Akreditační materiály studijního programu B1301 GEOGRAFIE

Transkript

1 Akreditační materiály studijního programu B1301 GEOGRAFIE Žádost o rozšíření akreditace bakalářského studijního oboru Geografie o kombinovanou formu studia Studijní opory Přírodovědecká fakulta Univerzity Palackého v Olomouci 2012

2 Univerzita Palackého v Olomouci Katedra geografie POLITICKÁ GEOGRAFIE (pracovní verze určená k ověření ve výuce) Miloš Fňukal Rozšíření akreditace studia učitelské geografie na PřF UP v Olomouci o kombinovanou formu CZ.1.07/2.2.00/

3 Vytvořeno jako pracovní verze distanční studijní opory určená k ověření ve výuce.

4 Obsah Úvod... 5 Vysvětlivky k ikonám Teoreticko-metodologické základy předmětu Obsah a předmět studia politické geografie Definice politické geografie Základní témata politické geografie, její metody Kde se můžete dozvědět víc? Geopolitika Vymezení geopolitiky Klasické geopolitické školy a jejich představitelé Německá škola Anglosaská škola Multipolární teorie Nová geopolitika Kritická geopolitika Politická mapa světa Prostorově-politická organizace společnosti Stát jako základní politický region Státní moc Státní suverenita, nezávislé státy Kolik je na světě nezávislých států? Závislá území Mezinárodní území Státní území Části státního území Nároky pobřežních států na moře Zvláštní součásti státního území Státní území de iure a de facto Vlastnosti státního území Způsoby zisku a ztráty státního území Státní hranice Definice státní hranice Stanovení hranic Zásady vytyčování hranic Výzkum hranic v politické geografii Typologie hranic Formy a typologie států... 50

5 6.1 Historické formy států Republiky a monarchie Monarchie Republiky Unitární a složené státy Unitární státy Složené státy Ideologické typologie států Aristotelovo členění států Demokracie a totalita Administrativní členění států Administrativní členění států Administrativní členění České republiky Obce Kraje Další administrativní územní jednotky Statistické jednotky EU NUTS Další statistické jednotky Národní identita a nacionalismus Národ Vztah národa a státu Nacionalismus Právo národů na sebeurčení Geografie voleb Definice voleb Druhy voleb Volební právo a volební systém Většinový volební systém Volební systém poměrného zastoupení Smíšené volební systémy Volební geografie Podmíněnost hlasování Geografické vlivy na hlasování Vlivy vymezení volebních obvodů a způsobu přepočtu hlasů Závěr Použité zdroje Profil autora... 89

6 Úvod Vážení studenti, do rukou se Vám dostává pracovní verze studijního textu Politická geografie. Tento text je vytvořen v souladu se zásadami pro tvorbu distančních studijních opor, proto má možná pro Vás poněkud nezvyklou formu. V budoucnosti by měl sloužit Vašim kolegům z připravované kombinované formy studijního oboru Geografie. Cílem pracovníků katedry geografie je zpracovat pro ně studijní opory tak, aby i ve specifických podmínkách domácí přípravy kombinované se sobotními tutoriály získali stejnou sumu znalostí jako Vy, účastníci prezenčního studia. Na rozdíl od Vás budou tito Vaši kolegové studovat při zaměstnání, a tudíž budou mít jen omezené možnosti konzultovat nejasné nebo obtížně srozumitelné pasáže textu. Budeme Vám proto vděčni, když autory této studijní opory na taková místa upozorníte. Přípravu distanční formy studijního oboru Geografie zajišťuje projektový tým Operačního projektu Vzdělání pro konkurenceschopnost CZ.1.07/2.2.00/ Rozšíření akreditace studia učitelské geografie na PřF UP v Olomouci o kombinovanou formu, do kterého je zapojena většina členů katedry geografie, mj. všichni vyučující. Z prostředků projektu je hrazena zejména příprava studijních opor. Ty jsou postupně zpracovávány podle jednotné metodiky tak, aby byly během akademického roku ověřeny ve výuce. Jejich definitivní verze budou recenzovány jak z odborného, tak didaktického hlediska.

7 Vysvětlivky k ikonám Průvodce studiem Prostřednictvím průvodce studiem k vám promlouvá autor textu. V průběhu četby vás upozorňuje na důležité pasáže, nabízí vám metodickou pomoc a nebo předává důležitou vstupní informaci ke studiu kapitoly. Příklad Příklad objasňuje probírané učivo, případně propojuje získané znalosti s ukázkou jejich praktické aplikace. Úkoly Pod ikonou úkoly najdete dva druhy úkolů. Buď vás autor vybídne k tomu, abyste se pod nějakou otázkou zamysleli a uvedli svůj vlastní názor na položenou otázku, nebo vám zadá úkol, kterým prověřuje získané znalosti. Správné řešení zpravidla najdete přímo v textu. Pro zájemce Část pro zájemce je určena těm z vás, kteří máte zájem o hlubší studium dané problematiky. Najdete zde i odkazy na doplňující literaturu. Pasáže i úkoly jsou zcela dobrovolné. Řešení V řešení můžete zkontrolovat správnost své odpovědi na konkrétní úkol nebo v něm najdete řešení konkrétního testu. Váže se na konkrétní úkoly, testy! Nenajdete zde databázi správných odpovědí na všechny úkoly a testy v textu! Shrnutí Ve shrnutí si zopakujete klíčové body probírané látky. Zjistíte, co je pokládáno za důležité. Pokud shledáte, že některému úseku nerozumíte, nebo jste učivo špatně pochopili, vraťte se na příslušnou pasáž v textu. Shrnutí vám poskytne rychlou korekci! Kontrolní otázky a úkoly Prověřují: do jaké míry jste pochopili text, zapamatovali si podstatné informace a zda je dokážete aplikovat při řešení problémů. Najdete je na konci každé kapitoly. Pečlivě si je promyslete. Odpovědi můžete najít ve více či méně skryté formě přímo v textu. Někdy jsou tyto otázky řešeny na tutoriálech. V případě nejasností se obraťte na svého tutora. Pojmy k zapamatování Najdete je na konci kapitoly. Jde o klíčová slova kapitoly, která byste měli být schopni vysvětlit. Po prvním prostudování kapitoly si je zkuste nejprve vyplnit bez nahlédnutí do textu! Teprve pak srovnejte s příslušnými formulacemi autora. Pojmy slouží nejen k vaší kontrole toho, co jste se naučili, ale můžete je velmi efektivně využít při závěrečném opakování před testem!

8 7 1 Teoreticko-metodologické základy předmětu Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: definovat politickou geografii vyjmenovat základní témata, kterými se politická geografie zabývá vyhledat základní politickogeografické učebnice v češtině a slovenštině Doba potřebná k prostudování kapitoly: 30 minut. Průvodce studiem První kapitolu budeme věnovat definování politické geografie a vymezení jejich hranic. Nebude to komplikované, i když se dosud političtí geografové na jednotné definici nedohodli. Zbytek kapitoly budeme věnovat informacím o tom, co vlastně přesně politická geografie zkoumá a kde lze najít další informace. 1.1 Obsah a předmět studia politické geografie V předmětu Úvod do studia geografie bude věnována značná pozornost precizní definici geografie. Nám pro tuto chvíli stačí zopakovat nejběžnější z nich: Geografie je věda, která se zabývá diferenciací krajinné sféry v prostoru a čase. Nejde při tom jen o popis uspořádání rozličných jevů v našem okolí, případně o zaznamenání jejich přesunů v předem vymezeném časovém úseku, ale především o odhalení vzájemných vazeb a podmíněností, o nalezení důvodů, proč jsou uspořádány tak, jak jsou. Množina objektů a jevů, které jsou v geografií zkoumány z prostorového hlediska, je velmi široká (neživá příroda, obyvatelstvo, různé lidské aktivity ). Politická geografie jako dílčí geografická disciplína se takto zajímá o politické jevy a procesy. Na jedné straně tedy stojí geografické prostředí, na druhé politická organizace prostoru a v politické geografii půjde především o odhalování a objasňování toho, jaké mezi nimi existují vazby, resp.: jak prostředí ovlivňuje prostorovou dimenzi politiky, jak politika ovlivňuje prostředí. Příklad Jak může politika ovlivnit prostředí si asi umí představit každý. Už jednoduchý pocit cizosti, který zažíváme v zahraničí, je nejen důsledkem jiné kultury a jazyka, ale i odlišných technických norem, způsobu využití krajiny, odlišných způsobů plánování dopravních sítí apod., tedy v podstatě politických rozhodnutí. Ještě zřejmější je vliv politiku na prostor v oblastech, kde bylo politickým rozhodnutím změněno obyvatelstvo (např. v našem pohraničí) nebo tam, kde vedle sebe leží města, která díky státním investicím získala nebo ztratila na ekonomické atraktivitě (např. zastupitelé Chrudimi svého času odmítli, aby přes jejich město vedlo něco tak nedůvěryhodného, jako je železnice, a proto ji bylo nutno vést přes tehdy mnohem menší a zapadlé Pardubice).

9 8 Základním mechanismem politického vlivu na prostor je přitom rozpočtová politika státu prostý fakt, že se prostorově přerozdělují daně z míst, kde vznikly, do míst, kde jsou utraceny. Jak ale prostředí ovlivňuje politiku? Uveďme si jednoduchý příklad: Prohlédněte si pozorně mapu výsledků volebního soupeření o post polského prezidenta v roce Na mapě vidíte výsledky hlasování v druhém kole, kdy proti sobě stál konzervativní a europesimistický kandidát Kaczyński (modrá barva) a liberální a eurooptimistický kandidát Tusk. Podpora obou kandidátů byla evidentně výrazně koncentrovaná. Jednoduchý rozbor demografické struktury obyvatelstva (město a venkov, národnosti, zaměstnání, apod.) snadno ukáže, že liberální kandidát měl výraznější podporu ve městech a v oblastech obývaných národnostními menšinami: velká města Bělorusové Je ale zřejmé, že na rozhodování voličů mělo vliv ještě něco jiného ve venkovském prostoru se totiž volební chování západního a východního Polska výrazně odlišuje. Situaci snad vysvětlí, pokud do mapy zakreslíme politické hranice existující před rokem 1914 (plná čára) a v letech (čárkovaná čára):

10 9 Jak je vidět, na rozhodování voličů mají vliv i staré, už téměř století neexistující hranice, nebo spíše rozdílné politické tradice a historická zkušenost se státem, kterou měli předci dnešních Poláků na územích patřících před rokem 1918 Německu (západ země), Rusku (střed a severovýchod) a Rakousku (jihovýchod). Politická geografie pracuje hlavně se státy a národy. Zjednodušeně bychom mohli říct, že ji zajímá: výzkum všech jevů, jejichž existence nebo rozmístění je závislé na politických poměrech státu či oblasti (hlavně studium toho, jak toto rozmístění stát ovlivňuje) výzkum všech jevů, jejích existence nebo rozmístění je závislé na existenci národů. 1.2 Definice politické geografie Nyní uvedeme dvě definice politické geografie od předních českých politických geografů: Politická geografie je dílčí geografická disciplína zabývající se vzájemným vztahem a působením geografického prostoru s politickými procesy a jevy v něm (Šindler, 1996). Politická geografie je chápána jako studium procesů, které vytvářejí národy a státy ve složitých vazbách a souvislostech s geografickým prostředím (Gardavský, 1994). Vedle nich se v literatuře objevuje bezpočet dalších charakteristik, které s trochou nadsázky řečeno mají společné jen to, že je v nich použito slovo politický. Nejasnost definice politické geografie vyplývá z faktu, že je výrazně interdisciplinární. Prakticky proto nemá vlastní teoretická východiska, ale přebírá je z politologie a částečně sociologie, historie i ekonomie.

11 10 Předmětem výzkumů politické geografie jsou především ty části zemského povrchu, které jsou vymezeny hranicemi a mají určitou organizaci tedy státy. Zásadním paradigmatem, které politická geografie řeší, je otázka vlivu státu a jeho politiky na utváření geografického prostředí (krajinné sféry). 1.3 Základní témata politické geografie, její metody Typická témata, kterými se zabývají političtí geografové, jsou: Politická mapa světa a její změny Poloha státu a její hodnocení Hranice Klasifikace států podle nejrůznějších hledisek Volební geografie Vývoj organizace prostoru (změny center a periferií a podobně) Téma závislosti a světového řádu Vztah mezi státem a národem Vztah mezi státem a obyvatelstvem (jak se vzájemně ovlivňují) Globální problémy lidstva (válka a mír, ekologické hrozby, populační exploze ) Metodologicky se politická geografie profiluje spíše jako společenská věda, nejběžnější metodou je hledání podobností forem (homologie) a funkcí (analogie), resp. klasifikace a vymezení typů politických jednotek (taxonomie, typologie), případně další metody historie a sociální geografie. Jen v omezené míře se uplatňuje terénní průzkum. Postavení politické geografie v současném systému věd není jasně určeno a je předmětem moha diskuzí. Záleží na konkrétním geografovi, jaký přístup k vymezení vědy zvolí. Nečastěji je politická geografie považována za jednu ze součástí socioekonomické geografie. Hlavním důvodem je společný cíl výzkumu hledání zákonitostí, vztahů a korelací mezi procesy fyzicko-geografickými a socioekonomicko-geografickými. 1.4 Kde se můžete dozvědět víc? Zájemci, které některé politicko-geografické téma zaujme hlouběji, mohou pro podrobnější informace sáhnout k některé klasické učebnici, případně i k popularizačním příručkám, např.: Baar, V., Rumpel, P., Šindler, P. (1996): Politická geografie. Ostravská univerzita, Ostrava. Ištok, R. (2003): Politická geografia a geopolitika. Prešovská univerzita, Prešov. Šindler, P. (1986): Základy politické geografie. PedF, Ostrava. Tomeš. J. a kol. (1997): Školní atlas Dnešní svět. Terra, Praha. Waisová, Š. a kol. (2007): Atlas mezinárodních vztahů. Čeněk, Plzeň.

12 11 SHRNUTÍ Politická geografie je dílčí geografická disciplina, která zkoumá zákonitosti rozložení politických jevů a procesů v prostoru. Svým charakterem jde o hraniční obor, který má vedle geografie také řadu styčných bodů s politologií, historií a sociologií. Základní problémy, které politická geografie řeší, jsou: politická mapa světa a její změny, poloha státu a její hodnocení, hranice, klasifikace států podle nejrůznějších hledisek, volební geografie, vývoj organizace prostoru (změny center a periferií a podobně), závislost a světový řád, vztah mezi státem a národem, vztah mezi státem a obyvatelstvem (jak se vzájemně ovlivňují), globální problémy lidstva (válka a mír, ekologické hrozby, populační exploze ). Kontrolní otázky a úkoly 1. Jaký je předmět výzkumu politických geografů? Čím se političtí geografové zabývají? 2. Jak můžeme jednoduše definovat politickou geografii? 3. Uveďte ze své osobní zkušenosti 3 příklady toho, jak politika ovlivňuje prostor, ve kterém žijete. 4. Seznamte se s korespondenčními úkoly uveřejněnými na geomoodle.upol.cz (6 úkolů na semestr) a nezapomeňte je v požadovaných termínech zaslat tutorovi! Pojmy k zapamatování Politická geografie, stát, národ

13 12 2 Geopolitika Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: hlavní geopolitické teorie nejvýznamnější geopolitické myslitele i způsob, kterým ovlivňovali uvažování státníků hlavní užití teorií v praxi Doba potřebná k prostudování kapitoly: 80 minut. Průvodce studiem První kapitolu budeme věnovat definování politické geografie a vymezení jejich hranic. Nebude to komplikované, i když se dosud političtí geografové na jednotné definici nedohodli. Zbytek kapitoly budeme věnovat informacím o tom, co vlastně přesně politická geografie zkoumá a kde lze najít další informace. 2.1 Vymezení geopolitiky Význam slova geopolitika není ustálen a v různých kontextech může označovat jednak vědní disciplinu, jednak charakteristický způsob uvažování a konečně také praktickou aktivitu státu. Ve všech těchto významech geopolitika využívá a aplikuje teoretické poznatky politické geografie. Geopolitika jako praktická aktivita státu nebo jiné politické jednotky (např. integračního seskupení) zahrnuje jednání zaměřené k udržení nebo rozšíření sféry vlivu a prosazení svých (národních, nadnárodních) zájmů. Ty mohou být vůči ostatním státům nebo politickým uskupením negativní (získání surovinových zdrojů, ovládnutí nových trhů na úkor jiných zemí) nebo pozitivní (nastolení míru, politické a sociální stability aj.). Geopolitiku jako charakteristický způsob uvažování můžeme vnímat jako způsob analýzy politických problémů výrazně upřednostňující (zdůrazňující, hledající) teritoriální souvislosti politických jevů. Geopolitika jako vědní disciplína bývá chápána jako buď jako obor zabývající se vztahem mezi politickými jevy a procesy a geografickým prostorem, resp. jako teoretická koncepce pokoušející se popsat zákonitosti pohybu moci a síly v prostoru. Označení geopolitika či geopolitický měnilo své významy i v čase. Poprvé bylo použito Švédem Rudolfem Kjellénem v roce 1899, kdy jím označil využití geografických znalostí k určitým cílům státu. Postupem času se ale vlastně stalo téměř synonymem politické geografie. Za druhé světové války bylo zdiskreditováno zneužitím německé geopolitiky pro propagační účely nacistického Německa a prakticky se přestalo používat. Od 70. let se vrací už v dnešním zúženém významu. V posledních letech jsme pak svědky jistého nadužívání pojmu, který v běžném, zejména žurnalistickém, jazyce bývá používán i jako synonymum slov světová politika, velmocenský nebo prostě mocenský a občas degraduje na pomocné slovo bez zřejmého významu zdůrazňující nebo zesilující vlastní tvrzení (geopolitický je pak totéž, co důležitý, významný ).

14 13 Okruh zájmu geopolitiky jako vědní discipliny nám přiblíží několik možných členění geopolitiky: Členění geopolitiky z hlediska prostoru, pro který se aplikuje: vnější geopolitika (zkoumá vztahy mezi státy) a vnitřní geopolitika (inner geopolitics, zkoumá vztahy uvnitř státu), podle prostorového měřítka: globální geopolitika (zkoumá vztahy na globální úrovni, mezi mezinárodními organizacemi a globálními velmocemi), makroregionální geopolitika (na úrovni skupin států regionální mezinárodní organizace, konfesní společenství), státní geopolitika (na úrovni státu), regionální a lokální geopolitika (menší územní celky), podle formy: praktická geopolitika (slouží k aplikaci geopolitiky při formulování národních zájmů, identifikaci vnějších hrozeb, reakci na hrozby, apod.) a akademická geopolitika (slouží k formulování všeobecných zákonitostí), 2.2 Klasické geopolitické školy a jejich představitelé Podle základních principů a států, ve kterých tento koncept vznikl, rozlišujeme dvě základní geopolitické školy německou a anglosaskou. Německá geopolitika se zabývala hlavně postavením států ve vztazích se sousedy, státy často přirovnávala k organizmům (organická teorie státu). Anglosaská geopolitika projevovala menší zájem o stát, pozornost věnovala hlavně otázce celosvětové mocenské rovnováhy Německá škola Zakladatelem německé školy je Friedrich Ratzel ( ). Ve své práci se opíral o dvě teorie. Jednou z nich byl geografický determinismus. Ten hlásá, že charakter socioekonomické geosféry (dokonce i lidské chování) je úzce příčinně spjat s vlastnostmi fyzickogeografické sféry. Proto můžeme například z vlastností prostřední odvodit charakter hospodářství, ale i fyzické, psychické a charakterové vlastnosti obyvatelstva Vlastnosti obyvatelstva se pak odrážejí i v jednotlivých státech ty se chovají také podle fyzicko-geografických podmínek. Ratzel vychází ze specifického středoevropského pojetí prostoru, kdy největší důraz je kladen na půdu a území. Dále vychází z koncepce sociálního darwinismu. Sociální darwinisté tvrdí, že teorie přírodního výběru tak, jak ji popsal biolog Charles Darwin, platí i ve vztazích v lidské společnosti (podobně jako v přírodě i ve společnosti vyhrává nejsilnější, probíhá v ní boj o přežití, apod.). Ratzel si všiml, že státy mají řadu znaků živých organismů (označoval je za agregátní organismy, které drží pohromadě morální a duchovní síly) a z toho odvodil, že i jejich vztahy se řídí principy přírodního výběru. Podle Ratzela mezi nimi dochází k neustálému boji o přežití. Kontrola nad územím a jeho neustálé rozšiřování jsou těmi nejdůležitějšími úkoly státu (podobně jako organismy bojují o přežití, státy bojují o životní prostor). Každý zdravý stát se musí vyvíjet růst a k tomu potřebuje dostatečný životní prostor. S pojmem Lebensraum životní prostor v mezinárodních vztazích se setkáváme právě právě u Ratzela. Cílem růstu státu je zaujmout na zemském povrchu tak velký prostor, aby mu zajistil bezpečnost před sousedy. Takové státy mají podle Ratzela rozlohu minimálně 5 mil. km², označuje je jako reálné velmocí (Weltmacht). Friedrich Ratzel

15 14 Rudolf Kjelén Karl Haushofer Na Ratzela bezprostředně navazuje Švéd Rudolf Kjellén (výslovnost š j ellén, [ɕɛ ɕɛlleːn lleːn]), který stát vnímá jako vyspělý organismus vyššího řádu, smyslově rozumnou bytost ( tělo je území, duše je obyvatelstvo). Podle něj je stát politicky účelným organismem, nikoliv nějakým uskupením, které usiluje o dodržování práva či spravedlnosti mezi obyvateli navzájem. Cílem státu je boj o moc s ostatními státy, konflikty jsou proto nevyhnutelné. Protože jsou války přírodním důsledkem faktu, že státy jsou organismy, jde o přirozené procesy, které nelze odsuzovat z morálních pozic. Války jsou dokonce nástroje pokroku lidstva, které vyřazují z boje o moc zestárlé a nemocné státy. Díky této koncepci jsou státy konkurenty o přežití a o vštěpení světu své národní ideje. Toho jsou ale schopny pouze velmoci. Státy podléhají biologickým procesům (růst, stáří, choroby), liší se i stářím a perspektivami rozvoje. To na začátku 20. století hodnotí tak, že je klade do fází dne. Na úsvitu se probouzí Japonsko, Německo a USA jsou v dopoledních hodinách, Anglie a Rusko v pravém poledni, Francie v předvečer a Rakousko- Uhersko před soumrakem. Vrchol i úpadek německé školy spojuje ve své osobě Karl Haushofer. Ve svých pracích čerpá z myšlenek Ratzela (Lebensraum), Kjelléna (stát jako biologický a politicky samoúčelný organismus) a Mackindera (rozdělení světa do mocenských regionů bude probráno později). Dochází k přesvědčení, že životního prostoru není dost pro všechny. Zdravé dynamické národy početně rostou a nutně potřebují k svému rozvoji nový životní prostor, naopak příznakem úpadku statických národů za vrcholem demografického rozvoje je ztráta vůle expandovat. Státní hranice jsou podle něj permanentním bojovým polem, místem, kde národy osvědčují svoji zdatnost. Dochází k přesvědčení, že tehdejší velmoci, musí svou expanzivní politikou ovládnout jim svěřená teritoria. Vládnutí nespočívá pouze v ekonomické dominanci, ale také v dominanci politické a ideologické. Svět se podle Haushofera dělí do 4 panregionů: Pan-Amerika (s vedoucím státem USA) Euro-Afrika (Německo) Pan-Rusko (Rusko) Dálněvýchodní sféra (Japonsko) Panregiony chápe jako transkontinentální bloky spojené ekonomicky (jsou hospodářsky soběstačné, nezávislé na ostatních panregionech) i ideologicky (dominují jim společné ideje). Haushofer předpokládal, že státy si konkurují životním prostorem (pouze) uvnitř panregionů, ne přes jeho hranice (státy z různých panregionů pak mají bezkonfliktní vztahy). Jádro panregionu leží vždy na severu, kde mu dominuje jedna světová velmoc, jih pak tvoří hospodářskou i politickou periferii.

16 15 Obr. 1 Haushoferovy panregiony Anglosaská škola Jak jsme již uvedli, anglosaská geopolitika věnovala pozornost hlavně otázce celosvětové mocenské rovnováhy. Záhy přišla s tzv. binární koncepcí, podle které ve světě existují dva základní typy států: země s námořní mocí (základem jejich armády je námořnictvo) a země se suchozemskou mocí (v jejich armádě převažuje pozemní vojsko). Mezi námořní a suchozemskou mocí probíhá neustále soupeření, přičemž státy v rámci své skupiny mají společné zájmy a proto spolupracují. Tuto dichotomii vidí již ve starověkém konfliktu mezi Řeky a Peršany a mezi Athéňany a Sparťany. V moderním pojetí je anglosaská politika označována za geostrategii, tedy jakýsi návod jakým způsobem by se státy měly v zájmu zachování svých zájmů v mezinárodním prostředí chovat. Za zakladatele školy je považován americký admirál Alfred T. Mahan ( ). Ten Alfred T. sice také nahlížel na stát jako na živý organismus, ale mnohem důležitější je jeho Mahan bipolární pojetí vztahu mezi pevninskou a námořní mocí. Mahan upozornil na fakt, že světový oceán je vysoce strategickým polem pro ekonomický a následně i politický rozmach státu (souvislá a nepřerušovaná plocha, která umožňuje jednotný celosvětový systém komunikace). Pro osudy států je proto kontrola moře zásadní. Mahan v této souvislosti opakuje slavnou tezi Waltera Raleigha ( ): Kdo vládne na moři, vládne obchodu, kdo vládne obchodu, disponuje bohatstvím světa, kdo disponuje bohatstvím světa, je vládce světa. Navíc je podle něj námořní moc v technologické výhodě: díky moři má rychlejší systém komunikace a lepší schopnost manévrování než pozemní vojska. Námořní a pozemní moc Alfred T. Mahan Podle Mahana jsou hlavními představiteli námořní moci Spojené království a USA, oba státy jsou oddělené Atlantikem a Tichým oceánem od euroasijské pevniny. Jedinou myslitelnou a reálnou silou, jakou mohou tuto pevninu ovlivnit, je síla námořní. Snaží se proto vybudovat silné loďstvo (vojenské i obchodní) a námořní opěrné body (základny) po celém světě.

17 16 Pozemní moc reprezentuje hlavně Rusko, které má sice poměrné dlouhé pobřeží, ale přesto je od oceánu izolováno (severní pobřeží je většinu roku zamrzlé, evropské pobřeží pak blokují úžiny). Dlouhodobým záměrem Ruska je dosáhnout volného, jižního moře a tím participovat na výhodách námořních mocností. Proti této snaze se musí postavit ostatní mocnosti, aby tomu zabránili. Konflikt mezi pozemní a námořní silou se proto projevuje nejvíce konflikty v tzv. pásu nestability, protínajícím mezi 30 a 40 s. š. Asii. Území na sever od pásu kontroluje Rusko, jižně od něj Spojené království a USA. Dle Mahana do pásu nestability patří Suez, Palestina, Turecko, Mezopotámie, velká část Persie, Afghánistán, Pamír a oblast kolem řeky Jang-c' Ťiang (Yángz Jiāng) / Čchang Ťiang (Cháng Jiāng). Mahanovu bipolární teorii dále rozvíjejí Halford J. Mackinder, Nikolas J. Spykman, Donald W. Meinig a Colin S. Gray. Halford J. Mackinder Mackinderovo vnímání světa Brit Halford J. Mackinder ( ) publikoval své geopolitické úvahy na začátku 20. století. Koncepčně vycházel z Mahanových prací, zdroj moci ale již neviděl v námořní síle, nýbrž v pozemním prostoru. Během 19. století se totiž bouřlivě rozvíjela železnice, takže pozemní doprava už rychlostí a operativností nezaostávala za námořní. Tím se podle Mackindera zbavila pozemní moc jednoho ze svých hlavních handicapů. Poměr sil námořní a pozemní moci se podle Mackindera v historii mění, do 1492 převažovala pozemní moc (kočovníci z Asie), od velkých námořních objevů do 19. století (v tzv. Kolumbově éře ) převažovala moc námořní, 20. století je pak obdobím dominance pozemní moci. Je také třeba podotknout, že na rozdíl od doby Mahana, který zažil USA a Británii ve fází výrazného vrcholného mocenského rozmachu, Mackinder ve svých pracích zohlednil již poněkud slábnoucí moc Britského impéria ve světě a mocenský vzestup pozemních mocností Německa a Ruska. Mackinder identifikuje na zeměkouli 3 velké celky: Světový ostrov (World Island) souvislý kus pevniny (Evropa, Asie a Afrika) kde žije většina obyvatel a tam se formují dějiny, Světový oceán (World Ocean) soubor všech moří na Zemi a ostrovy ve Světovém oceánu (Amerika, Austrálie, Británie, Japonsko ) jakási oceánská periférie, která bude aktivně přispívat do historie až v (blízké) budoucnosti. V rámci Světového ostrova si všímá rozlehlosti ruského impéria a nedostupností jeho vnitrozemských oblastí, které jsou pro Rusko zdrojem síly. V těchto oblastech nemá podle něj námořní moc žádný vliv (je pro ni nedostupná), neboť všechny řeky z této oblasti tečou do zamrzajícího Severního ledového oceánu, nebo do vnitřních moří a jezer. Oblasti střední Asie označil dokonce za pivotní oblast dějin.

18 17 Po první světové válce Mackinder vymezil na pevnině 3 oblasti podle míry dominance pozemní a námořní síly: Heartland je rozšířená pivotní oblast (vedle bezodtokých oblastí Střední Asie a úmoří Severního ledového oceánu i povodí Baltského a Černého moře a severní čínské a indické toky). Heartland vnímá jako vnitrozemí Světového ostrova bez přístupu k nezamrzajícím mořím, jednoznačnou sféru dominance pozemních mocností. K čistě geografickým charakteristikám přidává také charakteristiky ekonomické země Heartlandu mají obrovský přírodní potenciál zásoby surovin, úrodnou půdu a díky železnici také možnost jejich efektivní přepravy. Díky těmto skutečnostem vládce Heartlandu dominuje celému světu, je také trvalým zdrojem expanze do oblastí s lepšími podmínkami pro vznik velkých civilizací (Čína, Indie, Evropa, Blízký Východ). Ale Mackinder sám neztotožňoval Heartland s Ruskem. Rusko sice v té době Heartlandu dominovalo, ale tak tomu být nemusí vždy. Mezi vládci Heartlandu nicméně Mackinder vidí jistou mocenskou kontinuitu (mongolská říše, Rusko, SSSR) Vnitřní půlměsíc přiléhá k Heartlandu. Jde o oblast aktivního soupeření pozemních a námořních sil, patří do ní hlavně Německo, tehdejší země Rakouska-Uherska a Osmanské říše, Indie a Čína. Vnější půlměsícem je od vnitřního půlměsíce oddělen mořem nebo pouští, proto je nedostupný pro pozemní mocnosti a je jednoznačnou sférou námořní moci. Do vnějšího půlměsíce byly řazeny zejména Velká Británie, Subsaharská Afrika, Japonsko, Austrálie a Amerika. Pokud by se podařilo pozemní mocnosti z Heartlandu ovládnout část Vnitřního půlměsíce (a tím se dostat na pobřeží Světového oceánu), získala by tato mocnost absolutní dominanci nad světem. K tomu by mohlo dojít dvěma způsoby: buď zevnitř (Rusko by ovládlo část Vnitřního půlměsíce, např. Indii, nebo Východní Evropu), nebo zvnějšku (některý ze států Vnitřního půlměsíce nejpravděpodobněji Německo by ovládl Rusko). Mackinder proto vidí jako klíčový vztah mezi západní částí Heartlandu a střední Evropou. Známý je jeho výrok: Kdo vládne východní Evropě, ovládá Heartland. Kdo vládne Heartlandu, ovládá Světový ostrov. Kdo vládne Světovému ostrovu, ovládá svět. Proto i na základě tohoto Mackinderova axiomu měly po 1. světové válce vítězné mocnosti snahu zabránit případnému spojenectví Ruska a Německa vytvořením nárazníkového pásma v podobě mnoha menších vzájemně znepřátelených (a proto spojenecké svazky se Západem hledajících) států ve střední a východní Evropě.

19 18 Obr. 2 Mackinderova teorie Heartlandu Mezi dvěma světovými válkami Mackinder přišel s novým pohledem na vzájemný poměr námořní a pozemní síly. Vytvořila se podle něj rovnováha sil mezi dvěma mocenskými póly, které tvoří: Ameroevropa neboli Úmoří Vnitrozemského oceánu, tj. úmoří Severního Atlantiku, který přestal být dopravní překážkou a na jehož březích se rozkládá prostor života západní civilizace (dominují ji USA, Francie, Británie) Heartland (ovládá ho SSSR). Vzhledem k tomu, že mezi Amerevropou a Heartlandem existuje faktická rovnováha sil, mohou se mezi nimi vytvořit nekonfliktní vztahy a dokonce mohou spolupracovat proti silám, které se tuto rovnováhu snaží narušit (např. proti Německu během 2. světové války). Nikolas J. Spykman Nikolas J. Spykman ( ) úzce navazuje na práci Mackindera, ale udržuje spíše realistický pohled na vztahy mezi západem a východem, od kterého se Mackinder ve svých posledních dílech odklonil. Spykman se soustředil hlavně na pohyb moci a síly v geografickém prostoru a snažil se dokázat, že geografický prostor je základní determinantou pro utváření zahraniční politiky státu. Základní jednotkou jsou sice v mezinárodních vztazích státy, ale skutečnými geopolitickými hráči jsou podle něj pouze velmoci. Malé státy mají podřízené postavení, z hlediska velmocí: představují vakuum v oblasti vysokého politického tlaku. Jejich život není dán jejich silou, ale tím, že nikdo neusiluje o jejich území, nebo tím, že mají být uchovány jako nárazníkové státy či jako závaží v mocenské rovnováze zájmů silných národů. Když tato rovnováha zmizí, malé státy obvykle zmizí s ní Spykman dělí svět obdobně jako Mackindera na 3 zóny: Heartland (vnitrozemí Eurasie) Rimland (pásmo izolující Heartland od nezamrzajících moří, územně totožný s Mackinderovým vnitřním půlměsícem) Vnější ostrovy a kontinenty (Offshore Islands and Continents)

20 19 Na rozdíl od Mackindera ale klade mocenský zdroj do Rimlandu, pásu obklopujícího Heartland. Do něj patří celá Evropa mimo Británie, Blízký východ, indický subkontinent a Dálný východ. Tato oblast leží mezi mocí mořskou a pevninskou mocí a její ovládnutí jednou mocností by znamenalo zásadní posun ke globální dominanci. Proto jeho závěr zní: Kdo kontroluje Rimland, ovládá Eurasii, kdo ovládá Eurasii, kontroluje osudy světa. USA jsou podle Spykmana ostrovem ve Světovém oceánu, tento ostrov ale není izolovaný. Pro obranu USA je klíčové zabezpečení dvou částí Eurasie, které leží nejblíže k území USA: Dálného východu a Evropy. Mocenské postavení USA by přitom na Dálném Východě ohrožovalo spojenectví SSSR a Číny, v Evropě pak hlavně její politická integrace. Spykmanovy teorie se odrazily v zahraniční politice SSSR (který se značně angažoval ve snaze ovládnout některé státy Rimlandu) a zejména USA, které naopak považovaly za důležité sovětskému pronikání do Rimlandu (např. garance obrany Turecka a Řecka, válka v Koreji ( ), válka ve Vietnamu). Spykmanův vliv se také odrazil v tzv. koncepci zadržování komunismu (containment) vytvoření soustavy vojenských paktů namířených proti SSSR tvořených vždy USA a skupinou spojenců v Rimlandu (NATO, CENTO Bagdádský pakt, SEATO Pakt pro jihovýchodní Asii). Profesor Utažské univerzity Donald W. Meinig v roce 1956 přichází s kritikou Mackinderových i Spykmanových teorií. Domnívá se, že chápání Heartlandu a Rimlandu jako čistě prostorových kategorií je chybné. Prostor je sice důležitý činitel, není jej ale možné používat bez současné analýzy kulturních charakteristik, které utvářejí charakter jednotlivých národů a států. Tyto charakteristiky jsou dynamické v čase, proto může Rimland inklinovat jak k Heartlandu, tak k moři případně inklinaci měnit (např. Čína, ale dokonce i Británie neinklinovala celou svou historii k moři). Pro zjednodušení bere v úvahu jedno základní kritérium vztah k souši, či moři. Toto použil při vymezení světa na pět oblastí: Donald W. Meinig Heartland, který chápe jako stepní a pouštní oblasti Eurasie, na západě ho ohraničuje Volhou a Kaspickým mořem, a na severu pásem lesů a na východě čínskou provincií S'-čchuan (Sìchuān). Heartland je obýván převážně pevninskými národy, které mají podobné základní znaky způsob obživy pastevectví, jednoduché zemědělství. Z této oblasti je možné šířit tlak na všechny světové strany. Příkladem mu jsou Mongolové, kteří pronikli až na Moravu. K Heartlandu přiléhají dva pásy: Vnitřní (Kontinentální) a Vnější (Mořský) Rimland. Nejsou vymezeny striktně geograficky, ale povahou národů, které zde žijí. Vnitřní Rimland je obýván suchozemskými národy a vnější mořskými. Do této oblasti je řazen prakticky Spykmanům Rimland, ale do pevninské skupiny patří například Indie po průniku Britů a Čína. Následným pásem jsou ostrovy Vnějšího půlměsíce, rozdělené na: Vnitřní a Vnější ostrovy. Vnitřní ostrovy konvergují k souši a vnější k moři. Vzhledem k tomu, že příslušnost zemí k Vnitřnímu nebo Vnějšímu Rimlandu, případně k Vnitřním nebo Vnějším ostrovům se může měnit, nemá soupeření pozemní a námořní moci pouze mocenský, ale také kulturní aspekt. Meinig uvádí, že boj o myšlení a duše lidí je možná důležitější součást geopolitiky než vojenská síla a doporučuje proto USA nejen vyvážet vojáky, ale i vlastní kulturu a způsob života. Podobně ostatně uvažoval v té době i SSSR (ideologické ovlivňování rozvojových zemí).

21 20 Colin S. Gray Bipolární směr geopolitiky (geostrategie) završil Colin S. Gray (* 1943), který ve svých teoriích zohlednil zlepšení vztahů mezi Sovětským svazem a USA z jejichž vzájemných vztahů vymizel jakýkoliv silový aspekt. Dle něj je konflikt mezi pozemní a námořní mocí věčným konfliktem. Heartland ovládaný Ruskem je podle něj silný hlavně díky velikosti svého prostoru díky němu má dostatek času na konsolidaci své síly v případě útoku (např. útok Napoleona v roce 1812, Hitlera v roce 1941). Dominance Heartlandu se projevuje pouze západním směrem, neboť na východě se mu vytvořil silný konkurent v podobě Číny. Hlavní zájem má Heartland podle Graye o oblast Perského zálivu. Hlavní problém USA vidí v jejich nezájmu angažovat se ve světě s odvoláním na geografickou vzdálenost. Gray tvrdí, že mezinárodní vztahy respektive ochota angažovat se nejsou formulovány na základě normálních, ale podle mentálních map. Důležitost oblasti v představách politiků klesá přímo úměrně se vzdáleností od jejich země, i když mají reálnou schopnost použít sílu i v odlehlé oblasti. Podporuje také doktrínu zadržování komunismu ve světě, od které americká administrativa začala po období tání ustupovat. 2.3 Multipolární teorie Saul B. Cohen Hlavním představitelem multiporálních geopolitických teorií je Saul B. Cohen, který ve svých teoriích reagoval na vývoj v 60. letech 20. století, kdy rostly rozpory v západním i východním bloku (SSSR Čína) a začaly se množit regionální konflikty mimo pravidlo bipolárně rozděleného světa. Odmítl striktně bipolární chápání světa i představu, že svět tvoří jakousi geopolitickou jednotu. Podle něj má naopak podobu soustavy navzájem odlišných a ovlivňujících se makroregionů. Ty se vytvářejí na dvou hierarchických úrovních: celosvětové (geostrategické regiony) a regionální (geopolitické regiony). Teorie geopolitických a geostrategických regionů Geostrategické regiony jsou dva, odpovídají mocenským sférám vlivu USA a SSSR, resp. tradičnímu dělení na Východ a Západ (resp. pozemní a námořní moc) a jsou značně nejednotné. Geopolitické regiony jsou pak menší jednotky, které jsou (až na Jižní Asii) mocensky podřízeny regionům geostrategickým, jsou relativně politicky, kulturně i hospodářsky jednotné. V jejich rámci se projevují integrační tendence. Tab. 1 Cohenovy geostrategické a geopolitické regiony Geostrategický region Přímořský svět závislý na obchodu (Trade Dependent Maritime World) Eurasijský kontinentální svět (Eurasian Continental World) (mimo geostrategické regiony) Geopolitické regiony Angloamerika a Karibik Jižní Amerika Přímořská Evropa a Maghreb Subsaharská Afrika Ostrovní Asie a Oceánie Heartland s východní Evropou Východní Asie Jižní Asie

22 21 Vedle Jižní Asie, která leží mimo oba geostrategické regiony a je potenciálně jádrem třetího geostrategického regionu, leží podle Cohenova členění ještě 2 území: Jihovýchodní Asie a Střední Východ. Ta neklasifikuje jako geopolitické regiony, ale jako pásma otřesu, protože jsou politicky fragmentovaná a nestabilní, bez tendencí k integraci. O obě pásma otřesu mají zájem USA i SSSR jako vedoucí státy geostrategických regionů a vlastně pouze v nich probíhá jejich soupeření, příslušnost ostatních oblastí není sporná. Vzhledem k tomu je pro obranu USA nutné udržování mocenských pozic pouze na těchto místech, nikoliv v celém Rimlandu. Obr. 3 Cohenovy geostrategické a geopolitické regiony (verze 1982) Svoji teorii Conen několikrát revidoval. Poprvé v roce 1982, kdy pod vlivem růstu intenzity konfliktů v Africe přehodnotil Subsaharskou Afriku na třetí pásmo otřesu. Další novinkou byla teze o pěti světových velmocích, za které považoval USA, SSSR, Čínu, Japonsko a sjednocující se západní Evropu. Každá z velmocí si pak podle něj vytváří vlastní sféru vlivu v rámci příslušného geostrategického regionu. Vedle nich uvádí i 27 mocností druhého řádu (např. Austrálie, Brazílie, Nigérie, Polsko) a tvrdí, že i další země jsou ve vzájemných hierarchických vztazích nad- a podřízenosti, existují státy třetího, čtvrtého i pátého řádu. Tehdejší Československo klasifikoval jako stát třetího řádu. Revize v roce 1991 reagovala na situaci po faktickém zhroucení východního bloku a poměrně přesně odhadla následující vývoj. Východní Evropu v této revizi Cohen označil za přechodový region mezi oběma geostrategickými regiony, který se v budoucnosti buď jako celek připojí k západu, nebo si jeho východní část ponechá orientaci na Heartland. Z pásem otřesu zůstalo podle Cohena aktivní už jen jedno Střední Východ. Afrika se stabilizuje na běžný geopolitický region a Jihovýchodní Asie byla rozdělena mezi přilehlé sousední geopolitické regiony. 2.4 Nová geopolitika S kritikou klasických směrů přicházejí již v 60. letech 20. století manželé Sproutovi. Ti vytýkají starým směrům dva aspekty: přílišnou orientaci na geografický prostor a geografický determinismus. Tyto dva základní pilíře staré geopolitiky nahrazují posibilistickým přístupem. Jeho základem je teorie environmentální triády. Ta je tvořena subjektem, okolím subjektu a jejich funkčním vztahem. Geografický determinismus je pouze jedním z faktorů, kterým okolí subjektu ovlivňuje subjekt samotný. Existuje však obrovský počet všech dalších faktorů, který subjekt ovlivňují. Rovněž subjekt sám nutně ovlivňuje své okolí, ale pouze v intencích, které mu toto okolí umožní. Na tyto koncepce navazují např. Harvey Starr, John O Loughlin a další.

23 22 Většinou zdůrazňují významu subjektů, aktérů (lidské aktivity), odmítají geografický determinismus. Svět chápou jako pestrou mozaiku heterogenních regionů. 2.5 Kritická geopolitika Jako kritická geopolitika se neoznačuje žádná ucelená teorie, ale směr, který poukazuje na problémy, které geopolitika přináší do mezinárodních vztahů. Představiteli jsou Richard Ashley (odmítá universalismus mezinárodních vztahů, zdůrazňuje jedinečnost, originalitu), Simon Dalby a hlavně Gearóid Ó Tuathail (Gerard Toal). Ó Tuathail se snaží ukazovat na nebezpečí geopolitiky, která není pouze vědou, ale hlavně metodou, která dává vládcům právo organizovat, okupovat a spravovat prostor. Zjednodušeně řečeno, teoretikové se všemožně snažili své teorie přivést do praxe a právě v tomto je geopolitika problematickou vědeckou disciplínou. Mackinderovy názory, rozdělení světa a vztahy mezi oblastmi hodnotí jako racionalistický pohled imperialisty, který chce eliminovat nejasnost, nahodilost a chaos mezinárodních vztahů. Kritickou geopolitiku vidí spíše jako snahu o změnu v uvažování, o změnu metod a o zabránění zjednodušujícím tendencím klasické geopolitiky. Dále se ve svých pracích pokouší vyhýbat národnímu subjektivismu a zařadit se tak svým nadnárodním úhlem pohledu do metodického přístupu, který vyžaduje současná geopolitika. SHRNUTÍ Geopolitika je chápana buď jako věda, která studuje zákonitosti a vliv geografického prostředí na politické struktury nebo je to věda která studuje pohyb moci v prostoru. Anglosaská škola ji navíc ale chápe jako geostrategii, návod pro státy jak by se v zájmu naplnění svých zájmů měly chovat. Německá škola zase dala státům nástroj a ospravedlnění pro přirozenou, expanzionistickou politiku v mezinárodních vztazích. Postupně vznikají i jiné politiky, které jsou založeny na jiných základech než je pojetí moci, teritoria a síly státu a přinášejí do geopolitiky sociální a kulturní aspekty. Kontrolní otázky a úkoly 1. Popište geopolitiku jako vědeckou disciplínu z jakých základů čerpá, v jaké době vznikla a jak se vyvíjela. 2. Jaké jsou východiska německé geopolitiky, jaký byl její vývoj, hlavní představitelé.? 3. Jaká jsou východiska anglosaské geopolitiky, její vývoj, hlavní představitelé? 4. Uveďte základní kritiku jednotlivých škol geopolitiky Pojmy k zapamatování pozemní a námoří moc, Heartland, Rimland, Eurasie, Mahan, Ratzel, Mackinder, Cohen, geopolitika, moc, území

24 23 3 Politická mapa světa Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: vyjmenovat typy územních útvarů na politické mapě světa vysvětlit znaky nezávislých států i obtíže se zařazením některých z nich odlišit pojmy kolonie, nesamosprávné území a závislé území Doba potřebná k prostudování kapitoly: 80 minut. Průvodce studiem Politické mapy jsou součástí každého atlasu a setkáváme se s nimi prakticky denně. V této kapitole se budeme věnovat hlubšímu rozboru toho, jaké politickoúzemní útvary na ní můžeme najít, jaké znaky musí splňovat nezávislé státy a které části zeměkoule jsou mezinárodní. 3.1 Prostorově-politická organizace společnosti Za prostorově-politické systémy se označují objektivně vzájemně spjaté elementy politické sféry společnosti ve vymezeném teritoriu. Z hlediska geografického lze považovat za prostorové vyjádření politických systémů tzv. politické regiony. Politické regiony jsou základní prostorovou jednotku a objektem zkoumání politické geografie. Existují dva typy prostorově-politických systémů: Systémy de iure (institucionalizované) fungují v hranicích vymezených právními akty a zpravidla mají nějaké centrální politické orgány (např. stát, okres, obec, autonomní republika, volební obvod). Systémy de facto (neinstitucionalizované) hranice jejich působení není stanovena žádnými formálními právními akty a zpravidla nemají orgány politického řízení. Geograficky nemají podobu homogenního regionu (jako systémy de iure), ale nodálního regionu s jádrem a periférií (např. kulturní regiony, oblasti aktivit separatistických hnutí, světové politické regiony). Politické regiony zpravidla mají hierarchickou strukturu. Nejnižší jednotkou je primární administrativní jednotka (obec), dále pokračujeme přes jednotky územněsprávního členění a stát ke společenství států. Politický region je výsledkem úsilí člověka o politickou organizaci prostoru. Pro jednotlivce představuje politickou organizaci prostoru dům a rodinný pozemek, pro rod rodové teritorium, pro kmen kmenové teritorium a pro národ národní teritorium. Z výše uvedeného je zřejmé, že důležitým prvkem politických regionů je také jistá forma sociálního pouta mezi obyvateli politického regionu. Někteří autoři v této souvislosti používají označení tohoto sociálního pouta jako politického společenství. Důležitým jevem při vytváření politických regionů je také vytvoření centrálního střediska, ve kterém se koncentrují politické aktivity komunity na daném území.

