METEOROLOGICKÉ ZPRÁVY METEOROLOGICAL BULLETIN

Transkript

1 ČESKÝ HYDROMETEOROLOGICKÝ ÚSTAV CZECH HYDROMETEOROLOGICAL INSTITUTE METEOROLOGICKÉ ZPRÁVY METEOROLOGICAL BULLETIN Martin Setvák: Experimentální 2,5minutové snímání družicemi MSG Michaela Radová Martin Setvák Jindřich Šťástka: Přestřelující vrcholy pozorované na snímcích z družice MSG během experimentálního 2,5minutového snímání Michaela Valachová: Blesková aktivita konvekčních bouří ROČNÍK ČÍSLO 3

2 Martin Setvák: Experimental 2.5-minute rapid scan tests with MSG satellites Michaela Radová Martin Setvák Jindřich Šťástka: Overshooting tops observed in the images from an MSG satellite during the experimental 2.5-minute rapid scan Michaela Valachová: Lightning activity of convective storms Abstracting and Indexing: Meteorological and Geoastrophysical Abstracts Meteorologické Zprávy, odborný recenzovaný časopis se zaměřením na meteorologii, klimatologii, čistotu ovzduší a hydrologii. Dvouměsíčník Meteorological Bulletin, reviewed journal specialized in meteorology, climatology, air quality and hydrology. Bi-monthly Vedoucí redaktor Chief Editor R. Tolasz, Český hydrometeorologický ústav, Ostrava, Česká republika Redaktoři Assistant Editors O. Šuvarinová, Český hydrometeorologický ústav, Praha, Česká republika H. Stehlíková, Český hydrometeorologický ústav, Praha, Česká republika Redakční rada Editorial Board J. Bednář, Univerzita Karlova, Praha, Česká republika J. Brechler, Univerzita Karlova, Praha, Česká republika R. Brožková, Český hydrometeorologický ústav, Praha, Česká republika M. Cahynová, Ústav fyziky atmosféry AV ČR, Praha, Česká republika R. Čekal, Český hydrometeorologický ústav, Praha, Česká republika Z. Horký, Praha, Česká republika F. Hudec, Univerzita obrany, Brno, Česká republika I. Hůnová, Český hydrometeorologický ústav, Praha, Česká republika K. Krška, Brno, Česká republika M. Lapin, Univerzita Komenského, Bratislava, Slovenská republika F. Neuwirth, Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Wien, Austria L. Němec, Český hydrometeorologický ústav, Praha, Česká republika V. Pastirčák, Slovenský hydrometeorologický ústav, Bratislava, Slovenská republika D. Řezáčová, Ústav fyziky atmosféry AV ČR, Praha, Česká republika M. Setvák, Český hydrometeorologický ústav, Praha, Česká republika J. Strachota, Praha, Česká republika J. Sulan, Český hydrometeorologický ústav, Plzeň, Česká republika F. Šopko, Český hydrometeorologický ústav, Praha, Česká republika A. Vizina, Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, v. v. i., Praha, Česká republika H. Vondráčková, Český hydrometeorologický ústav, Praha, Česká republika V. Voženílek, Univerzita Palackého v Olomouci, Olomouc, Česká republika Vydavatel (redakce) Publishers Český hydrometeorologický ústav, Na Šabatce 2050/17, Praha 4-Komořany, telefon , , suvarinova@chmi.cz. Sazba a tisk: Agentura 3P, spol. s r. o. Rozšiřuje a informace o předplatném podává a objednávky přijímá Český hydrometeorologický ústav, SIS, Na Šabatce 2050/17, Praha 4-Komořany, iva.sieglerova@chmi.cz. Cena jednotlivého čísla 25, Kč, roční předplatné 240, Kč, včetně poštovného. Registrační číslo MK ČR E Meteorologické Zprávy, Český hydrometeorologický ústav Czech Hydrometeorological Institute, Na Šabatce 2050/17, Praha 4-Komořany, Phones: (+420) , (+420) , suvarinova@chmi.cz. Printed in the Agentura 3P, l.l.c. Orders and enquiries: Please contact Czech Hydrometeorological Institute, SIS, Na Šabatce 2050/17, Praha 4-Komořany, Czech Republic, iva.sieglerova@chmi.cz. Annual subscription: 48, EUR (6 issues) ISSN

3 EXPERIMENTÁLNÍ 2,5MINUTOVÉ SNÍMÁNÍ DRUŽICEMI MSG Martin Setvák, Český hydrometeorologický ústav, družicové oddělení, Generála Šišky 942, Praha 4 Experimental 2.5-minute rapid scan tests with MSG satellites. Present, Meteosat Second Generation (MSG) satellites were primarily designed to operate at a 15-minute scan interval, covering the entire global surface area of the Earth. However, adjustments to the scan algorithms enable shorter scan intervals. Since 2008 EUMETSAT has operated one of its backup satellites at a 5-minute scan mode (Rapid Scanning Service, RSS), while the prime MSG satellite continues with a global coverage service at 15-minute intervals. In fall 2012 and spring and summer 2013, EUMETSAT carried out several tests with an even shorter interval, with a repetition cycle of 2.5 minutes. This experiment was stimulated by scientific reasons, as well as in preparation for the future Meteosat Third Generation (MTG) system. The paper focuses in detail on the motivations behind the experiment, its implementation, and on some of its early results. KLÍČOVÁ SLOVA: Meteosat druhé generace RSS bouře konvekční vrcholy přestřelující KEYWORDS: Meteosat Second Generation RSS convective storms overshooting tops 1. ÚVOD Klíčovou vlastností všech meteorologických geostacionárních družic je jejich schopnost pravidelného snímání celého zemského disku (polokoule, viditelné z pohledu dané družice) v relativně krátkých intervalech. Délka intervalu snímání je dána konstrukcí zobrazovacího přístroje (skenovacího radiometru) konkrétní družice, pro většinu současných operativních družic (červen 2015) se periodicita snímání celého zemského disku pohybuje v rozmezí od 15 do 30 minut. Evropské družice Meteosat druhé generace (MSG, Meteosat Second Generation, Setvák 2004) snímají svým přístrojem SEVIRI celý zemský disk každých 15 minut, tato služba je pro družice MSG primární, tj. všechny ostatní služby poskytované družicemi MSG se jí musí podřídit, a většinou ji zajišťuje nejnovější z družic Meteosat (v současnosti Meteosat-10, tj. MSG-3) 1). Pokud je na oběžné dráze k dispozici alespoň ještě jedna další z družic MSG, většinou starší, záložní, může tato družice snímat menší část zemského disku v kratších intervalech. Od jara ) Družice MSG jsou označovány jednak výrobním pořadovým číslem v rámci dané generace (např. MSG-1), jednak po dosažení oběžné dráhy a uvedení družice do operativního provozu jsou pojmenovány pořadovým číslem v rámci celého dlouhodobého programu Meteosat. Tedy družice MSG-1 je z hlediska programů EUMETSAT družicí Meteosat-8, MSG-2 je Meteosat-9 a MSG-3 je Meteosat-10. Poslední družice ze série Meteosat druhé generace, MSG-4, bude v případě úspěšného navedení na oběžnou dráhu a zprovoznění operativní družicí Meteosat-11. Dále v tomto článku jsou jednotlivé konkrétní družice série MSG označovány svým programovým pořadovým jménem (tedy Meteosat-8 až Meteosat-10) a zkratka MSG je používána obecněji, jako označení celé této série (generace) družic Meteosat. Obr. 1 Řídicí a kontrolní místnost družic série MSG v sídle organizace EUMETSAT (Darmstadt, Německo), 11. září 2012 v 09:00 UTC, těsně před zahájením 2,5minutového snímání družicí MSG-3 (později přejmenované na Meteosat-10). Foto autor. Fig September 2012, 09:00 UTC. The MSG control room in EUMETSAT headquarters (Darmstadt, Germany) shortly before the start of the first experimental 2.5-minute rapid scan experiment with the MSG-3 satellite (later renamed to Meteosat-10). tak EUMETSAT (Evropská organizace pro využití meteorologických družic, provozující družice Meteosat, Valachová et al. 2013) využívá své starší družice Meteosat-8 a 9 pro službu, označovanou jako Rapid Scanning Service (RSS). V rámci RSS snímají družice MSG část zemského disku pokrývající oblasti od severu Afriky po severní pól, tedy celou Evropu a přilehlé oblasti, každých 5 minut, ve všech dostupných spektrálních kanálech družice a v plném rozlišení. Vzhledem k tomu, že přístroj SEVIRI není konstruován na nepřetržité snímání v režimu RSS, je tato služba pravidelně přerušována na dobu 2 dnů Obr. 2 Ukázka geografického pokrytí experimentálním 2,5minutovým snímáním družicemi MSG (rozsah je společný pro všechny sekvence experimentu) a zároveň meteorologická situace při prvním z experimentů realizovaném družicí MSG-3 (Meteosat-10) ve dnech 11. až 12. září Fig. 2. Geographical coverage of the MSG 2.5-minute rapid scan experiments (common for all of the 2.5-minute sequences). This figure also shows the weather situation over Europe during the first of 2.5-minute experiments, carried out with the MSG-3 satellite on September Meteorologické Zprávy, 68,

4 Obr. 3a Meteorologická situace nad Evropou při experimentálním 2,5minutovém snímání družicí Meteosat-8 dne 17. května Fig. 3a. Weather situation over Europe during the experimental 2.5-minute rapid scan with the Meteosat-8 satellite on 17 May Obr. 3b Meteorologická situace nad Evropou při experimentálním 2,5minutovém snímání družicí Meteosat-8 dne 17. června Fig. 3b. Weather situation over Europe during the experimental 2.5-minute rapid scan with the Meteosat-8 satellite on 17 June Obr. 3c Meteorologická situace nad Evropou při experimentálním 2,5minutovém snímání družicí Meteosat-8 dne 20. června Fig. 3c. Weather situation over Europe during the experimental 2.5-minute rapid scan with the Meteosat-8 satellite on 20 June Obr. 3d Meteorologická situace nad Evropou při experimentálním 2,5minutovém snímání družicí Meteosat-8 dne 29. července Fig. 3d. Weather situation over Europe during the experimental 2.5-minute rapid scan with the Meteosat-8 satellite on 29 July (1 za měsíc), resp. 6 týdnů (1 ročně); pokud jsou k dispozici záložní družice dvě, navzájem se doplňují, a uživatel tak přerušení služby RSS neregistruje. Životnost přístroje SEVIRI v režimu RSS je však omezena, proto nelze tuto službu provozovat nepřetržitě a od určitého stáří družice je nutné od ní ustoupit. Poté však lze družici i nadále provozovat v režimu snímání celého zemského disku v základním intervalu 15 minut. Ze současných družic MSG toto omezení postihne nejdříve Meteosat-8 (nejstarší z družic MSG), od července 2015 jej nebude nadále možné využívat pro službu RSS. Snímání po 5 minutách však ne - ní limitem přístroje SEVIRI, úprava snímacího algoritmu umožňuje zkrátit dobu snímání i na ještě kratší interval. Článek se zabývá unikátním experimentem, kdy byl navržen a krátkodobě vyzkoušen interval snímání 2,5 minuty, realizovaný v několika etapách od podzimu 2012 do léta 2013 družicemi Meteosat-10 a Meteosat MOTIVACE EXPERIMENTU, JEHO PŘÍPRAVY A PRVNÍ FÁZE Rozdíl mezi 5minutovým a 2,5minutovým intervalem snímání z hlediska využití v operativní meteorologii by se v prvním přiblížení mohl jevit jako zanedbatelný. Z hlediska globálního monitorování oblačnosti a všeobecné krátkodobé předpovědi počasí tak tomu většinou skutečně je, s výjimkou mohutné bouřkové oblačnosti (kumulonimbů, dále v článku jen Cb). Právě vrcholy Cb vykazují značnou časovou proměnlivost, některé z jevů vyskytujících se v horních hladinách oblačnosti (HHO) Cb mohou existovat nebo projít značnou proměnou i v rámci intervalů kratších než 5 minut, jak dokládají např. experimentální pozorování z amerických geostacionárních družic GOES s intervalem 1 minuta (Schmit et al. 2014) nebo četná pozorování vrcholů vzdálených Cb ze zemského povrchu. Rovněž pozorování HHO Cb družicemi MSG v intervalu 5 minut (režim RSS), dostupná téměř souvisle od května 2008, jasně dokládají, že interval 66 Meteorologické Zprávy, 68, 2015

5 5 minut je z hlediska monitorování vývoje HHO Cb příliš dlouhý, že zásadní změny se mohou odehrávat i v kratším časovém měřítku. To se týká především jevu označovaného jako přestřelující vrcholy (angl. overshooting tops, OT), které jsou bezprostředně vázány na aktivitu a intenzitu výstupných proudů uvnitř Cb (Řezáčová et al. 2007). Právě vazba vzhledu HHO bouří (Setvák et al. 2008, 2010 a 2012), především jejich nejnižší dosažené teploty měřené družicí, na intenzitu výstupných proudů, a tedy i celkovou intenzitu a potenciální nebezpečnost bouří, je důvodem, proč je vzhledu HHO bouří, a zejména přestřelujícím vrcholům v družicové komunitě v posledních letech věnována velká pozornost, včetně snah o automatickou detekci OT na družicových snímcích (Bedka 2011, Kaňák et al. 2012). Byla to právě řada otevřených otázek týkajících se vzniku, vývoje a časové proměnlivosti jevů vyskytujících se v HHO bouří, jejich významu a reprezentativnosti, která stála za snahami o realizaci alespoň několika experimentů s 2,5minutovým snímáním družicemi MSG. Formálně první experiment s 2,5minutovým snímáním navrhla vedení organizace EUMETSAT Konvekční pracovní skupina (CWG, Convection Working Group, společná iniciativa organizací EUMETSAT a ESSL (European Severe Storms Laboratory, zaměřená na různé družicové aspekty atmosférické konvekce, zahrnující mj. studie mohutné bouřkové oblačnosti. Návrh byl EUMETSAT předložen v březnu 2012, po projednání vědeckou a technickou pracovní skupinou (STG) EUMETSAT byl vedením organizace schválen, přičemž k jeho realizaci bylo zvoleno období testování družice MSG-3 2) po jejím startu, před uvedením družice do operativního provozu. Kromě motivace experimentu výzkumnými důvody zmíněnými výše byla dalším impulzem experimentu snaha o získání kolekce dat MSG pořízených v intervalu 2,5 minuty, neboť tento interval bude jedním ze dvou operativních režimů snímání družic Meteosat 2) Vzhledem k tomu, že družice byla přejmenována na Meteosat-10 až později, po ukončení testovací fáze (při prohlášení družice za plně operativní), je korektnější ji v souvislosti s 2,5minutovým snímáním označovat v té době platným označením, tedy MSG-3. Obr. 4a Bouře nad střední Evropou, zachycené při experimentálním 2,5minutovém snímání družicí Meteosat-8, 20. června 2013, 18:00 UTC (sendvičový produkt kanálů HRV a IR10.8). Fig. 4a. Details of storms, which formed above Central Europe during the 2.5-minute rapid scan with Meteosat-8 on 20 June 2013 (18:00 UTC image, sandwich product of HRV and IR10.8 bands). Obr. 4b Bouře nad střední Evropou, zachycené při experimentálním 2,5minutovém snímání družicí Meteosat-8, 29. července 2013, 18:02 UTC (sendvičový produkt kanálů HRV a IR10.8). Fig. 4b. Details of storms, which formed above Central Europe during the 2.5-minute rapid scan with Meteosat-8 on 29 July 2013 (18:02 UTC image, sandwich product of HRV and IR10.8 bands). třetí generace (Meteosat Third Generation MTG-I 3) podrobnější specifikace programu MTG a přístrojové vybavení družic MTG-I, a MTG-S viz Satellites/FutureSatellites/MeteosatThirdGeneration/). Data po řízená v režimu snímání po 2,5 minutách družicemi MSG tak mohou sloužit coby testovací data pro přípravu algoritmů či produktů z družic MTG-I. 3) Program MTG bude sestávat ze dvou fyzicky odlišných a oddělených typů družic: družic určených pro snímání obrazových dat (MTG Imager, MTG-I) a družic zaměřených na vertikální družicovou sondáž atmosféry (MTG Sounder, MTG-S). Družice MTG-I by měly být postupně celkem čtyři, start první z nich je v současnosti plánován na rok Meteorologické Zprávy, 68,

6 Samotný prvotní 2,5minutový experiment s družicí MSG-3 proběhl od 9:00 UTC 11. září 2012 do 8:55 UTC následujícího dne, tedy po dobu 24 hodin (obr. 1). Vzhledem k tomu, že v září již nebývá mohutná konvekce v Evropě příliš častá, velké naděje se do experimentu z hlediska pořízení meteorologicky zajímavých dat příliš nevkládaly, šlo spíše o technické ověření této možnosti snímání. Nicméně situace byla nakonec příznivá i z hlediska počasí přes západní a střední Evropu přecházela v době experimentu výrazná studená fronta (obr. 2), na níž se vyskytly i četné mohutné Cb, přičemž nejvýraznější z nich v severní Itálii dokonce dosáhly stádia supercely, a způsobily značné lokální škody (Manzato et al. 2014). Tento první experiment tedy nakonec potvrdil nejen technickou realizovatelnost 2,5minutového snímání, ale i předpokládanou značnou časovou variabilitu HHO zachycených mohutných Cb. Na jeho základě pak CWG navrhla EUMETSAT rozsáhlejší pokračování experimentu, a sice s využitím družice Meteosat-8, s realizací na jaře a v létě 2013, v době vrcholné sezony konvekce na severní polokouli. Meteosat-8 byl v té době již starší družicí (na oběžné dráze od srpna 2002), plnící roli záložní družice pro případ výpadku či poruchy družic Meteosat-9 a Meteosat-10. EUMETSAT proto nejdříve konzultoval proveditelnost a možné dopady experimentu na tuto družici s jejím hlavním výrobcem, konsorciem Thales Alenia Space. Závěr byl, že experiment by neměl družici výrazněji ohrozit, pokud celková doba snímání s intervalem 2,5 minuty nepřesáhne 48 hodin. Obr. 5a Vývoj bouře nad Bavorskem , od 17:50 do 18:07,5 UTC, zachycené rovněž na snímku na obr. 4a. Levý sloupec: tepelný kanál IR10.8 s barevným zvýrazněním jasové teploty v rozsahu K. Pravý sloupec: sendvičový produkt kanálů HRV a IR10.8. Bouři dominuje výrazný, studený přestřelující vrchol nad její centrální částí, s výraznými vlečkami táhnoucími se od něj na západ. 17:50 17:57,5 UTC. Fig. 5a. Evolution of convective storms above Bavaria on 20 June 2013, 17:50 18:07.5 UTC (shown also in Fig. 4a). Left column: IR10.8 band, with a colour-enhanced brightness temperature range of K. Right column: HRV and IR10.8 sandwich image product. The storm top is dominated by a well-pronounced cold overshooting top, located above the core of the storm, with plumes spreading west of it. 17:50 17:57.5 UTC. Tato celková doba byla nakonec rozložena na čtyři samostatné dvanáctihodinové intervaly. Ohledně načasování snímání bylo dohodnuto (a členskými státy EUMETSAT odsouhlaseno), že doporučení vhodných termínů na základě meteorologické předpovědi bude delegováno na ESSL, přičemž optimálně by jednotlivými experimenty mělo být pokryto maximum území Evropy (z hlediska výskytu výrazných bouří v době 2,5minutového snímání). Jednotlivé experimenty měly začínat vždy v 09:00 UTC a trvat do 21:00 UTC, tedy pokrývat převážně denní hodiny, především z důvodu dostupnosti dat ve viditelných a blízkých IR kanálech. Dalším důvodem tohoto načasování experimentu byla nutnost manuální inicializace 2,5minutového režimu snímání a jeho následného ukončení ve večerních hodinách, obojí vyžadující fyzickou přítomnost zkušených techniků v řídicím centru programu MSG (obr. 1) v sídle EUMETSAT, v německém Darmstadtu. Nepředpokládala se distribuce dat v reálném čase, ale až zpětná dostupnost, po předzpracování dat a jejich kontrole v řídicím centru EUMETSAT; data byla nakonec k dispozici pouze s několikahodinovým zpožděním po jejich nasnímání. 3. DALŠÍ PRŮBĚH EXPERIMENTU, POPIS A DOSTUPNOST DAT Jednotlivé 12hodinové sekvence 2,5minutového snímání družicí Meteosat-8 nakonec proběhly v následujících dnech: 17. května 2013, 17. června 2013, 20. června 2013 a 29. července 2013, vždy od 09:00 do 21:00 UTC. Náhledy meteorologické situace nad Evro pou pro jednotlivé dny jsou zobra- 68 Meteorologické Zprávy, 68, 2015

