bouří představují případy, kdy výrazné teplotní minimum nelze ztotožnit s žádným z přestřelujících vrcholů (viz např. obr. 3 v [12]). Interpretace tohoto případu (a jiných podobných) je zatím nejasná každopádně z nich vyplývá, že ne každé teplotní minimum lze přisoudit přestřelujícímu vrcholu, a tedy že extrémní teplotní minima HHO nemusí nutně být projevem extrémně silných vzestupných proudů (updraftů). Další z problémů při interpretaci družicových snímků teplotního pole HHO bouří představuje frekvence snímání družicí a její sfázování s aktivitou přestřelujících vrcholů. Jak na základě snímků z družic MSG, tak vlastního pozorování jednoho z autorů (M. S.) vzdálených bouří se zdá, že frekvence přestřelujících vrcholů je v rozmezí přibližně 5 až 15 minut. To ale znamená, že v extrémních případech mohou nastat dvě krajní situace: buď že snímání družice je ve fázi s maximem (vyvrcholením) dílčích přestřelujících vrcholů konkrétní bouře, a tedy že po sobě následující družicové snímky zobrazují vždy velmi nízké teploty, nebo naopak že družice snímá Obr. 2 Příklad bouře se studeným U na snímku z geostacionární družice MSG (přístroj SEVIRI). 26. května 2007, Meteosat-9 (MSG-2), UTC, Německo. Snímek vlevo: kanál HRV; snímek vpravo: kanál IR 10.8, s barevně zvýrazněnou teplotou od 240 do 200 K (viz teplotní škála vložená do snímku). Zdroj dat: archiv ČHMÚ, Copyright 2008 EUMETSAT. Fig. 2. Example of a convective storm with a cold-u feature, as seen from the MSG geostationary satellite (SEVIRI imager). 26 May 2007, 1500 UTC, Meteosat-9 (MSG-2), Germany. Left: high-resolution visible band (HRV) image. Right: IR 10.8 color enhanced image. Same color enhancement as in Fig. 1 image. Data source: CHMI archive, 2008 EUMETSAT. Obr. 3 Příklad bouře vykazující v tepelném kanále výrazný studený prstenec. Snímek z geostacionární družice MSG (přístroj SEVIRI). 25. června 2006, Meteosat-8 (MSG-1), UTC. Snímek vlevo: kanál HRV; snímek vpravo: kanál IR 10.8, s barevně zvýrazněnou teplotou od 240 do 200 K (viz teplotní škála vložená do snímku). Zdroj dat: archiv ČHMÚ, Copyright 2008 EUMETSAT. Fig. 3. Two convective storms exhibiting a significant cold-ring feature, as seen from the MSG satellite (SEVIRI imager). 25 June 2006, 1345 UTC, Meteosat-8 (MSG-1), Czech Republic and Austria. Left: high-resolution visible band (HRV) image. Right: IR 10.8 color enhanced image. Same color enhancement as in Fig. 1 image. Data source: CHMI archive, 2008 EUMETSAT. Meteorologické zprávy, 61,

6 bouři vždy, když právě jeden přestřelující vrchol zkolaboval a další ještě nezačal stoupat vzhůru v tomto případě by se tatáž bouře jevila výrazně teplejší. Na výzkum této problematiky by byly výrazně vhodnější snímky z amerických geostacionárních družic GOES v tzv. rapid-scan režimu (pořizované po 1 minutě), které by mohly napovědět více o životním cyklu přestřelujících vrcholů a rychlosti jejich oteplování při závěrečném sestupu; žádná taková práce však doposud není k dispozici. MSG umožňuje rapid-scan pouze v pětiminutovém intervalu, tudíž pro tyto studie není dostatečný. S obdobným problémem se můžeme setkat i u radarových měření, realizovaných nejčastěji každých 5 až 10 minut. EUMETSAT operativně generuje produkt, označovaný jako Cloud Top Height (CTH). Tento produkt je však standardně počítán pouze s rozlišením 3 3 pixly, které je pro problematiku tohoto článku nedostatečné, příliš hrubé. Obdobně by bylo možné CTH generovat na úrovni rozlišení přístroje SEVIRI tedy jednoho obrazového pixlu družice, a to pomocí softwaru vyvinutého v rámci SAFNWC [5, 7]. Tento software, ani jeho produkty, zatím nebyl v ČHMÚ k dispozici, v současnosti probíhá jeho experimentální implementace. Není tedy zatím možné posoudit, do jaké míry jsou tyto produkty schopny postihnout (vyhodnotit) teplotní minima přestřelujících vrcholů a teplých uzavřených oblastí. 4. STUDENÁ U/V A JIMI OBKLOPENÉ TEPLÉ OBLASTI Na přelomu 70. a 80. let minulého století (tedy již před více než čtvrtstoletím), na základě pozorování z polárních družic NOAA a především z geostacionárních družic GOES, byl popsán jev, většinou autorů původně označovaný jako enhanced-v [14, 15, 16, 17, 18,19]. V průběhu 80. let až začátkem 90. let pak vznikla řada článků věnujících se možným vysvětlením tohoto jevu a jeho vazbě na intenzitu bouří [20, 21, 22, 23]. Zároveň byla tato pozorování v IR oblasti porovnávána s tzv. stereoskopickými metodami [24] a [25], využívajícími současného pozorování ze dvou vzájemně vzdálených geostacionárních družic (GOES East, 75 z. d., a GOES West, 135 z. d.), většinou ve viditelném oboru. Při pohledu z těchto dvou družic je oblačnost různě posunuta v důsledku paralaxy [26], v závislosti na své výšce a geografické poloze, čehož tyto metody využívaly pro odhad skutečné polohy a výšky oblačnosti. Část výše zmíněných prací zároveň porovnávala družicová pozorování s měřením tehdy nastupujících dopplerovských radarů. V současné době se pro tento jev používá spíše obecnější označení studené U nebo studené V (cold-u/v) [27]. Zda jev připomíná svým tvarem písmeno U nebo V, je jednak záležitostí úhlu pohledu (bouře, která na snímcích z polární družice připomíná písmeno U, může být při šikmém pohledu z geostacionární družice deformována do podoby písmene V ), jednak se může jednat o důsledek různého relativního proudění vůči pohybu bouře na úrovni její kovadliny. Teplejší oblasti uvnitř studeného U jsou označovány jako close-in warm area (CWA, oblast nejblíže apexu studeného U nebo V) a distant warm area (DWA, vzdálenější teplá oblast). Teplotní rozdíl mezi maximem CWA a minimem v rámci studeného U je často používán jako jedna z charakteristik studených U (a zároveň parametrů korelovaných s intenzitou bouří). Je však nutné si uvědomit, že právě teplotní minimum studeného U souvisí s výskytem přestřelujících vrcholů a že tedy tento parametr je opět závislý na nahodilém sfázování snímání družicí a maxima přestřelujících vrcholů bouře (viz výše), a nemusí tedy být právě nejvhodnějším pro popis intenzity bouře. Ukázka bouře, vykazující typické studené U, je na obr. 2. Jak je z porovnání snímků ve viditelném oboru (HRV kanál, vlevo) se snímkem v tepelném pásmu (kanál IR10.8, vpravo) zřejmé, oblast přestřelujících vrcholů se nachází poblíž apexu studeného U, v tomto případě jeho jihovýchodní části. Naproti tomu nad vnitřní teplejší oblastí je patrná vlečka [28, 29], táhnoucí se ve směru výškového proudění k severozápadu. Podrobněji k problematice studených U a jejich pravděpodobné vazbě na tzv. vlečky viz též např. [30]. 5. STUDENÉ PRSTENCE A JEJICH TEPLÉ STŘEDY V oblasti Evropy se častěji než studené U (nebo studené V) vyskytuje jiný obdobný jev, kdy struktura HHO konvektivních bouří připomíná studený prstenec (v angl. se pro tyto bouře používá termín cold-ring shaped storm, někdy též cold-doughnut shaped storm), viz obr. 3. Jak již název napovídá, v případě těchto bouří se minimum teploty HHO bouře vyskytuje nejčastěji poblíž okraje kovadliny bouře, popř. nad její částí v podobě souvislého uzavřeného chladného prstence (právě uzavřenost studené oblasti je odlišuje od studených U), s teplejší oblastí uvnitř (v angl. central warm spot, CWS). Důvodem odlišného označení uzavřené teplé oblasti pro studená U a studené prstence je to, že zatím není zcela zřejmé, zda CWA a CWS jsou výsledkem stejného mechanizmu či nikoliv. Pokud bude v budoucnu prokázán stejný původ, dojde nejspíš ke sjednocení terminologie. Bouře se studenými prstenci, v odborné literatuře zatím nezdokumentované, mají typickou dobu trvání od výskytu na jediném snímku družice MSG (tedy od ca 15 minut) do doby odpovídající několika po sobě následujících snímků MSG. Nejdéle trvající a zároveň i nejvýraznější doposud námi zaznamenaný studený prstenec je zobrazen na obr. 3. Tento prstenec se souvisle vyskytoval na sedmi po sobě následujících snímcích MSG, tedy přibližně 1,5 hodiny. Nejmenší prstence mívají průměr centrální teplé oblasti (CWS) kolem deseti kilometrů, nejvýraznější prstence do ca 20 až 30 km. Teplotní rozdíl mezi maximem CWS a minimem studeného prstence se pohybuje od několika kelvinů do ca K. Vzhledem k tomu, že i v tomto případě teplotní minimum souvisí s výskytem přestřelujících vrcholů, není tento teplotní rozdíl příliš směrodatným pro usuzování na intenzitu bouře. V případě zobrazeném na obr. 3 bylo maximum CWS přibližně 218 K, minimum v jižní části prstence kolem K. Budiž zdůrazněno, že neexistuje žádná formální (kvantitativní) definice studeného prstence a CWS, proto může být klasifikace jevu značně subjektivní (totéž platí pro bouře se studeným U/V). V zásadě existuje několik možných vysvětlení pro vznik studeného prstence, nebo přesněji jeho CWS, identických s mechanizmy vysvětlujícími vznik studených U a jimi uzavřených teplých oblastí (CWA), snad až na poslední (d): a) CWS, resp. CWA, je důsledkem větší propustnosti HHO v tepelném oboru; družicí snímané záření má tedy původ v nižších teplejších hladinách bouře. b) CWS (CWA) je důsledkem procesů, probíhajících při přetékání a obtékání proudění přes oblast přestřelujících vrcholů (zejména míšení s teplejším stratosférickým vzduchem), toto vysvětlení se proto zpravidla označuje jako závětrné efekty (wake effects). c) CWS (CWA) je způsobena přítomností vyskakujících cirrů (jumping cirrus), generovaných kolapsem přestřelujících vrcholů, [16], resp. jevem označovaným angl. 100 Meteorologické zprávy, 61, 2008

7 jako gravity wave breaking mechanism, [11] (zatím chybí český ekvivalent). d) Teoreticky by CWS mohla být rovněž vizualizací centrálního dómu, pokud by se tento nacházel delší dobu v teplejší spodní stratosféře, a došlo by tedy k vyrovnání jeho povrchové teploty s okolím. Mechanizmus (a) lze ve většině případů vyloučit vzhledem k tomu, že zvýšená propustnost v tepelném oboru by musela být o to víc patrná i ve viditelném oboru, to však naše pozorování vylučují. Pro mechanizmy (b), (c) a (d) je pak nutná přítomnost výraznější teplotní inverze nad tropopauzou, bez ní by uzavřené teplé oblasti nemohly vzniknout (HHO většiny bouří se studeným U nebo prstencem se nachází až několik kilometrů nad tropopauzou). Značnou nevýhodou při posuzování jednotlivých mechanizmů je skutečnost, že zatím není nic známo o tom, jak dalece mohou silnější konvektivní bouře ovlivnit prostředí nad sebou, většina prací zabývajících se v minulosti vlivem bou- Obr. 4 Bouře z obr. 3 z pohledu radaru, UTC. Obr. 4a zobrazuje standardní operativní produkt maximální radarovou odrazivost (ZMAX) promítnutou jednak do horizontální roviny, jednak její bokorysy (ve směru západ východ a sever jih), operativně generované do hladiny 14 km. Čáry A B a C D zobrazují polohu vertikálních řezů z obrázků 4b a 4c. Obr. 4b: experimentální vertikální řez bouřemi do hladiny 20 km podél přímky A B. Obr. 4c: totéž podél přímky C D. Diskuze k obrázkům viz text článku. Fig. 4. Storms from the Figure 3, as documented by the Czech weather radar network (CZRAD). Fig. 4a shows the standard operative product - the maximum radar reflectivity (ZMAX) and its side projections (West-East and South-North), which are regularly displayed up to the 14 km level. Lines A-B and C-D indicate the position of vertical cross-sections shown in Figures 4b and 4c. Fig. 4b xperimental vertical cross-section of the storms from Figure 4a, computed along the line A-B. Fig. 4c: experimental vertical cross-section of the storms from Figure 4a, computed along the line C-D. ří na okolní prostředí se zaměřovala pouze na vliv bouří na své bezprostřední okolí při zemském povrchu. Z tohoto důvodu se teploty HHO bouří porovnávají buď s okolními radiosondážními výstupy, nebo s profily získanými z NWP modelů. Ať je nakonec vysvětlením kterékoliv z výše uvedených mechanizmů (s výjimkou (a)), je nutné si uvědomit, že v případě výskytu studeného prstence nebo studeného U již nelze jednoduše porovnávat teplotu HHO s teplotou okolí, tj. že zde již neplatí nepřímá úměra mezi teplotou a výškou HHO. Meteorologické zprávy, 61,

8 Obr. 5 Schéma operativního měření radaru Skalky graf závislosti výšky radarového paprsku na vzdálenosti při standardním šíření v atmosféře. Barevně jsou znázorněny osy jednotlivých měřených elevačních úhlů. Šedou barvou je vyplněna 3dB šířka radarových paprsků (tj. oblast, kde hustota energie nepoklesne pod ½ maximální hodnoty v ose svazku), klesající intenzitou šedé barvy směrem od osy paprsku je schematicky znázorněn úbytek energie v závislosti na vzdálenosti od osy. Fig. 5. Scheme of radar Skalky operational measurement - range dependency of radar beam height in case of standard atmospheric propagation. Color lines show axes of the measured elevations. Gray color represents 3dB width of the radar beam (i.e. area where density of energy is not smaller than ½ of the maximum value in the beam axis). Pro posouzení možného vlivu výše uvedených mechanizmů je nutné co nejpřesněji znát skutečnou výšku HHO bouře, resp. přesné přiřazení výšky teplotnímu poli a pozorovaným strukturám (studenému prstenci, CWS). To je předmětem následující kapitoly. Kromě přesné výšky HHO by výrazně pomohla i znalost mikrofyzikálního složení HHO bouře, zjištěná buď na základě družicových lidarových dat, nebo (pozemních radarových) polarimetrických měření; ani jedno však není vzhledem ke své specifičnosti předmětem tohoto článku. 6. POROVNÁNÍ DRUŽICOVÉHO POLE TEPLOT HHO BOUŘÍ A RADAREM MĚŘENÉ VÝŠKY HORNÍ HRANICE RADAROVÉ ODRAZIVOSTI Obrázek 4 zobrazuje radarový vzhled bouře z ve stejném termínu jako snímek z družice MSG na obr. 3, ve UTC. Z bokorysů obr. 4a je zřejmé, že bouře (pravděpodobně výrazně) přesahuje hladinu 14 km, používanou operativně v síti CZRAD jako nejvyšší. Proto byla pro tento případ zpracována originální archivní radarová data tak, aby bylo možné studovat trojrozměrnou strukturu bouře až do hladiny 20 km (detaily zpracování viz níže). Na základě takto zpracovaných dat pak je možné generovat např. vertikální řezy, jejichž ukázky jsou uvedeny na obr. 4b a 4c. Poloha obou řezů je vyznačena v obr. 4a čarami označenými A B a C D, samotná délka čar však nekoresponduje s horizontálním rozsahem řezů zobrazených na obr. 4b a 4c. Orientace řezů je pak dána polohou písmen A až D jak v horizontální projekci, tak ve vertikálních řezech. V řezech jsou vyznačeny výškové hladiny 5, 10 a 15 km, spodní okraj řezu odpovídá hladině 1 km, horní okraj hladině 20 km. V řezu C D je navíc zobrazena i hladina tropopauzy (na základě výstupu Praha-Libuš z 12 UTC) a přibližná poloha CWS (podrobněji viz závěr této kapitoly). Z těchto řezů je zřejmé, že horní hranice radarové odrazivosti bouře nad jihem Čech i nad Rakouskem dosahovaly výšek přibližně 18 až 19 km, což je na středoevropské poměry spíše výjimečné. Je však otázkou, do jaké míry jsou tyto řezy přesné, jaká je možná chyba určení jejich horní hranice. Před samotným porovnáním radarových řezů s družicovými snímky se dále alespoň stručně zmíníme o způsobu výpočtu těchto radarových řezů a jejich možných chybách. Operativní provoz českých meteorologických radiolokátorů [31, 32] je založen na opakovaném měření radiolokační odrazivosti posloupností otáček antény při definovaných elevačních úhlech, zajišťujících optimální třírozměrné pokrytí sledované oblasti do vzdálenosti 260 km (viz. obr. 5) od radaru. Surová naměřená objemová data radiolokační odrazivosti jsou ukládána ve sférických souřadnicích (vzdálenost, azimut, elevační úhel) tak, jak jsou postupně měřena. Při tvorbě radarových produktů jsou sférická data převedena do kartézských souřadnic. Pomocí bilineární interpolace jsou vytvořena pole odrazivosti na jednotlivých konstantních elevačních úhlech v tzv. PPI hladinách (z anglického Plan Position Indicator), které jsou základem pro tvorbu jednotlivých uživatelských produktů. V této práci využitá pole radiolokační odrazivosti v konstantních výškových hladinách, tzv. CAPPI hladinách (z anglického Constant Altitude Plan Position Indicator), jsou vypočtena pomocí lineární interpolace ve vertikálním směru mezi nejbližší nižší a vyšší PPI hladinou. Standardně jsou generována pole CAPPI pro hladiny 1,0 14,0 km s krokem 0,5 km. Tento výškový rozsah generovaných polí není v některých případech dostatečný pro jejich porovnání s družicovými poli teplot HHO bouří. Bylo proto potřeba modifikovat softwarový balík RPD/RVD [3] operativně používaný pro zpracování dat objemových radarových měření (doplnění možnosti generovat pole radiolokační odrazivosti v CAPPI hladinách14,5 km až 20 km s krokem 0,5 km) a webovou aplikaci JSMeteoView [3] sloužící k vizualizaci radarových dat a umožňující interaktivní generování vertikálních řezů 3D-polem radarové odrazivosti (umožnění práce s daty z vyšších CAPPI hladin v případě, že jsou dostupná). Při interpretaci výšky horní hranice radarové odrazivosti z pozemních radarových měření je třeba brát v úvahu značné množství činitelů, které ji mohou ovlivnit: a) Práh detekce horní hranice odrazu je stanoven na 4 dbz (odpovídá hodnotě radiolokační odrazivosti, průměrované přes celý paprsek). b) Radarový paprsek může být pouze částečně zaplněn radioechem (pokud např. vrcholek Cb zasahuje jen do spodní části kužele paprsku, výška horní hranice je vypočtena dle středu paprsku). 102 Meteorologické zprávy, 61, 2008