25 Stát jako základní politický region Termín stát se používá zcela běžně a jeho působení se v našich životech odráží každodenně. Formální definice říká, že stát je taková institucionalizovaná forma společenského života na určitém území, která prostřednictvím všeobecně závazných pravidel chování, za kterými stojí jeho mocenské autorita, působí na společenské vztahy. Co to ale v praxi znamená? stát je forma společenského života tj. určitá organizace vztahů mezi lidmi, nezbytným předpokladem státu je tedy obyvatelstvo zmíněná forma společenského života má instituce čili vztahy mezi lidmi nejsou organizovány na základě (pouhých) obecných pravidel, ale pomocí úřadů, které mohou určovat pro všechny závazná pravidla a které mají právo plnění těchto pravidel vynucovat silou stát má tedy státní moc, jde o formu společenského života na konkrétním území, čili každý stát musí mít nějaké území. Každý stát má tedy několik charakteristických znaků. Základními jsou: státní území omezené státními hranicemi, trvale sídlící obyvatelstvo, státní moc. Současná geografie se zabývá především státním územím, vymezováním státních hranic a charakteristikami obyvatelstva. Politický systém zkoumají především politické vědy (politologie) a ekonomický systém je předmětem zájmu ekonomů (ekonomie). Stát je základním typem politického regionu. Vyskytují se názory, že státy jsou dokonce jediný reálně existující region vůbec. Stát je hlavním fenoménem, který určuje průběh a výsledky ekonomických, politických, sociálních, ekologických a jiných procesů, které jsou v rámci jeho prostorového vymezení uzavřené. Stát je hlavním předmětem studia politické geografie. K označení států slouží řada symbolů: název státu, hlava státu (osoba, která zastupuje stát navenek ), státní vlajka, státní znak, hymna. Tyto symboly neslouží jen k odlišení států navzájem, ale také k upevnění (případně možnosti vyjádření) sounáležitosti obyvatelstva s jinak poměrně abstraktní institucí ( institucionalizovaná forma společenského života ). Pro zájemce: Co všechno prozradí o státu státní symboly? Státní symboly v sobě často neobsahují pouze prostou informaci o identitě státu, ale slouží i k demonstraci politického, ideologického nebo kulturního směřování státu. V oficiálních názvech státu se zpravidla zdůrazňuje státní forma (Česká republika, Spolková republika Německo), někdy etnická příslušnost obyvatel (Egyptská arabská republika) či jejich náboženství (Íránská islámská republika), výjimečně i ideologie (Vietnamská socialistická republika). Podobně volba barev vlajky může vyjadřovat politické sympatie nebo jazykovou sounáležitost s jinými zeměmi (např. slovanská kombinace bílá modrá červená odvozená z vlajky Ruska, africké barvy žlutá zelená červená převzaté z vlajky Etiopie nebo arabské barvy červená bílá černá zelená kombinující barvy význačných muslimských dynastií). Protože se prostřednictvím státních symbolů demonstruje vztah obyvatelstva ke státu, bývají jejich změny vnímány dost emotivně (např. velká část obyvatelstva Moravy se odmítá ztotožnit s označením Česko a preferuje úřední název Česká republika )

26 Státní moc Zastavme se krátce u jednoho z definičních znaků státu, u pojmu státní moc. Jde o sílu, která je schopna zabezpečit (třeba i donucovacími prostředky) formování, upevnění a ochranu soustavy společenských vztahů ve státě. Jednoduše řečeno jde o to, že stát určuje pravidla, podle kterých se společnost řídí, a zajišťuje jejich plnění. Stát má dokonce právo si plnění pravidel vynutit, jako jediná síla ve státě má totiž právo na legitimní použití násilí (může např. na základě soudního rozhodnutí umístit jedince, který porušuje závazná pravidla chování do vězení nikdo jiný než stát přitom toto právo nemá). Pro uplatňování státní moci přitom platí tzv. princip teritoriality: státní moci podléhají všechny osoby (bez ohledu na občanství) i organizace nalézající se na území státu. Existence státní moci je nutná k tomu, aby stát mohl plnit své funkce vzhledem k obyvatelstvu (tj. organizovat společenské vztahy) i zahraničí (tj. zajišťovat obranu). Nositeli státní moci jsou státní orgány, tj. zákonem vytvořené subjekty mající právo rozhodovat jménem státu (úřady, soudy, vláda, parlament). Vedle nich jsou ve státě i specifické složky plnící zvláštní úkoly (policie, armáda, ad.). Podle charakteru své činnosti se zpravidla rozlišuje moc zákonodárná, výkonná a soudní. V demokratických zemích jsou tyto složky státní moci odděleny (zajišťují je rozdílné státní orgány) a vzájemně se kontrolují. Zákonodárná moc (legislativní) obecně určuje pravidla vztahů mezi obyvateli státu (zákony), státní rozpočet a schvaluje mezinárodní smlouvy. Zákonodárná moc Zákonodárnou moc představuje nejčastěji parlament. Parlamenty jsou specifická přímo volená kolektivní rozhodovací tělesa, která mají vždy kolegiální charakter (neexistuje hierarchická stavba, všichni poslanci mají jeden hlas, rozhoduje se kolektivně). Mají vždy celostátní působnost a vždy disponují určitými základními pravomocemi (pravomoc přijímat zákony a státní rozpočet). Parlamenty mohou být organizovány jako jednokomorové nebo dvoukomorové. V jednokomorových parlamentech tvoří všichni poslanci jeden sbor, dvoukomorový parlament pak tvoří dva sbory, které se většinou liší pravomocemi a někdy i způsobem vytvoření (horní komora nemusí být volena jmenování, dědičné členství apod.). Dolní komora bývá volena přímo a zastupuje obyvatelstvo státu jako celek, horní komora pak reprezentuje zájmy dílčí, zejména: zájmy členských států federací (v těchto případech paritní zastoupení členů federace např. v Senátu USA má každý členský stát bez ohledu na velikost 2 senátory) zájmy územních jednotek a zákonodárný korektiv dolní komory v decentralizovaných státech (Francie Senát tvoří zástupci zastupitelstev departementů a obecních rad, Itálie Senát volen v krajích, Španělsko Senát částečně volen regiony) zákonodárný korektiv dolní komory (a konzervativní stabilizátor politického života) (Británie, ČR) (výjimečně) vnášení lobbistických zájmů do parlamentu (Irsko, Slovinsko horní komory volí zájmové a oborové korporace, jejich pravomoci jsou ale velmi slabé)

27 26 Jednokomorový parlament je typický pro unitární republiky, dvoukomorový pro monarchie a federativně uspořádané republiky (ne ale výlučně). Výkonná moc Soudní moc Výkonná moc (exekutivní) ve státě je vykonávána hlavou státu a vládou. V širším slova smyslu se považují za výkonné orgány všechny orgány kromě zákonodárných a soudních. Tyto orgány se nazývají exekutivou nebo veřejnou správou. Hlava státu je osoba, která zastupuje stát navenek (podpisy smluv, pověřování diplomatických zástupců apod.). Pravomoci hlavy státu ve vztahu k vnitrostátním záležitostem závisí na typu státu, v některých zemích jsou prakticky nulové (např. japonský císař má ústavou přímo zakázáno zasahovat do vnitřní politiky státu), jinde hlava státu vede i vládu (např. v prezidentských republikách, typicky v USA). Vláda (rada ministrů, kabinet ) je nejvyšší správní orgán státu. Její mocenské postavení je zakotveno v ústavě, je kolektivním orgánem, jehož členy jsou ministři, pověřeni řízením jednotlivých resortů. V čele vlády stojí předseda vlády (premiér). Soudní moc má dva hlavní úkoly: rozhoduje v oblasti občanskoprávních, rodinných a pracovních vztahů a v záležitostech trestných činů a kontroluje činnost ostatních státních orgánů a interpretuje zákony. Výkonem soudní moci jsou pověřeny nezávislé soudy. Organizace státní moci je jedním ze základních kritérií pro formální klasifikace států (na republiky a monarchie, na demokracie, autoritářské a totalitní státy). V praxi není důležité jen legislativní vymezení úkolů jednotlivých složek státní moci, ale také skutečnost, jestli jsou tyto pravomoci vůbec vykonávány a jak efektivně jsou vykonávány (např. pravomoci policie se v jednotlivých zemích příliš neliší, jistě ale bude z hlediska společenských vztahů v dané zemi zásadní rozdíl, jestli se jí podaří odhalit pachatele u 80 % trestných činů, nebo pouze u 10 %). V některých případech je ústřední vláda státu tak slabá nebo neefektivní, že její faktická moc je na většině státního území velmi malá nebo žádná. Takové země se označují jako zhroucené státy (failed state). Zhroucení státu je značně tíživé pro místní obyvatelstvo, protože jejich vláda ho nedokáže ochránit před kriminalitou ani mu nezaručuje základní veřejné služby. Rovněž do mezinárodně-politických vztahů vnáší zhroucené státy řadu komplikací na jejich teritorium se totiž často uchylují mezinárodní kriminální gangy nebo teroristé. Hrubou představu o míře, s jakou státní moc skutečně kontroluje a ovlivňuje dění ve státě, může poskytnout tzv. Failed States Index (FSI). Index byl navržen organizací Fund for Peace v roce 2005 a je pravidelně publikován v časopise Foreign Policy. Vychází z 12 indikátorů, každý z nich je hodnocen 0 10 body (0 nejnižší a 10 nejvyšší míra zranitelnosti), 4 indikátory jsou sociální, 2 ekonomické a 6 indikátorů je politických. Součet dosahuje hodnot bodů (0 absolutně funkční stát, 120 absolutně nefunkční): nad 90 bodů: státy vysoce ohrožené (alert), bodů: státy ohrožené (warning), bodů: státy málo ohrožené (moderate), do 30 bodů: státy neohrožené (sustainable).

28 27 Pro zajímavost si uvedeme některé znaky, které podle tvůrců indexu ukazují, že státní moc nefunguje dobře: demografické tlaky (např. vysoký počet nebo hustota obyvatel ve vztahu k disponibilním zdrojům), masivní pohyb uprchlíků nebo vnitřně vysídlených osob, kolektivní nepřátelství vůči skupinám obyvatel, trvalý odchod obyvatelstva, ekonomická nerovnost skupin obyvatelstva, prudký ekonomický pokles, kriminalizace a delegitimizace státu (např. korupce), zhoršení veřejných služeb, nerespektování lidských práv, bezpečnostní aparát mimo státní kontrolu (např. existence polovojenských jednotek podřízených elitám, politickým stranám nebo jiným skupinám), frakcionalizace elit na základě skupinových znaků (kulturních, etnických, rasových apod.), intervence cizích států. Pro zájemce: Kde si umějí vládnout? Obr. 4 Hodnoty FSI v roce 2008 Nejvyšších hodnot FSI dosahují Somálsko (114,2), Súdán (113), Zimbabwe, Čad, Irák, Kongo, Afghánistán, Pákistán v těchto zemích zpravidla ústřední vlády ovládají jen část území, pohraniční oblasti jsou často úplně mimo kontrolu, a ani na územích pod kontrolou vlády nefungují základní veřejné služby. Typickým zhrouceným státem je Somálsko, které si fakticky rozdělili na drobné úděly klanoví vůdci a moc mezinárodně uznané vlády nesahá daleko za hranice hlavního města. Dlouhou dobu se dokonce poslanci parlamentu scházeli v sousední Keni, protože pořádat schůze v Somálsku se jim jevilo jako příliš riskantní. Naopak nejefektivnější je státní moc ve státech severní Evropy (Norsko má FSI 16,8, Finsko 18,4, Švédsko 19,8), poměrně dobře je na tom i ČR (FSI 42,1, tj. 28. nejlepší výsledek), od výsledků nejefektivnějších severských zemí nás sráží především korupce Státní suverenita, nezávislé státy Jako státní suverenita se označuje nezávislost státní moci na jakékoli jiné moci uvnitř i vně hranic státu. Suverenita je základní podmínkou existence státu. Suverenita má vnější a vnitřní stránku: Vnější suverenita je výrazem nezávislosti státu na jiných státech. Faktická nezávislost v rozhodování ale nutně musí být spojena s mezinárodním uznáním státu jako subjektu mezinárodního práva, protože jen na jeho základě se může stát účastnit rovnoprávně mezinárodních vztahů (uzavírat smlouvy s jinými státy jako rovnocenný partner).

29 28 Vnitřní suverenita je skutečnost, že státní moc funguje nezávisle na jakýchkoliv jiných politických organizacích. Podléhají ji všichni obyvatelé příslušného území a všechny organizace působící na tomto území. Suverenita státu není nikdy absolutní, nezávislost jeho rozhodování je v reálné mezinárodní politice omezena právně (mezinárodními závazky státu, např. jeho členstvím v mezinárodních organizacích), ale také např. jeho postavením v mezinárodním obchodu (závislost na dovozu surovin, potravin, apod.), případnou odkázaností na mezinárodní pomoc nebo vojenským a politickým nátlakem jiných států. Pojem suverenita je spojen s dříve široce diskutovanou otázkou, kdo je vlastně oprávněn o státu rozhodovat, kdo je nositelem státní suverenity, resp. suverénem? Ve středověku hrál tuto roli panovník, v období buržoazních revolucí se pak prosadila koncepce, že jediným správným suverénem je národ, resp. lid. Státy, jejichž státní moc je suverénní (nezávislá na státní moci jiného státu nebo na jiné politické síle), se označují jako nezávislé státy. Ne všechna území, která vyplňují politickou mapu světa ale mají tento charakter. Můžeme na ní najít tyto typy územních politických jednotek: nezávislé státy, tj. území, která mají obyvatelstvo, území, státní moc, která je suverénní a schopná i ochotná vystupovat jako subjekt mezinárodního práva závislá území, nejednotná skupina území, která nevystupují jako subjekty mezinárodní práva a v mezinárodních vztazích je zastupuje některý z nezávislých států mezinárodní území a prostory, tj. území, která nepodléhají státní moci žádného státu (např. volné moře, kosmický prostor) Státy jsou také hlavními ale ne jedinými aktéry mezinárodních vztahů. Kdo v mezinárodních vztazích vlastně může legálně vystupovat není jasně definováno žádnou mezinárodní smlouvou, jisté ale je, že státy jsou tzv. původními subjekty mezinárodního práva. Dalšími tzv. odvozenými subjekty mezinárodního práva jsou mezinárodní organizace. Jejich právo vstupovat do mezinárodních vztahů je odvozeno od států tím, že na ně státy část svých pravomocí přenesou. Za legitimní účastníky mezinárodně právních vztahů se označují i povstalci proti vládní moci (pokud jim státy přiznaly statut válčící strany), národně osvobozenecká hnutí v závislých a koloniálních územích a Mezinárodní výbor Červeného kříže. Do mezinárodních vztahů zasahují ale i další organizace, i když formálně nemají způsobilost k mezinárodním právům a povinnostem. Jde hlavně o různé nadnárodní hospodářské korporace, které nezřídka disponují značným kapitálem (řádově až v objemu odpovídajícímu středně velkým státům) a např. při umisťování svých investic jednají přímo se státy Kolik je na světě nezávislých států? Na zdánlivě triviální dotaz na počet nezávislých států můžeme poskytnout jen přibližnou odpověď: asi 200. Za stoprocentně nezávislé můžeme označit všechny členské země OSN, těch je v současnosti 193. Členství v OSN jim otvírá přístup do všech ostatních mezinárodních organizací a až na drobné výjimky se všechny navzájem uznávají a udržují diplomatické styky.

30 29 Dalším nepochybně nezávislým státem je Vatikán, který vzhledem ke svému specifickému postavení duchovního i politického centra katolicismu do OSN nevstoupil, jeho nezávislost ale nikdo nezpochybňuje. Vedle toho existuje několik zemí, které se sice snaží vystupovat jako nezávislé státy, ale mezinárodní společenství je buď většinově neuznává, nebo je jeho postoj nejednoznačný. Důvodem je zpravidla nedořešený vztah k původnímu vlastníkovi území, nebo skutečnost, že vlády fakticky žádné území nekontrolují (nevykonávají skutečnou státní moc). Postavení těchto území a zejména jejich obyvatel je svízelné: nemají možnost vstoupit do mezinárodních organizací, při pasových kontrolách nemusí být uznávány jejich dokumenty, apod. Jde především o tato území: Kosovo, které vyhlásilo v roce 2008 jednostranně nezávislost na Srbsku. K tomuto kroku nezaujalo mezinárodní společenství jednoznačné stanovisko, většina států ho odmítá, protože nedošlo k dohodě s původním suverénem, tj. Srbskem, Jednotné stanovisko nezaujala ani EU např. ČR nezávislost Kosova uznala, Slovensko ale ne. V současnosti (červen 2012) uznává Kosovo pouze 91 členských států OSN (tj. 44 % členů), Taiwan a Maltézský řád. Vstup Kosova do významnějších světových organizací blokuje nesouhlas Ruska a Číny. Tchaj-wan, jehož vláda sice kontroluje jen tento ostrov, považuje se ale za jedinou legitimní vládu celé Číny (k problému podrobněji v kapitole o státním území). Tuto pozici uznává 23 zemí světa, ostatní uznávají za legitimní vládu Číny vládu v Pekingu. Západní Sahara, jejíž území je prakticky celé obsazené Marokem. Maroko považuje tuto bývalou španělskou kolonii (do roku 1976) za své státní území, v exilu ale působí vláda, která usiluje o nezávislost země pod názvem Saharská arabská demokratická republika (SADR). V tomto případě je mezinárodní společenství rozpolcené podobně jako v případě Kosova: 82 členů OSN uznává právo Západní Sahary na nezávislost, z nich některé uznávají i SADR, jiné ji za legitimního reprezentanta Západní Sahary nepovažují. Na druhou stranu 44 zemí podporuje marocké nároky a řada zemí k problému nezaujímá žádný postoj. Palestina jako arabský stát, který měl podle původního plánu z roku 1948 vzniknout souběžně s Izraelem při rozdělení palestinského mandátního území na židovskou a arabskou část. Ve skutečnosti ale byl vyhlášen jen Izrael a zbytek území zabraly sousední arabské státy, v roce 1967 pak byl Izraelem obsazen i zbytek Palestiny. Palestinské zájmy začala od roku 1964 reprezentovat Organizace pro osvobození Palestiny (OOP). Ta se dlouhodobě odmítala smířit s existencí židovského státu a teprve po změně mezinárodního klimatu v druhé polovině 80. let přikročila v roce 1988 v exilu k formálnímu vyhlášení Palestinského státu. Pro tento stát si nárokovala zbytek bývalého mandátu v Palestině vně mezinárodně uznaných hranic Izraele, tj. 2 územně nesouvisející oblasti: pásmo Ghazy a tzv. Západní břeh Jordánu. Nezávislost tohoto útvaru byla postupně uznána 130 státy světa (leden 2012, 66 % členů OSN), přestože nikdy neovládal žádné území.

31 30 Území Palestiny je z pohledu mezinárodního společenství okupované a o správu nad ním se dělí Izrael a tzv. Palestinská národní správa, která byla ustavena na základě palestinsko-izraelských dohod z roku Palestinská národní správa má pravomoci pouze ve vnitřních záležitostech, na mezinárodním poli (např. vůči OSN) nadále reprezentuje palestinské zájmy OOP. O příčku níže než Kosovo, Tchaj-wan, Západní Sahara a Palestina stojí skupina efektivně existujících států, kterým ale chybí mezinárodní uznání. Jde vždy o země, s jejichž odtržením původní vlastník území nesouhlasil, obnovit svou suverenitu se ale snaží pouze politickými prostředky. V současnosti tuto skupinu zemí reprezentuje především Severní Kypr (uznává ho jediný stát Turecko) a Somaliland (severní část Somálska). Za povstalecké státy se označují území, která jsou s původním suverénem ve faktickém válečném stavu, nebo existuje oprávněná obava, že se původní suverén pokusí svoji kontrolu území obnovit násilně. V současnosti jde především o dvě území odtržená od Gruzie Jižní Osetie (uznává ji 5 členských zemí OSN) a Abcházie (uznaný 6 členskými zeměmi OSN), o Podněstří odtržené od Moldavska a o Náhorní Karabach oddělený od Ázerbájdžánu. Dalším útvarem, který má některé znaky nezávislého státu, je Maltézský řád. Podle mezinárodního práva je Svrchovaný řád maltézských rytířů suverénním subjektem mezinárodního práva bez vlastního území, jeho mezinárodně-právní subjektivita je pozůstatkem z dob, kdy řád vládl na Maltě. Řád má však i dnes dvě malá exteritoriální území (budovu v Římě a pevnost St. Angelo na Maltě), vydává vlastní mince a poštovní známky a má vlastní značku aut. Udržuje plné diplomatické styky s 94 státy světa (včetně ČR), v dalších šesti je zastoupen a má status pozorovatele v OSN. Za nezávislé označují samy sebe i tzv. mikrostáty. Nejedná se vůbec o státy, ale o podnikatelské nebo recesistické projekty napodobující státy a jejich instituce z komerčních pohnutek kvůli přilákání turistů, vydávání napodobenin mincí nebo známek, apod. Řada podobných projektů vznikla i v ČR např. Valašské království, Jihočeské pohádkové království, apod Závislá území Závislá území nejsou subjektem mezinárodního práva, podléhají suverenitě některého z nezávislých států. Historicky, zejména v období feudalismu, existovala celá řada právních typů závislosti. Některé byly víceméně formální (např. závislost Českého království na Svaté říši římské), jiné měly podobu odvádění pravidelných poplatků, apod. Od 19. století se pojem závislá území zúžil na teritoria získaná při koloniálních výbojích. Kolonie zakládaly evropské státy hlavně z ekonomických důvodů, jako zdroj levných surovin a zemědělských produktů i jako odbytiště pro vlastní průmyslové výrobky. Vznikaly přitom kolonie čtyř odlišných typů: osídlenecké kolonie založené na přistěhovalcích z Evropy, kteří tvořili naprostou většinu jejich obyvatelstva, zatímco domorodci byli z kolonizovaných území vytlačeni (např. Kanada, sever USA, Austrálie) okupační kolonie, které Evropané je pouze politicky ovládli, ale do kolonií se masově nestěhovali a neměnili původně etnickou strukturu (většina kolonií v Africe)

32 31 smíšené kolonie, které byly obdobou osídleneckých kolonií (masové stěhování Evropanů), přistěhovalé obyvatelstvo se ale smísilo s domorodci (většina kolonií v Latinské Americe) a plantážní kolonie, určené k produkci tropických plodin; Evropané se do nich stěhovali málo, na práci ale byli masově dováženi dělníci z Afriky nebo Asie, postupně v nich tedy převládlo cizí obyvatelstvo, původem ale ne z Evropy (např. většina ostrovů v Karibiku). V současnosti se jako závislá území označují teritoria, která disponují většinou znaků státu, ale nemají mezinárodně-právní suverenitu. Na rozdíl od klasických států nemusí mít ani stálé obyvatelstvo (např. norský Bouvetův ostrov). Od státu, na kterém je závislé, musí být vždy závislé území odděleno, a to buď politicky, nebo geograficky. Politické oddělení spočívá v tom, že stát závislé území sice spravuje, ale nepovažuje ho za integrální součást svého území (např. Man, Francouzská Polynésie ). Územní oddělení: závislé území je od hlavního státního území značně odděleno (zpravidla leží na jiném kontinentu), má jiné složení obyvatelstva a jinou historii (např. Francouzská Guyana). Zejména druhé kritérium je značně vágní, proto nejsou v geografické literatuře závislá území identifikována jednotně a odpověď na případnou otázku na počet závislých území by byla ještě obtížnější, než v případě nezávislých států. Běžně se uvádí závislých území. Současná závislá území však už s představou chudé vykořisťované kolonie nemůžeme spojovat, většina z nich o nezávislost neusiluje a současný stav jim v podstatě vyhovuje. Rovněž OSN, které si dalo původně do programu úsilí o důslednou dekolonizaci, spíše propaguje pro zbylá většinou plošně malá a málo zalidněná území jen vnitřní samosprávu. Už v roce 1946 vytvořila OSN seznam nesamosprávných území (Non-Self-Governing Territories), v té době jich bylo 72 (bez území nečlenských zemí, tj. Portugalska a Španělska ta na seznam zařazena v roce 1955). Pouze na tato území se vztahuje deklarace VS OSN o poskytnutí nezávislosti koloniálním zemím a národům z roku V současnosti je na seznamu jen 16 území. Od závislých území je třeba odlišovat tzv. speciální entity uznané mezinárodními smlouvami a dohodami. Jedná se v podstatě o autonomní území, jejichž zvláštní statut je zabezpečen nejen vnitrostátním právem (jak je obvyklé), ale i mezinárodní smlouvou. V současnosti se jedná o Ålandy (Finsko), Svalbard (Norsko), Hongkong a Macao (Čína). Tato území byla ke svým zemím připojena na základě mezinárodní smlouvy vymiňující pro ně některá zvláštní práva (např. na Ålandách je jediným úředním jazykem švédština, nerostné bohatství Svalbardu je volně přístupné i jiným státům než Norsku, v Honkongu a Macau musí Čína po 50 let zachovat demokratický politický systém, apod.) Mezinárodní území V současnosti mají mezinárodní statut: Antarktida mezinárodní vody Kosmický prostor

33 32 Pojem mezinárodní vody se vztahuje na všechny vodní plochy i zásoby vody vně hranic kteréhokoliv státu. Jde především o volné moře. Lodě na volném moři podléhají jurisdikci státu, ve kterém jsou registrovány (pod jehož vlajkou plují). Pouze v případech potírání pirátství nebo obchodu s otroky může na volném moři zasáhnout kterýkoliv stát. Specifickým typem mezinárodního území jsou mezinárodní řeky. Jde o vodní toky, které protékají více státy a na základě mezinárodní dohody byly zmezinárodněny, tj. jsou přístupné pro obchodní lodě všech států, případně všech států, přes které protékají. Nejdůležitější mezinárodní řeky jsou Dunaj, Kongo, Niger, Odra, Rýn a Senegal. Území Antarktidy má mezinárodní statut od roku 1961, kdy vstoupila v platnost smlouva o Antarktidě z roku Podle této smlouvy je mezinárodní celý prostor jižně od 60 j. š. Platí v něm úplná svoboda vědeckého výzkumu, omezení hospodářských aktivit a úplný zákaz využití pro vojenské účely. SHRNUTÍ Základním politickým regionem je stát. Každý stát musí mít 3 znaky: státní území, obyvatelstvo a státní moc. Státní moc představuje sílu, která ve státě udržuje systém společenských vztahů a také zabezpečuje obranu státu. Většinou je státní moc dělena do tří větví moci zákonodárné, výkonné a soudní. Na politické mapě světa jsou vedle nezávislých států také závislá území a mezinárodní území. Kontrolní otázky a úkoly 1. Jaké znaky musí mít každý stát? 2. Proč není možné jednoduše odpovědět na otázku, kolik je na světě nezávislých států? 3. Kolik členů má OSN? 4. Co jsou nesamosprávná území podle definice OSN? Pojmy k zapamatování Pojmy uvedené v textu tučně

34 33 4 Státní území Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: definovat státní území rozpoznat různé typy omezení státní suverenity vyjmenovat a odlišit jednotlivé způsoby legálního zisku a ztráty území Doba potřebná k prostudování kapitoly: 80 minut. Průvodce studiem Ve škole se běžně učíme, které místo České republiky leží nejseverněji, které nejjižněji ale jak hluboko do litosféry, nebo jak vysoko do atmosféry sahá náš stát? Na to asi už budeme hledat odpověď obtížněji Následující text by Vám měl i na takové otázky odpovědět. 4.1 Části státního území Z hlediska současné teorie státu je státní území základem každého státu, objektem výkonu státní moci a oblastí jeho kompetencí. Velice důležité je si uvědomit, že státní území není pouze plošný areál na zemském povrchu, ale prostor, který zasahuje i pod povrch a do vzdušného prostoru. Státní území se skládá z: pevninského území včetně vnitřních vodních ploch (řek, jezer a kanálů), části moře přiléhající k pobřeží státu (pobřežní moře, vnitřní mořské plochy), geologického podkladu státního území a pobřežního moře, vzdušného prostoru nad státním územím a nad pobřežním mořem, Zvláštní případy (lodě plující pod vlajkou státu v mezinárodních vodách, území velvyslanectví apod.) Suverenita státu zasahuje teoreticky až do středu Země. Tím se zásadně liší od soukromého vlastnictví půdy pokud jste vlastníkem pozemku, patří vám pouze nejsvrchnější část (ornice), ale už ne podloží, např. ložiska uhlí (ta jsou státní). Složitější situace nastává při vymezování hranic ve vzdušeném prostoru, který je také součástí státního území. Podle mezinárodního práva má totiž každý stát plnou svrchovanost ve vzdušném prostoru nad svým územím (viz Pařížská smlouva o letecké přepravě z roku 1919). Na druhou stranu kosmický prostor je mezinárodní. O tom, v jaké výšce končí vzdušný a začíná kosmický prostor, se vedou na půdě OSN diskuse už několik desítek let, všeobecně se ale uznává, že letadla se pohybují (ještě) ve vzdušném prostoru a umělé družice Země (už) v prostoru kosmickém. Zdá se, že pro většinu států světa je akceptovatelná dohoda umisťující zmíněnou hranici do výšky 100 km. Suverenita státu nad vzdušným prostorem není ničím omezena, tj. letadla potřebují pro přelet přes jeho území povolení (družice ale ne, protože se pohybují nad státním územím).

35 34 Vymezení území do hloubky a do výšky je jen teoretické, fakticky má smysl mluvit o státním území jen v těch místech, pro která existují technické prostředky kontrolovat a případně zabránit narušení suverenity. V případě geologického podkladu jde o dosažitelnou hloubkou vrtů nebo dolů (cca 10 km), u vzdušného prostoru o letovou hladinu bojových letadel (cca 20 km). 4.2 Nároky pobřežních států na moře Nejpropracovanější je otázka ohraničení státního území vzhledem k mořím. Zde se od starověku uplatňuje zásada, že státní území nekončí pobřežní čárou, ale přesahuje do moře zhruba do vzdálenosti, pro kterou je ještě možná účinná obrana z pevniny (dosah pobřežních děl). Toto jednoduché pravidlo se postupně precizovalo, v současnosti nezaniká suverenita státu ostře, ale postupně se snižuje v několika na sebe navazujících pásech podél pobřeží. Nároky na pobřežní moře upravila Úmluva OSN o mořském právu podepsaná v Montego Bay (Jamajka) (u nás 240/1996 Sb.): Obr. 5 Schéma možných nároků na moře Poměrně složitý problém je, kde vlastně v politickém smyslu končí pevnina. Nejde totiž o pobřežní čáru zachycenou na běžných mapách, tj. linii rozhraní mezi vodní plochou a souší pří střední hladině oceánu (izohypsa 0 metrů nad mořem), ale o uměle vytýčenou čáru označovanou jako základní linie. Základní linie je ve většině případů linie největšího odlivu, v členitém pobřeží ale může být zjednodušena přímými úseky, které spojují nejvzdálenější výčnělky pevniny. Části moře mezi pevninou a základní linií se považují za vnitřní vody. Pojem vnitřní vody zahrnuje dále veškeré vodní plochy a toky, které nejsou součástí světového oceánu (jezera, rybníky, řeky). Vnitřní vody jsou přímou součástí státního území a suverenita státu nad nimi není ničím omezena.

36 35 Obr. 6 Základní linie na pobřeží ostrova Hokkaidó Jak jsme již uvedli, základní linie kopíruje pobřeží při odlivu, ale může být zjednodušena tzv. přímými liniemi. Tato zjednodušení se řídí smluvními pravidly, které zabraňují pobřežním státům zaříznout se základní linií příliš hluboko do moře. Jsou možné 2 typy zjednodušení pobřeží: linie podél pobřeží a linie uzavírající zálivy: Linie podél pobřeží mohou být vytvořeny pouze v místech, kde je pobřeží je velmi členité a má hluboké zářezy, nebo v místech, kde je pás ostrovů podél pobřeží v jeho bezprostřední blízkosti, nebo v místech kde je pobřeží velmi nestálé (např. delty). Vytýčené základní linie se nesmí podstatně odchylovat od celkového směru pobřeží a mořské prostory ležící uvnitř těchto linií musí být dostatečně těsně spojeny s oblastí země tak, aby mohly být podrobeny režimu vnitřních vod. Linie uzavírající zálivy mohou být vytýčeny tam, kde pobřeží zálivu náleží jedinému státu. Záliv musí být zcela zřetelný, musí platit, že jeho plocha je stejně velká nebo větší než plocha polokruhu, jehož průměrem je přímka vedená napříč ústím zářezu pobřeží. Obr. 7 Pravidlo půlkruhu pro uzavření zálivu

37 36 Linie uzavírací záliv nesmí být delší než 24 námořní míle (1 námořní míle má délku m), toto pravidlo ale neplatí pro tzv. "historické" zálivy, tj. zálivy, který byl uzavřeny delší linií už před přijetím dnešní právní úpravy a jeho uzavření je všeobecně respektováno (takto např. Rusko uzavřelo Bílé moře nebo záliv Petra Velikého). Za základní linií mohou pobřežní státy nárokovat tyto zóny: Pobřežní moře / výsostné vody (též teritoriální vody ) v maximální šířce 12 námořních mil (22,2 km) od základní linie. Pobřežní moře je přímou součástí státního území pobřežního státu (platí i pro geologický podklad pod a vzdušný prostor nad pobřežním mořem). Suverenita pobřežního státu je v tomto prostoru omezena pouze tím, že lodě jiných států mají právo pokojného proplutí (loď cizího státu může proplout, nesmí ale vyvíjet žádnou hospodářskou činnost a v pobřežním moři nesmí zastavit nebo zakotvit). V prostoru nad a pod hladinou moře ale není suverenita státu omezena (proto také neexistuje právo přeletu pro letadla nebo právo podplutí pro ponorky). Přilehlá zóna zasahuje maximálně 12 námořních mil (22,2 km) od hranic pobřežního moře. Zóna už není součástí státního území: vzdušný prostor nad zónou je mezinárodní a geologické podloží také. Pobřežní stát má právo provádět v přilehlé zóně kontroly proplouvajících lodí (celní, zdravotní, migrační). Výlučná ekonomická zóna (Exclusive Economic Zone, EEZ) v šířce maximálně 200 námořních mil (370,4 km) od základní linie. Pobřežní stát v ní má výhradní právo ekonomického využití (rybolov, těžba apod.), toto právo však může postoupit (prodat, pronajmout) i jiným zemím. Výlučné ekonomické zóny zabírají asi čtvrtinu celkové plochy oceánu, je v nich však koncentrováno asi 95 % všech hospodářsky využitelných zdrojů (ryby, těžitelné zásoby surovin apod.). Pokud přesahuje kontinentální šelf výlučnou ekonomickou zónu, má pobřežní stát nárokovat i tento přesah (ale nejvýše do vzdálenosti 350 námořních mil, tj. 648,2 km). Na kontinentálním šelfu má pobřežní stát výhradní právo ekonomického využití všeho, co je na dně nebo pod mořským dnem (těžba surovin, sběr živých organismů z mořského dna), rybolov však v takovém případě už není omezen (tedy to, co je nad dnem ve vodní mase, je přístupné pro všechny). Kritéria pro to, aby bylo území prohlášeno za kontinentální šelf, jsou geologická: část států považuje za šelf všechny části moře do hloubky 200 m, jiné státy pojem chápou jako jakýkoliv přesah pevninské zemské kůry zatopený mořem - např. Rusko se snaží prokázat, že spojení mezi Sibiří a Grónskem má právě tento geologický charakter, což by ho pak opravňovalo k nároku na výlučné právo těžby ve skoro celém ruském sektoru Arktidy. Oblast za hranicemi výlučných ekonomických zón se označuje jako volné (otevřené) moře.

38 37 Zvláštní právní úpravu nároků na moře mají souostrovní státy. Ty mohou uzavřít své území tzv. souostrovními liniemi dlouhými maximálně 100 námořních mil (185,2 km). Území ohraničené těmito liniemi se označují jako souostrovní vody a jsou přímou součástí státního území podobně jako vnitřní vody nebo pobřežní moře. V souostrovních vodách však na rozdíl od vod vnitřních platí právo pokojného proplutí. Teprve od hranic souostrovních vod se vyměřují další zóny (pobřežní moře apod.). by nedošlo k zabrání neúměrně velkých ploch, platí pravidlo, že oblast uzavřená souostrovními liniemi musí zahrnovat hlavní ostrovy a poměr vodní plochy a souše, včetně atolů, se musí pohybovat mezi 1:1 a 9:1 4.3 Zvláštní součásti státního území Za zvláštní součásti státního území lze považovat prostory, kde platí právní řád shodný se státním územím: lodě plující pod vlajkou státu, letadla registrovaná v dané zemi, prostory velvyslanectví a jiných diplomatických misí, diplomatická vozidla a zavazadla. V symbolické rovině bývají za součást státu označovány i různé historické pomníky v jeho vlastnictví, např. Česká republika vlastní Komenského hrob v Naardenu, nebo Husův dům v Kostnici, na našem území naopak např. Francie získala vrchol Žuráň, ze kterého řídil Napoleon bitvu u Slavkova. Ve skutečnosti v těchto případech jde o pouhé vlastnictví příslušných pozemků (podobně, jako kdyby je vlastnila soukromá osoba), které není spojeno s vykonáváním suverenity. 4.4 Státní území de iure a de facto Státní území v právním slova smyslu (tj. státní území de iure) nemusí být vždy totožné s prostorem, ve kterém stát fakticky uplatňuje svou suverenitu (státní území de facto). Častější je případ, kdy stát neovládá celé území, které nárokuje, např. proto, že nad částí nárokovaného území vykonává suverenitu jiný stát, nebo ji okupuje jiný stát nebo mezinárodní síly, případně že výkon suverenity není fakticky možný (přírodní podmínky, slabá státní moc, apod.). Možný je ale i případ, kdy stát vykonává suverenitu na širším prostoru, než sám považuje za své státní území. Klasicky se tak dělo mezi koloniálními státy a jejich koloniemi. Pro zájemce: Čína: Kde domov můj? Rozdíl mezi ovládaným a nárokovaným územím si můžeme ukázat na příkladu nejlidnatější země světa Číny. V ní působí 2 vlády, které se považují za reprezentanta celého státu: jedna sídlí v Pekingu (Běijīng), ovládá pevninské území státu a používá pro něj označení Čínská lidová republika, druhá ovládá ostrov Tchaj-wan, sídlí v Tchaj-peji (Táiběi) a stát označuje jako Čínskou republiku. Naprostá většina zemí uznává za správného reprezentanta Číny vládu v Pekingu, existují ale i země, které za právoplatnou vládu považují vládu v Tchaj-peji. Pekingská vláda si nárokuje vedle území, které fakticky ovládá, i Tchaj-wan a menší území spravovaná Indií a Japonskem, z jejího pohledu tedy fakticky spravuje území Čínské lidové republiky jen z části, na zbytku pak fakticky vládne vzbouřenecká vláda v Tchaj-peji, Indie a Japonsko:

39 38 Obr. 8 Území Číny z pohledu vlády Čínské lidové republiky Tatáž situace je z pohledu vlády v Tchaj-peji, která se hlásí k hranicím Číny z počátku 20. století, ještě složitější: území Čínské republiky ovládá jen z malé části, na zbytku vládnou vzbouřenecké vlády v Pekingu a v Mongolsku a menší části území ovládá 8 dalších států: Obr. 9 Území Číny z pohledu vlády Čínské republiky (na Tchaj-wanu) 4.5 Vlastnosti státního území V nejstarších politicko-geografických pracích byla vlastnostem státního území věnována značná pozornost. Z charakteru tohoto vnějšího rámce, ve kterém se odehrávají politické procesy, byly hledány zásadní důsledky pro mezinárodněpolitické i vnitropolitické poměry státu (stabilita, bezpečnost, organizace státní moc ). Tato tradiční popisná poloha politické geografie však dnes už působí dosti spekulativně. Ze základních charakteristik státního území si politická geografie všímá především polohy státu, velikosti státního území (rozloha, rozměry) a jeho tvaru.

40 39 Při charakteristice polohy státního území odlišujeme absolutní geografickou polohu (vzhledem k zeměpisným souřadnicím) a relativní geografickou poloha (vzhledem k sousedním státům). Z charakteristik absolutní geografické polohy mají politický význam např.: poloha vzhledem k moři (důležitá pro obchod, obranu, dopravu), poloha vzhledem ke klimatickým pásům (důležitá hlavně pro zemědělství srovnejte např. zemědělství Grónska a rozlohou mnohem menšího Dánska), poloha vzhledem ke zdrojům surovin a hlavním zemědělským produkčním oblastem (předurčuje bohatství státu např. rozdíl mezi Jemenem a Spojenými arabskými emiráty), poloha vzhledem k přirozeným dopravním trasám (velké řeky) a k terénním překážkám (hory, močály významné z hlediska obrany). Ze znaků relativní geografické polohy je důležitý zejména ekonomický potenciálu a hospodářská moc sousedních států, poloha vzhledem k ekonomickým, demografickým, dopravním a mocenským centrům a míra izolovanosti (např. poloha Izraele mezi znepřátelenými lidnatými arabskými zeměmi klade na stát zcela jiné nároky, než izolovaná poloha Nového Zélandu). Hodnocení polohy státního území je nicméně vždy složité a do značné míry subjektivní. Stejná oblast zemského povrchu může mít polohu v některých aspektech výhodnou, v jiných nevýhodnou (hory bývají vhodné pro obranu, ale nevhodné pro dopravu). Obdobně vnějškově shodné znaky polohy mohou mít různé důsledky např. Polsko na sousedství velkých zemí historicky spíše doplácelo, zatímco Mongolsko ze stejné situace těžilo (nárazníkový stát). Výhodnost polohy se také může měnit v čase, např. Falklandy měly do postavení Panamského průplavu dopravně výhodnou polohu na hlavní lodní trase, poté se staly víceméně územím na konci světa a v posledních letech jejich význam opět strmě roste vzhledem k předpokládaným nalezištím ropy v jejich okolí. Hodnocení polohy Tvar státního území není příliš vypovídající, důležitější je podoba komunikační sítě, která se ale od tvaru státního území často odvíjí. Obecně se považuje za výhodné, když jsou hranice relativně krátké a území kompaktní (výhody pro obranu). Tvar státního území Obr. 10 Základní tvary státního území

41 40 Státní území může být: Podlouhlé (délka je alespoň šestkrát větší než průměrná šířka) např. Chile (na mapě A), Norsko, Švédsko, Malawi, Panama, Vietnam. Kompaktní (území nemá výrazné výběžky a geometrický střed je víceméně v konstantní vzdálenosti od hranic) např. Polsko (D), Uruguay, Rumunsko, Nigérie. Proruptivní (kompaktní s výběžky) např. Barma, Thajsko (C), DR Kongo, Indie. Dělené (z více územně nesouvisejících částí srovnatelné velikosti) o Souostrovní Indonésie, Japonsko, Filipíny, Maledivy. o Pevninské Malajsie (E), USA, Dánsko, Rusko, v jistém smyslu i Francie, Itálie, Španělsko. Perforované (s enklávami) Jižní Afrika (B), Itálie, Senegal. K přesnějšímu popisu tvaru státního území můžeme použít několik číselných charakteristik. Základními jsou Wagnerův index a tzv. index teritoriální kompaktnosti. Wagnerův index srovnává skutečnou a teoreticky nejnižší možnou délku hranic. Obr. 11 K vysvětlení Wagnerova indexu Poměr skutečné délky hranic a teoreticky nejnižší možné délky hranic (včetně pobřeží!) území o dané rozloze je D W i = O kde D je délka hranic a pobřeží státu, O je obvod kruhu se stejnou plochou, jakou má stát, tj. kde F je plocha státu. F O = 2π. r = 2π = 2 π. F π

42 41 Teoreticky nejnižší hodnota Wagnerova indexu je 1 (kruh). Nejkulatější státy mají hodnotu W i 1,19 (Nauru a Svazijsko), větší je u podlouhlých území (Chile, Turecko nad 3,5), maximální u souostrovních států (Maledivy 39,2). Koeficient teritoriální kompaktnosti srovnává plochu státního území a plochu kruhu opsaného státnímu území. Obr. 12 K vysvětlení indexu teritoriální kompaktnosti Poměr skutečné rozlohy státu a plochy kruhu opsaného státnímu území můžeme vypočítat podle vzorce I k 4 F = π 2 L kde F je plocha státu a L délka nejdelší osy (spojnice dvou nejvzdálenějších bodů státního území). Teoreticky nejvyšší hodnota indexu teritoriální kompaktnosti je 1 (kruh), reálně je však vždy nižší. Velikost státního území je pouze pomocné kritérium, s vyspělostí nebo politickou mocí státu nemá přímou souvislost. Výhodou velkých států je vysoká pravděpodobnost, že budou mít na svém území zdroje strategicky významných surovin a také výhody při obraně teritoria (politická centra jsou zpravidla mnohem méně dostupná, než u malých států. Konvenčně se dělí státy podle velikosti státního území na: Velikost státního území Velmi velké (rozloha více než 2,5 mil. km²) např. Rusko, Kanada, USA, Čína, Brazílie atd. Velké (rozloha od km² do 2,5 mil. km²) např. Saúdská Arábie, Mexiko, Libye, Německo, Japonsko. Francie, Ukrajina atd. Střední (rozloha od km² do km²) např. Gabon, Rumunsko, Laos, Senegal, Sýrie, Tunisko atd. Malé (rozloha od km² do km²) např. Česká republika, Srbsko, Panama, Chorvatsko, Albánie atd. Velmi malé (rozloha menší než km²) např. Jamajka, Vanuatu, Katar, Vatikán atd.

43 Způsoby zisku a ztráty státního území Prvotní nabytí území Stát může nabýt území dvěma způsoby: buď primárně (prvotně), nebo derivativně (odvozeně). Primárně lze získat pouze takové území, které není územím cizího státu, nabývající stát se tak stává prvním majitelem území. To bylo možné především v minulosti, kdy ještě existovala území, která nikdy nikomu nepatřila (tzv. terra nullius země nikoho, např. nově objevený ostrov). Derivativně získané území je území získané od jiného (nebo na úkor jiného) státu, tj. rozšíření státní suverenity na území, které dosud podléhalo suverenitě jiného státu. Nabývající stát je pak historicky druhým, třetím, čtvrtým. majitelem území. Prvotní nabytí území může mít tři rozdílné formy: může jít o prvotní okupaci, přirozený přírůstek území (akcese) nebo umělý přírůstek území (akrescence): Prvotní okupace je v podstatě rozšíření suverenity nebo vznik státu na již existujícím území. Nejjednodušší situace nastává, pokud je objeveno neosídlené území, které je následně obydleno (takto např. získalo Portugalsko Kapverdy a Azory, Británie Norfolk, apod.). V minulosti byl princip prvotní okupace uplatňován ale i na osídlených územích, jejichž dosavadní právní řád nebyl Evropany uznán za dostatečně civilizovaný. Např. při kolonizaci Ameriky a Austrálie byla zcela ignorována vlastnická práva i existující státní struktury vytvořené domorodci (zajímavé je, že v případě Afriky tomu bylo jinak, její kolonizaci už považovali Evropané za odvozený zisk státního území). Spíše výjimečným způsobem prvotní okupace je konstituování nezávislého státu na území nikoho (takto vznikla např. Libérie). Prvotní okupace se uplatňovala hlavně v období velkých zámořských objevů, nyní je už prakticky nemožná (na zemi není s výjimkou Antarktidy žádné volné pevninské území). Akcese (přirozený přírůstek území) nastává usazováním naplavenin na březích moří, jezer nebo řek, přirozeným vznikem nového ostrova v pobřežních vodách, změnou toků pohraniční řeky (aluvium, tj. naplavení ) anebo odtržením části země od území jednoho státu a spojením s územím jiného státu (avulze, tj. vytržení ). Příkladem zvětšení plochy státu akcesí v relativně nedávné době je Island, u jehož pobřeží se v roce 1963 vynořil nový sopečný ostrov Surtsey. Území Islandu se tím rozrostlo o 2,7 km². Akrescence (umělý přírůstek území) nastává úmyslným rozšířením pobřeží za pomocí hrází, vysušování, apod. Podobné aktivity jsou vždy mimořádně nákladné, proto se většinou nerealizují z politických důvodů, převažují motivy ekonomické (letiště na umělých ostrovech, umělé ostrovy pro turisty ve Spojených arabských emirátech, apod.) a bezpečnostní (např. snahy zabránit zatopení území přírodními silami). Typickým příkladem země, rozšiřující své území akrescencí je Nizozemsko, které jen v století získalo vysoušením moře téměř km² půdy. Derivátní nabytí území Derivátně lze nabýt území, které již dříve podléhalo moci jiného státu. Nabytí se zakládá buď na smlouvě s dosavadním suverénem (cese území, adjudikace) nebo na vydržení: Cese je nabytí státního území mezinárodní smlouvou o převodu suverenity z dosavadního suveréna na jiný stát. Nejčastějším typem smlouvy o cesi jsou mírové smlouvy ukončující válečné konflikty, takto získalo např. Československo v roce 1920 od Rakouska území Valticka a Vitorazska.