7 zeny na obr. 3a 3d, celkové geografické pokrytí (rozsah dat) je pro všechny dny stejné jako při prvním experimentu (obr. 2). Přehledné animace zachycených situací pro jednotlivé dny jsou k dispozici na stránkách CWG zde: První z těchto 2,5minutových sekvencí, , sice zachytila rozsáhlejší bouřkové systémy především nad Balkánem, evropskou částí Ruska a Pobaltím (obr. 3a), avšak technická kvalita těchto dat byla poměrně špatná, část snímků byla silně znehodnocena střihem dat (důsledkem nepřesné navigace snímků během experimentu), přičemž tuto degradaci dat nelze jejich zpětnou úpravou odstranit. EUMETSAT proto na základě této zkušenosti zkusil upravit algoritmus navigace dat, aplikovaný na data již v průběhu snímání, díky čemuž následná sekvence zaznamenaná o měsíc později, , byla již technicky kvalitnější. Nicméně se tento den jednalo o největší selhání předpovědi, bouřková aktivita byla ten den nad většinou Evropy velmi slabá (obr. 3b), tudíž situace posloužila alespoň na další úpravy snímacího, resp. navigačního algoritmu. Další termín snímání, , je bezesporu nejhodnotnějším, co se týká meteorologické situace. Výrazná konvekce byla přítomna nad většinou západní a střední Evropy (obr. 3c), nad jednotlivými bouřemi se ten den vyskytly snad všechny v současnosti známé a diskutované jevy HHO mohutných bouří vedle výrazných přestřelujících vrcholů např. vlečky nad kovadlinami Cb, studené prstence a studená U/V, gravitační vlny, tzv. anomálie v poli BTD (WV6.2- IR10.8), aj. Rovněž poslední z 2,5minutových sekvencí, ze dne , zachycuje výraznou konvekci (obr. 3d), a to především v odpoledních hodinách nad územím ČR, rovněž bohatou na zajímavé jevy v HHO mohutných Cb. Náhledy detailů bouří pro tyto dvě poslední situace jsou na obr. 4a a 4b, detailní animace pro oba tyto dny jsou pak k dispozici v několika různých produktech opět na stránkách CWG zde: essl.org/cwg/?p=417. Oblast snímaná družicemi MSG během všech těchto experimentů (obr. 2) činila v severojižním směru přibližně obrazových řádků v kanálu HRV (High Resolution Visible), resp. 600 řádků v každém z ostatních jedenácti kanálů přístroje SEVIRI. Jednotlivé řádky pak byly snímány v plném, standardním rozsahu (ve směru východ západ). V průběhu snímání nebylo z technických důvodů možné provádět na družici Obr. 5b Vývoj bouře nad Bavorskem , od 17:50 do 18:07,5 UTC, zachycené rovněž na snímku na obr. 4a. Popis stejný jako u obr. 5a. 18:00 18:07,5 UTC. Fig. 5b. Evolution of convective storms above Bavaria on 20 June 2013, 17:50 18:07.5 UTC (shown also in Fig. 4a). The description is the same as in Fig. 5a. 18:00 18:07.5 UTC. standardní průběžnou tepelnou kalibraci IR dat, tudíž z hlediska absolutní kalibrace je nutné brát tato data s mírnou rezervou. To však nemá žádný zásadní vliv na relativní změny mezi snímky, např. změny jasové teploty, o které v tomto případě šlo především. Všechna tato data je možné nyní získat z archivu EUMETSAT ( avšak je nutné předem požádat o přístup k těmto datům prostřednictvím podpory uživatelům (ops@eumetsat.int). Data jsou pak dostupná ve standardních datových formátech, stejných jako pro 5minutová nebo 15minutová data. Data použitá v tomto příspěvku jsou z archivu EUMETSAT, byla zpracována v ČHMÚ softwarem 2met! ( 2met.html) firmy SCISYS, softwarem ENVI ( firmy EXELIS a grafickým softwarem Adobe Photoshop CS5. Meteorologické Zprávy, 68,

8 4. UKÁZKY DETAILŮ VÝVOJE BOUŘÍ Patrně nejdůležitějším argumentem návrhu na realizaci experimentu s 2,5minutovým snímáním MSG byly otázky spojené s variabilitou vzhledu a různých charakteristik přestřelujících vrcholů, především nejnižší hodnoty teploty dosažené v průběhu jejich vývoje. Ta je využívána řadou algoritmů snažících se o automatickou detekci OT pro výstražné účely (např. Bedka 2011, Bedka et al. 2012, Dworak et al. 2012, Mikuš a Strelec-Mahović 2013), aniž by byla spolehlivěji známa např. doba života OT (závisející na intenzitě a stabilitě vzestupných proudů uvnitř bouře) a úzce související výška proniknutí OT nad okolní ustálenou HHO, rychlost následného vyrovnávání povrchové teploty OT s okolní teplejší spodní stratosférou v průběhu kolapsu OT atd. Budiž zde poznamenáno, že sice americké družice GOES poskytují experimentální minutová data (např. Schmit et al. 2014), avšak nevýhodou současné generace družic GOES (tj. GOES-8 až GOES-14) je menší počet kanálů a horší geometrické i radiometrické rozlišení přístrojů těchto družic, ve srovnání s družicemi MSG. Experimentální 2,5minutové snímání MSG má sice delší interval snímání, avšak hlavní přístroj družic MSG, radiometr SEVIRI (Setvák 2004), má výrazně lepší parametry, dané jeho modernější konstrukcí. To je jeden z důvodů, proč jsou data z tohoto experimentu s MSG využívána i americkými kolegy, např. pro další vývoj a testování algoritmů pro detekci OT (Bedka , osobní komunikace). Obr. 5 zobrazuje detailně vývoj bouře nad Bavorskem dne , od 17:50 do 18:07,5 UTC, což je přibližně časový úsek odpovídající základnímu intervalu snímání družicemi MSG (15 minut). Na barevně zvýrazněných snímcích z tepelného kanálu IR10.8 (levé sloupce v obr. 5) zobrazujících vývoj teploty HHO této bouře je dobře patrná právě časová variabilita kolísání nejnižší teploty OT v průběhu této sekvence. Nejnižší teplota OT byla dosažena pouze v termínu 18:00 UTC ( 71 C), výraznější lokální teplotní minimum, s přibližně kruhovými gradienty kolem středu OT, lze pozorovat v termínech o 2,5 minuty dříve a později ( 67 C), ale na všech ostatních termínech série je tento OT v teplotním poli daleko méně výrazný ( 62 C až 63 C); teplota HHO okolní kovadliny se přitom pohybovala v rozmezí 55 C až 58 C. V uvedených třech termínech je rovněž dobře patrný kónic- Obr. 6a Vývoj bouří nad východem Německa , od 16:55 do 17:22,5 UTC. Levý sloupec: tepelný kanál IR10.8 s barevným zvýrazněním jasové teploty v rozsahu K. Pravý sloupec: sendvičový produkt kanálů HRV a IR10.8. Tato sekvence zobrazuje především detaily vývoje několika studených prstenců, a to ve vazbě na přestřelující vrcholy, které vývoji prstenců předcházely (podrobněji viz text). 16:55 17:02,5 UTC Fig. 6a. Evolution of storms above eastern parts of Germany, 20 June 2013, 16:55 17:22.5 UTC. Left column: IR10.8 band, with a colour-enhanced brightness temperature range of K. Right column: HRV and IR10.8 sandwich image product. This image series focuses on details of the evolution of several cold rings, which formed in consequence of preceding overshooting tops activity. 16:55 17:02.5 UTC. ký stín OT (na snímcích v sendvičovém produktu, pravý sloupec). Samotný stín přetrvává i na posledních dvou termínech série, ale vertikální struktura OT již není zdaleka tak dobře patrná jako kolem termínu s minimální teplotou. Tato série názorně ukazuje, jak je doba výskytu minimální teploty OT krátkodobou záležitostí (i u takto výrazného OT), jejíž pravděpodobnost zachycení družicí je do značné míry nahodilou záležitostí závisející na načasování doby snímku a času kulminace OT. Při standardním 15minutovém snímání by tento OT nemusel být vůbec zachycen; šance na jeho detekci by byla výrazně vyšší při 5minutovém snímání. Naopak ale je otázkou, zda teplota v termínu 18:00 UTC byla skutečně nejnižší, nelze vyloučit, že ještě o něco výraznějšího minima bylo dosaženo těsně před, nebo po tomto termínu snímání. Pro úplnost dodejme, že minimální teplota OT je rovněž značně závislá na geometrickém 70 Meteorologické Zprávy, 68, 2015

9 rozlišení družice (velikosti jednoho obrazového pixelu přístroje promítnutého na zemský povrch), viz např. Setvák a Levizzani (1992), Bedka et al. (2012), Valachová a Radová (2014). Obr. 6 zachycuje vývoj dalšího z významných jevů HHO, studených prstenců (Setvák et al. 2010), ve stejný den, avšak v časovém intervalu od 16:55 do 17:22,5 UTC, zhruba odpovídajícího dvěma 15minutovým snímkům MSG. Podobně jako u příbuzného jevu, studeného U/V, i u studených prstenců se předpokládá, že tyto jevy vznikají na závětrné straně OT (z hlediska relativního proudění v hladině HHO bouře), při vhodném teplotním zvrstvení a profilu větru v horní troposféře a spodní stratosféře (souhrn konceptů a referencí viz např. Setvák et al a 2010). Z tohoto pohledu je tedy zajímavé, jakým způsobem a jaké OT mohou studené prstence generovat a jak dalece závisí průběh vzhledu studeného prstence na vývoji samotného OT. Série obr. 6 začíná v 16:55 UTC, kdy stejně jako na následujícím snímku v 16:57,5 UTC bouři dominuje výrazný OT uprostřed záběru, sousedící s teplou uzavřenou oblastí severně od něj, která se postupně vyvinula v důsledku předchozí aktivity několika OT vyskytujících se v této oblasti od 16:30 UTC. V termínu 17:00 UTC již samotný OT není tak zřetelný z hlediska své struktury, načež v 17:02,5 UTC lze na jeho místě pozorovat jev angl. prozatím označovaný jako pancake cloud (Pao K. Wang, osobní komunikace ). Jedná se o jev, který poměrně vzácně vzniká při kolapsu OT a připomíná placku vertikálně oddělenou od ostatní oblačnosti pod ní, jak je patrné z charakteru jevu a jeho stínu v sendvičovém produktu (obr. 6a vpravo dole). Tento jev je zaznamenán pouze v tomto jediném termínu, což svědčí o jeho krátkodobosti a malé pravděpodobnosti zachycení při delších intervalech snímání. Od 17:05 UTC v místě zaniklého OT a výše popsaného jevu se začíná vyvíjet výrazný studený prstenec, dobře patrný jak na samotném IR10.8 snímku, tak na sendvičovém produktu. Především ve svém počátečním stádiu v 17:05 má tento studený prstenec strukturu podobnou vyvýšené římse měsíčních kráterů (stín na vnitřní straně v západní části a vnější straně na východním kraji prstence, a naopak nasvícené části přivrácené ke slunci na západě). Na následujících termínech tato vyvýšená kráterová, struktura prstence rychle mizí a samotný prstenec postupně expanduje do okolí. Opět se zde tedy uka- Obr. 6b Vývoj bouří nad východem Německa , od 16:55 do 17:22,5 UTC. Popis stejný jako u obr. 6a. 17:05 17:12,5 UTC. Fig. 6b. Evolution of storms above eastern parts of Germany, 20 June 2013, 16:55 17:22.5 UTC. The description is the same as in Fig. 6a. 17:05 17:12.5 UTC. zuje důležitost krátkého intervalu snímání 15minutové, ale ani 5minutové snímání by tuto vývojovou fázi nejspíš vůbec nezachytilo. Pokud je autorovi známo, jedná se o první zdokumentovaný případ takovéto vyvýšené struktury studeného prstence, přičemž tento vývoj je v souladu s konceptem počítačových oblačných modelů silných bouří (Wang 2007, Wang et al. 2009). Východně od tohoto prstence, kolem 17:10 UTC, se začíná formovat další výrazný OT, nejchladnější je na snímku z 17:12,5 UTC. Od 17:15 pak opět pozorujeme vývoj dalšího prstence, zjevně generovaného OT na předchozích dvou snímcích. I v tomto případě v termínu 17:15 vykazuje vznikající prstenec náznak vyvýšené (gravitační) vlny šířící se po okolní HHO. Budiž zde zdůrazněno, že zdaleka ne všechny výrazné OT, které se vyskytly během 2,5minutových experimentů MSG, byly doprovázeny vznikem následných studených prstenců. Meteorologické Zprávy, 68,

10 Za zmínku rovněž stojí vznik několika drobnějších, teplejších OT uvnitř obou výše zmíněných prstenců. Obdobné OT, které v průběhu celého svého vývoje zachyceného 2,5minutovým snímáním zůstaly relativně teplé, tj. v poli jasové teploty kanálu IR10.8 se příliš nelišily od svého okolí, a to i přes svou výraznost v kanálu HRV (Radová et al. 2015), představují zásadní problém pro metody automatické detekce OT založené na jasové teplotě (Bedka 2011, Bedka et al. 2012). Bude jim proto věnována zvýšená pozornost v budoucích navazujících studiích. 5. ZÁVĚR Experimentální 2,5minutové snímání družicemi MSG potvrdilo předpoklad o výrazné časové variabilitě řady jevů pozorovaných v HHO mohutných Cb. To se týká především teplotních charakteristik přestřelujících vrcholů bouří (OT). Oproti zažitým konceptům, předpokládajícím že jednotlivé OT jsou jednoznačně nejchladnějšími oblastmi HHO bouří, resp. že každý OT je reprezentován lokálním teplotním minimem, získaná 2,5minutová data jednoznačně dokládají, že tyto koncepty platí pouze u části OT. Značná část OT vůbec není reprezentována teplotním minimem, nebo je tato fáze zachycena pouze na jednom až dvou snímcích vývoje OT (obr. 5). To svědčí o platnosti novějších konceptů OT coby lokálního teplotního minima pouze po krátkou dobu jejich existence kolem kulminace OT. Problematice přestřelujících vrcholů se detailněji věnují či dále budou věnovat navazující práce využívající získaná 2,5minutová data (např. Setvák et al. 2014; Radová et al. 2015). Data z 2,5minutových experimentů MSG rovněž zachycují velmi detailně vývoj některých dalších důležitých jevů HHO konvekčních bouří, např. vývoj studených prstenců v návaznosti na předchozí aktivitu přestřelujících vrcholů (obr. 6). Vzhledem k tomu, že především bouře z a byly doprovázeny velmi silnými doprovodnými jevy (kroupy, prudký nárazový vítr, aj.), tato data jsou a budou využívána i v pracích, zabývajících se širšími souvislostmi mezi družicovým vzhledem bouří, jejich elektrickou aktivitou a doprovodným počasím (např. Valachová 2015). Rovněž se předpokládá rozšíření těchto studií např. o detailní radarová data (zejména pro studie dynamiky zachycených bouří). Vzhledem k tomu, že další obdobný 2,5minutový experiment s družicí Meteosat-8 již není technicky možný, jsou případné návazné experimenty podmíněny využitím některé Obr. 6c Vývoj bouří nad východem Německa , od 16:55 do 17:22,5 UTC. Popis stejný jako u obr. 6a. 17:15 17:22,5 UTC. Fig. 6c. Evolution of storms above eastern parts of Germany, 20 June 2013, 16:55 17:22.5 UTC. The description is the same as in Fig. 6a. 17:15 17:22.5 UTC. z novějších družic MSG, Meteosat-9 až Meteosat-11. Není však jisté, zda EUMETSAT bude vůbec ochoten riskovat jistou technickou degradaci těchto družic tímto způsobem, resp. zda případný návazný experiment nezaměří na jinou geografickou oblast (tropickou Afriku, nebo jižní subtropické pásmo). Každopádně na březen 2016 je plánován start první z amerických geostacionárních družic GOES nové generace, GOES-R ( která bude mimo jiné poskytovat i data v intervalu jedna minuta, avšak z geograficky limitované oblasti vymezené aktuálním významným počasím na území kontinentálních USA a jejich bezprostředního okolí. Po operativním zprovoznění této družice lze tedy očekávat další odborné práce zaměřené na detailní časovou variabilitu HHO bouří. Z oblasti Evropy pak 2,5minutová data budou rutinně dostupná po zprovoznění první z družic MTG-I (pravděpodobně ve druhé polovině roku 2019 až 2020). 72 Meteorologické Zprávy, 68, 2015

11 Literatura: BEDKA, K., Overshooting cloud top detections using MSG SEVIRI Infrared brightness temperatures and their relationship to severe weather over Europe. Atmospheric Research, roč. 99, s ISSN BEDKA, K., DWORAK, R., BRUNNER, J., FELTZ, W., Validation of Satellite-Based Objective Overshooting Cloud- Top Detection Methods Using CloudSat Cloud Profiling Radar Observations. Journal of Applied Meteorology and Climatology, roč. 51, s DOI: /JAMC-D DWORAK, R., BEDKA, K., BRUNNER, J., FELTZ, W., Comparison between GOES-12 Overshooting-Top Detections, WSR-88D Radar Reflectivity, and Severe Storm Reports. Weather and Forecasting, roč. 27, 3, s KAŇÁK, J., BEDKA, K., SOKOL, A., Mature convective storms and their overshooting tops over central Europe overshooting top height analysis for summers In: Proceedings of 2012 EUMETSAT Meteorological Satellite Conference. Sopoty, Poland. EUM P.61. MANZATO, A., DAVOLIO, S., MIGLIETTA, M. M., PUCILLO, A., SETVÁK, M., September 2012: A supercell outbreak in NE Italy? Atmospheric Research, roč. 153, s DOI: /j.atmosres MIKUŠ, P., STRELEC MAHOVIĆ, N., Satellite-based overshooting top detection methods and an analysis of correlated weather conditions. Atmospheric Research, roč. 123, s RADOVÁ, M., SETVÁK, M., ŠŤÁSTKA, J., Přestřelující vrcholy pozorované na snímcích z družice MSG během experimentálního 2,5minutového snímání. Meteorologické Zprávy, roč. 68, č. 3, s ISSN ŘEZÁČOVÁ, D., NOVÁK, P., KAŠPAR, M., SETVÁK, M., Fyzika oblaků a srážek, Praha: Academia. ISBN SCHMIT, T. J., GOODMAN, S. J., LINDSEY, D. T., RABIN, R. M., BEDKA, K. M. et al., GOES-14 Super Rapid Scan Operations to Prepare for GOES-R. Journal of Applied Remote Sensing, roč. 7, č. 1, doi: /1.JRS SETVÁK, M., LEVIZZANI, V., Influences of NOAA and Meteosat Spatial Resolution on Cloud Top Observations of Deep Convective Storms. In: Procedings 9 th Meteosat Scientific Users Meeting. Locarno, Italy. EUM P.11, s ISSN SETVÁK, M., MSG Meteosat druhé generace. Meteorologické Zprávy, roč. 57, č. 1. s ISSN SETVÁK, M., NOVÁK, P., RADOVÁ, M., Teplotní charakteristiky horní hranice oblačnosti konvektivních bouří na družicových snímcích a jejich interpretace. Meteorologické Zprávy, roč. 61, č. 4, s ISSN SETVÁK, M., LINDSEY, D., NOVÁK, P., WANG, P. K., RA DOVÁ, M. et al., Satellite-observed cold-ring-shaped features atop deep convective clouds. Atmospheric Research, roč. 97, s ISSN SETVÁK, M., CHARVÁT, Z., VALACHOVÁ, M., BEDKA, K., Blended sandwich image products in nowcasting. In: Proceedings 2012 EUMETSAT Meteorological Satellite Conference. Sopot, Poland. 3 7 September Darmstadt: EUMETSAT. P63. ISSN SETVÁK, M., RADOVÁ, M., KAŇÁK, J., VALACHOVÁ, M., BEDKA, K. et al., Comparison of the MSG 2.5-minute rapid scan data and products derived from these, with radar and lightning observations. In: Proceedings 2014 EUMETSAT Meteorological Satellite Conference. Geneva, Switzerland, September Darmstadt: EUMETSAT.EUM P63. ISSN VALACHOVÁ, M., FRANCOVÁ, M., SETVÁK, M., Datová a licenční politika organizace EUMETSAT. Meteorologické Zprávy, roč. 66, s ISSN VALACHOVÁ, M., RADOVÁ, M., Vliv prostorového rozlišení družic na pozorování konvekčních bouří. Meteorologické Zprávy, roč. 67, č. 6, s ISSN VALACHOVÁ, M., Blesková aktivita konvekčních bouří. Meteorologické Zprávy, roč. 68, č. 3, s ISSN WANG, P. K., The Thermodynamic Structure atop a Penetrating Convective Thunderstorm. Atmospheric Research, roč. 83, s WANG, P. K., SETVÁK, M., RABIN, R., BACHMEIER, A. S., Cloud model based interpretation of satellite observed IR features of enhanced-v and cold ring on top of severe thunderstorms, 16 th Conference on Satellite Meteorology and Oceanography, JP7.6, Phoenix: Amer. Meteoro. Soc., Jan Lektor (Reviewer) RNDr. Petr Pešice, Ph.D. INFORMACE RECENZE DESET LET INICIATIVY GEO GEO neboli Group On Earth Observation je celosvětová nezávislá iniciativa, které vznikla v roce 2004 s cílem vnést systém do roztříštěných zdrojů dat pozorování Země a sjednotit je. Naléhavá potřeba koordinování zdrojů dat pozorování Země byla oficiálně vyslovena již na Světovém Summitu pro udržitelný rozvoj v Johannesburgu (JAR) v roce 2002 nebo na zasedání průmyslově vyspělých zemí G8 ve francouzském Evianu v roce V roce 2005 pak situace vyústila v rozhodnutí vlád několika států spolu s Evropskou komisí o vytvoření mezivládní skupiny s názvem Group on Earth Observations (GEO), a to na období deseti let ( ), s cílem řídit rozhodovací procesy a přijímat opatření prostřednictvím koordinovaných, úplných a spolehlivých informací získaných z dat pozorování Země. Tato vize dala vzniknout myšlence o vytvoření tzv. Systému systémů pozorování Země neboli GEOSS (Global Earth Observation System of Systems). Vzhledem k tomu, že platnost původního desetiletého plánu z roku 2005 se blíží ke svému konci, bylo nutné rozhodnout o dalším pokračování iniciativy GEO. Dne 17. ledna 2014 se ministři a představitelé delegací členských států na zasedání GEO Ministerial v Ženevě shodli na pokračování činnosti GEO na bázi dobrovolné spolupráce i po roce Bylo tak rozhodnuto o prodloužení činnosti iniciativy o dalších 10 let. Zároveň bylo pro období stanoveno několik programů EU, které mají za cíl do GEO/GEOSS přispívat. Jedná se např. o rámcový program pro výzkum a inovace EU Horizont 2020 nebo evropský program pro vytvoření kapacit pro pozorování Země s názvem Copernicus. V současné době existuje velmi široká škála dat z pozorování naší planety. Jedná se o data z tzv. in situ měření na straně jedné a pozorování Země metodami DPZ na straně druhé, které využívají k měření rozmanitých přístrojových platforem (družicových, atmosférických, námořních nebo pozemních). Iniciativa se zaměřuje na 9 hlavních tematických okruhů, kterými jsou zemědělství, biodiverzita, klima, katastrofy, ekosys- Meteorologické Zprávy, 68,