9 c) Zejména ve větších vzdálenostech od radaru se projevuje vliv šířky radarového paprsku (až několik kilometrů viz obr. 5), který ovlivňuje přesné určení výšky. d) Pro výpočet výšky radarového paprsku je použit předpoklad standardní refrakce atmosféry. Aktuální šíření radarového paprsku v atmosféře je dáno vertikálním profilem tlaku, teploty a vlhkosti a může se obecně od standardního šíření odlišovat (více např. v [30]). Korekce výšky podle aktuálního šíření paprsku by byla velmi obtížná a i tak pouze přibližná vzhledem k neznalosti prostorové proměnlivosti vertikálního profilu potřebných veličin. e) V nejbližším okolí radaru je třeba počítat s neviditelností kuželové oblasti nad radarem, dané maximálním měřeným elevačním úhlem, ve velkých vzdálenostech naopak s neviditelností nejnižších hladin (viz obr. 5). f) Pole horních hranic může být ovlivněno falešnými odrazy od bočních laloků antény od silných cílů, např. zemského povrchu nebo vrcholků Cb. Tím může u výrazných blízkých cílů dojít k nadhodnocení horní hranice i o několik km. g) Vertikální řezy prezentované v tomto článku nejsou skutečnými řezy v pravém slova smyslu, tj. nejsou nasnímány při proměnlivé elevaci antény a určitém konstantním azimutu antény, nýbrž jsou vypočítány interpolací ze standardních objemových dat, resp. z CAPPI hladin. Z důvodu uživatelských požadavků na co nejvyšší aktuálnost a obnovu radarových dat není při operativním provozu na tyto pravé řezy čas. Výhodou tohoto postupu je na druhou stranu možnost zvolit polohu řezu zcela libovolně (zadáním jejího počátečního a koncového bodu), zatímco pravé řezy mohou zobrazit pouze vertikální roviny orientované radiálně vůči radaru. Při porovnávání radarových a družicových dat je dále třeba počítat s rozdílnou fyzikální podstatou obou měření. Radarová odrazivost je integrální charakteristikou všech částic v objemu radarového pulzu, technické parametry operativně využívaných radarů (pracujících na vlnové délce 3 10 cm) neumožňují však detekci všech oblačných částic (příliš malé částice radar není schopen detekovat). Senzory družic naproti tomu detekují i nejmenší oblačné částice. Horní hranice oblačnosti určená družicí a nejvyšší hladina radarové odrazivosti se proto mohou do jisté míry lišit i v závislosti na mikrofyzikálním složení nejvyšších hladin bouře [30]. V případě bouře popisované v tomto článku byla pro výpočet řezů použita data z radaru Skalky, vzdáleného od bouře přibližně 200 km; data z radaru Brdy byla v tomto případě (výskyt bouře téměř nad radarem) nevhodná zejména s ohledem na body (e) a (f). S ohledem na tuto vzdálenost je však zároveň nutné mít na paměti možné nepřesnosti výšky vyplývající především z bodů (b), (c) a (d), radarem stanovená výška bouře může být v důsledku těchto bodů oproti skutečnosti jak nadhodnocena, tak podhodnocena. Naproti tomu vliv bodu (a) při této vzdálenosti může znamenat pouze významnější podhodnocení výšky bouře. Nyní již k vlastnímu porovnání radarových řezů A B a C D s družicovými daty. Nejprve je nutné si uvědomit, že data z družice MSG jsou silně ovlivněna paralaxou [26]. Proto je při porovnávání družicových a radarových dat bezpodmínečně nutné provést korekci této chyby (o hodnotu posunu v důsledku paralaxy). Při exaktnějším postupu by na základě znalosti výšky HHO byly korigovány (posunouty) jednotlivé pixly družicového snímku, a až takto korigovaný družicový snímek by se porovnával s radarovými daty. Avšak vzhledem k nejednoznačnosti, resp. neznalosti skutečné výšky HHO v případě studených prstenců a zejména jimi uzavřených CWS, není tento přístup možný. Proto byl v tomto případě zvolen opačný postup, a sice že jednotlivé hladiny CAPPI byly posunuty o hodnotu paralaxy pro příslušnou výšku (a polohu) tak, jako by se jevily při pohledu z družice MSG. A až takto korigované CAPPI hladiny byly porovnávány s družicovými snímky, ponechanými v původní družicové projekci. Obrázek 6 je příkladem takového porovnání: přes snímek MSG v kanále IR10.8 je přeložena korigovaná CAPPI hladina 15,5 km, zobrazující jak samotný přestřelující vrchol (na řezech výrazný menší útvar přibližně nad 17 km), tak ještě i nejvyšší partie centrálního dómu bouře (kolem hladiny 15 km). V případě, že by se použila nekorigovaná poloha této CAPPI hladiny, vycházela by poloha nejvyšší části bouře jižně od jejího okraje. Jak je ihned zřejmé, korigovaná poloha těchto nejvyšších částí bouře odpovídá přibližně jižnímu okraji CWS. Do snímku je vložena i informace o proudění v hladinách 12 až 16 km; porovnáním proudění s družicovým snímkem a korigovanou hladinou 15,5 km je pak zřejmé, že samotná CWS se nachází v závětří nejvyšších partií bouře. Exaktnější by samozřejmě bylo použít vektory relativního proudění vůči postupu jádra bouře, které se pohybovalo jen pomalu k východu. Chyba je proto poměrně malá a nic nemění na faktu, že CWS není zdaleka totožná se středem centrálního dómu. To tedy (alespoň v tomto případě) nejspíš vylu- Obr. 6 Snímek z obr. 3 (kanál IR10.8), doplněný o radarovou hladinu (CAPPI) 15,5 km a polohy radarových řezů z obr. 4. Jak poloha CAPPI 15,5 km, tak polohy řezů jsou zde korigovány o hodnotu paralaxy pro tuto hladinu (podrobnosti viz text). Grafické znázornění proudění v hladinách 12 až 16 km je z výstupu Praha-Libuš z 12 UTC. Fig. 6. Picture from the Figure 3 (IR 10.8 channel), superimposed by the radar reflectivity at 15,5 km height (CAPPI) and locations of the radar cross-sections from the Figure 4. CAPPI 15,5km field as well as locations of cross-sections are corrected for the parallax shift (see text for details). Graphical symbols show horizontal wind vectors between 12 and 16 km of the Praha- Libuš aerological sounding at 12 UTC. Meteorologické zprávy, 61,

10 čuje mechanizmus (d) předchozí kapitoly jakožto vysvětlení CWS, a tedy jako pravděpodobná se jeví vysvětlení mechanizmem (b) nebo (c). Do obr. 6 je dále vynesena poloha řezů A B a C D, korigovaných opět pro hladinu 15,5 km. Je zřejmé, že řez A B vůbec neprotíná CWS, nýbrž je veden oblastí studeného prstence. Naproti tomu řez C D již byl zvolen tak, aby procházel přibližně osou CWS. Na základě porovnání s ostatními hladinami CAPPI pak bylo možné vyznačit přibližnou polohu CWS i do řezu C D (obr. 4c); je zjevné že CWS částečně zasahuje i do oblasti nejvyšších vrcholů bouře (jejich závětrné strany). Skutečná horní hranice oblačnosti může být vyšší nebo nižší (odhadem ±1,5 km), z důvodů již uvedených. Pokud by však horní partie bouře byly zakryty řídkými cirry (což je pravděpodobné zejména v závětří nejvyšších vrcholů, právě v oblasti CWS), bude horní hranice bouře výše než ukazuje radarový řez. 7. MOŽNÁ VZÁJEMNÁ SOUVISLOST BOUŘÍ VYKAZUJÍCÍCH STUDENÁ U/V A STUDENÉ PRSTENCE Pro zpřesnění koncepčních modelů bouří vykazujících studená U a studené prstence je velmi důležitou otázka, zda může docházet ke vzájemné transformaci těchto typů bouří. Právě bouře z nad Německem, uvedená na obr. 2, je do značné míry unikátní ukázkou takové transformace. Bouře původně vznikla jako klasická bouře se studeným prstencem, v tomto stádiu byla zachycena na třech po sobě jdoucích snímcích MSG (tedy po dobu alespoň půl hodiny), načež se postupně (během přibližně další půl hodiny) změnila na bouři s výrazným studeným U (viz obr. 2). V tomto stádiu pak setrvala přibližně dvě hodiny. Podobných případů je zatím velmi málo, žádný z nich však nebyl tak průkazným a výrazným jako tento případ. V současnosti převládá (zatím nepublikovaný) názor, že tvar jevu studené U nebo studený prstenec může záviset na charakteru proudění na úrovni horních hladin bouří. Tomu napovídají i první předběžné modelové experimenty (P. Wang, osobní diskuze, prosinec 2007), kdy potlačení střihu proudění vedlo ke změně charakteru modelované bouře ze studeného U na studený prstenec (byť nestabilní, krátkého trvání). Tomu by odpovídal i fakt, že bouře se studeným U jsou daleko častější nad oblastí severoamerických Velkých plání (s častým výskytem supercel, vyžadujících prostředí se silnějším střihem proudění [30]) než v Evropě, kde jsou supercely daleko vzácnější. 8. ZÁVĚR I když nebylo možné na základě porovnání družicových a radarových dat jednoznačně rozhodnout o mechanizmu vzniku teplé uzavřené oblasti (CWS) bouře z , studie ukázala, že tato oblast nebo její převážná část se skutečně nachází v závětří (z hlediska relativního výškového proudění) nejvyšších vrcholů bouře. Ty se nacházely na návětrné části studeného prstence (v tomto případě v jeho jižním sektoru), přičemž dosahovaly výšek přibližně až km. To jsou hodnoty pro střední Evropu mimořádné. Činit závěry o vzácnosti podobných výšek bouří v této oblasti je však poněkud nejisté nejsou totiž k dispozici žádná pravidelná měření výšek horních hranic bouří nad ca 15 km, což je horní limit měření radarů středoevropské meteorologické služby, které operativně provozují (často i méně). Studium obdobných bouří, vykazujících studené prstence, bude předmětem našeho dalšího výzkumu. Pro přesnější stanovení výšky HHO bouře by výrazně pomohla data z družice CloudSat, resp. z jejího vertikálně snímajícího radaru CPR (Cloud Profiling Radar) [9]. Tento přístroj pracující na frekvenci 94 GHz (W pásmo, vlnová délka 3 mm) je schopný zachytit i výrazně menší oblačné částice než pozemní operativní radary používané meteorologickými službami, a tak lze předpokládat, že výška horní hranice bouře stanovená na základě jeho měření se bude významně blížit realitě. Přístroj je však umístěn na družici na polární dráze, a tak jakákoliv data z něj mají charakter pouhé momentky, bez zobrazení vývoje bouře. Navíc načasování dráhy této družice (s přeletem družice krátce po poledni místního času) je z pohledu výzkumu konvektivních bouří poněkud nešťastné touto dobou se bouře teprve začínají rozvíjet. Proto je velmi vzácné zachytit touto družicí bouři v pokročilém stádiu vývoje. Každopádně zde popisovaný případ bouře z se odehrál až po přeletu družice CloudSat, tudíž v tomto případě data z této družice nelze využít. V době psaní tohoto příspěvku probíhá vyhledávání obdobných případů zachycených družicí CloudSat (a tedy i přístrojem MODIS družice Aqua); pokud bude podobný případ družicí zaznamenám, může značně napomoci zpřesnit koncepční modely těchto typů bouří (vykazujících studená U nebo studené prstence). Důležitým přínosem práce bylo i jednoznačné prokázání souvislosti bouří vykazujících studené prstence a studená U, doložené transformací prvního typu bouře v druhý. To má značný význam jak z hlediska monitorování a nowcastingu potenciálně silných bouří, tak především pro upřesnění našich znalostí o procesech probíhajících v nejvyšších hladinách konvektivních bouří. Seznam použitých zkratek AVHRR Advanced Very High Resolution Radiometer CWA Close-in Warm Area CWS Central Warm Spot ČHMÚ Český hydrometeorologický ústav DWA Distant Warm Area BT Brightness Temperature BTD Brightness Temperature Difference CTH Cloud Top Height EUMETSAT European Organization for Exploitation of Meteorological Satellites ENVI Environment for Visualizing Images GOES Geostationary Operational Environmental Satellite HRV High Resolution Visible HHO horní hranice oblačnosti IDL Interactive Data Language IR infrared MODIS Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer MSG Meteosat Second Generation NASA National Aeronautics and Space Administration NOAA National Oceanic and Atmospheric Administration NWP Numerical Weather Prediction ODMI Odbor distančním metod a informací pixel picture element RTM Radiative Transfer Model SAFNWC Satellite Applications Facility in Nowcasting SEVIRI Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager 104 Meteorologické zprávy, 61, 2008

11 Poděkování Práce prezentovaná v tomto článku je součástí výzkumného projektu GA ČR č. 205/07/0905. Autoři též děkují firmě VCS SpaceCom za bezplatné poskytnutí licence softwaru 2met! pro výzkumné účely, Janu Kráčmarovi za odborné konzultace radarové problematiky a Janu Strachotovi za cenné připomínky při recenzi článku. Literatura [1] SETVÁK, M., MSG Meteosat druhé generace. Meteorologické Zprávy, roč. 57, č. 1, s [2] CHARVÁT, Z., Využití družicových snímků v Českém hydrometeorologickém ústavu. Meteorologické Zprávy, roč. 59, č. 1, s [3] NOVÁK, P. KRÁČMAR, J., New data processing in the Czech weather radar network. Second European Conference on Radar Meteorology, Delft, ISBN: , [4] MENZEL, P.W., Applications with meteorological satellites. WMO Satellite Reports, WMO/TD No s. [5] DYBBROE, A. THOSS, A. KARLSSON, K. G., The AVHRR & AMSU/MHS products of the Nowcasting SAF. In: Proceedings The EUMETSAT Meteorological Satellite Data Users conference, Bologna 2000, EUMET- SAT, EUM P29. [6] MELANI, S. CATTANI, E. TORRICELLA, F. LEVIZZANI, V., Characterization of plumes on top of a deep convective storm using AVHRR imagery and radiative transfer model simulations. Atmospheric Research, Vol , s [7] EUMETSAT, Technická dokumentace SAFNWC. Průběžně aktualizováno. Dostupné na: < [8] ROSENFELD, D. WOODLEY, W. L. KRAUSS, T. W. MAKITOV, V., Aircraft microphysical documentation from cloud base to anvils of hailstorm feeder clouds in Argentina. Journal of the Applied Meteorology and Climatology, Vol. 45, s [9] STEPHENS, G. L. VANE, D. G. BOAIN, R. J. MACE, G. G. SASSEN, K. et al., The CloudSat mission and the A-Train. A new dimension of space-based observations of clouds and precipitation. Bulletin of the American Meteorological Society, Vol. 83, s [10] SETVÁK, M. LEVIZZANI, V., Influences of NOAA and Meteosat Spatial Resolution on Cloud Top Observations of Deep Convective Storms. In: Proceeding 9th Meteosat Scientific Users Meeting, Locarno, EUM P11, s ISSN [11] WANG, P. K., The thermodynamic structure atop a penetrating convective thunderstorm. Atmospheric Research, Vol. 83, s [12] SETVÁK, M., Detekce vodní páry ve spodní stratosféře přístrojem SEVIRI družic MSG. Meteorologické Zprávy, roč. 59, s [13] EUMETSAT, MSG Meteorological Product Extraction and Distribution Service. Technical Description, EUM TD 11. [14] ADLER, R. F. FENN, D. D. MOORE, D. A., Spiral feature observed at the top of rotating thunderstorm. Monthly Weather Revue, Vol. 109, s [15] NEGRI, A. J., Cloud-top structure of tornadic storms on 10 April 1979 from rapid scan and stereo satellite observations. Bulletin of the American Meteorological Society, Vol. 63, s [16] FUJITA T. T., Principle of stereoscopic height computations and their applications to stratospheric cirrus over severe thunderstorms. Journal of the Meteorological Society of Japan, Vol. 60, s [17] HEYMSFIELD, G. M. BLACKMER Jr., R. H. SCHOTZ, S., 1983a. Upper level structure of Oklahoma tornadic storms on 2 May 1979, Pt. 1 radar and satellite observations. Journal of the Atmospheric Sciences, Vol. 40, s [18] HEYMSFIELD, G. M. SZEJWACH, G. SCHOTZ, S. BLACKMER Jr., R. H., 1983b. Upper level structure of Oklahoma tornadic storms on 2 May 1979, Pt. 2 Proposed explanation of V pattern and internal warm region in infrared observations. Journal of the Atmoshperic Sciences, Vol. 40, s [19] McCANN, D. W., The enhanced-v: A satellite observable severe storm signature. Monthly Weather Revue, Vol. 111, s [20] ADLER, R. F. MARKUS, M. J. FENN, D. D., Detection of severe Midwest thunderstorms using geosynchronous satellite data. Monthly Weather Revue, Vol. 113, s [21] ADLER, R. F. MACK, R. A., Thunderstorm cloud top dynamics as inferred from satellite observations and a cloud top parcel model. Journal of the Atmospheric Sciences, Vol. 43, s [22] HEYMSFIELD, G. M. BLACKMER Jr., R. H., Satellite-observed characteristics of Midwest severe thunderstorm anvils. Montly Weather Revue, Vol. 116, s [23] HEYMSFIELD, G. M. FULTON, R. SPINHIRNE, J. D., Aircraft overflight measurements of Midwest severe storms: Implications on geosynchronous satelite interpretations. Montly Weather Revue, Vol. 119, s [24] HASLER, A. F., Stereographic observations from geosynchronous satellites an important new tool for the atmospheric science. Bulletin of the American Meteorological Society, Vol. 62, s [25] MACK, R. A. HASLER, A. F. ADLER, R. F.,1983. Thunderstorm cloud top observations using satellite stereoscopy. Montly Weather Revue, Vol. 111, s [26] RADOVÁ, M. SEIDL, J., 2007: Paralaxa a snímky z geostacionárních družic. Meteorologické Zprávy, roč. 60, č. 5, s [27] SETVÁK, M. RABIN, R. M. WANG, P. K., Contribution of the MODIS instrument to observations of deep convective storms and stratospheric moisture detection in GOES and MSG imagery. Atmospheric Research, Vol. 83, s [28] SETVÁK, M. DOSWELL III., C. A., The AVHRR Channel 3 Cloud Top Reflectivity of Convective Storms. Monthly Weather Revue, Vol. 119, s [29] LEVIZZANI, V. SETVÁK, M., Multispectral, highresolution satellite observations of plumes on top of convective storms. Journal of the Atmospheric Sciences, Vol. 53, s [30] ŘEZÁČOVÁ, D. NOVÁK, P. KAŠPAR, M. SETVÁK, M., 2007: Fyzika oblaků a srážek. Praha: Academia. 576 s. ISBN [31] HAVRÁNEK, P. KRÁČMAR, J., 1996: Nová meteorologická radiolokační stanice na střední Moravě. Meteorologické Zprávy, roč. 49, č. 3, s [32] KRÁČMAR, J., 2000: Nový meteorologický radar Brdy v síti CZRAD. Meteorologické Zprávy, roč. 53, č. 6, s Lektor (Reviewer) RNDr. J. Strachota. Meteorologické zprávy, 61,