44 43 Jednorázově nejrozsáhlejším převodem suverenity tohoto typu byla tzv. mexická cese, kdy byla na základě smlouvy z Guadalupe Hidalgo ( ) ukončena mexicko-americká válka. Mexiko tehdy ztratilo 2/5 svého území, jako náhradu jim USA vyplatily 15 mil. $. Zvláštním případem cesí je koupě území, kdy dojde k převodu suverenity nad územím za finanční náhradu. Koupě území jsou známé zejména z dějin USA (koupě Louisiany v roce 1803, tzv. Gedsdenova koupě pohraničního pásu od Mexika, koupě Aljašky v roce 1867). Dalším zvláštním typem cese je odtržení území na základě plebiscitu (referenda). V tomto případě rozhodují na základě dohody zúčastněných stran o další státoprávní příslušnosti území přímo jeho obyvatelé v referendu. Plebiscity jsou obvyklé zejména v případě, že se chce oddělovaná část státu stát nezávislou (v poslední době např. v roce 1999 referendum o nezávislosti Východního Timoru, 2006 referendum v Černé Hoře, 2011 referendum v Jižním Súdánu). V budoucích letech mají být referenda o nezávislosti vypsána např. na Nové Kaledonii, na Západní Sahaře, na ostrově Bougainville (dosud součást státu Papua Nová Guinea), apod. Adjudikace je nabytí území na základě rozhodnutí arbitra (rozhodčího), kterému státy předají spornou záležitost k vyjádření. Arbitrem bývá nejčastěji Mezinárodní soudní dvůr v Haagu, může jím být ale i jednorázově vytvořený orgán neb dokonce soukromá osoba (např. respektovaný panovník nebo církevní činitel). Adjudikací získalo Československo část Těšínska, arbitrem byla v tomto případě velvyslanecká konference, která rozhodla o jeho rozdělení mezi Polsko a Československo a také určila průběh hranice. Vydržení je nabytí území dlouhotrvajícím faktickým vykonáváním státní moci. Stát musí území kontrolovat dlouhodobě a nepřerušeně (např. pohraniční území Grisbadarna v roce 1919 spor mezi Švédskem a Norskem). Dříve, přesněji do přijetí Charty OSN, která zakazuje používat v mezinárodních stycích síly nebo hrozby silou, byla uznávána jako způsob odvozeného nabytí území také anexe. Anexe je násilné připojení území (nebo části území) jiného státu jednostranným prohlášením anektujícího státu (bez svobodného souhlasu jeho obyvatel nebo představitelů). Podle současného mezinárodního práva jde o nepřípustný způsob nabytí státního území a pokud je proveden, není považován za platný (např. mezinárodní společenství neuznává izraelskou anexi východního Jeruzaléma a Golanských výšin, neuznalo anexi Kuvajtu Irákem po jeho obsazení , apod.). Od anexe je nutné striktně odlišovat pojem okupace (situace, kdy státní území obsadila vojensky cizí nepřátelská armáda nebo koalice cizích armád). Nejde o způsob nabytí státního území, protože okupované území zůstává z právního hlediska součástí původního státu. Okupant sice přebírá část nebo celý výkon suverenity, ale obsazené území nepřipojí ke svému státu. Navíc je okupující stát vázán řadou mezinárodních úmluv z oblasti válečného práva. Ty mají za cíl zejména chránit civilní obyvatelstvo, je například zakázáno jednostranně měnit jeho státní příslušnost, měnit demografické poměry (např. tím, že je původní obyvatelstvo deportováno nebo je naopak na okupovaných územích usídlováno obyvatelstvo jiné), apod.

45 44 V minulosti byly okupovány např. Německo v letech (4 okupační státy), Rakousko v období (4 státy), Japonsko v letech (koalice zemí). V současnosti je okupována část arabských území v Palestině (Izraelem), část Iráku (spojeneckými vojsky), Západní Sahara (Marokem). Tab. 2 Rozdíly mezi anektovanými a okupovanými územími Anektované území Okupované území Stávají se přímou součástí nového státu? ANO NE Obyvatelstvo získává občanství nového státu? ANO NE Obyvatelstvo pod ochranou válečného práva? NE ANO Platnost zákonů nového státu? ANO (postupně) NE Ztráta území odpovídá jednotlivým způsobům jeho nabytí. Opakem prvotní okupace je derelikce území (opuštění území), opakem akrescence je ztráta působením přírodních sil apod. Dalšími způsoby mohou být secese (odtržení území), plebiscit (změna či odtržení územní na základě referenda) nebo adjudikace (nabytí či ztráta území na základě rozhodnutí mezinárodního soudu). Ztráta celého území vede k zániku státu. SHRNUTÍ Státní území nezahrnuje pouze reliéf, ale také geologické podloží a vzdušný prostor státu. Mezi jednotlivými státy je suverenita státu ohraničena ostře, směrem do moře se ale postupně snižuje v několika na sebe navazujících pásech. Území státu nemusí být vždy zcela totožné s územím, které stát efektivně ovládá: v praxi může být část území mimo kontrolu kvůli cizí okupaci, slabosti státu, nebo vzhledem k nemožnosti technicky v daném prostoru kontrolovat porušení suverenity. Státy mohou získat území několika legálními způsoby, nejběžnějším je cese (smlouva o převodu území). Kontrolní otázky a úkoly 1. Z jakých částí se skládá státní území? 2. Jak se liší právní režim jednotlivých zón, které mohou pobřežní státy nárokovat v moři? 3. Jak se vypočítají teoretické ukazatele tvaru území? 4. Jaký je zásadní rozdíl mezi anexí a okupací? Pojmy k zapamatování Pojmy uvedené v textu tučně

46 45 5 Státní hranice Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: definovat státní hranice rozlišit základní typy státních hranic vysvětlit jednotlivé fáze vytváření státní hranice Doba potřebná k prostudování kapitoly: 30 minut. Průvodce studiem Hranice mohou nám občanům Evropské unie připadat jako téma, které je zastaralé, nemoderní a překonané. Není tomu tak: hraniční prostory jsou místa, kde se přímo stýkají rozdílné státní organizace a proto jsou logicky místem, kde se případné rozpory sousedních států projeví nejdříve. 5.1 Definice státní hranice Státní hranice se zpravidla definuje jako smluvní linie, která odděluje území jednoho suverénního státu od území jiného suverénního státu nebo od oblasti nepodléhající suverénní moci žádného státu (volné moře). Ve skutečnosti se nejedná o linii, ale o plochu ohraničující "prostor suverenity" daného státu, protože hranice přirozeně probíhá i v atmosféře a v geologickém podloží. Pro politickou geografii jsou zajímavé tím, že jde o místa přímého kontaktu specifických právních řádů jednotlivých států, které mohou být vzájemně konfliktní. Právě na hranicích se tato konfliktnost nejčastěji projevuje. Chápání hranic jako linií je historicky poměrně novým jevem. Ve starověku ani středověku se obydlená území jednotlivých států většinou vůbec nedotýkala, byla oddělena pohořími, lesními komplexy, pásy nevyužité půdy apod. Hranicemi byly celé tyto oddělující překážky, čili šlo o jakési hraniční pásy, doslova zemi nikoho (terra nullius). Např. bylo-li hraničním pásem zalesněné pohoří, postavily si sousední státy své celnice nebo kontrolní hrady na svém okraji lesa a o vlastní les, který v té době neměl ekonomický význam, se nestaral nikdo. Hraniční pásy byly zpravidla vylidněné a často měly i obrannou funkci. V neproduktivních oblastech byly hraniční pásy široké, se vzrůstající hustotou zalidnění se zužovaly. První liniová hranice byla v Evropě určena až tzv. pyrenejskou smlouvou z roku 1659 (smlouva ukončila francouzsko-španělskou válku, trvající od roku 1635). Nejdéle se hraniční pásy udržely v pouštních oblastech, ve kterých bylo (s nadsázkou řečeno) důležité, komu patří oázy, ale vcelku jedno, komu patří písek mezi nimi. Na Arabském poloostrově např. byly liniové hranice dohodnuty až v posledních 40 letech.

47 Stanovení hranic Při stanovení hranic lez rozlišit čtyři procedurální kroky, které na sebe navazují: Alokace hranic je politické rozhodnutí o příslušnosti určitého území. Obsahuje popis průběhu nové hranice na základě význačných bodů (vrcholy, křižovatky, soutoky), přírodních (řeky, pohoří), společenských a historických útvarů (reliktní hranice, sídla, komunikace). Alokace hranic má zpravidla podobu písemné smlouvy (např. mírová smlouva, kupní smlouva apod.)...odtud proti proudu tok Moravy, pak tok Dyje až k bodu zvolenému asi 2 km na jihovýchod od bodu, kde cesta z Ranšpurku (Rabensburg) do Poštorné (Themenau) přechází železnici vedoucí z Ranšpurku do Břeclavy; odtud k západoseverozápadu a až k bodu staré správní hranice mezi Dolními Rakousy a Moravou, ležícímu asi 400 m na jih od bodu, v kterém tato železnice protíná železnici mikulovsko-valčickou (Nikolsburg-Feldsberg): čára, jež se určí na místě samém, procházející kotami 187 (Dlouhý vrch), 221 (Rosenbergen), 223 (Wolfsberg), 291 (Raistenberg), 249 a 279 (Kallerhaide); odtud k západoseverozápadu tato správní hranice; potom k západu a až k bodu, který se zvolí asi 3 km na východ od osady Františkova (Franzensthal): stará hranice mezi Dolními Rakousy a Čechami; Obr. 13 Ukázka alokace hranic: popis československo-rakouské hranice v saint-germainské mírové smlouvě (1919) Delimitace hranic je určení přesného průběhu hranic a jejich zobrazení na podrobných mapách velkých měřítek Většinou je spojena s terénním šetřením, ověřováním majetkových poměrů, dopravní dostupnosti apod. Protože jde o časově náročnou činnost, probíhá vždy s jistým zpožděním po alokaci hranic, zpravidla ji provádějí smíšené komise složené ze zástupců sousedních států. Obr. 14 Ukázka hraničního dokumentárního díla česko-německé hranice hraniční mapa a hraniční nárys (2001) Demarkace hranic je podrobné učení hranice a její vytáčení v terénu tak, aby byl jejich průběh snadno identifikovatelný (hraniční kameny, sloupy, ploty, bóje, valy, znaky apod.). Administrace hranic zahrnuje údržbu a pravidelnou obnovu hraničních znaků, sledování přirozených změn hranice, regulaci hraničních vodních toků, apod.

48 Zásady vytyčování hranic Pro vytyčování politických hranic neexistují žádná obecně přijímaná pravidla, mohou být vedeny v podstatě libovolným způsobem, pokud se takto sousední státy dohodnou. Přesto se dodržuje několik zvyklostí, které mají hlavně zabránit nežádoucímu narušování státního území např. proplouvajícími plavidly nebo jinými dopravními prostředky: na nesplavných řekách se hranice vede ve středu toku (tzv. střednice/medianline), na splavné toky hranice zpravidla vede středem plavební oblasti toku (hloubnice/thalweg - odtud se tento princip označuje jako Thalweg Doctrine), v pohoří hranice vedou po rozvodnici (toto pravidlo ale není dodržováno vždy např. historicky první liniová hranice v Pyrenejích protíná horská údolí zcela bez vazby na rozvodí), na jezerech hranice vede po ekvidistantě (čáře stejně vzdálené od břehů sousedních států), platí ale zásada, že zdroje pohraničních jezer mají být využívány pohraničními státy rovnoměrně, je-li hranicí vodní tok, dochází při přirozených a pozvolných změnách polohy vodního toku také ke změně státní hranice. V ČR jsou např. pohyblivé všechny hranice na vodních tocích s výjimkou části hranice, kterou tvoří Labe. 5.3 Výzkum hranic v politické geografii Výzkum hranic v politické geografii řeší několik problémů. Tzv. historickokartografický výzkum hranic se zabývá změnami polohy hranice a procesem jejich vytváření, klasifikační výzkumy se snaží hranice rozdělit do skupin na základě jejich aktuální podoby, funkční výzkumy pak sledují, jaký vliv mají hranice na krajinu i lidskou společnost, a konečně geograficko-politologické výzkumy se snaží identifikovat vliv hranic na mezinárodní vztahy. Tradičním předmětem zájmu politické geografie jsou hraniční spory. Nejsledovanější jsou spory o přesný průběh hranice, které se označují jako spory poziční, ty ale nejsou nejčastější. Běžnější jsou spory funkční (konflikty spojené s režimem a ostrahou hranic) a v poslední době nabývají na významu i spory o přeshraniční zdroje (těžba surovin, využívání vod hraničních řek). 5.4 Typologie hranic Státní hranice můžeme rozčlenit do skupin podle různých formálních znaků, např. podle toho, jestli jsou na souši nebo v moři (suchozemské hranice, mořské hranice), nebo jestli hranice odděluje 2 státy, nebo státní území od mezinárodního prostoru (mezistátní hranice, hranice státu a otevřeného moře, hranice státu a kosmického prostoru). Mnohem tradičnější i když značně kritizované a metodologicky sporné je dělení hranic na přírodní a umělé hranice.

49 48 Přírodní hranice Umělé hranice Přírodní hranice vedou po přirozené, v terénu viditelné, linii. Může jít o pohoří, řeku, bažinu, poušť, mořské pobřeží či vegetační hranici. Přírodní hranice téměř vždy tvoří překážku pro pohyb lidí i vojenské techniky a v minulosti je bylo proto možné snadněji ubránit (s rozvojem letectví a při použití raket tato výhoda odpadá) a byly stabilnější. Hlavně z tohoto důvodu byly při politických jednáních a ve strategických úvahách až do poloviny 20. století přírodní hranice jednoznačně preferovány před hranicemi umělými. Výrazně se to projevilo např. po první světové válce, kdy byl v mírových smlouvách několikrát upřednostněn princip přírodních hranic i za cenu vzniku početných národnostních menšin (např. při určování jižní hranice Slovenska na Dunaji). Limitem ovšem byla dobrá znalost terénu proto např. přírodní hranice např. nebyly použity při koloniálním dělení Afriky (kontinent totiž nebyl v době ještě dobře zmapován). Umělé hranice nemají žádnou vazbu na linie v terénu. Často jde o historické hranice vzniklé ještě v dobách feudalismu na základě tehdejší pozemkové držby čili podél hranic feudálních panství (takto např. vznikly dva severní výběžky českého území Šluknovský a Frýdlantský). Jiným příkladem jsou etnické hranice kopírující národnostní složení obcí (takto např. byla vymezena hranice rakousko-maďarská). K vytvoření umělé hranice může vést i snaha zohlednit náboženství obyvatel (např. belgicko-nizozemská hranice byla vymezena na katolicko-protestantském pomezí), nejčastěji ale vznikaly v koloniálních zemích rozhodnutím kolonizátorů v Latinské Americe, v Africe a částečně i v Asii. Bývalé koloniální hranice bývají velmi jednoduché. Pokud jsou tvořeny dlouhými rovnými úseky, označují se jako geometrické hranice (např. jižní hranice Libye nebo Alžírska). Zvláštním podtypem geometrických hranic jsou hranice astronomické (kopírují zeměpisnou síť poledníky nebo rovnoběžky např. západní část hranice mezi USA a Kanadou vede podél 49 s. š.). Vedle dělení hranic na přírodní a umělé existují i jiné klasifikace. Např. podle vztahu hranice ke kulturnímu a civilizačnímu vývoji z časového hlediska rozeznáváme: Antecedentní hranice (starší, než kulturně-civilizační poměry, čili obyvatelstvo se přizpůsobilo hranicím, např. hranice česko-německá) Subsekventní hranice (vytvořené na základě kulturně-civilizačních poměrů a přírodních podmínek, čili hranice se přizpůsobily obyvatelstvu a přírodě, např. hranice rakousko-maďarská) o Konsekventní hranice (podtyp, vytvořené na základě etnického složení, jazyka, náboženství) Asekventní hranice (vzniklé navzdory kulturně civilizačním poměrům, např. hranice v Africe, hranice Severní a Jižní Koreje).

50 49 SHRNUTÍ Hranice jsou linie, na kterých se stýká území jednoho státu s územím jiného státu, případně s územím, které je mezinárodní. Historicky starší než hraniční linie jsou hraniční pásy. Určení hranic mezi konkrétními státy má několik fází, nejdůležitější z nich je alokace a demarkace hranic (politická dohoda o jejich průběhu a dojednání přesného průběhu. Existuje několik typologií hranic, nejčastěji se hranice člení na přírodní a umělé. Kontrolní otázky a úkoly 1. Co jsou státní hranice? 2. Rozlište 4 fáze stanovení a údržby státních hranic? 3. Jakými principy se řídí stanovování hranic? 4. Které úseky hranic ČR jsou přírodní a které umělé? Pojmy k zapamatování Pojmy uvedené v textu tučně

51 50 6 Formy a typologie států Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: odlišit jednotlivé formy republik a monarchií identifikovat základní ideologické formy států na základě studia ústavy daného státu odlišit státy unitární a složené Doba potřebná k prostudování kapitoly: 80 minut. Průvodce studiem Politický systém jednotlivých států může být značně odlišný mohou se lišit pravomoci hlavy státu, uspořádání státních institucí, apod. Také míra, jakou mohou občané států ovlivnit rozhodovací procesy, vykazuje obrovské rozdíly. Tato kapitola si klade za cíl systematizovat poznatky o formách a typech států. 6.1 Historické formy států Jednotlivé státy se neustále vyvíjejí a mění. Mění se i chápání pojmu stát, proto naše představy o jeho současné podobě a principech fungování nemůžeme mechanicky přenést na státy středověké a starověké. Historicky nejstarší formou státu byly tzv. městské státy (polis), které tvořilo zpravidla jen město a jeho zázemí (cca 250 km²), později se vytvářela mnohem heterogennější impéria, která spojovala několik etnicky, politicky nebo teritoriálně svébytných celků. Ve středověku existovaly feudální státy organizované jako svazky panství a měst podřízených osobě panovníka. Teprve od 18. století se prosazuje model národního státu, tedy stát obývaného převážně příslušníky jednoho etnika, ve kterém je národ chápán jako nositel státní suverenity (místo panovníka) a idea státu splývá s ideou národa. Prakticky všechny současné státy světa fungují podle politického modelu národního státu, i když v moderních demokraciích je národní prvek poněkud potlačen a stát se prohlašuje za reprezentanta občanské společnosti, resp. všech svých občanů. Týká se to i České republiky, která ve své ústavě není definována jako stát českého národa, ale jako stát občanů České republiky v Čechách, na Moravě a ve Slezsku (český národ v ní vůbec není zmíněn). Přesto se v praxi ČR jako národní stát chová, např. aktivně podporuje české krajany v zahraničí na základě jejich české národnosti (početné vysídlence německé národnosti nepodporuje vůbec). 6.2 Republiky a monarchie Podle toho, jak je organizována státní moc, resp. jak jsou uspořádány vztahy mezi jednotlivými složkami státní moci se rozlišují tzv. formy státu. Nejčastěji se státy člení podle způsobu, jakým získává hlava státu svůj úřad na monarchie a republiky. Na základě jiného kritéria vnitřní organizace státu můžeme státy rozdělit na unitární a složené. Formu státu určuje zpravidla ústava.

52 51 Najít přesné dělící kritérium mezi republikami a monarchiemi nelze. Pokud bychom jen konstatovali, že v republikách je hlava státu volena na časově omezené funkční období a v monarchiích je toto postavení děděno na neomezenou dobu, pak bychom nebyli daleko od pravdy. Je tu ale problém výjimek : i některé republiky jsou prakticky dědičné (např. Severní Korea) a v některých monarchiích je hlava státu volena buď doživotně, nebo dokonce na časově omezené funkční období. Až na jednu výjimku se všechny státy světa hlásí ve svých ústavách buď k republikánské, nebo k monarchistické formě. Onou výjimkou je Samoa, která se od vyhlášení své nezávislosti v roce 1962 ve své ústavě označuje pouze za nezávislý stát s tím, že dva spoluvládcové země zůstanou ve funkci až do své smrti a následující hlava státu bude již volena na funkční období 5 let (k této změně došlo v roce 2007). Jak dědičné tak volené hlavy státu mají shodné označení funkce (O le Ao o le Malo, tj. hlava státu ) a i současní volení vládcové jsou oslovováni jako Jejich Výsosti Monarchie Monarchie je tedy forma státu, ve které je hlavou státu monarcha (král, císař, kníže, velkovévoda ), který zpravidla svůj úřad dědí. Délka funkčního období zpravidla není omezena. Panovník mívá práva čestná (např. užívání titul, predikátů a znaků) a výsostná (např. vydávání zákonů, jmenování státních úředníků, právo reprezentovat stát navenek, uzavírat mezinárodní smlouvy, velet branné moci, vypovídat válku a sjednávat mír, udílet milost atd.). Podle způsobu výběru nového monarchy se rozlišují monarchie dědičné a méně obvyklé monarchie volební. Volební monarchie jsou spíše výjimečné, v minulosti se totiž ukázaly jako málo stabilní (kandidáti na krále zpravidla museli slíbit výrazné ústupky šlechtě, která pak nabyla ve státě zcela výsadní postavení např. v Polsku). Pro zájemce: Bylo České království volební, nebo dědičnou monarchií? I když je to poměrně málo známo, až do roku 1627 bylo České království volební, nikoliv dědičnou monarchií. Králové si ale většinou zajišťovali nástupnictví svých potomků ještě za svého života a tak skutečně otevřené volby panovníků probíhaly jen v případech, že žádní mužští potomci nebyli k dispozici. Asi nejdále zašel v této praxi Karel IV., který nechal svého syna Václava IV. korunovat na českého krále, když byly chlapci pouhé 2 roky (v roce 1363, vládnout ale začal až po otcově smrti v roce 1378). Tento krok vyvolal v tehdejší společnosti nejen údiv, ale i uštěpačné poznámky, např. pražský kanovník Pavel Žídek korunovaci vylíčil slovy: Když byl ve dvú letú, tehdy korunován jest na hradě a v té chvíli plakal náramně a zesral oltář svatého Mauricí na hradě, až jeden pekař dal mu koláček, teprv se utajil. Monarcha je volen v případech, kdy z povahy věci nemůže mít potomky (Vatikán papeže volí kolegium kardinálů), nebo v případech, kdy je stát složen s několika dílčích monarchií, jejichž vládci si mezi sebou vybírají představitele státu jako celku. K tomuto typu patří Malajsie a Spojené arabské emiráty. Poslední pravou volební monarchií je Kambodža, ve které je král vybírán doživotně královskou radou z kandidátů z královské rodiny.

53 52 K volebním monarchiím se blíží další tři státy. Andorra má archaickou státní formu spoluknížectví, ve kterém plní funkci státu současně biskup v La Seu d'urgell (ve Španělsku) a francouzský prezident (původně francouzský král). Protože francouzský prezident je volen, je Andorra jakýmsi polovolebním knížectvím. Ve Svazijsku je rozhodnutí o budoucím panovníkovi ponecháno královské rodině, která ho vybírá kolektivně po smrti předchozího panovníka (nikdy se jim nestává nejstarší syn). Podobný systém je i v Saúdské Arábii, kde je kolektivnímu rozhodnutí rodiny Saúdů ponecháno právo vybrat korunního prince. V dědičných monarchiích je funkce hlavy státu obsazována automaticky na základě dědického práva. V detailech se princip dědění trůnu v jednotlivých zemích liší, nejběžnější je systém tzv. primogenitury podle něj trůn dědí nejstarší syn, případně nejstarší potomek (v Evropě řada monarchií již zrovnoprávnila při nástupnictví dcery se syny, jako první tak učinilo Švédsko). V mimoevropských muslimských monarchiích je obvyklejší, že trůn dědí osoba z vládnoucího rodu podle výběru předchozího monarchy (nemusí jít nutně o nejstaršího syna). V dědičných monarchiích je teoreticky možná i situace, kdy se stane panovníkem osoba nezletilá, případně osoba intelektuálně nebo zdravotně nezpůsobilá vykonávat tuto funkci. V podobných případech sice panovník formálně usedá na trůn, ale jeho pravomoci vykonává způsobilý zástupce, který se označuje jako regent. Podle pravomocí panovníka se rozlišují 3 formy monarchií: Absolutní monarchie jsou typické pro starověk a středověk. Monarcha v nich kontroluje jak výkonnou, tak zákonodárnou moc. V současnosti je absolutní monarchie např. Saúdská Arábie. Konstituční monarchie je typ státu, ve kterém je monarcha v čele výkonné moci, ale nemá moc zákonodárnou a při výkonu svých pravomocí je omezen ústavou. Jde o vývojově mladší typ monarchií, patří k němu většina arabských monarchií na Blízkém Východě. Parlamentní monarchie mají monarchu pouze jako symbol státu a osobu, která stát reprezentuje navenek. Zákonodárnou moc reprezentuje parlament a výkonnou moc vláda, která za svou činnost odpovídá parlamentu, nikoliv panovníkovi. V současnosti např. monarchie v Evropě (Spojené království, Lucembursko, Belgie, Nizozemsko, Dánsko, ad.) Republiky Republika je formou státu, ve které je hlava státu zpravidla volena na časově omezené funkční období (nejčastěji 4 5 let). Titul hlavy státu je nejčastěji prezident (existují ale i jiné varianty). V republikách mohou být hlavy státu i kolektivní, i když jde o poměrně neobvyklý případ. Např. švýcarská Federální rada má 7 členů (jeden její člen je vždy na rok ceremoniální hlavou státu, rozhodnutí ale přijímá Federální rada kolektivně), předsednictvo Bosny a Hercegoviny má 3 členy (z různých národů), San Marino má 2 kapitány-regenty. Jakékoliv politické praxi jiného státu i elementární logice se pak vymyká situace v Severní Koreji, kde je oficiální hlavou státu s titulem věčný prezident Kim Ir-sen, který zemřel v roce 1994, reální vládci země pak vládnou jeho jménem. V tomto případě jde ale v podstatě o teokratický model vlády.

54 53 Podle míry, jakou se prezident republiky podílí na výkonné moci, se vyvinuly 2 základní typy republik: republiky prezidentské a republiky parlamentní. Neliší se jen mírou pravomocí prezidenta. ale také logikou uspořádání státní moci. V obou typech se respektuje fakt, že moc se dělí na 3 složky (zákonodárná, výkonná a soudní), ale liší se způsobem, jak je konstituovat. V parlamentních republikách se vychází z představy, že nejdříve je třeba přenést suverenitu lidu (řádově miliony až stovky milionů lidí) na menší těleso, kterým je parlament. Zvolení poslanci pak reprezentují úplnou vůli obyvatelstva a proto se vytváření dalších orgánů odvíjí od parlamentu. Prezidenta volí většinou parlament, jeho funkce je ale pouze reprezentativní. Výkonnou moc reprezentuje vláda v čele s předsedou vlády. Vládu sice jmenuje prezident, politicky odpovědná je ale pouze parlamentu, který ji musí vyslovit důvěru. Tento systém však může vést k zablokování státní moci v případě, že politické složení parlamentu neumožňuje sestavení vlády, proto má hlava státu právo, pokud nastane taková situace, parlament rozpustit. Typickým reprezentantem parlamentního typu republik je Česká republika a Slovensko. V obou státech bylo sice přenecháno rozhodnutí o výběru prezidenta obyvatelstvu, jeho pravomoci ale zůstaly nezměněné. K přiřazení státu do kategorie parlamentních republik je klíčový způsob vytváření vlády. Parlamentní republiky Obr. 15 Rozdělení moci v parlamentní republice V prezidentských republikách je výchozí úvaha jiná: pro všechny složky moci, které mohou být zvoleny přímo obyvatelstvem, se použije tohoto způsobu obsazení. Proto není obyvatelstvem volen jen parlament, ale také prezident, který je zároveň předsedou vlády. Postavení prezidenta je mnohem silnější (skutečně vládne) a vztahy zákonodárné a výkonné moci rovnoprávnější, než v parlamentních republikách (vláda svou moc odvozuje od lidu, ne od parlamentu). V prezidentských republikách tedy poslanci nereprezentují úplnou vůli obyvatelstva, ale jen její zákonodárnou část. Vláda je odpovědná pouze prezidentovi, jde vlastně o jeho osobní tým, který mu pomáhá s výkonem jeho pravomocí. Nehrozí nebezpečí, že nebude možné sestavit vládu, proto v těchto typech republik nemá prezident právo rozpustit parlament. Typickým představitelem prezidentských republik jsou USA. Prezidentské republiky

55 54 Obr. 16 Rozdělení moci v prezidentské republice Kombinovat typické znaky parlamentních a prezidentských republik se pokouší přechodná forma parlamentně-prezidentských republik. V nich má přímo volený prezident výrazné postavení při řízení výkonné moci, existuje ale i vláda s vlastním předsedou, která je odpovědná jak prezidentovi, tak parlamentu. Prvním státem, který zavedl tento smíšený model byla v roce 1958 Francie. 6.3 Unitární a složené státy Podle územní organizace státní moci (rozdělení moci mezi ústřední orgány a orgány teritoriálních částí) se rozlišují státy unitární a státy složené. Unitární stát Unitární státy Unitární stát má jednotnou soustavu nejvyšších státních orgánů a jednotný právní řád. S výjimkou miniaturních městských států ale nemohou ústřední státní orgány efektivně rozhodovat i o lokálních a regionálních záležitostech, proto část svých pravomocí přenášejí (delegují) na orgány nižších teritoriálních jednotek. Důležitým znakem unitárních států je, že kompetence nižších územních jednotek jsou odvozeny od jednotek vyšších a nižší jednotky o nich nemohou spolurozhodovat. Např. v ČR jsou kompetence krajů určeny parlamentem ČR, který je může podle vlastního uvážení měnit bez ohledu na stanovisko samotných krajů.

56 55 V praxi existují 2 základní formy unitárních států: centralizovaný unitární stát (má hierarchickou strukturu územních jednotek, vyšší jednotky mají právo měnit nejen kompetence, ale i rozhodnutí jednotek nižších), decentralizovaný unitární stát (má též hierarchickou strukturu územních jednotek, ústava nebo zákon ale odevzdává určitou část výkonu státní moci nižším administrativním jednotkám, které je pak provádějí samostatně vyšší jednotky mohou kontrolovat soulad těchto rozhodnutí se zákonem, nikoliv je však libovolně měnit). Žádny stát není úplně centralizovaný nebo úplně decentralizovaný, vždy se některé otázky veřejné správy řeší centralizovaně, jiné decentralizovaně. Poměr centralizovaných a decentralizovaných pravomocí se mezi jednotlivými státy značně liší. V demokraciích je obvyklá jistá míra decentralizace, autoritativní a totalitární státy bývají naopak silně centralizované (např. fašistické Německo, komunistický SSSR, Čína). Evropská unie prosazuje decentralizaci státní moci. Jedním z jejich hlavních principů je tzv. princip subsidiarity. Podle něj se mají rozhodnutí odehrávat na tom stupni politického systému, který je občanům nejbližší (tj. hierarchicky co nejnižší stupeň územního členění, který je ještě schopen kvalifikovaně rozhodnout). Např. problematiku komunálního odpadu jsou schopny řešit obce, měla by být v jejich kompetenci a ne např. v kompetenci krajských úřadů. Některé státy mají princip subsidiarity resp. požadavek decentralizace státní moci zakotven přímo v ústavě. Princip jednotného právního řádu v unitárních státech připouští, aby v jejich rámci existovaly autonomní územní útvary. Jde o stav, kdy mají orgány některých administrativně-územních jednotek vyšší výkonné nebo zákonodárné pravomoci, než orgány ostatních územních jednotek stejné hierarchické úrovně. Důvody k autonomii mohou být etnické, rasové, konfesionální, prostorové (např. odlehlé ostrovy) nebo historické (tradiční územní jednotky). V těchto případech je někdy pro centrální orgány státu efektivnější předat autonomní jednotce řešení specifických otázek spjatých s její odlišností od zbytku státu, než je pracně zohledňovat v celostátním měřítku. Typický příklad: ministerstvo školství vytvoří obecná pravidla pro školskou docházku, orgány autonomního území je přizpůsobí tomu, že v místních školách se vyučuje jazykem národnostní menšiny (např. upraví počet hodin výuky jednotlivých předmětů s ohledem na fakt, že se děti učí o jeden jazyk více, připraví dvojjazyčné formuláře vysvědčení, apod.). Autonomie se přitom nevztahuje na všechny sféry činnosti státu, ale zpravidla jen na řešení konkrétního výčtu otázek (např. kulturních, školských a jazykových záležitostí). Unitární státy, které mají na svém území autonomní útvary, se označují jako diferencované státy. Princip subsidiarity Autonomní útvary

57 56 Tab. 3 Příklady autonomních útvarů Typ autonomie Jaký problém řeší autonomie? příklady národnostní specifické potřeby národnostní menšiny (školství, jiná úprava úředního jazyka apod.) rasová konfesionální prostorové historické specifické potřeby skupiny definované rasově specifické potřeby skupiny definované na základě náboženství (často ale spojeno i s odlišnou národností) problém územně oddělených nebo dopravně nepřístupných částí států (autonomie jim umožňuje např. ochranu místního trhu nebo daňové zvýhodnění pro obyvatele) zpravidla navazují na dřívější státní útvary, které ztratily nezávislost, nebo mají proti zbytku státu výrazně odlišnou historii a organizaci společnosti Karakalpakstán v Uzbekistánu, Valle d Aosta v Itálii apod. indiánské rezervace v některých amerických státech, Dárfúr (převážně černošský) v rámci Súdánu (převážně bělošský) v tomto případě jde ale o komplexnější problém muslimské Adžarsko v převážně křesťanské Gruzii, v Adžarsku se přitom mluví gruzínsky Azory a Madeira v rámci Portugalska Aceh a Yogyakarta (bývalé nezávislé sultanáty s dlouhou státoprávní tradicí) v Indonésii Za autonomii se nepovažují případy, kdy některé jednotky mají na shodné hierarchické úrovni nižší úroveň pravomocí (centrálně spravovaná území např. vojenské prostory, v některých zemích národní parky, apod.). Rovněž zvláštní právní postavení obvodu hlavního města státu, které je poměrně časté, není chápáno jako autonomie. Např. i v ČR se řídí veřejná správa v hlavním městě Praze podle jiného zákona, než správa v krajích. Někdy se dělí autonomní útvary podle míry autonomie na dva typy: Územní autonomie: jejich území i míra autonomie může být měněna i bez jejich souhlasu např. rozhodnutím ústředního parlamentu), Politická autonomie: ke změně území nebo míry autonomie je nutný souhlas samotného autonomního útvaru např. jeho parlamentu, politické autonomie mají v některých případech velmi rozsáhlé pravomoci (v krajních případech i právo osamostatnit se např. Karakalpakstán má formálně právo osamostatnit se od Uzbekistánu).

58 Složené státy Složené státy jsou, zjednodušeně řečeno, státy tvořené dílčími státy. Skládají se z více členských států, které přijaly společnou ústavu a zřídily společné nejvyšší orgány. Členské státy předaly společným orgánům složeného státu dobrovolně část svých kompetencí (zpravidla obrana, zahraniční politika, měnová politika, imigrační politika, atd.). Orgány společného státu rozhodují jen o těchto předaných otázkách, jejich rozhodnutí je ale pro členy závazné. Vše, co do předaných kompetencí nespadá, řeší členské státy samostatně a ústřední orgány nemají pravomoc rozhodnutí členských zemí v tomto okruhu otázek měnit. Nositelem mezinárodně-právní subjektivity je složený stát jako celek, členské státy zpravidla nemají právo uzavírat mezinárodní smlouvy. Členské státy složených států se označují různě. Nejčastěji jako státy (v USA, Indii, Austrálii, Brazílii), republiky (v Rusku), země (v Rakousku a Německu), království, provincie (v Kanadě) apod. Označení provincie pro územní jednotku přitom není používáno jen ve složených státech, běžně se tak označují i hierarchické územní jednotky v unitárních státech. Složený stát se vyskytuje nejčastěji ve formě federace nebo reálné unie. Reálná unie je volnější varianta složeného státu. Reálné unie jsou vždy monarchiemi, členské státy mají společného panovníka, některá ministerstva, ne ale parlament. Společné zákony vznikají dohodou parlamentů členských zemí. Až na pravomoci panovníka a společných ministerstev jsou členské státy nezávislé. V kompetenci společných ministrů jsou zahraničních věcí, obrana a zpravidla i finance. Reálná unie Klasickým příkladem reálné unie je bývalé Rakousko-Uhersko. Rakousko a Uhersko měly v jeho rámci vlastní politický systém, oddělená celní území, vlastní občanství (občané Uher např. nemohli v Rakousku volit), společná byla jen armáda, měna a panovník. Obr. 17 Neobvyklý typ vztahů v Rakousku-Uhersku se odrazil i v podobě státní vlajky

59 58 Federace Federace je těsnější forma společného státu. Společné orgány federace tvoří společná hlava státu, vláda i parlament. Typické je pro ně přesné rozdělení kompetencí mezi federaci a členské státy a z toho plynoucí dvojí zákonodárství. Federální zákonodárství reguluje společné záležitosti a je závazné pro celé území federace, zákonodárství členských států reguluje záležitosti členských zemí a je platné jen pro jejich území. Mezi společně řešené otázky patří vždy státní občanství, obrana a diplomatické zastoupení. Nejpřirozenější způsob vzniku federace je vznik zdola spojením dvou nebo více dosud nezávislých států. Takto se vytvořil např. vůbec první moderní federativní stát Spojené státy americké, nebo Německo. Státy ale mohou být federalizovány i shora, tj. rozhodnutím parlamentu dosud unitárního státu. Důvodem federalizace v těchto případech bývá zpravidla snaha o řešení vztahů mezi národy v mnohonárodních státech. Shora byla federalizována např. Belgie nebo Etiopie, do této skupiny patřilo rovněž bývalé Československo. Spíše výjimečně vznikne federace spojením několika bývalých závislých území při vyhlášení nezávislosti (Kanada, Austrálie, Malajsie) nebo udělením nezávislosti složenému území (Mikronéská federace). Federace se zpravidla klasifikují podle dvou různých hledisek. Podle charakteru členů se rozeznávají: Federace založené na územním principu (členské země se neliší jazykem nebo náboženstvím, většinou mezi nimi nejsou ani velké velikostní rozdíly; USA, Brazílie, Venezuela, ad.) Federace založené na etnickém principu (členské státy se liší charakterem obyvatelstva, zpravidla jsou etnicky homogenní federalizace státu v tomto případě řeší vztahy mezi hlavními národy; Belgie, Etiopie, Československo) Přechodné typy (část jednotek je územních, část etnických; Rusko, Kanada) Podle právního postavení členů se rozlišují: Federace symetrické (všichni členové mají stejná práva; většina) Federace asymetrické (existuje několik kategorií členství, každá z nich má jiná práva; klasický příklad: Rusko, ve kterém se liší pravomoci republik od pravomocí oblastí a krajů) K předchozímu dělení je třeba podotknout, že i v symetrických federacích mohou existovat jednotky se sníženým stupněm pravomocí např. území společného hlavního města (USA, Brazílie, Malajsie), nebo jednotky, které se výrazně liší od členských států velikostí nebo počtem obyvatelstva (teritoria v Indii nebo v Kanadě). Zvláštním podtypem asymetrických federací jsou federace složené ze dvou států, z nichž jeden je výrazně menší, než druhý. V tom případě někdy přebírají ústřední orgány složeného státu i funkce orgánů většího ze členů a pouze menší člen má vlastní parlament a vládu v praxi se struktura státních orgánů podobá unitárnímu státu s autonomním územím (např. Svatý Kryštof a Nevis, Tanzanie).

60 Ideologické typologie států Aristotelovo členění států Základní a vlastně dodnes platnou ideologickou typologii států provedl už Aristoteles ( př. n. l.) v knize Politika. Podle formy vlády vymezil 3 správné formy: Monarchie (µοναρχία) panství jednotlivce, který sleduje prospěch celku Aristokracie (αριστοκρατία) panství nejlepších, tj. vybrané menšiny Demokracie (δηµοκρατία) panství lidu, tj. většiny* a také 3 zvrhlé formy: Tyranie panství jednotlivce, který sleduje jen vlastní prospěch Oligarchie (ολιγαρχία) panství několika, tj. bohatých k jejich prospěchu Ochlokracie (οχλοκρατία) panství luzy, tj. zvůle chudých* * Aristoteles ale označoval vládu většiny pojmem politeia a zvůli chudých jako demokracii (upraveno v souladu s dnešním chápáním těchto pojmů) Vedle 3 základních Aristotelových typů se někdy uvádí i typ 4. ideokracie, tj. panství myšlenky. V těchto systémech formálně neexistuje lidská vrchnost, nejvyšší moc má bůh (teokracie), nadlidská duchovní bytost nebo idea oproštěná od slabostí lidské povahy. Problémem těchto systémů je, že bůh nebo idea nepůsobí přímo a proto si v praxi přisvojují jeho moc osoby (osoba) oprávněné interpretovat boží vůli nebo hlavní ideu. Podle povahy této interpretující osoby se může jednat o obdobu kterékoliv ze 3 správných i 3 zvrhlých forem státu. K teokracii jako státní formě se hlásí Vatikán (katolická teokracie) a Írán (islámská teokracie Írán ale upřednostňuje označení nomokracie vláda (božího) slova ), některé znaky ideokracie mají i komunistické režimy (neměnná údajně dokonalá idea a úzká skupina osob oprávněných ideu interpretovat) Demokracie a totalita Z Aristotelových koncepcí vychází nejběžnější dělení států na země demokratické, autoritářské a totalitární: Demokracie to si do jisté míry umíme představit z praxe, Autoritářství vládne vůdce nebo malá skupina vůdců bez využívání vůdčí ideologie, moc vůdce není nejasně vymezena a je připuštěn omezený politický pluralismus, v omezené míře (nebo v některých aspektech veřejného života) je možná svobodná existence subjektů, které jsou nezávislé na politické moci (např. církve, vysoké školy), občanům není vnucována žádná ideologie, není vytvořen systém jediné politické strany, která by splývala se státem. Totalita vládne vůdce nebo malá skupina vůdců zpravidla s využitím vůdčí ideologie, moc vůdce je jasně vymezena (de facto absolutní, formálně ale může být omezená), není připuštěn ani omezený politický pluralismus, veškeré veřejné aktivity jsou pod kontrolou vedení státu, občanům je státní ideologie vnucována, zpravidla je vytvořen systém jediné politické strany, která splývá se státem (případně má jedna z politických stran formálně zaručenu vedoucí úlohu ).

61 60 Zjednodušeně bychom mohli říci, že v autoritářských státech vládcům stačí, když se obyvatelé chovají k moci konformně a je jim vcelku jedno, co jinak dělají nebo co si myslí, u totalitních států má centrální moc snahu ovládat obyvatelstvo úplně: nejen jeho chování, ale i myšlení. Hranice není přitom zcela ostrá (např. komunistické režimy). Míra svobody Míru demokratičnosti konkrétního státu můžeme odhadnout poměrně spolehlivě podle tzv. míry svobody, číselné charakteristiky, kterou zveřejňuje každoročně organizace Freedom House. Freedom House provádí evaluaci států podle stavu a míry dodržování lidských a občanských práv v praxi, nehodnotí tedy teoretickou míra práv danou zákony, ale skutečnost v terénu. Zvlášť se hodnotí politická práva (právo svobodné participace na politických procesech, zejména volbách) a občanské svobody (osobní svobody jednotlivce). V politické oblasti se sleduje 10 aspektů v těchto oblastech: volební proces (posuzována spravedlnost voleb), politický pluralismus (posuzováno právo občanů politicky se organizovat, postavení opozice, míra zasahování silových uskupení armády, politických stran, náboženské hierarchie do politických svobod občanů, politická práva menšin) a praktické fungování vlády (míra, s jakou určují politiku vlády svobodně zvolené instituce, míra ovlivnění vlády korupcí, míra transparentnosti, otevřenosti a odpovědnosti voličům v období mezi volbami). V oblasti občanských svobod se hodnotí 15 aspektů v těchto okruzích: svoboda slova a náboženské svobody, práva sdružovací, právní prostředí a osobní svobody a práva. Hodnocení je číselné na stupnici 1 7, přičemž 1 představuje nejvyšší míru svobody, 7 pak úplnou nesvobodu). Průměr hodnocení obou ukazatelů pak zařadí zemi do jedné z kategorií: svobodná (Free) 1,0 2,5 bodů částečně svobodná (Partly Free) 3,0 5,0 bodů nesvobodná (Not Free) 5,5 7,0 bodů Ve zprávě z roku 2008 bylo hodnoceno 90 států jako svobodné (46 % populace), 60 bylo označeno za částečně svobodné (18 % populace) a 43 jako nesvobodné (36 % populace). Obr. 18 Mapa svobody organizace Freedom House

62 61 SHRNUTÍ Státy můžeme dělit na typy podle různých kritérií. Nejčastěji se rozlišují monarchie a republiky každá z těchto forem má několik podtypů podle vztahu hlavy státu k výkonné moci. Z hlediska vnitřního územního uspořádání rozlišujeme státy unitární a složené. Nejběžnější ideologické klasifikace rozčleňují státy na demokratické, autoritářské a totalitární. Kontrolní otázky a úkoly 1. Jaké jsou základní rozdíly mezi parlamentními, prezidentskými a parlamentně-prezidentskými republikami? 2. Srovnejte jednotlivé typy monarchií podle pravomocí hlavy státu. 3. Jaké jsou základní rozdíly mezi unitárními a složenými státy. 4. Vyhledejte na webových stránkách Freedom House aktuální informace o míře svobody v Číně, Indii, na Kubě a v České republice. Pojmy k zapamatování Pojmy uvedené v textu tučně

63 62 7 Administrativní členění států Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: odlišit státní správu a samosprávu poznat jednotlivé kategorie administrativního členění ČR vysvětlit princip statistických jednotek NUTS Doba potřebná k prostudování kapitoly: 80 minut. Průvodce studiem Existují v České republice okresy? Polovina studentů se pravidelně domnívá, že ne. Je NUTS2 totéž co kraj? Polovina studentů se pravidelně domnívá, že ano. Je obec a sídlo totéž? Polovina studentů se pravidelně domnívá, že ano. Je Vysočina název administrativní jednotky, nebo salámu? Jak vidíte, je potřeba si v tom trochu udělat pořádek 7.1 Administrativní členění států Prakticky všechny státy jsou členěny na menší administrativní územní jednotky. V rámci nižších jednotek se pak vykonává část výkonných rozhodnutí státu tzv. veřejná správa. Územní administrativní jednotky jsou zpravidla vytvářeny v několika hierarchicky uspořádaných stupních. Hierarchické uspořádání znamená, že nižší stupně jsou podřízeny vyšším, zpravidla platí i to, že vyšší jednotky jsou územně členěny na nižší (územní skladebnost administrativních jednotek). Veřejná správa má 2 základní formy: státní správa (vykonává ji stát, resp. orgány jmenované státem a podřízené státu u nás např. činnost úřadů práce, soudů apod.), samospráva (vykonávají ji sami obyvatelé územní jednotky prostřednictvím svých volených orgánů u nás obecních a krajských zastupitelstev). Administrativní územní jednotky jsou tedy územními obvody působnosti jednotlivých samosprávných nebo správních orgánů. Přitom některé územní jednotky mohou být pouze správní a jiné samosprávné (případně správní i samosprávné současně). Hierarchicky nejnižší správní úroveň představují prakticky ve všech státech obce, které jsou v naprosté většině států samosprávné. U vyšších stupňů se samosprávné a správní jednotky často střídají (např. samosprávná obec správní okres samosprávný kraj ) praxe v jednotlivých státech se ale značně liší. Administrativní struktura ČR patří nejkomplikovanějším na světě, proto se jí budeme věnovat podrobněji..

64 Administrativní členění České republiky Česká republika je unitární stát, který je částečně decentralizovaný. Podle článku 99 české ústavy se náš stát člení na obce, které jsou základními územními samosprávnými celky, a kraje, které jsou vyššími územními samosprávnými celky. Územní samosprávné celky ústava definuje jako územní společenství občanů, která mají právo na samosprávu. Administrativními jednotkami, které jsou pouze správní, se ústava nezabývá. V praxi se pro správní účely území ČR člení na 3 principiálně odlišné skupiny jednotek: dvě úrovně samosprávných jednotek: obce a kraje (v případě Prahy spojeny pod názvem hlavní město) Několik úrovní správních jednotek pro výkon různých aspektů státní správy (matriční obvody, obvody stavebního úřadu, správní obvody obcí s rozšířenou působností apod.) Několik úrovní územně technických jednotek sloužících k evidenčním nebo statistickým účelům (katastrální území, základní sídelní jednotky, okresy apod.) Obce Základním článkem administrativního členění státu jsou obce. Pravidla jejich činnosti určuje zákon č. 128/2000 Sb., o obcích (obecní zřízení), jejich základní funkcí má být péče o všestranný rozvoj svého území a o potřeby svých obyvatel. Obcí je v ČR (k , statistici většinou připočítávají i 5 vojenských újezdů). Obce zaplňují téměř celé státní území, výjimkou je 5 tzv. vojenských újezdů. Vojenský újezd je podle zákona o zajišťování obrany České republiky (č. 222/1999 Sb.) vymezená část území státu určená k zajišťování obrany státu a k výcviku ozbrojených sil. Újezdy tvoří územní správní jednotky, které nejsou, na rozdíl od obcí, samosprávné, na jejich území neexistují volená zastupitelstva a vnitřní správu vykonává tzv. újezdní úřad, který je zároveň orgánem státní správy i vojenským orgánem. V jeho čele je jmenovaný přednosta, podřízený ministerstvu obrany. Na území újezdů jsou umístěny tzv. vojenské výcvikové prostory, které slouží k zabezpečení polního výcviku Armády ČR (jejich názvy se ale v některých případech neshodují s názvem vojenského újezdu). V současnosti se připravuje změna hranic vojenských újezdů tak, aby neměly žádné trvalé obyvatelstvo. Obce Obce působí ve dvou okruzích činností mají tzv. samostatnou působnost a přenesenou působnost: samostatná působnost obcí jsou záležitosti, které spravuje obec samostatně prostřednictvím své samosprávy (obecního zastupitelstva a starosty), v těchto záležitostech obce vydávají obecně závazné vyhlášky, přenesená působnost obcí jsou záležitosti státní správy, jejichž výkon byl zákonem svěřen orgánu obce (obecnímu úřadu), v těchto záležitostech obecní úřady vydávají nařízení obce.