12 témy, energie, zdraví, voda a počasí. Do těchto okruhů přispívají organizace prostřednictvím projektů, které jsou však financované z externích zdrojů. Úkolem GEO je tak umožnit synergii probíhajících projektů v jednotlivých oblastech zkoumání Země. V minulosti již vzniklo několik iniciativ, jako na příklad CEOS (Committee on Earth Observation Satellites), IGOS (Integrated Global Observing Strategy), ale i další národní a mezinárodní iniciativy, většinou integrované okolo konkrétní vědecké komunity, pozorovací technologie nebo pozorované sféry planety Země. I přesto však do roku 2005 neexistovala žádná iniciativa, která by problematiku pojímala komplexně. Činnost iniciativy GEO, která koordinuje přístup ke zdrojům dat pozorování Země, prochází napříč vědeckými disciplínami a monitorovacími technologiemi. Zároveň je její snahou propojit vedení států s operátory monitorovacích systémů a uživatelskou komunitou pozorování Země. Jedinečnost iniciativy GEO spočívá právě v jejím fungování na mezivládní a zároveň dobrovolné bázi a ve snaze o vytvoření systému, který by sjednotil jednotlivé systémy pozorování Země. V současné době GEO čítá 97 členských států a Evropskou komisi, jako samostatného člena, 87 organizací (např. ESA, EEA, EUMETSAT, WMO,OGC) a 8 pozorovatelů, kterými jsou jak státy, tak organizace. Řízení iniciativy má na starosti výkonná rada, do které je voleno 13 zástupců z pěti světových regionů. Voleni jsou vždy 4 zástupci Asie a Oceánie, 3 zástupci Amerických kontinentů, 3 z Evropy, 2 z Afriky a 1 zástupce ze Společenství nezávislých států. Tato rada je zodpovědná za činnost sekretariátu, který se zabývá administrativním zajišťováním chodu iniciativy. Iniciativa je financována prostřednictvím tzv. Trust fondu, do kterého členové mohou dobrovolně přispívat. Současným problémem a předmětem diskuzí při vytváření plánu na dalších deset let je neexistence pevného ročního rozpočtu, na jehož základě by probíhalo konkrétnější plánování aktivit iniciativy. Finanční příspěvky budou i v následující dekádě ponechány na dobrovolném principu. Měly by však být rozděleny na příspěvky na fungování sekretariátu a na aktivity iniciativy GEO. Rovněž se uvažuje o vytvoření speciálního mechanizmu pro zajištění stabilních zdrojů pro GEOSS, a to jak z veřejných, tak neveřejných zdrojů. Česká republika je v iniciativě GEO reprezentována, jako každý stát tzv. GEO Principal, kterým je v současné době RNDr. Radim Tolasz, Ph.D. z ČHMÚ a dvěma jeho zástupci, tzv. Principal Alternate. Úloha hlavního reprezentanta a jeho zástupců spočívá především v udržování přehledu o dění v iniciativě, informování české odborné veřejnosti o tomto dění a v účasti na plenárním zasedání, které se koná jednou do roka. Na tomto zasedání reprezentuje Principal, či jeho zástupce, stanoviska České republiky k aktuálně projednávaným tématům. Informačním zdrojem pro formulaci stanovisek je Národní Sekretariát GEO/Copernicus (dále jen sekretariát), který je zřízen Ministerstvem životního prostředí a jehož členy jsou zástupci i dalších rezortů a organizací. Sekretariát je složen ze stálých a mimořádných členů. Jako stálý člen je zapojeno kromě Ministerstva životního prostředí ČR také Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy, Ministerstvo dopravy, Česká informační agentura životního prostředí (CENIA) a Český hydrometeorologický ústav (ČHMÚ). Mimořádní členové jsou povoláváni při řešení témat specifických oblastí, které svou odborností stálí členové nepokrývají. Mezi mimořádně členy patří Česká kosmická kancelář (CSO), Národní bezpečnostní úřad (NBÚ), Český úřad zeměměřický a katastrální (ČÚZK) a dále Ministerstvo vnitra, Ministerstvo průmyslu a obchodu, Ministerstvo pro místní rozvoj a Ministerstvo zemědělství. GEOSS systém systémů Hlavním smyslem vytváření systému GEOSS je vize propojení systémů pozorování Země, a tím pádem zpřístupnění dat pořizovaných těmito systémy širokému okruhu uživatelů. To je zajištěno např. prostřednictvím dohod o interoperabilitě, podporou společných datových protokolů a otevřenou a neomezenou výměnou dat a metadat. GEOSS tím představuje posun od jednotlivých programů pozorování Země, různých infrastruktur a datasetů k otevřenému sdílenému systému dat a informací, a aspiruje tak stát se jedinečným přístupovým bodem národních, regionálních i globálních zdrojů pozorování Země. Úspěch GEOSS však velmi záleží na expanzi globální sítě jeho poskytovatelů a uživatelů. Rozsah dat, která jsou prostřednictví GEOSS poskytována se pohybuje od nezpracovaných dat (z in situ či dálkových měření) až k informacím odvozeným z dat pozorování Země a nástrojům pro správu a transformaci dat (analýza, modelování či vizualizace). GEO vítá všechny datové příspěvky do systému GEOSS, poskytovatelé však musí při registraci přesně zdokumentovat poskytovaný produkt. Pro usnadnění přístupu k datům a umožnění tvorby odvozených produktů široké škále uživatelských komunit, od manažerů soukromých společností, politických činitelů, vědeckých pracovníků po veřejnost, bylo vytvořeno webové rozhraní s názvem GEOSS Portal, prostřednictvím kterého lze prohlížet a stahovat dostupná data. Na portálu je možné vyhledávat jednak podle devíti výše zmíněných tematických oblastí, ale i podle hranic států či geografických souřadnic, poskytovatele dat nebo data pořízení. Zároveň je možné se na stránkách portálu GEOSS zaregistrovat a začít poskytovat svá vlastní data. GEOSS Portal je tak rozcestníkem pro data dálkového průzkumu Země, který se neustále zdokonaluje. Do budoucna zatím zůstává otázkou, zda budou prostřednictvím portálu GEOSS poskytována i data komerční, která jsou zpoplatněná. Soukromí poskytovatelé by toto řešení samozřejmě uvítali, protože by se jejich produkty dostaly většímu okruhu uživatelů. Co přinese nové desetiletí Pro nadcházející desetiletí ( ) má iniciativa GEO velké množství plánů. Tyto cíle stručně shrnuje například dokument GEO Vision 2025, ze kterého je patrné, že jednou z klíčových oblastí stále zůstává usnadňování přístupu k datům a z nich odvozeným informacím. Jedná se však nejen o informace na úrovni národní, regionální či globální, ale rovněž o existující datové mezery a přístup k nástrojům pro transformaci dat. Dále bude prohlubována spolupráce s celosvětovými iniciativami v oblastech strategického plánování, podpory sítě systémů pozorování Země a efektivního definování potřebných vstupů pro aplikace a služby. Rozvíjet se bude rovněž spolupráce s rozvojovými zeměmi a se subjekty soukromé sféry. Všechny tyto cíle budou podrobně popsány v realizačním plánu, který by měl být přijat na konci roku 2015 a GEO o jeho obsah bude informovat Česká komise kanceláří na svém webu Jmenovaným zástupcem České republiky v iniciativě GEO je zástupce Českého hydrometeorologického ústavu RNDr. Radim Tolasz, Ph.D. Originální text: GEO vstupuje do nové dekády, dostupný na WWW: Kristýna Leimerová 74 Meteorologické Zprávy, 68, 2015

13 PŘESTŘELUJÍCÍ VRCHOLY POZOROVANÉ NA SNÍMCÍCH Z DRUŽICE MSG BĚHEM EXPERIMENTÁLNÍHO 2,5MINUTOVÉHO SNÍMÁNÍ Michaela Radová, Český hydrometeorologický ústav, družicové oddělení, Generála Šišky 942, Praha 4; Univerzita Karlova v Praze, Matematicko-fyzikální fakulta, katedra fyziky atmosféry, V Holešovičkách 2, Praha 8 Martin Setvák, Český hydrometeorologický ústav, družicové oddělení, Generála Šišky 942, Praha 4 Jindřich Šťástka, Český hydrometeorologický ústav, družicové oddělení, Generála Šišky 942, Praha 4; Univerzita Karlova v Praze, Matematicko-fyzikální fakulta, katedra fyziky atmosféry, V Holešovičkách 2, Praha 8 Overshooting tops observed in the images from an MSG satellite during the experimental 2.5-minute rapid scan. On the basis of the experimental 2.5-minute rapid scan with the MSG satellite, a database of subjectively detected overshooting tops (OTs) above parts of Central and Western Europe was created over two days with strong convective activity 20 June and 27 July The OT detection was mainly based on visible imagery. In this paper, we mainly focus on the OTs properties that are used in the algorithms of automatic OT detection. These algorithms often use a 215 K threshold in an infrared window (10 13 μm) brightness temperature to discriminate cold OTs from the warmer cloud top. We found that the number of OTs that do not meet this criterion was not negligible (14% for 20 June, 30% for 29 July). A comparison of the database against the four detection methods discussed in Mikuš and Strelec Mahović (2013) shows that these methods are not suitable for OT detection during the days studied. Two of them detect large areas that cannot be assigned to any individual OT, while the other two methods exhibit a very small probability of detection and a very high false alarm ratio. KLÍČOVÁ SLOVA: bouře konvekční vrchol přestřelující Meteosat druhé generace rapid scan KEY WORDS: convective storm overshooting top Meteosat Second Generation rapid scan 1. ÚVOD Výskyt přestřelujících vrcholů a jejich rozsah vypovídají do určité míry o intenzitě konvekčních bouří, a poskytují tak potenciálně cenné informace pro velmi krátkodobou předpověď a nowcasting. Jejich studium pak napomáhá hlubšímu pochopení procesů odehrávajících se v bouřích. Přestřelující vrchol (overshooting top, OT; viz obr. 1 a 2) je kopulovitý výběžek nad kovadlinu cumulonimbu vznikající proniknutím výstupného proudu (updraftu) nad rovnovážnou hladinu horní hranice oblačnosti (HHO) bouře (American Meteorological Society 2014). Obecně se předpokládá, že přestřelující vrcholy se po proniknutí rovnovážnou hladinou HHO při pokračujícím vzestupu nadále přibližně nasyceně adiabaticky ochlazují, přičemž nejnižší hodnoty teploty dosáhnou přibližně v nejvyšší dosažené výšce (Řezáčová et al. 2007). Rychlost ochlazování bývá v literatuře udávána přibližně 0,7 0,9 K na 100 m vzestupu (např. Adler et al. 1983; Bedka et al. 2010). Rozdíly pozorované mezi teplotními minimy na družicových snímcích konvekčních bouří a teplotou tropopauzy v zeměpisných šířkách mírného pásu mohou být až kolem K (např. Řezáčová et al. 2007; Setvák et al. 2008). Na velikost těchto rozdílů má vliv i prostorové rozlišení družice rozdíly jsou větší pro lepší rozlišení, u nižšího rozlišení má větší vliv průměrování hodnot jasové teploty přestřelujícího vrcholu a okolí v důsledku větší velikosti obrazového pixelu družice (viz např. Bedka et al. 2012; Setvák a Levizzani 1992; Valachová a Radová 2014). Jakmile přestřelující vrcholy ztratí vzestupnou energii a začnou klesat zpět do rovnovážné hladiny HHO, dochází k jejich oteplování, přičemž se patrně výrazněji začíná uplatňovat i míšení s okolním teplejším stratosférickým vzduchem, tj. ohřev je rychlejší než původní ochlazování (např. Řezáčová et al. 2007; Setvák et al. 2008). Rychlost oteplování přestřelujících vrcholů při jejich klesání však zatím není dostatečně přesně známa. Pozorování bouří na snímcích z družic MSG (Meteosat Second Generation, Meteosat druhé generace) naznačují, že alespoň v některých případech může být teplota HHO kolabujících vrcholů nebo jimi generovaných jevů výrazně vyšší než teplota tropopauzy (např. Setvák et al. 2008). Obr. 1 Ukázka přestřelujícího vrcholu při bočním pohledu z úrovně kovadliny, :35 UTC, Bulharsko, Černé moře. Foto M. Setvák. Fig. 1. Example of an overshooting top as seen from the anvil level (side view), 22 June :35 UTC, Bulgaria, Black Sea. Photo M. Setvák. Meteorologické Zprávy, 68,

14 Družicové snímky jsou důležitým zdrojem informací o přestřelujících vrcholech. Na snímcích ve viditelném pásmu jsou přestřelující vrcholy pozorovatelné díky kopulovité struktuře vrhající stíny na okolní nižší oblačnost (např. obr. 2a, 3a). Nejlépe jsou na těchto snímcích patrné během rána a pozdního odpoledne, kdy je slunce nízko nad obzorem a přestřelující vrcholy vrhají výrazné stíny na okolní kovadlinu. Na snímcích v tepelném pásmu v oblasti atmosférických oken bývají přestřelující vrcholy, v souladu s výše uvedenými obecnými předpoklady, doprovázeny lokálním minimem jasové teploty (obr. 2b). Vzhledem k tomu, že snímky ve viditelném pásmu jsou využitelné pouze v denních hodinách, je přirozená snaha o detekci přestřelujících vrcholů na základě snímků v tepelném pásmu, které jsou k dispozici v denních i nočních hodinách. Vznikající algoritmy automatické detekce (např. Bedka et al. 2010; Mikuš a Strelec Mahović 2013) jsou tedy převážně založené na hodnotách jasové teploty, jejich gradientech či rozdílech mezi hodnotami jasové teploty v různých kanálech družicových přístrojů. V některých případech však lze ve viditelném pásmu pozorovat přestřelující vrchol, který není v tepelném pásmu v oblasti atmosférického okna spojený s lokálním minimem jasové teploty (obr. 3b, viz též Setvák et al. 2012). To může být vysvětleno např. tím, že pozorovaný přestřelující vrchol již klesá zpět do rovnovážné hladiny HHO. Dalším možným vysvětlením je přítomnost chladné vrstvy cirrů v okolí přestřelujícího vrcholu, maskujících teplejší HHO pod nimi. Také zde může hrát roli nedostatečné rozlišení družice, které neumožní věrně zachytit prostorově úzce lokalizované minimum teploty. Existence přestřelujících vrcholů, které nejsou v tepelném pásmu patrné, znesnadňuje jejich detekci. Dalším problémem při detekci může být velká časová proměnlivost přestřelujících vrcholů. Udávaná doba jejich života se různí, bývají uváděny intervaly kolem 5 20 minut (např. Bedka 2011), jiné práce zmiňují typickou dobu života kratší než 5 minut (např. Dworak et al. 2012). Některé přestřelující vrcholy tedy nemusí být zachyceny dokonce ani na snímcích v režimu rapid scan (Rapid Scanning Service, RSS), s intervalem 5 minut mezi snímky (družice MSG), nebo nejsou zachyceny v kulminační fázi, kdy jejich jasová teplota dosahuje nejnižší hodnoty. Některé přestřelující vrcholy se jeví jako studené pouze na jediném snímku, nebo se přestřelující vrchol jeví teplý od úplného Obr. 2 Ukázka přestřelujícího vrcholu (v kroužku) na snímcích z družice Meteosat-8 z :00 UTC. Přestřelující vrchol je velmi dobře patrný na HRV snímku, kde vrhá dlouhý výrazný stín (a). V kanále IR10.8 vykazuje výrazné lokální minimum jasové teploty (b). Sendvičový produkt (c) vzniklý přeložením barevně zvýrazněného snímku z kanálu IR10.8 přes snímek HRV (detailní popis produktu viz Setvák et al. 2012) ukazuje přestřelující vrchol při současném zachycení struktury i teplotních charakteristik. Fig. 2. Example of an overshooting top (OT, in the circle) in images from the Meteosat-8 satellite, 20 June :00 UTC. The overshooting top is very clearly visible in the HRV image due to its long distinct shadow (a). The OT is accompanied by a strong local minimum of brightness temperature (BT) in the IR10.8 band (b). Sandwich product (c) based on HRV and colour-enhanced IR10.8-BT bands (detailed description in Setvák et al. 2012) shows both OT s structure and BT characteristics. Obr. 3 Ukázka přestřelujícího vrcholu (v kroužku), který je dobře patrný na HRV snímku (a), avšak není doprovázen lokálním minimem jasové teploty (b). Sendvičový produkt (c) vzniklý přeložením barevně zvýrazněného snímku z kanálu IR10.8 přes snímek HRV. Snímky z družice Meteosat-8 z :40 UTC. Fig. 3. Example of an overshooting top (OT, in the circle) that is clearly visible in the HRV image (a), but it is not accompanied by a local minimum of brightness temperature (b). Sandwich product (c) based on HRV and colour-enhanced IR10.8-BT bands. Images from the Meteosat-8 satellite, 20 June :30 UTC. počátku, a je tak detekovatelný pouze ve viditelném pásmu (Setvák et al. 2012). Zatím nevyřešené otázky týkající se teplotních charakteristik přestřelujících vrcholů, jejich doby života a časové proměnlivosti se spolu s obdobnými nejasnostmi pro dal ší jevy na HHO staly motivací pro uskutečnění experimentálního 2,5minutového snímání (2,5minutového rapid scanu) na družicích MSG. Tento experiment organizace EUMETSAT (European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites, provozovatel družic MSG) byl uskutečněn ve spolupráci s Konvekční pracovní skupinou CWG (Convective Working Group) a ESSL (European Severe Storms Laboratory). Během experimentu byla snímána pouze část severní polokoule (přesnější vymezení viz Setvák 2015; Setvák et al. 2014), avšak s intervalem 2,5 minuty mezi snímky; při standardním snímání celého zemského disku je interval mezi snímky pro družice MSG 15 minut, při snímání horní třetiny zemského disku v režimu rapid scan 5 minut. První část experimentu se uskutečnila září 2012 s využitím 76 Meteorologické Zprávy, 68, 2015

15 družice MSG-3 (Meteosat-10). Pro druhou část byla využita družice Meteosat-8 (MSG-1) a byly vybrány 4 dny v období od května do července 2013, pro něž byla předpovídána výrazná konvekce. Více o tomto experimentu viz Setvák (2015) a Setvák et al. (2014). Tato práce se zaměřuje na studium přestřelujících vrcholů s využitím dat získaných během tohoto experimentu ve dnech a , kdy došlo v oblasti střední a západní Evropy k výskytu mnoha z pohledu družicové meteorologie zajímavých bouří doprovázených nebezpečným počasím. Na horní hranici oblačnosti těchto bouří se vyskytly jevy, které bývají spojovány se silnými bouřemi, jako jsou např. výrazné přestřelující vrcholy, gravitační vlny, studené prstence, studená-u/v či ledové vlečky nad kovadlinou. Pro zmíněné dny byla vytvořena databáze přestřelujících vrcholů, která je popsaná v kapitole 2. V kapitole 3 je databáze využita ke studiu vlastností přestřelujících vrcholů se zaměřením na charakteristiky používané v metodách jejich automatické detekce. je třeba zohledňovat, že tato databáze je subjektivní, a některé přestřelující vrcholy tedy mohly detekci uniknout, a naopak jiné v databázi zahrnuté mohou být nejednoznačné. Tvorba databáze je detailněji popsána v článku Setváka et al. (2014). Subjektivita detekce má také vliv na přesnost určení pozice středu přestřelujícího vrcholu. Odhadovaná chyba je řádu několika HRV pixelů. Kromě subjektivity je dána také rozlišením HRV snímků a horizontálním rozsahem přestřelujících vrcholů, který může být až kolem 10 km (např. Bedka et al. 2010). Velikost HRV pixelu je různá pro různé zeměpisné souřadnice a ve studované geografické oblasti činí v průměru přibližně 2. DATABÁZE PŘESTŘELUJÍCÍCH VRCHOLŮ Na základě dat z přístroje SEVIRI (Spinning Enhanced Vi - sible and Infrared Imager) družice Meteosat-8 z experimentálního 2,5minutového rapid scanu byla vytvořena databáze subjektivně detekovaných přestřelujících vrcholů pro (9:00 až 19:30 UTC) a (13:00 až 19:00 UTC) nad Českou republikou a okolím. Studované oblasti jsou znázorněny na obr. 4 a 5. Oblasti i časové intervaly studie byly zvoleny s ohledem na konvekční aktivitu v daných dnech. Přestřelující vrcholy byly detekovány zejména s využitím snímků ve viditelném pásmu v kanále HRV (High Resolution Visible) a sendvičového produktu vzniklého přeložením barevně zvýrazněného snímku z kanálu IR10.8 přes snímek HRV (detailní popis produktu viz Setvák et al. 2012). Pro maximální omezení nejistot v detekci byl kontrolován rovněž časový vývoj kandidátů na přestřelující vrchol (zde byl právě výhodou krátký, 2,5minutový, interval mezi snímky) i vzhled na družicových snímcích a produktech z dalších kanálů přístroje SEVIRI. Přesto nebylo vždy jednoznačné, zda má být daný jev klasifikován jako přestřelující vrchol či nikoliv. Při další práci s databází Obr. 4 Zeměpisná oblast použitá pro subjektivní detekci přestřelujících vrcholů pro ukázaná na sendvičovém produktu barevně zvýrazněného IR10.8 a HRV kanálu v čase 18:00 UTC. Kroužky označují jednotlivé detekované přestřelující vrcholy. Přestřelující vrcholy jsou vždy označené časem snímku a pro daný čas vzájemně odlišeny písmeny. Fig. 4. Geographical area used for the subjective detection of overshooting tops for 20 June 2013 shown on the sandwich product based on HRV and colour-enhanced IR10.8-BT bands at 18:00 UTC. Overshooting tops are marked by circles and labels, which consist of the header time of the image and a unique letter. Obr. 5 Zeměpisná oblast použitá pro subjektivní detekci přestřelujících vrcholů pro ukázaná na stejném produktu jako v obr. 4 v čase 17:30 UTC. Fig. 5. Geographical area used for the subjective detection of overshooting tops for 29 July 2013 shown on the same product as in Fig. 4 at 17:30 UTC. Meteorologické Zprávy, 68,