12 SOUHRNNÝ PŘEHLED VÝZNAMNÝCH KONVEKTIVNÍCH JEVŮ NA ÚZEMÍ ČESKÉ REPUBLIKY V LETECH Roman Volný, Český hydrometeorologický ústav, Pobočka Ostrava, K Myslivně 2182/3, Ostrava, volny@chmi.cz Jan Sulan, Český hydrometeorologický ústav, Pobočka Plzeň, Mozartova 1237/41, Plzeň, sulan@chmi.cz Zdeňka Smolíková, Český hydrometeorologický ústav, Pobočka České Budějovice, Antala Staška 1177/32, České Budějovice, zdenka.smolikova@chmi.cz A survey of significant convective weather events within the territory of the Czech Republic in the years This article presents a brief summary of the latest phase of the activities, which monitored and documented severe convective weather events within the territory of the Czech Republic in the years In addition, the 2007 cases are briefly commented. The work conducted mainly by Czech Hydrometeorological Institute, was significantly supported by two research projects of the Grant Agency of the Czech Republic and carried out in co-operation with the Institute of Atmospheric Physics ASCR. During the last decade the awareness and documentation level of tornadoes, downbursts and microbursts and hailstorms increased significantly, finding their place in the activity of the Czech national weather service. One the latest trends in this activity is groving cooperation between the professional meteorologists and skilled weather enthusiasts. Further details about all registered cases can be found at the internet link: KLÍČOVÁ SLOVA: jevy konvektivní tornáda škody hmotné Česká republika KEYWORDS: convective phenomena tornadoes damages Czech Republic 1. ÚVOD Historie dokumentace nebezpečných povětrnostních jevů spojených s konvektivní činností na území České republiky (downbursty, tornáda), čítá již poměrně rozsáhlou řadu případů, které jsou zpracovány s různou mírou podrobností podle jednotlivých pozorování doplněných fotodokumentací nebo videozáznamy, svědectvími apod. [11]. Výzkum silných konvektivních bouří na území České republiky je převážně orientován na škody způsobené doprovodnými jevy, jako jsou silný nárazovitý vítr, krupobití či přívalové srážky. Domníváme se, že k zvýšené pozornosti odborné i laické veřejnosti v posledních letech v rámci České republiky významně přispěly a stále přispívají aktivity koordinované Českým hydrometeorologickým ústavem (ČHMÚ) a také projekty podporované Grantovou agenturou ČR v letech Tyto aktivity vyústily ve vytvoření průběžně doplňované databáze těchto případů na webových stránkách ČHMÚ [11], a v publikování samostatných článků věnujících se vybraným případům, např. [6, 7, 9 a 10] aj. Tímto článkem bychom chtěli s určitým časovým odstupem shrnout další etapu těchto aktivit po roce 2002, která probíhala společně s pokračujícím rozvojem meteorologických technologií a navazujících provozních aplikací. Můžeme sem zahrnout např. automatizaci meteorologických měření a přenosu dat, využití metod dálkové detekce konvektivních bouří a jejich projevů prostřednictvím modernizovaných meteorologických radarů [2, 15], systémem detekce blesků CELDN [14], modernějších družic MSG [1 a 5], Terra, Aqua a NOAA vybavených přístroji s větším množstvím spektrálních kanálů, resp. s výrazně lepším rozlišením [14]. S využitím numerických předpovědních modelů (NWP) s vysokým horizontálním rozlišením řádu jednotek km [8] se zvyšuje rozlišovací schopnost předpovědí, což se např.ve zpětně analyzovaných případech významně projevuje především lepším vystižením základní struktury konvektivních systémů a lepším odhadem intenzity srážek aj. V neposlední řadě vzrůstají také nároky na kvalitu varovných a výstražných systémů provozovaných předpovědní službou ČHMÚ, jejichž cílem je zmírňování a minimalizace škod způsobených přírodními živly. V druhé části tohoto článku se budeme podrobněji věnovat vybraným případům konvektivních situací doprovázených nebezpečnými průvodními jevy z období let Komplexnější a podrobnější analýzy většiny evidovaných případů na území České republiky jsou k dispozici na průběžně aktualizovaných internetových stránkách [11], nebo také na stránkách Amateur Stormchasing Society [12], zahraničním případům (evropským) se pak věnují např. stránky [17, 18, 21 a 22]. 2. PŘEHLED EVIDOVANÝCH VÝZNAMNÝCH KONVEKTIVNÍCH JEVŮ NA ÚZEMÍ ČR V OBDOBÍ V přehledových tabulkách (tab.1 a 2) jsou uvedeny veškeré nám známé případy související s konvektivními bouřemi a jejich průvodními jevy ve smyslu obecně platných definic těchto meteorologických pojmů, které lze rovněž nalézt na [11]. 3. VYBRANÉ VÝZNAMNÉ KONVEKTIVNÍ JEVY NA ÚZEMÍ ČR V OBDOBÍ Úplný přehled všech těchto případů, provázených rozmanitými, mnohdy nebezpečnými povětrnostními jevy je uveden v tab.1 a tab.2 s rozdělením na dvě časová období. Výčet zmiňovaných případů si pochopitelně neklade nároky být dokonale přesnou a vyčerpávající databází těchto jevů, neboť s velkou pravděpodobností se mohly také v tomto období vyskytnout případy další, k jejichž podchycení a následné analýze jsme neměli dostatek podkladů, popř. méně významné případy nemusely být zařazeny vůbec. Snaha o co možná nejobjektivnější posuzování jednotlivých případů může být mnohdy velmi nesnadná a nejednoznačná, např. i vzhledem ke stále narůstajícímu mediálnímu zájmu a publicitě zejména v posledních letech. Fujitovu stupnici intenzity tornád, na jejímž základě dokumentované jevy klasifikujeme, lze nalézt na internetu, např. [19]. 106 Meteorologické zprávy, 61, 2008

13 Existují a užívají se také jiné stupnice, resp. jejich modifikace, např. Enhanced Fujita scale, TORRO T-SCALE [20] aj. Výběr jednotlivých případů v kap. 4 a 5 byl proveden již naprosto subjektivně a obsahuje většinou jen několik základních informací o zdokumentovaných jevech, podrobnější informace viz [11]. 3.1 Zajímavosti související s výskytem významných konvektivních jevů na území České republiky v letech Jako první, v podstatě doplňující informaci, uvádíme na tomto místě přehlednou mapku se zaznamenaným výskytem sledovaných a zdokumentovaných případů z tohoto období (obr.1). Výskyt konvektivních jevů pro jednotlivé roky období pak je zobrazen na obr. 2. Z pohledu na graf na obr. 2 je patrné maximum četnosti výskytu tornád v roce 2001 s celkovým výskytem 11 případů a s určitým odstupem následuje rok 2004 s celkovým výskytem 9 případů. I takto krátká řada (pro tento obrázek bylo záměrně rozšířeno období o rok 2000) pozorování má určitou vypovídací schopnost, i když je nutno přiznat, že značně omezenou. Pro stanovení jednoznačného nebo alespoň statisticky významného trendu se ukazuje být tato časová řada příliš krátká. Podobná je situace také u zaznamenaných případů výskytu netornádických tromb, které se možná do povědomí odborné i širší veřejnosti dostaly přece jen o něco málo později nebo jim dříve nebyla věnována taková pozornost (což jsou ovšem spíše domněnky než podložená fakta). Je nutné také zdůraznit, že jednoznačná klasifikace některých případů může být dosti obtížná. Důvodem může být nedostatek průkazných materiálů, svědectví či jejich vzájemná neshoda, problematické posuzování škod apod. Proto je toto zpracování spíše ilustrační a doplňující celkový obraz o rozsahu sledování. Výskyt významných konvektivních případů (bez bližšího rozlišení) v jednotlivých měsících během roku rovněž v období je znázorněn na obr. 3. Z hlediska výskytu zajímavých konvektivních jevů poměrně jednoznačně dominují měsíce červen a červenec, poměrně zdatně ještě sekundují měsíce srpen a květen, z čehož se dá usuzovat na hlavní sezonu v teplé polovině roku. Poznamenejme však, že v roce 2007 byly potvrzeny a zdokumentovány případy výskytu tornád také z měsíců leden i únor a nakonec i výskyt v prosinci je v databázi již evidován. 4. NĚKOLIK VYBRANÝCH PŘÍPADŮ ROKU 2002 A 2003 Rok 2002 byl určitě zajímavým nejen z pohledu výskytu srpnových povodňových událostí v Čechách, ale také výskytem celkem 10 konvektivních případů, rok 2003 pak rovněž 10 zaznamenanými případy. Z obou let vybíráme následující. 4.1 Tornádo nad městem Sázava K tomuto případu vedla cesta přes několik ů, které upozornily na možný výskyt tornáda nad tímto městem. Na základě četných svědectví a rovněž terénního průzkumu provedeného pracovníky Ústavu fyziky atmosféry AV ČR bylo konstatováno, že v tomto případě není pochyb o výskytu tornáda o síle F1. Tab. 1 Souhrnný přehled významných konvektivních případů na území České republiky v letech Vysvětlivky k tabulkám: T prokázané tornádo,(t) tornádo, kde na jeho výskyt pouze usuzujeme na základě způsobených škod, T? doposud neuzavřené nebo nejasné případy, F oblačný vír, kondenzační chobot, kornout, trychtýř či nálevka (bez prokázaného doteku se zemským povrchem), W vodní smršť (tornádo nad rozsáhlejší vodní plochou), D downburst nebo microburst, dw prašný vír, rarášek, netornádická tromba. Table 1. Summary of significant convective events within the territory of the Czech Republic in Type of phenomenon: T proved tornado, (T) very likely tornado (as based on damage character, no witnesses), T? uncertain cases (possible tornado, but not verified yet, or unclear), F funnel cloud, no tornado circulation observed at ground, W water spout, D downburst or microburst, dw -dust or water devil. Datum výskytu Čas a doba trvání jevu (SELČ) Území, příp. název lokality Zem. šířka (orient. údaj) Zem. délka (orient. údaj) Intenzita jevu 12/15/2003 ~ 05:30-05:50 < 5 min Velké Hostěrádky (okr. Břeclav) N E F0 T? 9/14/2003 ~ 11:40-11:42 ~ 2 min J od Nymburka N E F 8/18/2003 ~ 18:00-18:30 ~ 10 min Dobřany (Plzeňsko) N E F 8/13/2003 ~ 16:30-16:45 < 5 min Kraslice (okr. Sokolov) N E F0 T 7/23/2003 ~ 12:10-12:30 ~ 5 min Chlum (Manětínsko, okr. Karlovy Vary) N E F0 T 7/23/2003 Rychnov nad Kněžnou (okr. Hradec Králové) N E F 7/22/2003 ~ 19:35-20:00 ~ 30 min Halenkovice (5 km JV od Otrokovic) N E F1 D, T 7/13/2003 ~ 14:40-14:45 ~ 5 min J od Prostějova (Určicko, Němčicko) ~49.40 N ~17.10 E F 7/13/2003 ~ 13:00-13:30 ~ 5 min Brno - Černovice N E F0 T 6/18/2003 ~ 17:10-17:11 ~ 4 min Benátky nad Jizerou (okr. Mladá Boleslav) N E F 6/6/2003 ~ 14:05-14:11 ~ 5-6 min Nový Malín (okr. Šumperk) N E F0 T 5/10/2003 ~ 13:10 ~ 2 min SZ od Kadaně ~50.39 N ~13.26 E F 8/22/2002 ~ 16:45-17:30 ~ min (opak.) okraj Kladna (?) ~50.15 N ~14.15 E F 8/7/2002 ~ 15:15 ~ 2 min Mýtinky u Nové Bystřice (okr. Jindřichův Hradec) N E F1 T 8/7/2002 ~ 14:15-14:30w ~ min Dačice (okr. Jindřichův Hradec) N E F0 (F1?) T 7/16/2002 ~ 15:05-15:20 Žabčice (J od Brna) N E F1 (F0?) D, T 7/13/2002 ~ 17:00-18:00 Sázava (okr. Kutná Hora) N E F1(?) T 7/10/2002 ~ 17:10-17:30 ~ 10 min Žlutice (okr. Karlovy Vary) N E F1(?) T 6/23/2002 ~ 16:30-17:00 ~ desítky min Brno a okolí (zejm. Brno-Líšeň) N E F0-F1 D 6/21/2002 ~ 19:40-19:47 ~ 2 min Z (ZSZ) od Pardubic ~50.04 N ~15.70 E F 5/14/2002 ~ 14:25-14:45 ~ 20 min Hevlín (okr. Znojmo) N E F1 T 5/12/2002 ~ 17:40-17:47 >7 min Z od Podbořan (okr. Louny nebo Kadaň) ~50.27 N ~13.32 F Typ jevu Meteorologické zprávy, 61,

14 Tab. 2 Souhrnný přehled významných konvektivních případů na území České republiky v letech Table. 2. Summary of severe convective events within the territory of the Czech Republic in Datum výskytu Čas a doba trvání jevu (SELČ) Území, příp. název lokality Zem. šířka (orient. údaj) Zem. délka (orient. údaj) Intenzita jevu 8/27/2006 ~ 13:10-13:25 ~ ca 15 min Napajedla N E F0 T 8/13/2006 čas neudán ~ ca 5 min Teplice (směr Litvínov-Jirkov-Chomutov) (50.63 N) (13.78 E) F 8/11/2006 ~ 11:30-11:38 ~ ca 8 min JZ od České Lípy N E F 7/24/2006 ~ ca 19:16??? Zliv u Českých Budějovic (49.07 N) (14.37 E) F 7/12/2006 ~ 16:40??? Vodňany Křtětice (okr. Strakonice) N E F1 (T) 7/11/2006 ~ 19:15-19:20 ~ ca 1-5 min Frymburk (okr. Český Krumlov) N E F 7/10/2006 ~ 17:30-17:40 ~ 5-10 min Jedovnice N E F0 T 7/8/2006 ~ 18:47-18:54 ~ 2-7 min D1 (úsek Rousínov-Brno), Otnice (okr. Vyškov) (49.08 N) (16.78 E) F 6/28/2006 ~ 22:40-22:50 ~ 3-5 min Oborná, SV od Bruntálu N E F1 T 6/22/2006 ~ 12:15-12:30 Bříza (u Roudnice n.l.) N E F 6/13/2006 ~ 14:10-14:40 Božice (u Znojma) N E F0 T 5/14/2006 ~ 13:30-13:35 ~ ca 5 min Znojmo (48.85 N) (16.06 E) F0 (T) 4/17/2006 ~ 19:39-19:45 ~ ca 6 min Jablonec nad Nisou N E F0 T? 9/12/2005 ~ 12:05-12:12 ~ ca 5 min Praha-Ruzyně N E F 8/23/2005 ~ 14:17-14:19 ~ ca 2-5 min Brandýsek, okr. Kladno (50.22 N) (14.12 E) F 8/20/2005 ~ 14:00 ~ ca 8 min JZ od Rakovníka N E F 8/7/2005 ~ 11:56-11:58 ~ 2 min Brandýsek, okr. Kladno (50.22 N) (14.12 E) F0 T? 7/29/2005 ~ 23:00-23:40 ~ ca 40 min Krušné hory (Abertamy, Ryžovna, Loučná, ~50.24 N ~12.58 E F2 T České Hamry) 7/14/2005 ~ 18:35-18:38 ~ 3-5 min Z od Vsetína N E F 7/9/2005 ~ 16:00-16:10 ~ 2-4 min Z od Jaroměře (Lázně Velichovky) (50.35 N) (15.88 E) T 6/15/2005 ~ 15:30-16:00 ~ 5-10 min Podbřeží (JV od Dobrušky) N E F0 T 6/13/2005 ~ 17:20 ~ min Plzeň (49.69 N) (13.30 E) F 6/11/2005 ~ 17:53-17:55 ~ 2 min Lískovec u Frýdku-Místku N E F 6/5/2005 ~ 15:00-15:30 ~ 5 min Dolní Benešov (u Opavy) N E F 6/5/2005 ~ 12:15-12:30 ~ 5 min okolí Opavy (49.93 N) (17.90 E) F 6/5/2005 ~ 10:10-10:30 ~ 5 min Třebom (u Opavy) N E F2 T 9/25/2004 ~ 12:30 ~ 5 min Plzeň N E F 8/9/2004 ~ 17:50-18:10 ~ 5 min Ostrožská Nová Ves (u Uherského Hradiště) N E F0 T 7/20/2004 ~ 18:30-18:40 ~ 1 min Jáchymov (50.36 N) (12.92 E) F0 T 7/8/2004 ~ 20:30-21:00 ~ min Vojkovice (Karlovarsko) (50.29 N) (12.99 E) F1 D 7/5/2004 ~ 15:00-15:10 ~ 5-10 min Čechy pod Košířem N E F0 (F1?) T 6/20/2004 ~ 11:40-12:05 ~ 3 min Krčmaň u Brodku u Přerova N E (F0?) F (T?) 6/19/2004 ~ 17:50-20:10 ~ 1 min Břeclav (letiště) N E (F0?) T? 6/19/2004 ~ 18:41-18:50 ~ 9 min Srbsko (okr. Mladá Boleslav) (50.51 N) (15.10 E) (F0?) F, T? 6/9/2004 ~ 16:30 ~ 10 min Litovel N E F3 T, D 6/9/2004 ~ 16:15-17:00 ~ 10 min Seninka N E (F1?) T, D 6/5/2004 ~ 18:00 ~ 5-10 min Borkovany (okr. Brno-venkov) (49.02 N) (16.49 E) F 6/5/2004 ~ 11:00-11:14 Brno-jih (49.10 N) (16.35 E) F 6/2/2004 ~ 12:13 ~ min Vysoká u Holic, Jaroslav (okr. Pardubice) (50.01 N) (16.04 E) (F0?) T? 6/1/2004 ~ 18:10-18:15 ~ 5 min Raná Počerady (okr. Louny) (50.25 N) (13.40 E) F Typ jevu Jev zaznamenaný v pozdních odpoledních hodinách tohoto dne (před 18 SELČ) byl pozoruhodný zejména svým pohybem. Na základě svědectví tornádo postupovalo v přesně opačném směru (od severu k jihu) než byl stanovený hlavní tah jednotlivých bouřkových buněk (od jihu k severu) a dobře byla také patrná cirkulace unášených úlomků. Šíře stopy tornáda se pohybovala dle lesního polomu kolem 50 m a délka mezi 150 až 200 m. V okamžiku, kdy tornádo překonávalo říční tok, bylo popsáno jeho výrazné ztmavnutí. Dle svědectví byl zaznamenán rovněž pravděpodobný výskyt sekundárního savého víru. Tornádo bylo zřejmě současně pozorováno rovněž z širšího okolí (ca km), což by naznačovalo jeho značnou výšku. 4.2 Tornádická bouře na Jindřichohradecku Povětrnostní situace 7. srpna 2002 byla charakteristická tlakovou níží, jež se vytvořila na zvlněném frontálním rozhraní nad oblastí Středomoří a jejíž střed se přesouval přes masiv Alp a Maďarsko dále nad Balkánský poloostrov. V jižní polovině ČR byly zaznamenány trvalé srážky a několik konvektivních bouří. Na jedné z nich, která se pohybovala od Dačic na ZJZ k pohraniční Nové Bystřici, byly zaznamenány hned dva případy výskytu tornád. Na Dačicku se tornádo vyskytlo mezi a SELČ, bylo pozorováno mnohými svědky, jejichž výpovědi se vzájemně shodovaly, a p. Miloši Krejcarovi se podařilo pořídit 108 Meteorologické zprávy, 61, 2008