65 64 O otázkách samostatné působnosti obce rozhodují občané obce prostřednictvím zastupitelstva nebo v obecních referendech (např. o rozpočtu obce, místních poplatcích, umístění skládky, apod.). V otázkách přenesené působnosti obce rozhodují obecní úředníci přesně podle pokynů státu, které nesmí změnit (např. není možné, aby si matrikářka změnila pravidla pro uzavírání sňatku nebo aby obec vydávala vlastní občanské průkazy). Kvůli těmto rozdílům je samostatná a přenesená působnost obcí odlišena i formulačně v prvním případě jde o rozhodnutí obce (města, městyse), v druhém o rozhodnutí obecního úřadu (městského úřadu, úřadu městyse). Obr. 19 Dva typy pravomocí obcí, proto dvě tabulky: levá pro samostatnou působnost obcí, pravá pro přenesenou působnost obce Města a městyse Statutární města Hlavní město Praha Některé obce jsou na základě své velikosti, významu nebo historických okolností označovány jako města či městyse. Toto označení se projevuje i v názvech samosprávných orgánů (zastupitelstvo města, zastupitelstvo městyse). Ostatní obce se neúředně zejména v hovorové češtině označují jako venkovské obce, toto označení se ale nikdy nepoužívá v úředních dokumentech. Všechny obce venkovské, městyse i města mají stejné právní postavení a z hlediska pravomocí samosprávy se vůbec neliší. Zvláštní práva má však 23 velkých nebo rozlehlých měst, která se označují jako statutární města. Tato města, na rozdíl od zbylých obcí, mohou (ale nemusí) rozčlenit své území na menší samosprávné městské obvody nebo městské části s vlastními orgány samosprávy. Vnitřní poměry ve věcech správy města v takovém případě vymezuje zvláštní městská vyhláška označovaná jako statut města. Ve statutárních městech se označuje městský úřad jako magistrát a starosta jako primátor. Další zvláštní obcí je Praha, ve které se samospráva a státní správa neřídí zákonem o obcích, ale zvláštním zákonem o hlavním městě. Postavení Prahy je obdobné jako u statutárních měst, navíc ale má kompetence, které náležejí na zbytku území státu krajům. V současnosti je Praha členěna na 57 městských částí, které jsou samosprávné (město na ně přeneslo část svých kompetencí v oblasti své samostatné působnosti), vedle toho se člení na 22 správních obvodů (vykonávají státní správu) a úředně existuje i členění na 10 územních obvodů (mají jen evidenční funkci, odpovídají okresům na zbytku státu).

66 65 Z orientačních a evidenčních důvodů se člení i obce na některé územní technické jednotky. Jde především o tzv. katastrální území. Katastrální území vznikla v dnešní podobě na počátku 19. století a slouží k přesné evidenci vlastnictví nemovitostí (půda, budovy). Obec se skládá z jednoho nebo více celých katastrálních území. Katastrálních území je v ČR (k ). Pro zájemce: Historici, pozor! Dříve se to jmenovalo jinak! Do roku 1927 se používal pro katastrální území název katastrální obec (případě berní obec), pro obce jako samosprávná společenství občanů pak označení politická obec případně místní obec. S těmito pojmy se můžeme sporadicky setkat v různých historických nebo populárních pracích dodnes. Další evidenční jednotkou jsou části obce. V pravém slova smyslu nejsou části obcí územní jednotkou, ale jen souborem budov, který má vlastní název a vlastní označování řadou popisných a/nebo evidenčních čísel. Obec může mít jednu nebo více částí, v ČR jich je v současnosti (k ). Části obce nemají vlastní volené orgány samosprávy. Obec jako celek má zpravidla název totožný s názvem své nejvýznamnější části, existují však i výjimky, kdy má obec jiný název, než kterákoliv její část. V těchto případech název obce vychází z obecnějších geografických pojmenování (např. obec Ralsko v okrese Česká Lípa: obecní úřad sídlí v její části Kuřivody a žádné sídlo nebo část obce s názvem Ralsko neexistuje), nebo kombinuje názvy největších částí obce (např. Brumov- Bylnice nebo Brandýs nad Labem-Stará Boleslav). Pro části obce se dříve používalo označení osada. S tímto pojmem se můžeme sporadicky setkat v různých historických nebo populárních pracích dodnes. Pro zájemce: Úřední název obce a název na ceduli nemusí být totožný! Obec s názvem Hranice na Moravě skutečně neexistuje Názvy obcí nemusí být totožné s označením různých místních úřadů a objektů. Např. v adresách se neuvádí název obec, ale příslušné pošty (poštovního úřadu), který se může od název obce lišit, např. dodáním geografického označení (Hranice u Aše apod.). Od názvu obce nebo části obce se mohou lišit i názvy katastrálních území (musí být jedinečné pro celé území státu), názvy nádraží (rovněž jsou použity různé dovětky znemožňující záměnu, např. Vyškov na Moravě), zastávek, apod. Dokonce ani názvy na dopravních značkách nemusí vždy odpovídat názvu obce nebo její části (o jejich podobě totiž rozhoduje obecní úřad podle místních podmínek), existují dokonce případy, kdy jsou na cedulích názvy zcela jiné, než názvy obce nebo její části. Ještě nižší evidenční jednotkou jsou názvy ulic a číslování domů, které slouží k lepší orientaci v prostoru a k přesné identifikaci staveb. Každá budova se označuje buď číslem popisným, jde-li o stavbu trvalého charakteru, nebo číslem evidenčním, jde-li o stavbu dočasného nebo rekreačního charakteru. Číslo přiděluje obec rozhodnutím, tabulku s číslem je povinen umístit na své náklady vlastník budovy. Čísla se přidělují postupně v rámci části obce, kostely, kaple a neobývané věže se již od dob Marie Terezie nečíslují. V řadě obcí se vedle popisných čísel uvádějí na domech i čísla orientační (v rámci jednotlivých ulic). Pro zájemce: Odkdy mají domy čísla? Číslování domů bylo na našem území provedeno už v roce Provádělo s pomocí vojska v přirozeném sledu tak, jak lze obec postupně projít, obvykle po směru chodu hodinových ručiček se začátkem v sídle vrchnosti, v ostatních případech počínaje prvním domem po pravé straně vesnice ze strany, kterou přijíždí vrchnost (do stejných míst na levé straně se pak číslování vracelo). Ve vesnicích většinou od té doby číslování již nebylo měněno, takže okruh čísel z roku 1770 i sled čísel přidělených po roce 1770 poskytuje dobrou informaci o postupu vývoje zástavby. Ve městech byly většinou budovy od té doby několikrát přečíslovány.

67 66 Je obec, sídlo a vesnice totéž? V praxi se často používají jako synonyma, ve skutečnosti jde ale o termíny s přesně definovaným významem. Označení sídlo, víska, vesnice, samota apod. jsou pojmy z geografie sídel, které s administrativním členěním území vůbec nesouvisí. Sídlem rozumíme prostorově oddělenou a trvale osídlenou skupinu lidských obydlí. Každé sídlo je odděleno od ostatních sídel plochami, na kterých lidská obydlí nejsou. Pokud má sídlo menší počet usedlostí, označuje se jako venkovské sídlo (vesnice, víska, samota), pokud má větší počet usedlostí a splňuje některá další podmínky, označuje se jako město. Pro zájemce: Rozdíl mezi obcí, sídlem a vesnicí na konkrétním příkladu Situaci si přiblížíme na konkrétním příkladu okolí Netína v Kraji Vysočina. Z geografického pohledu je na mapě 8 sídel (prostorově oddělených a trvale osídlených skupin lidských obydlí) 4 vesnice, 2 vísky a 2 samoty:

68 67 Pro technokraty, např. pro spekulanty s pozemky nebo pracovníky katastrálního úřadu je na mapě 10 katastrálních území: Administrativní pohled na věc (takto interpretuje mapu politik a také statistika) na mapě naopak vidí 8 obcí z nich je jedno město, jeden městys a 6 venkovských obcí: V dané situaci leží na území obce Netín 3 sídla vesnice Netín, víska Záseka a jedna samota (hájovna). Z hlediska dělení obce Netín na části obce je ale situace už jiná: má pouze 2 části obce (soubory budov, které mají vlastní název a vlastní označování řadou popisných čísel), protože samostatné řady popisných čísel má jen Netín a Záseka, samota je v číslování domů zařazena mezi domy v Netíně jako č.p. 79. Situace může být přirozeně i opačná: jedno sídlo může být tvořeno větším počtem obcí např. v případech, kdy venkovské obce zcela stavebně splynou s blízkým městem, zachovají si ale i nadále svou politickou nezávislost Kraje Kraje jsou v ČR druhou úrovní územních samosprávných jednotek. Na 13 krajů a hlavní město Prahu byla Česká republika rozčleněna dne Až do prvních voleb krajských zastupitelstev měly jen kompetence v přenesené působnosti, kompetence v samostatné působnosti převzaly Působnost krajů určuje Zákon o krajích (krajské zřízení), č. 129/2000 Sb, na hlavní město Prahu se Zákon o krajích nevztahuje. Praze přiznává postavení a pravomoci obce a zároveň kraje zákon č. 131/2000 Sb., o hlavním městě Praze. Kraje

69 Další administrativní územní jednotky Ostatní územní jednotky existující v ČR nejsou samosprávné buď jde o jednotky správní, nebo technické a evidenční. Patří mezi ně např.: Územní obvody finančního úřadu (finanční úřady vykonávají správu daní, dávek, poplatků, odvodů atd.) jejich obvody zahrnují vždy několik obcí; v Praze, Brně a Ostravě je naopak zřízeno několik finančních úřadů Územní obvody matričního úřadu (matriční úřady nepůsobí samostatně, jejich agendu plní vybrané obecní a městské úřady) Územní obvod stavebního úřadu (stavební úřady nepůsobí samostatně, jejich agendu plní vybrané obecní a městské úřady) Správní obvod obce s pověřeným obecním úřadem (POU, obec II. typu, dvojková obec ) pověřené obecní úřady jsou oprávněny k výkonu určitého okruhu přenesených pravomocí pro několik obcí zároveň (nevyplňují celé území republiky, nejsou vytvořeny v Praze a ve vojenských újezdech) Správní obvod obce s rozšířenou působností (ORP, obec III. typu, trojková obec, malé okresy ) pověřené obecní úřady jsou oprávněny k výkonu určitého okruhu přenesených pravomocí pro několik obcí zároveň (nevyplňují celé území republiky, nejsou vytvořeny na území Prahy) Okresy nejsou vytvořeny v Praze, jinak zahrnují celé území ČR, dlouhou dobu byly základní správní jednotkou České republiky, v prosinci 2002 ale ukončily okresní úřady svou činnost a jejich agentu převzaly krajské úřady a ORP; nadále ale zůstávají územními obvody soudů, státních zastupitelství, některých složek Policie ČR a používají se ve statistice; okresy se také používají pro přesnou identifikaci obcí (názvy obcí se v rámci jednoho okresu neopakují) NUTS Statistické jednotky EU NUTS Statistické jednotky NUTS jsou územní celky vytvořené pro statistické účely Eurostatu (statistický úřad EU) pro porovnání ekonomických ukazatelů členských zemí EU. V praxi jsou důležité i z toho důvodu, že na jednotky úrovně územního členění NUTS II jsou směřovány prostředky z fondů EU. NUTS mají 4 hierarchické úrovně: NUTS 0 (stát), NUTS 1 (v ČR nejsou), NUTS 2 (v ČR skupiny krajů) a NUTS 3 (kraje). Aby bylo pro celou Evropskou unii dosaženo srovnatelnosti jednotlivých statistických celků, jsou pro jednotlivé úrovně soustavy NUTS stanoveny meze počtu obyvatel: Tab. 4 Charakteristika statistických jednotek NUTS statistická jednotka nejvyšší počet obyvatel nejnižší počet obyvatel NUTS NUTS NUTS

70 69 Protože úrovni NUTS 2 v České republice neodpovídá žádná správní jednotka, ale čerpání prostředků u fondů EU se děje právě na této územní úrovni, bylo nutno české kraje seskupit do tzv. regionů soudržnosti. V ČR je těchto regionů osm. Regiony soudržnosti jsou sice pouhou statistickou jednotkou, pro administrování finančních prostředků strukturálních fondů EU pomocí regionálních operačních programů, v nich ale byly zřízeny tzv. regionální rady regionu soudržnosti. Výbor regionální rady volí krajská zastupitelstva. Tab. 5 Regiony soudržnosti v ČR Region soudržnosti (NUTS2) Odpovídající vyšší územní samosprávné jednotky Praha Hlavní město Praha Praha Střední Čechy Středočeský kraj Praha Sídlo regionální rady regionu soudržnosti Jihozápad Jihočeský kraj, Plzeňský kraj České Budějovice Severozápad Karlovarský kraj, Ústecký kraj Ústí nad Labem Severovýchod Liberecký kraj, Královéhradecký kraj, Pardubický kraj Jihovýchod Jihomoravský kraj, Kraj Vysočina Brno Střední Morava Olomoucký kraj, Zlínský kraj Olomouc Moravskoslezsko Moravskoslezský kraj Ostrava Hradec Králové Vedle jednotek EU NUTS existují i statistické jednotky EU LAU (Local administrative unit). LAU označuje úroveň územní státní správy, která je níže než NUTS 3 (provincie, kraje a podobné velké správní jednotky). LAU má dva stupně, v ČR jsou LAU 1 okresy, LAU 2 obce Další statistické jednotky Administrativně správní jednotky (obce) i územně technické jednotky (katastrální území) nerespektují zcela sídelní strukturu státu, proto byly v roce 1970 vytvořeny pro statistické účely menší územní jednotky než jsou katastrální území tzv. základní sídelní jednotky (ZSJ). Byly vymezeny tak, aby zahrnovaly části sídel se stejnou funkcí (obytná, průmyslová, rekreační apod.). Ve vybraných městech se základní sídlení jednotky označují tradičně jako urbanistické obvody (bývá jich několik), na venkově sídelní lokality (s pominutím samot zpravidla jedno sídlo tvoří jednu sídelní lokalitu). Základní sídelní jednotky jsou vhodné pro zkoumání změn osídlení v čase, protože na rozdíl od administrativního členění nepodléhají změnám. Pro statistické účely se používají i tzv. základní územní jednotky (ZÚJ), které kopírují administrativně správní strukturu státu (jsou definovány jako takové prostorové jednotky, které se pro účely státní správy dále nedělí, tento pojem zahrnuje všechny obce, městské obvody či městské části) a územní technické jednotky (ÚTJ), které jsou zpravidla totožné s katastrálními územími, jen v případě, kdy je katastrální území rozčleněno hranicemi městského obvodu nebo městské části, je rozděleno na příslušný počet ÚTJ.

71 70 SHRNUTÍ Státy můžeme dělit na typy podle různých kritérií. Nejčastěji se rozlišují monarchie a republiky každá z těchto forem má několik podtypů podle vztahu hlavy státu k výkonné moci. Z hlediska vnitřního územního uspořádání rozlišujeme státy unitární a složené. Nejběžnější ideologické klasifikace rozčleňují státy na demokratické, autoritářské a totalitární. Kontrolní otázky a úkoly 1. Zjistěte pro své bydliště název všech administrativních jednotek zmíněných p předchozí kapitole. 2. Které administrativní jednotky jsou v ČR samosprávné? 3. Kolik má ČR krajů a kolik NUTS2? 4. Najděte ze svého okolí příklady, kdy název pošty nebo nádraží neodpovídá úřednímu názvu obce. Pojmy k zapamatování Pojmy uvedené v textu tučně

72 71 8 Národní identita a nacionalismus Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: vysvětlit vztah mezi státem a národem porovnat různé přístupy k pojetí slova národ vysvětlit pojem právo národů na sebeurčení Doba potřebná k prostudování kapitoly: 80 minut. Průvodce studiem Kapitola bude věnována tématu národní identity a nacionalismu, který je jedním z důležitých hybatelů politických konfliktů ve světě. Na věc se podíváme spíš teoreticky, konkrétním konfliktním oblastem i jednotlivým konfliktům se budete věnovat v předmětech regionální geografie. V minulých kapitolách jsme se věnovali pojmu stát jeho základním znakům. Dále jsme uvedli, že v současné době je dominujícím typem státního útvaru národní stát, který můžeme chápat jako formu politické organizace národa a výraz splynutí ideje státu s idejí národa. Národy a státy se sice vzájemně nepodmiňují (státy existovaly dříve než moderní národy a některé národy žijí, aniž by měly stát), je ale zřetelné, že se navzájem výrazně ovlivňují. I z toho důvodu jsou národy politickou geografií soustavně studovány. 8.1 Národ Národ je historicky vzniklé společenství lidí, kteří sdílí společnou kulturu, území, tradice, jazyk, mentalitu, zvyky a tradice. Některé znaky národů jsou objektivní (území, jazyk, víra nebo společný původ), jiné subjektivní (vědomí své vlastní příslušnosti k národu v mysli lidí a loajalita k němu). Všeobecně uznávaná definice však neexistuje a ani nemůže existovat, protože v různých zemích a jazycích označuje pojem národ zcela rozdílné sociální systémy. Např. v Evropě je většinou národní vědomí nadřazeno náboženské nebo sociální identitě jednotlivců, zatímco v muslimských státech je pro většinu obyvatel důležitější jejich náboženská příslušnost. Rovněž v Indii je národní identita druhotná: v mnoha ohledech silnějším prvkem mezilidské soudržnosti je příslušnost k sociální skupině (kastě). V Evropě se setkáváme se dvěma základními podobami národů: Občanské národy v západní Evropě se vytvářely převážně v podmínkách centralizovaných a jazykově poměrně jednotných států, proto se vyvinuly do podoby společenství spjatého historií, společnou právně-politickou organizací a společnou občanskou kulturou a ideologií. V těchto podmínkách prakticky splývají pojmy národ a lid, za příslušníky národa jsou pak považováni všichni občané státu bez ohledu na jazyk nebo náboženství. Občanské národy

73 72 Etnické národy Etnické národy ve střední a východní Evropě vznikaly v podmínkách vícejazyčných a kulturně fragmentovaných říší, proto se při vytváření své identity nemohly ztotožnit se státem, ale vytvářely se jako společenství lidí se společným pokrevním původem a společným jazykem a tradicemi. V těchto zemích jsou pak striktně odlišovány pojmy národ a lid (tj. všichni občané státu) a hlavním pojítkem národa se stává společný jazyk, v některých případech i náboženství (např. v oblasti bývalé Jugoslávie). Rozdíly v průběhu vytváření národů mezi východní a západní Evropou vedly k tomu, že východní a západní národní vědomí v sobě zahrnuje různé prvky a hodnoty a také má různé politické projevy. Rozhodně však nelze jeden z těchto typů národního vědomí označit za vyspělejší nebo modernější a druhý za zaostalejší. Pojem národ není proměnlivý jen v prostoru, ale i v čase. Evropské středověké národy např. zahrnovaly jen politicky privilegované vrstvy obyvatelstva (ostatní obyvatelstvo, zpravidla poddaní, nebylo způsobilé k politickým právům). Označení Češi bylo tehdy vázáno výlučně na územní politickou jednotku, tedy na obyvatele Čech bez ohledu na jejich jazyk. Rovněž vnímání společné identity bylo mnohem více vázáno na prostor a sociální postavení: moravskému venkovanovi byl mnohem bližší jeho soused mluvící německy, než intelektuál z Prahy, hovořící stejným jazykem. Dnešní moderní národy se vyvinuly v souvislosti s modernizací společnosti během průmyslové revoluce v století. Obyvatelstvo se stalo mobilnější, začalo se koncentrovat do měst a převážně regionální identitu nahradila moderní národní identita vázaná na vysokou národní kulturu a národní politické elity. Po tomto přerodu se část obyvatelstva českých zemí většinou podle jazyka ztotožnila s českým a část s německým moderním národem a pojem Čech dostal nový význam: příslušník českého národa v Čechách i na Moravě. Nedořešenou otázkou je, jestli existuje kontinuita mezi středověkými a moderními národy. Historici zpravidla tvrdí že ano, sociologové a politologové nejsou ve svých hodnoceních jednotní. Rozhodně ale nemůžeme přenášet naše vlastní pojetí národa před 18. století (např. představa Habsburků jako německé dynastie). Ve společenských vědách převládá názor, že národ je sociální konstrukt: příslušnost k národu není objektivně daná vlastnost, kterou by bylo možno nezávisle určit, národ vytváří vědomí příslušnosti a loajality k němu. Podle konstruktivistů nelze národnost zjistit jinak, než na základě proklamace jedinců. Tomuto názoru oponují tzv. primordialisté. Podle nich existují národy objektivně, příslušnost k národu, resp. pocit příslušnosti k národu, vzniká automaticky kombinací objektivních kritérií (např. území, jazyk, víra, původ, státní příslušnost). Podle primordialistů lze určit národnost na základě vnějších znaků, nejčastěji jazyka. Oba pohledy mají určité slabiny: problémem čistě konstruktivistického pojetí je fakt, že samotný pocit jedince, že je součástí určitého národa ještě nemusí znamenat, že ho za příslušníka národa budou uznávat i ostatní. S tímto problémem se např. setkávají romské děti adoptované do českých rodin. Primordialistické pojetí naopak vylučuje svobodné rozhodnutí jedince.

74 73 Podle klasických geograficky-deterministických představ mají národy odlišné vlastnosti a schopnosti vyplývající z odlišných vlastností geografického prostředí. Představa odlišných schopností národů, která se stala základem různých rasistických teorií, je dnes již zcela překonána, uznávají se ale objektivně existující rozdíly v jejich hodnotových systémech. Základ těchto rozdílů však není geografický, často vykazují značné rozdíly i sousední jazykově a geograficky blízké národy (např. Češi a Slováci). Měřitelné rozdíly jsou v následujících okruzích: Mocenský odstup (power distance míra, s jakou se akceptuje, že moc je rozdělena nerovnoměrně), vysoký: Malajsie, Francie, nízký: Rakousko, Dánsko Vyhýbání se nejistotě (uncertainty avoidance rozsah, v němž se příslušníci kultury cítí ohroženi neznámými situacemi), vysoké: Řecko, Portugalsko, Japonsko, nízké: Singapur, Dánsko, Británie Individualismus kolektivismus (individualism collectivism rozsah závislosti jednotlivce na kolektivu), ind.: USA, Británie, Kanady, kol.: Guatemala, Ekvádor, Indonésie, Pákistán Maskulinita feminita (masculinity - feminity zastoupení a vliv mužského prvku v hodnotách společnosti, míra oddělení genderových rolí), mas.: Japonsko, Rakousko, Itálie, Mexiko, fem.: Švédsko, Norsko, Dánsko, Nizozemsko, Finsko Dlouhodobá krátkodobá orientace (míra vytrvalosti a ochoty podřizovat se ve prospěch dlouhodobých cílů), dlouh.: Čína, Japonsko, Hongkong, Jižní Korea, krátk.: Pákistán, Nigérie, Kanada, USA Např. Češi jsou ve srovnání se Slováky více rovnostářští, více individualističtí, výrazně méně maskulinní, podstatně více se vyhýbají nejistotě a mají mnohem krátkodobější orientaci. 8.2 Vztah národa a státu Nejdříve je nutné si uvědomit, že jde o kvalitativně odlišné pojmy: stát je objektivní právně politický pojem, národ představuje zřejmě subjektivní kolektivní identitu. Jejich vztah závisí na typu národa, který se na daném území vyvinul. Pro západní část Evropy je typická představa, že stát a národ spolu úzce souvisí, resp. jsou totožné ( národ je vlastně obyvatelstvo státu). Toto splynutí pojmů se odrazilo i v západoevropských jazycích, např. anglické nation lze do češtiny přeložit jak výrazem národ, tak slovem stát. Přestože v našem prostředí jsou pojmy stát a národ významově odlišeny, občas západní pojetí proniká i do českého jazyka: máme například Organizaci spojených národů (členy jsou však státy), mezinárodní politiku (jde o politické vztahy mezi státy), apod. Ve střední a východní Evropě je vztah mezi pojmy národ a stát volnější, existují vedle sebe a nemusí se nutně překrývat. 8.3 Nacionalismus Nacionalismus je původně politický princip, který tvrdí, že politická a národní jednotka musí být shodné (je nutné, aby území stát a území obývané národem bylo totožné). Podle nacionalistů je totiž národ jediným správným nositelem státní moci a pouze národní stát může národu trvale zajistit bezpečnost a jistotu rozvoje.

75 74 Nacionalisté považují za nebezpečné, pokud se hranice států neshodují s etnickými hranicemi, protože pak ve státech vzniká skupina osob, které mají ke státu ambivalentní vztah: v případných konfliktech musí vnitřně volit mezi svou loajalitou ke státu, ve kterém žijí, a k národu, ke kterému přísluší. Příkladem ostatně může být německá menšina v Československu, která se v roce 1938 také rozhodovala mezi svou příslušností k demokratickému československému státu a sounáležitostí s německým národem. Nacionalistického ideálu úplného ztotožnění státu a národa nemůže dojít už kvůli odlišné formě jejich prostorového rozložení: státy zpravidla zabírají kontinuální území, zatímco národy jsou souhrnem jednotlivých příslušníků, kteří mohou žít prakticky kdekoliv. Za etnické území nebo území obývané národem pak můžeme považovat nejen oblasti, kde tvoří příslušníci národa většinu, ale i oblasti, kde se vyskytují tradičně a v nezanedbatelném počtu. V praxi se proto často etnická území různých národů překrývají, což u států možné není. U klasických národních států převažuje mezi obyvatelstvem jeden národ. Přitom mohou nastat 4 základní situace: Typy národních státu Tab. 6 Typy národních států Typ národního státu Maďarský typ Charakteristika Etnické území přesahuje hranice státu obrázek Portugalský typ Etnické území je totožné se státním

76 75 Polský typ Etnické území a státní území nejsou zcela totožné, ale výrazně se překrývají Francouzský typ Státní území přesahuje etnické území Vedle národních států se vyskytují i státy multietnické. V těchto státech nemá žádné etnikum absolutní většinu a současně si žádný národ nenárokuje vedoucí postavení ve státě. Nemusí přitom jít o čistě funkční matematickou úměru, v některých případech se za multietnické státy deklarují z historických nebo politických důvodů i země, ve kterých druhý národ nemá ani 10% zastoupení v obyvatelstvu např. Karélie v rámci Ruska, ve které počet obyvatelstva karelské národnosti několikanásobně překročili Rusové, nebo Finsko, ve kterém jsou Švédové považováni za jeden ze dvou státních národů, přestože tvoří jen 5,4 % obyvatelstva. Multietnické jsou nejčastěji státy s hranicemi uměle vytvořenými v období kolonialismu, ve kterých dosud nevznikly státní národy západního typu (Afrika v obdobné situaci byly i státy v Latinské Americe, v nich už ale k vytvoření národů došlo). Míru etnické homogenity státu nejlépe vystihuje tzv. index homogenity [v %]: H h + h2 + h3 + h = 100 = p p2 + p3 + p4 h kde h je počet obyvatel státu, h 1, h 2,... počet příslušníků jednotlivých etnických skupin, p 1, p 2 jejich podíl v %. Pro státy, ve kterých žije jen jeden národ je H = 100 %, s počtem skupin a růstem jejich relativního podílu H klesá.

77 76 Žádný stát přirozeně nikdy nemůže dosáhnout úplné homogenity svého obyvatelstva, resp. úplného ztotožnění se svých obyvatel se státem. Z hlediska státu jsou problematické hlavně dvě skupiny osob: cizinci (mají právní, kulturní i ekonomické vazby na jiné státy) neloajální vlastní občané (využívají výhody, ale nerespektují právní řád státu, případně ho odmítají stát zcela). Pokud je počet těchto osob příliš vysoký nebo jsou koncentrovány v určitých oblastech, mohou ohrožovat územní integritu státu nebo komplikovat jeho styky se zahraničím, zejména v případech, kdy nejsou ke státu loajální skupiny definované etnicky, konfesně nebo rasově. Pro svůj potenciální konfliktní potenciál je etnická a náboženská struktura obyvatelstva významným politickogeografickým znakem. Sleduje se zejména, do jaké míry jsou v souladu etnické či konfesní hranice a hranice politické. Důležité je také je, jestli případný nesoulad těchto hranic vyvolává politické požadavkům menšin. Zejména v případech, kdy se cítí být diskriminovány, může se mezi nimi vyskytnout některé z následujících hnutí: autonomismus / regionalismus snaha menšiny docílit územní nebo politické autonomie v rámci současného státu, separatismus snaha menšiny odtrhnout se od současného státu a vyhlásit nezávislost, iredentismus snaha odtrhnout území obývané menšinou a připojit je k jinému státu (zpravidla k vlastnímu národnímu státu). 8.4 Právo národů na sebeurčení Jako právo národů na sebeurčení se označuje princip mezinárodního práva, podle kterého má každý národ, který si dosud nevytvořil vlastní stát, právo samostatně si určit své státoprávní postavení: buď vytvořit vlastní nezávislý stát, nebo se spojit s jinými národy do společného státu. Idea práva národa na sebeurčení jako přirozeného práva byla poprvé deklarována během vzniku USA a nejsilnější byla po 1. světové válce, jedním z důsledků jejího prosazení byl i vznik Československa. Později bylo právo národů na sebeurčení vtěleno do Charty OSN. V praxi je však problematické toto právo uskutečnit jednak vzhledem k nejasnému významu slova národ (společenství usilující o nezávislost může být obviněno z toho, že není národem), jednak vzhledem k velikosti nebo geografickému rozložení některých národů (např. územně rozptýlení Romové). Princip práva národů na sebeurčení se nevztahuje na národnostní menšiny (tj. přesahy národů, které mají vlastní stát, v jiných státech). Ty mohou požadovat respektování menšinových práv (např. školy s jejich vyučovacím jazykem), obecně ale nemají právo na připojení k mateřskému státu.

78 77 SHRNUTÍ Státy můžeme dělit na typy podle různých kritérií. Nejčastěji se rozlišují monarchie a republiky každá z těchto forem má několik podtypů podle vztahu hlavy státu k výkonné moci. Z hlediska vnitřního územního uspořádání rozlišujeme státy unitární a složené. Nejběžnější ideologické klasifikace rozčleňují státy na demokratické, autoritářské a totalitární. Kontrolní otázky a úkoly 1. Uveďte základní argumenty pro a proti konstruktivistickému a primordialistickému pojetí národa. 2. Proč je v praxi obtížné prosadit právo národů na sebeurčení? 3. Jaké výhody a nevýhody může státu přinést přítomnost silných národnostních menšin. 4. Vyhledejte na internetu příklady aktivních separatistických hnutí v Evropě. Pojmy k zapamatování Pojmy uvedené v textu tučně

79 78 9 Geografie voleb Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: vysvětlit rozdíly mezi jednotlivými druhy voleb vysvětlit, jak může vymezení volebních obvodů ovlivnit volební výsledky vysvětlit, co je předmětem výzkumu volební geografie Doba potřebná k prostudování kapitoly: 80 minut. Průvodce studiem Kapitola bude věnována volební geografii. Jestli si myslíte, že se zabývá tím, jak kde dopadly volby tak si raději přečtěte, co se o tom zde píše 9.1 Definice voleb Volby lze definovat jako ustavení orgánu určitého společenství lidí cestou hlasování k volbě oprávněných subjektů. Volby jsou vůbec nejčastější způsobem výběru vhodných osob do rozhodovacích a řídících orgánů států, tradičně se volbami vybírají členové parlamentů a orgánů místní samosprávy, v republikách také hlavy státu. Volby jsou všeobecně považovány za základní charakteristiku demokratické společnosti. Jejich prostřednictvím obyvatelstvo státu dociluje toho, aby volené orgány prosazovaly jeho zájmy, tj. aby se uskutečnila vládu lidu (demokracie). Garantují tedy takové demokratické principy, jako je demokratická kontrola, všeobecná účast, politická rovnost a většinová vláda. Ve skutečnosti přirozeně nelze docílit stavu, kdy volený orgán reprezentuje všechny dílčí zájmy, např. názory a zájmy 281 členů Parlamentu České republiky nemohou být přesnou kopií názorů a zájmů 10,5 milionu českých občanů. V praxi každé volby vůli obyvatel transformují (volební systém může např. v zájmu stability voleného orgánu posilovat větší politické strany na úkor menších). Voleb se navíc nikdy neúčastní všichni obyvatelé státu, které má volený orgán reprezentovat část z volby vyloučí volební právo (volit nesmí např. děti, obyvatelé zbavení svéprávnosti, apod.), část oprávněných osob se pak voleb dobrovolně neúčastní (např. při volbách senátorů se v ČR pohybuje účast kolem 15 %). 9.2 Druhy voleb Volby se rozlišují podle různých kritérií. Podle bezprostřednosti volby rozlišujeme: Přímé volby voliči dávají hlas bezprostředně kandidátům a rozhodují tak o jejich zvolení (typické pro volbu parlamentů, u dvoukomorových parlamentů zejména jejich dolní komory) Nepřímé volby charakteristické je to, že otázku volby neřeší přímo občané, ale následně osoby, kterým dali svůj hlas volitelé (např. volby prezidenta USA), poslanci (např. prezident ČR)

80 79 Podle územního rozsahu se volby člení na: všeobecné volí se např. celý zákonodárný sbor (u nás např. Poslanecká sněmovna) dílčí volí se jen část zákonodárného sboru (u sborů, které se v pravidelných intervalech obměňují např. v ČR Senát senátoři se volí na 6 let, každé 2 roky se obměňuje třetina členů) doplňovací volí se jen na uvolněná místa (např. rezignace nebo úmrtí poslance), případně na místa nově vytvořená. Podle časového hlediska: řádné volí se po uplynutí funkčního období voleného orgánu, tj. v dříve předpokládaném termínu mimořádné volí se dříve, než skončilo řádné funkční období voleného orgánu např. po rozpuštění parlamentu, úmrtí nebo rezignaci volené osoby apod. 9.3 Volební právo a volební systém Jako volební právo se označuje právo občanů účastnit se voleb. Rozlišuje se přitom aktivní volební právo (právo volit) a pasivní volební právo (právo kandidovat, být volen). Historicky bylo volební právo omezeno jen na majetné muže, podmínky vylučující z voleb nemajetné a ženy byly ve většině zemí odbourány na konci 19. a v první polovině 20. století. V moderních demokraciích je za normu považováno volební právo, které je: všeobecné volit smí každý svéprávný občan od určitého věku, bez ohledu na původ, pohlaví, náboženské přesvědčení, rasu a podobně; rovné každý hlas váží stejně, neexistují privilegovaní voliči s větším vlivem na výsledek voleb; tajné volič nemusí zveřejnit, komu odevzdal hlas. Na našem území bylo všeobecné rovné tajné volební právo zavedeno až po vzniku Československé republiky v roce Volební systém je konkrétní způsob, jakým se ve volbách určuje obsazení jednotlivých funkcí, jež jsou voleny. Zahrnuje jednak pravidla, podle kterých volič volí, jednak pravidla přidělování volených funkcí kandidátům na základě získaných hlasů. Volební systém výrazně ovlivňuje chování voličů i podobu stranického systému v jednotlivých státech. Volební systémy se většinou člení na 2 základní typy: systém většinový a systém poměrného zastoupení. Kombinace základních typů jsou pak označovány jako systémy smíšené.

81 Většinový volební systém Většinový volební systém je historicky starší, do konce 19. století dokonce jediný používaný volební systém. Při použití tohoto systému v jeho základní podobě se území rozdělí na tolik volebních obvodů, kolik má být obsazeno míst, v každém volebním obvodu se pak volí jen 1 kandidát Obr. 20 Příklad použití většinového volebního systému: Má být obsazeno 21 míst, v každém volebním obvodu se volí jeden kandidát Většinový volební systém je jediný možný pro volbě jednotlivců (např. prezidentů, starostů, šerifů, apod.), v řadě zemí se používá i pro volbu kolektivních orgánů. Protože dává reálnou šanci na úspěch jen největším stranám, napomáhá k vytvoření systému dvou stran střídajících se u moci (viz např. USA, Británie). Mezi jeho výhodami se uvádí také úzká vazba mezi voliči a kandidáty: volí se jednotlivci, voliči znají svého poslance. Zvolené parlamenty také mívají jednodušší stranickou strukturu, takže se snáze sestavuje vláda a strany musejí více dodržovat volební sliby (nemohou se vymlouvat na koaliční partnery). Systém také kultivuje vztahy mezi politickými stranami, v rámci jednotlivých obvodů musí politicky blízké strany spolupracovat. Výhodou je i eliminace extremistických stran (jen obtížně získají v některém obvodu většinu). Na druhé straně má systém i nevýhody. Hlavní je fakt, že hlasy odevzdané pro jiného kandidáta, než který zvítězil, propadají a nemají žádný vliv na složení voleného tělesa. Menšinové politické proudy proto bývají ve zvoleném tělese reprezentovány nedostatečně, naopak výrazně zvýhodněna je nejsilnější strana. Vůle voličů tak může být zcela zdeformována. Např. při volbách do parlamentu Ostrova prince Edwarda v roce 1935 získala 58 % hlasů, ale všechna poslanecká křesla, Konzervativní strana s 42% ziskem hlasů zůstala zcela bez poslanců. V extrémním případě dokonce může vyhrát i strana, která má v celostátním měřítku až druhý největší počet hlasů. Jednotlivé varianty většinového systému se liší v otázce, jak velkou převahu nad soupeři musí mít kandidát, aby byl zvolen. Z tohoto hlediska se v rámci většinového volebního systému vyčleňují: systém relativní většiny (pluralitní systém), systém absolutní většiny, systém alternativního hlasu.

82 81 V systému relativní většiny platí jednoduché pravidlo, že mandát získává ten kandidát, který dostal v daném obvodu nejvíce hlasů, bez ohledu na to, jaké procento voličů ho volilo. K vítězství stačí být první, není třeba podpory většiny voličů, pro tuto svou vlastnost se systém také někdy označuje jako princip vítěz bere vše. Křeslo tak může získat například i kandidát, který má jen 30% podporu, ovšem za předpokladu, že každý z jeho soupeřů obdržel méně hlasů než on. Systém relativní většiny zvýrazňuje všechny kladné i záporné vlastnosti většinového systému. Může například vést k vítězství kandidáta, jehož politická orientace je v obvodu menšinová (pokud získá pravicový kandidát 35 % hlasů a 3 levicoví kandidáti postupně 30 %, 20 % a 15 % hlasů, vyhrává pravice, přestože se dvě třetiny voličů vyslovily pro kandidáty levicové). Tento systém je typický pro anglosaské země (USA, Kanada, Velká Británie). Systém absolutní většiny vychází z myšlenky, že vítězný kandidát by měl být přijatelný pro absolutní (nadpoloviční) většinu voličů. Toho lze docílit jen rozdělením voleb do dvou hlasování: v prvním kole hlasování se volí ze všech přihlášených kandidátů. Pokud některý z nich získá absolutní většinu hlasů, je zvolen a volba končí. Pokud ale žádný nezíská přes 50 % hlasů, uskuteční se druhé kolo hlasování, do kterého postoupí už jen dva nejúspěšnější kandidáti z kola prvního. Zvolen je pak kandidát, který získá více hlasů (protože jsou ve hře jen 2 kandidáti, jde vždy o absolutní většinu). Tato varianta většinového volebního systému je častější, používá se např. u voleb do Senátu Parlamentu ČR. Variantou systému absolutní většiny je systém kvalifikované většiny, který ke zvolení vyžaduje více než 50 % hlasů. Systém se používá zejména při nepřímých volbách např. při volbách prezidentů parlamenty republik. Systém alternativního hlasu je pokusem určit kandidáta s podporou absolutní většiny voličů bez organizováni druhého kola voleb. Volič na volebním lístku neoznačuje jediného kandidáta, ale určuje pořadí, v jakém preferuje jejich zvolení. Pokud první preference voličů nevedou u žádného kandidáta k zisku absolutní většiny, vyřadí se kandidát s nejmenším počtem prvních preferencí a jeho hlasy se přerozdělí kandidátům označeným na jeho volebních lístcích jako 2. v pořadí preferencí. Takto se postupuje tak dlouho, než hlasy pro jednoho z kandidátů překročí nadpoloviční většinu voličů. V klasické podobě se systém alternativního hlasu používá v Austrálii. Systém relativní většiny Systém absolutní většiny Systém alternativního hlasu Volební systém poměrného zastoupení Systém poměrného zastoupení je historický mladší, může totiž být uplatněn jen v prostředí, kde existují politické strany (v 19. století). Při použití tohoto systému v jeho základní podobě se území rozdělí na menší počet volebních obvodů, než kolik má být obsazeno míst. V jednotlivých volebních obvodech se pak volí více kandidátů zapsaných na listinách politických stran. Mezi strany se mandáty rozdělí podle podílu hlasů.

83 Obr. 21 Příklad použití volebního systému poměrného zastoupení: Má být obsazeno 21 míst, v jednom volebním obvodů se volí 12, ve druhém 9 kandidátů. Volební systém poměrného zastoupení se používá výhradně pro volbu kolektivních orgánů. Oproti většinovému systému mnohem lépe odráží politické rozvrstvení voličů. Mezi jeho výhodami se uvádí také fakt, že umožňuje zastoupení menšinových skupin (např. náboženských, rasových, národnostních) a tím brání jejich společenské nebo sociální marginalizaci. Systém také znesnadňuje manipulaci s výsledky hlasování, zvolení poslanci jsou pod vyšší kontrolou (kontrolu ale provádí strana, nikoliv voliči). Systém je rovněž citlivý na nové trendy a potřeby společnosti, a tím i včas zachytí jinak možný růst extrémních nálad ve společnosti. Na druhou stranu má i řadu nevýhod. Hlavní je fakt, že vede k zastoupení většího počtu politických stran v parlamentu, což následně znesnadňuje sestavení stabilní vlády. Dále vede k fragmentaci stran, vlády jsou často koaliční a nestabilní a nedochází k pravidelnému střídání stran ve vládě. Vztahy mezi stranami spíše narušuje, ve volbách totiž soutěží ideologicky podobné politické strany o stejné politicky profilované voliče, čili se musí navzájem negativně vymezovat. Zastoupení navíc získají občas i extremistické nebo recesistické pol. strany. V systému poměrného zastoupení je oslabena vazba mezi poslanci a voliči. Voliči volí primárně politickou stranu, pro zvolení konkrétního kandidáta navíc není důležitý jen počet hlasů pro stranu, ale především kandidátovo pořadí na kandidátce (o něm rozhoduje strana). Proto v některých státech umožňují voličům mluvit i do pořadí kandidátů na kandidátkách. Podle toho, jestli volič může ovlivňovat pořadí kandidátů na volebních listinách se rozlišují: Kandidátní listiny přísně vázané volič volí pouze listinu politické strany, pořadí kandidátů na ni nemůže ovlivnit Kandidátní listiny vázané volič musí volit jednu z listin politických stran, může ale ovlivnit pořadí na kandidátní listině preferenčními hlasy (např. Poslanecká sněmovna PČR) Volné kandidátní listiny volič volí přímo jednotlivé kandidáty na kandidátních listinách, může tak rozložit svůj hlas mezi kandidáty různých kandidátních listin (tzv. panašování) (takto např. obecní volby v ČR) Smíšené volební systémy Smíšené volební systémy se snaží dosáhnout výhod předchozích dvou systémů tím, že je část mandátů obsazována na základě většinového volebního systému, část na základě poměrného volebního systému. V typické podobě se používá tento systém v Německu.

84 Volební geografie První studie z volební geografie se objevily na počátku 20. století, ober se plně etabloval až v jeho 60. letech. Volební geografie zkoumá nejčastěji územní diferenciací volebního chování a jeho souvislost s ostatními geografickými jevy, např. vzdělaností, religiozitou, jazykem, příjmy, apod. Zkoumá zpravidla větší území, nejčastěji v měřítku celého státu. Zaměřuje se na volby parlamentní a prezidentské, dále na referenda a plebiscity. Volební geografie zkoumá tři základní okruhy otázek: podmíněnost hlasování, geografické vlivy na hlasování, vlivy vymezení volebních obvodů a způsobu přepočtu hlasů Podmíněnost hlasování Při tomto typu výzkumu se volební geografie snaží zjistit podmíněnosti hlasování v jednotlivých volbách nebo skupině voleb. Srovnává rozložení volební podpory a jiných jevů, hledá podobnosti a vzájemné podmíněnosti. Tento výzkum může např. naznačit, které politické strany preferují voliči s vyšším vzděláním, příslušníci různých sociálních skupin, věřící voliči apod. OBYVATELÉ S VYSOKOŠKOLSKÝM VZDĚLÁNÍM v roce 1991 PODPORA ODS v roce 1998 Vysokoškolské vzdělání (v %) méně než 1 1, 1-2 2, 1-3 3, 1-4 více než 4, km Podpora ODS (v %) méně než 13 13, , , 1-22 více než 22,1 Obr. 22 Podobnost rozložení volebních výsledků konkrétní strany a demografického jevu

85 Geografické vlivy na hlasování Rozhodnutí voličů volit konkrétního kandidáta nebo politickou stranu je ovlivněno řadou faktorů. Důležitý je přirozeně volební program kandidátů a jeho soulad s názory a postoji voličů. Ty jsou do značné míry předurčeny jejich etnickým, sociálním a profesním pozadím. Vedle toho ale ovlivňují voličské rozhodnutí i mimoprogramové vlivy: lidé mají např. tendenci volit osoby populární nebo osobně známé bez ohledu na jejich konkrétní politické postoje. Tento typ ovlivnění voličských postojů se označuje jako geografické vlivy na hlasování. Hlavní geografické vlivy na hlasování jsou: Efekt kandidáta v bydlišti či rodišti většinou dostane místní kandidát více hlasů (proto také politické strany umísťují na kandidátky s oblibou místně všeobecně známé osobnosti starosty, lékaře apod.). Efekt sousedství voliči mají tendenci upřednostňovat politické preference svého okolí (ty jim připadají normální, pokud volí jinak, musí si již svou odlišnou volbu nějak zdůvodnit); proto např. sociálně slabší voliči v Praze volí pravicové strany ve větší míře, než v ostatních částech republiky. Efekt kampaně voliče mají tendenci upřednostňovat strany s výraznou volební kampaní, zejména v tom případě, pokud je osloví adresně (osobní setkání s kandidáty, předvolební guláš ). Hlasování o sporném bodu jedna výrazná (případně domněle výrazná) otázka předvolební kampaně může přehlušit další programové body i ideologickou orientaci voličů. Např. při volbě krajských zastupitelstev v roce 2008 se staly sporným bodem kampaně poplatky u lékaře, přestože s krajskou politikou vůbec nemají souvislost Vlivy vymezení volebních obvodů a způsobu přepočtu hlasů Vedle počtu voličů ochotných volit ve volbách příslušnou stranu je ovlivněn počet získaných mandátů také vymezením volebních obvodů a způsobem přepočtu hlasů. Jejich příhodným vymezením nebo vhodnou změnou mohou strany zlepšit své volební výsledky, aniž by byly nuceny přesvědčit jediného nového voliče. Výzkum vlivu vymezení volebních obvodů a způsobu přepočtu hlasů na mandáty se někdy označuje jako geografie zastoupení. Vliv způsobu přepočtu hlasů: v systémech poměrného zastoupení mohou zvolené metody přepočtu hlasů na mandáty zvýhodňovat větší, střední nebo menší strany, nebo mohou být neutrální. Česká republika např. používá systém, který mírně zvýhodňuje velké strany, např. ve volbách Poslanecké sněmovny v roce 2006 získala Strana zelených 6,3 % hlasů, čemuž odpovídalo 6 mandátů (3 % mandátů), vítězná ODS pak 35,4 % hlasů a 82 (40,5 %) mandátů. Vedle formule pro přepočet mandátů lze výsledky voleb ovlivnit i velikostí volebních obvodů. Čím méně poslanců se volí ve volebním obvodu, tím obtížnější je pro malé strany získat zastoupení (např. v ČR se volí v Praze 25 poslanců PS PČR, tj. průměrně 1 poslanec na 4 % hlasů, v Karlovarském volebním kraji ale jen 5 poslanců 1 poslanec na 20 % hlasů dosáhnout zastoupení v Praze je tedy pro malé strany podstatně jednodušší). Řada zemí také zavádí tzv. uzavírací klauzule minimální podíl hlasů, který musí kandidující strana získat (u nás je 5 %). Uzavírací klauzule brání přílišnému rozdrobení politických sil v parlamentech (nejmenší strany nejsou zastoupeny), na druhé straně ale vedou k tomu, že pro tyto strany odevzdané hlasy nejsou vůbec při dělení mandátů zohledněny ( propadnou ).