16 1,2 2 km. Pro charakterizaci přestřelujících vrcholů v databázi je tedy využívána kruhová oblast s poloměrem 5 km okolo detekovaného středu. Pro výpočet charakteristik přestřelujících vrcholů založených na jasové teplotě jsou zahrnovány všechny pixely, které tato oblast alespoň částečně pokrývá, přičemž jednotlivým pixelům se přisuzuje váha podle toho, jak velkou částí zasahují do zmíněné kruhové oblasti. V případě charakteristik založených na maximálních a minimálních hodnotách v různých kanálech jsou pak zahrnuty všechny pixely, jejichž část v této kruhové oblasti leží, kruhová oblast tak efektivně odpovídá oblasti o typické velikosti 3 3 pixely v tepelných kanálech přístroje SEVIRI; velikost pixelu ve studované geografické oblasti je v průměru přibližně 3,7 6,1 km. V několika případech však tato oblast zasahuje do teplejší okrajové části kovadliny. Aby tato výrazně teplejší okrajová část neovlivnila charakteristiky přestřelujícího vrcholu, byly ze zpracování vyloučeny pixely s jasovou teplotou v kanále IR10.8 větší než 240 K. Při práci s charakteristikami založenými na zmíněné kruhové oblasti je také třeba mít na paměti, že mohou být ovlivněny způsobem výpočtu. Pro ten je uvažována oblast s pevně daným poloměrem, stejným pro všechny přestřelující vrcholy, ačkoliv jejich prostorový rozsah se ve skutečnosti může lišit. Obr. 6 Histogram časů výskytu přestřelujících vrcholů (OT) z databáze v průběhu dne. Jednotlivé dny jsou odlišeny barvou a sklonem šrafování. Fig. 6. Histogram of occurrence times of the overshooting tops (OT) during the day. Each day is marked by different colour and hatching. 3. VLASTNOSTI PŘESTŘELUJÍCÍCH VRCHOLŮ Databáze obsahuje celkem přestřelujících vrcholů, 1365 pro a 446 pro Pro účely zpracování v tomto článku není třeba přestřelující vrcholy slučovat dle vývoje v čase, a tak každou detekci považujeme za samostatný přestřelující vrchol. Rozložení výskytu přestřelujících vrcholů z databáze v průběhu dne je znázorněno na obr. 6. Ačkoliv se jedná pouze o části dvou konkrétních dnů, rozložení přestřelujících vrcholů poměrně dobře odpovídá obecné statistice došlo k nárůstu počtu přestřelujících vrcholů odpoledne, s maximem mezi UTC (17 18 SELČ), pro bylo nejvíce přestřelujících vrcholů detekováno o něco později, mezi UTC (19 20 SELČ). V práci Bedka (2011) bylo nalezeno maximum výskytu přestřelujících vrcholů pro oblast Evropy a části severní Afriky kolem 17 hodin pásmového času. V práci Mikuš a Strelec Mahović (2013) bylo pro oblast Slovinska a širšího okolí nejvíce přestřelujících vrcholů detekováno kolem 18 SELČ. Rozložení minimálních hodnot jasové teploty v kanále IR10.8 (BT, brightness temperature) pro přestřelující vrcholy v databázi je znázorněno na obr. 7. Minimální hodnota BT přestřelujícího vrcholu je vždy určena jako minimum z hodnot jasové teploty v kruhu o poloměru 5 km kolem detekovaného středu. Z obrázku je zřejmé, že dne byla nejčastěji se vyskytující minimální teplota přestřelujících vrcholů vyšší než Pro oba případy jsou nejčastější minimální BT přestřelujících vrcholů v intervalu 207 až 218 K. Algoritmy automatické detekce (např. Bedka et al. 2010; Mikuš a Strelec Mahović 2013) často používají hodnotu 215 K jako mez jasové teploty měřené v oblasti atmosférického okna (10 13 μm) pro detekci přestřelujících vrcholů. Obr. 7b ukazuje, že 30 % přestřelujících vrcholů z a okolo 14 % z tuto podmínku nesplňuje, a takto parametrizovanou automatickou detekcí by tak nebyly zachyceny. Algoritmy automatické detekce jsou samozřejmě komplexnější a pro detekci přestřelujícího vrcholu požadují splnění ještě dalších kritérií. V práci Mikuš a Strelec Mahović (2013) byly testovány 4 metody automatické detekce přestřelujících vrcholů, na které se dále zaměříme. Tyto metody jsou založené, kromě zmíněné meze pro jasovou teplotu v kanále IR10.8, ještě na dalších kritériích pro rozdíly jasové teploty mezi různými kanály v tepelném pásmu. Jedná se vždy o rozdíl jasové teploty v kanále s absorpcí některou z plynných složek atmosféry a jasové teploty v kanále v oblasti atmosférického okna (viz tab. 1). Fyzikální podstatou těchto metod je pak nepřímá závislost celkového množství absorbentu (vodní pára, ozon, oxid uhličitý), a tedy i měřené jasové teploty v příslušných kanálech (WV6.2, IR9.7, IR13.4), na výšce přestřelujícího vrcholu, resp. HHO, zatímco kanály v oblasti atmosférického okna, např. v práci používaný kanál IR10.8, těmito absorbujícími plyny ovlivněny nejsou. Jako nejvhodnější byla v dané práci vyhodnocena metoda COMB (tab. 1), u níž autorky uvádějí pravděpodobnost chybné detekce (false alarm ratio, FAR) 20 %. Pravděpodobnost detekce (probability of detection, POD) není v práci hodnocena. Pro přestřelující vrcholy ze studované databáze jsme vyčíslili veličiny používané k detekci v práci Mikuš a Strelec Mahović (2013) a provedli vyhodnocení, kolik z nich splňuje podmínky požadované pro detekci. Ačkoliv autorky u každé metody požadují pro detekci splnění všech kritérií najednou, rozhodli jsme se v prvním kroku uvažovat volnější podmínky a uznat jejich splnění i v případě, že jednotlivá kritéria byla splněna pro různé pixely v oblasti přestřelujícího vrcholu. Pro vyhodnocení byla uvažována minimální jasová teplota v kanále IR10.8 a maximální hodnoty rozdílů jasové teploty uvedených v tab. 1, vždy pro kruh o poloměru 5 km kolem středu přestřelujícího vrcholu. Výsledné počty přestřelujících vrcholů splňujících jednotlivá kritéria i jejich kombinace (metody) jsou uvedeny v tab. 2. Na základě tohoto prvotního vyhodnocení vychází jako nejlepší metoda O3-IRW, jejíž kritéria byla splněna pro 61 % přestřelujících vrcholů. Ačkoliv byly pro vyhodnocení použity volnější podmínky, tato metoda by nezachytila více než třetinu přestřelujících vrcholů z databáze. Kritéria metody COMB, hodnocené nejlépe v článku Mikuš a Strelec Mahović (2013), byla splněna pouze pro 7 % přestřelujících vrcholů. Nízké procento přestřelujících vrcholů vyhovujících metodě COMB je dáno častým nesplněním kritéria WV6.2 IR10.8 > 4 K (viz tab. 2). Detailní rozložení hodnot veličin využívaných ve všech 4 detekčních metodách pro přestřelující vrcholy v databázi je znázorněno na obr. 7a 78 Meteorologické Zprávy, 68, 2015

17 Tab. 1 Kritéria metod automatické detekce přestřelujících vrcholů používaná v článku Mikuš a Strelec Mahović (2013). Ve sloupci metoda jsou uvedeny názvy metod používané v původním článku. V části kritéria jsou pomocí standardních označení kanálů přístroje SEVIRI (družice MSG) definovány použité veličiny s uvedenými mezními hodnotami. Table 1. Conditions used in the methods of automatic overshooting top detection from Mikuš and Strelec Mahović (2013). The column Metoda lists the names of the methods used in the original paper. The column Kritéria lists the conditions defined using standard band name shortcuts (SEVIRI instrument, MSG satellite). Metoda WV-IRW CO2-IRW O3-IRW COMB IR10.8 < 215 K Kritéria WV6.2 IR10.8 > 4 K IR13.4 IR10.8 > 3,5 K IR9.7 IR10.8 > 13 K WV6.2 IR10.8 > 4 K & IR9.7 IR10.8 > 13 K Obr. 7 Histogramy (a) a kumulativní distribuční funkce (cumulative distribution function, CDF) (b) minimální jasové teploty v kanále IR10.8 (BT) v kruhové oblasti s poloměrem 5 km kolem středového pixelu přestřelujícího vrcholu. Modré křivky odpovídají , zelené Červená čárkovaná čára doplněná šipkou vyznačuje horní mez často používanou v algoritmech pro detekci přestřelujících vrcholů. Δ bin označuje šířku intervalu použitou v histogramu a CDF. Fig. 7. Histograms (a) and cumulative distribution functions (CDF) (b) of minimal IR10.8 brightness temperature (BT) within a circular area with a 5 km radius around the overshooting top (OT) central pixel. The blue lines are used for OTs from 20 June 2013, the green lines for OTs from 29 July The red dashed line with an arrow marks the upper limit often used in the algorithms of OT detection. Δ bin denotes the bin width used in the histogram and CDF. Obr. 8 Histogramy veličin používaných v automatické detekci přestřelujících vrcholů v práci Mikuš a Strelec Mahović (2013) pro přestřelující vrcholy v databázi. Modré křivky odpovídají , zelené Červené čárkované čáry doplněné šipkami vyznačují dolní meze použité ve zmíněném algoritmu automatické detekce. Δ bin označuje šířku intervalu použitou v histogramu. Fig. 8. Histograms of variables used in automatic overshooting top detection in Mikuš and Strelec Mahović (2013) evaluated for overshooting tops in the database. The blue lines correspond to 20 June 2013, the green lines to 29 June The red dashed line with an arrow marks the bottom limit used in the OT detection algorithms. Δ bin denotes the bin width used in histogram. Meteorologické Zprávy, 68,

18 Tab. 2 Počet přestřelujících vrcholů z databáze, souhrnně pro oba dva dny, splňujících jednotlivá kritéria a jejich kombinace (metody) použité pro detekci v práci Mikuš a Strelec Mahović (2013). Při hodnocení metod byly využity volnější podmínky popsané v textu. Celkový počet všech přestřelujících vrcholů v databázi je Table 2. Number of overshooting tops (OTs) in the database (for both days) that fulfil individual conditions and their combinations (methods) used for detection in Mikuš and Strelec Mahović (2013). Less strict requirements than in the original paper were used for evaluation of the methods in the sense that fulfilment of all conditions in the same pixel was not required; it was sufficient to fulfil individual conditions in any pixel within a 5 km circular area of the OT. The total number of OTs in the database is Kritéria Metoda Počet % IR10.8 < 215 K WV6.2 IR10.8 > 4 K IR13.4 IR10.8 > 3,5 K IR9.7 IR10.8 > 13 K WV-IRW CO2-IRW O3-IRW COMB a 8. Obrázky názorně ukazují, jakých hodnot veličiny dosahují pro studované přestřelující vrcholy nejčastěji a jejich porovnání s mezní hodnotou používanou v detekčních metodách. Z obr. 8a je patrná již zmíněná skutečnost, že většina přestřelujících vrcholů v databázi nevyhovuje kritériu WV6.2 IR10.8 > 4 K. Z obr. 7 a 8 a tab. 2 je zřejmé, že stanovené hranice jednotlivých kritérií neumožní detekovat významnou část přestřelujících vrcholů, u metod WV-IRW a COMB dokonce většinu. Důležitou charakteristikou detekčních algoritmů je však také pravděpodobnost chybné detekce. Pro její výpočet byla v dalším kroku provedena detekce přestřelujících vrcholů pomocí metod popsaných v práci Mikuš a Strelec Mahović (2013), tentokrát již bez zjednodušených detekčních podmínek. Ukázka typického výsledku detekce metodami CO2- IRW a O3-IRW je znázorněna na obr. 9. Jak obrázek naznačuje, oblasti detekované těmito metodami jsou typicky příliš velké na to, aby mohly odpovídat jednotlivým přestřelujícím vrcholům. Ačkoliv tyto metody vyšly na základě prvotního vyhodnocení (tab. 2) jako nejvhodnější, jsou pro studovanou oblast a období jednoznačně nepoužitelné. Hodnoty vyhovující mezím těchto metod se totiž vyskytují nejen u přestřelujících vrcholů, ale i v dalších poměrně rozlehlých oblastech HHO. Na problém detekce příliš velkých oblastí upozorňují i samy autorky Mikuš a Strelec Mahović (2013), zejména pro metodu O3-IRW v měsících květnu a červnu. Tento problém dávají do souvislosti s ročním chodem koncentrací ozonu, s nejvyššími hodnotami na jaře, a navrhují řešení pomocí volby různých mezí pro různá roční období. V dalším kroku jsme tedy provedli detekci přestřelujících vrcholů metodami CO2-IRW a O3-IRW s přísnějšími mezními hodnotami, jak bude popsáno níže. U zbylých dvou metod z práce Mikuš a Strelec Mahović (2013), WV-IRW a COMB, byla situace odlišná. K detekci větších oblastí došlo pouze u omezeného počtu termínů, jen v pozdějších hodinách Pro tyto dvě metody jsme vyhodnotili pravděpodobnost detekce (POD) a pravděpodobnost chybné detekce (FAR) vzhledem k databázi přestřelujících vrcholů. Výsledky jsou znázorněny na obr. 10 v závislosti na maximální vzdálenosti d mezi přestřelujícím vrcholem detekovaným testovanou metodou a nejbližším přestřelujícím vrcholem v databázi, do které považujeme při vyhodnocování POD a FAR oba přestřelující vrcholy za tentýž. Pro maximální vzdálenost d = 10 km, přibližně odpovídající maximálnímu horizontálnímu rozsahu přestřelujících vrcholů, vychází pro obě metody POD velmi malá (7,7 % pro metodu WV-IRW, 7 % pro metodu COMB). Naopak FAR obou metod je při stejné vzdálenosti d velmi vysoká (93,7 % pro metodu WV-IRW, 94,2 % pro metodu COMB). Nízká POD obou metod je v souladu s obr. 8a, znázorňujícím že většina přestřelujících vrcholů v databázi má maximální hodnotu rozdílu WV6.2 IR10.8 menší než požadované 4 K. U metody WV-IRW navíc nemůže změna použitých mezí pomoci k lepším výsledkům, neboť zmírnění meze pro rozdíl WV6.2 IR10.8 by sice mohlo vést k vyšší POD, ale FAR by zůstala stejně vysoká či by došlo Obr. 9 Oblasti detekované metodami CO2-IRW (a), O3-IRW (b) (fialová barva) přeložené přes snímek v kanále IR10.8 pro :42,5 UTC. Černé body znázorňují středy přestřelujících vrcholů (OT) z databáze. Fig. 9. Areas detected by methods CO2-IRW (a) and O3-IRW (b) (magenta colour) plotted over the IR10.8 image on 20 June 2013 at 16:42.5 UTC. The black dots indicate the centres of the overshooting tops (OTs) in the database. 80 Meteorologické Zprávy, 68, 2015

19 Obr. 10 Pravděpodobnost detekce (POD) (a), pravděpodobnost chybné detekce (FAR) (b) testovaných metod WV-IRW a COMB vzhledem k databázi přestřelujících vrcholů. Na ose x je maximální vzdálenost d mezi přestřelujícím vrcholem detekovaným testovanou metodou a nejbližším přestřelujícím vrcholem v databázi, do které považujeme při vyhodnocování POD a FAR oba přestřelující vrcholy za tentýž. POD a FAR pro d = 10 km (šedá čára) jsou diskutovány v textu. Fig. 10. Probability of detection (POD) (a) and false alarm ratio (FAR) (b) for tested methods WV-IRW and COMB with regard to the database of overshooting tops (OTs). For evaluation of the POD and the FAR, we consider the OT detected by the tested method and the closest OT in the database as one and the same if their distance is lesser or equal to distance d (x-axis). The POD and the FAR for d = 10 km (grey line) are discussed in the text. Obr. 11 Pravděpodobnost detekce (POD) (a), pravděpodobnost chybné detekce (FAR) (b) testovaných metod s upravenými kritérii popsanými v textu vzhledem k databázi přestřelujících vrcholů. Na ose x je maximální vzdálenost d definovaná stejně jako u obr. 10. Pro srovnání je vynesena POD a FAR i pro původní metodu COMB. POD a FAR pro d = 10 km (šedá čára) jsou diskutovány v textu. Fig. 11. Probability of detection (POD) (a) and false alarm ratio (FAR) (b) for tested methods with modified conditions with regard to the database of overshooting tops (OTs). Distance d (x-axis) is defined the same as in Fig. 10. The POD and the FAR of the original method COMB is shown for comparison. The POD and the FAR for d = 10 km (grey line) are discussed in the text. k jejímu dalšímu zvýšení. Hodnocení metody WV-IRW s různými mezními hodnotami bylo provedeno v práci Bedka et al. (2010), kde autoři mimo jiné uvádějí, že při použití této metody s mezí 2 K nebo 3 K často dochází k detekci příliš velkých oblastí a zároveň že jedna hodnota meze vede k nekonzistentním výsledkům i u stejně intenzivních bouří. Metoda COMB je kombinací podmínek použitých v metodách WV-IRW a O3-IRW a zmírnění meze pro rozdíl WV6.2 IR10.8 tedy nemusí nutně vést k zachování či zvýšení FAR. Proto jsme pro tuto metodu rovněž provedli detekci s upravenými mezními hodnotami. U metod CO2-IRW a O3-IRW vedlo zpřísnění mezních podmínek k omezení detekce příliš velkých oblastí, a bylo tak možné vyhodnotit jejich POD a FAR. POD a FAR pro všechny upravené metody jsou znázorněny na obr. 11, opět v závislosti na maximální vzdálenosti d mezi přestřelujícím vrcholem detekovaným testovanou metodou a nejbližším přestřelujícím vrcholem v databázi, do které považujeme při vyhodnocování POD a FAR oba přestřelující vrcholy za tentýž. U metody CO2-IRW byly testovány tři varianty přísnější podmínky IR13.4 IR10.8 > X, kde X {4,5; 5; 5,5} (dále značíme CO2-IRW_X). Nejvyšší POD (20,6 % při d = 10 km) byla dosažena použitím nejnižší mezní hodnoty. Tato varianta však měla zároveň největší FAR (93,8 % při d = 10 km). Zpřísňování meze u této metody vedlo ke snižování POD a zároveň ke snižování FAR (viz obr. 11). U metody O3-IRW byla otestována přísnější podmínka IR9.7 IR10.8 > 16 K (O3-IRW_16). Při vzdálenosti d = 10 km bylo dosaženo POD = 10,6 % a FAR = 92 %. Pro nižší mezní hodnoty docházelo stále ještě k časté detekci příliš velkých oblastí. Meteorologické Zprávy, 68,