15 Obr. 1 Výskyt významných konvektivních jevů na území ČR v letech Fig. 1. Occurrence of severe convective weather phenomena within the territory of the CR in i videozáznam. Terénní průzkum sledoval stopu v přibližné délce 8 km a na základě zjištěných škod byla klasifikována intenzita jevu jako F0 (max. F1). Další tornádo této bouře bylo zaznamenáno u obce Mýtinky nedaleko Nové Bystřice. Tornádo bylo rovněž pozorováno hned několika svědky kolem SELČ a bylo popsáno jako trychtýř (případně 2 trychtýře) beroucí větve, kamení a vodu z rybníků a vyvrátivší i několik stromů. Stopa škod zjištěná terénním průzkumem byla odhadnuta na ca 1,5 km a nejpravděpodobnější intenzita jevu stanovena jako F Tornádo v obci Halenkovice Dne 22. července 2003 mezi a SELČ byly v obci Halenkovice nedaleko Otrokovic zaznamenány poměrně značně rozsáhlé škody způsobené větrem, který provázel komplex bouřkových buněk vzniklých těsně po 19 SELČ na severozápadním okraji Brna a Blanensku se směrem postupu dále k východu. Tyto škody čítaly strohou řečí čísel ca 50 poškozených střech a přibližně 200 polámaných vzrostlých stromů. Z analýzy tohoto případu vyplývá, že většina těchto škod byla velmi pravděpodobně způsobena silným výtokem (downburstem) z výrazné konvektivní bouře. K tomuto závěru nás vedl charakter způsobených škod jednotný vývrat stromů, nástup ničivého větru současně s krupobitím a silným deštěm. Nicméně četná svědectví potvrdila i výskyt a působení víru, popř. více vírů s vertikální osou. Pravděpodobně se v tomto případě jednalo spíše o menší tornádo (o intenzitě F1) na čele konvektivního výtoku z bouře, které bývá označováno jako gustnado [3]. 4.4 Tornádo poblíž Chlumu na Karlovarsku V tomto případě byl jev podobný tornádu pozorován časně po poledni, tedy mezi až SELČ, poblíž bouřky, která způsobila krupobití na Toužimsku a Žluticku. V novinách Karlovarský deník se tehdy psalo o kroupách velikosti ping-pongového míčku. Škody způsobené při této epizodě byly poměrně značné. Např. v obci Hrádek byly poškozeny střechy hned na několika domech, polámány stoleté javory. Dále byly zaznamenány škody na polích v podobě poškozené úrody a povalený posed. Při této situaci očití svědci popsali 1 2 savé víry, přičemž jeden z nich byl zdokumentován videozáznamem. Intenzita tohoto jevu byla na základě způsobených škod odhadnuta na stupeň F0. V stejném dni byl zaznamenán v blíže nespecifikovaném čase podobný jev, s velkou pravděpodobností se však tentokrát jednalo o trombu v Rychnově nad Kněžnou na Královehradecku. 5. NĚKOLIK VYBRANÝCH PŘÍPADŮ ROKU 2004, 2005 A 2006 V letech 2004, 2005 a 2006 bylo evidováno řádově o 4 5 případů více ve srovnání s předcházejícím obdobím 2002 a Některým případům z let věnujeme několik následujících řádků. 5.1 Tornádo a downbursty na Vsetínsku a v Litovli Velmi podobný případ, jakým bylo tornádo či gustnado v Halenkovicích ( ), byla i bouře ze Vsetínska zaznamenaná v oblasti obcí Seninky, Bratřejov, Pozděchov a Prlov dne Největší škody v okolních lesích zřejmě způ- Meteorologické zprávy, 61,

16 Obr. 2 Počty zaznamenaných případů v jednotlivých letech období na území ČR.. Fig. 2. Annual absolute frequency of documented events within the territory of the CR in sobil downburst (dle charakteru polomů, které dosahovaly šířky m a délky m). Škody však byly zaznamenány také na stavebních objektech (poškozená střecha kravína, rodinného domu a bytovky). Svědectví zde zaznamenala rovněž savé víry, poměrně dobře popsané (v jednom případě dokonce s pravotočivou rotací?), takže by se dalo usuzovat na výskyt tornáda či gustnada. Je nutné podotknout, že zdejší krajina je značně nepřehledná s kopcovitým terénem, takže u tohoto případu zůstávají určité nejasnosti a pochybnosti. 9. červen roku 2004 byl dnem, kdy byly hlášeny škody způsobené silným větrem souvisejícím s velmi aktivní konvektivní činností. Významná konvektivní oblačnost byla zaznamenávána v lokalitách od Třebíčska až po Nízký Jeseník, škody se táhly v pásu od Litovle přes Olomoucko až na Zlínsko. V samotné Litovli byla na základě charakteru a rozsahu škod tato situace posouzena a klasifikována jako výskyt tornáda o intenzitě F3 s dobou výskytu kolem SELČ. Způsobené škody zahrnovaly např. zcela odnesené střechy (ulice G. Frištenského), poškozené stropy, zlomené betonové sloupy, poškozené zdivo. To vše v pásu nejhorších škod s šířkou m, což nemusí zcela odpovídat šířce víru. V novodobé historii sledování těchto jevů, čítající ca 10 let (od roku 1996), se jednalo o zdokumentované tornádo zřejmě s dosud jednou z nejvyšších odhadnutých intenzit (F3.) Tomuto případu již byl věnován informativní článek, jehož autorem je M. Šálek z brněnské pobočky ČHMÚ [10]. Obr. 3 Počet významných konvektivních jevů v jednotlivých měsících na území ČR v období Fig. 3. Monthly absolute frequency of significant convective weather events within the territory of the CR in the years Tornádo a tromby na Opavsku V tento den bylo na Opavsku a v širším okolí zaznamenáno a zdokumentováno hned vícero jevů souvisejících s bouřkovou činností v chladném a vlhkém vzduchu, který do střední Evropy pronikl s přechodem zvlněné studené fronty během soboty 4. června Prvním, a jedním z nejvýraznějších projevů této činnosti bylo v poledních hodinách 5. června tornádo, jež se vyskytlo přibližně mezi až SELČ v obci Třebom ca 12 km SV od Opavy. Na základě výpovědi svědků a škod (např. střecha odnesená do vzdálenosti ca m), zdokumentovaných během terénního průzkumu hned následující den, byla intenzita tohoto jevu odhadnuta na stupeň F2. Nezávisle na předchozí události byly mezi přibližně a SELČ na Opavsku zaznamenány další zajímavé atmosférické jevy. S největší pravděpodobností se však v těchto případech jednalo o tromby, u nichž nebyl ani jednou prokázán kontakt se zemským povrchem a nebyly zaznamenané či hlášené žádné škody. Pozorování a hlášení se sešla z obcí Slavkov u Opavy, Kylešovice a Jakubčovice. Vzhledem k blízkosti těchto lokalit a udaných časů (mezi až SELČ) byla tato pozorování shrnuta do jednoho případu výskytu tromby. Zřejmě dalším případem pak byl výskyt tromby u Mokrých Lazců ve SELČ. A celý tento nezvykle bohatý den byl ukončen výskytem tromby na letišti v Dolním Benešově mezi a SELČ s ca 15minutovým videozáznamem, který poskytla regionální televize Polar. 5.3 Noční bouře v Krušných horách a přilehlých regionech července roku 2005 bylo s velkou pravděpodobností zaznamenáno v pozdních večerních hodinách mezi a SELČ tornádo intenzity F2 v oblasti Krušných hor. Tento případ může zaujmout na rozdíl od jiných především dobou trvání ca 40 min. Ale také další údaje mohou být velmi zajímavé. Jednalo se o bouři, která přinesla zkázu způsobenou větrem a mimořádnou elektrickou aktivitou hned v několika krajích Karlovarském, Ústeckém, částečně Plzeňském a Středočeském, a opomenout nemůžeme ani přilehlé pohraniční oblasti severního Bavorska a Saska. Nárazy větru v pásmu širokém ca 250 km dosahovaly často hodnot přes 26 m.s 1, na Fichtelbergu 42 m.s 1 a na Cínovci dokonce 53 m.s 1. Mezinárodní systém detekce blesků zaznamenal celkem 165 tis. výbojů, což byla v té době nejvyšší hodnota od počátku archivace těchto dat v roce Řáděním bouře zůstalo mnoho míst několik dní bez elektřiny, z činnosti byli vyřazeni všichni mobilní operátoři, klasické telefonní ústředny rovněž nevyjímaje. Horské obce byly zpočátku v důsledku popadaných stromů nepřístupné a situací se zabýval krizový štáb Karlovarského kraje. Příčinou zmíněných četných problémů bylo bouřkové pásmo, které se vyvinulo na linii konvergence postupující od jihozápadu před zvlněnou studenou frontou. Je zřejmé, že se na popisovaném bouřkovém systému vyskytla celá řada výskytů downburstu nebo dokonce jejich rodin, připomínajících v celém komplexu derecho známé především z amerického kontinentu, v Evropě se vyskytlo např [13]. Definici tohoto jevu však toto bouřkové pásmo z 29. července 2005 nenaplnilo zejména svou délkou, následky však byly do značné míry srovnatelné. Na terénním průzkumu lokality se podílely pobočky ČHMÚ v Plzni a Ústí nad Labem. Řada nezávislých svědků potvrdila vizuální pozorování víru, odpovídala časová následnost pozorování, charakter rozložení trosek stavebních prvků, zvukové i jiné projevy. Z těchto důvodů, i přes určitou nepřehlednost celé situace, byl jev klasifikován jako torná- 110 Meteorologické zprávy, 61, 2008

17 do o intenzitě F2. Výskyt potvrzují nepřímo i 3 tornáda, která byla dokumentována na německé straně Krušných hor. 5.4 Tornádo (gustnado?) u Vodňan července 2006 se velmi pravděpodobně vyskytlo tornádo, popř. gustnado o intenzitě F1 u Vodňan v jižních Čechách. Na jeho možný výskyt nás upozornili pracovníci Povodí Vltavy likvidující následující den polom na řece Blanici. Pro tuto situaci je charakteristické, že na jedné z multicel, která přecházela po SELČ oblast Vodňan, se vytvořila squall line (radarem zaznamenaná uspořádaná linie zvýšené odrazivosti), jejíž přechod doprovázel nárazový vítr způsobující škody, jako lehce poškozené střechy, ulámané větve stromů, popř. zlomené nebo vyvrácené stromy. Širší zasažená oblast byla široká několik km, dlouhá asi 20 km. Začínala východně od Protivína, směřovala k jihozápadu přes Vodňany a Bavorov a končila u Dubské Lhoty. Uvnitř této oblasti se pak nacházel pás široký asi 100 m a dlouhý asi 1 km s podstatně většími zaznamenanými škodami, jež vcelku dobře odpovídaly projevu cyklonálně rotujícího víru. Avšak vzhledem k nejednoznačnosti zjištěných svědectví, kdy ani jeden ze svědků jednoznačně nepotvrdil kondenzační chobot, se ukázala jako pravděpodobnější klasifikace jevu jako gustnado [3]. 5.5 Tornádo u Napajedel V tento den se mezi až SELČ západně od Napajedel vytvořila vcelku nápadná tromba, která po většinu doby své existence setrvávala ve výšce jako oblačná nálevka. Zasloužila si poměrně značnou pozornost, zaznamenali jsme asi 10 pozorovatelů. Podle provedeného terénního průzkumu splnila tromba na jednom místě a zřejmě jen velmi krátce podmínku dotyku se zemským povrchem (byl nalezen převrácený myslivecký posed). Mohla být tedy následně klasifikována jako tornádo o intenzitě F0. Zajímavostí by v tomto případě mohlo být, že podle radarových měření se toto tornádo vyskytlo na vyvíjející se přeháňkové a následně bouřkové buňce, jež v poli odrazivosti nebyla nijak výjimečná. 6. CO PŘINESL ROK 2007? Bilanci loňského roku 2007 již shrneme jen velmi stručně. Tento rok se z prvního pohledu nejeví jako nijak výjimečný. Zaznamenali jsme 2 případy prokázaných tornád z 11. a 19. července v Trutnově (F0) a na Prachaticku (F1), 2 případy tornád, na jejichž výskyt usuzujeme z charakteru způsobených škod (Třebeň v okrese Cheb a Heřmanice u Jaroměře) a které jsou netradiční z hlediska výskytu v zimním období 18. ledna a 28. února. Jedná se tedy o vůbec první případy zaznamenané tak brzy na začátku roku a měřit se s nimi může z hlediska výskytu v zimním období pouze případ z 15. prosince 2003 ve Velkých Hostěrádkách. V neposlední řadě je zde také jedna klasická tromba v Uničově. Jde možná o jednu z dosud nejfotografovanějších tromb, která vzbudila poměrně značnou pozornost díky svému výskytu přímo nad městem a jeho nejbližším okolí. V téměř úplném závěru roku proběhla poměrně živá diskuse kolem případu pravděpodobného tornáda na Písecku z 23. srpna, která se týkala především nejasností a názorové různorodosti na interpretaci uvedené fotodokumentace. Rok 2007 jsme víceméně uzavřeli velmi zajímavou a pečlivě zpracovanou událostí z jižních Čech, vztahující se k datu 28. září. Všechny případy zmíněné v této části lze podrobněji prostudovat na internetových stránkách [11]. Ukazuje se a tento článek by toho mohl být důkazem, že objevit a vyskytnout se může se značnou mírou nadsázky téměř cokoliv a kdekoliv. 7. ZÁVĚR Závěrem snad již jen krátké zamyšlení nad nastíněnou problematikou. Monitorování výskytu významných konvektivních jevů, evidování a analýza jednotlivých případů spolu s prováděním podrobnějších terénních šetření má již řadu let své nezpochybnitelné místo a neopomenutelný význam. Tyto práce nalezly odezvu a zastání nejen u lidí věnujících se meteo rologii profesionálně, ale také u širší odborné i laické veřejnosti. Ukazuje se, že možná právě cesta takové spolupráce, by mohla být dalším smysluplným směřováním, možná přirozenou evolucí těchto aktivit v letech nadcházejících. Uplynulé období je možné do značné míry charakterizovat jako další obohacování zkušeností, částečně nabytých již v letech předešlých. To vše bylo podpořeno velmi dynamicky se rozvíjejícími zejména technickými možnostmi. Stále se rozšiřující a prohlubující znalost těchto jevů, spolu s dokonalejšími metodami jejich dálkové detekce a zdokonalováním speciálně zaměřených výstupů numerických předpovědních modelů, značně obohacuje možnosti předpovědní meteorologické služby. Jde především o aplikace metod nowcastingu a případně o vydání včasné informace o výskytu nebezpečného jevu formou tzv. IVEJ (informace o výskytu extrémního jevu), v podstatě rutinně provozovaných již od roku Tato informace je nedílnou součástí varovného systému ČHMÚ a spolupracujících organizací (Odbor hydrometeorologického zabezpečení vojenského geografického a hydrometeorologického úřadu, Hasičský záchranný sbor, krizové štáby jednotlivých krajů apod.). Tento článek představuje pouze velmi stručný přehled, který je vyústěním poměrně rozsáhlé práce řady účastníků projektů a mnoha dalších spolupracovníků. Podrobnější informaci o aktivitách spojených se sledováním, evidencí a zkoumáním různých extrémních jevů na území ČR naleznete např. na [11 a 12]. Podobné a možná rozsáhlejší aktivity jinde v Evropě lze nalézt např. na odkazech [16, 17, 18 a 21]. Poděkování. Článek byl připravena základě materiálů získaných s podporou grantu GAČR 205/04/0114. Dík autorů náleží také mnoha kolegům z řad zaměstnanců ČHMÚ a ÚFA AV ČR, dále pak mnoha dalším dobrovolným pozorovatelům a přispěvatelům k této problematice. Literatura [1] CHARVÁT, Z., Využití družicových snímků v Českém hydrometeorologickém ústavu. Meteorologické Zprávy, roč. 59, č.1, s [2] NOVÁK, P., The Czech Hydrometeorological Institute s severe storm nowcasting system. Atmospheric Research, Vol. 83, s [3] RAUBER, B. WALSH, J. CHARLEVOIX, D., Severe and Hazardous Weather: An Introduction to High Impact Meteorology. Kendall/Hunt Publishing Company, 2. ed., 558 s. ISBN [4] SETVÁK, M. ŠÁLEK, M. MUNZAR, J., Tornadoes within the Czech Republic: From early medieval chronicles to the internet society. Atmospheric Research, Vol C, s Meteorologické zprávy, 61,