86 85 Zavedení klauzule proto voliče od volby malých stran psychologicky odrazuje. Rovněž stanovení hranic volebních obvodů může být použito k ovlivnění výsledků voleb. V systémech většinových je to možné 2 základními způsoby: Malapportionment (vytváří se záměrně jednomandátové volební obvody nestejné velikosti, voličský hlas má pak nestejnou váhu ; např. při volbách do vídeňského parlamentu v roce 1907 bylo tímto způsobem zvýhodněno obyvatelstvo měst na úkor venkovanů a Němci na úkor slovanských národů: ve Vídni se volili poslanci v obvodech s voličů, na českém venkově měly naopak až voličů) Gerrymandering (manipulace s hranicemi při zachování přibližně stejné velikosti volebních obvodů) Termín gerrymandering odkazuje na volební obvody ve státě Massachusetts z roku 1812, kdy jeden z obvodů připomínal tvarem mloka (salamander), ale posměšně se mu začalo říkat podle tehdejšího guvernéra Elbridge Gerryho gerrymander. Principem gerrymanderingu je stanovení hranic jednomandátových volebních obvodů tak, aby druhá (soupeřící) strana měla pokud možno co nejmenší šanci zvítězit v jednotlivých obvodech. Dosáhne se toho tím, že se vytvářejí obvody, kde zvýhodněná strana vyhrává jen malým rozdílem hlasů a znevýhodněná strana naopak vyhrává velkým rozdílem hlasů. Princip manipulací při gerrymanderingu si ukážeme na jednoduchém příkladě. V prostoru, ve kterém má být zvoleno 6 poslanců, se nachází 60 tis. voličů, přičemž počet příznivců stran A a B je shodný (jedno písmeno v obrázku reprezentuje 2 tisíce voličů): A A A B B B A A A B B B A A A B B B A A A B B B A A A B B B Území musíme rozdělit na 6 stejně velkých obvodů po 10 tis. voličích. Mohlo by se zdát, že volby nemohou dopadnout jinak, než remízou (3 mandáty pro stranu A a 3 pro stranu B). Stačí ale rozdělit sledované území takto: A A A B B B A A A B B B A A A B B B A A A B B B A A A B B B

87 86 a je zřejmé, že strana A zvítězí jen v jediném volebním obvodu, strana B pak v 5 volebních obvodech. Podobně lze přitom zvýhodnit i stranu A. V praxi to pak může vypadat např. takto: Obr. 23 Volební obvod č. 30 pro volby Kongresu USA v roce 1992 (v Dallasu) SHRNUTÍ Státy můžeme dělit na typy podle různých kritérií. Nejčastěji se rozlišují monarchie a republiky každá z těchto forem má několik podtypů podle vztahu hlavy státu k výkonné moci. Z hlediska vnitřního územního uspořádání rozlišujeme státy unitární a složené. Nejběžnější ideologické klasifikace rozčleňují státy na demokratické, autoritářské a totalitární. Kontrolní otázky a úkoly 1. Jaké existují druhy volebních systémů? 2. Jaké důsledky může mít změna volebního systému? 3. Jak by ovlivnilo rozhodování voličů odstranění 5% volební klauzule ve volbách Poslanecké sněmovny Parlamentu ČR? 4. Co se označuje jako efekt kandidáta? Pojmy k zapamatování Pojmy uvedené v textu tučně

88 87 Závěr Milí studenti, jak již bylo zmíněno v úvodu, používali jste text určený studentům připravovaného kombinovaného studia studijního oboru Geografie. Cílem jeho ověření ve výuce bylo kromě vlastního předávání nových informací také identifikovat místa obtížně srozumitelná, nepřehledná, případně upozornit na překlepy, typografické i věcné chyby. Děkujeme Vám, že pečlivým vyplněním závěrečného hodnotícího dotazníku přispějete ke zdokonalení tohoto textu a tím i k efektivnějšímu studiu Vašich budoucích kolegů.

89 88 Použité zdroje BAAR, V., RUMPEL, P., ŠINDLER, P. Politická geografie. Ostrava: Ostravská univerzita, ISBN X, 94 s. BAAR, V.: Národy na prahu 21. století. Emancipace nebo nacionalismus? Ostrava: OU+Tilia, s. BAAR, V.: Politická mapa dnešního svět: zeměpis pro 8. a 9. ročník základní školy a nižší ročníky víceletých gymnázií: Zeměpis pro 8. a 9. ročník základní školy a nižší ročníky víceletých gymnázií: politická mapa dnešního světa (Variant.). 1. rev. vyd. Praha: Fortuna, s. BRABEC, F., HORNÍK, S., CHALUPA, P.: Poznámky k politické geografii. Brno: Institut mezioborových studií, 1998 GROFMAN, B., ed. Political gerrymandering and the courts, New York: Agathon Press, HNÍZDO, B. Mezinárodní perspektivy politických regionů, Praha: I. S. E., HYNEK, A., DRÁPAL, M., WOKOUN, R.: Úvod do politické a regionální geo-grafie. Brno: Přírodovědecká fakulta UJEP, IŠTOK, I. Politická geografia a geopolitika, Prešov: Prešovská univerzita v Prešově, s. ISBN IŠTOK, R. Štát na politickej mape světa. Politickogeografické a geopolitické aspekty. In Geografické práce 7. Prešov: KGG FHPV PU, s. JEHLIČKA, P., TOMEŠ, J., DANĚK, P. (EDS.). Stát, prostor a politika. Vybrané otázky politické geografie. Praha: KSGRR PřF UK, s. JOHNSTON, R. J., GREGORY, D. a SMITH, D. M. ed. The Dictionary of Human Geography, Oxford: Blackwell publisher, KOSTELECKÝ, T. Volby očima geografa, in L. Sýkora (ed.) Teoretické přístupy a vybrané problémy v současné geografii, Praha, Přírodovědecká Fakulta University Karlovy, KREJČÍ, O. Geopolitika středoevropského prostoru. Praha: Ekopress, ISBN s. LIŠČÁK, V., FOJTÍK, P.: Státy a území světa [Liščák, 1998]. 2. aktualiz., přeprac. a roz. Praha: Libri, s. SHORT, J. R. An Introduction to Political Geography. 2nd edition. London and New York: Routledge, s. ŠINDLER, P.: Základy politické geografie. Ostrava: Pedagogická fakulta, TAYLOR, P. J.: Political Geography. New York: Longman Scientific & Technical, ŽALOUDEK, K. Encyklopedie politiky. Praha: Nakladatelství Libri, 1996.

90 89 Profil autora RNDr. Miloš Fňukal, Ph.D. Miloš Fňukal je odborným asistentem na katedře geografie Univerzity Palackého v Olomouci

91 Univerzita Palackého v Olomouci Katedra geografie ZÁKLADY FYZICKÉ GEOGRAFIE 1 - HYDROLOGIE (pracovní verze určená k ověření ve výuce) Renata Pavelková Chmelová Jindřich Frajer Rozšíření akreditace studia učitelské geografie na PřF UP v Olomouci o kombinovanou formu CZ.1.07/2.2.00/

92 Vytvořeno jako pracovní verze distanční studijní opory určená k ověření ve výuce.

93 Obsah Obsah... 3 Úvod... 7 Vysvětlivky k ikonám Úvod do hydrologie Hydrologie Dělení hydrologie Dějiny hydrologické vědy Vývoj a organizace hydrologie v českých zemích Voda na Zemi Původ vody na Zemi Zásoby vody na Zemi Fyzikální a chemické vlastnosti vody Funkce vody Hydrografie Co je hydrografie? Hydrografická síť Uspořádání říční sítě Hustota říční sítě Morfometrické a morfologické charakteristiky vodních toků Řád vodního toku Délka vodního toku Stupeň vývoje toku Průměrný sklon toku Spádová křivka Geometrické a fyzikálně-geografické vlastnosti povodí Plocha povodí Střední šířka povodí Délka rozvodnice a délka povodí Tvar povodí Výškopisné poměry povodí Lesnatost povodí Další fyzicko-geografické charakteristiky povodí Srážko-odtokový proces v povodí Hydrologický cyklus v povodí Intercepce... 38

94 4.1.2 Retence Infiltrace Výpar Základní typy odtoku Hydrologická bilance Hydrometeorologie Atmosférické srážky Déšť Přívalové deště Měření srážek klasickými pozemními metodami Stanovení srážek pomocí dálkového průzkumu Země Sněhová pokrývka Plošné rozložení srážek na povodí Hydrometrie Měření hydrologických prvků Měření vodního stavu Měření teploty vody Pozorování ledových jevů Splaveniny Měření průtoků Vztah mezi vodním stavem a průtokem Hydraulika vodního toku, fluviální činnost Hydraulika vodního toku Vývoj vodního toku Eroze a vodní toky Fluviální tvary Zákruty a meandry Strže Údolí Říční terasy Štěrková lavice Náplavový kužel Říční niva Říční krajina Režim vodních toků Měrné jednotky odtoku Hodnocení průtoků Hodnocení vodních stavů... 83

95 8.4 Hydrologické modely a další metody používané v hydrologické praxi Extrémní jevy v povodí Povodně Typy povodní dle příčiny Popis povodňové události Opatření proti povodním Sucho Sucho v ČR Limnologie Definice jezera Fáze vývoje jezer Morfometrické charakteristiky jezer Vodní bilance jezer Vlastnosti jezerní vody Proudění Vlnění Teplotní vlastnosti jezer Průzračnost a barva vody jezer Ledové jevy Život ve vodě jezera Klasifikace jezer Klasifikace dle geomorfologických sil, které se podílely na vzniku jezer Klasifikace dle původu jezerní pánve Klasifikace jezer dle chemického složení vody Klasifikace jezer dle vertikální výměny vody Klasifikace jezer dle teplotních poměrů Klasifikace jezer dle převládajících biologických procesů Klasifikace jezer dle odtoku Bažiny a mokřady Hydrologie podpovrchových vod Rozdělení podpovrchových vod Půdní voda Podzemní vody prosté Prameny Minerální vody Hydrologické charakteristiky podzemních vod Voda v oceánech Oceánografie

96 Světový oceán Vybrané vlastnosti mořské vody Pohyb mořské vody Eolické vlnění vody Mořské proudy Význam mořských proudů v rozvodu tepla a živin Vodní hospodářství Vodní hospodářství Etapy ve vývoji vodního hospodářství Vývoj legislativy vodního hospodářství v ČR Složky vodního hospodářství v ČR Problémy vodního hospodářství Závěr Použité zdroje Profil autorů

97 Úvod Vážení studenti, do rukou se Vám dostává pracovní verze studijního textu Základy fyzické geografie 1 Hydrologie. Tento text je vytvořen v souladu se zásadami pro tvorbu distančních studijních opor, proto má možná pro Vás poněkud nezvyklou formu. V budoucnosti by měl sloužit Vašim kolegům z připravované kombinované formy studijního oboru Geografie. Cílem pracovníků katedry geografie je zpracovat pro ně studijní opory tak, aby i ve specifických podmínkách domácí přípravy kombinované se sobotními tutoriály získali stejnou sumu znalostí jako Vy, účastníci prezenčního studia. Na rozdíl od Vás budou tito Vaši kolegové studovat při zaměstnání, a tudíž budou mít jen omezené možnosti konzultovat nejasné nebo obtížně srozumitelné pasáže textu. Budeme Vám proto vděčni, když autory této studijní opory na taková místa upozorníte. Přípravu distanční formy studijního oboru Geografie zajišťuje projektový tým Operačního projektu Vzdělání pro konkurenceschopnost CZ.1.07/2.2.00/ Rozšíření akreditace studia učitelské geografie na PřF UP v Olomouci o kombinovanou formu, do kterého je zapojena většina členů katedry geografie, mj. všichni vyučující. Z prostředků projektu je hrazena zejména příprava studijních opor. Ty jsou postupně zpracovávány podle jednotné metodiky tak, aby byly během akademického roku ověřeny ve výuce. Jejich definitivní verze budou recenzovány jak z odborného, tak didaktického hlediska.

98 Vysvětlivky k ikonám Průvodce studiem Prostřednictvím průvodce studiem k vám promlouvá autor textu. V průběhu četby vás upozorňuje na důležité pasáže, nabízí vám metodickou pomoc a nebo předává důležitou vstupní informaci ke studiu kapitoly. Příklad Příklad objasňuje probírané učivo, případně propojuje získané znalosti s ukázkou jejich praktické aplikace. Úkoly Pod ikonou úkoly najdete dva druhy úkolů. Buď vás autor vybídne k tomu, abyste se pod nějakou otázkou zamysleli a uvedli svůj vlastní názor na položenou otázku, nebo vám zadá úkol, kterým prověřuje získané znalosti. Správné řešení zpravidla najdete přímo v textu. Pro zájemce Část pro zájemce je určena těm z vás, kteří máte zájem o hlubší studium dané problematiky. Najdete zde i odkazy na doplňující literaturu. Pasáže i úkoly jsou zcela dobrovolné. Řešení V řešení můžete zkontrolovat správnost své odpovědi na konkrétní úkol nebo v něm najdete řešení konkrétního testu. Váže se na konkrétní úkoly, testy! Nenajdete zde databázi správných odpovědí na všechny úkoly a testy v textu! Shrnutí Ve shrnutí si zopakujete klíčové body probírané látky. Zjistíte, co je pokládáno za důležité. Pokud shledáte, že některému úseku nerozumíte, nebo jste učivo špatně pochopili, vraťte se na příslušnou pasáž v textu. Shrnutí vám poskytne rychlou korekci! Kontrolní otázky a úkoly Prověřují: do jaké míry jste pochopili text, zapamatovali si podstatné informace a zda je dokážete aplikovat při řešení problémů. Najdete je na konci každé kapitoly. Pečlivě si je promyslete. Odpovědi můžete najít ve více či méně skryté formě přímo v textu. Někdy jsou tyto otázky řešeny na tutoriálech. V případě nejasností se obraťte na svého tutora. Pojmy k zapamatování Najdete je na konci kapitoly. Jde o klíčová slova kapitoly, která byste měli být schopni vysvětlit. Po prvním prostudování kapitoly si je zkuste nejprve vyplnit bez nahlédnutí do textu! Teprve pak srovnejte s příslušnými formulacemi autora. Pojmy slouží nejen k vaší kontrole toho, co jste se naučili, ale můžete je velmi efektivně využít při závěrečném opakování před testem!

99 9 1 Úvod do hydrologie Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Vysvětlit co je hydrologie a předmět jejího studia Rozdělit hydrologii na dílčí subdisciplíny Určit milníky vývoje hydrologické vědy ve světě a v ČR Doba potřebná k prostudování kapitoly: 60 minut. Průvodce studiem V úvodní kapitole si vysvětlíme co je hydrologie, jakým způsobem se definuje a čím se zabývá. Uvedeme si dílčí hydrologické obory a poodhalíme roušku historie hydrologické vědy a organizace hydrologie v českých zemích. 1.1 Hydrologie Hydrologie je v obecném smyslu nauka o vodě. Původ slova hydrologie je v latinském logos (vědění, slovo) a hydro z řeckého základu hydór (voda). Existuje řada definic, které se snaží vymezit obsah hydrologie a objekty jejího studia, následující výběr je toho důkazem: Hydrologie je věda, která se zabývá zákonitostmi nepřetržitě probíhajícího oběhu vody a jejího výskytu v přírodě, se zvláštním zřetelem na její množství, kvalitu a účinek v přírodě a společnosti. (Netopil, 1972) Definice hydrologie Hydrologie je věda o Zemi popisující a předpovídající výskyt, oběh a rozdělení vody na Zemi a v její atmosféře (Eagleson, 1991) Hydrologie je vědní obor zabývající se zákonitostmi časového i prostorového rozdělení a oběhu vody na Zemi, jakož i jejími fyzikálními, chemickými a biologickými vlastnostmi (Slavík, Neruda 2007) Hydrologie je věda zabývající se různými formami vody tak, jak existují v přirozeném prostředí (Thomas, Goudie 2010) Hydrologie je věda, zabývající se výskytem, rozložením, cirkulací a vlastnostmi vody na Zemi (National Research Council, 1991) Při podrobnějším rozboru výše zmíněných definic, vyplyne, že hydrologie má poměrně široké pole působnosti, ve kterém se potkává s dalšími vědami, zkoumajícími krajinnou sféru. Hydrologie je ve své povaze tak multidisciplinární vědní disciplínou, jak je samotná voda důležitá pro fyzikální, chemické a biologické procesy uvnitř všech komponent krajinné sféry - atmosféry, litosféry, pedosféry, biosféry, hydrosféry a noosféry (někdy také zvlášť vyčleňované kryosféry a geomorfosféry), (NRC, 1991). Hydrologie v sobě zahrnuje poznatky základních vědních disciplín (jakými jsou matematika a statistika, fyzika, chemie, biologie), geovědních disciplín (geologie, pedologie, geochemie, klimatologie, meteorologie, krajinná ekologie atd.) a také ostatních vědních disciplín a oborů (hydrotechnika, vodní hospodářství, zdravotní inženýrství, ekonomie, ale také historie - při

100 10 V rámci fyzické geografie bývá někdy vymezována jako dílčí vědní disciplína tzv. Hydrogeografie, která se zabývá vztahem mezi vodními útvary pevnin a ostatními krajinotvornými prvky (Trizna, 2010). zkoumání historických povodní atd.). Hydrologii nelze tedy chápat jako čistě fyzicko-geografickou disciplínu. Zejména v posledních letech v souvislosti s diskusemi nad globální změnou klimatu, znehodnocováním zemědělské půdy erozí, častějšími výskyty extrémních hydrologických jevů (povodně a sucha), znečišťováním a nedostatkem vodních zdrojů, se dostává hydrologie výrazně do kontaktu se sociálně-geografickou sférou. Stává se tak platformou, na které dochází k propojení obou hlavních směrů geografického výzkumu krajinné sféry. Dle Roddy (1976) jsou vodní zdroje a jejich znečištění na jedné straně a záplavy a eroze na straně druhé největšími starostmi hydrologů. Hydrologie by se potom dala definovat jako vědní disciplína, která se zabývá zákonitostmi výskytu, vlastnostmi, cirkulací a působením vody v krajinné sféře v celé její šíři, se zvláštním zřetelem na vzájemnou interakci vody a lidské společnosti. 1.2 Dělení hydrologie Předmět výzkumu Předmětem výzkumu hydrologie je hydrosféra (tj. souhrn veškeré vody vyskytující se na Zemi ve všech jejích skupenstvích). Hydrologie se člení na dílčí vědní odvětví, které se detailněji zabývají jednotlivými složkami hydrosféry. Základní dělení hydrologie dle předmětu výzkumu je následující: a, Hydrologie moří a oceánů (zkráceně oceánografie) b, Hydrologie pevnin Oceánografie Oceánografie (věda o mořích) lze rozdělit na dílčí subdisciplíny (dle Jánského, 1992): Fyzická oceánografie zabývá se fyzikálními vlastnostmi mořské vody, její dynamikou i interakci s dalšími sférami Chemická oceánografie zkoumá chemické vlastnosti mořské vody Biologická oceánografie studuje všechny formy života v mořích a oceánech Mořská geologie a geofyzika zabývá se vznikem a složením reliéfu oceánského dna a zkoumá seizmické vlnění v tomto prostředí V rámci jemnějšího členění lze vymezit také: historickou oceánografii, mořskou zoologii, mořskou ekologii, mořskou botaniku, mořskou paleontologii, mořskou meteorologii, mořskou regionální geografii atd. Hydrologii pevnin dělíme dle předmětu zkoumání do těchto dílčích disciplín: Hydrologie atmosféry (hydrometeorologie) Hydrologie tekoucích vod (potamologie) Hydrologie stojatých vod (limnologie) Hydrologie bažin a mokřadů

101 11 Hydrologie půdy (hydropedologie) Hydrologie podzemních vod (hydrogeologie) Hydrologie ledovců (glaciologie) Hydrologie sněhu a ledu (kryologie) Hydrometrie Jiné členění hydrologie nabízí Davie (2008), který hydrologii dělí dle způsobu studia na: a, geografickou hydrologii zaměřená na fyzicko-geografické interakce vody a okolního prostředí, zejména reliéfu. Tento přístup ve studiu hydrologie je více popisný. b, inženýrskou hydrologii zabývá se praktickou stránkou pohybu vody na Zemi a využívá spíše numerických a fyzikálních metod. Podrobnější členění dle metod a cílů hydrologického výzkumu nabízí také Dyck a Peschke (1983), kteří uvádějí toto rozdělení: a, Teoretická (fyzická) hydrologie obecné zákonitosti a vztahy v hydrologii b, Aplikovaná hydrologie aplikace teoretické hydrologie v praxi Operativní hydrologie hydrologická služba, aktuální informace a predikce hydrologických jevů Inženýrská hydrologie technická hydrologie, praktické řešení úprav vodních toků, výstavby malých vodních nádrží a jezů, protipovodňová řešení Regionální hydrologie hydrologická problematika konkrétního prostoru (regionu) Dílčí odvětví hydrologie lze však také vymezit na základě jednotlivých kategorií využití půdy v různých typech krajin a jejich hydrologických specifik. Dle Changa (2006), tak můžeme rozlišit: a, Agrohydrologii zabývá se využitím vody v zemědělství, závlahami, napájením hospodářských zvířat, melioracemi, dostupností podpovrchové vody pro zemědělské plodiny atd. b, Lesnickou hydrologii zabývá se specifickými hydrologickými poměry lesních ekosystémů, jako zásobáren vody v povodích c, Hydrologie travních kultur (pastvin, luk) zabývá se hydrologickými poměry na trvalých travních kulturách d, Urbánní hydrologii studuje hydrologické poměry urbanizovaných ploch, na kterých se výrazně podepisuje vliv městského klimatu a nepropustné plochy, které zrychlují odtok a zabraňují vsaku

102 12 e, Hydrologii mokřadů pojednává o hydrologických poměrech zamokřených ploch jako jedinečných přechodných zón mezi aquatickým a terestriálním ekosystémem a zároveň mezi povrchovou a podpovrchovou zásobou vody f, Hydrologii pouští zabývá se hydrologickými poměry aridních a semiaridních oblastí světa s výrazně negativní roční vodní bilancí Pro zájemce: Z hydrologie vychází také celá řada vědních disciplín, které stojí na pomezí mezi hydrologií a ostatními obory. Mezi nejdůležitější patří: Geomorfologie - věda zabývající se reliéfem zemského povrchu, jeho formami a tvary. Voda patří mezi výrazné reliefotvorné činitele, vlivem tekoucích vod na okolní reliéf se zabývá fluviální geomorfologie. Historická hydrologie věda zkoumající hydrologické podmínky minulosti a jejich vliv na lidskou společnost a naopak Hydrobiologie věda zabývající se studiem veškeré vodní složky biosféry (sladkovodní i mořské) Medicínská hydrologie (zdravotnická hydrologie) zkoumá vodu ve spojitosti s lidským organismem a zdravím Paleohydrologie věda zabývající se výskytem, distribucí a pohybem vody na Zemi od vzniku planety do vzniku prvních písemných hydrologických záznamů, zaměřuje se především na kvartérní období (Gregory, 1983) Vodní hospodářství obor, který se zabývá racionálním využitím vodních zdrojů a manipulací s nimi 1.3 Dějiny hydrologické vědy Rok 1674, ve kterém vyšla Perraultova publikace publikace O původu pramenů, je považován za celosvětový počátek vědecké hydrologie. (Hladný, 2009) Voda, jako jedna z nezbytných látek života, přitahovala pozornost všech lidských společností od úsvitu dějin. Vyspělé starověké civilizace se usazovali podél vodních toků a využívali důmyslných zavlažovacích kanálů, kterými přiváděli vodu na pole, která obdělávaly. Vystavěly mohutné aquadukty, které překlenovaly údolí a zásobovaly tak pitnou vodou města a zároveň s pomocí vody odváděly ze starověkých metropolí nečistoty Není proto divu, že lidé pátrali po původu vody a snažili se vysvětlit příčiny vzniku deště, pramenů, řek, jezer atd. Řečtí filosofové věnovali vodě velkou pozornost, označovali ji za prapůvodní látku světa (Tháles Milétský). Zkoumali jednotlivá skupenství vody a snažili se vysvětlit koloběh vody v přírodě (Platón a Aristotelés), často za pomoci nerealistických přírodních mechanismů. Římané rozšířili teoretická pojednání řeckých učenců o praktické poznatky z hydrauliky (Vitruvius) a vodního stavitelství. Ve středověku příliš nedocházelo k dalšímu rozvoji znalostí z hydrologie (stejně jako dalších přírodních věd) především díky dogmatickému učení katolické církve, která inovátorským počinům a myšlenkám odporující zaběhnutému řádu nepřála. Teprve s příchodem renesance a reformního hnutí v církvi v 15. století, došlo v hydrologickém poznání k významným pokrokům (Leonardo da Vinci, Giovan Fontana, Bernard Palissy), nastupuje tak doba odvozování teorií na základě pozorování a měření (Trizna, 2010). Renesanční poznatky byly dále rozšiřovány v průběhu 17. století (Pierre Perrault, Édme Mariotte, Edme Halley), kdy byly popsány a propočteny základní principy srážko-odtokového procesu. V 18. století bylo dosaženo pokroku na poli hydrometrie a hydrodynamiky (Antoine Chézy, John Dalton), kdy byly zkonstruovány přesněji měřící přístroje (např. Pitotova trubice). V 19. století došlo

103 13 na základě přesných kontinuálních měření k revizím základních hydrologických vztahů pro výpočet průtoku, rychlosti proudění a odtoku (Wilhelm, R. Kutter, Robert Manning), do popředí se také dostala hydrologie podzemních vod a charakteristiky podzemního proudění vody (Henry Darcy). Dvacáté století a počátek 21. století lze z hlediska vývoje hydrologické vědy rozdělit na tři období (Bulu, 2010): 1, empirická éra ( ) během tohoto období bylo učiněno množství empirických měření a odvozeno mnoho empirických vztahů s koeficienty a proměnnými závislými na konkrétním inženýrském řešení. Mnoho z těchto matematických vztahů a závislostí však nepřineslo uspokojivé výsledky při řešení praktických hydrologických problémů. Dělení hydrologické vědy 2, Racionální éra ( ) přinesla odvození dodnes platných teorií a vztahů transformace srážek v odtok v povodí (Shermann, Horton, Gumbel). 3, Teoretická, informační éra (1950 současnost) počátkem 50. let 20. století jsou do hydrologických aplikací ve větší míře využívány teoretické přístupy. Široké uplatnění v hydrologii zaznamenávají matematické analýzy a lineární a nelineární modely. S rozšířením informačních technologií v 70. letech 20. století potom startuje éra počítačového modelování hydrologických jevů, která trvá dodnes a je vůdčí silou současné hydrologie, do které navíc na počátku 21. století vstupuje možnost využití neuronových sití v hydrologickém modelování Vývoj a organizace hydrologie v českých zemích V českých zemích nabývala hydrologie až do roku 1875 výrazně praktických podob. Byla zde tradice budování rybníků, stavby jezů, umělých náhonů, vodovodů a primitivních kanalizací. Pravidelné zápisy o hydrologické situaci se vedly nesystematicky a hydrologické záznamy tak nalezneme náhodně v dílech kronikářů, rybníkářů či regionálních nadšenců. Často se jednalo o zmínky o hydrologických extrémech, především povodních a suchu. Systematické pozorování a instrumentální měření se v Čechách objevilo až v souvislosti s výskytem povodní a katastrofálního sucha v sedmdesátých letech 19. století. Tehdy byla založena Hydrografická komise při Královstvím českém (1875), která provozovala síť pozorovacích objektů vodočetné a srážkoměrné stanice (Hladný, 2009). Na jejím řízení se podílel v hydrometrické sekci Švýcar Andreas Rudolf Harlacher, který proslul zavedením pravidelných bilancí srážek a odtokového množství a zároveň se zasloužil o vývoj měření průtoků pomocí hydrometrické vrtule s elektrickou signalizací. Ombrometrickou sekci řídil potom prof. Studnička. Hydrografická komise se stala v roce 1895 součástí Ústřední hydrografické kanceláře Rakouska-Uherska. Po vzniku samostatné ČSR byl v roce 1919 založen Československý státní ústav hydrologický, který byl předchůdcem dnešního Výzkumného ústavu vodohospodářského T. G. M. Jeho ředitelem se stal prof. Jan Smetana, vynikající odborník na poli hydrotechniky. Ústav se podílel na shromažďování podkladů pro vodní hospodářství, zkoumal srážkové, povrchové a podzemní vody a vydávání vědeckých prací z oblasti hydrologie (např. Vodopis Československé republiky), zpočátku se podílel také na měření teplot. Hydrologie v českých zemích O sloučení meteorologického a hydrologického ústavu se pokoušel již v devadesátých letech 19. století prof. František Augustin, který je považován za zakladatele hraničního oboru hydrometeorologie v Čechách (Hladný 2009)

104 14 Meteorologická služba byla od té hydrologické oddělena. Ke spojení došlo až v roce 1954, kdy byl dle sovětského vzoru vytvořen společný Hydrometeorologický ústav, který od roku 1980 nese název Český hydrometeorologický ústav (Slovensko mělo tehdy vlastní ústav). Úkol / Úkol k zamyšlení V textu bylo uvedeno množství oborů, které z hydrologie vycházejí nebo jsou hydrologii blízké, zkuste se zamyslet, zdali jste neslyšeli o dalších oborech, které se hydrologie bezprostředně týkají nebo z ní vycházejí. SHRNUTÍ Hydrologie je věda zabývající se vodou na Zemi ve všech skupenstvích a procesy s vodou souvisejícími. Předmětem jejího zkoumání je hydrosféra. Hydrologie se dělí na dílčí subdisciplíny dle předmětu studia nebo dle cílů a metod studia. S hydrologií souvisí celá řada hraničních oborů. Dějiny hydrologické vědy sahají až do starověku, mytický charakter oběhu vody na Zemi se postupně odbourával od nástupu renesance. V průběhu 17. století začíná hydrologie stát na empirických základech. Kontrolní otázky a úkoly 1. Čím se zabývá hydrologie a z jakých oborů vychází? 2. Jmenuj hlavní fáze vývoje hydrologie včetně nejvýznamnějších osobností dané éry. 3. Kdy vznikla organizovaná hydrologická služba na našem území? 4. Úkol: Za pomoci stránek Katedry geografie UP v Olomouci najděte současné i bývalé pedagogy, kteří se hydrologií zabývají nebo zabývali a zkuste najít konkrétní předmět jejich hydrologického zájmu. Pojmy k zapamatování Hydrologie, hydrogeologie, hydropedologie, hydrometrie, hydrografie, potamologie, kryologie, limnologie, glaciologie, hydrometeorologie, inženýrská hydrologie, geografická hydrologie, O Původu pramenů, Třetinové pravidlo, Výzkumný ústav T. G. M., Český hydrometeorologický ústav.

105 15 2 Voda na Zemi Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Charakterizovat vlastnosti a funkce vody v přírodě a ve společnosti Vysvětlit princip hydrologického cyklu Určit hlavní zásobárny sladké a slané vody Zemi Doba potřebná k prostudování kapitoly: 80 minut. Průvodce studiem Bez vody není života takto hovoří první odstavec Evropské vodní charty přijaté ve Štrasburku v roce 1968, voda je základním pilířem živých organismů a mnoha geosystémů. V následující kapitole se budeme zabývat otázkou, odkud se voda na Zemi vzala, jaké jsou její nejdůležitější vlastnosti a funkce a jak je na naší planetě prostorově distribuována. 2.1 Původ vody na Zemi Odkud se vzala voda na naší planetě, je doposud nevyjasněnou vědeckou hádankou. Existuje několik teorií, které odkazují na možné původní zdroje vody na planetě Zemi a dalších planetách terestriálního typu. První z nich hovoří o možném přímém čerpání vodíků z hvězdné mlhoviny do magmatických oceánů ihned po vzniku planet pomocí reakce vodíku a oxidu železnatého (Sasaki, 1990). Další počítá s přínosem vody na naší planetu pomocí impaktů vesmírných těles komet a asteroidů, které obsahovaly vodu ve formě ledu. Teoretické výpočty množství vody, které mohly přinést komety, dokázaly, že toto množství nebylo větší než 10% (Drake, 2005). V případě asteroidů jsou vyhlídky na jejich přínos optimističtější, ale přesnější výpočty nejsou k dispozici. Nejnovější teorie kalkulují s adsorpcí plynů vodíku, helia a kyslíku na povrchu prachových částic před vznikem Sluneční soustavy. Tyto plyny pak mohly na povrchu částic náhodně reagovat a zkombinovat se do podoby vodní páry. Voda v kapalném skupenství se na Zemi může vyskytovat díky příznivé velikosti a vzdálenosti Země od Slunce, kdy průměrná teplota povrchu naší planety je 27 C. Na ostatních planetách terestretického typu je existence vody ve všech třech skupenstvích vyloučena. Povrchová teplota Venuše je téměř 430 C, na Marsu jsou povrchové teploty příliš nízké (až -66 C na pólech) (Chang, 2003), voda v kapalném skupenství se tam vyskytovat nemůže. Kdy vznikly oceány? Dle výzkumů sedimentů v západním Grónsku je pravděpodobné, že podstatné množství vody existovalo na Zemi již před 3,8 mld. let, již 800 mil. let po vzniku Země. Pro zájemce Voda na Marsu - Informace o možném výskytu ledu na Marsu jako první přinesla sonda Mars Global Surveyer která od roku 1997 s pomocí laserového výškoměru mapuje povrch Marsu. Díky tomuto zařízení byly objeveny polární vrchlíky Marsu. V polovině roku 2001 byla vyslána k Marsu sonda Mars Odyssey, která byla schopna detekovat výskyt vodíku na Marsu i několik metrů pod povrchem. Pomocí přesných měření ze sondy, bylo zjištěno, že od 60 j.z.š. se na Marsu vyskytuje voda ve formě ledu či ledových krystalků. Vysoká koncentrace vodíku v této oblasti odpovídá přibližné rozloze Antarktidy (Vesmír, 6/2006). Severní polární vrchlík Marsu obsahuje vody méně. Ještě před dvěma miliardami let měl Mars hustou atmosféru a vodní oceány (Klokočník, Lemoine 2000).

106 Zásoby vody na Zemi Vodní pára je významným skleníkovým plynem, molekuly vody ve vzduchu jsou schopné úspěšně zadržet odražené dlouhovlnné záření Země a tak ji celkově ohřívat. Voda je nejrozšířenější látkou na Zemi. Z celkové rozlohy Země, která je 510 mil. km 2 zabírají vodní plochy plných 361 mil. km 2, což je 71%. Pevniny zabírají 149 mil. km 2, tedy 29% z celkové plochy planety. V hydrosféře je dle odhadů akumulováno téměř 1400 mil. km3 vody (pro srovnání největší přehrada světa, Tři soutěsky v Číně, akumuluje 39,3 km3 vody). Rozložení vody na Zemi je nerovnoměrné. Na severní polokouli připadá na vodní plochy 155 mil. km 2 a pevninu 100 mil. km 2. Na jižní polokouli je rozdíl ploch ještě dramatičtější, 206 mil. km 2 vodních ploch a pouhých 49 mil. km 2 pevniny. Nejvíce vody je akumulováno v oceánech a mořích (97,2% objemu a 70,8 % celkové vodní plochy). Z toho vyplývá, že většina zásob vody na Zemi je tvořena vodou slanou (přibližně z 97%) a z 99.97% je tato slaná voda akumulována v oceánech a mořích, jen 0,3% slané vody pochází z jezer (největší slané jezero světa je Kaspické moře). Na zásobách sladké vody mají největší podíl ledovce a sněžníky v polárních a horských oblastech světa (77%) a kolektory podzemních vod (22%). Sladkovodní jezera, přehradní nádrže a řeky, tedy pro běžného obyvatele ČR nejviditelnější akumulace vody, tvoří necelé 1% světových zásob sladké vody. Nejvíce sladké vody je akumulováno v Antarktickém ledovci (25 mil. km 3 ) a Grónském ledovci (2 mil. km 3 ) (Nace, 1984). Přes všechny dosavadní výpočty je celkové množství vody na Zemi pouze těžko určitelné (Davies 2003). Obr. 2.2 Zásoby vody na Zemi Obr Podíl jednotlivých typů vod na světových zásobách sladké vody

107 17 Tab. 1. Zdroje sladké vody na Zemi (zdroj dat: Davies 2003, Netopil 1983) Zásoby sladké vody na Zemi množství vody v km 3 povrchová voda jezera nádrže 5000 řeky 1250 bažiny a mokřady 6000 ledovce a sníh podpovrchová voda půdní podzemní voda v atmosféře celkem Fyzikální a chemické vlastnosti vody Molekula vody se skládá ze dvou atomů vodíku a jednoho atomu kyslíku, které jsou k sobě poutány prostřednictvím velmi pevné kovalentní vazby. Pevnost vazby nám zaručuje, že se voda neštěpí. Molekula vody je bipolární (má kladný a záporný pól), což umožňuje vzájemnou vazbu molekul vody pomocí vodíkových vazeb (můstků), kdy se kladný pól molekuly (s vodíky) váže na záporný pól (kyslík). Tato vazba může být zpřetrhána, proto dochází ke vzniku vodní páry, kdy jsou od sebe např. při zahřívání oddělovány jednotlivé molekuly vody. Obr. 2.3 Molekula vody (zdroj: vitacortex.com) Voda se na Zemi vyskytuje ve třech skupenstvích (voda, vodní pára a led), které mezi sebou přechází prostřednictvím těchto dějů: Skupenství vody Kondenzace je děj, při kterém se plynné skupenství mění na kapalné (např. tvorba rosy) Sublimace je děj, při kterém dochází ke změně skupenství z pevného na plynné (v našem případě, např. výpar z ledu) Tuhnutí je děj, při kterém se kapalina mění v tuhou látku (např. zamrzání vodní hladiny)

108 18 Vypařování (evaporace) je děj, při kterém se kapalné skupenství mění na plynné (např. výpar z volné hladiny) Molekuly vody jsou při různých skupenstvích od sebe různě vzdáleny. Nejmenší prostory mezi molekulami vznikají při kapalném stavu, proto má voda větší hustotu (v objemové jednotce je více molekul vody) než led. Ve většině případů proto voda zamrzá ze shora a led, který se vytvoří, pluje po hladině. Voda dosahuje maximální hustoty při 4 C. Jednou ze základních chemických reakcí vody je hydrolýza, která probíhá v organickém i anorganickém prostředí. Vděčíme jí např. za vznik jílových minerálů, které jsou základem půdy. Dle Plainera (1983) jsou na základě fyzikálních, chemických a biologických charakteristik nejdůležitější tyto vlastnosti vody: Nenahraditelnost vody voda je základ života na Zemi, bez její účasti se neobejde většina biologických procesů, je vynikající transportní medium látek i energií (např.živin v kořenovém systému rostlin, minerálů pro lidské tělo atd.). Kinetická a potenciální energie vody energie vody se využívá v hydroelektrárnách, dříve v mlýnech, hamrech a pilách Schopnost vody rozpouštět některé sloučeniny těchto vlastností se využívá především v průmyslové výrobě, ale také v hygieně, v domácnostech při vaření a praní atd. Samočistící schopnost vody voda je schopná zbavit se zbytkového znečištění přirozenou cestou sama. Proces samočištění tak probíhá v každém přirozeném, lidskou činností dramaticky neovlivněném, vodním ekosystému. Jedná se o autoregulační proces. Největší proces samočištění probíhá ve vodních tocích, ve stojatých vodách se uplatňuje pomaleji. Vůdčí roli v procesu samočištění mají mikroorganismy (např. bentos na říčním dně). V rychle tekoucích a mělkých vodních tocích dochází k samočištění velmi efektivně, neboť se voda rychle okysličuje a molekuly nežádoucích látek se dostávají častěji do styku s čistícími mikroorganismy na dně toku. U stojatých vod a pomalu tekoucích toků dochází k sedimentaci znečišťujících látek na dně. Teplota vody voda je schopna ve velké míře příjímat a vydávat teplo (viz pro zájemce), využívá se proto k vaření v domácnostech, ke chlazení v průmyslových závodech, ve zdravotnictví atd. Pro zájemce K zahřátí vody je zapotřebí velké množství energie. Voda tak vykazuje velkou specifickou tepelnou kapacitu (množství energie potřebné k zahřátí hmoty o 1 C). Při zahřívání vody dochází k rozpohybování molekul vody, což následně způsobuje zpřetrhání vodíkových vazeb. Vysoká hodnota specifické tepelné kapacity vody (srovnej viz tabulka) se projevuje např. v roli vody jako významného klimatického faktoru. Na jaře a v létě trvá delší čas, než se vodní plochy a vodní toky zahřejí, tudíž mají na lokální klima ochlazující účinek, naakumulované teplo však uvolňuje zpět do atmosféry na podzim a ze začátku zimy (záleží na zeměpisné šířce), čímž své okolí otepluje. Voda tak pomáhá zmírňovat klima (např. v přímořských státech) (Davies, 2003).

109 Funkce vody a, Biologická funkce vody voda je nezbytná pro život lidí, zvířat i rostlin. Člověk je téměř z 60% až 90% (u novorozenců přes 97%, množství vody v těle se s věkem snižuje) tvořen vodou, která je z velké části vázána v buňkách, 34% z ní potom koluje po těle spolu s rozpuštěnými minerály (Ross, Wilson 1981). Voda je také významným regulátorem ph v organismu. Bez vody by rostliny nemohly absorbovat živiny a provádět fotosyntézu a hydrolytické procesy (Chang 2003). Zjednodušený princip fotosyntézy: voda + oxid uhličitý + sluneční energie = organická hmota + kyslík b, Ekologická funkce vody voda je životním prostředím pro 90% všech organismů na Zemi. Mezi významné ekotopy patří mokřady, jezera a rybníky, potoky a řeky, estuária, moře a oceány. Organismy žijící ve vodě můžeme rozdělit do třech základních skupin: Biologická funkce Ekologická funkce Benthos rostliny a živočichové, žijící při dně Plankton mikroorganismy, které se vznáší ve vodě, unášeny proudy, hrají rozhodující úlohu v oceánském potravním řetězci Nekton plovoucí živočichové, kteří se pohybují ve vodě nezávisle na proudění (ryby, korýši) Vodní toky, mokřady a rybníky mohou být také významnými místními prvky ekologické stability krajiny (ÚSES), ať už jako biocentra, biokoridory, ochranné zóny nebo interakční prvky c, Zdravotní funkce pomocí vody je prováděna osobní a veřejná hygiena, ošetřována zranění atd. Pozitivní vliv vody na zdraví člověka se uplatňuje zejména v lázeňství a balneologii. Teplá voda pomáhá regenerovat svalům, studená voda ve formě obkladů potom předchází otokům při zraněních. d, Hospodářská funkce vody voda tvoří významný komponent hospodářství. Jako zdroj energie se podílí na energetickém mixu států (rozhodujícím způsobem např. v Rakousku a Norsku). Používá se také k zavlažování v zemědělství, k chlazení v průmyslové výrobě, ke skladování nebezpečných odpadů. Jako základní výrobní médium se uplatňuje v potravinářském průmyslu atd. Hospodářská role vody je umocněna ve státech s rozvinutým vodním hospodářstvím. e,krajinotvorná a estetická funkce vody Voda vystupuje jako významný krajinotvorný činitel spolu s reliéfem a vegetací (Tlapák, Šálek, Herynek 1992). Má dokázaný uklidňující účinek na lidskou psychiku. f, Kulturní funkce vody Voda je také výrazným kulturním fenoménem. Závislost nejstarších civilizací na zavlažovacích systémech vedla k uctívání mnoha božstev vody či konkrétních vodních toků. Řekové považovali Oceana a Thetys za rodiče všech bohů. Role vody nemizí z náboženských obřadů ani v současnosti, v křesťanství se uplatňuje při křtu či svěcení, v islámu má voda očistnou úlohu před vstupem do mešity, v hinduismu je oslavována posvátná řeka Ganga. Zdravotní funkce Hospodářská funkce Krajinotvorná a estetická funkce Kulturní funkce

110 20 Úkol / Úkol k zamyšlení V průběhu dne sledujte při jakých činnostech a k jakým účelům vodu využíváte, zamyslete se nad tím, zdali byste byli schopni dané činnosti vykonávat i bez vody. Vodní bilance Stav vody v přírodě je vyrovnaný. Voda se nikde neztrácí, ani nevzniká, pouze mění skupenství. Malé množství vody je do přírody dodáváno spolu s pády vesmírných těles, ale je to tak nevýrazná část, že se zanedbává. Konceptuální model pohybu vody na Zemi v systému oceán atmosféra - pevnina je označován jako globální hydrologický cyklus (někdy též velký vodní oběh). Základní vstupní složkou tohoto geosystému je sluneční záření. Energie vyzářená ze Slunce způsobí vypařování vody z oceánů a pevniny v celkovém množství km 3 za rok. Oceány tvoří podstatnou část povrchu naší planety, tedy i celková hodnota ročního výparu z nich ( km 3 ) je daleko větší než z pevniny ( km 3 ). Vypařená voda se dostává ve formě vodní páry (ovzdušné vláhy) do atmosféry, kde kondenzuje a vytváří srážky (ať už ve vertikální nebo horizontální formě). Zpět na hladinu oceánu tak spadne km 3 srážek, na pevninu potom km 3 srážek. Odečteme-li od sebe množství vypařené vody nad pevninou a celkové množství srážek nad pevninou dostaneme deficit km 3. Toto množství vody se nad pevninu dostává ve formě vodní páry a následných srážek z oceánů, díky atmosférickému proudění. Voda spadlá na pevninu ve formě srážek se poté může vypařit, vytvořit zásobu ve sněhu, ledu nebo jezerech, může být využita organismy (a poté vypařena) nebo se může ve formě povrchového nebo podzemního odtoku dostat zpět do oceánů. Celková roční hodnota povrchového odtoku z pevniny činí km 3 a na podzemní odtok poté připadá 2000 km 3 ročně. Celkový odtok z pevniny je tak km 3, což je stejné množství vody, které vypadne ve formě srážek z atmosférické vláhy, která se nad pevninu dostala z oceánů. Vodní cyklus se nám tak uzavírá. Celkově se ho účastní pouze 0,4% hydrosféry (Krešl 2001). Z uvedených informací můžeme matematicky vyjádřit nastíněný konceptuální model hydrologického cyklu ve formě rovnic vodní bilance, kdy: Ep + Eo = So + Sp Eo = So + O Ep = Sp O Ep. výpar z pevniny Eo výpar z oceánů Sp srážky nad pevninou So srážky nad oceány O celkový odtok z pevniny

111 21 Hydrologický cyklus můžeme rozdělit na malý a velký. Velký hydrologický cyklus (oběh vody) se odehrává v systému oceán atmosféra pevnina atmosféra oceán. Malé hydrologické cykly se realizují pouze v systému oceán atmosféra oceán nebo pevnina atmosféra pevnina. Velký a malý hydrologický cyklus Obr. 2.4 Velký oběh vody (dle Huggeta 2004, upraveno) Základními složkami vodní bilance na Zemi jsou výpar, srážky a odtok. Výpar - výpar ze světového oceánu je největším zdrojem atmosférické vláhy na Zemi. Nejvyšší výpar v oceánech je pásmu pasátů (10-20 s. š. a j.š.). Směrem k pólům se výpar z oceánů zmenšuje. Zonální rozložení hodnot výparu narušuje působení oceánských proudů. Teplé oceánské proudy zvyšují výpar a studené výpar snižují (tyto anomálie jsou dobře vidět na obr. X)V průměru se z oceánu vypaří 1940 mm (jižní polokoule)2010 mm (severní polokoule) ročně (tzn. bez srážkových a přítokových dotací by díky výparu hladina oceánu ročně klesala až o 2 m). Nejvyššího výparu na jednotku plochy dosahuje Tichý oceán. Výpar Ne všechna vláha, která vznikne výparem nad oceánem a putuje nad pevninu díky vzdušnému proudění vypadává na pevnině v podobě srážek. Určité množství vláhy se přenese z oceánu nad pevninou zpět nad oceán. Jedná se o tzv. tranzitní vláhu. Její množství je umocněno plochým reliéfem, které neklade proudění žádné překážky a zároveň velikostí pevniny. V průměru se jedná o přibližně km3 vody ročně. Nejvíce tranzitní vláhy se přenese přes Austrálii asi 78% z celkového množství vláhy z oceánů. Nejmenších podílů tranzitní vláhy dosahují rozsáhlé a hornaté kontinenty Asie a obě Ameriky (kolem 20%). Podíl tranzitní vláhy v Evropě je zhruba 48%, tato vláha se však nedostává zpět nad oceán v celém objemu, ale polovina se transformuje do srážek nad Asií.