20 Další zpřísnění meze již vedlo k výraznému snížení POD při zachování stejné hodnoty FAR. U metody COMB byla použita mírnější podmínka WV6.2 IR10.8 > 3 K a přísnější kritérium IR9.7 IR10.8 > 16 K (COMB_3_16). Oproti původní metodě COMB došlo k velmi mírnému zvýšení POD a mírnému snížení FAR (viz obr. 11). Další zpřísnění podmínky pro rozdíl IR9.7 IR10.8 již vedlo ke snížení POD při zachování hodnot FAR. Z obr. 11 je zřejmé, že i po úpravě mezí zůstává pro všechny metody POD velmi malá a FAR velmi vysoká. Jednoznačně nejvyšší POD byla dosažena metodou CO2- IRW_4,5 (20,6 % při d = 10 km), která má však zároveň jednu z nejvyšších FAR (93,8 % při d = 10 km). Výsledky tedy ukazují, že žádná ze 4 metod automatické detekce přestřelujících vrcholů diskutovaných v práci Mikuš a Strelec Mahović (2013) není použitelná pro oblast a období, pro které byla vytvořená databáze přestřelujících vrcholů popsaná v tomto článku. Srovnání našich výsledků s těmi uvedenými v práci Mikuš a Strelec Mahović (2013) ukazuje, že pro dosažení nejlepších možných výsledků pro různé oblasti a období je potřeba různých mezních hodnot. Je však zřejmé, že v některých případech ani přizpůsobení mezních hodnot nevede k dostatečně vysoké POD a nízké FAR. Nemožnost nalezení vhodných mezí pro studované dny a oblast je dána skutečností, že rozdíly jasových teplot použité v diskutovaných metodách nabývají hodnot typických pro přestřelující vrcholy i v nezanedbatelné části okolní HHO. Je tedy zřejmé, že diskutované metody nejsou univerzálně použitelné, a že není možné založit detekci přestřelujících vrcholů pouze na prahování těchto rozdílů. 4. ZÁVĚR Experiment 2,5minutového snímání na družicích MSG popsaný v kapitole 1 poskytl družicová data s krátkým časovým intervalem mezi snímky, a nabídl tak možnost detailnějšího studia jevů na HHO a jejich časového vývoje. Krátký časový interval a s ním spojené podrobnější informace o vývoji bouří byly výhodou rovněž při subjektivní detekci přestřelujících vrcholů. Vytvořená databáze představuje cenný výchozí bod pro studium přestřelujících vrcholů i dalších s nimi spojených jevů na HHO, např. studených prstenců, studených-u/v, vleček nad kovadlinou. V tomto článku jsme se zaměřili především na vlastnosti využívané v algoritmech pro detekci přestřelujících vrcholů. Bylo ukázáno, že nezanedbatelné množství přestřelujících vrcholů (14 % pro , 30 % pro ) je doprovázeno jasovou teplotou v kanále IR10.8 vyšší než běžně používaná mez 215 K (např. Bedka et al. 2010; Mikuš a Strelec Mahović 2013), a automatickou detekcí by nebylo zachyceno. Bylo provedeno srovnání výsledků 4 detekčních metod diskutovaných v práci Mikuš a Strelec Mahović (2013) s přestřelujícími vrcholy v databázi. Metody CO2-IRW a O3-IRW detekovaly oblasti příliš velké na to, aby mohly odpovídat individuálním přestřelujícím vrcholům (ukázka viz obr. 9). U metod WV-IRW a COMB došlo k detekci větších oblastí jen u omezeného počtu termínů, v pozdějších hodinách , avšak pravděpodobnost detekce těchto metod vzhledem k databázi je příliš malá (7 8 %) a pravděpodobnost chybné detekce příliš vysoká (~94 %). Nízká pravděpodobnost detekce obou metod je dána skutečností, že většina přestřelujících vrcholů v databázi má maximální hodnotu rozdílu WV6.2 IR10.8 menší než požadované 4 K. Všechny 4 metody se tedy ukázaly nepoužitelné pro detekci přestřelujících vrcholů na studované oblasti a pro studované období. Samy autorky Mikuš a Strelec Mahović (2013) upozorňují na problém detekce příliš velkých oblastí a také na negativní vliv ročního chodu ozonu na detekci, který navrhují odstranit úpravou mezí v závislosti na ročním období. Detekce příliš velkých oblastí je dána skutečností, že hodnoty vyhovující použitým mezím se vyskytují nejen u přestřelujících vrcholů, ale i v dalších, poměrně rozlehlých oblastech HHO. V dalším kroku jsme tedy provedli detekci použitím metod s upravenými mezemi. Přísnější podmínky u metod CO2-IRW a O3-IRW sice vedly k omezení detekce příliš velkých oblastí, avšak POD vzhledem k přestřelujícím vrcholům v databázi je opět velmi nízká a FAR velmi vysoká. Změna podmínek metody COMB vedla pouze k velmi mírnému zvýšení POD a mírnému snížení FAR. Nejvyšší POD 20,6 % pro maximální vzdálenost d = 10 km byla dosažena metodou CO2-IRW_4,5, s podmínkou IR13.4 IR10.8 > 4,5 K. Tato metoda má však také jednu z nejvyšších FAR (93,8 % při d = 10 km). Obecně je však nutné poznamenat, že hodnoty FAR všech metod mohou být zvýšeny v důsledku subjektivity tvorby databáze, kdy některé přestřelující vrcholy mohly detekci uniknout. Navíc, jak uvádí i Mikuš a Strelec Mahović (2013), detekce přestřelujících vrcholů je závislá na rozlišení družicových dat. Některé přestřelující vrcholy tak mohou být patrné na HRV snímcích, ale nemohou být detekovány s použitím metod založených na datech s třikrát horším prostorovým rozlišením (všechny ostatní kanály přístroje SEVIRI družic MSG). Větší FAR v této práci oproti hodnotám uváděným v práci Mikuš a Strelec Mahović (2013) může být také z části dána možnými rozdíly ve vyhodnocení. V naší práci považujeme za chybnou detekci i případy, kdy sice detekované pixely zahrnují oblast subjektivně detekovaného přestřelujícího vrcholu, avšak tvoří velkou souvislou oblast, jejíž těžiště je příliš vzdálené od přestřelujícího vrcholu (dále než zvolená maximální vzdálenost d). Přímé srovnání hodnot POD není možné, neboť jak již bylo zmíněno, pravděpodobnost detekce autorky v článku neuvádějí. Databáze přestřelujících vrcholů popsaná v tomto článku pokrývá pouze omezenou zeměpisnou oblast a časový interval, a závěry založené na této databázi tak mohou být specifické pro tuto oblast a čas. Pro důkladnější zhodnocení metod detekce přestřelujících vrcholů testovaných v práci Mikuš a Strelec Mahović (2013) by bylo potřeba provést obdobné porovnání pro delší časové období a další zeměpisné oblasti. Z našich výsledků je však zřejmé, že tyto metody nejsou univerzální a že existují situace, kdy selhávají. Jasové teploty v kanálech s absorpcí některou z plynných složek jsou ovlivňovány aktuálním stavem atmosféry, a to jak vertikálním profilem teploty ve spodní stratosféře (nad HHO), tak celkovým množstvím příslušného absorbentu. Díky přirozené variabilitě atmosféry nad HHO bouří pak dochází k výskytu stejných hodnot použitých rozdílů jasových teplot v oblasti přestřelujících vrcholů i v nezanedbatelné části okolní HHO, mimo samotné přestřelující vrcholy. Univerzální metoda detekce přestřelujících vrcholů tudíž nemůže být založena pouze na prahování těchto rozdílů. Tato práce se soustředila na vyhodnocení úspěšnosti některých metod automatické detekce přestřelujících vrcholů na námi vytvořené databázi. Databáze však poskytuje širší možnosti využití a v současnosti probíhá a do budoucna je plánováno srovnání družicových charakteristik přestřelujících vrcholů, včetně jejich výšek určených ze stínů na snímcích ve viditelném pásmu (Kaňák et al. 2012; Setvák et al. 2014), s dalšími typy dat, např. radarovými měřeními, daty ze sítě detekce blesků či údaji o výskytu nebezpečných projevů počasí. 82 Meteorologické Zprávy, 68, 2015

21 Poděkování Příspěvek byl zpracován v rámci řešení projektu Grantové agentury Univerzity Karlovy č Studium horních hladin konvektivních bouří s využitím distančních metod a za podpory organizace EUMETSAT v rámci aktivit Konvekční pracovní skupiny. Použitá data byla poskytnuta organizací EUMETSAT. Poděkování za odborné konzultace patří Jakubu Seidlovi, Jánu Kaňákovi a Kristopheru Bedkovi. Literatura ADLER, R. F., MARKUS, M. J., FENN, D. D., SZEJWACH, G., SHENK, W. E., Thunderstorm top structure observed by aircraft overflights with an infrared radiometer. Journal of Climate Applied Meteorology, Vol. 22, s ISSN American Meteorological Society, Overshooting top. Glossary of Meteorology [online]. [cit ]. Dostupné z WWW: BEDKA, K. M., Overshooting cloud top detections using MSG SEVIRI Infrared brightness temperatures and their relationship to severe weather over Europe. Atmospheric Research, Vol. 99, 2, s ISSN BEDKA, K., BRUNNER, J., DWORAK, R., FELTZ, W., OTKIN, J., GREENWALD, T., Objective Satellite- Based Detection of Overshooting Tops Using Infrared Window Channel Brightness Temperature Gradients. Journal of Applied Meteorology and Climatology, Vol. 49, s ISSN BEDKA, K., DWORAK, R., BRUNNER, J., FELTZ, W., Validation of Satellite-Based Objective Overshooting Cloud- Top Detection Methods Using CloudSat Cloud Profiling Radar Observations. Journal of Applied Meteorology and Climatology, Vol. 51, s ISSN DWORAK, R., BEDKA, K., BRUNNER, J., FELTZ, W., Comparison between GOES-12 Overshooting-Top Detections, WSR-88D Radar Reflectivity, and Severe Storm Reports. Weather and Forecasting, Vol. 27, 3, s ISSN KAŇÁK, J., BEDKA, K., SOKOL, A., Mature convective storms and their overshooting tops over central Europe overshooting top heigth analysis for summers In: Proceedings 2012 EUMETSAT Meteorological Satellite Conference. Sopot, Poland, 3-7 September Darmstadt: EUMETSAT.EUM P.61. ISSN MIKUŠ, P., STRELEC MAHOVIĆ, N., Satellite-based overshooting top detection methods and an analysis of correlated weather conditions. Atmospheric Research, Vol. 123, s ISSN ŘEZÁČOVÁ, D., NOVÁK, P., KAŠPAR, M., SETVÁK, M., Fyzika oblaků a srážek. Praha: Academia. 574 s. ISBN SETVÁK, M., Experimentální 2,5minutové snímání družicemi MSG. Meteorologické Zprávy, roč. 68, č. 3, s ISSN SETVÁK, M., CHARVÁT, Z., VALACHOVÁ, M., BEDKA, K., Blended sandwich image products in nowcasting. In: Proceedings 2012 EUMETSAT Meteorological Satellite Conference. Sopot, Poland, 3-7 September Darmstadt: EUMETSAT.EUM P.61. ISSN SETVÁK, M., LEVIZZANI, V., Influences of NOAA and Meteosat HRPT Spatial Resolution on Cloud Top Observations of Deep Convective Storms. In: Proceedings 9 th Meteosat Scientific Users Meeting. Locarno, Switzerlan Darmstadt.:EUMETSAT. EUM P.11, s ISSN SETVÁK, M., NOVÁK, P., RADOVÁ, M., Teplotní charakteristiky horní hranice oblačnosti konvektivních bouří na družicových snímcích a jejich interpretace. Meteorologické Zprávy, roč. 61, č. 4, s ISSN SETVÁK, M., RADOVÁ, M., KAŇÁK, J., VALACHOVÁ, M., BEDKA, K. et al., Comparison of the MSG 2.5-minute rapid scan data and products derived from these, with radar and lightning observations. In: Proceedings 2014 EUMETSAT Meteorological Satellite Conference. Geneva, Switzerland, September Darmstadt: EUMETSAT.EUM P63. ISSN VALACHOVÁ, M., RADOVÁ, M., Vliv prostorového rozlišení družic na pozorování konvekčních bouří. Meteorologické Zprávy, roč. 67, č. 6, s ISSN Lektor (Reviewer) RNDr. Petr Pešice, Ph.D. INFORMACE RECENZE JAK OVLIVNILO ČÁSTEČNÉ ZATMĚNÍ SLUNCE VYBRANÉ METEOROLOGICKÉ PRVKY V ČESKÉ REPUBLICE Na území ČR se částečné zatmění Slunce projevilo od 9:34 do 12:02 SEČ, přičemž maximum úkazu, kdy Měsíc ukousnul přes 74 procent slunečního kotouče, se odehrálo (při sledování v Praze) v 10 hodin 46 minut, kdy Slunce vystoupalo do výšky 37 nad jihojihovýchodní obzor. Údaje pro další místa v České republice se liší maximálně o ±4 minuty. Porovnání sledovaných prvků bylo provedeno v časovém úseku mezi 9:00 a 14:00 SEČ. Jasná bezoblačná obloha během částečného zatmění umožnila vyhodnotit vliv úbytku sluneční energie na denní chod vybraných meteorologických prvků bez rušivého působení případné proměnlivé oblačnosti. Chybějící energie ze Slunce se projevila nejen na globálním záření, ale i na sledované teplotě vzduchu, teplotě přízemního teploměru (prvek byl záměrně nazván teplota přízemního teploměru, protože při slunečním svitu nepopisuje teplotu vzduchu v pěti centimetrech nad zemí, ale teplotu čidla viz obr. 4) a relativní vlhkosti. Přestože došlo v maximální fázi zatmění k zakrytí tří čtvrtin slunečního kotouče, trvání slunečního svitu jako meteorologického prvku nebylo přerušeno (intenzita přímého slunečního záření neklesla pod 120 W.m 2 ). Protože ovlivnění meteorologických prvků bylo na jednotlivých stanicích odlišné, jsou na grafech uvedeny průběhy prvků jako plošný průměr za ČR a stanice s největším a nejmenším ovlivněním. Jednotlivé křivky na obr. 2 znamenají plošný průměr z devatenácti stanic ČR měřících RGLB, největší pokles desetiminutové intenzity globálního záření byl na stanici Labská bouda, o 357 W.m 2, nejmenší pokles, o 283 W.m 2, na stanici Praha-Karlov, a to oproti hodnotám na začátku částečného zatmění. Bodové značky označují hodnoty předpověděné numerickým modelem ALADIN. Poslední křivka představuje teoretické hodnoty denního chodu globálního záření Meteorologické Zprávy, 68,

22 Stejně jako na předchozích grafech je na obr. 5 vynesen průběh plošného průměru prvku, tedy relativní vlhkosti vzduchu z 231 stanic ČR a průběh prvku na stanici Zákoutí (sněhový polštář), s největším vzestupem, a stanici Brno-Tuřany, kde se pokles pouze zpomalil. Všeobecně lze konstatovat, že na výše položených stanicích převažovaly výraznější projevy částečného zatmění u všech prvků. Obr. 1 Částečné zatmění Slunce v pátek 20. března 2015 s údaji pro Prahu (Zdroj: Planetárium Praha, pro stanici Hradec Králové při Linkeho koeficientu zákalu 3,5. Největší relativní pokles z předcházejících desetiminutových hodnot intenzity byl na stanici Ústí nad Labem-Kočkov, o 34 %. Na obr. 3 je znázorněn průběh plošného průměru teploty vzduchu z 252 stanic ČR a chod teploty na stanici Luční bouda, s největším poklesem o 4 C, a stanici Třeboň-Lužnice, kde se pouze zpomalil vzestup. Na obr. 4 znázorňujícím teplotu přízemního teploměru (TPM) je z grafu dobře vidět velmi odlišný vliv zatmění na jednotlivých stanicích. Opět je zde vynesen průběh plošného průměru 218 stanic, průběh na stanici Vyšší Brod, s největším poklesem, a na stanici Doksy, kde se vzestup hodnot pouze zpomalil. Takových stanic je více, ale je to způsobeno zastíněním přízemního teploměru v dopoledních hodinách. Literatura: ASTRO, Zatmění Slunce [online]. [cit ]. Dostupné z WWW: zatmeni-slunce.html. METELKA, L., Zatmění Slunce z hlediska příkonu slunečního záření [online]. Infomet [cit ]. Dostupné z WWW: =read&idd= METELKA, L., Intenzity slunečního záření během částečného zatmění Slunce [online]. Infomet [cit ]. Dostupné z WWW: php?id=read&idd= PLANETARIUM, Částečné zatmění Slunce [online]. [cit ]. Dostupné z WWW: planetarium.cz/?p=4771. ŠIMANDL, P., Zatmění Slunce se projevilo poklesem teploty [online]. Infomet [cit ]. Dostupné z WWW: VANÍČEK, K., Vliv částečného zatmění Slunce dne na některé meteorologické prvky na solární a ozonové observatoři ČHMÚ v Hradci Králové. Meteorologické zprávy, roč. 52, č. 6, s ISSN Luboš Němec, Ilona Zusková Obr. 2 Globální záření 20. března Obr. 3 Teplota vzduchu 20. března Obr. 4 Teplota přízemního teploměru 20. března Obr. 5 Relativní vlhkost vzduchu 20. března Meteorologické Zprávy, 68, 2015

23 BLESKOVÁ AKTIVITA KONVEKČNÍCH BOUŘÍ Michaela Valachová, Český hydrometeorologický ústav, Na Šabatce 2050/17, Praha 4; Univerzita Karlova v Praze, Matematicko-fyzikální fakulta, katedra fyziky atmosféry, V Holešovičkách 2, Praha 8, michaela.valachova@chmi.cz Lightning activity of convective storms. The process of electrification, dynamics and the microphysical composition of convective storms are closely related. Therefore, it is possible to infer microphysical characteristics or dynamic processes from the study of lightning activity and vice versa. Moreover, changes in the quantity or polarity of prevailing strokes warn about ongoing c hanges within a storm. All this information is very useful for nowcasting; however, the relationship between lightning activity and its fluctuations and the presence of severe phenomena have not been deeply studied within Europe. This paper aims to study the properties of storms by using methods of remote sensing and deals with possible applications of them for nowcasting. In order to examine microphysical properties and dynamics of storms, satellite data are used in high spatial (Suomi-NPP and Aqua satellites) as well as high temporal resolution (2.5 min rapid scan, MSG satellite). Severe storms are shown in the context of these observations connected with the lightning characteristics measured by the detection network used in Central Europe (CELDN). Pulsations of lightning activity related to the intensity of updrafts are examined and associated with the occurrence of severe weather recorded in ESWD database. KLÍČOVÁ SLOVA: bouře konvekční blesk nowcasting dynamika oblaku mikrofyzika oblaku CELDN ESWD KEYWORDS: convective storm lightning nowcasting cloud dynamics cloud microphysics CELDN ESWD 1. ÚVOD Data ze systému detekce a lokalizace blesků jsou u nás z prognostického hlediska využívána pouze jako indikátor bouřkové činnosti. Tato data mají ale mnohem širší uplatnění. Lze je využít nejen k monitorování elektrické aktivity bouře v průběhu jejího životního cyklu, ale také poukazují na změny probíhající v mikrofyzikálním složení a dynamice dané bouře (např. Bedka et al. 2015, Schultz et al. 2011), příp. celého systému konvekčních bouří (Makowski et al. 2013). Tzv. blesková data tak mohou výrazně přispět ke zlepšení nowcastingu konvekčních bouří. Nebezpečné jevy konvekčních bouří fyzikálně úzce souvisí s výstupnými proudy v oblaku. Operativně se tyto výstupné proudy v Evropě běžně neměří, pomocí metod dálkové detekce však můžeme pozorovat jejich důsledky. Projevem nejvyšších partií výstupných proudů na horní hranici oblačnosti (HHO) konvekčních bouří jsou přestřelující vrcholy (angl. overshooting tops, OT), které se v družicové meteorologii využívají k detekci aktivních jader bouře (např. Bedka 2011, Dworak et al. 2012). Také oblačná elektřina a blesky jsou ovlivněny výstupnými proudy (např. Deierling, Petersen 2008). Vznik center elektrického náboje v oblacích je totiž podmíněn srážkami ledových krystalků a krupek za přítomnosti přechlazených vodních kapek, které probíhají právě v oblasti výstupného proudu bouře (Řezáčová et al. 2007; Rakov, Uman 2003; Saunders 1993). Proto očekáváme vzájemný vztah mezi bleskovou aktivitou a rozvojem nebezpečných doprovodných jevů konvekčních bouří. Počátky výzkumů a teorií vzniku bouřkové elektřiny sahají do 20. let 20. století a jsou založeny na četných pozorováních, měřeních a výpočtech (Wilson 1929; Simpson, Scrase 1937). Ve druhé polovině 20. století pak bylo provedeno mnoho experimentů a byla navržena řada teorií zabývajících se atmosférickou elektřinou. Jedním z prvních, kdo se podrobněji zabýval rolí konvekce v souvislosti s elektrizací bouře, byl Vonnegut (1953), který později navázal na svá pozorování studiemi vztahu mezi elektřinou a tornády v rámci konvekčních bouří (Vonnegut, Moore 1958; Vonnegut 1960). V práci Vonneguta (1963) byla provedena přehledná diskuze tehdejších poznatků o procesu elektrizace bouří, avšak vztah mezi náboji oblaku a bleskovými výboji jako první analyzoval Kasemir (1960). Během následujících tří desetiletí se tyto znalosti rozšířily také o pozorování meteorologických radarů podpořená balonovými a letadlovými měřeními (Williams 2001). Dále byly studovány souvislosti elektrizace s dynamikou a mikrofyzikou bouřkového oblaku. Např. Zipser, Lutz (1994) uvádějí, že pro silnou elektrizaci musí rychlost výstupného proudu v oblaku blízko hladiny nulové izotermy přesahovat 6 m.s 1. Sherwood et al. (2006) na základě družicových údajů (Tropical Rainfall Measuring Mission) ukázali, že koncentrace krup významně koreluje s bleskovou aktivitou a že množství blesků souvisí s množstvím malých ledových částic (<30 μm) v horní části oblaku. V posledních letech se pozornost soustředí zejména na podrobná mapování elektrických procesů v oblaku a trojrozměrné lokalizace drah výbojů blesku (např. Elliot et al. 2012). Mnoho studií se také zabývá detekcí blesků pomocí družic a jejich vyhodnocováním a porovnáním s detekcí pozemními čidly (např. Thompson et al. 2014), protože přístroje detekující bleskovou aktivitu pro budoucí operativní geostacionární družice (americký GOES-R a evropský Meteosat třetí generace) jsou v současné době ve fázi vývoje. 2. POUŽÍVANÁ DATA 2.1 Data ze sítě detekce blesků Blesk je tvořen jedním, nebo více dílčími výboji; zhruba polovina všech blesků směřujících do země obsahuje pouze jeden dílčí výboj, zatímco druhá polovina dva a více dílčích výbojů (ems 2015). Výboj blesku, jímž se neutralizují náboje opačné polarity téhož oblaku nebo různých oblaků, je nejčastějším výbojem blesku a označuje se zkratkou CC (z angl. Cloud to Cloud). Výbojem blesku CG (z angl. Cloud to Ground) se neutralizují náboje opačné polarity mezi oblakem a zemí. Poměr mezi počtem výbojů CC a CG je u nás 5:1 až 2:1 (ems 2015), podle Williamse (2001) má obecně tento poměr tendenci růst s velikostí bouře a její elektrickou aktivitou. Výboje mezi oblakem a zemí můžeme podle ems (2015) rozlišit na 4 základní typy: s vůdčím výbojem šířícím se z kladného náboje oblaku k zemi (CG+), s vůdčím výbojem šířícím se ze záporného náboje oblaku k zemi (CG ) a výboje vznikající na vysokém objektu na zemi a šířící se do oblaku s nábojem kladné a záporné polarity, které se od prvních dvou liší pouze směrem větvení. Pozemní detekce blesků je založena na principu zachycení změn elektromagnetického pole vyvolaných bleskovým výbojem (Řezáčová et al. 2007), detekční systémy se však mezi sebou liší v závislosti na používaných frekvencích i výrob- Meteorologické Zprávy, 68,