18 [5] SETVÁK, M., MSG Meteosat druhé generace. Meteorologické Zprávy, roč. 57, č. 1, s [6] SETVÁK, M. NOVÁK, P. ŠÁLEK, M., Tornáda 31. května Meteorologické Zprávy, roč. 57, č. 4, s [7] SULAN, J., Sněhové bouře 22. února a tornáda 31. května roku 2001 z pohledu koncepčních modelů. Meteorologické Zprávy, roč. 55, č. 3, s [8] SULAN, J. PEŠICE, P. STAŠA, P., Výpočet konvekční dostupné potenciální energie CAPE a možnosti jeho využití v provozu ČHMÚ. Meteorologické Zprávy, roč. 57, č. 3, [9] ŠÁLEK, M. SETVÁK, M SULAN, J. VAVRUŠKA, F., Významné konvektivní jevy na území České republiky v letech Meteorologické Zprávy, roč. 55, č. 1, s [10] ŠÁLEK, M., Tornádo v Litovli 9. června Meteorologické Zprávy, roč. 57, č. 4, s Internetové odkazy: [11] Tornáda na území České republiky a Slovenska. Dostupné na: < [12] AMATEUR STORMCHASING SOCIETY Meteorologické stránky skupiny pozorovatelů konvektivních bouří. Dostupné na: < [13] A Derecho in Europe: Berlin, 10 July Dostupné na: < [14] Družicové oddělení ČHMÚ. Dostupné na: < [15] Oddělení radarových měření ČHMÚ. Dostupné na: < [16] European Severe Storms Laboratory. Dostupné na: < [17] European Severe Weather Databáze. Dostupné na: < [18] Meteoalarm: alerting europe for extreme weather. Dostupné na: < [19] The Fujita Scale of Tornado Intesity. Dostupné na: < fscale.html> [20] TORRO T-SCALE. Dostupné na: < [21] Tornadoliste Deutschland. Dostupné na: < [22] Tornado Project Online. Dostupné na: < Lektoři (Reviewers) RNDr. M. Setvák, CSc, doc. RNDr. D. Řezáčová, CSc. CENA JOSEFA HLÁVKY ZA ROK 2007: FYZIKA OBLAKŮ A SRÁŽEK Na zámku v Lužanech udělil Český literární fond Cenu Josefa Hlávky za rok 2007 v oblasti věd o neživé přírodě knize Fyzika oblaků a srážek (viz recenze J. Bednáře v MZ č. 3/2008, s ). Redakce Meteorologických Zpráv blahopřeje autorům Daniele Řezáčové, Marku Kašparovi (Ústav fyziky atmosféry AV ČR), Petru Novákovi a Martinu Setvákovi (Český hydrometeorologický ústav) k tomuto významnému vědeckému a společenskámu ocenění. zh Zámek Lužany, , slavnostní předání ceny Josefa Hlávky, v popředí zleva: Petr Novák, Marek Kašpar, Daniela Řezáčová, Martin Setvák. Foto R. Tolasz. 112 Meteorologické zprávy, 61, 2008

19 SILNÁ BOUŘE NA PELHŘIMOVSKU DNE 23. KVĚTNA 2005 Milan Šálek, Český hydrometeorologický ústav, pobočka Brno, Kroftova 2578/43, Brno, Markéta Kaplická, Tomáš Kvítek, oba Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, v. v. i., Žabovřeská 250, Praha 5-Zbraslav, kaplicka@vumop.cz; kvitek@vumop.cz Severe convective storm in the area of Pelhřimov on 23 May Severe convective storms producing heavy precipitation and significant hailfall were observed on 23 May 2005 in the Czech-Moravian Highlands, especially at the village Kojčice near the town of Pelhřimov. The precipitation depth was measured by dedicated raingauge network that had been deployed by the Research Institute for Soil and Water Conservation (abbreviated as VÚMOP); one of the station measured daily accumulation of mm, most of which fell during two hours. The hail accumulated temporarily on the surface in a layer of 5 20 cm and the intense precipitation resulted in localized flash flood that hit especially the Kojčice community. The network of the raingauges was also utilized as a verification tool for radar-based quantitative precipitation estimate (QPE) which is being run operationally at the CHMI. It has been found that the best QPE for this convective event was radar-based estimate adjusted by mean-field bias, while the inclusion of the available raingauge measurement excessively smoothed the QPE field (the raingauge measurement of the VÚMOP was not included in the analysis but used only for verification). However, the comparison showed also spatial displacement of the precipitation cores ; the radar-based QPE showed the area of the heaviest precipitation shifted by approximately 2 km to the south east, to the area of the probable updraft area of the convective storm. It has been hypothetized that the shift was caused by the storm dynamics, i.e. the presence of updraft where the radar probably overestimates the precipitation, and the downdraft which results in underestimation of the precipitation due to bigger vertical downward flux of the precipitation particles than assumed by the utilized standard Z-R relationship. The spatial shift was also observed in other cases of heavy convective precipitation and has to be taken into account when calculating and designing possible flash-flood monitoring and warning system based on radar measurement. KLÍČOVÁ SLOVA: bouře konvektivní srážky přívalové měření srážkoměrné odhad radarový KEY WORDS: convective storm heavy precipitation raingauge measurement radar estimate 1. ÚVOD V kraji Vysočina se dne 23. května 2005 vyskytly intenzivní konvektivní bouře doprovázené přívalovým deštěm a silným krupobitím, které způsobily na několika místech materiální škody, a to především na Pelhřimovsku v obci Kojčice a okolí. Srážkoměrné stanice Českého hydrometeorologického ústavu (ČHMÚ) v dané oblasti mimořádné hodnoty nezaznamenaly, ale na účelové srážkoměrné síti Výzkumného ústavu meliorací a ochrany půdy, veřejné výzkumné instituce (VÚMOP), byly naměřeny neobvykle vysoké úhrny, z nichž nejvyšší činil 171,4 mm za 24 hodiny. Účelem článku je popis povětrnostní situace, průběhu a účinků bouře, analýza srážek a porovnání radarových odhadů s hodnotami naměřenými pomocí srážkoměrů. 2. POVĚTRNOSTNÍ SITUACE Celkovou povětrností situaci při zemi ukazuje obrázek 1. Nad západní Evropu zasahuje při zemi od jihozápadu oblast Obr. 1 Potenciální vorticita a geopotenciál tlakové hladiny 500 hpa (vlevo) a tlak vzduchu přepočteny na hladinu moře s výškou tropopauzy (odvozené jako hladina s potenciální vorticitou 1,5 PVU) ze dne , 12 UTC. Analýza byla vypočtena pomocí modelu ALADIN. Fig. 1. Potential vorticity and geopotential of the 500 hpa level (left) and mean sea level pressure along with tropopause height (1.5 PVU) on 23 May 2005, 12 UTC. The analysis is made by the ALADIN NWP model. Meteorologické zprávy, 61,

20 vysokého tlaku vzduchu, zatímco nad střední Evropou je patrná přízemní brázda nižšího tlaku vzduchu, ve které postupovala k východu studená fronta. Před studenou frontou se nad naším územím vyskytoval podmíněně labilní vzduch, ale podle aerologické sondáže v Praze-Libuši nedosahovaly hodnoty CAPE příliš vysokých hodnot (do 60 J/kg). 3. VÝVOJ KONVEKTIVNÍCH BOUŘÍ Pro analýzu vývoje konvektivních bouří jsou klíčová měření z meteorologických radiolokátorů. ČHMÚ provozuje dvě radarová zařízení, jedno na kótě Praha v Brdech a druhé na vrchu Skalky na Drahanské vrchovině. Připomínáme, že se jedná o dopplerovské radary, pracující v pásmu C, které uskuteční celé objemové měření za 10 minut, což byl v roce 2005 základní interval pro analýzu vývoje oblačnosti i pro výpočet odhadů srážek (od jara 2007 je v provozní praxi ČHMÚ plně využíváno i tzv. prokládané snímání, viz [4]). V době výskytu rozebíraných bouří byly oba radiolokátory v provozu a jejich měření nevykazovala podstatné technické obtíže. První konvektivní bouře se podle údajů meteorologických radarů začaly vyskytovat na Prachaticku kolem 11. hodiny UTC (13. hodiny SELČ), v dalších hodinách byl patrný vývoj bouří zejména v jižních a středních Čechách. První bouřky na Vysočině se vyskytly kolem UTC (14.00 SELČ) v oblasti asi 7 km jihozápadně od Pelhřimova, ale během následující hodiny zeslábly a částečně se přemístily na sever. Další zesílení bouřkové činnosti nastalo kolem UTC (16.30 SELČ), kdy se od západu přiblížil hlavní pás intenzivních bouří, které se vyvinuly v jižních Čechách. Na jeho čele se v oblasti Pelhřimova vyvinula velmi výrazná bouře, která setrvala mezi Pelhřimovem a Humpolcem asi do UTC (18.10 SELČ), kdy začala výrazněji slábnout (viz obr. 2). Zároveň došlo ke zformování výrazného pásu konvektivních bouří (squall line), který postupoval dále k severovýchodu. Před tímto pásem se ve východních Čechách a na Moravě nadále vyvíjely zpočátku izolované, později četnější bouřky. Konvektivní bouře byly velmi nápadné i na snímcích z meteorologické družice Meteosat 8 (MSG-1). Z mnoha možných produktů (jejich popis viz [1]) zde uvedeme kombinaci viditelného (HRV) kanálu a kanálu IR 10.8 v termínu UTC (17.15 SELČ, viz obr. 3), na kterém jsou patrné přestřelující vrcholky ( overshooting tops ) v oblasti Pelhřimovska. Podle produktu storm (obr. 4) nastal nejrychlejší vývoj kolem UTC (16.25 SELČ), kdy se bouře v oblasti jižně od Kojčic dostávala do fáze maximálního rozvoje. 4. ANALÝZA POLE SRÁŽEK Obr. 2 Maximální hodnoty radarové odrazivosti ve vertikálním směru (na mapce), doplněné hodnotami maximální odrazivosti ve směru východ-západ a sever-jih, převzaté z aplikace JSMeteoView. Obrázky se vztahují k 23. květnu 2005, UTC (16.30 SELČ), UTC (17.20 SELČ) a UTC (18.10 SELČ). Lokalitu obce Kojčice ukazuje křížek, na který na prvním snímku míří šipka. První obrázek ukazuje počáteční stádium, druhý stádium maximálního rozvoje a třetí stádium pozvolného slábnutí a rozpadu. Fig. 2. Maximum reflectivity in vertical (map) and in north-south and west-east directions, taken from the JSMeteoView application. The snapshots are from 23 May 2005, 14:30 UTC (16.30 CEST), UTC (17.20 CEST) a UTC (18.10 CEST) showing the early stage, mature stage and mature-to-dissipation stage, respectively. The Kojčice locality is depicted by little cross. 114 Český hydrometeorologický ústav provozuje rozsáhlou síť stanic, které mají ve svém programu (často kromě jiných úkolů) též měření srážek. Kromě těchto údajů dále shromažďuje v databázi CLIDATA též srážkoměrná data jiných organizací. Z dostupných srážkoměrných údajů vyplynulo, že nejvíce srážek spadlo dne 23. května na stanici Rychnov nad Kněžnou (121 mm), tedy mimo oblast zasaženou silnými bouřkami nad Pelhřimovskem. Pouze radarové údaje ukazovaly, že v dané oblasti mohly spadnout srážky o celkovém úhrnu mezi mm, čemuž nasvědčoval i výskyt přívalové povodně, která postihla nejvíce obec Kojčice. Meteorologické zprávy, 61, 2008

21 Obr. 3 Obrázek z družice METEOSAT 8, radiometru SEVIRI. RGB kombinace VIS-IR z , UTC (čas snímání ČR je UTC neboli SELČ), na které je patrný přestřelující vrcholek bouřkového oblaku ( overshooting top ) nad Pelhřimovskem. Fig. 3. Image from METEOSAT 8, SEVIRI instrument: RGB composite VIS-IR taken 23 May 2005, UTC (the snapshot time in the area is UTC, CEST). Note the overshooting top over Pelhřimov area. Obr. 4 Obrázek z měření družice METEOSAT 8, radiometru SEVIRI. Produkt storm z UTC, čas snímání ČR je UTC, tj SELČ. Produkt storm je RGB kombinace využívaná k rozpoznání dynamiky konvektivních bouří. Vrcholky oblačnosti s jemnějšími ledovými částicemi (rychle se vyvíjející mladé bouře) jsou zobrazeny světle žlutě, starší bouře do oranžova, popř. tmavě červena. Fig. 4. Image from METEOSAT 8, SEVIRI instrument. Storm product from the time UTC, the snapshot time in the area is UTC, CEST. The storm product is an RGB composite utilized for assessment of the dynamics of the convective storms. The cloud tops with finest ice particles (rapidly developing young storms) are visualized by bright yellow, mature and decaying storm tops are orange or reddish. Obr. 5 Radarový odhad denních srážek z období , 06 UTC , 06 UTC (08 SELČ) adjustovaný koeficienty uvedenými v pravém horním rohu obrázku. Vyšší hodnoty pro oblast Pelhřimovska, a to jak původní, tak adjustované pocházejí z měření radaru Skalky. Fialovou barvou jsou vyznačeny hranice krajů. Fig. 5. Radar-based QPE of the daily measurement from 23 May 2005, 06 UTC to 24 May 2005, 06 UTC, adjusted by coefficients shown at the top right. The radar whose values mattered most in the Pelhřimova area was radar Skalky (the east radar). Violet lines show the boundaries of administrative regions. Meteorologické zprávy, 61,

22 Obr. 6 Denní srážkové úhrny na stanicích provozovaných VÚMOP, v. v. i. a experimentální povodí Kopaninského potoka. Fig. 6. Daily precipitation accumulation 23 May 2005 at the stations run by VÚMOP and the experimental catchment of the Kopaninský brook. V ČHMÚ je již několik let v rutinním provozu kombinovaná analýza srážek, která poskytuje čtyři druhy odhadů: původní radarový odhad, radarový odhad adjustovaný pomocí dostupných srážkoměrných měření, dále odhad pouze s pomocí srážkoměrů a kombinaci adjustovaného radaru se srážkoměrnými údaji (podrobnosti viz např. [6]). Obr. 5 ukazuje radarový odhad adjustovaný koeficientem 1,543, resp. 1,703 pro úhrny radaru Skalky, resp. Brdy. Ve výpočtech těchto odhadů byla využita Obr. 7 Srážkové intenzity ze srážkoměrné stanice u obce Dehtáře dne (14 18 UTC, hodin SELČ). Zdroj: VÚMOP. Fig. 7. Precipitation rate measured by raingauge stations at the Dehtáře village 23 May 2005 (14 18 UTC, CEST). Source: VÚMOP. hlášení všech dostupných stanic, tedy i manuálních stanic bez operativního přenosu dat, ale bez údajů VÚMOP (viz dále). Radarové odhady ukazovaly v oblasti severně od Pelhřimova maximální úhrn pro územní element 1 x 1 km o hodnotě 128 mm, po adjustaci 197 mm, nicméně kombinace se srážkoměry shladila toto maximum na hodnotu 106 mm. Pro bližší analýzu srážek bylo možné použít též další soubor měření sedmi srážkoměrných stanic VÚMOP. Dvě ze stanic jsou automatické (u obce Dehtáře a v obci Velký Rybník), na ostatních stanicích probíhá ruční měření srážek. Srážkoměrné stanice jsou umístěny na experimentálních povodích a lokalitách. Nejvyšší srážkové úhrny zaznamenali pozorovatelé na stanicích u obce Vadčice (171,4 mm, resp. 164,0 mm). Nejblíže obci Kojčice měří srážkoměrná stanice umístěná jihozápadně od obce Dehtáře, která dne zaznamenala srážkový úhrn ve výši 146,5 mm (obr. 6). Jednohodinové a pětiminutové úhrny srážek z období mezi a h SELČ jsou pro automatickou stanici umístěnou u obce Dehtáře zaznamenány podrobně v grafu (obr. 7). Z grafu je patrné, že zde byl během čtyř hodin (od 16. do 20. hodiny SELČ) naměřen srážkový úhrn 132,9 mm. Mezi 17. a 18. hodinou zde bylo zjištěno dokonce 76,2 mm. Takové srážkové úhrny popisují Kulasová et al.[3] pro území, na kterém se nachází obec Kojčice a srážkoměrná stanice Dehtáře, jako maximální jednodenní srážku s dobou opakování 100 let (na základě pozorování z let 1890, ). Konkrétně uvádějí rozmezí mm. Janeček [2] uvádí hodnoty maximálních denních úhrnů srážek s pravděpodobností opakování za N roků [7]). Pro nejblíže ležící srážkoměrné stanice Humpolec, resp. Pelhřimov, provozované Českým hydrometeorologickým ústavem, odpovídá maximální denní úhrn srážek s pravděpodobností opakování za 100 let hodnotám 100,0 mm, resp. 99,8 mm. Denní srážkový úhrn ze dne u obce Dehtáře ve výši 146,5 mm tedy převyšuje podle [7] 100letou srážku uváděnou pro stanice Humpolec a Pelhřimov. V důsledku srážkové a povodňové události byly zaznamenány škody na majetku a zemědělských plochách. Obec Kojčice leží západně od povodí Kopaninského potoka, na jehož toku monitoruje Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy průtoky. Jedná se o povodí s plochou 7,1 km 2, průměrný průtok v závěrovém profilu dosahuje 27 l.s 1, specifický odtok 4 l. s 1.km 2. V tomto povodí došlo během srážkové události k vybřežení toku a jeho rozlití po přilehlých plochách. Záznamy ultrazvukových čidel byly většinou přerušeny vlivem vysokých vodních stavů. Na základě stop v okolí toku a s pomocí doplňkových měření byl odhadnut kulminační průtok v závěrovém profilu povodí na ca 10 m 3.s 1. Specifický kulminační průtok dosáhl 1,4 m 3.s 1.km 2. Kromě vlastních extrémních srážkových úhrnů byla tato bouře zajímavá i výskytem extrémního krupobití. Vlastní kroupy neměly (naštěstí) velikost potřebnou k působení rozsáhlejších škod na majetku, ale padaly v takovém množství, že vytvořily vrstvu asi kolem 5 20 cm mocnou (obr. 8). 116 Meteorologické zprávy, 61, 2008