112 22 Významnou překážkou při průchodu atmosférické vláhy z oceánů nad kontinent jsou horská pásma. Vzniká tzv. návětrný (orografický) efekt, kdy vláha spadne ve formě srážek na návětrnou stranu pohoří a na závětrnou stranu pohoří se již dostává pouze suchý vzduch. Tento fakt se projevuje na rozdílném úhrnu srážek, rozdílné skladbě a bujnosti vegetace atd. Typickým příkladem je poušť Atacama v Jižní Americe. V českém prostředí se tento efekt projevuje v Podkrušnohoří. Srážky Srážky největší množství srážek spadne nad světovým oceánem v rovníkovém pásmu (10-0 s.š.). Největší srážkové úhrny dosahujících až 4000 mm ročně byly naměřeny v Indickém oceánu na pobřeží Barmy. V průměru je to potom v těchto oblastech 2280 mm/rok. Minimum srážek nad oceány vypadne v pasátových tropických zónach mezi 20 a 30 severní (690 mm/rok)a jižní zeměpisné šířky (1170 mm/rok). Nejmneší úhrny byly zaznamenány v oceánech přiléhajícím k Sahaře a Arabskému poloostrovu, které nedosahovaly ani 50 mm/rok. Rozložení srážek a výparu nad oceány není rovnoměrné, v některých částech oceánu dominuje jedna složka, v další druhá. Přibývání vody v oceánech v oblastech s většími srážkami a ubývání v oblastech s větším výparem vyvažují mořské proudy, které ročně přenesou přibližně 22 mil. km 3 vody. Obr Rozdíl mezi denním úhrnem srážek a množstvím výparu. Z obrázku jasně vystupují oblasti s převažujícím výparem a tedy srážkovým deficitem (pásmo pasátů) (zdroj: pme_ave_ideo.columbia.edu, upraveno) Odtok Odtok Z 78,5% pevniny na Zemi voda odtéká do světového oceánu povrchovým či podzemním odtokem. Nazýváme je odtokové oblasti. Na Zemi se vyskytuje také 21,5% bezodtokých oblastí, tj. oblastí, jejichž odtok končí na pevnině a světového oceánu nikdy nedosáhne. Z těchto bezodtokých oblastí se voda pouze vypařuje. Často se jedná o bezodtoká jezera hluboko uvnitř kontinentů (Aralské jezero, Kapské moře, Čadské jezero) nebo o náhorní plošiny uzavřené horským pásmem (Tibet, Altiplano). Ročně odtéká z pevniny do světového oceánu km 3 vody (z toho 89% tvoří voda říční, 6% voda z ledovců a 5% podzemní voda). Část pevniny, ze které se uskutečňuje odtok do určitého oceánu, se nazývá úmoří. Odtok z jednotlivých úmoří do oceánů není rovnoměrný.

113 23 Je závislý na vodním režimu jednotlivých vodních toků a na různé ploše úmoří a oceánů. Tabulka x ukazuje přítok do jednotlivých oceánů v mm na plochu oceánu za rok a obrázeky x a y ukazují průměrnou hodnotu ročního odtoku a jeho sezónnost. Nejvyšších rozdílů v množství sezónního přítoku vykazuje Severní ledový oceán, kde před rozmrznutím ledu a sněhu na Sibiři přitéká v březnu 9 mm a po jeho roztátí v červnu až 84 mm (vody na plochu oceánu). Voda je nejrozšířenější látkou ne Zemi a je podmínkou života. Má řadu unikátních vlastností a funkcí. Původ vody na Zemi nebyl doposud uspokojivě vědecky vysvětlen. Voda se nikde neztrácí, pouze dochází k její transformaci do jiného skupenství. Nejvíce vody na Zemi je koncentrováno v oceánech, které se nevýznamněji podílejí na vzniku atmosférické vláhy, která se mění ve srážky a vstupuje do hydrologického cyklu. Základními složkami malého a velkého oběhu vody jsou výpar, srážky a odtok. Zásoby sladké vody tvoří pouze necelá 3% celkového objemu vody na planetě. Nejvíce sladké vody je koncentrováno v ledovcích. Zásoby vody jsou na světě rozloženi nerovnoměrně. Kontrolní otázky a úkoly 1. Objasněte rozložení zásob vody na Zemi. 2. Charakterizujte podstatu velkého a malého hydrologického cyklu. 3. Vyjmenujte nejpodstatnější vlastnosti vody a jejích využití společností. Pojmy k zapamatování adsorpce, molekula vody, vodíkové vazby, kondenzace, sublimace, bentos, plankton, nekton, velký a malý hydrologický oběh, orografický efekt, tranzitní vláha, rovnice vodní bilance, zásoby vody na Zemi

114 24 3 Hydrografie Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Vysvětlit vznik říční sítě a charakterizovat její uspořádání Vyjádřit základní morfometrické a morfologické charakteristiky vodních toků a povodí Vymezit rozvodnici Doba potřebná k prostudování kapitoly: 70 minut. Průvodce studiem Povodí je základní prostorovou jednotkou hydrologie a vodní toky jsou jeho páteří. V následující kapitole si ukážeme, jakým způsobem lze charakterizovat vybrané vlastnosti vodního toku a celého povodí. 3.1 Co je hydrografie? Hydrografie Hydrografie je věda, zabývající se hydrologickými, morfologickými a morfometrickými charakteristikami vodních útvarů a zároveň zákonitostmi jejich geografického rozložení na Zemi. Vodním útvarem je myšleno trvalé nebo dočasné soustředění vody v různém skupenství na zemském povrchu nebo v zemské kůře, charakterizované typickými formami výskytu a znaky hydrologického režimu a jež je součástí hydrologického cyklu. Mezi vodní útvary můžeme řadit vodní toky, jezera, sněhovou pokrývku, ledovec, kolektor apod. (Trizna 2010). V následujících kapitolách se zaměříme na morfometrické charakteristiky vodních toků a povodí. 3.2 Hydrografická síť Povrchové vodní útvary Pod pojmem hydrografická síť si můžeme představit soustavu všech povrchových vodních útvarů v povodí. Jedná se tak o všechny potoky a řeky, rybníky a jezera, které se na ploše povodí vyskytují. Vznik řek a potoků je výsledkem srážkoodtokového procesu v krajině. Voda, která ve formě atmosférických srážek spadne na povrch, stéká působením gravitace po svazích s největším spádem. Nejprve má tento jev podobu neorganizovaného plošného splachu (ronu), postupně se však odtok soustřeďuje do drah, jež nabývají podobu erozních rýh či stružek, vytvořených dynamickým účinkem stékající vody na podloží svahu. Voda ze stružek se poté koncentruje ve sníženinách tektonického, erozního (strže), ledovcového, chemického (kras) či jiného původu. Postupně tak vznikají koryta vodních toků protékající protáhlé sníženiny údolí. Údolí dělíme podle toho, zda jsou nebo nejsou protékána vodou na: a, říční údolí údolí trvalé protékána vodou b, suchá údolí údolí občasně protékaná vodou nebo která byla vodou protékána v minulosti

115 25 Samotným vodním tokem poté rozumíme proud soustředěného toku vody po zemském povrchu, který je prostorově ohraničen dnem a břehy. Počátek vodního toku je označován jako pramen, konec vodního toku jako ústí, což je místo, kde se řeka vlévá do řeky vyššího řádu, jezera nebo moře. Pramenem (počátkem) vodního toku může být vývěr podzemní vody, výtok z ledovců, bažin a močálů nebo soutok dvou a více toků nižšího řádu. Pramenné úseky řek označujeme jako zdrojnice. V případě, že vodní tok má více zdrojnic, existuje několik pravidel, jejichž pomocí se určuje, která z nich je pramenná. Především rozhoduje jejich délka, vodnost, nadmořská výška pramene, nebo jestli jsou pojmenované či nikoliv. V případech, kdy má řeka nepojmenované, stejně dlouhé a vodné zdrojnice určuje se jako pramen řeky počátek levé z nich (směrem od pramene). Ústí může mít jednoduchou podobu (soutok dvou řek, vtok řeky do jezera) nebo speciální delta (jako konec řeky se pak označuje místo vústění nejdelšího a nejvodnatějšího z ramen), ponor či propad v krasové oblasti. V případě komplikované delty se koncem řeky označuje místo před počátkem větvení. Vodní tok Zdrojnice Delta Příklad / Labe nebo Vltava? Pokud srovnáme hydrografické parametry Labe a Vltavy v místě jejich soutoku pod mělnickým zámkem, podle platných pravidel by se mělo Labe vlévat do Vltavy (Vltava má v místě soutoku délku od pramene 430 km, Labe pouhých 235 km. Průměrný roční průtok Vltavy je zde zhruba 151 m 3 /s, který je výrazně větší než u Labe. Vltava má též v místě soutoku větší plochu povodí. Pro Labe hovoří pouze vyšší nadmořská výška pramene: 1384 m n.m.). Co tedy vedlo k takovému výkladu? Kořeny sahají hluboko do historie. V povodí Labe se usazovali již pravěcí Keltové a považovali ho za hlavní tok a označení pro Labe znali i ostatní národy. Labe je tedy díky své historičnosti považováno za hlavní tok až do současnosti. Vodní tok společně se všemi svými přítoky vytváří říční síť (říční soustavu), která je osou hydrografické sítě. Území, ze kterého je říční soustavou odváděna voda se potom nazývá povodí. Jinými slovy povodí je území, ze kterého je odváděna voda z atmosférických srážek, sněhu a ledu, povrchovým, podpovrchovým nebo podzemním odtokem k určitému závěrnému profilu vodního toku (nebo jiného vodního útvaru). Profilem, ke kterému se veškerá voda v povodí sbírá, může být hydrologická stanice, vtok do vodní vodní nádrže, nejčastěji však ústí. Povodí je základní hydrologická prostorová jednotka, je vymezena rozvodnicí, což je myšlená hraniční čára mezi dvěma sousedními povodími. Považujeme ho za jednotku hydrologicky uzavřenou. Rozvodnice může nabývat dvojí podoby. a, orografická rozvodnice vymezuje povodí povrchové vody, probíhá od závěrného profilu po nejvyšších bodech povodí. Prakticky se jedná o hřbetnici, což je myšlená čára styku dvou přilehlých svahů téhož hřbetu. Pro konstrukci orografické rozvodnice určitého vodního toku potřebujeme mapu, ve které je zaznačena říční síť a vrstevnice s kótami. Rozvodnici začínáme konstruovat vždy od ústí a ve stejném bodě také nákres končíme. Vždy musíme mít na paměti, že každá kapka vody, která dopadne na povrch povodí, musí stéci do hlavního toku nebo jeho přítoků. Pomocí vrstevnic si tak prostorově musíme představit plasticitu terénu a stékání vody v něm. Na obrázku je vymezená orografické rozvodnice levostranného přítoku Hutiského potoka. Říční síť Rozvodnice Konstrukce rozvodnice

116 26 Šipka označuje ústí, ze kterého se rozvodnice začíná vymezovat a ve kterém se také končí. Trojúhelníky potom značí nejvyšší body povodí, kterými rozvodnice prochází. Obr. 1 Vymezení rozvodnice (Pramen: vlastní zpracování, podklad CENIA). b, hydrogeologická rozvodnice často se kryje s orografickou rozvodnicí, ale v místech se složitější geologickou stavbou může být její průběh zcela odlišný. Jak vyplývá z obrázku, taková situace může nastat v případě střídání propustných a nepropustných vrstev, kdy podzemní voda může odtékat do jiného povodí než povrchová voda v orografickém povodí. Obr. 2.1 Orografická a hydrogeologická rozvodnice (Pramen: vlastní zpracování). Bifurkace a říční pirátství Speciálními případy při určování rozvodnic jsou bifurkace a říční pirátství. K bifurkaci dochází, když jedno z ramen větvícího se vodního toku ústí do povodí jiného toku. Říční pirátství nastává, když vodní tok uchvátí povodí jiného toku (nebo tzv. načepuje vodu) např, zpětnou erozí (viz obrázek) nebo sesuvem či tektonikou. Oba dva jevy však mohou být způsobeny také antropogenními zásahy.

117 27 Obrázek Příklad říčního pirátství zpětnou erozí vodního toku a následné změny rozvodnice (zdroj: wikimedia commons, upraveno) Příklad / Bifurkace Jedním z nejznámějších případů bifurkace je případ řeky Casiquiare ve Venezuele. Tato řeka (nebo spíše přirozený kanál) s délkou 320 km, odvádí zhruba třetinu vody z horního toku Orinoka do řeky Río Negro patřící do povodí Amazonky. Řeka byla objevena jezuitou otcem Romanem v polovině 18. století. Prozkoumána byla A. von Humboldtem a botanikem A. Bonplandem na poč. 19. století. Dalším případem bifurkace je řeka Echimamish v Kanadě, která spojuje říční systémy Hayes a Nelson river. V českém prostředí můžeme za příklad bifurkace považovat technickou památku Schwarzenberský kanál, který odvádí vodu jednoho z přítoku Studené Vltavy do Rakouské řeky Grosse Mühl, která patří do povodí Dunaje Uspořádání říční sítě Uspořádání hlavního toku a jeho přítoků v povodí nabývá různých tvarů, závislých na geologické stavbě povodí a stadium vývoje reliéfu. Typické tvary říční sítě jsou: Tvary říčních sítí A, stromovitá říční síť B, asymetrická říční síť C, vějířovitá říční síť D, radiální říční síťa E, anulární říční síť B, mřížkovitá (pravoúhlá) říční síť Hustota říční sítě Hustota říční sítě udává, celkovou délku vodních toků na jednotku plochy zvoleného území (většinou povodí). Pro ČR obecně platí, že hustota říční sítě je největší v oblastech s vyššími nadmořskými výškami, kde se mohou vodní toky přirozeně vyvíjet, na rozdíl od obydlených a hospodářsky intenzivně využívaných oblastí, kde byla říční sít značně upravena (napřímena) a řada drobných vodních toků byla zatrubněna.

118 28 (km/km 2 ) L součet délek všech vodních toků (km) P plocha povodí (km 2 ) Výslednou hodnotu říční sítě porovnáme s tabulkou dle Herbera a Sudy (1994) a dostaneme slovní označení hustoty říční sítě: hodnota r (km/km 2 ) 0,3 0,31-0,5 nízká slovní označení hustoty říční sítě velmi nízká 0,51-0,7 střední 0,71-1,1 vysoká 1,11 velmi vysoká 3.3 Morfometrické a morfologické charakteristiky vodních toků Řád vodního toku Řádovost vodních roků Řádovost vodních toků je vyjádřením hierarchie vodních toků v rámci říční sítě. V současnosti existuje asi 11 různých klasifikací řádů vodních toků, z nichž si uvedeme pouze ty nejvýznamnější. Podle způsobu jejich odvození rozlišujeme: a, Absolutní řádovost Mezi nejznámější klasifikace hodnotící určující řád vodního toku patří Graveliova. Podle ní jsou toky ústící do moře označovány jako řeky 1. řádu. Přítoky těchto řek pak jako 2. řádu atd. Podle toho systému je tedy např. Labe řeka 1. řádu, Vltava 2. řádu, Sázava 3. řádu, Blanice 4. řádu Graveliův systém je používán od roku 1914, jeho výhodou je přehlednost, avšak při vzájemném statistickém porovnávání vodních toků můžeme narazit na problém, kdy dvě řeky stejného řádu si svým charakterem vůbec neodpovídají. Např. vodním tokem 2. řádu je Vltava, stejně jako Košátecký potok vlévající se do Labe u Neratovic. b, Relativní řádovost Strahlerova klasifikace z roku 1957 je založena na principu označování úseků vodních toků po soutoky. Pramenné úseky (zdrojnice) mají označení 1. řádu. Při soutoku dvou úseků vodních toků stejného řádu vznikne vodní tok vyššího řádu. Při soutoku dvou úseků vodních toků různého řádu se zachovává číslo vyššího řádu, jež se však nenavyšuje.

119 29 Obr Strahlerova klasifikace v (Pramen: vlastní zpracování). Shrevova klasifikace z roku 1966 vychází ze stejného principu jako Strahler, totiž označování pramenných úseků (zdrojnic) 1. řády. Další úseky vodních toků jsou pak označovány řády dle počtu pramenných úseků, které se na jejich vzniku podílejí. Tzn. ze dvou zdrojnic 1. řádu vznikne úsek toku 2. řádu, při soutoku s další zdrojnicí vznikne úsek 3. řádu atd. Určuje se tak magnitudo určitého úseku mezi dvěma soutoky aneb kolik zdrojnic 1. řádu se nachází na úsecích výše na toku. Obr Shrevova klasifikace vodních toků (Pramen: vlastní zpracování). Hortonova klasifikace z roku 1945 byla z jednou prvních klasifikací relativních řádovostí vodních toků, vychází ze stejných principů označování pramenných úseků jako Strahler s tím rozdílem, že při soutoku dvou úseků toků stejného řádu dochází ke zpětnému přeoznačení delšího, významnějšího či vodnějšího z nich číslem vyššího řádu. Tímto způsobem můžeme vystopovat zdrojnici nejvýznamnějšího toku říční sítě. Obr Hortonova klasifikace vodních toků (Pramen: vlastní zpracování).

120 30 Horton také definoval zákonitosti uspořádání říční sítě: 1, Počet toků určitého řádu klesá geometrickou řadou spolu se stoupajícím číslem řádu 2, Průměrná délka toku určitého řádu geometrický stoupá spolu s rostoucím číslem řádu 3, Průměrná plocha povodí toku určitého řádu geometricky stoupá s rostoucím číslem řádu Scheiddeggerova klasifikace z roku 1967 označuje zdrojnice jako toky 2. řádu, poté pracuje na stejném principu jako Shreve, při soutoku dvou zdrojnic vznikne úsek čtvrtého řádu. Nikdy se tak v řádech neobjevují lichá čísla. Obr Scheiddeggerova klasifikace vodních toků (Pramen: vlastní zpracování) Délka vodního toku Délka vodného toku Délka vodního toku (L) se uvádí v km, jedná se o délku střednice půdorysného obrazu koryta toku. Dílčí vzdálenosti, které se měří od ústí proti proudu se nazývaji kilometráž (též staničení). V některých případech se délka vodního toku nahrazuje délkou údolí. Délka vodního toku se v čase mění v souvislosti s vývojem koryta, případně regulačními úpravami Stupeň vývoje toku Stupeň vývoje toku Stupeň vývoje toku (jinak též míra křivolakosti) K, je poměr mezi skutečnou délkou vodního toku a nejkratší přímou vzdáleností pramene a ústí. Nabývá vždy hodnot 1. Platí, že čím více se stupeň vývoje toku navyšuje od 1, tím je vodní tok více křivolaký (meandrování, zákruty aj.). L skutečná délka vodního toku (km) Lx nejkratší přímá vzdálenost pramene a ústí (km) Sklon vodního toku Průměrný sklon toku Průměrný sklon toku se používá na orientační stanovení spádu vodního toku po celé jeho délce. Uvádí se v procentech % nebo v promilích. Čím větší výškový rozdíl mezi pramenem a ústím musí vodní tok překonat, tím větší bude hodnota jeho sklonu. S rostoucí délkou vodního toku (meandrování atd.) se však snižuje.

121 31 Hp nadmořská výška pramene (m n.m.) Hú nadmořská výška ústí (m n. m.) L délka vodního toku (m) Spádová křivka Je průsečíkem svislé rovny s geografickou plochou tj. reálným povrchem, po kterém vodní tok stéká. Konstrukce křivky je jednoduchá na osu x nanášíme vzdálenost od pramene k ústí (popřípadě obráceně formou kilometráže) a na osu y nadmořskou výšku. Spádová křivka může být jednoduchá (zobrazen pouze zájmový vodní tok) nebo rozvitá (v takovém případě jsou zobrazeny další křivky přítoků). Při konstrukci rozvité spádové křivky musíme dbát na dodržení správné kilometráže ústí jednotlivých přítoků. Při konstrukci tak postupujeme od ústí směrem k prameni. Spádová křivka vodního toku Obr Rozvitá spádová křivka Březnice (Pramen: seminární práce studentů). 3.4 Geometrické a fyzikálně-geografické vlastnosti povodí Plocha povodí Plochu povodí (S p, P, A, F) odvozujeme planimetricky z vhodného mapového podkladu. Jedná se o plochu půdorysného průmětu povodí do vodorovné roviny. Plocha povodí se nejčastěji udává v km 2 nebo v ha.

122 32 Reálná plocha povodí v terénu je vždy větší než plocha povodí odvozená z mapového podkladu. Příčinou je členitost reliéfu, která v mapě nemůže být zohledněna. Reálnou plochu povodí tak lze určit z digitálních modelů reliéfu v prostředí GIS. Obecně lze říci, že větších odchylek bude plocha povodí reálná od planimetrické nabývat v členitějším reliéfu. Pozn. v následujících charakteristikách budeme používat jako symbol plochy povodí P Obr Povodí Krupé znázornění plochy povodí z mapy (vlevo) a z digitálního modelu reliéfu. Plocha povodí stanovená planimetricky je 62,7 km 2, spočítaná v GIS z DMR 64,2 km 2. (zdroj: vlastní zpracování) Grafy vývoje povodí Vývoj plochy povodí lze znázornit pomocí grafu vývoje povodí. Pravoúhlý graf vývoje povodí zvětšování plochy povodí s rostoucí délkou vodního toku. Kruhový graf vývoje povodí poté podává informace o plošném příspěvku jednotlivých přítoků k celkové ploše povodí s barevným odlišením levo a pravostranných přítoků. Zjednodušený graf vývoje povodí Berounky Suchomlatský potok Třemošná Litavka Střela Zbirožský potok Mladotický potok Klabava Rakovnický potok Loděnice Manětínský potok Červený potok Obr Ukázka pravoúhlého grafu vývoje povodí a kruhového (zdroj: Pokorná, Zábranská 2007; Pošta 2008).

123 Střední šířka povodí Střední šířka povodí (b, B) je poměr plochy povodí a délky vodního toku. Jednotky jsou kilometry nebo metry, v závislosti na délce vodního toku. P plocha povodí (km 2 ) L délka vodního toku (údolnice) (km) Délka rozvodnice a délka povodí Délka rozvodnice odpovídá obvodu povodí; značí se (L R ) a udává se v km. Délka povodí je přímočará vzdálenost ústí a nejvzdálenějšího bodu povodí, značí se stejně jako délka vodního toku (L) a uvádí se v kilometrech Tvar povodí Tvar povodí je důležitou kvantitativní charakteristikou povodí. Určuje, zda-li je povodí protáhlého nebo kruhovitého tvaru nebo jeho symetričnost či asymetričnost. Existuje několik způsobů výpočtu tvaru povodí či jeho souměrnosti: Výpočet tvaru povodí a, charakteristika povodí (α) nebo také P plocha povodí (km 2 ) b střední šířka povodí L délka povodí (km) Výsledné číslo porovnáme s tabulkou Herbera a Sudy (1994) podle plochy povodí (< > 50 km 2 ) a zjistíme typ tvaru povodí: Tvar povodí P < 50 km 2 P > 50 km 2 protáhlý < 0,24 < 0,18 přechodný 0,24-0,26 0,18-0,20 vějířovitý > 0,26 > 0,20

124 34 b, Gravelliův koeficient (K G ) Udává, jak moc se tvar povodí liší od ideálního tvaru tj. kruhového povodí (K G = 1). Jedná se o podíl délky rozvodnice a obvodu kruhu o stejném obsahu jako je plocha povodí. Výsledné hodnoty nabývají velikosti 1. Čím větší je hodnota K G, tím více je tvar povodí protáhlý. L r délka rozvodnice (km) P plocha povodí (km 2 ) c, Koeficient protáhlosti povodí (Elongation ratio) (R E ) Jedná se o podíl průměru kruhu o stejné ploše jako je plocha povodí a délky povodí. Hodnota koeficientu protáhlosti povodí nabývá hodnot v intervalu (0;1). Čím více se hodnota R E blíží 0, tím více je povodí protáhlé a naopak, čím více se hodnota přibližuje 1 tím více je tvar kruhový. L délka povodí (km) P plocha povodí (km 2 ) d, Koeficient (stupeň) souměrnosti povodí (K S ) Koeficient souměrnosti povodí udává symetričnost či asymetričnost tvaru povodí. Čím více se hodnota koeficientu blíží 0, tím více je povodí souměrné. nebo PL plocha levostranných přítoků (km 2 ) PP plocha pravostranných přítoků (km 2 ) P plocha povodí (km 2 )

125 Výškopisné poměry povodí Výškopisné poměry v povodí můžeme vyjádřit pomocí: a, průměrná nadmořská výška povodí (H p ) Výpočet průměrné nadmořské výšky povodí Hmin minimální nadmořská výška v povodí (m n.m.) Hmax maximální nadmořská výška v povodí (m n.m.) a, průměrný sklon povrchu povodí (I) Vypočítá se buď pomocí zjednodušeného vzorce, nebo přesněji dle Herbstova vzorce, kde se zohledňují výškové intervaly vrstevnic a délka jednotlivých vrstevnic. Výpočet průměrného sklonu povrchu povodí nebo dle Herbsta: Hmin minimální nadmořská výška v povodí (m n.m.) Hmax maximální nadmořská výška v povodí (m n.m.) h výškový interval vrstevnic (m) lr délka dné vrstevnice v povodí (m) P plocha povodí (m 2 ) Lesnatost povodí Je charakteristika, která reprezentuje vegetační poměry v povodí a to konkrétně zastoupení lesů, jako významných činitelů ovlivňujících hydrologický režim. Lesnatost (K l ) udává v procentech zastoupení plochy lesů na celkové ploše povodí. P l plocha lesů v povodí (km 2 ) P plocha povodí (km 2 ) Důležitou hydrologickou a klimatickou roli v povodí hrají také umělé a přirozené vodní nádrže. Proto se někdy stanovuje tzv. index jezernatosti (Kf), který udává procentuální zastoupení vodních ploch na celkové ploše povodí (území).

126 Další fyzicko-geografické charakteristiky povodí Mezi další fyzicko-geografické charakteristiky povodí můžeme zařadit poměry geologické (zastoupení jednotlivých geologických útvarů v povodí, jejich původ, uložení vzhledem k hydrogeologickým podmínkám atd.), pedologické (zastoupení jednotlivých typů a druhů půd, náchylnosti k erozi, infiltračními vlastnostmi atd.), klimatické (srážkové, teplotní údaje, klimatické oblasti ) (Kravka a kol. 2009). Důležitým prvkem charakteristiky povodí, vypovídajícím o činnosti člověka je landuse. Podává informace o využití ploch v povodí, zda-li je v něm silně zastoupena orná půda, zastavěné plochy nebo spíše lesy a pastviny. K stanovení výše zmíněných charakteristik můžeme využít mapových podkladů (geologické a pedologické mapy, Atlas podnebí ČR, základní topografické mapy, územní plány atd.) nebo dat naměřených přímo v terénu (meteorologická data, pedologické sondy, geologické vrty, terénní výzkum). Shrnutí Hydrografie se zabývá charakteristikami vodních útvarů. Hlavní komponentu hydrografické sítě tvoří říční síť, jež je tvořena hlavním vodním tokem a jeho přítoky, které mají specifické uspořádání. Říční síť se vyvíjí od plošného splachu (ronu) přes erozní rýhy, stružky, strže, koryta až po údolí. Území, ze kterého voda odtéká do určitého vodního toku nebo jiného objektu se nazývá povodí a je základní hydrologickou prostorovou jednotkou. Povodí je ohraničeno rozvodnicí, která může být buď orografická nebo hydrogeologická. Základní morfometrickými a morfologickými charakteristikami vodních toků je: řádovost, délka, křivolakost, průměrný sklon, spádová křivka, hustota říční sítě a její uspořádání. U povodí nejčastěji vyjadřujeme plochu, délku rozvodnice, střední šířku a tvar povodí. Kontrolní otázky a úkoly 4. Co je to hydrografická síť, říční síť a povodí? 5. Nakresli základní tvary říční sítě. 6. Na mapě vymezte rozvodnici řeky Bystřičky. Pojmy k zapamatování Vodní útvar, vodní tok, povodí, pramen, ústí, zdrojnice, rozvodnice, bifurkace, říční pirátství, spádová křivka, stupeň vývoje vodního toku, plocha.

127 37 4 Srážko-odtokový proces v povodí Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Vysvětlit transformaci srážek v povodí Charakterizovat druhy odtoku Detailněji objasnit jednotlivé komponenty hydrologického cyklu v povodí Doba potřebná k prostudování kapitoly: 90 minut. Průvodce studiem Co se stane s vodou, která spadne do povodí ve formě srážek? Odteče všechna vodními toky? Jak to, že vodní toky za normálních okolností nevysychají? Na tyto a další otázky si odpovíme v následující kapitole. 4.1 Hydrologický cyklus v povodí Hydrologický cyklus neprobíhá pouze na globální úrovni, jak je popisováno v kapitole 2. Nepřetržitý oběh vody probíhá také v prostorově menších jednotkách. Základní hydrologickou prostorovou jednotkou je povodí. Transformace srážek na odtok z povodí je jednou ze základních otázek, na které hydrologie hledá odpovědi. Základní vstupní komponentou srážko-odtokového procesu v povodí je atmosférická srážka. Srážky mohou dopadnout na nepropustný povrch, kde dochází k jejich hromadění (retenci) a následnému výparu (evaporaci), nebo mohou odtékat po zemském povrchu ve směru spádu přímo do vodního toku. Určité množství srážek se může také zachytit na vegetaci či jiných předmětech (intercepce) a další část se vsákne do půdy (infiltrace), odkud se pomocí hypodermického nebo podzemního odtoku dostane do vodního toku nebo se stane součástí organické hmoty rostlin a organismů, z nichž se potom uvolňuje dýcháním (transpirací). Takto zjednodušeně lze popsat hydrologický cyklus v povodí. K plnému pochopení transformace srážek na odtok v povodí je však nutný detailnější rozbor jednotlivých procesů, které se ve srážko-odtokovém procesu mohou uplatnit.

128 38 Srážko-odtokový proces Obr. 4.1 Srážko-odtokový proces v povodí (Pramen: soer.justice.tas.gov.au, upraveno autory) Intercepce Je proces, při kterém je voda ze srážek zadržena na předmětech nebo vegetaci (např. listech rostlin, kmenech stromů), tato voda se časem buď vypaří zpět do atmosféry, nebo postupně steče či odkapá na povrch (v případě stromových porostů se jedná o tzv. korunové srážky). Tab Hodnoty intercepce jednotlivých dřevin Lidové rčení říká, že v lese prší dvakrát poprvé při samotné srážce a podruhé, když voda zadržená v korunách stromů odkapává na zem. Typ dřeviny Množství zadržených srážek v koruně (%) Množství srážek stékajících po kmeni (%) Smrk 43,5 2,3 41,1 Borovice 24,5 0,7 27,8 Javor 29,5 8 22,5 Dub 26,4 5,7 20,7 Buk 36,3 16,8 19,5 Pramen: upraveno dle Duba 1957 a Demka a kol Celková intercepce (%) Z tabulky vyplývá, že největší intercepční schopnost mají jehličnany. Jehličnaté lesy jsou schopny zadržet v korunovém systému více než polovinu z celkového množství srážek. Na intercepci se významně podílí také zemědělské plodiny. Vysoká intercepční schopnost hrachovin a jetelovin umožňuje využívat tyto plodiny jako opatření proti erozi půdy.

129 Retence dochází k zadržení vody v povodí. Voda z atmosférických srážek se může dopadnout na hladinu jezera, rybníku nebo vyplnit terénní deprese. Z těchto depresí se voda může pomalu vypařit, odtéci nebo se infiltrovat do podzemí. Retence Infiltrace Infiltrace neboli vsak je proces převádění povrchové vody do pásma provzdušnění (areace) půdního profilu. Z pásma areace se voda díky kořenovému systému rostlin může transportovat do rostlinných těl a odtud procesem transpirace dostat zpět do ovzduší. Část infiltrované vody se prosákne z pásma areace až do pásma saturace a doplní tak zásoby podzemní vody. Rychlost infiltrace a množství infiltrované vody se odvíjí od fyzikálních vlastností půdy (typ a druh půdy), vegetačního krytu půdy, vlhkosti půdy (množství vody v půdním profilu od předcházející srážkové události), intenzitě a době trvání srážek, chemických látkách přidaných do půdy, hloubce, do které je voda schopná proniknout (v závislosti na množství a velikosti půdních kapilár) (Trizna, 2010). Základní vlivy půd a vegetace na infiltraci shrnují tabulky. Infiltrace Tab Velikost infiltrace na půdě s různým typem vegetace půda a vegetace velikost infiltrace (mm/h) půda s lesním porostem půda s trvalým travním porostem půda bez vegetace 0-4 Pramen: upraveno, dle Burta 1987 Tab Vliv půdních druhů a vegetačního krytu na velikost infiltrace půdní druh velikost infiltrace (mm/h) s vegetačním krytem bez vegetačního krytu hlinito-písčitá písčito-hlinitá hlinitá 15 8 jílovito-hlinitá 5 3 Pramen: dle Kohnkeho Výpar Výpar (evaporace) je proces, při které dochází k přeměně vody ve vodní páru. K této přeměně je nutné dodat energii z atmosféry (vítr) nebo ze slunce (záření). Velikost výparu je tedy přímo ovlivněna těmito komponentami. Výpar je definován, jako množství vody nebo výška vrstvy vody vypařené za určitý časový interval z určité plochy, vyjadřuje se tudíž v mm. Výpar Pro hydrometeorologické účely se někdy používá intenzita výparu tj. množství vody vypařené za jednotku času z určité plochy (mm. s -1 ).

130 40 Druhy výparu Rozlišujeme dva základní druhy výparu: evaporaci (fyzikální výpar) a transpiraci (fyziologický výpar - výdej vody povrchem rostlin, zejména listy v průběhu fotosyntézy a dýchání). Společně potom tvoří evapotranspiraci. Evapotranspirace je tak celkový výpar, vztažený k určitému území. Je to v podstatě aktuální výpar (E t ) z určitého území (povodí), který zohledňuje aktuální podmínky stavu vody a přísunu energie. Vedle aktuálního výparu vymezujeme také potenciální výpar (E P ), což je maximální možný výpar, kterého lze na určitém území v určitých klimatických podmínkách dosáhnout. Aktuální výpar je za suchých měsíců daleko nižší než potenciální, vyrovnává se mu pouze v podmínkách srážkových epizod. V podmínkách střední Evropy se vypaří zhruba 60% srážek (z toho 14% z holé půdy, 45% transpirací rostlin a 1% z vodních toků nádrží). Obr : Průměrný roční úhrn referenční evapotranspirace v České republice (zdroj: Tolasz a kol. Atlas podnebí ČR, 2010) Výpar z volné vodní hladiny je třikrát menší než výpar z hladiny pokryté vodními rostlinami. Faktorů, které ovlivňují výpar, je celá řada předně je to teplota vypařující se látky (vody), dále vlastnosti vzduchu (teplota, vlhkost, tlak), proudění vzduchu, tvar povrchu (reliéf), ze kterého se voda vypařuje, vlastnosti půdy (druh, barva, kultivace, struktura), vegetační pokrývka (transpirace). Kvůli rozdílnému prostředí a podmínkám výparu rozlišujeme tyto typy výparu: Výpar z vodní hladiny (E 0 ) (zde množství výparu záleží na velikosti, hloubce vodní masy a také na proudění vzduchu) Výpar z půdy je velmi ovlivněn nasyceností půdy vodou, z nasycené půdy se vypařuje mm vody denně, ve vyschlé půdě je vypařovací horizont ve větších hloubkách a je zanedbatelný. Výpar z vegetace (transpirace) Výpar ze sněhu a ledu vzhledem k větší tepelné vodivosti ledu a menší schopnosti odrážet sluneční záření (albedo) se z ledu voda odpařuje až 3x více

131 41 K měření výparu se využívá tzv. výparoměr. Jedná se o nádobu o známých rozměrech zapuštěnou do země. V ní se měří změny vodní hladiny pomocí plováku. Voda je zde odčerpávána nebo dočerpávána na příslušnou hodnotu vždy v 7 hodin ráno. Pro měření výparu z vodních nádrží se používá speciální plovoucí zařízení a pro měření výparu z půdy se používá zvláštních typů lyzimetrů, které jsou podobné výparoměrům, ale mají nádobu vyplněnou půdou a okolní vegetací, navíc umožňují infiltraci vody nádobou až do půdního podloží. Při měření se tak musí neustále měřit také průtok srážkové vody nádobou. Transpirace se měří pomocí fotometrů a potometrů, které jsou tvořeny nádobou s půdou nebo vodou, se zasazenými rostlinami stejného druhu. Pro zamezení výparu z půdy je zakryta parafínem nebo fólií (Bumerl, 2003). Měření výparu Důležitá role vegetace v evapotranspiraci se odráží také na místním klimatu. Jak plyne z obr. X Kdy v dobře zavodněném prostředí s vegetací je velká část sluneční energie transformována na výpar, za to v prostředí s malým výskytem biomasy a antropogenně ovlivněným hydrologickým režimem (meliorace) se energie ze slunce transformuje pouze na teplo. Ještě před několika desítkami let bylo vědeckými studiemi prokazováno, že les přitahuje srážky. Tvorba oblaků vodní páry nad lesy toho byla důkazem. Dnes je dokázáno, že oblaka vodní páry nad lesy jsou vypařující se kapky vody, které se na lesním porostu zachytily pomocí intercepce a následně vypařily. Výpar z lesů je tedy větší než např. výpar ze zatravněných ploch, protože je v něm zároveň největší intercepce a tudíž zásoba vody pro výpar. Evaporace z mokrých listů nebyla dlouho zkoumána, jelikož se věřilo, že větší evaporace z listů kompenzuje ztráty z transpirace, která by v ten moment normálně probíhala (studie ze 60. let). Později bylo zjištěno, že výpar z mokrých listů je 3x až 4x větší než výpar ze suchých listů. Stále však zůstává nezodpovězená otázka, jak výpar z lesa přispívá k tvorbě regionálních dešťů (Davie, 2008). Obr Ukázka důležité role lesní vegetace na výpar a tím i mikroklima (zdroj: hgf10.vsb.cz)

132 Základní typy odtoku Typy odtoku Celkový odtok z povodí se dá charakterizovat jako objem vody, který odteče z povodí za jednotku času. Jeho součástí je několik typů dílčích odtoků: a, povrchový odtok část celkového odtoku, která stéká přímo po povrchu terénu. Může být soustředěný (tzn. v rámci hydrografické sítě vodních toků) nebo nesoustředěný (tzv. plošný splach ron). Jiné dělení hovoří o sklonovém (uskutečňuje se na sklonových plochách) a říčním (v říční síti). b, podpovrchový odtok tzv. hypodermický odtok voda, která se infiltruje do podloží a odtéká v rámci půdního profilu těsně pod povrchem terénu a není v kontaktu s podzemní vodou. c, podzemní odtok je tvořen vodou, která se infiltrovala a odtéká podzemím, je oproti hypodermickému a povrchovému odtoku značně zpomalený. Povrchový odtok a hypodermický odtok, který probíhá již při srážce nebo bezprostředně po jejím skončení tvoří tzv. přímý odtok. Podílí se na přechodném zvýšení vodnosti řek. Podzemní odtok spolu se zpožděným hypotermickým odtokem potom tvoří tzv. základní odtok. Právě tento odtok zásobuje vodou potoky a řeky i v období bez srážek. 4.3 Hydrologická bilance Hydrologická bilance Stejně jako pro velký a malý oběh vody, můžeme sestavit hydrologickou bilanci také pro jednotlivá povodí nebo dokonce státy. Základní veličiny hydrologické bilance rozdělujeme dle prvků hydrologické bilance na dva typy (ČHMÚ, 2010): a, veličiny, které mají rozměr toků (srážky, výpar, průtok v závěrném profilu, základní odtok) b, veličiny, které mají rozměr zásob (půdní voda v zóně areace, sněhová pokrývka, podzemní voda, voda v tocích a nádržích) Dle rozdělení je zřejmé, že ne všechny prvky hydrologické bilance lze s přesností změřit či určit. Pro určení specifických prvků hydrologické bilance (např. změny v zásobě půdní a podzemní vody, potenciální výpar atd.) se tedy používají speciální modely a modelové výpočty. V rámci potřeb ČHMÚ bylo území České republiky rozděleno do 10 bilančních oblastí, pro které se zhotovuje přesná hydrologická bilance. Měření hydrologické bilance Pro zjednodušenou hydrologickou bilanci v rámci povodí lze využít rovnice: H S = H o + H v +/- R Hs celková výška srážek (mm) Ho celková výška odtoku (mm) Hv celková výška výparu (mm) R změna výšky zásob v povodí (mm)

133 43 Změna zásob vody v povodí vyjadřuje úbytek či přebytek zásob vody ve sněhové pokrývce, podzemní vody, akumulované povrchové vody atd. Pokud tyto propozice nejsou známy lze rovnici zcela zjednodušit bez použití R. Pro zájemce Jak vzniká odtok? Nejznámější teorie vzniku odtoku pochází od Roberta E. Hortona z roku 1933 a je prezentována také v tomto učebním textu. Dle této teorie vzníká povrchový odtok tak, že intenzita deště překročí infiltrační kapacitu půdy. Na půdě se vytvoří tenká vrstva vody, která se začne pohybovat po svahu a následně hromadit v mělkých depresích terénu. Deprese se postupně vyplní a voda z nich začne přetékat a postupně se soustředit do rýh a stružek, které se dále spojí do vodních toků. Řídícím faktorem tohoto modelu je tedy infiltrační kapacita půdy (Davies 2008). Hortonovský model tedy počítá s infiltračním přebytkem, který vytváří povrchový odtok. Tento způsob výkladu je značně zjednodušený. Betson (1964) tak podrobil Hortonovu teorii revizi a přišel s tvrzením, že v povodí existuje pouze několik ploch, které přispívají k tvrobě plošného odtoku, zejména při přívalových srážkách. Novou teorii podpořily také závěry Selbyho v roce 1970, který došel při svých výzkumech na Novém Zélandu k poznání, že infiltrační kapacita místních pastvin a hrabanky pod stromy byla obecně mnohonásobně vyšší než intenzity naměřených dešťů a přesto docházelo k tvorbě povrchového odtoku. Zcela nový pohled přinesly Hewlett a Hibbert (1967), kteří na základě pozorování výzkumných ploch na východě USA došly k závěru, že všechna voda se při srážce infiltruje do půdy, ale zde ji podpovrchový odtok může přivést zpět na povrch ( return flow ) a potom společně s deštěm padajícím na saturovaná místa tvoří povrchový odtok. Tak byl položen základ tzv. nehortonovského modelu tvorby odtoku, kdy řídícím procesem je podpovrchový odtok v půdě. Koncept modelu tedy vychází z faktu, že odtok závisí na stavu provlhčení půdy před, během a po dešti, navíc je k jeho vzniku zapotřebí méně intenzivní děšť. Při srážce se většina vody vsákne do půdy a nastává tak podpovrchový odtok. Podél vodního toku se vytváří při úpatí svahů zóny nasycení (saturace), kde se v případě dopadu srážky voda nevsakuje, ale vytváří přímo povrchově odtéká. V průběhu dalšího pokračování srážky se zóny saturace rozšiřují směrem do svahu a protínají dráhy podpovrchového odtoku a způsobí jeho návrat na povrch ( return flow ). Po skončení srážky dochází k rychlému poklesu přímého povrchového odtoku z nasycené zóny a return flow. Pozvolna klesá podpovrchový odtok. Role hypodermického odtoku zejména při přívalových srážkách není ještě zcela objasněna. Výzkumné studie prokázaly, že samotný hypodermický odtok není rychlý (zhruba 13 mm/hod v písčitých půdách). Teorie Hortona a Hawkinse (1965) počítá s tzv. pístovým prouděním což znamená, že nově infiltrující se voda vytlačuje z podpovrchu vodu starou, která tak odtéká mnohem rychleji. Stále nevyřešená zůstává také otázka sítě makropórů v půdě (3 mm a více) a jejich podílu na rychlém hypotermickém odtoku. Síť makropórů (tzv. preferenční cesty) můžou vzniknout např. činností půdních živočichů, kořenovými systémy rostlin atd. SHRNUTÍ Hydrologický cyklus v povodí ovlivňuje řada fyzicko-geografických faktorů. Základní vstupní komponentou jsou srážky, které dopadají do povodí. Transformace srážek na odtok je produktem složitého systému. Část srážek se z povodí vypaří, část se zachytí na předmětech a vegetaci, část doplní zásoby povrchových vod stojatých, část se vsákne do půdy a část povrchově odteče do vodního toku. Kromě povrchového odtoku se v povodí uplatňuje také podzemní a hypodermický odtok. Přímý odtok se podílí na přechodném zvýšení hladiny a průtoku vodních toků, základní odtok potom dotuje vodní toky v době sucha. Pro povodí či určité území se stanovuje hydrologická bilance, která rekapituluje vstupy (srážky, přítok, zásoby vody) a výstupy (výpar, odtok, úbytek zásob vody) do hydrologického systému povodí.

134 44 Kontrolní otázky a úkoly 7. Vysvětli transformaci srážek v povodí. 8. Jaké máme typy odtoku a co je jejich předpokladem? 9. Který les je schopen zadržet ve svých korunách více vody? 10. Sestavte základní rovnici hydrologické bilance pro povodí. Pojmy k zapamatování Intercepce, retence, evaporace, transpirace, hypodermický odtok, podzemní odtok, přímý odtok, základní odtok, transformace srážek v povodí, hydrologická bilance, hortonovský odtok.

135 45 5 Hydrometeorologie Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Rozdělení srážek podle původu Přívalové srážky Metody měření srážek (klasické a moderní) Metody plošného rozložení srážek na povodí Doba potřebná k prostudování kapitoly: 60 minut. Průvodce studiem Vlivem globální změny klimatu lze s velkou pravděpodobností očekávat zvýšený výskyt nepříznivých meteorologických a následně i hydrologických jevů. Znamená to nerovnoměrné rozložení srážek během roku i měsíců, vyšší četnost přívalových srážek a z toho vzniklých povodní a nástupy delších období meteorologického sucha, které se projevují v nedostatku vodních zásob. Tyto projevy už můžeme sledovat i v ČR, kdy z pozorování meteorologů vyplývá, že se zásadně změní rozložení srážek během roku, kdy bude méně srážek na konci jara a na počátku léta, kdy se projeví četnější výskyt přívalových srážek. Dají se také čekat dopady na zemědělství, protože právě v tom období, kdy by vegetace potřebovala vodu, jí bude méně. Celkově jde tedy o stresové efekty - střídání velmi teplých a chladnějších, a srážkově bohatších a velmi nedostatkovým období. Srážky, ať už kapalné nebo pevné, jsou ale jedinou vstupní veličinou do hydrologického cyklu povodí. Právě jejich množství a časové rozložení předurčuje velikost odtoku, tak i jeho časové rozložení režim odtoku. Z uvedených důvodů se v hydrologii z meteorologických jevů věnuje nejvíce pozornosti atmosférickým srážkám, o kterých pojednává tato kapitola. 5.1 Atmosférické srážky Podle místa vzniku dělíme srážky na: atmosférické (vertikální)- déšť, zmrzlý déšť, kroupy, krupky, sníh, mrholení, mlha Dělení atmosférických srážek horizontální rosa, jinovatka, námraza Mohou být ve skupenství kapalném nebo pevném. Atmosférické srážky vypadávají z oblaků, které tvoří kondenzáty (drobné kapičky vody o průměru 0,01-0,03 mm) nebo desublimáty (drobné krystalky ledu) ve formě aerosolu. Kondenzáty a desublimáty jsou v oblacích rozptýleny a vlivem proudění se stále pohybují. Podmínkou pro kondenzaci nebo desublimaci vodní páry je existence kondenzačních nebo desublimačních jader, která jsou obklopena vzduchem nasyceným vodní párou. K nasycení může dojít buď zvýšením vlhkosti, nebo při dané vlhkosti ochlazením styčného povrchu (tj. povrchu kondenzačních jader v atmosféře, nebo povrchu území či předmětů), jehož teplota musí být menší nebo rovna teplo-tě rosného bodu.

136 46 Vysvětlení pojmů: Kondenzace: srážení, zkapalňování par, desublimace: přeměna plynného skupenství přímo ve skupenství pevné (opak je sublimace), kondenzační jádro: malé částice zplodin hoření, půdní mikročástice, apod., desublimační jádro: drobné částice ve specifických tepelných podmínkách (teplota vzduchu menší než 12 C) a vlhkostních podmínkách (výrazné přesycení vodní párou). Podle původu rozlišujeme typy deště: Typy dešťů déšť termický (konvekční) vzniká při ochlazování výstupních vzdušných proudů, ohřátých od zemského povrchu krátká doba trvání, nejčastěji po denním teplotním maximu kdy byl vysoký výpar (vysoká intenzita, malá zasažená plocha bouřky obr. 5.1) déšť orografický (terénní) vzniká při ochlazování vzdušných proudů usměrněných horským reliéfem do vyšších vrstev atmosféry (dlouhá doba trvání, nižší intenzita) déšť frontální (regionální, cyklonální) spjatý s tlakovou níží (cyklonou), stojí-li proti sobě dvě vzduchové hmoty o různých teplotách (atmosférická fronta). Na pření stranu cyklony se váže teplá fronta a na její zadní (týlovou) stranu studená fronta. Obr Bouřková oblaka nad Troskami Déšť Je tvořen kapkami o velikosti 0,2-3 mm. Podle úhrnu deště a příslušné doby trvání se deště dělí na: Deště normální: s nižší intenzitou a delší dobou trvání (na povodí nevyvolávají škodlivé následky, srážková voda se vsakuje do půdy a příznivě ovlivňuje její vlhkost).