24 cích jednotlivých čidel 1). V ČHMÚ je od roku ) využívána středoevropská síť pro detekci a lokalizaci bleskových výbojů (Central European Lightning Detection Network, CELDN), provozována společností Siemens AG, která je součástí celoevropského sdružení EUCLID (EUropean Cooperation for LIghtning Detection, www. euclid.org). Informace z detekčních senzorů jsou zpracovávány v reálném čase a každému zaznamenanému výboji je určena jeho poloha v zeměpisných souřadnicích, čas, typ (CC nebo CG), odhad proudové amplitudy a polarita bleskového výboje. CELDN měří v pásmu velmi dlouhých vln, což je vhodné zejména pro detekci CG výbojů na velké ploše (v rámci států, kontinentu) a z části i pro detekci CC výbojů (ems 2015). Z toho vyplývá účinnost detekce, která se pro CG výboje pohybuje kolem 90 %, ale pro CC je daleko nižší odhadovaná na asi 5 až 30 %, v závislosti na druhu čidla. Je také třeba brát v úvahu přesnost lokalizace výbojů (CG s přesností asi 1 km) a nejistotu určení proudové amplitudy, která se odhaduje až na desítky procent (Novák, Kyznarová 2011). 2.2 Družicová data Jevy probíhající na HHO jsou výsledkem procesů a interakcí probíhajících uvnitř bouře, proto můžeme na základě družicových pozorování odhadnout intenzitu dané bouře nebo její následný vývoj. Mezi charakteristiky, které poukazují na potenciální nebezpečnost bouře, můžeme zařadit přestřelující vrcholy (Bedka 2011, Valachová et al. 2013) nebo vlečky (Levizzani, Setvák 1996) ve viditelném pásmu (VIS) či tzv. studené prstence a studená U (Setvák et al. 2008) v pásmu tepelném (IR). Důležité je také sledovat mikrofyzikální složení HHO a jeho změnu v průběhu životního cyklu bouře v pásmu o vlnových délkách 1,5 4,0 μm. Zvýšené hodnoty odrazivosti v tomto pásmu totiž bývají způsobeny přítomností většího množství drobných ledo- Obr. 1 Vývoj bouře Hessen z pohledu družice MSG (zobrazeno v původní družicové projekci, výřez stejné oblasti) v čase 11:03, 11:28 a 12:18 UTC, sendvičové produkty IR-BT (nahoře) a Storm RGB (dole). Vlevo: začíná se tvořit kovadlina a objevuje se první OT, uprostřed: na HHO studený prstenec a vpravo: viditelný výtok z bouře, na HHO vlečka a studené U, vznikají nové bouře severněji (studené prstence). Fig. 1. Evolution of a Hessen storm from the MSG satellite (native satellite projection, the same area) at 11:03, 11:28 and 12:18 UTC, sandwich products of IR-BT (top) and Storm RGB (bottom). Left: the anvil starts to form and the first OT appears. Middle: a distinct cold-ring shape the cloud-top. Right: a distinguishable outflow is visible a plume and a cold-u shape at the cloud-top, while new storms are evolving to the north (cold-ring shaped storms). Obr. 2 Vlečka nad kovadlinou bouře Hessen a nově vznikající bouře na severu (v profilech více vpravo) zaznamenané družicemi Aqua, CloudSat a CALIPSO. Vlevo: detailní snímek přístroje MODIS (družice Aqua) v čase 12:25 UTC, sendvičový produkt kanálů 31 a 1. Černou čarou je zaznamenána dráha přeletu družice CloudSat, elipsa značí část vlečky zachycené radarem a lidarem (viz elipsa v pravé části obr.) a černý trojúhelník přibližnou polohu výskytu krup kolem 12:26 UTC. Vpravo: a) profil oblačného radaru CPR (družice CloudSat), b) profil oblačného lidaru CALIOP (družice CALIPSO), c) sloučené profily, kde je uprostřed viditelná vlečka složená z drobných částic pro radar neviditelných (označeno elipsou). Fig. 2. The plume over the anvil of the Hessen storm and newly developing storms to the north (more to the right in profiles) observed by Aqua, CloudSat and CALIPSO satellites. Left: Detailed image of a MODIS instrument (Aqua satellite) at 12:25 UTC, sandwich product of bands 31 and 1. The track of CloudSat is marked by a black line, while a part of the plume measured by CloudSat and CALIPSO is represented by an ellipse (see the ellipse in the right part of the figure). The approximate position of hail occurrence is marked by the black triangle. Right: a) CloudSat CPR reflectivity profile, b) CALIPSO CALIOP profile, c) an overlap of these profiles, where the plume is composed of small particles which are invisible to radar (the black ellipse). 1) Jak se vzájemně liší dvě detekční sítě měřící na území České republiky ukázal Novák (2012), který objektivně porovnal blesková data během jedné konvekční sezony. 2) Počátky pozemní detekce blesků na území ČR spadají do konce 90. let 20. století, kdy byl řešen výběr vhodného detekčního systému pro ČHMÚ (Franc 2001). vých krystalků, které mohou indikovat intenzivnější výstupné proudy v oblaku (Setvák et al. 2003; Setvák, Doswell 1991). V rámci této studie používáme experimentální 2,5minutové snímání geostacionární družicí Meteosat-8 (více viz Setvák 2015 nebo doplněné o snímky z družic s polární drahou letu. Polární družice sice nemají tak vysoké 86 Meteorologické Zprávy, 68, 2015

25 časové rozlišení, ale jejich prostorové rozlišení je o řád lepší. Družice Suomi-NPP v poddružicovém bodě pořizuje snímky s rozlišením 750 m, v 5 kanálech až 375 m (tzv. Image bands), a družice Aqua ve dvou VIS kanálech dokonce 250 m, zatímco geostacionární družice MSG (Meteosat second generation) měří v oblasti střední Evropy s rozlišením přibližně 3,5 6 km, v kanálu HRV (High Resolution Visible) 1 2 km, kde delší rozměr platí pro směr sever jih (více o vlivu rozlišení družic viz Valachová, Radová 2014). Dále, pokud je to možné, je kromě vzhledu HHO bouře zkoumána také její vertikální struktura pomocí družic CloudSat a CALIPSO, které letí těsně za sebou a na své palubě nesou oblačný radar a lidar (podrobnosti viz Kuma 2010). 2.3 Databáze nebezpečných jevů Evropská databáze nebezpečných jevů (European Severe Weather Database, ESWD) je provozována neziskovou organizací ESSL (European Severe Storms Laboratory). Tato databáze shromažďuje a poskytuje detailní informace o nebezpečných projevech počasí v rámci celé Evropy. Formulář o výskytu nebezpečného jevu může vyplnit kdokoliv pomocí internetových stránek Každé hlášení pak prochází pečlivou kontrolou kvality a je mu přiřazena míra věrohodnosti: QC0 je přijatý, ale neověřený záznam, QC0+ věrohodný; QC1 potvrzený jiným pozorovatelem a QC2 je plně potvrzený autorizovanou entitou. Každý záznam o nebezpečném jevu je doplněn polohou a časem výskytu, i s uvedením možné nepřesnosti. Dále je přidán detailní popis daného jevu, příp. i fotografie a videa. 3. METODIKA 3.1 Výběr jednotlivých případů Pro tuto detailní studii konvekčních bouří jsou využity výsledky experimentu provedeného s družicí MSG, který byl v roce 2013 realizován během čtyř dnů (podrobnosti viz nebo Setvák 2015). V těchto čtyřech dnech byly vybrány déletrvající a izolované bouřky, které se vyskytly v denních hodinách, tedy v době, kdy bylo dostatek slunečního záření, aby bylo možné pozorovat jevy probíhající na HHO a využít všechny kanály pro tvorbu potřebných produktů (viz část 3.3). Oblast zkoumání je omezena dosahem středoevropské sítě CELDN, i když pro jeden z případů (část 4.1) byla poskytnuta data rozšířená o oblast západní části Německa. Pozornost byla zaměřena na ty bouřky, u kterých byly jako nebezpečný doprovodný jev zaznamenány kroupy. Tyto přísné podmínky umožnily zkoumat pouze desítku konvekčních bouří, ale zároveň poskytují cenný soubor dat vhodný pro srovnávání. Tři detailněji rozebrané případy jsou popsané v kapitolách 4.1, 4.2 a Zpracování dat ze sítě detekce blesků Detekční síť CELDN neposkytuje informace o shlukování výbojů do jednotlivých blesků (Diendorfer 2007) a operativně se v ČHMÚ nepoužívá žádný takový algoritmus. V tomto příspěvku se pracuje pouze s jednotlivými výboji tak, jak byly naměřeny touto detekční sítí. Nejsou sdružovány do jednotlivých blesků, aby použitým algoritmem nebyla vnesena chyba či nežádoucí shlazení. Rozdíl mezi shlukováním jednotlivých výbojů do blesků a studiem samostatných výbojů je totiž otázkou citlivosti detekční sítě a vzdálenosti daného výboje od měřicího čidla (Williams et al. 1999). Pro detailní rozbor jednotlivých konvekčních bouří jsou důležité pouze relativní porovnání daných charakteristik v průběhu životního cyklu bouře a fyzikální podstata jevu. Zobrazení a statistické zpracování dat CELDN bylo provedeno pomocí volně dostupného softwaru R ( Časový vývoj jednotlivých výbojů dané bouře je zobrazován jak v souřadnicích LAT a LON, kde jsou barevně odlišeny 15minutové intervaly, příp. typ výboje, tak pomocí histogramů, kde jsou studovány změny v počtu výbojů v pětiminutových intervalech (operativně jsou ve stejném intervalu dostupná blesková data i tzv. rapid scan režim družice MSG). Tyto grafy jsou pak doplněny o zaznamenané nebezpečné jevy z databáze ESWD (přibližná poloha i časové rozmezí) a pomocí družice pozorované jevy na HHO bouře v konkrétních časech. 3.3 Zobrazení družicových pozorování Jednotlivé družicové snímky byly vytvořeny volně dostupným vizualizačním softwarem McIDAS-V ( edu/mcidas/software/v) a grafickým softwarem Adobe Pho- Obr. 3 Časový vývoj všech výbojů bouře Hessen po 15minutových intervalech (a) a rozmístění jednotlivých typů výbojů (b). Přibližná poloha výskytu krup podle ESWD je značena černým trojúhelníkem. Fig. 3. Time evolution of all strokes of the Hessen storm at 15-minute intervals (a) and the distribution of different kinds of strokes (b). The approximate position of hail occurrence according to ESWD is marked by the black triangle. Meteorologické Zprávy, 68,

26 toshop CS5, profily z družic CloudSat a CALIPSO pomocí softwaru ccplot ( nebo Kuma 2010). Vývoj studovaných bouří z pohledu družice MSG je ukázán na sekvencích obrázků, kde jsou pro jednoduchost popisky času 2,5minutového snímání zaokrouhleny na celé minuty. Pole jasových teplot IR je zobrazeno pomocí tzv. sendvičových produktů (Setvák et al. 2012), které vznikají přeložením snímku IR s barevně zvýrazněnými teplotami 200 až 240 K (přibližně 73 až 33 C, značeno jako IR-BT) přes snímek HRV. Podobným způsobem je zobrazeno i mikrofyzikální složení HHO, kdy je přes snímek HRV přeložen tzv. Storm RGB produkt (více o RGB produktech viz oiswww.eumetsat.org/ipps/html/msg/rgb). V tomto produktu jsou drobné ledové částice zobrazeny výraznými odstíny žluté, které vznikají díky většímu příspěvku zelené složky, jež je tvořena rozdílem kanálů IR 3.9 a IR Interpretace vzhledu HHO na tomto produktu ale není vždy jednoznačná, protože žlutou barvou mohou být zvýrazněny nejen oblasti s vyšší intenzitou odražené složky záření v IR 3.9, ale také velmi chladné pixely v kanále IR Proto je vzhled HHO bouře ověřován také pomocí samotného mikrofyzikálního kanálu IR 3.9. Snímky z družic s polární drahou letu jsou zde ukázány kvůli detailnějšímu studiu vzhledu, struktury a mikrofyzikálních vlastností HHO bouří v daný čas snímání. Pozorování z družic nám po skytují velmi detailní, byť nepřímé informace jak o struktuře nebo mikrofyzice jejich HHO, tak o dynamickém vývoji dané bouře. Proto jsou popsána v textu a výskyt vý značných jevů na HHO je zaznamenán do histogramů počtu výbojů jednotlivých bouří. Je tak možné zkoumat souvislosti daných charakteristik s bleskovou aktivitou bouře. Pozornost byla zaměřena zejména na výskyt OT pozorovaných na HHO ve VIS, jednotlivá lokální minima jasové teploty v IR-BT a délku trvání zajímavého jevu, jako např. vlečky nebo výskytu drobnějších ledových částic v kovadlině studované bouře. Výskyt OT byl určován pro každý z uvedených případů subjektivně, automatické detekční metody totiž mohou mít vysoký počet chybných detekcí (viz např. Radová et al. 2015), nejsou tak příliš vhodné pro jednotlivé případové studie. Lokální minima IR-BT byla stanovena z časového vývoje nejchladnějšího pixelu jasové teploty HHO bouře. 3.4 Nebezpečné doprovodné jevy bouří Tato studie je zaměřena pouze na hlášení o krupobití, protože právě kroupy mj. poukazují na intenzitu výstupného proudu a tím i na nebezpečnost studované bouře. Navíc tento nebezpečný jev není tolik prostorově rozsáhlý, na rozdíl od hlášení o silném větru nebo přívalových povodních, a snadno jej lze přiřadit konkrétní bouři. V databázi ESWD jsou jako nebezpečné zaznamenány pouze kroupy, které mají maximální průměr 2 cm a více, nebo menší kroupy, které na zemském povrchu vytvoří vrstvu o tloušťce minimálně 2 cm. Hlášení o krupobití, která souvisí se studovanou bouří, jsou doplněna do histogramů a jejich poloha je zaznamenána i v souvislosti s postupem bouře v čase. 4. PŘÍPADOVÉ STUDIE 4.1 Bouře Hessen, Výrazná konvekční bouře se vyvinula v dopoledních hodinách na čáře instability nad západním Německem, v oblasti spolkové země Hesensko (odtud označení bouře Hessen ). Podle družicových snímků se v 10:30 UTC začínají vyvíjet oblaka druhu Cumulus, z nichž se kolem 11:00 UTC vyvíjí Obr. 4 Počet výbojů bouře Hessen v pětiminutových intervalech a jevy na HHO. Šedé sloupce značí počet všech výbojů dohromady, žlutá linka značí jen výboje CC, modrá jen CG a červená jen CG+. Zelenou linkou je označen poměr CG+/CG (pravá osa). Ve vrchní části jsou doplněny pozorované jevy na HHO bouře a vyznačeno období, kdy se nad kovadlinou vyskytovala vlečka (vrchní žlutá linka). Výskyt krup podle ESWD je zaznamenán černou čarou, šrafovaně je rozmezí nejistoty určení času (±5 min). Fig. 4. Number of strokes of the Hessen storm at 5-minute intervals and cloud-top phenomena. The number of all strokes is in the grey columns, the yellow line marks only CC, the blue only CG, and the red only CG+ strokes. The rate of CG+/CG is represented by the green line (right axis). At the top of the figure, the phenomena observed at the cloud-top are dispayed, and the time period when a plume over the anvil occurred is displayed (top yellow line). Hail occurrence according to ESWD is marked by the black line, while the interval of time determination uncertainty (±5 minutes) is hatched. Cumulonimbus a postupně se na HHO bouře v IR-BT formuje zřetelný studený prstenec (obr. 1 uprostřed). Nejchladnější pixel kovadliny této bouře byl naměřen v 11:13 UTC s hodnotou 209 K. Po 11:30 UTC se studený prstenec začíná transformovat do studeného U a na HHO lze od této chvíle pozorovat vlečku, která je z mikrofyzikálního hlediska poměrně nevýrazná. V čase od 11:50 UTC je na snímcích zřetelný výtok studeného vzduchu z bouře Hessen (obr. 1 vpravo), který později odřízne vtok vlhkého a teplého vzduchu do bouře. Tato bouře následně po 12:20 UTC podle družicových snímků slábne a na sever od ní vznikají další bouře. Ke 13:00 UTC už bouře Hessen úplně zaniká. Vlečka nad kovadlinou bouře byla kolem 12:27 UTC zaznamenána oblačným radarem a lidarem družic CloudSat a CALIPSO a družicí Aqua (viz obr. 2). Přibližně ve stejnou dobu (12:26 UTC) byly podle ESWD zaznamenány kroupy o maximální velikosti v průměru 6 cm s délkou trvání krupobití přibližně 10 minut (přesnost ±5 minut, QC1; značeno černým trojúhelníkem na obr. 2 a 3, černou čarou v obr. 4). Prostorové rozložení jednotlivých výbojů bouře Hessen, která postupovala k severovýchodu, je zaznamenáno na obr. 3 a počet výbojů v pětiminutových intervalech na obr. 4. Na začátku životního cyklu bouře převládaly CG a CC výboje. Výraznější nárůst CC výbojů nastal až po 11:00 UTC, kdy se během 15 minut počet zvedl asi na šestinásobek (obr. 4). Až v této době se začala objevovat lokální minima v IR-BT. 88 Meteorologické Zprávy, 68, 2015

27 Maximum CG výbojů bylo zaznamenáno v čase 10:45 až 10:50 UTC, pak následovalo lokální maximum v intervalu 11:25 až 11:30 UTC. Výraznější výskyt CG+ výbojů byl detekován v čase mezi 11:10 a 12:20 UTC s maximem v intervalu 11:35 až 11:40 UTC. Vlečka nad kovadlinou bouře se objevuje v čase mezi maximy CG a CG+ výbojů a zároveň mezi vrcholy histogramu počtu všech výbojů. Po 11:35 UTC je bouře z hlediska výskytu OT velmi aktivní, v této době se vyskytuje také maximum všech výbojů a současně maximum CC výbojů. Z časového průběhu jednotlivých typů výbojů lze vypozorovat, že v čase 11:45 až 12:10 UTC jsou trendy výbojů CG a CG+ opačné. Před 12:00 UTC je zaznamenán výrazný pokles jak CC, tak i CG výbojů, počet CG+ výbojů naopak stoupá. Po 12:00 UTC se objevují lokální maxima v CC a CG+ výbojích následovaná poklesem v počtu všech výbojů. 4.2 Bouře Baden, Tato bouře se vyvinula v odpoledních hodinách v oblasti Bádensko-Württembersko na jihozápadě Německa a zvolna postupovala k severovýchodu. Většinu času se její kovadlina prolínala s kovadlinou supercelární bouře, která vznikla v podhůří Alp na jihu Bavorska, přesto však byla na družicových snímcích poměrně výrazná (obr. 5). První oblaka druhu Cumulus se začala tvořit na výtoku bouří postupujících ze Švýcarska a Rakouska už před 14:00 UTC, kovadlinu bouře lze pozorovat od 14:15 UTC. V čase 14:28 a 14:30 UTC se na HHO objevují nejchladnější pixely celého období trvání bouře, a to s jasovou teplotou 211 K (obr. 5 vlevo). Poměrně rychle se na HHO bouře formuje studené U, které je zřetelné už v 14:38 UTC. V čase 14:45 až 15:13 UTC je bouře velmi aktivní a na HHO lze pozorovat výrazné OT. V 14:48 UTC dokonce vzniká i vlečka, která je na družicových snímcích rozeznatelná až do 15:25 UTC (obr. 5). Kolem 15:00 UTC se na Storm RGB produktu objevují výrazné žluté odstíny (značeno šipkou v obr. 5), které na HHO přetrvávají do 15:20 UTC. Zdrojem těchto drobných ledových částic ve vrcholku oblaku je pravděpodobně OT, který se vytvořil na severovýchodě aktivního jádra bouře. Ve stejnou dobu, tedy kolem 15:00 UTC, byly podle ESWD zaznamenány kroupy o velikosti v průměru až 5,5 cm (přesnost ±15 minut, QC0+; značeno černým trojúhelníkem na obr. 6 a černou čarou na obr. 7). Kolem 16:00 UTC bouře Baden zaniká. Z obr. 7 je zřejmé, že počtem všech výbojů v pětiminutových intervalech tato bouře vysoce převyšuje ostatní zde uvedené případy, přestože rozlohou jsou si tyto bouře podobné (porovnej obr. 3 a 6, 4 a 7). Na obr. 6a je vidět pozvol- Obr. 5 Vývoj bouře Baden z pohledu družice MSG (zobrazeno v původní družicové projekci, výřez stejné oblasti) v čase 14:28, 15:03 a 15:20 UTC, sendvičové produkty (stejně jako u obr. 1). Vlevo: začíná se tvořit kovadlina bouře a objevuje se nejchladnější pixel, uprostřed: nad kovadlinou se vyskytuje vlečka, v IR zřetelné studené U, zaznamenány drobné ledové částice (šipka). Vpravo: vlečka i studené U stále zřetelné. Fig. 5. Evolution of a Baden storm from the MSG satellite (native satellite projection, the same area) at 14:28, 15:03 and 15:20 UTC, sandwich products (same as Fig. 1). Left: the anvil starts to form and the coldest pixel appears. Middle: a plume over the anvil appears, a distinct cold-u shape in IR, small ice particles are observed (marked by the arrow). Right: the plume and cold-u are still distinct. Obr. 6 Časový vývoj všech výbojů bouře Baden po 15minutových intervalech (a) a rozmístění jednotlivých typů výbojů (b). Přibližná poloha výskytu krup podle ESWD je označena černým trojúhelníkem. Fig. 6. Time evolution of all strokes of the Baden storm at 15-minute intervals (a) and a distribution of different types of strokes (b). The approximate position of hail occurrence according to ESWD is marked by the black triangle. Meteorologické Zprávy, 68,