23 5. POROVNÁNÍ ODHADU SRÁŽEK Z METEOROLOGICKÝCH RADARŮ SE SRÁŽKOMĚRY V OKOLÍ KOJČIC Pro zhodnocení schopnosti operativního kombinovaného odhadu srážek z meteorologických radiolokátorů a srážkoměrů byla měření stanic VÚMOP brána také jako nezávislý verifikační soubor. Přehled stanic je uveden v tabulce 1, naměřené hodnoty a příslušné radarové odhady (odhady na element 1 x 1 km, na kterém leží daná stanice) ukazuje tabulka 2. Stanice leží v nadmořské výšce mezi 480 až 590 metrů a vzdálenosti stanic od obou radarů jsou přibližně stejné, od 106 do 111 km. V oblasti silných bouří se též podle radarových měření vyskytovala četná krupobití. Radarové odhady srážek jsou většinou výskytem krup do jisté míry nadhodnocovány, přestože při zpracování odhadů srážek platí omezení na výskyt krup, které ohraničuje intenzitu srážek hodnotou 100 mm/h [5]. Z tabulky 2 a především z obr. 9 vyplývá, že radar po adjustaci, spočítané bez stanic VÚMOP, poměrně dobře odhadl velikost srážkových úhrnů na zasaženém území (maximum srážek v elementu 1 x 1 km asi 3 km západně od Kojčic činilo 197 mm), ale menší problém je v lokalizaci radarových srážek, které jsou posunuté asi o 2 km k jihovýchodu. Podobná analýza s výsledky měření radaru Brdy (není ukázána) vykazovala obdobný posun, navíc radar Brdy v uvedené oblasti podstatně více srážky podcenil. Posunutí radarových srážek vůči pozemním měřením o 1 3 km není úplně překvapivé, podobné jevy byly zjištěny též u jiných případů přívalových dešťů, např. při povodni na toku Hodonínky [5]. Je to většinou vysvětlováno efekty výstupných a sestupných proudů v bouři, kdy jsou Obr. 8 Vrstva krup v obci Kojčice dne Foto: J. Roubík. Fig. 8. The hail accumulated at the surface in Kojčice village. Photo by J. Roubík. v oblasti výstupných proudů srážky spíše udržovány v atmosféře, zatímco v místech sestupných proudů se oproti klidnému ovzduší výrazně (až několikanásobně) zvyšuje tok srážek k zemskému povrchu. Algoritmus radarového odhadu naproti tomu předpokládá, že srážky padají v klidném ovzduší, a tudíž efekty výstupných a sestupných proudů nejsou a nemohou být při výpočtu radarových odhadů srážek brány v úvahu. Z uvedeného vyplývá, že radar v místech výstupných proudů srážky přeceňuje a v oblasti sestupných proudů podceňuje. Je velmi pravděpodobné, že se v případě rozebírané bouře srážkové částice tvořily ve výstupných proudech Tab. 1 Přehled meteorologických stanic Výzkumného ústavu meliorací a ochrany půdy, v. v. i., v oblasti Kojčic a Vadčic. Tab. 1. List of the meteorological stations of VÚMOP in the region of Kojčice and Vadčice. Název stanice Zeměpisná délka Zeměpisná šířka Výška nad hladinou moře [m] Vzdálenost od radaru Skalky [km] Vzdálenost od radaru Brdy [km] Denní úhrn srážek dne [mm] Dehtáře ,5 Chvojnou ,0 U Němců ,5 U Turků ,3 Vadčice, u Koubků ,4 Vadčice, mělká půda ,8 Velký Rybník ,8 Tab. 2 Radarové odhady a adjustované radarové odhady denních srážek za období , 06 UTC (08 SELČ) , 06 UTC (08 SELČ) pro stanice VÚMOP, v.v.i. Adjustační koeficient pro radar Brdy činil 1,703, pro radar Skalky 1,543. Tab. 2. Radar-based original and adjusted estimates of the daily precipitation from 23 May 2005, 06 UTC (08 CEST) to , 06 UTC (08 CEST) for the VÚMOP stations. The adjustment coefficients for Brdy and Skalky radar were and 1.543, respectively. vzdálenost od radaru RADAR SKALKY radar_orig radar_adj vzdálenost od radaru RADAR BRDY radar_orig radar_adj Srážkoměr Dehtáře ,7 96, ,7 98,3 146,5 Chvojnou ,9 163, ,2 78,7 92,0 U Němců ,3 97, ,4 58,6 96,5 U Turků ,8 132, ,3 56,7 69,3 Vadčice, u Koubků ,8 112, ,5 92,8 171,4 Vadčice, mělká půda ,7 78, ,5 92,8 164,8 Velký Rybník ,4 141, ,8 81,4 97,8 Meteorologické zprávy, 61,

24 Obr. 9 Porovnání adjustovaného radarového odhadu se stanicemi VÚMOP, měřícími v oblasti zasažené silnými srážkami, kromě stanic Pelhřimov (úhrn 75,3 mm, dole) a Humpolec (41,0 mm, nahoře vpravo), které patří ČHMÚ. Izohyety jsou vykresleny metodou krigování ze staničních měření. Čísla u legendy (barevné stupnice) se vztahují ke spodní hranici intervalu. Uvedená mapka byla vytvořena v GIS GRASS verze 6.2, plošný odhad ze srážkoměrů (krigování) ve statistickém programovacím jazyku R a balíčku gstat. Fig. 9. Comparison of the adjusted radar-based QPE with the VÚMOP stations deployed at the region hit by the heavy precipitation, complemented by CHMU stations Pelhřimov (value 75.3 mm, bottom) and Humpolec (41.0 mm, top). The isohyets are obtained by kriging method from the raingauge values. The numbers at the legend refer to the bottom of the interval. The map was made in GIS GRASS 6.2, the kriging was computed in statistical software R and gstat package. na jihovýchodní a jižní straně bouřkového komplexu a padaly, vytvářejíce sestupné proudy, zejména v severozápadní a severní části bouře, což mělo zřejmě za následek zjištěný posun. Šířka radarového paprsku na elevaci 0,1 nad studovaným územím je u obou radarů přibližně stejná, kolem 2 km, a jeho střed je přibližně ve výšce 1,8 km. V těchto vzdálenostech se měření na elevaci 0,1 ještě kombinuje (interpoluje) s měřením na vyšší elevaci 0,5, tudíž radarový odhad se vztahuje k výškám asi 1,8 až 3,5 km nad mořem, tj. 1,3 3 km nad zemským povrchem dané oblasti, tedy ve výškách, ve kterých mohou uvedené efekty podcenění a přecenění vlivem výstupných a sestupných pohybů nastat. Alternativní hypotézou vysvětlující uvedený posun může být i chybné stanovení azimutu měření vlastního radarového zařízení. Proto byl učiněn pokus, kdy se denní odhad srážek radaru Skalky převedl do polárních souřadnic a posunul o 1 po směru hodinových ručiček, tedy směrem, který sliboval lepší soulad s pozemním měřením stanic VÚMOP. Vlivem uvedeného posunutí se znatelně zlepšil korelační koeficient mezi všemi stanicemi a příslušnými radarovými odhady (z 0,738 na 0,782), ale pouze při zahrnutí stanic VÚMOP. Bez stanic VÚMOP zůstal korelační koeficient prakticky stejný (změnil se z 0,668 na 0,670). Též s přihlédnutím ke skutečnosti, že radar Brdy ukazoval též maximum srážek posunuté k jihu až jihovýchodu oproti srážkoměrným měřením, je chyba stanovení či měření azimutu radarem Skalky považována za neprokázanou a nepravděpodobnou. 6. ZÁVĚR Článek se zabývá jednou z nejsilnějších konvektivních bouří roku Svou pozornost si získala v důsledku krupobití, které vytvořilo vrstvu krup mocnou až kolem 20 cm, zejména ale celkovým úhrnem srážek, který dosáhl na stanici Vadčice u Koubků hodnoty 171,4 mm, což mělo za následek lokální přívalovou povodeň. Pro podrobné studium srážkového pole hrála velmi důležitou úlohu skutečnost, že se na území, zasaženém přívalovým deštěm, vyskytovala účelová síť srážkoměrných stanic VÚMOP. Bez těchto stanic bylo možno spoléhat pouze na radarová měření, o kterých je však známo, že se u nich mohou vyskytovat různé, často podstatné chyby, které je možné pouze částečně korigovat metodami adjustace či kombinace se srážkoměrnými měřeními. Analýza vztahu radarových odhadů, adjustovaných radarových odhadů a kombinace se srážkoměry a srovnání těchto odhadů se stanicemi VÚMOP ukázala, že v těchto, čistě konvektivních případech je nejblíže skutečnosti adjustovaný radarový odhad, neboť v algoritmu kombinace je územní reprezentativnost srážkoměrů často přeceňována a radarový odhad je srážkoměry nadměrně shlazován. Přestože adjustovaný radarový odhad vykazoval hodnoty velmi blízké naměřeným srážkoměrným údajům, bylo pozorováno celkové posunutí radarového odhadu vůči pozemním měřením, což je s největší pravděpodobností způsobeno dynamikou bouře, především efekty výstupných a sestupných proudů. Tento jev není pozorován poprvé, tudíž je možné doporučit, aby v případě hydrologických aplikací, které používají radarové odhady srážek, byla tato možná chyba lokalizace brána v úvahu při stanovování (velikosti) území, pro které se počítají průměrné plošné srážky. Velikost takovýchto územních elementů by měla dosahovat alespoň druhé mocniny typické délkové chyby lokalizace center srážek, tedy nejméně 4 5 km 2. Uvedený příspěvek vznikl za podpory Výzkumného záměru MZe a grantu GAČR 205_04_0114. Literatura [1] CHARVÁT, Z., Využití družicových snímků v Českém hydrometeorologickém ústavu. Meteorologické Zprávy, roč. 59, č. 1, s ISSN [2] JANEČEK, M. a kol., Ochrana zemědělské půdy před erozí. Praha: ÚVTIZ. 109 s. [3] KULASOVÁ, B. ŠERCL, P. BOHÁČ, M., Projekt QD1368 Verifikace metod odvození hydrologických podkladů pro posuzování bezpečnosti vodních děl za povodní. [Závěrečná zpráva.] Praha: ČHMÚ. 127 s. [4] NOVÁK P., The Czech Hydrometeorological Institute s Severe Storm Nowcasting Systém. Atmospheric Research, Vol. 83, s [5] ŠÁLEK M. BŘEZKOVÁ L. NOVÁK P., The use of radar in hydrological modelling in the Czech Republic case studies of flash floods. Natural Hazards and Earth System Sciences, Vol. 6, s [6] ŠÁLEK, M. NOVÁK, P SEO, D-J., Operational application of combined radar and raingauges precipitation estimation at the CHMI. ERAD 2004 proceedings. ERAD publication series, Vol. 2, s [7] ŠAMAJ, F. VALOVIČ, Š. BRÁZDIL, R., Denné uhrny zrážok s mimoriadnou vydatnosťou v období In: Zborník prác SHMÚ Bratislava, zv. 24, s Lektor (Reviewer) RNDr. J. Sulan. 118 Meteorologické zprávy, 61, 2008

25 VLIV REGIONÁLNÍHO OTEPLOVÁNÍ NA VZRŮST PROMĚNLIVOSTI REPRODUKČNÍHO PROCESU U ROSTLIN A ŽIVOČICHŮ V LUŽNÍM LESE V LETECH ČÁST II. STROMY A PTÁCI Zdeněk Bauer, janabau@cmail.cz Jana Bauerová, janabau@cmail.cz Milan Palát, palat@mendelu.cz The influence of local warming on variability increase of plants and animals reproduction process in floodplain forest from 1961 to Part II. Trees and birds. In the forty years ( ) of the study, mean annual temperature increased by 1.21 o C and mean spring temperature by 1.17 o C. The biggest increase of temperature was in period of 1991 to 2000 when mean spring temperature increased by 2.67 o C. In response to this unusual change of the spring temperature, trees reacted with the increase of the leaf dimensions. In the years of , the leaf area of Pedunculate Oak (Quercus robur) enlarged up to 3.7 times, in the case of European White Elm (Ulmus laevis) 3.8 times, Common Ash (Fraxinus excelsior) 3.1 times, Hornbeam (Carpinus betulus) 2.8 times and in the case of Common Elder (Sambucus nigra L.) 3.5 times. Bird populations also reacted to the climatic change. In the period of the forty years ( ), the number of eggs of Great Tit (Parus Major) increased on the average by 1 (0.98) egg and in the population of Collared Flycatcher on the average by 0.47 eggs. In the last decade ( ), the number of eggs of Great Tit reached 15 eggs and in the case of Collard Flycatcher 9 eggs. The caterpillars of butterflies (Tortrix viridana, Operophthera brumata and others) reacted to this climatic change as well too. The fall of their droppings from the tree crowns of Pedunculate Oak was observed in the period of The beginning of the fall was pushed forwards by 6.7 days in this period and its climax by 8.5 days. KLÍČOVÁ SLOVA: změna klimatu proces reprodukční stromy housenky sýkora koňadra lejsek bělokrký KEY WORDS: climate change reproduction process trees caterpillars Great Tit Collared Flycatcher 1. ÚVOD Poznání reprodukčního procesu u stromů je oproti reprodukčnímu procesu u bylin a ptačích druhů velmi obtížné. Zatímco pohlavní zralost a plodnost začíná u většiny bylin a ptačích druhů již druhým rokem života, pohlavní zralost u stromů, tj. kvetení a tvorba semen, začíná u dubu letního (Quercus robur), jasanu ztepilého (Fraxinus excelsior) a jilmu vaz (Ulmus laevis) ve věku let. Dále plodnost, tj. semenné roky u uvedených dřevin v lužním lese nejsou každoroční, ale dostavují se v kratších nebo delších intervalech. Dub letní kvetl a měl semenné roky ve sledovaném období každých 5 6 let, jasan ztepilý a jilm vaz každé dva roky, ale existovaly i delší časové intervaly, zvláště u dubu letního. Listnaté stromy patří v lužním lese mezi dlouhověké organismy a někteří jedinci dubu letního se dožívají až 500 let a čtyřicetileté období, po které probíhal fenologický a reprodukční výzkum, je v jejich životě příliš krátkým obdobím, kdy vliv klimatické změny se nemusí s jistotou poznat. Výzkum vlivu klimatické změny na proměnlivost reprodukčního procesu u dřevin a ptáků byl doplněn o přirozený mezičlánek, který je tvořen bezobratlými živočichy, zvláště hmyzem a jeho vývojovými stádii, především housenkami. Mezi stromy, housenkami a drobnými ptačími druhy z řádu pěvců (Passeriformes) je vytvořen úzký existenční a trofický vztah, který se však obtížně sleduje, protože probíhá vysoko v korunách stromů, dosahujících výšky m (obr. 1). Z uvedené skupiny populací bylo možné přímo sledovat reprodukční proces u ptačích druhů, které přijaly nabídku možnosti hnízdění v ptačích budkách. Vývoj housenek bylo možné kontrolovat pouze nepřímo, a to pomocí spadu trusu. Rovněž kontrola rašení a vývoje listů, která byla sledována na dřevinách podle Metodiky fenologických pozorování ČHMÚ, byla doplňována sběrem spadlých listů z vyspělých stromů na konci vegetačního období. 2. METODIKA Výzkum reprodukčního procesu u dřevin a ptáků probíhal v letech v lužním lese na stejných lokalitách a podle jednotné fenologické metodiky ČHMÚ, popsané již v práci [1, 3]. 2.1 Dřeviny Reprodukční proces u dřevin lze studovat například podrobným studiem letokruhů a sledováním velikosti listové plochy. Poznání vlivu regionálního klimatu na reprodukční proces stromů pomocí letokruhů je v lužním lese složité. Výškový i tloušťkový přírust je sice kladně ovlivňován klimatickými faktory, především teplotou a srážkami, ale současně byl již od padesátých let minulého století záporně ovlivňován chronickým přemnožováním listožravých housenek obaleče dubového (Tortrix viridana) a píďalky podzimní (Operophthera brumata), provázené dalšími housenkami obalečů a píďalek. Housenky žírem zmenšovaly asimilační a transpirační listovou plochu a při holožíru ji zničily úplným ožráním. Po skončení holožíru se projevila vitalita dubu letního okamžitým rašením nových listů a v průběhu 10 až 14 dnů byl opět plně olistěn, ale tvorba plodů (žaludů) nebyla obnovena. Komplexní holožíry vznikaly v dvou až tříletých odstupech a poslední komplexní holožír byl v roce Od roku 1989 komplexní žír již nebyl až do roku 2000 zaznamenán. Období od skončení posledního holožíru je významné prudkým a nepřehlédnutelným zvyšováním listové plochy u všech dřevin. Velikost listové plochy byla měřena pomocí polárního planimetru. Listy dřevin pocházejí z herbářových položek. Meteorologické zprávy, 61,

26 Výchozím základem byly položky z počátku šedesátých let, tzn. když byly k dispozici pouze jednotlivé listy dřevin (dub, habr), byly z konce devadesátých let pro srovnání zvoleny také jen jednotlivé listy. Pokud byly k dispozici celé větévky s listy (jasan, jilm), byly z herbářových položek pro srovnání vybrány opět celé větévky s listy z konce devadesátých let. I když hodnocené herbářové položky nemají stejnou úroveň, jedno mají společné listová plocha u všech herbářových položek se oproti začátku šedesátých let výrazně zvětšila. V této práci nemohlo být provedeno kvantitavní zhodnocení listové plochy dřevin, a to z následujících důvodů. Z počátku šedesátých let minulého století chybějí v herbářových položkách dostatečné počty listů pro kvantitativní hodnocení a ani v dalších letech nebyly odebírány listy stromů ve větším množství, protože nebyla odůvodněná potřeba. Ke změně ve sběru listů nedošlo ani na počátku devadesátých let minulého století. Když byl zaznamenán vzrůst listové plochy listnatých dřevin na jedné lokalitě, byla terénní práce postupně zaměřována na ostatní lokality lužního lesa, zda i tam probíhá obdobný trend. Sběr listů pro kvantitativní hodnocení začal až koncem devadesátých let a pokračuje i po roce Konečné vyhodnocení bude provedeno až po skončení výzkumu. 2.2 Housenky Kontrola listožravých (fytofágních) housenek na vyspělých jedincích dubu letního byla nepřímá. Jejich přítomnost a vývoj byl sledován pomocí spadu trusu na zem. Nebyla použita metoda trusníku, která se v lesnictví při kontrole přítomnosti housenek běžně používá, ale byl zaznamenáván spad Obr. 1 Vyspělí jedinci jasanu ztepilého (Fraxinus excelsior) a jilmu vaz (Ulmus laevis). NPR Ranšpurk. Fig. 1. Mature specimen of the Common Ash (Fraxinus excelsior) and European White Elm (Ulmus laevis). National Nature Reserve Ranšpurk. trusu na stříšky ptačích budek, listy bylin, zvláště kopřivy dvoudomé (Urtica dioica), na které trus housenek výrazně ulpívá, ale i na kapotu osobního auta bílé barvy. V šedesátých a sedmdesátých letech minulého století šlo jen o doplňující poznámky k fenologickým a ekologickým výzkumům bylin a živočichů. I když jde o nestandardní postup, začátek spadu trusu byl vždy přesně zjistitelný. Záznamy o vyvrcholení spadu trusu byly doplňovány zápisy o spouštění vyspělých housenek po vláknech z korun dubu letního k zemi, kde se housenky píďalky podzemní kuklí, nebo kontrolou spřadených listů kapsovitě ohnutých, kde se kuklí obaleč dubový. Při vyvrcholení holožíru padá trus tak intenzivně, že má charakter deště a po jeho vyvrcholení spad trusu náhle ustává. Terénní zápisy o spadu trusu byly každoročně zaznamenávány a tak je bylo možné využít i k poznání časového postupu fenologických fází vývoje housenek v jednotlivých letech. Zápisy o spadu trusu byly prováděny na všech sledovaných lokalitách po celé čtyřicetileté období. 2.3 Ptáci Vliv klimatické změny na reprodukční proces ptačích populací lze pozorovat i v lužním lese. Ne však každá ptačí populace nám umožní poskytnout potřebné informace o výši jejich produkce. V lužním lese vyspělého a přirozeného vzhledu jsou zastoupeny dvě skupiny ptačích druhů z řádu pěvců jedna staví svá hnízda mezi větvemi dřevin a druhá skupina staví svá hnízda v dutinách dřevin. Do prvé skupiny patří na příklad drozd zpěvný, kos černý, pěnkava obecná a pěnice černohlavá. Jejich vejce jsou snášena do hnízd, která jsou otevřená a tedy nechráněná, to znamená, že vejce jsou v době snášení snadno přístupná predátorům. Žloutek a bílek je vysoce hodnotnou kalorickou potravou pro myšice, zvláště myšici lesní (Apodemus flavicollis) a plšíka lískového (Muscardinus avellanarius). Ztráty vajec u prvého hnízdění dosahují každoročně %. Proto u této skupiny ptačích druhů nelze přesně zjistit výši produkce vajec na populační úrovni. Do druhé skupiny patří na příklad sýkora koňadra, sýkora modřinka, sýkora babka a brhlík lesní. Pro sýkory je charakteristické, že svá hnízda staví z mechu a hnízdní kotlinku zakrývají vrstvou srsti savců, kteří na jaře línají. Do takto upraveného hnízda snášejí sýkory každý den jedno vejce a to tak, že vrstvu srsti odkryjí a po snesení vejce opět hnízdní kotlinku vrstvou srsti přikryjí. Obdobně si svá vejce chrání i brhlík lesní. Jeho hnízdo je vystavěno z tenkých úlomků suché kůry stromů, kterými si svá vejce v období snášení vajec také přikrývá. Takto ukrytá vejce jak u sýkor, tak i u brhlíka lesního nejsou viditelná pro drobné predátory, a proto ztráty vajec v době snášení nejsou téměř žádné. V dutinách dřevin hnízdí i lejsek bělokrký, který si vejce v průběhu snášky nepřikrývá, ale na rozdíl od ostatních ptačích druhů, kteří začínají sedět na vejcích až od posledního sneseného vejce, samice lejska bělokrkého začíná sedět na vejcích již od čtvrtého sneseného vejce, i když pokračuje v dalším snášení vajec. Samice lejska bělokrkého sedí na vejcích tak pevně, že myšice lesní i plšík lískový se k vejcím nedostanou. K ochraně vajec lejska bělokrkého přispívá i skutečnost, že tento ptačí druh nastupuje do hnízdění jako poslední. V tomto období mají uvedení predátoři dostatek jiné živočišné potravy, a tak ztráty na vejcích jsou jen minimální. Z uvedeného vyplývá, že ne každá ptačí populace je vhodná pro výzkum reprodukčního procesu ve vztahu ke klimatické změně. 120 Meteorologické zprávy, 61, 2008