137 47 Deště extrémní: a. s velkou intenzitou a krátkou dobou trvání (vyvolávají povodňové stavy na malých povodích, způsobují erozní jevy v důsledku rychlého odtoku vody z povodí) - přívalové b. s malou intenzitou a dlouhou dobou trvání (vyvolávají nízké odtoky z povodí po dobu, kdy infiltrací naplňují podpovrchové horizonty, po jejich naplnění vyvolávají povodňové stavy jako deště přívalové) regionální deště Pro zájemce Katostrofické povodně v roce 1997 na Moravě a v roce 2002 v Čechách byly způsobeny regionálními dešti. Příčina byla tlaková níže, která se v obou případech nad naším územím při přechodu, zastavila. Lepší představu o velikosti povodně v roce 1997 v červenci na Moravě ukázují 5 denní úhrny, kdy ve stanici Lysá hora spadlo 586 mm, na Pradědu 454 mm a v Ostravě - Porubě 263 mm, což odpovídá zhruba polovině průměrného ročního úhrnu srážek v daných stanicích. V roce 2002 v srpnu měla povodeň dvě epizody, kdy ta první plně nasytila povodí horního a středního toku Vltavy tak, že ve druhé vlně nebylo možné využít přirozené retenční schopnosti povodí. Například v povodí Malše byl dosažen v první vlně odtokový koeficient 65% a ve druhé až 90%. Při moderním statistickém vyhodnocování dešťů jsou sledovány následující charakteristiky: celkový úhrn deště h o [mm] celková doba trvání deště t o [min] hyetogram deště [mm/min], nebo [l/s/ha], nebo [mm/min] průměrná intenzita deště i o = h o / t o [mm/min], nebo jako průměrná vydatnost deště [l/s/ha], když 1 [mm/min] = 166,67 [l/s/ha] maximální intenzita deště i m [mm/min], nebo maximální vydatnost deště [l/s/ha], doba výskytu maximální intenzity od začátku deště t m [min] vyhodnocení násobnosti deště - tj. jednoduchý déšť (má jeden vrchol), násobný déšť (má více vrcholů), určení počtu vrcholů intenzit deště plošné rozložení deště - stopa deště na povrchu, plošné rozložení intenzit deště pohyb deště nad povrchem Deště jsou nejdůležitější proměnnou, která ovlivňuje srážko-odtokový děj Přívalové deště Přívalové deště neboli lijáky jsou velmi vydatné krátkodobé deště, které zasahují malé plochy. Způsobují proto prudké rozvodnění malých toků a projevují se také splachem ornice a tím způsobují vodní eroze zemědělské půdy. Mají velký význam v hydrotechnické praxi a jejich následky dosahují obrovských škod na majetku státu, hospodařících subjektů, firem i samotných obyvatel. Přívalové deště

138 48 Intenzita deště během jeho trvání kolísá a pozorováním dešťů prokázala některé závislosti. Intenzita bývá největší po začátku deště a pak při dalším trvání klesá. Čím větší je intenzita lijáků, tím menší je zasažená plocha. Přitom ale jejich intenzita na ploše není rovnoměrně rozložena, ale od jádra deště, kde je největší intenzita, k jeho okrajům se snižuje. Nejdůležitější je poznatek, že všeobecně intenzita lijáků klesá s jeho trváním. Přívalové deště nemají v meteorologické praxi přesnou definici. Podle Hellmana jsou to deště s dobou trvání do 180 minut a s výškou srážek mm. V oblasti ochrany půd před vodní erozí se můžeme setkat s definicí, která byla vytvořena pro potřeby stanovení nové metodiky výpočtu ohrožení půdy vodní erozí. Jeden z faktorů v rovnici USLE pro výpočet vodní eroze půdy je faktor erozní účinnosti přívalového deště (R). Faktor R je vyjádřený v závislosti na kinetické energii a intenzitě erozně nebezpečných dešťů (přívalových dešťů). Průměrná hodnota faktoru R je v našich podmínkách hodnotou za vegetační období, neboť přívalové deště vyvolávající erozi se vyskytují převážně od konce dubna do počátku října. Doporučená průměrná hodnota je pro Českou republiku R = 20 MJ.ha-1.cm.h-1. Tato hodnota byla kritizována z řad odborníků jako nízká a pracovníci Výzkumného ústavu meliorací a ochrany půd (VÚMOP) zpřesňují na základě historických ombrografických záznamů přesnější regionalizaci faktoru R na území ČR. Nový R faktor není prozatím stanoven, protože není vyhodnoceno dostatečné množství údajů. Při výpočtu faktoru R se berou v úvahu deště (přívalové deště) o vydatnosti větší než 12.5 mm, oddělené od předcházejících a následných dešťů 6 hodinovou či delší přestávkou, a deště, jejichž maximální intenzita překročí 24 mm/h, respektive intenzita 6 mm za 15 minut. Přívalové deště zpravidla charakterizujeme periodicitou neboli průměrnou roční frekvencí p. Je to číslo, které udává, kolikrát v průměru je déšť určité intenzity v rámci jednoho roku dosažen nebo překročen. Převrácenou hodnotou periodicity je průměrná doba opakování N. Udává průměrný počet let, ve kterých je déšť určití intenzity dosažen nebo překročen. Při stanovení se vychází z údajů počtu výskytů sledovaného jevu za dobu pozorování a z počtu roků pozorování. Měření srážek Měření srážek klasickými pozemními metodami Pro klasické pozemní měření srážek slouží přístroje, kterým se říká srážkoměry neboli ombrometry. Ombrometr se skládá se záchytné nálevky, jejichž okraje jsou 100 cm nad zemí a má plochu 500 cm 2. Z nálevky srážky stékají do sběrné nádoby, která je umístěna uvnitř ochranné nádoby. K vybavení patří i kalibrovaná nádoba skleněná, ve které se odměřuje zachycená voda. Měření se provádí pravidelně každý den v 7 hodin ráno nebo případně i po jednotlivých větších deštích. Dokonalejší záznamy dostáváme ombrografem. Rozdíl je v tom, že ze záchytné nálevky stéká voda do nádobky s plovákem, na kterém je připevněno pisátko zapisující změny na papír navinutý na bubnu. Ten se otáčí pomocí hodinového strojku. Dále existují impulsní srážkoměry, které jsou složeny z kruhové záchytné plochy, vlastního pláště, tlumiče kinetické energie kapek vody a překlopné nádržky o objemu několika mililitrů s elektromagnetickým počítáním impulsů. Tento druh bývá vytápěn pro celoroční provoz. Optické srážkoměry měří srážky pomocí infračerveného paprsku. Tyto přístroje jsou závislé na správné kalibraci.

139 49 Na těžko dostupných místech, hlavně v horách, se měří celkový úhrn srážek za určité delší období pomocí totalizátoru. Jeho výška nad terénem je 3 až 5 metrů. Zachycené pevné srážky se v něm rozpustí v roztoku chloridu vápenatého a chrání se před výparek vrstvou vaselinového oleje. Totalizátor Obr : Totalizátor Při měření srážek klasickými pozemními metodami může vzniknout celá řada chyb. Jedním ze zásadních problémů a tedy i zdrojů chyb je malá půdorysná plocha přístroje. Pomocí těchto dat se potom určuje, odhaduje nebo extrapoluje srážková činnost na území velkých stovky čtverečných kilometrů. Je nutná správná volba extrapolace. Vzhledem k prostorové variabilitě srážek, zvláště za povodní, je ovšem zřejmé, že bodová měření, i kdyby byla sebepřesnější, nemohou podat kvalitní informace o rozložení a intenzitě srážek na ploše povodí. Chyba vzniklá při extrapolaci bodových měření na skutečné plochy území je udávána ve výši 5-15 %, pro dlouhodobé srážkové úhrny potom 3-30 %. S velkými chybami až 75 % potom musíme počítat pro srážky v bouřkách a pro sněhové srážky. Vítr patří k významným faktorům ovlivňující přesnost měření srážkoměrů. Často se instalují větrné clony, aby zamezily vznikajícím turbulencím. V letních měsících ovlivňuje přesnost naměřených srážek výpar. Tomu se zabraňuje úzkými hrdly záchytných nádob nebo přidáním olejů, které vytvoří na hladině mastný film Stanovení srážek pomocí dálkového průzkumu Země Klasická měření pozemních stanic jsou významná metoda pro určování srážek, ale pro zajištění stanovení srážek spojitě v čase, ale hlavně v prostoru nám slouží meteorologické radary (radiolokátory). Sítě digitálních radarů byly v Evropě vytvářeny během 70. a 80. let 20. století. V průběhu dalších desetiletí se formovala mezinárodní výměna operativních radarových dat. Výhoda jejich měření je schopnost zjišťovat okamžité intenzity srážek na ploše km, bouřky až do cca km. Jejich funkce je založena na schopnosti dešťových kapek v atmosféře odrážet mikrovlny. Tyto mikrovlny jsou vysílány parabolickou anténou

140 50 Obr Radarový snímek území ČR se silnými bouřkami na Moravě (zdroj: ČHMÚ, Praha) o průměru několika metrů ve tvaru úzkého svazku do atmosféry. Radarová měření díky dobrému prostorovému, časovému pokrytí i plošnému rozlišení dat vhodně doplňují síť pozemních stanic. Intenzita srážek je závislá na hodnotách radarové odrazivosti [dbz], na radarovém snímku to jsou jednotlivé barvy (Obr ). V současné době je většina území ČR pokryta měřením dvou civilních meteorologických radarů v Brdech u Prahy a ve Skalce u Boskovic. Měření probíhají nepřetržitě ve stanovených časových intervalech (tab ). Tab : Charakteristiky meteorologických radarů pro ČR Meteorologické radary Skalky u Boskovic Brdy - Praha Oblast střední Morava střední Čechy Nadmořská výška 730 m 860 m Výška antény n.m 767 m 916 m Průměr antény 4,2 m 4,27 m Interval měření 10 min. 10 min. V provozu Od 1995 Od 2000 Vlnová délka 5,31 cm 5,3 cm Délka pulsu 2 mikrosekundy 0,8 mikrosekundy Max. vzdálenost 260 km 256 km Typ radaru Gematronik METEOR 360AC EEC DWSR-2501 C Pramen: ČHMÚ, Praha. Dále jsou používány pro území ČR satelitní měření a informace z geostacionárních družic METEOSAT a amerických družic NOAA. Družice METEOSAT obíhá Zemi ve výšce 36 tisíc kilometrů v rovině zemského rovníku jednou za 24 hodin. Družice z hlediska pozorovatele na Zemi se zdá, jako by visela nad zemi stále ve stejném bodě a snímá tedy stále stejnou část povrchu Země. Družice je zavěšena nad Guinejským zálivem a je schopna zobrazovat celou Evropu, Afriku, západní Asii a část Jižní Ameriky. Družice NOAA provozuje americká vládní agentura a je to družice polární. Výška dráhy je 810 až 870 km a obíhá přibližné za 100 minut.

141 51 Pomocí družic nejsou přímo měřeny srážky. Satelitní snímky, ale poskytují kvalitní informace o výskytu, rozložení a vývoji oblačnosti nad zájmovým územím, protože výskyt oblačnosti je přímo svázán se srážkovou činností. Využívá se hlavně pro predikci a připravit na dálku klasické pozemní stanice na očekávané srážky. Pro zájemce Pro předpověď počasí používá ČHMÚ numerické modely. Jejich princip vychází ze systému rovnic popisující pohyb atmosféry a z příslušných fyzikálních zákonů. Jednotlivé typy modelů se odlišují jiným časovým krokem, plošným krokem a různou dobou předstihu. Počátečním krokem predikce je důkladná analýza současného stavu atmosféry použitím meteorologických balónů, družic a radarů, kdy výsledkem jsou počáteční hodnoty polí hmoty, teploty, proudění větru a vlhkosti v předem určených uzlových bodech sítě modelu. Pak je zahájen vlastní výpočet modelu. Největším problémem je v současné době určení počátečních podmínek pro asimilaci dat, které jsou ovlivněny kvalitou dat, nerovnoměrným rozložením měření atd. Globální modely stimulují stav a pohyb celé atmosféry, např. ARPEGE, kde je horizontální rozlišení 50 km. Modely na omezené oblasti jsou numerické předpovědní LAM modely (Local Are Model). Nejznámější model v ČR je ALADIN (Aire Limiteé, Adaptation Dynamique, Development International). Ten je používán pro krátkodobou předpověď atmosférických procesů, řádově dva dny, s rozměrem 10 km. Model je vyvíjen od roku 1991 v mezinárodní spolupráci vedené francouzskou povětrnostní službou Météo- France Sněhová pokrývka Specifickým druhem vertikálních srážek je sníh. Za příznivých klimatických podmínek zůstává na zemském povrchu a tvoří dočasnou akumulaci vody v povodí v pevném stavu. Sníh se vytváří sublimací ve sněhovém oblaku při teplotě pod 0 C v podobě ledových krystalů. Čerstvý sníh má vysoké albedo (0,85), které ale postupně vlivem strukturálních změn sněhových zrn a znečištěním sněhové pokrývky klesá (znečistěný sníh má albedo 0,5). Sněhová pokrývka Množství napadlého sněhu se měří srážkoměrem. V teple se zachycený sníh nechá roztát a změří se voda ze sněhu. Mimo to se ještě měří výška sněhové pokrývky sněhoměrnou latí ráno v 7 hodin. Důležitá charakteristika sněhu je jeho vodní hodnota, která se vypočítává jako poměr výšky vody získané ze sněhu k jeho původnímu objemu (1 l vody =1 kg vody). Vodní hodnota sněhu se udává v % nebo jako bezrozměrné číslo. Dub a Němec (1969) udávají vodní hodnotu sněhu pro nově napadlý sníh od 0,02 do 0,27, pro lehký sníh 0,20 až 0,40 a pro starý firnový sníh 0,25 až 0,50. Pokud vynásobíme výšku sněhové pokrývky v mm vodní hodnotou sněhu, získáme údaj o výšce vodního sloupce, který by vznikl. A pokud tento výsledek vynásobíme plochou povodí, která je sněhovou pokrývkou pokrytá, získáme informaci o potenciální zásobě (objemu) vody v povodí, kterou obsahuje sněhová pokrývka. Tyto údaje mají obrovský význam hlavně v jarních měsících při tání sněhu a při oblevách pro prognózy velikosti odtoku z povodí a například také pro manipulace s hladinou vodní nádrže atd. Tání sněhu, přeměna tuhého skupenství vody na kapalné při teplotě nad 0 C, probíhá pod vlivem kombinovaného působení různých klimatických činitelů, jako jsou teplota vzduchu (advektivní typ tání), sluneční svit (solární typ tání) a množství dešťových srážek (pluviální typ tání) Plošné rozložení srážek na povodí Při hydrologických výpočtech pro povodí se nevystačíme se srážkoměrnými údaji z jedné stanice. Velice často se musí stanovit průměrné množství srážek spadlých v povodí, neboli výšku vodního sloupce, který by srážky rovnoměrně rozprostřel na plochu povodí za předpokladu, že se nevsáknou, nevypaří a neodtečou.

142 52 Tuto výšku nazýváme průměrnou srážkou v povodí nebo v určitém území. Při tomto stanovení se vychází z údajů o srážkách ze sítě stanic ležících na uvažované ploše a v jejím bezprostředním okolí, tak aby spojnice stanic ohraničovaly celou zájmovou plochu. Nejjednodušší metoda je vypočíst průměrnou srážku na povodí jako aritmetický průměr všech uvažovaných stanic. Výsledek je ale jen orientační hodnota. Další metoda je hypsometrická, která zohledňuje výškovou členitost povodí. Polygonová metoda měření srážek Velmi výhodná a často používaná je polygonová metoda (také zvaná Thiessenova nebo Hortonova). Na začátku spojíme všechny srážkoměrné stanice do trojúhelníkové sítě (triangulace) a středy těchto stran vedeme kolmice, které ohraničí plochu S i, pro niž je srážkový úhrn H si určité stanice reprezentativní. Potom průměrnou výšku srážek na povodí H s vypočteme váženým průměrem: H S = P. H + P. H + P. H + P. H A S, A B S, B C S, C D P S, D, kde P je plocha povodí (km 2 ), H SA je srážkový úhrn na stanici A (mm) a P A je plocha, pro kterou je reprezentativní údaj ze stanice A (km 2 ). Obr : Příklad vytvoření polygonů pomocí Hortonovy metody v povodí řeky Opavy (zdroj: Kliment a kol, 2007) V poslední době se nově se používají Krigeho metody pro aproximaci průběhu srážek nad povodím. Je založena na myšlence, že měření prováděné ve skutečném prostředí, nedokáží vždy toto prostředí zcela nahradit číselnými hodnotami, které popisují některé vybrané vlastnosti tohoto prostředí. Může to být z důvodu technických možností nebo jednoduše z nedostupnosti těchto dat. Chybějící data je možné doplnit pomocí interpolace na základě okolních číselných hodnot. Mimo obyčejných interpolací existují i složitější a přesnější metody Krigeho metoda neboli Kriging. Prvně byla použita v geologii pro stanovení rudních ložisek inženýrem D. G. Krigem.

143 53 Příklad / Příklad z praxe Krigeho metody mají široké uplatnění v mnoha oborech lidského výzkumu. Jedná se především o oblasti, kde by obyčejná interpolace nebrala v úvahu jednotlivé změny hodnot na ploše. Je obsažena v mnoha programových prostředcích pro zpracování různých typů dat. V geografii je to například prostředí GIS pro vykreslování terénu a pro výpočty založené na prostorových souřadnicích. Tuto metodu využívají i další programy např. Surfer na vytváření 2D a 3D reliéfů. V hydrologii má význam pro stanovení srážkových polí v horských oblastech, kde obyčejná interpolace podhodnocuje průměrné srážky, dále k interpolaci hladiny nadmořské výšky zvodní. SHRNUTÍ Za klíčové z hlediska tvorby povrchového odtoku a povodňových průtoků v tocích lze považovat na našem území srážky, z charakteristik pak jejich výšku (v mm), intenzitu, trvání a jejich rozložení v ploše, dále stupeň nasycení povodí. Atmosférické srážky dělíme podle intenzity a délky trvání. Z hlediska vohodohospodářské praxe jsou nebezpečné přívalové deště s krátkou dobou trvání a velkou intenzitou, které zasahují malá území. Regionální deště s dlouhou délkou trvání a menší intenzitou způsobují plošně velké povodně (př. povodně na Moravě v roce 1997 a v Čechách v roce 2002). Srážky se měří klasickými pozemními metodami (ombrometry, ombrografy, totalizátory) nebo moderními metodami (radarová měření a satelitní snímkování). Výhody radarového a satelitního měření jsou jeho plošné pokrytí, možnost vyjádření dynamiky oblačnosti a operativní dostupnost aktuálních dat. Pozemní měření srážkoměrných stanic zpřesňuje radarové odhady a doplňuje výsledná výstupní data. Kontrolní otázky a úkoly 1. Jaké přístroje slouží pro měření srážek? 2. Jaké nevýhody mají jednotlivé přístroje? 3. Jaké charakteristiky se používají pro atmosférické srážky? 4. Charakterizuj přívalové srážky. 5. Jaké další přístroje a zařízení slouží pro předpovědi srážek? 6. Proč je důležité znát vodní hodnotu sněhu? Co to je? 7. Jako jsou metody určení plošného rozložení srážek na povodí? Pojmy k zapamatování Typy atmosférických srážek, přívalové deště, regionální deště, zařízení na měření srážek, vodní hodnota sněhu, měření sněhu, radarová měření srážek, satelitní snímkování oblačnosti, metody plošného rozložení srážek na povodí.

144 54 6 Hydrometrie Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: co sledují hydrologické stanice jak se měří hydrologické prvky jaké přístroje se používají v hydrologické praxi měrná čára průtoků Doba potřebná k prostudování kapitoly: 80 minut. Průvodce studiem Zpočátku si lidstvo získávalo bezprostředním stykem s přírodou nové poznatky o přírodních jevech, včetně těch hydrologických (např. povodně, sucho). Jako prožité zkušenosti si je shromažďovalo a předávalo z pokolení na pokolení. Z podobných pohnutek ale pro účely monarchie byla v roce 1875 byla zřízena Hydrografická komise pro Království české jako reakce na extrémní povodně z let 1872, mimořádné sucho 1874, sérií přívalových povodní Jednou z jejich dvou sekcí byla i sekce hydrometrická. Má tedy tato služba na našem území dlouho tradici a i v dnešní době má významné postavení v rámci hydrologických věd a nemůže být nezařazena do tohoto učebního textu. 6.1 Měření hydrologických prvků Hydrologická pozorovatelská služba a měření hydrologických prvků se uskutečňuje ve vodoměrných stanicích, které jsou uspořádány do sítě dle hlavních povodí. Takto získáváme základní charakteristiky vodních poměrů v povodích. Stanice se budují na hydraulicky vhodných místech a součástí stanice je vhodně upravený příčný profil. Stanici většinou tvoří vodočet nebo limnigrafická budka, ve většině případů obojí. U limnigrafické stanice je přes řeku ještě natažena tzv. lanovka, která slouží k měření průtoků. Soustava vodoměrných stanice je uspořádána do kategorií: 1. kategorie (základní) zahrnuje stanice pro dlouhodobé a kontinuální sledování vodních stavů, bilance průtoků a pro předpovědní službu. Leží na hlavních řekách a jsou to stanice s automatickým limnigrafem s dálkovým přenosem dat. 2. kategorie (sekundární) doplňují základní síť a jedná se o stanice na menších tocích nebo jako mezilehlé stanice na velkých řekách. Většinou jsou vybaveny limnigrafy. 3. kategorie (účelová) je tvořena stanicemi např. na přehradách, jezech, které poskytují podklady pro provoz těchto technických zařízení.

145 Měření vodního stavu Vodní stav (H) je důležitý hydrologický prvek z důvodu výpočtu dalších hydrologických charakteristik a to hlavně průtoku. Jednotka vodního stavu jsou centimetry (relativní hodnota vodního stavu), údaje se odečítají s přesností na 1 cm. Definuje se jako kolmá vzdálenost od nuly vodočtu, který je přesně nivelačně zaměřen. K měření se používají dva druhy měřícího zařízení, vodočet a limnigraf. Měří se ve vodoměrných stanicích vybavených vodočtem (vodočetné stanice) nebo ve stanicích s vodočtem a limnigrafickým přístrojem, popř. automatickým zařízením pro měření vodních stavů (limnigrafické stanice). Výhodou limnigrafického záznamu (limnigrafu) je jeho kontinuálnost. Na vodočetných stanicích pozorovatel odečítá hodnoty zpravidla 3x denně. Mimořádná pozorování se provádí v době povodní. Vodočty se rozlišují dle charakteru břehu v místě měření na svislé (např. na mostech) a šikmé, tam kde jsou břehy se šikmými svahy. Výpočet vodního stavu ze svislého vodočtu se provádí dle vzorce: l = l/ sin α. Síť vodoměrných stanic ČHMÚ v ČR tvoří celkem 521 stanic pozorující vodní stavy s vyhodnocením průtoků a 149 stanic pozorujících teplotu vody. Všechny vodoměrné stanice mají název podle katastru obce, kde se nacházejí, dále mají svoje databankové číslo a jejich seznam je na stránkách ČHMÚ ( /stanice.html). V seznamu jsou ke každé stanici její specifické údaje. Například stanice Olomouc Nové sady, řeka Morava: databankové číslo 3670, stanice měří průtok i teplotu od roku 1921 a spadá pod pobočku ČHMU Ostrava. Obr Vodočet svislý a šikmý (zdroj Kříž a kol.,?????) Odečty z vodočtu se provádí v 7, 12, a 18 hodin v letním období a v 8, 12 a 17 v zimním období, aby se odečítání provádělo za denního světla. Na vodočtu římské číslice znamenají metry a arabské číslice decimetry, jeden dílek má hodnotu 2 cm. Limnigrafy jsou automatické přístroje, které kontinuálně zaznamenávají hodnoty vodního stavu do grafu. Výstupem z limnigrafu je grafický záznam změn vodního stavu v čase a je vždy ve vazbě na konkrétní limnigrafickou stanici, a který se nazývá limnigram (limnigrafický záznam). Princip měření závisí na změnách pohybu hladiny vody v šachtě pod limnigrafickou budkou (obr ), který přenáší plovák na zapisovací zařízení v budce. Usazení nuly vodočtu v profilu toku, se dělá tak, aby byla vždy i pod nejnižší možnou hladinou vody v toku i v budoucnu (nesmí docházet k záporným hodnotám). Nula vodočtu se ale může poškodit při velkých povodních, které mohou vymílat koryto řeky. Její nadmořská výška je vztažena ke státní nivelaci (systém Balt), a protože známe její přesnou nadmořskou výšku, můžeme určit i absolutní hodnotu vodního stavu v m n. m. V době povodní frekvence odečítání může narůst až na každou hodinu. Pokud překročí vodní stav horní okraj vodočtu při povodni, používají se povodňové značky na zaznamenání nejvyšší hodnoty.

146 56 Hladina vody v šachtě je hydraulicky spojena s hladinou vody v řece a je ve stejné výšce. Nejrozšířenější jsou plovákové limnigrafy, ale existuje i pneumatický a elektrický typ. Obr Limnigrafická stanice a detail limnigrafu (autor: R. Pavelková Chmelová) Měření teploty vody Měření teploty vody se provádí v blízkosti vodočetné stanice. Teplota se měří denně pravidelně v 7 hodin. Měří se u hladiny na místě tomu určeném, které je ve stínu, alespoň jeden a půl metru od břehu, kde voda mírně proudí. V zimě se měří v otvoru v ledu v místě, kde voda proudí. K měření slouží rtuťový teploměr se stupnicí -12 st. až + 40 st. s přesností na jednu desetinu stupně. Aby měření nebylo ovlivněno teplotou okolní atmosféry je teploměr zasunut do ochranného skleněného pouzdra, na jehož spodní časti je našroubována nádoba, ve které se drží voda. Tento teploměr musí být ponořen minimálně 10 minut v proudící vodě. V současné době je ale měření postupně na stanicích nahrazováno kontinuálním měřením pomocí automatického teploměrného čidla. V důsledku různých činností člověka (vodní díla, vypouštění odpadní vody) dochází v mnoha vodoměrných profilech k ovlivnění přirozeného teplotního režimu říční vody.

147 Pozorování ledových jevů Ve vodoměrných stanicích se pozorují ledové jevy, které se na většině řek objevují téměř každou zimu. Tento druh pozorování má význam pro vyhodnocování vodních stavů a průtoků. Znalosti ledového režimu řek, ale i jezer a nádrží jsou potřebné proti zabránění škodlivého účinku ledu na technická zařízení, ale i k ochraně obyvatel a majetku před nebezpečím zimních a jarních povodní. Ledové jevy V období, kdy klesne teplota vody pod 0 st., začne voda na řekách zamrzat a ve vodoměrných stanicích jsou každodenně zaznamenávány ledové úkazy. Tvoření a pohyb ledu na tekoucích vodách probíhá ve třech hlavních fázích, podzimní, zimní a jarní. K podzimní fázi patří a) led u břehu v místech, kde je při březích malá rychlost vody, který doprovází b) ledové mázdry a c) plovoucí ledová tříšť, v bystřinných úsecích může vznikat d) dnový (hlubinný) led. Podzimní fázi zakončuje zámrz řeky a nastupuje zimní fáze. V některých místech ledové pokrývky mohou vznikat propary Zimni fáze končí dnem, kdy při jarním tání rozpuká ledová pokrývka a dá se do pohybu, nastává chod ledu (obr ). V místech přírodních nebo umělých překážek v korytě mohou vznikat ledové zácpy a bariéry. Obr : Chod ledu řeka Jizera březen Úkol / Úkol k zamyšlení 1. Najděte na stránkách ČHMÚ hydrologickou stanici nejbližší vašemu bydlišti a zjistěte o ní veškeré dostupné informace. Zamyslete, kdo využívá dat o průtocích a vodních stavech Splaveniny Splaveniny jsou výsledkem erozní činnosti vody, buď přímo v korytě řeky nebo v důsledku kinetické energie dopadajících kapek na zemský povrch.

148 58 Splaveniny dělíme na dvě skupiny: Plaveniny velmi jemné částice, které se ve vodě vznáší a usazují se při velmi malých rychlostech. Způsobují zanášení koryta, umělých kanálů a nádrží, ale i zúrodnění inundační oblasti řeky Dnové splaveniny hrubší částice, které jsou posouvány po dně (saltací). Způsobují tzv. divočení některých vodních toků, snižují splavnost, vytvářejí nánosy a mělčiny. Znalost režimu splavenin je důležitá při hrazení bystřin apod. Podle velikosti se dělí splaveniny do několika skupin: jemný písek 0,06-0,25 mm, střední písek 0,25-1 mm, hrubý písek 1-2 mm, drobný štěrk 2-8 mm, střední štěrk 8-30 mm, hrubý štěrk mm, kameny mm a balvany nad 250 mm. Měření plavenin spočívá ve zjištění množství unášených plavenin v průtočném profilu. Přístroj na měření plavenin - batometr je láhev se širokým hrdlem, v jejichž zátce jsou dvě trubičky a průměru 2 a 6 mm, z nichž do jedné vniká voda a druhou odchází vzduch (obr ). Osa přístroje musí být při měření ve směru proudu. Nádoba má objem 1 litr a dá se lehce vyměnit a přepravovat. Množství plavenin v objemové jednotce se nazývá zakalení a měří se v kg/m 3 nebo g/m 3. Batometr Obr : Batometr K měření a odebírání vzorků splavenin se používají tzv. lapáky. Každý stát používá určitý typ (Poljakov, Šumov, Muhlhofer) s ohledem na konkrétní poměry daných toků. Lapáky jsou buď s plnými stěnami, nebo se stěnami z drátěné sítě. Vzhledem k jejich méně dokonalým funkcím je jejich účinnost v rozmezí 50-80%. Odběry splavenin a plavenin nejsou nepřetržité, vzorky se odebírají v určitých časových obdobích a jen na určitých profilech. Měření průtoků Měření průtoků Z hydrologického hlediska je průtok (Q) množství vody, která proteče průtočným profilem za jednotku času. Udává se v m 3.s -1 nebo v l.s -1. Průtok můžeme zjistit několika způsoby. 5.I.2.1 Přímé měření průtoků Na velmi malých tocích a zvláště na pramenech lze měřit průtok přímo měrnou nádobou o známém objemu. Měří se doba, za kterou se nádoba naplní. Podle vzorce Q= V/t, kdy V je objem nádoby a t je čas jejího naplnění, se průtok vypočítá.

149 59 Ke zpřesnění výsledku se doporučuje provést měření třikrát a vzít z něj aritmetický průměr. 5.I.2.2. Měření průtoků přepady V potocích a korytech řek širokých do 1 až 2 metrů a s malými hloubkami, kdy není možné využít hydrometrickou vrtuli, se používá k měření průtoků měrných přepadů, zvaných též přelivy. Jsou to dřevěné nebo kovové stěny, kterými se koryto přepaží. Za stěnou přepadu dojde k vzdutí hladiny, vytvoří se nádrž a téměř se utlumí rychlost přitékající vody. Voda přetéká výřezem ve stěně dokonalým paprskem (působí gravitační zrychlení, dokonale provzdušnění paprsku apod.). K měření průtoků v přirozených korytech se nejčastěji používá ostrohranných přepadů s výřezem obdélníka (Ponceletův) a pravoúhlého rovnoramenného trojúhelníka (Thomsonův). 5.I.2.3. Měření průtoků pomocí hydrometrické vrtule (hydrometrování) Princip této metody je v měření rychlosti proudění vody a zjištění plochy průtočného profilu. Voda se pohybuje v říčním korytě většinou turbulentním pohybem vody. Podmínky pro pohyb vody v otevřeném korytě nejsou ve všech bodech průtočného profilu stejné. Nejméně příznivé jsou v blízkosti dna, břehů a hladiny, kde jsou rychlosti pohybujících se částic nejmenší. Vychází se při tom z definice průtoku, kterou vyjadřuje vztah: Q= F.v p, kde F je plocha průtočného profilu a v p průměrná rychlost proudění vody v měrném profilu. Průměrná rychlost v p v průtočném profilu a současně i plocha průtočného profilu se zjišťují pomocí hydrometrické vrtule. Skládá se z pevné části těla vrtule, z pohyblivé části vrtule, z kontaktního a převodního zařízení a směrového zařízení kormidla. Rychlost proudění se určuje pomocí počtu otáček pohyblivé části zařízení - vrtule za určitý časový interval. Počet otáček je přímo úměrný rychlosti proudění vody. Vztah mezi počtem otáček vrtule za vteřinu n a rychlostí proudící vody v je vyjádřen rovnicí: v = a + b.n,, kdy a konstanta vyjadřuje vnitřní tření celého zařízení vrtule a b konstanta vyjadřuje tření vodních částic o šroubovou plochu vrtule. Tyto konstanty jsou u každé vrtule uvedeny a musí se ověřovat tzv. tárováním v příslušném zařízení. Velikost, tvar a konstrukční vybavení hydrometrických vrtulí se řídí podle účelu měření. Na tocích s velkými hloubkami se používá velkých a těžkých vrtulí - torpéd, které jsou zavěšené na laně a usměrňovány výškovým a směrovým kormidlem. Na malých tocích se používá menších vrtulí připevněných na nastavitelném soutyčí (až do 3 metrů délky). Zařízení, které provádí tárování vrtulí v ČR je v provozu ve Výzkumném ústavu vodohospodářském T. G. Masaryka v Praze, které má oprávnění vydávat tato osvědčení, které je potom platné na určitou dobu nebo na určitý počet měření. Rychlost proudění vody v průtočném profilu se mění se vzdáleností od břehu a s hloubkou. Z toho vyplývá, že na stanovení průměrné rychlosti v průtočném profilu nestačí změřit rychlost proudění v jediném bodě tohoto profilu. Je nutné zvolit takový počet měření a umístění bodů, ve kterých se rychlost bude měřit tak, aby co nejlépe vystihlo rozdělení rychlosti vody v profile. Rychlost v praxi měří v měrných svislicích. Počet měřených bodů v jedné svislici závisí na hloubce vody ve svislici. Z měřených hodnot v jedné svislici se počítá střední rychlost proudění v s ve svislici podle vzorce: v s = 0,10 (v v 0,2h + 3 v 0,6h + 2 v 0,8h + v dno ),

150 60 kde v 0,2h atd. jsou rychlosti změřené v hloubce rovné 0,2, 0,6, 0,8 celkové hloubky h ve svislici. Plochu průtočného profilu F vypočítáme jako součet dílčích ploch omezených hladinou, dnem, břehy a svislicemi. Každá z nich má tvar geometrického obrazce, jehož plochu musíme vypočítat. Naměřené hodnoty můžeme hodnotit různými metodami, např. numerickým výpočtem, graficko- početní metodou (Harlacherova metoda) nebo metodou analytickou. V současnosti se naměřené hodnoty na průtočných profilech vyhodnocují pomocí specializovaných počítačových programů. Jméno profesora A. R. Harlachera je spojováno s významnými hydrometrickými aktivitami v Čechách, jako je založení vodoměrné sítě se systematickým pozorováním vodních stavů a především systematické měření průtoků, konstrukce měrných křivek a následně vyhodnocování průtokových množství i vytvoření metodiky predikce vodních stavů na dolním Labi. Originální byl i jeho vývoj elektrického integrátoru pro měření hydrometrickou vrtulí, kterým doplnil Voltmanovu hydrometrickou vrtuli a jež byla oceněna na Světové výstavě v Paříži 1878 zlatou medailí. Harlacherem zdokonalená hydrometrická vrtule byla rovněž uvedena do sériové výroby firmou Ott a definovala tehdejší standard pro tyto přístroje. 5.I.2.4. Měření průtoků pomocí indikátorů Princip této metody je v použití chemických roztoků nebo radionuklidů, které se přidají do proudící vody. Koncentrace chemického roztoku je známá a měří se míra zředění v kontrolním profilu. Tato metoda se používá převážně na horských bystřinách, kde velké nerovnosti dna koryta nedovolují změřit rychlost proudící vody výše zmíněnými klasickými metodami. Tato metoda není používaná často pro své nevýhody při určování koncentrace zředěného roztoku v dolním profilu vzdáleném od místa vypouštění 100 až 150 m. 5.I.2.5. Hydrotechnický výpočet průtoku Výpočet průtoku Během roku může nastat na vodním toku povodňová situace, kdy není možné změřit vodní stav ani kulminační průtok. K dispozici mohou být jen známky o horní hranici zaplavení údolního dna. V tomto případě se používá pro výpočet střední profilové rychlosti tzv. rychlostních vzorců. Základní z nich je Chézyho rovnice: v s = c., kde c je rychlostní součinitel, která je závislý na součiniteli drsnosti n, R je hydraulický rádius jako poměr plochy průtočného koryta a omočeného obvodu a I je hydraulický sklon hladiny v absolutních jednotkách (např. 0,001, což odpovídá 1 promile). Nejdůležitější pro přesnost výpočtu je stanovení rychlostního součinitele c, ke kterému se používá celá řada vzorců např. Pavlovského, Gnguilletův- Kutterův vzorec atd (viz kapitola 7.) 5.I.2.6. Měření průtoku pomocí moderních metod V současné době se s rozvojem techniky používá metod měření průtoků na základě měření pomocí ultrazvuku nebo alektromagnetické indukce. Příkladem takového přístroje je přístroj nesoucí označení ADCP (Acoustics Doppler Current Profiler). Bývá umístěn na člunu (obr ), kdy snímá vodní těleso pod sebou ultrazvukovou sondou.

151 61 Princip je ve vysílání signálů a jeho zpětného zachycování sondou, kdy změna frekvence indikuje informace o pohybu částic ve vodě a výsledné měření se ihned zobrazuje v počitači v příslušném programu (obr ). Metoda elektromagnetické indukce využívá proud vody jako vodiče a v uměle vytvořeném magnetickém poli naměřená velikost indukovaného napětí je přímo úměrná rychlosti proudící vody. Elektormagnetická indukce Obr : Přístroj ADCP při měření v Olomouci na Moravě a detail výstupu měření přístrojem ADCP (Pramen: R. Pavelková Chmelová) Měření průtoků systémem ADCP je založeno na Dopplerově jevu (ADCP =Acoustics Doppler Current Profiler) a slouží k měření rychlostí proudění a průtočné plochy a tím ke stanovení průtoku v měřeném profilu. Člun, na kterém je přístroj ADCP umístěn, se pohybuje od jednoho břehu vodního toku ke druhému a ultrazvuková sonda snímá akusticky vodní těleso pod sebou. Směrem ke dnu jsou vysílány ve čtyřech paprscích signály o dané frekvenci, jsou odráženy částicemi rozptýlenými ve vodě a zpětně zachyceny sondou ADCP jako tzv. echa. Změna frekvence mezi vysílaným a přijímaným signálem podává informace o pohybu částic. Systém ADCP je schopen rozlišovat přijatá echa z různých hloubek a na základě toho zkonstruovat rychlostní profil. Další ultrazvukové signály (reflexe ode dna řeky) jsou nutné k určení hloubky a rychlosti pohybu lodi. Pomocí naměřených hodnot je možné určit průtok. V Evropě je tento systém měření používán od roku Mezi hlavní výhody patří přesnost a rychlost měření na velkých tocích. Nevýhodou tohoto principu měření je nutnost dodržení minimální hloubky pod snímačem - 0,8m. Přístroje využívají pracovníci ČHMÚ pro svoji rychlost naměřeného průtoku v praxi od roku Vztah mezi vodním stavem a průtokem Z výše uvedených způsobů měření průtoků vyplývá, že měřit denně průtok podobně jako vodní stav na všech významných vodních tocích by bylo mimořádně nákladné. Dokonce při povodních je to často úplně nemožné. Hodnota průtoku je ale důležitá hydrologická veličina a pro hydrologickou praxi je potřeba znát její

152 62 hodnotu denně. Řešením je využití závislosti mezi vodním stavem a průtokem a konstrukcí měrné křivky průtoků (konzumpční křivky). Měrná čára průtoků je tedy graf závislosti mezi vodním stavem a průtokem v daném profilu řeky. Naměřený průtok vždy odpovídá dané poloze hladiny v místě jeho měření, neboli vodnímu stavu, který při měření průtoku zjistíme. Větší počet hodnot průtoků zjištěných při různých hodnotách vodních stavů, umožňuje zjistit vztah mezi průtoky a vodními stavy Q = f (H) a pomocí něho odvodit průtoky pro jakékoliv naměřené vodní stavy. Vodní stavy se ve vodoměrných stanicích pozorují soustavně denně, a proto z nich můžeme odvodit denní průtoky v jednotlivých stanicích. Měrné křivky průtoků se v jednotlivých měrných profilech aktualizují pravidelným měřením průtoků a to různou metodou v závislosti na charakteru koryta řeky a typu vybavení příslušné pobočky ČHMÚ. Frekvence měření je závislá na významnosti profilu řeky, na změnách podmínek v průtočném profilu atd. Průběh měrné křivky pro daný profil řeky není neměnný a je nutné ho neustále sledovat a upravovat. Způsobují ho různé rychlosti proudění vody nebo změna průtočného koryta, která se může změnit zanášením koryta nebo naopak erozí a odnosem materiálu při povodních. Rychlosti proudění vody se mění a) v závislosti na změnách sklonu hladiny, např. při povodních, b) v menších tocích v letních měsících může zarůstat tok vegetací a změní se drsnost koryta nebo c) v zimním období ovlivňuje rychlost i množství a druh ledových jevů. Z těchto důvodů může existovat pro jeden vodoměrný profil několik křivek průtoků, z nichž každá má časově omezenou platnost. Příklad / Příklad z praxe 1. Na internetových stránkách dole najděte hydrologickou stanici nejbližší vašemu bydlišti a zjistěte, jaký byl průtok a vodní stav dnes ráno. Jaké jsou hodnoty povodňových stupňů v této stanici? Využij tyto webové stránky: SHRNUTÍ K hlavním úkolů hydrometrie patří stanovení a ověřování metod měření hydrologických prvků, pozorování a systematické měření hydrologických prvků, které se provádí specializovanými přístroji a zařízeními, ukládání a zpracování hydrologických dat spojené s jejich zpracováním, vyhodnocováním a se zveřejňováním výsledků. K přístrojům, které se využívají v hydrologické praxi, náleží vodočet a limnigraf pro měření vodních stavů, hydrometrická vrtule pro stanovení bodové rychlosti proudící vody, přístroj ADCP pro stanovení průtoků, speciální teploměry v ochranném pouzdře pro měření teploty vody a v neposlední řadě ledoměrné tyče pro stanovení tloušťky ledu na vodní hladině. Výsledky těchto měření se vyhodnocují, archivují a hlavně používají pro rozhodovací procesy ve vodohospodářské praxi. Kontrolní otázky a úkoly 1. Jaké znáte metody na měření vodních stavů? 2. Kdy končí podzimní fáze ledových jevů? 3. K čemu slouží a jak se používá hydrometrická vrtule? 4. Jak dělíme splaveniny? 5. Vyjmenuj metody měření průtoků vody v toku. 6. K čemu slouží měrná čára průtoků?

153 63 Pojmy k zapamatování Vodočetná stanice, limnigrafická stanice, vodní stav, vodočet, limnigraf, plaveniny, dnové splaveniny, batometr, průtok, metody měření průtoku, hydrometrická vrtule, průtočný profil, měrná čára průtoků (konsumpční křivka), teplota vody, ledové jevy

154 64 7 Hydraulika vodního toku, fluviální činnost Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Popsat charakter proudění ve vodních tocích Vysvětlit jak vzniká meandr Charakterizovat říční nivu Vyjmenovat typy říčních údolí Vysvětlit pojem Říční krajina Doba potřebná k prostudování kapitoly: 90 minut. Průvodce studiem Při pohledu na letecké snímky našich přirozených vodních toků nás jistě napadne otázka, jak je možné, že nabývají tak různých podob. Někde prudce stékají po dně hlubokých horských údolí, Jindy se líně klikatí krajinou. Co zapříčiňuje tyto skutečnosti? Jaké tvary v krajině vytvořila sama řeka? Odpovědi nalezneme v následující kapitole. 7.1 Hydraulika vodního toku Na zemském povrchu se setkáváme s vodami stojatými (lentickými), které se pohybují minimálně nebo vůbec a vodami tekoucími (lotickými). Pro podobu reliéfu krajiny hrají významnou roli tekoucí vody, potoky a řeky, které své okolí modelují. Mluvíme tak o fluviálních pochodech, které podněcují vznik fluviálních tvarů. Činnost tekoucí vody může být rušivá (eroze) nebo naopak kreační (náplavy). K pochopení vzniku fluviálních tvarů je nutné znát základní hydraulické principy, které ve vodních tocích fungují. Na částice vody působí také Coriolisova síla, která se uplatňuje díky zemské rotaci. Způsobuje, že řeky, které na severní polokouli tečou od severu na jih, vymílají více západní (pravé) břehy, na jižní polokouli je tomu naopak. Vodní tokem myslíme soustředěné odtékání vody korytem, které může být přirozené nebo uměle zbudované (náhon, kanál atd.). Na částice vody ve vodním toku působí gravitační síla, která je žene ve směru sklonu dna. Kromě tohoto podélného proudění se ve vodních tocích uplatňuje také proudění příčné, které je způsobeno nepravidelnou trasou vodního toku a střídání obloukovitých úseků s úseky přímými. Výsledkem působení obou těchto proudění je šroubovité proudění (Beran 2009). Charakter proudění vodních částic je dán hloubkou vodního toku, rychlosti proudění a drsností dna a břehů. V 99% má charakter turbulentního proudění, vířivého. To znamená, že vodní částice se pohybují chaoticky, v různých úrovních a vrstvách kapaliny ve směru sklonu řečiště. V ideálním prostředí, za malých rychlostí, malých hloubek a při rovném dně, by se vyvinulo proudění laminární, kdy by částice proudily v jednotlivých vláknech či rovnoběžných vrstvách laminách (viz obr.x). Přechod mezi oběma typy proudění je dán tzv. Reynoldsovým číslem (R e ).