28 Obr. 7 Počet výbojů bouře Baden v pětiminutových intervalech a jevy na HHO. Popis stejný jako u obr. 4. Výskyt krup podle ESWD je zaznamenán černou čarou, šrafovaně je rozmezí nejistoty určení času (±15 min). Fig. 7. Number of strokes of the Baden storm at 5-minute intervals and cloud-top phenomena. The description is the same as in Fig. 4. Hail occurrence according to ESWD is marked by the black line, while the interval of time determination uncertainty (±15 minutes) is hatched. ný postup bouře k severovýchodu. Výrazná převaha CG nad CG+ výboji je zřetelná z obr. 7, kde poměr CG+/CG po většinu životního cyklu bouře nepřesahuje 25 %. Výrazný nárůst počtu CC a CG výbojů se objevuje v čase před 14:30 UTC, kdy se vyskytují také první chladné OT. Počet CC výbojů se během 25 minut zvýšil asi na desetinásobek své původní hodnoty, v intervalu 14:30 až 14:35 UTC se objevuje maximum CG výbojů. V čase 14:35 až 15:00 UTC mají výboje počtu CG a CG+ opačné trendy. Kolem 14:48 UTC začíná vznikat vlečka nad kovadlinou bouře. Další výrazný vrchol v počtu všech výbojů byl zaznamenán v čase kolem 15:00 UTC, ve stejnou dobu se začínají objevovat drobné částice ledu na HHO bouře a podle ESWD jsou v 15:00 UTC zaznamenány kroupy. Po 15:10 UTC už počet CC i CG výrazně klesá, po 15:30 UTC už počet výbojů v pětiminutovém intervalu nepřesahuje Bouře Mnichov, Tato bouře byla velmi výrazná na počátku svého vývoje na produktu Storm RGB, přestože nebyla podle ESWD doprovázena žádným nebezpečným jevem. Bouře Mnichov vznikla kolem 12 UTC nad jihovýchodním Německem v oblasti východně od Mnichova a postupovala dále k severu. Po přibližně 20 minutách se na produktu Storm RGB objevují první výrazné odstíny žluté, vyšší odrazivost je pozorována také v samotném kanálu IR 3.9. Z toho je možno soudit, že kovadlina je tvořena drobnými ledovými částicemi, které mohou indikovat intenzivní výstupný proud v oblaku. Sytější žluté odstíny na HHO přetrvávají více než hodinu, ale v 13:00 UTC zdroj drobných ledových částic zaniká a kovadlina je postupně od jihovýchodu tvořena většími ledovými částicemi (odstín spíše do oranžova, tedy menší příspěvek zelené složky v RGB produktu, viz spodní část obr. 8). Z pohledu struktury teplotního pole IR je bouře zřetelná až po 12:10 UTC, kdy se na HHO objevovaly pouze jednotlivé chladné pixely. Nejchladnější pixel s hodnotou 208 K byl zaznamenán v čase 13:13 UTC (obr. 8 uprostřed, horní část). Postupně se v poli jasových teplot zformovalo studené U (obr. 8, vpravo nahoře), které se začalo tvořit v 13:20 UTC a postupně se rozšiřovalo, vlečka v HRV ale nebyla zaznamenána. Po 14:00 UTC už je teplotní struktura HHO této bouře nevýrazná. V čase po 14:30 UTC postupně vznikají další konvekční bouře v těsném okolí bouře Mnichov, na družicových snímcích je proto těžké ji jasně oddělit od ostatních. Co se bleskové aktivity této bouře týká, nebyla tolik výrazná jako u bouří v předchozích případech. Počet všech výbojů v pětiminutových intervalech nepřesáhl 30 (obr. 10), kdežto u bouře Baden jich bylo zaznamenáno přes 200 (obr. 7). Rozložení jednotlivých výbojů v čase a prostoru je zobrazeno na obr. 9. Na rozdíl od předchozích případů u bouře Mnichov nebylo jasné, které výboje ještě k bouři přiřadit a které už patří jiným konvekčním bouřím, jež vznikaly po 14:00 UTC v okolí studované bouře. K určení, které výboje ještě do bouře zařadit, byla v tomto případě použita také pětiminutová data maximálních radarových odrazivostí ze sítě CZRAD přeložená detekovanými výboji sítě CELDN v pětiminutovém intervalu, používaná operativně v ČHMÚ. Pouze výboje, které překrývaly sledované jádro radarové odrazivosti, byly zařazeny do této studie. V celkovém počtu výbojů i u této bouře převládají CC (obr. 10), ale nepozorujeme zde výraznější nárůst jako v předchozích případech. Průběh počtu všech výbojů i jednotlivých typů výbojů je díky celkově malému množství značně pro- Obr. 8 Vývoj bouře Mnichov z pohledu družice MSG (zobrazeno v původní družicové projekci, výřez stejné oblasti) v čase 12:48, 13:13 a 13:33 UTC, sendvičové produkty (stejně jako obr. 1). Vlevo: kovadlina složena z drobných ledových částic. Uprostřed: kovadlina stále složená převážně z drobných ledových částic, v IR se objevuje nejchladnější pixel. Vpravo: struktura pole jasové teploty už ve tvaru studeného U, kovadlina složena z větších ledových částic (oranžovější odstín v Storm RGB produktu). Fig. 8. Evolution of a Munich storm from the MSG satellite (native satellite projection, the same area) at 12:48, 13:13 and 13:33 UTC, sandwich products (same as Fig. 1). Left: the anvil is composed of small ice particles. Middle: the anvil is still composed mostly of small ice particles; the coldest pixels appears in IR. Right: the structure of brightness temperature in the cold-u shape, the anvil is composed of larger ice particles (less green component in the Storm RGB product). 90 Meteorologické Zprávy, 68, 2015

29 Obr. 9 Časový vývoj všech výbojů bouře Mnichov po 15minutových intervalech (a) a rozmístění jednotlivých typů výbojů (b). Fig. 9. Time evolution of all strokes of the Munich Storm at 15-minutes intervals (a) and the distribution of particular strokes (b). měnlivý. Výboje CG jsou výrazně četnější v období 12:50 až 13:30 UTC, a během nárůstu dokonce jejich počet v některých intervalech převyšuje počet CC výbojů. Zajímavé také je, že k prudkému nárůstu CG výbojů dochází před 13:00 UTC, tedy ve stejné době, kdy už zaniká zdroj drobných ledových částic a v IR se začíná formovat studené U. Nejčetnější byly výboje v intervalech v období 13:10 až 13:45 UTC, maxima ale nejsou příliš zřetelná, vyskytují se pouze během jednoho intervalu. Z polohy typů jednotlivých výbojů v obr. 9 i z obr. 10 je vidět, že se zpočátku nevyskytovaly téměř žádné CG+. Výraznější nárůst CG+ výbojů nastává asi 15 minut po výrazném nárůstu CG, s maximem v intervalu 13:25 až 13:30 UTC. Před 14:30 UTC blesková aktivita bouře slábne. V intervalu 14:35 až 14:40 UTC se objevují lokální maxima CG a CG+ výbojů, pak bouře zaniká. 5. DISKUZE Při vyhodnocování provedené studie je třeba si uvědomit, že při použití jiného systému detekce blesků by mohla mít zcela jiné vyznění. Rozdílu mezi detekčními sítěmi jsme si dobře vědomi, proto jsme chtěli využít také sítě LINET dostupné na území ČR, která navíc dává informace o výšce zaznamenaného CC výboje (Betz et al. 2009). Blesková data jsou bohužel v současné době obrovskou komerční záležitostí, proto zde pracujeme pouze s daty ze sítě CELDN. Určování jevů na HHO bouří bylo subjektivní a nejednoznačné. Na snímcích ve VIS bylo mnohdy těžké rozeznat podrobnější struktury na HHO díky příliš hrubému rozlišení družice MSG. V poledních nebo brzkých odpoledních hodinách se navíc na HHO nevyskytují stíny, které zvýrazňují útvary na HHO, a pomáhají tak v detekci jednotlivých OT. Ze záznamu jevů na HHO bouře v horní části obr. 4, 7 a 10 je zřejmé, že ne každé minimum v IR-BT odpovídá výskytu OT. Lokální minima jasové teploty mohou souviset i s jinými jevy na HHO, jako jsou např. začínající vlečka nebo tzv. jumping cirry (více viz Setvák et al. 2014). Také výskyt drobných ledových částic na HHO bouří nemusí nutně souviset s výstupným proudem bouře, jako je tomu pravděpodobně v případu Obr. 10 Počet výbojů bouře Mnichov v pětiminutových intervalech a jevy na HHO. Popis stejný jako u obr. 4. Období, kdy byl aktivní zdroj malých ledových částic, je vyznačeno žlutou linkou v horní části obrázku. Fig. 10. Number of strokes of the Munich Storm at 5-minute intervals and cloud-top phenomena. The description is the same as in Fig. 4. The time period of activity of the small ice particles source is marked by the yellow line at the top of the figure. bouře Mnichov, kde zdroj drobných ledových částic zaniká při nárůstu počtu výbojů v pětiminutových intervalech, tedy při zesílení výstupného proudu. Bouře Mnichov zde byla uvedena jako příklad konvekční bouře, která je na družicových snímcích v Storm RGB produktu výrazná, ve skutečnosti se ale jednalo i z pohledu bleskové aktivity o poměrně slabou bouři. Jak uvádí Williams (2001) v závěru, bylo již provedeno mnoho případových studií, ze kterých není možné vyvodit jednoznačný závěr, a ani tento článek nemůže přispět jednoznačným tvrzením. Pro vyvození předpokladů pro bouře ve střední Evropě, ověření získaných znalostí a aplikaci těchto poznatků v předpovědní praxi je třeba provést rozsáhlý výzkum. Jednotlivá pozorování a možné souvislosti zde uvedených případových studií jsou shrnuty v následujících kapitolách. Meteorologické Zprávy, 68,

30 5.1 Pulzace v počtu výbojů V prvních dvou uvedených případech bouří je z obr. 4 a 7 na první pohled patrná pulzace v celkovém počtu výbojů, u bouře Mnichov je díky malému počtu výbojů vývoj spíše neuspořádaný (obr. 10). Histogramy bouře Hessen a Baden jsou bimodální, což podle statistiky signalizuje, že data byla sloučena ze dvou rozdílných procesů. Z obr. 4 a 7 je možné odhadnout časový rozestup mezi dvěma vrcholy histogramu přibližně na půl hodiny. Již podle dříve provedených studií bylo známo, že nebezpečné nebo tornádické bouře často pulzují v intenzitě bleskové aktivity v časovém rozmezí minut (např. Foote, Frank 1983). Tento časový interval by mohl odpovídat vývoji dvou po sobě následujících jednoduchých cel v rámci bouře (viz Řezáčová et al. 2007). Je však důležité si uvědomit, že elektrická aktivita a počty jednotlivých typů výbojů se v tomto článku vztahují na konvekční systém jako celek, resp. shluky několika konvekčních buněk. V těchto systémech pravděpodobně existovalo několik dominantních výstupných proudů, což může mít vliv na zobrazené průběhy počtu výbojů. Proto by pro další studie a případné závěry bylo vhodné využít také radarová data. Kromě dvou hlavních modů jsou kratší pulzace v počtu výbojů pozorovány také ve dvouminutových intervalech a pravděpodobně mohou souviset s výkyvy v intenzitě výstupného proudu. Proto byla pozornost zaměřena také na družicová pozorování v tzv. rapid scan režimu a zkoumána souvislost těchto pulzů s výskytem OT. Ty jsou totiž tvořeny právě výstupným proudem, který v nejvyšších partiích bouře díky zachování dostatečné kinetické energie proniká skrz rovnovážnou hladinu HHO. Když výstupný proud ztratí na intenzitě, OT klesá dolů a postupně se ustálí v rovnovážné hladině HHO bouře. V závislosti na vnitřním uspořádání dané bouře se na jeho místě či v blízkém okolí postupně objevují další OT, dochází tedy k periodickým pulzacím a vzniku turbulentního proudění (Řezáčová et al. 2007) pozorovatelného na družicových snímcích. Četnější výskyt OT je ve všech zde uvedených případech pozorován v době, kdy byla bouře z hlediska výbojů velmi aktivní, ale zřejmá souvislost mezi jednotlivými píky v pulzaci počtu výbojů a výskytem OT nebyla nalezena. 5.2 Typy jednotlivých výbojů Při studiu souvislostí výskytu jednotlivých druhů výbojů s pozorovanými charakteristikami je důležité si uvědomit, že díky vlastnostem detekční sítě CELDN je účinnost detekce CC výbojů daleko nižší než u CG. Přesto výboje CC ve všech uvedených případech převládají. Výrazný nárůst CC výbojů byl pozorován až několik desítek minut po zaznamenání prvních výbojů bouře, což je v souladu s dřívějšími pozorováními (např. Williams et al. 1989). Tento vzestup v počtu CC výbojů bývá vysvětlován vynesením náboje silným výstupným proudem do vyšších hladin v oblaku (Fehr et al. 2005; Soula et al. 2004). Zaměříme-li se na CG výboje, podle Novák, Kyznarová (2011) tvoří CG výboje asi 80 % všech CG výbojů. Hi stogramy jednotlivých bouří potvrzují, že CG výboje jsou daleko četnější. Výboje CG+ podle Rakov, Uman (2003) nabývají relativně nejvyššího počtu vzhledem k ostatním typům výbojů v rozpadajících se konvekčních bouřích a ve vrstevnatých oblastech mezoměřítkových konvekčních systémů, příp. v chladné polovině roku. Několik studií také prokázalo, že CG+ výboje převládají u supercelárních bouří ve stadiu, kdy se začínají formovat nebezpečné doprovodné jevy, jako kroupy nebo tornáda (MacGorman, Burgess 1994; Carey, Rutledge 1998; Wiens et al. 2005). Williams (2001) na základě předchozích studií tyto hypotézy zobecňuje a ztotožňuje CG+ výboje s malými rychlostmi vertikálních pohybů. U bouří Hessen a Mnichov byl vyšší počet CG+ výbojů zaznamenán v době, kdy byla bouře elektricky nejaktivnější. U bouře Baden však poměr CG+ ku CG po většinu času nepřesahoval 20 %. Carey, Rutledge (1998) uvádí, že právě v případě nebezpečných bouří zůstávají obě polarity CG výbojů nízké po poměrně dlouhou dobu životního cyklu bouře. V případě bouře Baden je ale výskyt CG výbojů relativně vysoký. U bouří Hessen a Baden byly také zaznamenány opačné trendy v počtu výbojů CG a CG+, a to asi půl hodiny před výskytem nebezpečného jevu. Toto chování je ale třeba ověřit na dalších případech a pro detailnější rozbor použít také radarová data, která by pomohla rozlišit jednotlivé konvekční buňky v rámci celého oblačného systému. Další zajímavou charakteristikou je amplituda jednotlivých CG výbojů, její podrobnější výzkum je ale nad rámec tohoto článku. Z předběžných pozorování vyplývá, že první amplitudy CG+ výbojů větší jak 20 ka byly zaznamenány v době, kdy v bouři probíhá nápadná změna (např. výrazný nárůst CC výbojů, tvorba vlečky nad kovadlinou bouře nebo četnější výskyt OT). Vývoj amplitud CG výbojů a souvislost s jevy na HHO či jinými pozorováními je třeba podrobit dalšímu zkoumání. 5.3 Výboje blesku a nebezpečné jevy Při hodnocení nebezpečnosti konvekčních bouří je třeba brát na vědomí, že ne všechny nebezpečné doprovodné jevy je možné zaznamenat. Některé z nich se totiž vyskytují např. v řídce obydlených oblastech nebo v průběhu noci, a mohou tak zůstat nepovšimnuty. Z tohoto důvodu nelze pouze na základě databáze ESWD s jistotou určit, která bouře byla či nebyla nebezpečná. Obecně však každá bouře představuje jisté nebezpečí. Jednou ze zřejmých a často se vyskytujících charakteristik u bleskové aktivity silných bouří je podle Williamse et al. (1999) prudký nárůst v počtu blesků asi jednu až 15 minut před výskytem samotného nebezpečného jevu na zemském povrchu. Dokonce zde byla prokázána pozitivní korelace mezi velikostí nárůstu počtu blesků s velikostí krup, což podporuje fyzikální souvislost silnější elektrizace spojené se silnějším výstupným proudem a většími kroupami. Také Schultz et al. (2011) dává do souvislosti zvyšující se bleskovou aktivitu se zesílením výstupného proudu a prudký nárůst v počtu blesků považuje za předzvěst nebezpečného počasí. Ve zde uvedených případech se ale tyto hypotézy nepotvrdily. V prvním případě byly kroupy zaznamenány asi 50 minut po maximu všech výbojů a asi 25 minut po opětovném nárůstu CC výbojů. V druhém případě se hlášení o kroupách vyskytuje asi 40 minut po výrazném nárůstu CC výbojů a v době druhého lokálního maxima, což ale může souviset s nepřesností zaznamenaného jevu. V posledním případě se v databázi ESWD hlášení o kroupách nevyskytlo. Při studiu souvislostí výskytu nebezpečných jevů a jednotlivých typů výbojů v průběhu životního cyklu bouře např. Carey, Rutledge (1998) pozorovali, že frekvence výskytu CC výbojů roste, zatímco výskyt CG výbojů klesá, nebo se ustálí na stejné hodnotě v době, kdy je bouře doprovázena nebezpečným jevem. Z uvedených případových studií nelze tento výrok potvrdit ani vyvrátit. Mnoho studií také dává do souvislosti výskyt krup na zemi se shluky CG+ výbojů. Carey, Rutledge (1998) a podobně také MacGorman, Burgess (1994) uvádějí, že to může být způsobeno poklesem většího množství krupek ve slabém výstupném proudu do oblasti vyšších teplot (0 C 92 Meteorologické Zprávy, 68, 2015

31 až 15 C), kde se krupky nabíjejí kladně. To způsobí formování výrazné vrstvy kladného náboje, která klesá k zemskému povrchu, což vysvětluje upřednostnění CG+ výbojů. V této studii jsme zřejmou souvislost mezi CG+ výboji a výskytem krup nezaznamenali. Radarová data by však mohla poskytnout zajímavé informace o jednotlivých konvekčních buňkách a jejich vývoji v rámci studované bouře a odhalit tak některé spojitosti. 6. ZÁVĚR Tento příspěvek je zaměřen na blesková data konvekčních bouří a hledání souvislosti mezi vývojem dané bouře a nebezpečnými doprovodnými jevy. Na základě uvedených výsledků a také dle mnoha zahraničních studií lze předpokládat, že pozorované pulsace v počtu výbojů v pětiminutových intervalech odpovídají kolísání intenzity výstupného proudu. V průběhu životního cyklu bouří byl zaznamenán výrazný nárůst CC výbojů, což pravděpodobně souvisí se zesílením výstupného proudu. V počtu jednotlivých druhů výbojů v pětiminutových intervalech byl zaznamenán četnější výskyt CG+ výbojů v době, kdy byla bouře elektricky nejaktivnější, nebyla však nalezena žádná souvislost konkrétního typu výboje s výskytem krup. V této práci nebyla potvrzena hypotéza, že určitý čas po výrazném nárůstu počtu výbojů se vyskytuje nebezpečný jev. Tato studie je však pouze prvním krokem k pochopení jevů probíhajících uvnitř konvekčních bouří v průběhu jejich životního cyklu. Pro vyvození obecnějšího závěru pro oblast střední Evropy je třeba provést více případových studií s využitím nejen experimentálního 2,5minutového, ale také operativního 5minutového snímání družice MSG. Na větším množství případů podrobených detailnějšímu rozboru bude možné porovnávat mezi sebou jak silné bouře vykazující výraznou bleskovou aktivitu, tak také běžné slabé bouře. Na základě společných charakteristik pak bude možné rozdělit bouře do kategorií podle nebezpečnosti. Jednou z vlastností, která se na základě předchozích studií nabízí, je počet výbojů v daném intervalu vztažený k jednotkové ploše zasaženého území nebo vývoj amplitud CG výbojů v průběhu životního cyklu bouře. Výsledky pozorování pomocí systému detekce blesků a družic je nutno propojit ještě s radarovými měřeními (např. vývojem radarové odrazivosti s časem nebo výškou výskytu nejvyšší odrazivosti apod.) a příp. sondážními měřeními. Nabízí se také využití možností tzv. nowcastingového SAF (SAF on Support to Nowcasting & Very Short Range Forecasting, viz nebo či jiných aplikací používaných pro nowcasting konvekčních bouří operativně v zahraničí. Informace o tom, co se ve skutečnosti děje u zemského povrchu při dané bouři, je možné získávat nejen z databáze ESWD, ale také ze záznamů Hasičského záchranného sboru nebo pojišťoven, příp. od pozorovatelů v terénu či z médií. Ukázali jsme, že data ze sítě detekce blesků, kterým se u nás v předpovědní praxi zatím nevěnuje dostatečně velká pozornost, mohou přinést mnoho užitečných informací o životním cyklu dané bouře. Toho by bylo možno využít v rámci různých aplikací určených pro nowcasting. Důležitou úlohou nowcastingu je totiž schopnost odlišit od ostatních bouři, která má potenciál způsobit rozsáhlé škody a před kterou je nutné včas varovat. Komplexnější porozumění chování bleskové aktivity konvekčních bouří a souvislosti s jejich mikrofyzikou, dynamikou a výskytem nebezpečných doprovodných jevů zůstávají předmětem dalšího studia, protože mohou pomoci zkvalitnit rozhodovací procesy při vydávání výstrah. Poděkování: Děkuji M. Setvákovi, J. Šťástkovi a D. Rývovi za cenné rady a připomínky, H. Kyznarové a P. Novákovi za pomoc s bleskovými daty a P. Benáčkovi za pomoc při zpracování těchto dat. Data ze systému detekce blesků k jednotlivým případům byla získávána z databáze ČHMÚ, příp. přímo od společnosti Siemens AG (rozšířené území střední Evropy o oblast Německa). Za družicová data děkuji organizaci EUMETSAT, NOAA a NASA. Tento příspěvek vznikl za podpory Grantové agentury Univerzity Karlovy v Praze, projekt č Literatura BEDKA, K. M., WANG, C., ROGERS, R., CAREY, L. D., FELTZ, W., KAŇÁK, J., Examining Deep Convective Cloud Evolution Using Total Lightning, WSR-88D, and GOES- 14 Super Rapid Scan Datasets. Weather and Forecasting, [In Print] ISSN BEDKA, K. M., Overshooting cloud top detections using MSG SEVIRI Infrared brightness temperatures and their relationship to severe weather over Europe. Atmospheric Research, Vol. 99, s ISSN BETZ, H. D., SCHMIDT, K., LAROCHE, P., BLANCHET, P., OETTINGER, W. P. et al., LINET An international lightning detection network in Europe. Atmospheric Research, Vol. 91, s ISSN CAREY, L. D., RUTLEDGE, S. A., Electrical and multiparameter radar observations of a severe hailstorm. Journal of Geophysical Research, Vol ISSN DEIERLING, W., PETERSEN, W. A., Total lightning activity as an indicator of updraft characteristics. Journal of Geophysical Research, Vol ISSN DIENDORFER, G., Lightning Location System (LLS). Proceeding of IX International Symposium on Lightning Protection (SIPDA), Foz do Iguaçu, Brazil. DWORAK, R., BEDKA, K. M., BRUNNER, J., FELTZ, W., Comparison between GOES-12 Overshooting-Top Detections, WSR-88D Radar Reflectivity, and Severe Storm Reports. Weather and Forecasting, Vol. 27, ISSN ELLIOT, M. S., MACGORMAN, D. R., SCHUUR, T. J., HEINSELMAN, P. L., An Analysis of Overshooting Top Lightning Mapping Array Signatures in Supercell Thun derstorms. Proceeding of 22 nd International Lightning Detection Conference, Colorado, USA. ems, Meteorologický slovník výkladový a terminologický, ČMeS. [online]. [cit ]. Dostupné z WWW: FEHR, T., DOTZEK, N., HŐLLER, H., Comparison of lightning activity and radar-retrieved microphysical properties in EULINOX storms. Atmospheric Research, Vol. 76, s ISSN FOOTE, G. B., FRANK, H. W., Case Study of a Hailstorm in Colorado. Part III: Airflow from Triple-Doppler Measurements. Journal of the Atmospheric Sciences, Vol. 40, s ISSN FRANC, M., Systémy detekce a lokalizace blesků ve střední Evropě. Bakalářská práce, vedoucí: RNDr. Martin Setvák, CSc. Katedra meteorologie a ochrany prostředí, Matematickofyzikální fakulta, Univerzita Karlova, Praha, s KASEMIR, H. W., A contribution to the electrostatic theory of a lightning discharge. Journal of Geophysical Research, Vol. 65, s ISSN KUMA, P., Visualising Data from CloudSat and CALIPSO Satellites. Bachelor s Thesis, supervisor: Mgr. Ivan Bašták Meteorologické Zprávy, 68,