27 Pro poznání vlivu klimatické změny, především teploty, na reprodukční proces ptačích populací byly vybrány dva modelové ptačí druhy, které byly v ptačí složce zkoumaného typu lužního lesa početně hojně zastoupeny: sýkora koňadra jako představitel stálého a mimo hnízdní období zčásti potulného nebo krátce tažného ptačího druhu v rámci centrální Evropy, lejsek bělokrký jako představitel daleko tažného ptačího druhu, který přezimuje ve střední a jihovýchodní části Afriky. Výchozím podkladem pro vyhodnocení reprodukčního procesu uvedených ptačích druhů ve vztahu ke klimatické změně je počet hnízd kontrolovaných za čtyřicetileté období a průměrný počet hnízd sledovaných za rok, což jsou údaje uvedené v přehledu v následující tabulce 1 podle jednotlivých lokalit: Tab. 1 Počet hnízd sýkory koňadry a lejska bělokrkého v letech a průměrný počet hnízd za rok v období prvého hnízdění na třech lokalitách lužního lesa habrojilmové jaseniny (Ulmi-Fraxineta carpini). Tab. 1. Nest number of Great Tit (Parus major) and Collared Flycatcher (Ficedula albicollis) in the period and mean yearly number of the nests in the period of first brood in three locations of flood plain forest in the case of Ulmi-fraxineta carpini. Druhy Species Lokalita Locality Sýkora koňadra Parus major Lejsek bělokrký Ficedula albicollis Počet hnízd Number of clutches Prům. Avg. Rok Year Prům. Avg. Rok Year NPR National Nature Reserve Ranšpurk Výzkumná plocha MBP Study Area of IBP Horní les PR Nature Reserve Plačkův les a říčka Šatava Celkem Total V tomto období bylo zjištěno i vyvrcholení počtu a velikosti vegetativních a generativních orgánů u bylin [3]. Obdobně jako byliny reagovaly i všechny zkoumané dřeviny jednotně zvětšováním listové plochy. Pro názorné srovnání poměru velikostí byly vybrány reprezentativní vzorky listů z herbářových položek z počátku šedesátých a konce devadesátých let: Dub letní délka listu se zvětšila 1,8krát, šířka 2krát a listová plocha 3,7krát (obr. 2). Jilm vaz listová plocha se zvětšila 3,8krát a délka větévky 2,1krát (obr. 3). Jasan ztepilý celková listová plocha se zvětšila 3,1krát a délka větévky 1,4krát (obr. 4). Habr obecný délka listu se zvětšila 1,6krát, šířka 1,7krát a listová plocha 2,8krát (obr. 5). Bez černý celková listová plocha se zvětšila 3,5krát a délka větévky 3krát (obr. 6). Obdobné zvětšování listů dřevin bylo zaznamenáno u jasanu úzkolistého, lípy malolisté, svídy krvavé a kaliny obecné. Herbářové položky pocházejí pouze z jedinců dřevin, které byly vybrány pro dlouhodobá fenologická pozorování. Nereprezentují tedy situaci v celém porostu, ale k publikování těchto poznatků jsme se rozhodli proto, že jde o mimořádný jev, se kterým jsme se v předešlých třiceti letech nesetkali a je shodný s výrazným vzestupem teploty vzduchu v posledním desetiletí. Pozoruhodné je také to, že v období let jsme už nezaznamenali žádný komplexní holožír na sledovaných lokalitách lužního lesa. 2.4 Statistické vyhodnocení Pro testování rozdílu počtu vajec u sýkory koňadry mezi rokem 1996, který byl teplotně příznivý pro reprodukční proces, a rokem 1977, ve kterém reprodukční proces probíhal v nepříznivých teplotních podmínkách, bylo použito t-testu. Průměrný počet vajec byl 11,5 v roce 1996 a 10,6 v roce Rozdíl v počtu vajec mezi těmito roky byl statisticky vysoce průkazný (obr. 7). Interval spolehlivosti pro P = 0,05 je (0,98; 2,88). Ke stanovení trendu reprodukčního procesu ptačích druhů a fenologického procesu vývoje housenek bylo použito metod regresní a korelační analýzy. Jako trendová funkce byla použita přímka. Rovnice regresních přímek, příslušné korelační koeficienty s jejich statistickou významností jsou uvedeny v obr VÝSLEDKY 3.1 Dřeviny Poslední desetiletí minulého století ( ) bylo charakteristické mimořádným vzestupem průměrné jarní teploty v Lednici na Moravě o 2,67 o C a ve Velkých Pavlovicích o 2,51 o C. Obr. 2 List dubu letního (Quercus robur L.) z počátku šedesátých let (A) a z konce devadesátých let minulého století (B). Rozměry: A B délka listu (cm) 13,0 24,0 šířka listu (cm) 8,5 17,5 listová plocha (cm2) 65,5 240,3 Ze srovnání vyplývá, že délka listu se zvětšila 1,8krát, šířka 2krát a listová plocha 3,7krát za období téměř 40 let. Fig. 2. Leaf of Pedunculate Oak (Quercus robur L.) from the beginning of 1960s (A) and from the end of 1990s. (B). Measurement: A B Leaf length (cm) Leaf width (cm) Leaf area (cm2) It can be concluded from the comparison the leaf length increased 1.8 times, the width 2.0 times, and the area 3.7 times over the period of forty years. Meteorologické zprávy, 61,

28 Obr. 3 Větévka s listy jilmu vaz (Ulmus laevis) z počátku šedesátých let (A) a z konce 90. let minulého století (B). Rozměry: A B Celková plocha listů (cm 2 ) 213,7 809,0 Délka větévky (cm) 17,5 37,0 Velikost listové plochy se zvětšila 3,8krát a délka větévky 2,1krát za období téměř 40 let. Fig. 3. A twig with leafs of European White Elm (Ulmus laevis) from the beginning of 1960s (A) and from the end of 1990s. (B). Measurement: A B The whole leaf area (cm 2 ) The length of the twig (cm) The leaf area increased 3.8 times, the length of the twig 2.1 times over the period of forty years. projevuje i dlouhodobě v souvislosti s regionálním oteplováním. Počet vajec v populaci sýkory koňadry v prvém hnízdění se za období v NPR Ranšpurk zvýšil o 1,1 vajec (obr. 8A), na výzkumné ploše MBP Horní les o 0,9 vajec (obr. 8B) a v PR Plačkův les a říčka Šatava o 0,95 vajec (obr. 8C). Obdobně jako populace sýkory koňadry reagovala na klimatickou změnu i populace lejska bělokrkého. Počet vajec v populaci lejska bělokrkého za období se v NPR Ranžpurk zvýšil o 0,44 vajec (obr. 9A), na výzkumné ploše MBP Horní les o 0,49 vajec (obr. 9B) a v PR Plačkův les a říčka Šatava o 0,47 vajec (obr. 9C). Oba dva uvedené vztahy mezi zvyšováním počtu vajec a vzrůstající teplotou vzduchu jsou statisticky hodnoceny jako vysoce významné. Při této příležitosti je potřebné vysvětlit poloviční hodnoty přírustku počtu vajec u lejska bělokrkého oproti hodnotám u sýkory koňadry. U sýkory koňadry se počet vajec běž- 3.2 Ptáci Vztah mezi teplotou vzduchu a reprodukčním procesem u populace sýkory koňadry lze poznat na příkladu probíhajícího reprodukčního procesu za příznivých a méně příznivých klimatických podmínek. A) V roce 1996 probíhal reprodukční proces populace sýkory koňadry v lužním lese za příznivých teplotních podmínek, kdy průměrné denní teploty dosahovaly 15,7 C a maximální průměrné denní teploty 20,9 C. Snášení vajec probíhalo plynule, tj. samice snášely pravidelně každý den jedno vejce a průměrný počet snesených vajec v populaci byl relativně vysoký 11,5 a reprodukční rozmezí se pohybovalo od 9 do 14 vajec (obr. 7A). Minimální teplota vzduchu neměla podstatnější vliv na reprodukční proces, protože jak samci, tak i samice přenocují v dutinách dřevin nebo v ptačích budkách, a tak jsou chráněni nejen před větrem a deštěm, ale i před nižšími teplotami vzduchu. B) V roce 1977 probíhal reprodukční proces populace sýkory koňadry v lužním lese za méně příznivých teplotních podmínek, průměrné denní teploty dosahovaly jen 5,9 C a maximální průměrné denní teploty 11,6 C. Snášení vajec nebylo plynulé, ale bylo provázeno občasným jednodenním přerušením. Průměrný počet snesených vajec v populaci poklesl na 9,5 a reprodukční rozmezí se pohybovalo od 7 do 11 vajec (obr. 7B). Rozdíl v plodnosti populací sýkory koňadry mezi příznivými a méně příznivými teplotními podmínkami byl v průměru 2 vejce a z hlediska statistiky byl vyhodnocen jako vysoce významný. Pozorovaný vztah mezi teplotou vzduchu a reprodukčním procesem populace sýkory koňadry v lužním lese se Obr. 4 Větévka s listy jasanu ztepilého (Fraxinus excelsior) z počátku šedesátých let (A) a z konce devadesátých let min. stol. (B). Rozměry: A B Prům. plocha listu (cm 2 ) 9,2 24,0 Celková plocha listů (cm 2 ) 100,6 311,6 Délka větévky (cm) 29,0 41,0 Ze srovnání vyplývá, že délka větévky se zvětšila 1,4krát, průměrná plocha listu se zvětšila 2,6krát a celková listová plocha se zvětšila 3,1krát za období téměř 40 let. Fig. 4. A twig with leafs of Common Ash (Fraxinus excelsior) from the beginning of 1960s (A) and from the end of 1990s. (B). Dimensions: A B Mean one leaf area (cm 2 ) Hole leaf area (cm 2 ) Twig length (cm) Acording to comparison, twig length increased 1.4 times, mean one leaf area 2.6 times and whole leaf area 3.1 times over forty years period. 122 Meteorologické zprávy, 61, 2008

29 období a na stejné lokalitě o 7,9 dní a plné olistění o 7,4 dní. Přiměřená shoda ve fenologickém posunu jak u vývoje listů u dubu letního, tak i u vývoje housenek byla zjištěna i na lokalitách NPR Ranšpurk (k. ú. Lanžhot) a v PR Plačkův les a říčka Šatava (k. ú. Vranovice). Z uvedeného srovnání vyplývá, že i trofické řetězce reagovaly na regionální vývoj klimatu. Obr. 5 List habru obecného (Carpinus betulus) z počátku šedesátých let (A) a z konce devadesátých let minulého století (B). Rozměry: A B Délka listu (cm) 7,9; 6,4 11,5; 11,4 Šířka listu (cm) 4,2; 3,6 6,6; 6,7 Prům. listová plocha (cm 2 ) 18,8 53,1 Ze srovnání vyplývá, že délka listu se zvětšila 1,6krát, šířka 1,7krát a listová plocha 2,8krát za období téměř 40 let. Fig. 5. A leaf of Hornbeam (Carpinus betulus) from the beginnig of 1960s (A) and from the end of 1990s (B). Measurements: A B Leaf length (cm) 7.9; ; 11.4 Leaf width (cm) 4.2; ; 6.7 Average leaf area (cm 2 ) This comparison shows that leaf length increased 1.6 times, the leaf width by 1.7 times, and the leaf area by 2.8 times in the period of 40 years. 4. DISKUZE Vliv zvýšující se koncentrace CO 2 na zvyšování produkce rostlin je v terénních podmínkách obtížně zjistitelný. V České republice není stálá stanice měření koncentrace CO 2 v ovzduší. Nejbližší stanice se nacházejí v Německu Schauinsland (1 205 m n. m.) a Itálii Monte Cimone (2 165 m n. m.), [12]. V Německu se začal měřit nárůst koncentrace CO 2 v roce 1972, ale souvislá řada pozorování je až od roku V Itálii měření začalo v roce 1979, ale souvislé informace jsou od roku Další stanice na měření koncentrace CO 2 se nacházejí v Polsku, v Maďarsku a ve Francii, ale údaje mají až od roku 1991 až Jediná stanice, jejíž řada měření pokrývá námi sledované období ( ), se nachází na Havaji, lokalita Mauna Loa v nadmořské výšce m n. m.. Nejdelší řady o koncentracích CO 2 pocházejí z vyso- ně pohybuje v rozmezí 9 12 vajec, kdežto u lejska bělokrkého v rozmezí 6 7 vajec. Zvyšování reprodukčního procesu populace sýkory koňadry a populace lejska bělokrkého probíhalo současně se zvyšováním průměrné jarní a roční teploty. Podle údajů z meteorologické stanice v Lednici na Moravě za období vzrostla průměrná teplota v období kalendářního jara o 1,17 C a průměrná roční teplota vzduchu o 1,20 C a podle údajů z meteorologické stanice ve Velkých Pavlovicích za období vzrostla průměrná teplota v období kalendářního jara o 0,83 C a průměrná roční teplota vzduchu o 0,998 C, tj. o 1,0 C [2, 3]. 3.3 Housenky Housenky jsou nedílnou součástí stromové složky lužního lesa, na kterou jsou potravně, vývojově a existenčně závislé, a současně jsou i hlavním potravním zdrojem dospělců i mláďat jak sýkory koňadry v období prvého hnízdění, tak i dospělců a mláďat lejska bělokrkého v období řádného hnízdění. U druhého hnízdění sýkory koňadry a náhradního hnízdění lejska bělokrkého se jejich potrava výrazně mění. Podíl housenek výrazně klesá a v potravě se objevují dospělci nebo vývojová stádia jiných skupin hmyzu a klepítkatců. Cílem této práce není rozbor potravy uvedených druhů. Potrava sýkory koňadry je v ornitologické literatuře podrobně popsána. Potravě lejska bělokrkého jsou v naší literatuře věnovány práce [5, 6] a jsou významné i proto, že pocházejí ze stejného typu lužního lesa, tj. habrojilmové jaseniny. Pro poznání vlivu klimatické změny na vývojová stádia housenek jsou důležité poznatky o začátku a vyvrcholení spadu trusu. Za čtyřicetileté období se začátek spadu trusu na výzkumné ploše MBP v Horním lese (k. ú. Lednice na Moravě) uspíšil o D 1 = 6,7 dní a vyvrcholení spadu trusu o D P = 8,5 dní (obr. 10). Tyto poznatky jsou v souladu s fenologickým posunem dřívějšího rašení a plného olistění u dubu letního, u něhož se posunul začátek rašení listů ve stejném Obr. 6 Větévka s listy bezu černého (Sambucus nigra L.) z počátku šedesátých let (A) a z konce devadesátých let minulého století (B). Rozměry: A B Průměrná délka listů (cm) 11,7 19,0 Průměrná šířka listů (cm) 6,0 9,0 Průměrná plocha listů (cm 2 ) 45,5 115,0 Celková plocha listů (cm 2 ) 227,0 803,0 Délka větévky (cm) 10,5 31,5 Ze srovnání vyplývá, že průměrná délka listů se zvětšila 1,6krát, prům. šířka listů 1,5krát, prům. plocha listů 2,5krát, celková plocha listů 3,5krát a délka větévky se zvětšila 3krát za období téměř 40 let. Fig. 6. A twig with leafs of Common Elder (Sambucus nigra L.) from the beginning of 1960s (A) and from the end of 1990s. (B). Measurements: A B Mean length of leafs (cm) 11,7 19,0 Mean width of leafs (cm) 6,0 9,0 Mean area of leafs (cm 2 ) 45,5 115,0 Total area of leafs (cm 2 ) 227,0 803,0 Length of twig (cm) 10,5 31,5 The comparison confirms that mean length of leafs increased 1.6times, mean width of leafs 1.5times, mean area of leafs 2.5times, the total area of leafs 3.5times and the length of twigs increased 3times in the period of 40 years. Meteorologické zprávy, 61,