32 Ďurán, PhD., Comenius University, Faculty of Mathematics, Physics and Informatics, Bratislava. LEVIZZANI, V., SETVÁK, M., Multispectral, High- Resolution Satellite Observations of Plumes on Top of Convective Storms. Journal of the Atmospheric Sciences, Vol. 53, s ISSN MACGORMAN, D. R., BURGESS, D. W., Positive Cloudto-Ground Lightning in Tornadic Storms and Hailstorms. Monthly Weather Review, Vol. 122, s ISSN MAKOWSKI, J. A., MACGORMAN, D. R., BIGGERSTAFF, M. I., BEASLEY, W. H., Total Lightning Characteristics Relative to Radar and Satellite Observations of Oklahoma Mesoscale Convective Systems. Monthly Weather Review, Vol. 141, č. 5, s ISSN NOVÁK, P., Comparison of lightning data from the CELDN and the LINET detection network over the Czech Republic territory in the 2010 convective season. Meteorologické Zprávy, roč. 65, č. 6, s ISSN NOVÁK, P., KYZNAROVÁ, H., Climatology of lightning in the Czech Republic. Atmospheric Research, Vol. 100, s ISSN RADOVÁ, M., SETVÁK, M., ŠŤÁSTKA, J., Přestřelující vrcholy pozorované na snímcích z družice MSG během experimentálního 2,5minutového snímání. Meteorologické Zprávy, roč. 68, č. 3, s ISSN RAKOV, V., UMAN, M., Lightning: Physics and Effects. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN ŘEZÁČOVÁ, D., NOVÁK, P., KAŠPAR, M., SETVÁK, M., Fyzika oblaků a srážek. Praha: Academia. ISBN SAUNDERS, C. P. R., A Review of Thunderstorm Electrification Processes. Journal of Applied Meteorology and Climatology, Vol. 32, s ISSN SETVÁK, M., Experimentální 2,5minutové snímání družicemi MSG. Meteorologické Zprávy, roč. 68, č. 3, s ISSN SETVÁK, M., RADOVÁ, M., KAŇÁK, J., VALACHOVÁ, M., BEDKA, K. et al., Comparison of the MSG 2.5-minute rapid scan data and products derived from these, with radar and lightning observations. In: Proceedings 2014 EUMETSAT Meteorological Satellite Conference. Geneva, Switzerland September Darmstadt: EUMETSAT. EUM P.63. ISSN SETVÁK, M., CHARVÁT, Z., VALACHOVÁ, M., BEDKA, K., Blended sandwich image products in nowcasting. In: Proceedings 2012 EUMETSAT Meteorological Satellite Conference, Sopot, Poland, 3 7 September Darmstadt: EUMETSAT. EUM P.61. ISSN SETVÁK, M., NOVÁK, P., RADOVÁ, M., Teplotní charakteristiky horní hranice oblačnosti konvektivních bouří na družicových snímcích a jejich interpretace. Meteorologické zprávy, roč. 61, č. 4, s ISSN SETVÁK, M., RABIN, R. M., DOSWELL, C. A. III., LEVIZZANI, V., Satellite observations of convective storm tops in the 1.6, 3.7 and 3.9 μm spectral bands. Atmospheric Research, 67 68, s ISSN SETVÁK, M., DOSWELL, CH. A. III, The AVHRR Channel 3 Cloud Top Reflectivity of Convective Storms. Monthly Weather Review, Vol. 119, No. 3, s ISSN SHERWOOD, S. C., PHILLIPS, V. T. J., WETTLAUFER, J. S., Small ice crystals and the climatology of lightning. Geophysical Research Letters, Vol. 33, L ISSN SCHULTZ, Ch., PETERSEN, W., CAREY, L., Lightning and Severe Weather: A Comparison between Total and Cloudto-Ground Lightning Trends. Weather and Forecasting, Vol. 26, s ISSN SIMPSON, G. C., SCRASE, F. J., The distribution of electricity in thunderclouds. In: Proceedings of the Royal Society of London, ser. A, Mathematical and Physical Sciences, Vol. 161, s ISSN SOULA, S., SEITY, Y., FERAL, L., SAUVAGEOT, H., Cloud-to-ground lightning activity in hail-bearing storms. Journal of Geophysical Research, Vol ISSN THOMPSON, K. B., BATEMAN, M. G., CAREY, L. D., A Comparison of Two Ground-Based Lightning Detection Networks against the Satellite-Based Lightning Imaging Sensor (LIS). Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, Vol. 31, s ISSN VALACHOVÁ, M., RADOVÁ, M., Vliv prostorového rozlišení družic na pozorování konvekčních bouří. Meteorologické Zprávy, roč. 67, č. 6, s ISSN VALACHOVÁ, M., SETVÁK, M., ŠŤÁSTKA, J., Overshooting tops Characteristics and Properties. In: Proceedings of the 2013 EUMETSAT Meteorological Satellite Conference & 19 th American Meteorological Society Satellite Meteo rology, Oceanography, and Climatology Conference, Vienna, Austria, Darmstadt: EUMETSAT. EUM P.62. ISSN VONNEGUT, B., Some facts and speculations concerning the origin and role of thunderstorm electricity. In: Severe Local Storms, Meteorological Monographs, 5, 27, s VONNEGUT, B., Electrical theory of tornadoes. Journal of Geophysical Research, Vol. 65, s ISSN VONNEGUT, B., MOORE, C. B., Giant electrical storms. In: Smith, L. G. (Ed.), Recent Advances in Atmospheric Electricity, New York: Pergamon, s VONNEGUT, B., Possible mechanism for the formation of thunderstorm electricity. Bull. Am. Meteorol. Soc., 34, 378. WIENS, K., RUTLEDGE, S. A., TESSENDORF, S. A., The 29 June 2000 Supercell Observed during STEPS. Part II: Lightning and Charge Structure. Journal of the Atmospheric Sciences, Vol. 62, s ISSN WILLIAMS, E. R., The electrification of severe storms. In: Doswell, C. A. (Eds.), Severe Convective Storms, AMS Meteorological Monographs, 28, č. 50, s ISSN WILLIAMS, E., BOLDI, B., MATLIN, A. et al., The behaviour of total lightning activity in severe Florida thunderstorms. Atmospheric Research, Vol. 51, s ISSN WILLIAMS, E. R., WEBER, M. E., ORVILLE, R. E., The Relationship between Lightning Type and Convective State of Thunderclouds. Journal of Geophysical Research, Vol. 94, s ISSN WILSON, C. T. R., Some thundercloud problems. Journal of the Franklin Institute, Vol. 208, No. 1, s ZIPSER, E. J., LUTZ, K. R., The vertical profile of radar reflectivity of convective cells: A strong indicator of storm intensity and lightning probability? Monthly Weather Review, Vol. 122, s ISSN Lektor (Reviewer) Mgr. André Simon, Ph.D. 94 Meteorologické Zprávy, 68, 2015

33 INFORMACE RECENZE PŘÍNOS METEOROLOGICKÝCH DAT PŘENÁŠENÝCH Z DOPRAVNÍCH LETADEL Většina meteorologů by jistě souhlasila se sdělením, že se v leteckém provozu pořizují údaje o teplotě, směru a rychlosti větru, možná i další meteorologická data. Povětrnostní služby také spoléhají na využití takto získaných informací v procesu asimilace pro numerické předpovědní modely. V tomto bodě do nedávna přínos leteckých měření pro všeobecnou předpovědní službu končil, neboť nebylo v běžné praxi snadné využít data jiným způsobem. Se zavedením moderních zobrazovacích prostředků, v případě ČHMÚ systému Visual Weather, se prognostikům otevřel nový kanál s vysokým informačním potenciálem. Jediným omezením pro národní meteorologickou službu je počet leteckých společností, se kterými jsou uzavřeny příslušné dohody. V České republice máme v současné době k dispozici měření z letadel Lufthansy a Finnair. Pro meteorologické účely se data přenášejí prostřednictvím globální telekomunikační sítě Světové meteorologické organizace (SMO) ve zprávě AMDAR, v Evropě už jen v binárním kódu bufr vyžadujícím speciální dekodér. Označení zprávy je zkratkou názvu projektu Aircraft Meteorological DAta Relay (Přenos meteorologických dat z letadel), v rámci kterého SMO zajišťuje dodržování dohodnutých standardů a verifikaci měření. První koordinované pokusy o uplatnění leteckých měření v meteorologii se objevily už v 70. letech (SMO 2003), výraznější rozvoj nastal až po roce 2000 a mimořádný nárůst pořizovaných dat se projevil v posledních pěti letech (SMO 2014). Pod patronací SMO je zajišťována přesnost měření teploty na 1 C, tlaku na 4 hpa a rychlosti větru na 2 3 m.s 1. Předpokladem uspokojivého určení směru větru je přesné nastavení kompasu, který za letu udává orientaci trupu letadla. V kombinaci se sledováním pozice stroje navigačními prostředky se pak odvozuje směr a rychlost proudění okolního vzduchu. Za letu probíhá měření podle podmínek každých 5 10 minut, při startu letadla se využije prvních deset údajů na každých 10 hpa dosažené výšky, při dalším stoupání pak po 50 hpa stejně jako při zahájení sestupného manévru, pod hladinou 700 hpa se zaznamená měření opět na každých 10 hpa. Systém Visual Weather umožňuje nastavení tolerance výšky a času, s jakými jsou data z letadel zobrazena k danému synoptickému termínu a zvolené tlakové hladině. Data z letové hladiny jsou cenná zejména při přeletech oceánů nebo řídce osídlených oblastí, záznamy ze startů nebo přistání nahrazují nebo doplňují aerologické sondáže atmosféry. V roce 2013 bylo udáváno kolem zpráv AMDAR za den (patrně včetně měření z letových hladin po 5 10 minutách). Pro srovnání SMO registruje kolem aerologických stanic, z nichž dvě třetiny měří zvrstvení atmosféry v termínech 00:00 i 12:00 UTC. Ani při sondování po 6 hodinách by počet měření ve volné atmosféře zdaleka nedosáhl četnosti zpráv AMDAR. Navíc ekonomické kalkulace ukazují, že náklady na měření vertikálních profilů atmosféry z letadel jsou v dlouhodobějším režimu na úrovni 5 10 % ceny vypouštění radiosond. Značným omezením dat AMDAR je absence měření vlhkosti. Klasická čidla podmínky letu nevydrží a nově zaváděný laserový senzor WVSS využívaný zejména v USA zvyšuje cenovou hladinu letových měření na úroveň % ceny balonových sondáží. V Evropě se zatím monitorování vlhkosti objevuje spíše ojediněle, ale může to být jen otázka času, kdy letečtí dopravci nechají vybavit vlhkostními senzory i letouny evropských aerolinek. Je zřejmé, že z pořizování meteorologických dat má prospěch řízení letového provozu, a to nejen z hlediska bezpečnosti a ekonomiky letu ve výšce, ale i při provozu samotných letišť. Přínos pro meteorologickou službu hodnotí nedávno publikovaná zpráva SMO (2014). Ponecháme-li stranou příspěvek pro sledování klimatu a jeho změn, je zajímavé zjištění, že letová měření zlepšují prediktabilitu numerických předpovědních modelů redukcí chyb až o 20 %, což se potvrdilo při omezení letového provozu nad USA v září 2001 nebo po výbuchu islandské sopky v dubnu V letecké i civilní předpovědní službě přinášejí zprávy AMDAR zkvalitnění předpovědi teploty a větru na zemi i ve výšce, předpovědi bouřek, formování nízké oblačnosti a mlh, sledování teplotních inverzí, detekci hladiny mrznutí, turbulence, jet-streamu nebo námrazy. To dokládají zkušenosti meteorologů z letiště Amsterdam- Schiphol, ale i dalších ze Skandinávie, Nového Zélandu či Spojených států (SMO 2014). V České republice se v předpovědní službě ČHMÚ s možnostmi využití dat AMDAR teprve začínáme seznamovat. Ukázalo se, že pro letiště v Praze-Ruzyni můžeme počítat v průměru s pěti vertikálními profily za den, z nichž jeden je získáván v pozdních odpoledních hodinách a další během večera, takže máme alespoň částečně náhradu za zrušenou sondáž na Libuši v termínu 18:00 UTC. Porovnání leteckých dat s časově blízkou aerologickou sondáží prokázalo dobrou shodu teplotní křivky i měření větru. Z blízkých letišť můžeme čerpat informace z několika spojů do Wroclawi, Drážďan, Lipska nebo Norimberka, více spojů je do Vídně nebo Mnichova a v průměru každou hodinu chodí AMDAR z Frankfurtu nad Mohanem (mírně omezen je noční provoz). V takovém případě můžeme mluvit až o animaci sondáží atmosféry a sledovat změny zvrstvení při přechodech front, chování zádržných vrstev při nejistotě vývoje bouřkové oblačnosti, efekt výparu srážek na teplotu suché vrstvy pod frontální oblačností nebo labilizaci zvrstvení při působení déletrvajících vzestupných pohybů. V zimě pak je aktuální vývoj teplotního zvrstvení při nebezpečí mrznoucích srážek, formování přízemních inverzí nebo sledování výkyvů výškové inverze či propagace subsidence při přesunu tlakových výší. Záleží jen na meteorologovi, kolik času si při službě pro zobrazení sondáží vymezí nebo nakolik využije nabízených možností pro případové studie či ověření svých předpovědí nebo prognostických tempů z modelů. Doba expirace zpráv AMDAR je ovšem omezená, ve Visual Weather běžně jen na 24 hodin, takže je třeba data včas zpracovat. O tom, že AMDAR je jedním z fenoménů moderní meteorologie, svědčí i zcela nový výukový modul na internetovém vzdělávacím serveru konsorcia COMET (viz který byl shodou okolností zveřejněn v době psaní tohoto příspěvku. Literatura: SMO, AMDAR Reference Manual. WMO-No ISBN SMO, The Benefits of AMDAR to Meteorology and Aviation. WMO Integrated Global Observing System. Technical Report No Jan Sulan Meteorologické Zprávy, 68,

34 ING. JAN KUBÁT OSLAVIL SEDMDESÁTKU Dne 9. června 2015 oslavil Ing. Jan Kubát své sedmdesáté narozeniny. Jan Kubát absolvoval fakultu stavební ČVUT v Praze. Počátky své odborné kariéry spojil se státním podnikem Povodí Ohře v Chomutově. Jeho zaměstnancem se stal v roce 1968 a působil zde na několika pozicích, také jako vedoucí vodohospodářského dispečinku v letech 1974 až Zde mimo jiné zažil poslední velkou povodeň na Ohři na jaře 1981, kdy byl optimálním postupem v rámci tehdy platného manipulačního řádu téměř naplno využit celý prostor Nechranické nádrže. Zkušenosti z operativního zvládání povodní předurčily jeho další zájem o povodňovou problematiku, který si uchoval do dnešních dnů. V průběhu roku 1981 se navrátil do rodné Prahy, konkrétně na Ministerstvo lesního a vodního hospodářství, kde pů sobil jako odborník na problematiku povodňové ochrany a mimo jiné získal velmi široký a detailní rozhled v zákonech a dalších předpisech v oboru, který dále bohatě využíval v pozdější práci. Roku 1988 pak přešel do Českého hydrometeorologického ústavu, kde se opět vrátil k problematice operativní hydrologie a především předpovědní služby jako vedoucí hydrologického předpovědního pracoviště a roku 1993 se stal náměstkem pro hydrologii. V této funkci působil až do června Za téměř 17 let, kdy vedl hydrologickou službu, došlo k výskytu několika katastrofálních povodní různého typu. Samozřejmě vyčnívají velkoprostorové letní povodně z let 1997 a 2002, zimní povodeň 2006, ale i řada přívalových povodní, např. na Rychnovsku 1998, Novojíčínsku 2009 aj. Toto období však bylo především obdobím zásadní modernizace a rozvoje hydrologické služby. Ing. Kubát garantoval projekty stavební modernizace monitorovací sítě povrchových vod, včetně např. vybudování komplexních stanic pro měření jakosti vody, obnovy monitorovací sítě podzemních vod (známé jako ISPA), což byl jeden z prvních velkých projektů financovaných z Evropských fondů na našem území. Došlo ke kvalitativnímu zlepšení přístrojové techniky přechodem na on-line přenosy měřených údajů z monitorovacích sítí, přechodem na využití přístrojů ADCP pro měření průtoků, byly vybudovány moderní informační systémy pro zpracování a uchování hydrologických dat, např. WinZPV. V neposlední řadě došlo k implementaci a zásadnímu rozvoji hydrologických předpovědních modelů a nástrojů a rozvoji předpovědní povodňové služby, jejichž iniciátorem byl z převážné části právě Ing. Kubát. Českou hydrologii úspěšně prezentoval i na mezinárodním fóru, když v období 2002 až 2009 byl předsedou hydrologické pracovní skupiny a hydrologickým poradcem Re gionální asociace VI (Evropa) Světové meteorologické organizace, aktivně pracoval a pracuje rovněž v rámci Me zi národní komise pro ochranu Labe, mimo jiné v období 1994 až 2005 jako předseda pracovní skupiny Hydrologie aj. Dnes Ing. Kubát nadále působí v ČHMÚ a věnuje se zejména problematice implementace povodňové směrnice Evropské unie nebo vyhodnocování povodní. Je místopředsedou České vědeckotechnické vodohospodářské společnosti, z. s. V červnu 2015 ČHMÚ ocenil zásluhy Ing. Kubáta o rozvoj hydrologické služby a hydrologie na území ČR udělením ceny A. R. Harlachera. Dovoluji si jménem všech hydrologů Honzovi popřát pevné zdraví do dalších let a hodně elánu pro další potýkání se s jeho celoživotním osudem, s vodou a hydrologií. Jan Kubát (vlevo) a Ladislav Kašpárek (druhý zleva) obdrželi cenu A. R. Harlachera za významný přínos k rozvoji hydrologie a hydrologické služby na území ČR v rámci konání Národního dialogu o vodě na Medlově. Foto H. Stehlíková UDĚLENÍ CENY A. R. HARLACHERA V červnu 2015 si připomínáme založení Hydrografické komise pro Království české. Nóta Zemského sněmu k jejímu zřízení vyšla dne 30. června U příležitosti 140. výročí vzniku systematické hydrologie na našem území byly v rámci konání Národního dialogu o vodě dne 9. června 2015 na Medlově uděleny ceny A. R. Harlachera za významný přínos k rozvoji hydrologie a hydrologické služby na území ČR Ing. Ladislavu Kašpárkovi, CSc. za jeho významný přínos k rozvoji hydrologické služby na území Čech, Moravy a Slezska, zejména za přínos k rozvoji metod statistického zpracování a vyhodnocování hydrologických dat povrchových vod a modelování hydrologické bilance, a Ing. Janu Kubátovi za jeho významný přínos k rozvoji hydrologické služby na území Čech, Moravy a Slezska, zejména za přínos k rozvoji měřicích sítí, informačních systémů, metod a nástrojů hydrologické předpovědní služby v období s výskytem katastrofálních povodní. Jan Daňhelka Pohled do jednacího sálu Hotelu Medlov, kde se 9. a 10. června 2015 konal Národní dialog o vodě. Foto H. Stehlíková. 96 Meteorologické Zprávy, 68, 2015