30 Obr. 7 Příklady průběhu snášení vajec sýkory koňadry (Parus major) v klimaticky příznivých podmínkách v roce 1996 A ( průměrný počet vajec v hnízdě 11,5) a v klimaticky méně příznivých podmínkách v roce 1977 B (průměrný počet vajec v hnízdě 9,5). Vysvětlivky: Červeně maximální, černě průměrné, modře minimální teploty vzduchu; AT průměr teploty za celé sledované období. Fig. 7. The examples of eggs laying of Great Tit (Parus major) in favourable climatic conditions of 1996 A (mean number of eggs in clutch 11.5) and in less favourable conditions during year 1977 B (mean number of eggs in clutch 9.5). Explanations: Red maximal temperature of air, black mean temperature of air, blue minimal temperature of air; AT mean temperature of air during the whole studied period. kých nadmořských výšek a nelze je z věcného i ekologického hlediska aplikovat na námi sledované lokality v nadmořských výškách m. Koncentrace CO 2 u všech stanic vykazují stoupající charakter blízký přímce [15, 17], avšak fenologické údaje o životních projevech rostlin a živočichů v jednotlivých letech jsou odrazem kolísání teploty vzduchu, průběhu počasí a vývoje klimatu. V zahraniční literatuře byla řada prací věnována poznání vztahu mezi stromy, housenkami a ptačími druhy. Vliv klimatické změny na změnu potravního vztahu mezi housenkami a mláďaty lejska černohlavého a sýkory koňadry byl publikován v práci autorů [19]. Zjistili, že oproti roku 1980 došlo v roce 2000 k fenologickému posunu do dřívější doby jak u píďalky podzimní, tak i u líhnutí mláďat lejska černohlavého v důsledku změny klimatu. Za období 23 roků ( ) se posunul vývoj housenek do dřívější doby o 9 dnů [18]. Experimentálním výzkumem ve Velké Británii bylo zjištěno, že při zvýšení teploty o 3 C se uspíšilo rašení listů dubu letního o 12 dnů a líhnutí píďalky podzimní o 10 dnů [7]. Vztahem mezi dubem, housenkami, sýkorou koňadrou a oběma druhy lejsků se věnovala řada autorů [7, 19, 11, 4, 9]. Většina autorů potvrzuje pozitivní korelaci mezi načasováním kladení vajec u ptačích druhů a načasováním vývoje housenek. Vliv klimatické změny na po sun fenofází rašení listů a plného olistění a na posun vývoje housenek píďalky podzimní a obaleče dubového byl v České republice zjištěn v podmínkách lužního lesa habrojilmové jaseniny za roky Rašení listů dubu letního se posunulo o 7,5 dnů a plné olistění o 7,1 dnů [2]. Začátek spadu trusu housenek se posunul o 6,7 dnů a vyvrcholení spadu o 8,5 dnů do dřívější doby. Z uvedených zahraničních i našich poznatků vyplývá, že klimatická změna ovlivňuje i fenologii trofického řetězce. Poznatky o vlivu klimatu na reprodukční proces ptačích druhů, zvláště u sýkory koňadry, lejska bělokrkého a černohlavého jsou dostatečně popsány v ornitologické literatuře. Průměrné snášky rodu sýkora (Parus) jsou ve střední Evropě větší než ve skandinávských zemích [13]. Průměrná velikost snášky lejska černohlavého v Anglii je 6,88 vajec [8] a ve vyšších polohách Norska 5,95 vajec [14]. Počet vajec lejska černohlavého (Ficedula hypoleuca) ve Finsku klesá od jihu k severu [11], a to: severní šířky v průměru 6,42 vajec severní šířky v průměru 6,33 vajec severní šířky v průměru 6,14 vajec. Ve Švýcarsku má sýkora koňadra nejvíce vajec do 700 m n. m., a to 14 15, kdežto nad 700 m n. m. maximálně 12 vajec a lejsek černohlavý do 700 m n. m. 5,7 vajec a nad 700 m n. m. 5,45 vajec [10]. Změna plodnosti sýkory koňadry ve vegetačních stupních v České republice je publikována v práci [1]. Průměrný počet vajec v období prvního hnízdění klesal od 1. dubového ke 3. dubovo-bukovému stupni: 1. vegetační stupeň 12,3 vajec, 2. vegetační stupeň 11,1 vajec a 3. vegetační stupeň 10,5 vajec. 124 Meteorologické zprávy, 61, 2008

31 Z uvedených příkladů vyplývá, že plodnost ptačích populací klesá s poklesem teploty do vyšších nadmořských výšek (se stoupající nadmořskou výškou teplota vzduchu klesá ca o 1 C na každých 150 m), se stoupajícími stupni severní šířky a se vzestupem vegetačních stupňů. Při opačném pohledu s poklesem nadmořské výšky, poklesem stupňů severní šířky, nebo poklesem vegetační stupňovitosti teplota vzduchu stoupá a reprodukční proces ptačích populací se zvětšuje. Pak je přirozené, že při vzrůstu průměrné jarní a roční teploty vzduchu na jedné lokalitě ve stejné nadmořské výšce a v jednom typu lužního lesa za čtyřicetileté období, reagují populace sýkory koňadry a lejska bělokrkého zvýšováním svého reprodukčního procesu. Závěrem lze shrnout, že plodnost ptačích populací se mění nejenom se změnou nadmořské výšky, stupněm severní šířky, vegetační stupňovitostí, ale i změnou klimatu v podmínkách jedné lokality, v našem případě habrojilmové jaseniny. 5. ZÁVĚR Dřeviny, ptáci i housenky svými životními projevy v habrojilmové jasenině jednotně reagovaly na vývoj klimatu. V letech se podle vybraných herbářových položek zvětšila listová plocha u dubu letního (Quercus robur) oproti začátku šedesátých let až 3,7krát, u jilmu vazu (Ulmus laevis) 3,8krát, u jasanu ztepilého (Fraxinus excelsior) 3,1krát, u habru obecného (Carpinus betulus) 2,8krát a u bezu černého (Sambucus nigra) 3,5krát. Tyto hodnoty je nutné brát jen jako informační sdělení a nereprezentují situaci v celém lesním porostu. Na klimatickou změnu reagovaly i ptačí populace. Za čtyřicetileté období vzrostl počet vajec u populace Obr. 8 Zvyšování počtu vajec v období prvého hnízdění sýkory koňadry (Parus major) v letech na jednotlivých lokalitách lužního lesa: A NPR Ranšpurk, k.ú. Lanžhot, B Výzkumná plocha MBP Horní les, k. ú. Lednice na Moravě, C PR Plačkův les a říčka Šatava, k.ú. Vranovice. Vysvětlivky: D rozdíl hodnot regresní přímky v letech 2000 a 1961 představuje zvýšení počtu vajec v období prvého snášení za období čtyřiceti let. Koeficient korelace R významný na hladině významnosti: * P = 0,05; ** P = 0,01. Fig. 8. The increase of number of Great Tit (Parus major) eggs in the period of first laying during in various localities of a floodplain forest: A National Nature Reserve Ranšpurk, cadastral territory Lanžhot, B Study Area of IBP Horní les,(c. t. Lednice na Moravě), C Nature Reserve Plačkův les a říčka Šatava, (c. t. Vranovice). Explanations: D the difference of values of regression line between 2000 and 1961; it represents the increase of number of eggs in the period of first laying over period of forty years. Correlation coefficient R significant on the level: * P = 0.05; ** P = Obr. 9 Zvyšování počtu vajec v období prvého hnízdění lejska bělokrkého (Ficedula albicollis) v letech na jednotlivých lokalitách lužního lesa: A NPR Ranžpurk, k.ú. Lanžhot, B Výzkumná plocha MBP Horní les, k. ú. Lednice na Moravě, C PR Plačkův les a říčka Šatava, k. ú. Vranovice. Vysvětlivky: D rozdíl hodnot regresní přímky v letech 2000 a 1961 představuje zvýšení počtu vajec v období prvého snášení za období čtyřiceti let. Koeficient korelace R významný na hladině významnosti: * P = 0,05; ** P = 0,01. Fig. 9. The increase of number of eggs of Collered Flycatcher (Ficedula albicollis) in the period of first laying during in the localities of a flood-plain forest: A National Nature Reserve Ranšpurk, cadastral territory Lanžhot, B Study Area of IBP Horní les, (c. t. Lednice na Mor.), C Nature Reserve Plačkův les a říčka Šatava, (c. t. Vranovice). Explanations: D the difference in values of regression line between 2000 and 1961; it represents the increase of number of eggs in the period of first laying over period of forty years. Correlation coefficient R significant on the level: * P = 0.05; ** P = Meteorologické zprávy, 61,

32 Obr. 10 Posun fenofází začátku (dolní část obrazu y 1, D 1 ) a vyvrcholení (horní část obrazu y P, D P ) spadu trusu housenek (Tortrix viridana aj.) z korun dubu letního (Quercus robur) za období Koeficient korelace R významný na hladině významnosti: * P = 0,05; ** P = 0,01. Fig. 10. Phenophase shift of start ( in lower part of the picture y 1, D 1 ) and climax (in upper part of the picture y P, D P ) of fall of caterpillar droppings (Tortrix viridana and others) from the crowns of Pedunculate Oak (Quercus robur L.) in the period Correlation coefficient R significant on the level: * P = 0.05; ** P = sýkory koňadry v průměru o 1 (0,98) vejce a u populace lejska bělokrkého v průměru o 0,5 vajec. V posledním desetiletí se u populace sýkory koňadry objevovaly snášky až s 15 vejci a u populace lejska bělokrkého až s 9 vejci. I u populací housenek motýlů obaleče dubového (Tortrix viridana) a píďalky podzimní (Operophthera brumata), provázené dalšími housenkami obalečů a píďalek, se projevila reakce na klimatickou změnu. Začátek spadu trusu se za čtyřicetileté období uspíšilo v průměru o 6,7 dní a jeho vyvrcholení o 8,5 dní. Posun fenologického vývoje u housenek byl v souladu s fenologickým posunem rašení a plného olistění dubu letního. Z uvedeného vyplývá, že změnou klimatu jsou ovlivňovány i trofické řetězce, tedy základní procesy v živé přírodě. Poděkování Za připomínky k rukopisu děkuji doc. Ing. J. Zejdovi, DrSc. Literatura [1] BAUER, Z., Rozšíření a rozmnožování sýkory koňadry, Parus m. major L., ve vegetačních stupních. Příspěvek k životní dynamice ptačí složky geobiocenóz. ČSAV. Studia Geographica, roč. 29, s [2] BAUER, Z., Fenologické tendence složek jihomoravského lužního lesa na příkladu habrojilmové jaseniny (Ulmi-Fraxineta Carpini) za období Část I. Fenologie dřevin. Meteorologické Zprávy, roč. 59, č. 3, s [3] BAUER, Z. BAUEROVÁ, J., Vliv regionálního oteplování na vzrůst proměnlivosti reprodukčního procesu u rostlin a živočichů v lužním lese v letech Část I. Byliny. Meteorologické Zprávy, roč. 60, č. 2, s [4] BROMMER, J.E. MERILÄ, J. SHELDON, B.C. GUSTAFSSON, L., Natural selection and genetic variation for reproductive reaction norms in a wild bird population. Evolution, Vol. 59(6), s [5] BUREŠ, S., Dílčí výsledky studia potravy lejska bělokrkého (Ficedula albicollis albicollis temm.) Zprávy Moravského ornitologického sdružení, roč. 43, s [6] BUREŠ, S., Composition of the diet and trophic ecology of the Collared Flycatcher (Ficedula albicollis albicollis) in three segments of groups of types of forest geobiocenoses in Central Moravia (Czechoslovakia). Folia zoologica, roč. 35, č. 2, s [7] BUSE, A. DURY, S.J. WOODBURN, R.J.W. PERRINS C.M. et al, Effects of elevated temperature on multispecies interactions: the case of Pedunculate Oak, Winter Moth and Tits. Functional Ecology, Vol. 13, (Suppl. 1), s [8] CAMPBELL, B., 1955.A population of Pied Flycatchers (Muscicapa hypoleuca). Acta XI Congressus Internationalis Ornithologici, Basel 1954, s [9] CRESSWELL W. MCCLEERY R., How great tit maintain synchronization of their hatch date with food supply in response to long-terriability in temperature. Journal of Animal Ecology, Vol. 72, s [10] GLUTZ BLOTZHEIM von Die Brutvogel der Sweiz. 2. Aufl. Arrau: Verlag Aargauer Tagblatt AG. [11] HAARTMAN, L., 1969: The nesting habits of Finnish birds. I. Passeriformes. Commentationes Biologicae, Vol. 32. [12] Japan Meteorological Agency, WMO World Data Centre for Greenhouse Gases (WDCGG), No. 12. [13] LACK, D., The Natural Regulation of Animal Numbers. Oxford. [14] MEIDELL, O., Life history of the Pied Flycatcher and the Redstart in a Norwegian mountain area. Nytt Magasin for Zoology, Vol. 10, s [15] NÁTR, I., Koncentrace CO 2 a rostliny. Praha: ISV nakladatelství. [16] NOORDWIJK, VAN A.J. MCCLEERY, R.H. PERRINS, C.M., Selection for timing of great tit breeding in relation to caterpillar growth and temperature. Journal of Animal Ecology, Vol. 64, s [17] ŠESTÁK, Z., Rostoucí koncentrace CO 2 v ovzduší. Vesmír, roč. 79, s [18] VISSER, M.E. NOORDWIJK, A.J. TINBERGEN, J.M. LESSELLS C.M., Warmer springs lead to mistimed reproduction in great tits (Parus major). Proceeding Royal Soc. Lond. B, 265, s [19] VISSER, M.,E. HOLLEMAN, L. J. M. GIENAPP, P., Shifts in caterpillar biomass phenology due to climate change and its impacts on the breeding biology of an insectivorous bird. Oecologia, Vol. 147, Nr. 1, s Lektoři (Reviewers) Ing. J. Nekovář, CSc. a Doc. Ing. R. Bagár, CSc. 126 Meteorologické zprávy, 61, 2008

33 20 LET MONITORINGU KVALITY PŘÍRODNÍHO PROSTŘEDÍ NA OBSERVATOŘI KOŠETICE V letošním roce uplynulo 20 let od založení observatoře Českého hydrometeorologického ústavu v Košeticích. Observatoř byla založena v roce 1988 jako specializované pracoviště pro zabezpečení účasti tehdejšího Československa (a později České republiky) v mezinárodních programech monitoringu kvality přírodního prostředí (především ovzduší) v regionálním měřítku. Zjednodušeně tedy lze říci, že se měří v relativně čisté lokalitě bez přímého vlivu blízkých zdrojů znečištění, aby bylo možno detekovat dlouhodobé trendy kvality ovzduší. Při této příležitosti se konal tematický seminář zaměřený k výročí dvacetiletého monitoringu kvality přírodního prostředí na Observatoři Košetice. Zúčastnilo se jej 35 hostů, kromě zaměstnanců observatoře se jednalo především o dlouhodobé spolupracovníky observatoře z řad ČHMÚ i kooperujících organizací. V úvodu zdůraznil ředitel ČHMÚ Ivan Obrusník a náměstek úseku OČO Jan Macoun význam observatoře Košetice pro zajištění účasti České republiky v mezinárodních programech monitoringu kvality ovzduší i pro hodnocení znečištění ovzduší v České republice v regionálním měřítku. První blok přednášek byl zaměřen na historii observatoře Košetice a hodnocení dlouhodobých trendů detekovaných na základě dvacetiletého monitoringu. Zakladatel a první vedoucí observatoře Bedřich Böhm shrnul aktivity, které předcházely jejímu vzniku. Připomněl některé dnes již téměř komické problémy, které založení observatoře provázely. Zdůraznil některé politické souvislosti monitoringu kvality přírodního prostředí v regionálním měřítku. Koncem 70. let minulého století bývalá ČSSR podepsala některé mezinárodní úmluvy, ze kterých vyplývala povinnost realizovat monitoring tohoto typu. Jednalo se především o Konvenci o dálkovém přenosu škodlivin přes hranice států v Evropě (CLRTAP), závazky vyplývající z členství ve Světové meteorologické organizaci (WMO) a také dílčí aktivity v rámci tehdejší RVHP. Poté seznámil účastníky s důvody, proč byla observatoř lokalizována právě poblíž obce Košetice. Praktickou realizací monitoringu kvality přírodního prostředí na regionální úrovni byl pověřen ČHMÚ. Vzhledem k tomu, že žádná z existujících meteorologických stanic nesplňovala požadavky na umístění regionální stanice, bylo rozhodnuto řešit tento úkol výstavbou nové stanice, specializované výhradně na tento typ monitoringu. Výběru lokality observatoře byla věnována mimořádná pozornost. Prioritní bylo dodržení kritérií daných dlouhodobými cíli mezinárodních programů, zohledněna byla využitelnost dílčích měření v systému monitorovacích sítí ČHMÚ i pro návazné práce jiných organizací. Lokalita byla vybírána jako komplex, vhodný pro realizaci vícesložkového či integrovaného monitorin- INFORMACE RECENZE gu, zejména v pojetí tehdejšího východoevropského subsystému GEMS, tedy velice širokého pojetí monitoringu kvality přírodní složky životního prostředí, kde zásadní věcí byla existence malého monitorovacího povodí. Aby byla zajištěna homogenní řada měření bez vlivu větších bodových zdrojů, byla přijata zásada, aby česká regionální stanice byla lokalizována v povodí Želivky (zdroj pitné vody pro Prahu). Z více než dvaceti možností navržených skupinou odborníků byla vybrána lokalita poblíž obce Košetice v okrese Pelhřimov. Vedoucí observatoře Milan Váňa popsal historii observatoře od jejího založeni v roce 1988 do současnosti. Po některých historických reminiscencích se soustředil především na změny v průběhu 20 let z pohledu přístrojové a výpočetní techniky, priorit v oblasti kvality ovzduší, archivaci a zpracování dat a péči o kvalitu dat. Zdůraznil, že výsledky monitoringu potvrzují správnost výběru lokality před 20 lety. Podstatnou část svého referátu pak věnoval mezinárodním aktivitám observatoře. Zabezpečení účasti České republiky v mezinárodních programech monitoringu kvality přírodního prostředí v regionálním měřítku bylo rozhodujícím impulzem pro vznik observatoře a účast v nich pak celou dobu existence významnou měrou určovala její vývoj. Původní program GEMS (Global Environment Monitoring System Globální systém monitorování přírodního prostředí), v jehož východoevropském subsystému observatoř byla zapojena, byl koncipován velmi široce. Jeho hlavním cílem bylo detekovat trendy a zpracovat realistické prognózy změn v přírodním prostředí na globální a regionální úrovni. V tomto pojetí monitoringu měla vedle měření kvality ovzduší a srážek své rovnocenné místo i měření hydrologická, pedologická a biologická. V roce 1990 východoevropský subsystém programu GEMS ukončil svou činnost v souvislosti se zánikem RVHP a dominující úlohu v mezinárodních aktivitách observatoře převzaly programy realizované pod konvencí CLRTAP. Jedná se zejména o program spolupráce při monitorování a hodnocení dálkového přenosu látek znečišťujících ovzduší v Evropě (EMEP). Jeho hlavním cílem je předkládat spolehlivé vědecké důkazy k podpoře, rozvoji a hodnocení politiky ochrany životního prostředí. Politické změny ve střední a východní Evropě na přelomu osmdesá- Účastníci semináře na observatoři ČHMÚ v Košeticích. Foto J. Vošická. Meteorologické zprávy, 61,