155 65 Turbulentní proudění Laminární proudění Obr. 7.1 Ukázka turbulentního a laminárního proudění (zdroj: Pro zájemce V rámci proudění vody v korytech rozlišujeme dva typy vodních toků ve vztahu k turbulenci. Hranice mezi oběma typy je daná tzv. Froudovým číslem (Fr). Kde Fr může nabývat hodnot <1 (klidný tok), >1 (bystřinný tok). v rychlost proudění vodního toku g gravitační konstanta D hloubka vodního toku Rychlost proudění vodního toku je závislá na spádu vodního toku, množství a viskozitě vody a šířce, hloubce, tvaru a drsnosti koryta. Obecně platí, že největší rychlost proudění ve vodním toce je dosažena nad nejhlubšími místy dostatečně vzdálenými od břehu, v určité hloubce pod hladinou. Důležitou roli hraje tření, které působí jako odporový faktor proti proudění vody podmíněné gravitací. Čím drsnější a nepravidelnější koryto bude, tím více bude působit na částice vody protichůdnou silou a bude je zpomalovat. Jak je vidět z obr v příčném profilu koryta bude dosaženo maximální rychlosti proudění ve vrchní polovině vodního sloupce, kde na částice nejméně působí tření nerovností dna a vzduchu při volné hladině. V situaci zámrzu řeky nebo tvorby ledové tříště bude maximální proudění zhruba v polovině vodního sloupce (obr ). Místa s největší rychlosti proudění ve vodním toku spojuje myšlená čára proudnice. V případě zámrzu řeky se nad průběhem proudnice často tvoří nezamrzlá místa tzv. propary. Rychlost proudění Obr Vertikální řez vodní masou koryta s maximálním prouděním při volné hladině a zamrzlé hladině (vlastní zpracování)

156 66 Výpočet rychlosti proudění Rychlost proudění se vypočítá z nám již známé Chézyho rovnice. Hodnota rychlostního součinitele C lze vypočítat z rovnic, které definovali různí autoři podle odlišných kritérií, mezi jinými to byly Manning, Pavlovskij, Strickler, Agroskin ad. Například rychlostní součinitel dle Manninga se vypočítá z rovnice: n stupeň drsnosti R hydraulický poloměr Pro n je dosazován koeficient dle drsnosti jednotlivých typů koryt: volné koryto bez nánosů a výmolů (0,025), koryto zarostlé a zanesené (0,05), bažinaté koryto zarostlé rákosem (0,133), umělé zděné koryto (0,017), zemní kanály (0,03) (dle Berana 2009). Voda ve vodním toku, která se pohybuje ve směru sklonu koryta díky gravitační síle, vykonává neustále práci, tj. působí na své okolí silou. Největší část této práce je spotřebována na překonání vnitřního i vnějšího tření (odporových sil). Další část práce a se spotřebovává na erozi břehů (viz níže) a dopravu sedimentů (splavenin) (Hubačíková, Oppeltová 2008). Voda je schopná vykonávat tím více práce, čím má větší unášecí sílu. Unášecí síla roste s průtokem a rychlostí proudění, která narůstá se sklonem hladiny (tzn. se sklonem dna i povrchu, po kterém se voda pohybuje) (Beran, 2009). 7.2 Vývoj vodního toku Horní tok Střední tok Dolní tok Na spádové křivce každého vodního toku můžeme vymezit tři úseky. První úsek (horní tok) je charakteristický velkým spádem a vysokou rychlostí proudění. Voda zde má nejvíce energie, díky které je schopna ve velké míře rozrušovat dno a břehy, tím se vodní tok směrem po toku rozšiřuje a prohlubuje. Hovoříme o aktivní činnosti vodního toku, které je nazýváno erozí. Erozí se do vodního toku dostává erodovaný materiál ve formě splavenin, který je vodní tok schopen přenášet na větší vzdálenosti. V druhém úseku (střední tok) se snižuje spád i rychlost proudění, snižuje se také energie vodního toku, který již výrazněji neeroduje, ale je schopen dál transportovat materiál z horního toku. V posledním úseku (na dolním toku), kde je malý spád i rychlost proudění, ztrácí vodní tok svoji unášivou schopnost a dochází k pasivní činnosti vody - akumulaci transportovaného materiálu. Toto rozdělení vodního toku je zjednodušené a zobecněné. Mnoho vodních toků nemá vyrovnanou spádovou křivku a střídají se úseky s různou rychlostí proudění. Míra eroze je také závislá na odolnosti břehů a dna koryta a souvisí tak s geologií podloží. Erozní schopnost vodního toku se také výrazně mění s narůstajícím průtokem a rychlosti proudění (např. při povodňových situacích). Obecně platí, že vodní tok se snaží dosáhnout profilu rovnováhy, tedy stavu, kdy spád, hloubka a šířka koryta jsou v rovnováze s průměrným průtokem a množstvím splavenin. Tím se udržuje rovnováha mezi erozí a akumulací. Vodní tok v tomto stabilním stavu téměř neeroduje ani neakumuluje, na každou odchylku pak vodní tok reaguje vyrovnáváním vlivu změny (Demek, 1983). Vodní tok se tak neustále vyvíjí. Typickým příkladem tohoto vývoje jsou zákruty a meandry (viz níže).

157 67 Spádová křivka Obr Spádová křivka vodního toku s vymezením jednotlivých úseků (zdroj: internet, upraveno) Pro zájemce Ve vodohospodářské praxi se stanovují tzv. vymílací a nevymílací rychlosti toku. Jedná se o kritické hodnoty rychlosti proudění, při kterých buď vodní tok svou sílu vyčerpává pouze na transport splavenin a jejich množství se ve vodním toku nezvyšuje ani nezmenšuje (nevymílací rychlost toku) nebo má vodní tok přebytek energie, díky které je schopen nejen transportovat sedimenty, ale také narušovat stabilitu dna a břehů a tím tvořit různé typy výmolů (vymílací rychlost toku) (Hubačíková, Oppeltová 2008). V následující tabulce jsou uvedeny průměrné nevymílací rychlosti ve vodním toku s profilem o hloubce 1 m pro koryta z různého materiálu. Materiál v v (m.s-1) hrubozrnný písek 0,6 hrubý štěrk 2,3 velké kameny 3,8 dlažba 8 Tab. X. Průměrné nevymílací rychlosti různého materiálu (dle Berana 2009) Eroze a vodní toky V rámci činnosti tekoucí vody v korytě vodního toku rozlišujeme tyto druhy eroze: Druhy eroze a, hloubková eroze (vodní tok se zahlubuje) b, boční eroze (vodní tok se rozšiřuje) c, zpětná eroze (vodní tok se prodlužuje) d, speciální (evorze, eforace) Na většině vodních toků se uplatňují všechny typy eroze. Na horních úsecích vodních toků se více uplatňuje eroze hloubková a zpětná, na středních a dolních

158 68 úsecích převažuje eroze boční (může se vyvíjet v rámci aluvia a říční nivy). Zpětná eroze vzniká zahlubováním partií horních toků a tím řeka prodlužuje svoji délku a často narušuje povodí jiné řeky. Zpětná eroze se ale také uplatňuje na skalních stupních a vodopádech, kdy vodní válce narušují skalní stěnu. Eforace je speciální typ eroze, při kterém dochází k vymílání stropů krasových chodeb, cele vyplněných vodou, která proudí pod tlakem (Petránek 1993). V roce 1875 byla J. W. Powellem publikována teorie erozní báze. Dle této teorie tvoří říční soustava určitý typ geosystému, kde jsou jednotlivé komponenty (vodní toky) na sobě závislé. Vodní tok vyššího řádu vytváří vždy erozní bázi pro vodní tok nižšího řádu (Demek 1983). Erozní báze tvoří dolní hranici erozních procesů. Rozlišujeme: a, hlavní erozní bázi (kterou je hladina světového oceánu) b, místní erozní bázi (každý bod na řece, který je místní erozní bází pro bod výše na toku, včetně všech přítoků) c, dočasnou erozní bázi (tvoří dočasný limit eroze, např. více odolné horniny, uměle vybudovaný stupeň atd.) V praxi to znamená, že se řeka nemůže zahloubit pod úroveň hlavní erozní báze (hladina světového oceánu) nebo, že se bod níže na toku, který tvoří místní erozní bázi, nemůže ocitnout nad úrovní bodu položeného výše na toku. Vodní tok by tak tekl do kopce. Dočasná erozní báze se poté vytvoří v místě, kde je znemožněno vodnímu toku erodovat a dále se zahlubovat, např. v odolné hornině nebo na umělém stupni (viz obrázek 7.2.1). Erozní bázi si tedy můžeme představit jako určitý řetězec maximálních limitů eroze. Půjdeme-li od ústí proti proudu, pak každý bod na vodním toku je erozním limitem pro bod nad ním. Obrázek 7.2.1: Teorie erozní báze (zdroj: Gabler, Pettersen, Trapasso 2007; upraveno) Splaveniny Při erozi se do vodního toku uvolňuje materiál, který se následně ukládá, ale může také zvýšit erozní schopnost řeky (např. hrubý materiál unášený proudem pomáhá více rozrušovat dno a břehy). Erozí uvolněný materiál ve vodním toku nazýváme splaveniny a rozlišujeme je na:

159 69 a, plaveniny b, dnové splaveniny Plaveniny jsou tvořeny jemnozrnným materiálem z minerálních částic (písek, jemné hlíny), který je volně unášen vodním tokem. Dnové splaveniny jsou hrubé částice (štěrk, oblázky, kameny), které jsou převalovány nebo vlečeny po dně, případně jsou částečně neseny proudem a částečně posunovány po dně pomocí skoků, tzv. saltace. V souvislosti se splaveninami hovoříme také o unášecí kapacitě vodního toku, tj. maximálním množství materiálu určité velikosti, který může tok dopravovat jako splaveniny na dně a unášecí rychlosti, tj. největší průměr částice, který je vodní tok schopen po dně dopravovat (Demek, 1983). Nejmenší částice, které se ve vodním toku pohybují, jsou rozpuštěné ionty uvolněné ze sedimentů a podloží, nejčastěji se jedná o Na +,Ca 2+ a K +. Podrobně vše znázorňuje obrázek x. Velikost sedimentů obecně klesá od pramene po ústí vodního toku. Postupné zjemňování sedimentů může být ale narušeno erozními sedimenty z břehů nebo jemnějším materiálem ze soutoku (Švehláková a kol. 2006). Obrázek : Pohyb splavenin ve vodním toku (zdroj: Thompson, Turk 1997, upraveno) 7.3 Fluviální tvary Následující přehled je výběrem nejznámějších fluviálních tvarů, které vznikly erozí a následnou akumulací, či kombinací obou. Jedná se pouze o základní přehled. Fluviálním tvarům reliéfu se podrobněji věnuje vědní disciplína geomorfologie, konkrétně fluviální geomorfologie. Usazeninám říčního původu se souhrnně říká aluvium, nehledě na druh a velikost sedimentovaného materiálu. Pro aluvium je typické třídění materiálu. Hrubý materiál se ukládá přímo ve vodním toku, u břehů a v přilehlé nivě převažuje jemnozrnný materiál.

160 Zákruty a meandry Jsou prakticky nejznámějším fluviálním tvarem. Jedná se o zvlněné úseky vodních toků, které se vytvářejí především v říční nivě. Při jejich vývoji se uplatňuje především boční eroze, ale i eroze hloubková (při nárazových březích). Meandry jsou zákruty koryta vodního toku větší délky, než je polovina obvodu kružnice opsané nad jeho tětivou a jejichž středový úhel je větší než 180 (Demek 1983). Pokud dojde ke spojení několika meandrů, hovoříme o meandrovém pásu. U meandru rozlišujeme několik částí. Předně je to konvexní nebo-li vypuklý břeh (tzv. jesep) a konkávní břeh (vydutý, tzv. výsep). Proudící částice vody v meandrech narážejí na vydutý břeh, který narušují a erodovaný materiál z něj transportují šikmo napříč korytem k dalšímu břehu. Při výsepním břehu dochází také ke tvorbě výmolů dna, takže vodní tok zde dosahuje největších hloubek. Mohou se zde také vytvořit břehové nátrže (svislé stěny v březích vzniklé boční erozí vodního toku). V průběhu transportu erodovaného materiálu dochází k poklesu unášecí rychlosti i kapacity a dochází k ukládání sedimentů. U jesepního břehu tak dochází k akumulaci naplavenin od jemnozrnných k hrubozrnným ve směru do středu vodního toku. Díky poklesu unášivé rychlosti a následné akumulaci dochází ke tvorbě tzv. brodů, míst kde je napříč vodním tokem akumulován materiál mezi dvěma výsepními břehy. Uvnitř jednotlivých meandrů se tvoří tzv. meandrové ostruhy. Ty se postupující boční erozí mohou zmenšovat a v nejužším místě (tzv. šíje meandru) se následně protrhnou. Dojde tak ke změně průběhu vodního toku a oddělená část meandru (tzv. odškrcený meandr) se postupně zazemňuje nánosy a vegetací. Postupně se zcela oddělí od vodního toku a za normálních vodních stavů již není protékán vodou, jedná se o mrtvé rameno (viz obr. X). Meandrový pás se postupným protrháváním posunuje směrem dolů po proudu. Intenzivní rozvíjení meandrů nastává v době rovnovážného stavu řeky. Příliš prudké toky nemeandrují (Hubačíková, Oppeltová 2008). Meandr Název meandr je odvozený z řeckého názvu řeky Maiandros (latinsky Maeandér), která je velmi křivolaká a protéká mezi Tureckem a Řeckem východozápadním směrem až k ústí do Egejského moře (Hubačíková, Oppeltová 2008).

161 71 Obr Schéma říčních zákrutů (zdroj: Huggett 2009, upraveno) Vývoj meandru Obr Schéma vývoje meandru (zdroj: upraveno)

162 72 Dle typu podloží, v jakém se meandr vyvíjí, rozlišujeme: volné meandry a zaklesnuté meandry. Volné meandry se objevují v široké nivě, zaklesnuté meandry potom v území se složitou geologickou stavbou, kde je meandrování podmíněnou různou odolností hornin (dochází tak tzv. nucené orografické křivolakosti). Obr Volné meandry Williams River na Aljašce a zaklesnuté meandry řeky Colorado (foto: N. D. Smith) Strže Strží rozumíme větší typ erozní rýhy, která se stále vyvíjí. Má charakteristický profil ve tvaru písmene V. Široce se zde uplatňuje hloubková eroze, se stržemi se setkáme nejčastěji na horních úsecích vodních toků, kde mají velký spád. Rozlišujeme strže typu ovrag (hluboce zaříznuté, stále se vyvíjející, nestabilní) a typu balka, které se vyvinuly z předchozího typu, jsou stabilnější a dno mají vyplněné sedimenty. V případě větší hustoty strží v území může vzniknout charakteristický reliéf tzv. badlands. Obří hrnce jsou kotlovité prohlubně, které vznikají vířivým pohybem vody v prohlubních balvanů a skalního podloží. Jejich vývoj je urychlen, víří-li v prohlubni ve vodě také erodovaný materiál, který podklad stále obrušuje, takovému typu eroze říkáme evorze (vymílání). V České republice mnoho obřích hrnců spatřit na řece Vydře nebo v úseku Stvořidel na řece Sázavě. Obr Erozí rozbrázděný reliéf typu badlands v Národním Parku Badlands v Jižní Dakotě (zdroj:

163 Údolí Údolí jsou protáhlé sníženiny, které vznikly říční činností a sklánějí se ve směru spádu vodního toku (Demek, 1983). Existuje několik klasifikačních systémů údolí. Vitásek (1958) rozčleňuje údolí dle tvaru příčného profilu na soutěsku, kaňon, těsné údolí a úval. Klimaszewski (1978) vyčleňuje 10 typů údolí na základě monografických charakteristik příčného profilu. Jedno z nejznámějších členění přinesl Demek (1983), který vymezil na základě vztahu mezi lineární erozí vodního toku (neboli hloubkové erozi - I) a vývojem svahů (boční erozi D) tyto typy údolí: A, soutěska výrazně převažuje (I) nad (D). Svahy soutěsky jsou rovnoběžné a šířka soutěsky v horních partiích je přibližně stejná jako v dolních partiích. Na dně soutěsky často najdeme obří hrnce, vodopády atd. Velmi hluboké soutěsky bývají nazývány kaňony. B, údolí ve tvaru písmene V vzniká při rovnovážném vývoji (I) a (D). Dno tvoří koryto vodního toku a směrem ode dna se údolí rozšiřuje. Podélný profil vodních toků v těchto údolích bývá nevyrovnaný. Údolí přítoků se nestačí zahlubovat stejně rychle jako údolí hlavního toku a mohou tak vzniknout visutá údolí, z nichž voda přepadá do hlavního toku. C, neckovitá údolí vznikají při převaze (D) nad (I). Vodní tok meandruje při širokém údolním dně a střídavě podkopává údolní svahy, ty jsou většinou skalnaté. Mezi údolními svahy a dnem je zřetelný lom spádu. V prostoru údolního dna je nezřídka vyvinuta údolní niva. D, úvalovitá údolí údolí se širokým dnem, kde výrazně převládá (D). Údolí pozvolna přechází do mírných svahů pokrytých sedimenty, bez výraznější paty svahu Říční terasy Říční terasy jsou bývalá údolní dna proříznutá vodním tokem. Údolní dno se vyvíjelo ve fázi vertikální stability, proříznuto bylo v následující fázi vývoje údolí (Demek, 1983). Říční terasy jsou tedy stupně, které jsou tvořeny zarovnaným povrchem bývalého dna a poté prudkým svahem. Rozlišujeme říční terasy erozní (vznikly erozí vodního toku skalního dna)a terasy akumulační (zbytky proříznuté údolní nivy). Na základě vývoje říčních teras můžeme doložit střídání dob ledových a meziledových, tedy období s intenzivní erozí a akumulací. Nejstarší terasa je potom ta nejvýše položená (např. terasy Vltavy). Schéma vzniku říčních teras Obr Vznik říčních teras (zdroj:

164 74 1, erozní terasa ve skalním podloží; 2, akumulační říční terasa v aluviu; 3, tři terasové stupně vzniklé postupným zařezáváním toku Obr Schéma vltavských teras. Původní třetihorní údolí se nacházelo přibližně o 160 m výše, než dnes. (zdroj: Štěrková lavice Štěrková lavice Štěrkovou lavici tvoří nánosy hrubších usazenin nejčastěji při břehu říčního toku. Ukládají se za vyšších průtoků, při ztrátě unášivé rychlosti. Na štěrkových lavicích se při opadu vyšších vod zachytávají povodňové hlíny a rozšiřuje se zde následně náletová vegetace. Ta utváří ze štěrkových lavic unikátní biotopy, jejichž společenstva jsou adaptována na časté disturbance. Zároveň však vegetace zpevní lavici, která je tak odolnější proti erozi a v případě povodňových vod může vytvářet překážku v průtočném profilu (Birklen a kol. 2008). Obr Štěrkové lavice vytvořené ve vodním toku a vzniklé za povodní v intravilánu (foto: arnika, kge.zcu.cz) Náplavový kužel Náplavový kužel Je akumulační tvar kuželovitého tvaru z říčních sedimentů (Smolová, Vítek 2007). Vytváří se v místech úpatí svahu, kde se prudce mění sklonové poměry vodního toku.

165 75 Kužel se rozevírá směrem do údolí. Vodní tok se v kuželu může rozvětvovat na několik ramen (tzv. divočení vodního toku) a tím vyrovnat rychlou změnu spádu. Při spojení dvou a více náplavových kuželů vznikají úpatní haldy nebo piedmontní nížiny. Obr Náplavový kužel a divočení vodního toku (foto: NASA, 2012) Říční niva Vymezení nivy je v některých případech sporné, v závislosti na oboru, který se nivou zabývá. Dle široce uznávané definice se říční nivou rozumí akumulační rovina podél vodního toku, která je tvořena fluviálními sedimenty a při povodních bývá zpravidla částečně či celá zaplavována (Křížek, 2012). Nachází se tedy v inundační (záplavové oblasti). Pedologie chápe říční nivu jako oblast výskytu fluvizemí a glejů. Biologie a krajinná ekologie vymezuje nivu dle specifických biochor a ekosystémů. Údolní niva je od ostatních částí reliéfu většinou oddělená hranou od údolního svahu nebo říční terasy, ostrost hrany závisí na lokálních podmínkách. Rozlišujeme dva typy údolní nivy konkávní a konvexní. V případě konvexních niv je okolí vodního toku vyvýšeno nad okolní nivu z důvodu sedimentace větších částic vznikají tak agradační valy. Za agradačními valy následuje mírně ukloněná střední část nivy a poté snížená okrajová část nivy. Velikost sedimentů poté klesá směrem od gradačního valu k okraju nivy, kde se za povodní ukládají jemné povodňové hlíny a vznikají periodické tůně. Takové říční nivy se vyskytují v okolí velkých toků. Ploché nivy nebo mírně prohnuté se vyskytují u středních a malých vodních toků. Šířka nivy se zvětšuje s délkou vodního toku (Křížek, 2012). V prostoru říční nivy mohou vznikat různé erozní a akumulační formy reliéfu. Rozlišujeme zde korytovou facii (ukládání uvnitř zákrutů a meandrů, většinou písek a štěrk), povodňovou facii (usazení jemných sedimentů při povodních), facii břehových valů (jemné sedimenty s vysokým obsahem humusu) a facie mrtvých ramen (v sedimenty fluviálních jezer). Břehy vodních toků se zde dynamicky vyvíjí, stabilnější jsou ty, které jsou porostlé vegetací, která je svým kořenovým systémem zpevňuje. Při povodních však vegetace působí jako bariéra průtoku. Do vývoje říční nivy zasahuje velkým způsobem činnost člověka. Nivy jsou měněny v kulturní zemědělskou krajinu nebo v intravilán měst. Říční niva Facie

166 76 Oblasti přirozeného rozlivu řek jsou tak výrazně omezeny, stejně jako vodní kapacita krajiny. Nelze se tedy divit, že má řeka při povodních tendenci rozlévat se do svého původního inundačního koryta a působí tak škody na majetku, který jí člověk postavil do cesty. Obr Konvexní říční niva a její části (Pearson Prentice Hall, 2005) Vegetace říčních niv Výzkumem sedimentů, které se ukládaly v nivě, můžeme určovat nejenom historické povodně, ale také zkoumat erozní a akumulační činnost v rámci posledního glaciálu. Říční niva je významným stabilizačním prvkem v krajině. Tvoří důležitý koridor pro transport organismů, látek a energie. Pro nivu jsou typické nížinné lužní lesy. Ty se někdy člení na měkký a tvrdý luh. Měkký luh se vytváří na vlhkých stanovištích a je tvořen vrbami, olšemi a topoly. Na sušších místech, krátkodobě zaplavovaných se uplatňuje tvrdý luh s jilmy, javory, jasany, duby a lípamami. V bylinném patře lužních lesů převažují geofyta, která před olistěním keřového a stromového patra výrazně a hojně kvetou (tzv. jarní efekt). V nivě českých řek dále nalezneme aluviální louky s travinami (psárkou luční, metlicí trsnatou), vlhkomilnými bylinami (pryskyřník prudký, kostival lékařský, kohoutek luční) a v době vysušení s kosatcem sibiřským nebo podzimním ocúnem jesenním. Vyskytuje se zde i spousta nepůvodních druhů, u nichž je zapotřebí jejich regulace, neboť se velmi dobře nivou šíří (křídlatka, netýkavka žláznatá, hvězdnice kopinatá, zlatobýl obrovský) (Chuman,2012). 7.4 Říční krajina Vodní toky chápeme jako přirozenou součást naší krajiny. Samotné vodní toky však vytvářejí ve svém okolí unikátní podmínky, díky kterým se kolem řeky vyvíjejí specifické formy reliéfu, ale také specifická biologická společenstva, specifické ekosystémy. Vodní tok je tak nejen součástí krajiny, kterou protéká, ale vytváří krajinu zcela novou, která je na něm absolutně závislá. Tuto krajinu nazýváme říční krajinou (River landscape). Termín vznikl v 80. letech 20. století a jeho autorem je olomoucký profesor Otakar Štěrba. Ten definuje říční krajinu jako ekologický systém (supraekosystém), který je tvořen ekosystémem současné řeky a přilehlými ekosystémy, které jsou touto řekou vytvořeny nebo zásadním způsobem podmíněny (Štěrba a kol. 2008). Říční krajina je tedy samostatný typ krajiny, chorické prostorové dimenze a nikoli pouze biokoridorem v krajině. Je vyvinuta od pramenů řek až k jejich ústí.

167 77 V příčném profilu je říční krajina rozložena na půdorysu aluviálních náplavů, ohraničena první pravou a levou říční terasou. Pokud říční terasy nejsou vyvinuty, pak je říční krajina v profilu vymezena úpatími údolních svahů nebo skal. Vertikálně je říční krajina vymezena povrchovými částmi (stromy, stavby atd.) se shora a podpovrchovými částmi sedimentů ze spodu. Zatímco v pramenných částech řek je říční krajina široká sotva několik desítek centimetrů (často pouze koryto a břehová část), na dolním toku dosahuje její šířka až několik kilometrů (údolní niva, delta). Všechny součásti říční krajiny jsou patrné na obrázku. Obr. 7.4 Schematický příčný řez říční krajinou (zdroj: Štěrba 2008) Hlavní funkce říční krajiny dle O. Štěrby (2008) jsou: Geofyzikální (tvorba geomorfologických tvarů, nivy, říční sítě, eroze atd.) Půdotvorná (kolem vodních toků se z nánosů tvoří nové půdy, nejčastěji fluvizemě) Klimatická (vliv na mikro a mezoklima) Hydrologická (infiltrace, zvýšení hladiny podzemní vody, vedení vody, zadržení vody, zdroj vody pro organismy) Ekologická (životní prostředí, migrace, samočištění, produkce biomasy, biodiverzita) Společensko-ekonomická (rekreační, ekonomická, obytná ) Funkce říční krajiny Kromě klasických říčních krajin existují i speciální typy. Jedná se o říční krajiny podzemních krasových řek, ledovcových řek, které protékají pod ledovcem nebo meandrují přímo v ledovci a poté periodické vodní toky pouští a polopouští (creeky, vádí). V rámci výzkumu říčních krajin v ČR došel tým O. Štěrby k závěrům, že říční krajina pokrývá v České republice přes ha a tvoří zhruba 10% rozlohy naší republiky. Největší podíl na ploše říční krajiny mají paradoxně krátké, většinou bezejmenné vodní toky (viz obr.), proto je nutné dbát na ochranu a dohlížet na správné hospodaření na těch nejmenších vodních tocích. Jejich vymizení či přílišná regulace by mohla nenávratně poškodit říční krajiny a funkce, které plní.

168 78 Obr Rozložení celkové plochy říčních krajin podle vzdálenosti od pramene, ve vztahu k celkové ploše ČR (dle Štěrby a Bednáře 2008) Úkol / Úkol k zamyšlení Na fotografii Vltavy (A. Motejla) určete a popište všechny fluviální tvary. SHRNUTÍ Proudění v říčních tocích j většinou trubolentní. Vodní částice jsou schopny při dosažení určité rychlosti narušovat dno a břehy, tím dochází ke vzniku eroze a erozních fluviálních tvarů (meandry a zákruty, říční terasy). Erodovaný materiál ve formě splavenin je vodním tokem dále transportován a ukládán v akumulačních tvarech (náplavový kužel, říční niva). Řeka se svou nivou vytváří zcela unikátní typ krajiny, kterou nazýváme říční krajina.

169 79 Kontrolní otázky a úkoly 1. Jaké máme hlavní dělení fluviálních tvarů? 2. Vysvětlete a zakreslete princip tvorby meandrů. 3. Jaké jsou součásti říční nivy? 4. Co je to říční krajina, jak ji vymezujeme a jaké funkce plní v krajině? Pojmy k zapamatování Laminární pohyb, turbulentní pohyb, Reynoldsovo číslo, hloubková eroze, boční eroze, zpětná eroze, evorze, meandr, výsep, jesep, šíje meandru, mrtvé rameno, říční terasa, náplavový kužel, badlands, ovrag, balka, údolí, soutěska, profil rovnováhy, fluvizem, říční krajina, říční niva.

170 80 8 Režim vodních toků Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: vysvětlit termín hydrologický režim vodního toku vyjmenovat a vysvětlit měrné jednotky odtoku jak se hodnotí průtok a vodní stav jaké jsou hydrologické modely a další metody výpočtů hydrologických charakteristik Doba potřebná k prostudování kapitoly: 60 minut. Průvodce studiem K vystižení režimu řek a ke vzájemnému porovnání poměrů jednotlivých řek i podmínek pro odtok na jejich povodích se používá absolutních a relativních odtokových jednotek a základních hydrologických veličin a metod jejich zpracovaní, které budou stručně zmíněny v následujících podkapitolách. Hydrologickým režimem chápeme zákonitosti změn hydrologických prvků v čase a prostoru, způsobenými fyzickogeografickými činiteli (srážky, teplota vzduchu atd.), popřípadě umělými zásahy. Rozlišujeme potom režim vodního toku přirozený, který není ovlivněn umělými zásahy a režim ovlivněný, který může být ovlivněn vzdutím hladiny vlivem vodní stavby nebo změna teploty vody ve vodním toku v důsledku existence vodní nádrže na řece. Podle jednotlivých hydrologických prvků pak můžeme definovat režim vodních stavů, režim průtoků, teplot a ledový režim řek. 8.1 Měrné jednotky odtoku Průtok Specifický odtok Odtok Odtoková výška Základní jednotkou pro odtok vody v korytě řeky je průtok (značíme Q)., který je základní měrná jednotka odtoku a budeme se o ní zmiňovat v další kapitole. Průtok vody Q vztažený na jednotku plochy povodí S p nazýváme specifickým odtokem q. Určuje se v m 3.s -1.km -2 nebo v l. s -1.km -2. Pro posouzení vodnosti a celkových podmínek pro odtok v jednotlivých povodích nebo jejich částech to tato charakteristika dobře umožňuje. Specifické odtoky závisí na podmínkách geografických a klimatických. Další měrnou jednotkou odtoku je odtok, značíme ho V o a je to objem vody, který odtekl z povodí nebo vodního útvaru za daný časový úsek. Objem, který z povodí odteče za uvažované časové období (den, měsíc, rok), se vyjadřuje v m 3, popř. v km 3. Pokud objem odtoku přepočítáme na celou plochu povodí, tj. že vyjádříme výšku vrstvy vody, která by se vytvořila při rovnoměrném rozprostření množství odteklé vody po ploše daného povodí, pak mluvíme o odtokové výšce H O, která se vyjadřuje v mm a je vztažena k danému časovému intervalu.

171 81 Analogicky se určuje výška srážek H S, která vyjadřuje výšku vrstvy vody srážek, která by se vytvořila při rovnoměrném rozprostření množství srážek spadlých na plochu daného povodí. Vyjadřuje se v mm a je vztažena k danému časovému intervalu (rok). Podobně určíme i výšku výparu (evapotranspirace) H E, která vystihuje výšku vrstvy celkového výparu, která by se vytvořila při rovnoměrném rozprostření množství výparu z plochy daného povodí. Vyjadřuje se také v mm a je vztažena k danému časovému intervalu (rok). Výška srážek Výpar Pro tyto charakteristiky platí základní rovnice hydrologické bilance: H S = H O + H E Součinitel odtoku φ je číselná hodnota, která vyjadřuje celkové podmínky pro odtok v povodí bez vlivu geografických činitelů prostředí v povodí. Je to podíl výšky odtoku a výšky srážek. Udává se jako bezrozměrná veličina nebo se může vyjádřit v %. Číslo, vyjadřuje jaké procentuální množství srážek z povodí, odteklo. Pokud se kterákoliv veličina vztahuje na období roku, jde zpravidla vždy o rok hydrologický, který v našich zeměpisných podmínkách začíná a končí následujícího roku, jehož letopočtem se i tento rok označuje. Příklad hydrologický rok 2012, začal a skončí Součinitel odtoku Hydrologický rok 8.2 Hodnocení průtoků Režimem průtoků se rozumí typické změny vodnosti řek v daných časových úsecích (dny, měsíce, roky, desetiletí apod.) Druh režimu je výsledkem působení mnoha činitelů, které působí v celém povodí a ovlivňují nejen odtok z plochy, ale i odtok přímo v říčním korytě. Ze zdroji vodnosti řek souvisí i časově rozložení odtoku vody z povodí v průběhu roku. Základní zdroje vodnosti jsou voda z dešťů, z periodické sněhové pokrývky, z ledovců nebo trvalé sněhové pokrývky nad sněžnou čárou a z podzemní vody. Průtok je množství vody, které proteče za jednu vteřinu příčným průřezem koryta. Denní průtoky ( Q d ) se mohou označit pojmem průměrný denní průtok jen v případě, kdy byl stanovem na základě limnigrafického záznamu. Na základě měrné křivky průtoků jsou pro většinu vodoměrných profilů udávány denní průtoky. Z denních průtoků se stanovují nejen měsíční průtoky (Q M ), ale i průtoky roční (Q R ). Důležité je ale i stanovení dlouhodobého průměrného průtoku Q a, který se nazývá normál, který vyjadřuje průměrnou vodnost řeky za určité časové období např Stanovení dlouhodobého průměrného ročního průtoku (Qra): Průměrný roční průtok je-li pro daný profil toku k dispozici dostatečně dlouhá řada pozorování, vypočítáme tento aritmetickým průměrem není-li pro výpočet dostatečně dlouhá řada pozorování, tak máme několik možností, např. prodloužíme řadu průměrných ročních průtoků Qr grafickou extrapolací (přibližné a subjektivní) nebo použijeme statistických metod, např. korelace, tj. řadu ročních průtoků Qr (minimálně 10 členů) nebo prodloužíme pomocí korelačního vztahu s dostatečně dlouhou řadou v jiném profilu (povodí) atd.

172 82 hodnotu Qra při nedostatku pozorování v daném profilu můžeme vypočítat také z bilanční rovnice povodí Hydrogram Histogram Čas překročení průtoků Podkladem pro vyjádření časových změn v profilu je chronologická čára průtoků hydrogram. Je odvozená z měřených vodních stavů. Z hydrogramu zjistíme nejen maximální a minimální hodnotu sledované hydrologické řady, ale i změny průtoků v průběhu roku, jejich kolísání a velikost amplitudy. Čára rozdělení četností výskytu (histogram) je závislost mezi hodnotami průtoků a absolutní četností výskytu (počtem výskytů). Průměrné denní průtoky se rozdělí do třídních intervalů a zjišťuje se počet výskytů v jednotlivých intervalech. V histogramu se určuje modus. Je to hodnota průtoku, která se nejčastěji vyskytla za dané období. Čára překročení průtoků vyjadřuje závislost mezi hodnotami průtoků a kumulativní četností, tj. počtem dosažení nebo překročení těchto hodnot za uvažované období. Zpracovává se: čára překročení průměrných denních průtoků: v daném roce z průměrných denních průtoků čára překročení dlouhodobých průměrných denních průtoků: za dlouhodobé období, za řadu let (z průměrných dlouhodobých denních průtoků) Z čáry překročení průtoků se určuje medián neboli obyčejný průtok. Je to průměrný denní průtok, který je 50 % výskytu dosažen nebo překročen, dále se určují M- denní průtoky. M-denní průtok Q md je průměrný denní průtok, dosažený nebo překročený po M dní ve zvoleném časovém období. (násobek 30, tj. Q30d až Q330d, dále Q355d a Q364d). Obvykle se za délku časového období volí hydrologický rok. Například Q 30 = 28 m 3.s -1 znamená, že po dobu 30 dní v roce byl dosažen nebo překročen průtok 28 m 3.s -1, po zbytek roku byl tento průtok nedostupný. Je to velký průtok. P-procentní denní průtok je průměrný denní průtok dosažený nebo překročený po p % počtu dnů ve zvoleném časovém období. Pravděpodobnost p = 1, 2, 5, 10, 20, 50, 80, 90, 95, 99, %. Určuje se z čáry překročení průtoků. Dále se stanovují extrémní hodnoty průtoků. Maximální průtok Q max je největší (kulminační) průtok povodňové vlny v určitém období (den, měsíc, rok, řada let). N- letý maximální průtok Q max,n j největší (kulminační) průtok povodňové vlny, který je dosažen nebo překročen v dlouhodobém průměru jednou za N let. (Q1, Q2, Q5, Q10, Q20, Q50, Q100). Minimální průtok Q min je nejmenší průměrný denní průtok v určeném období (den měsíc, rok, řada let). N-letý minimální průtok Q min,n je nejmenší průměrný denní průtok, který je dosažen nebo nedostoupen průměrně jednou za N let.

173 Hodnocení vodních stavů Po stanovení hodnot vodních stavů je základním způsobem jejich vyjádření do chronologické čáry vodních stavů za určité časové období. Z množiny naměřených dat se tímto způsobem stává hydrologická řada. Konstrukce grafu je jednoduchá. Na osu X se vynáší jednotky času a na osu Y hodnoty příslušných naměřených nebo vypočítaných hodnot vodních stavů. Z chronologické řady se dá zjistit maximální a minimální vodní stav. Rozdíl těchto hodnot se nazývá variační rozpětí amplituda. Pomocí jednoduché statistiky získáváme další hodnoty jako u zpracování dat průtoků, jako je aritmetický průměr (měsíční, roční, dlouhodobý), modus, medián. Při analýze ročního chodu vodních stavů je v hydrologické praxi nutné znát jak dlouho byl na sledovaném vodním toku určitý vodní stav překročen. Podobně jako u průtoků konstruuje se čára překročení. Hodnoty z této křivky obecně označujeme jako M denní vodní stavy, kde M je počet dní (nejčastěji 30, 60, 90, 280, 330, 354 atd.). Celý postup je možný v současnosti automatizovat pomocí standardních počítačových programů. Čára překročení Příklad / Příklad z praxe Konstrukce čáry překročení: nejmenší počet prvků hydrologické řady vodních stavů je 365 dní, počet dní v daném sledovaném roce. Ten si nejprve rozdělíme do třídních intervalů pravidelného nebo nepravidelného rozsahu, nejčastěji volíme 10 až 20 pravidelných intervalů. Při tomto počtu dosáhneme nejmenší chyby. Zjistíme, kolik vodních stavů ze sledované řady patří do příslušného intervalu a vypočítáme kumulativní četnost. Na základě těchto hodnot vykreslíme čáru překročení vodních stavů tak, že na osu X vynášíme hodnoty kumulativní četnosti a na osu Y hodnoty vodních stavů (horní hranici intervalu. Z tohoto grafu můžeme zjistit dobu (počet dnů), po čas kterých je dosáhnutá nebo překročená určitá hodnota vodního stavu. 8.4 Hydrologické modely a další metody používané v hydrologické praxi Model je zjednodušené vyjádření reality pro účely popisu, vysvětlení, prognózy nebo plánování. Umožňují simulovat skutečný hydrologický proces, ale také předpovídat chování povodí v různých extrémních situacích. Matematický model srážko-odtokového procesu existuje již od 60. let 20. století, jeho plné využití je datováno od 80. let spolu se zaváděním počítačů a počítačových programů

174 84 Vlastnosti hydrologických modelů: nesmějí být příliš složité nesmějí být duplicitou reality přílišná jednoduchost snižuje význam modelovaného jevu musí věrohodně popisovat hlavní vlastnosti modelovaného jevu Aplikace modelů v hydrologii má velkou škálu možností jako je pohyb vody v řečišti, přenos hmoty ve vodě, chemické složení, znečištění, odtok vody z povrchu, různé erozní modely, model vytváření a tání sněhové pokrývky, srážkoodtokový model, model simulující chování nádrží nebo model proudění vody korytem. Modely se dělí podle mnoha parametrů např. podle kauzality (deterministické a stochastické), dále detailněji rozebereme dělení podle dle využití a dle prostorové diskretizace. Dělení modelů dle účelu využití: modely v operativní hydrologii okamžitá data ze stanic a radarů, krátkodobá předpověď vodních stavů a průtoků v profilu předpovědní systém FFS (Flood forecasting system) modely pro návrhovou a projekční činnost ve VH dlouhodobější předpovědi, povodňové ochrany, technické stavby modely využívané ve výzkumu experimentální povodí, podrobnější výzkum jednotlivých komponent srážko-odtokového procesu a jejich přesnější popis Modely dle prostorové diskretizace: celistvé modely ( lumped models ) parametry charakterizující povodí (veličiny i časové řady) jsou vztahovány k celému nebo dílčímu povodí, data bodově měřená (stanice), přepočítání pomocí geostatistických metod na plošné hodnoty (obr. 8.4) Obr. 8.4: Příklad využití celistvého modelu v povodí

175 85 distribuované modely distribuované parametry, prostorová variabilita vstupních a výstupních parametrů, rozdělení povodí GRIDEM (čtvercová či trojúhelníková síť, max. do 1 km 2 ) na elementární odtokové plochy, pro každé políčko charakteristická hodnota parametru (obr ) Distribuované modely Obr : Přiklad využití distribuovaného modelu v povodí semi-distribuované modely - rozdělení povodí na elementární odtokové plochy (hydrotypy), které se vyznačují homogenními prostorovými parametry (stejný půdní druh, vegetační kryt atd.), jsou nejhojněji využívané, využívá se kombinace prostorové distribuce parametrů hydrologického systému a respektování územních faktorů ovlivňujících odtokový režim jako je topografie, půdní podmínky, pokryv, hydrogeologie (obr ). Semi-distribuované modely

176 86 Obr : Příklad využití semi distribuovaného modelu v povodí V hydrologii se dále využívají metody pro různé účely výpočtů. Často tvoří moduly hydrologických modelů např. DesQ MAX. využívá CN křivky. Pro výpočet odtokové ztráty v každém pixelu povodí se používá metoda CN-křivek, která je v hydrologické praxi nejznámější a často používana. Metoda CN-křivek byla vypracována Soil Conservation Service (SCS) v USA a pro naše poměry úspěšně adaptována (Janeček, 1992). Metoda umožňuje stanovení objemu přímého odtoku a kulminačního průtoku na zemědělsky a lesnicky využívaných povodích, i na povodích urbanizovaných, do velikosti plochy povodí cca 10 km2 (SCS, 1986 in Kulhavý, Kovář, 2000). Účelem metody je kvantitativní ohodnocení hydrologických funkcí krajinných složek. Metoda ve svém řešení zohledňuje závislost retence povodí na hydrologických vlastnostech půd, počátečním stavu nasycenosti půd a způsobu využívání půd a hydrologických podmínkách. Odtok je především určen množstvím srážek, infiltrací vody do půdy, vlhkostí půdy, porostem, nepropustnými plochami a retencí povrchu. Základním vstupem metody CN křivek je srážkový úhrn o určitém časovém rozdělení, za předpokladu jeho stejnoměrného rozdělení po ploše povodí. Objem srážek je přeměněn na objem odtoku pomocí čísel odtokových křivek. Jejich hodnoty jsou závislé na hydrologických vlastnostech půd, vegetačním pokryvu, velikosti nepropustných ploch, intercepci a povrchové akumulaci. Čísla odtokových křivek jsou tabelizována podle hydrologických vlastností půd rozdělených do 4 skupin: A, B, C, D na základě minimálních rychlostí infiltrace vody bez pokryvu po dlouhodobém sycení a využití půdy, vegetačního pokryvu.

177 87 SHRNUTÍ Hydrologické jevy jsou ve své podstatě náhodné (stochastické). Není možné stanovit přesně výskyt náhodného jevu, jsme schopni pouze odhadnout pravděpodobnost tohoto výskytu. Při popisu náhodných jevů se využívá poznatků z teorie pravděpodobnosti, resp. statistiky. V hydrologické praxi se využívá standardizovaných hydrologických charakteristik a metod jejich zpracování. Tyto hodnoty často slouží jako vstupní údaje do hydrologických modelů, které mají různé možnosti využití v hydrologické praxi (od předpovědí, po možné návrhy hydrologických situací a možností návrhů třeba prevence atd.). Kontrolní otázky a úkoly 1. Jaké základní charakteristiky průtoku se zjišťují a vypočítávají? 2. Vysvětli, co se dá vyčíst z čáry překročení. 3. Vysvětli základní principy hydrologických modelů. Pojmy k zapamatování Hydrologický režim vodního toku, odtokové charakteristiky, specifický odtok, výška srážek, výška odtoku, objem odtoku, součinitel odtoku, modus, medián, maximální a minimální hodnoty průtoku a vodního stavu, čára překročeni, hydrogram, hydrologické modely, CN křivky

178 88 9 Extrémní jevy v povodí Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Rozlišit typy povodní a jejich příčiny Popsat povodňovou situaci Vysvětlit pojem sucho Doba potřebná k prostudování kapitoly: 50 minut. Průvodce studiem V současné době slýcháme o povodních ve sdělovacích prostředcích často. Je to častěji než dříve? Kdo za to může? Povodně tady dlouhou dobu nebyly a může se zdát, že jsou něčím extrémním. Je třeba si ale uvědomit, že na to celé ale nahlížíme v časovém horizontu jedné generace čí z hlediska délky historických záznamů měření. Podíváme-li se na povodně v horizontu let, pak zjistíme, že se ve střední Evropě vyskytlo několik na povodně bohatých období a že povodně tady byly i dříve než začal člověk výrazně měnit své životní prostředí. Povodně jsou pro krajinu přirozenou součástí a jsou přirozenou součástí života řeky samotné, tak rostlinných a živočišných společenstev údolní nivy a tedy i člověka, který v ní žije. Lidská paměť je však krátká. Těsně po povodni nebo v oblastech, kde dochází k pravidelným záplavám, lidé s tímto jevem počítají a přizpůsobují se mu, ale v místech, kde delší dobu k žádné povodni nedošlo, jako by si toto riziko nepřipouštěli. Historicky byla většina sídel budována v blízkosti toků, ale na vyvýšených místech, kde byla přirozeně chráněna před povodněmi a do říční nivy údolního dna byly stavěny pouze specializované stavby (mlýny, pily, hamry). Ve 20. století se však vývoj měst a vesnic rozvíjel a intravilány se rozšiřovaly do povodněmi ohrožených míst údolního dna. Dlouhé období bez větších povodní a zdokonalování jen technických protipovodňových opatření přispěly k falešnému pocitu bezpečí, přestalo se připouštět riziko povodní, přestalo se dbát na šetrné hospodaření na zemědělské půdě i v krajině. O čem ale není ve sdělovacích prostředcích moc informací je další extrémní jev sucho. Česká republika nepatří mezi nejohroženější oblasti v Evropě, ani na světě, ale sucha často postihují v letních měsících hlavně oblasti Žatecka, Lounska, které leží ve srážkovém stínu Krušných hor, ale i oblasti jižní Moravy. Důsledky sucha jsou spojovány hlavně se zemědělstvím neúrodou, ale také a nedostatkem podzemní i povrchové vody pro vodní hospodářství. 9.1 Povodně Povodně Pojem povodeň definují různí autoři různě. Nejčastěji se uvádí, že je to situace, při níž množství vody překročí z různých příčin průtočnou kapacitu koryta toku. Nebo také jako náhlé zvětšení vodního stavu v důsledku srážkové činnosti, ale také zmenšením průtočnosti koryta, jako je například ledová zácpa, či bariéra ze splavených překážek.

179 89 Průběh odtoku je popisován průtokovou vlnou, která představuje přechodné zvětšení a následující pokles průtoků a vodních stavů, vyvolaný dešti, táním sněhu, nebo umělým zásahem. Povodně lze také charakterizovat kulminačním průtokem, což znamená, vrcholový objem vody, který proteče daným korytem za určitou jednotku času Typy povodní dle příčiny Dešťové povodně ty jsou vyvolány kapalnými srážkami a podle způsobu vzniku, doby trvání a intenzity deště je možno dále rozdělit na povodně z trvalých srážek a povodně z přívalových srážek. Dešťové povodně z trvalých srážek jsou vázány hlavně na vícedenní trvalé srážky (mohou být přerušované), které mohou být spojené s některými srážkově významnými situacemi (srážkotvorná cyklona). Dešťové povodně z přívalových srážek souvisejí se srážkami s krátkou dobou trvání, zpravidla to bývá několik hodin, avšak tento druh povodně se projevuje svou silnou intenzitou, a často způsobuje velké lokální škody (i v důsledku kinetické energie tekoucí vody). Dešťové povodně Pro zájemce Dešťová povodeň v roce 2002 v srpnu byla výjimečná, a to jak objemem spadlých srážek a velikostí zasažené plochy, ta i velikostí kulminačních průtoků a objemů povodňových vln. Na mnoha místech v povodí Vltavy a dolního Labe byly zaznamenány doposud nejvyšší pozorované vodní stavy a průtoky, např. na Vltavě v Praze byly překonány všechny vyhodnocené povodně od roku 1827 a hladina stoupla i nad značky starších historických povodní. Z hydrometrického hlediska probíhala povodeň ve dvou vlnách. V první vlně srpna byly v Novohradských horách naměřeny dvoudenní úhrny mm, ve stanici Pohorská Ves dokonce 277 mm. Ve druhé vlně srážek srpna byly už zasaženy celé Čechy, např. třídenní maximum bylo naměřeno na Cínovci 400 mm. Z publikovaných grafů ČHMÚ je zřejmé, že došlo na soutoku Berounky a Vltavy k přibližné časové shodě kulminačních průtoků, které pak měly za následek katastrofální následky pro hlavní město. V Praze Chuchli byl dne ve 12 hodin naměřen kulminační průtok m 3 /s a vodní stav 782 cm, což odpovídá době opakování 500 let. Smíšené povodně jsou nejčastěji zapříčiněné kombinací tání sněhu a dešťovými srážkami (taktéž mohou být doprovázeny ledovými jevy). Ke zhoršení situace nejčastěji dopomáhají další faktory, jako jsou například nerovnoměrné povětrnostní podmínky, a kapalné srážky, které přispívají ke zvětšení průtoku. Ledové povodně vznikají po období déletrvajících mrazů, při kterých zamrzají koryta řek. Po oblevě ledová pokrývka řek popraská a kry se dají do pohybu (chod ledu). Sněhové povodně- tento druh povodně vznik náhlým táním sněhu při kladných teplotách (nejčastěji v jarních měsících), které mohou být doprovázeny i ledovými jevy. Na obr vidíme jarní povodeň způsobenou táním sněhu v roce 2006 v Olomouci na řece Moravě v porovnání s normálním stavem stejného úseku řeky. Smíšené povodně Ledové povodně Sněhové povodně

180 90 Obr.9.1.: Povodeň v Olomouci v roce 2006 v dubnu (autor: Pavelková Chmelová) Popis povodňové události Maximální průtok je největší průtok ve sledovaném příčném profilu vodního toku za zvolené období. Vlivem vydatných dešťů, táním sněhu nebo táním ledovců a sněhu nad sněžnou čarou dochází často na některých řekách k přechodnému, ale výraznému zvýšení hladiny. To je způsobeno náhlým zvětšením průtoku nebo dočasným zmenšením průtočnosti koryta (např. ledovou zácpou nebo v nálevkovitých ústích při pobřeží moří účinkem větru). Přechodné zvětšení a následující pokles průtoků vodních stavů se nazývá průtoková vlna. Voda, která nemůže rychle odtéci, se vylévá z koryta a způsobuje záplavy, postihující často rozsáhlé oblasti. Tento jev nazýváme povodeň, a průtokovou vlnu pak povodňová vlna. Časový průběh povodní Časový průběh každé průtokové vlny v konkrétním profilu můžeme vyjádřit graficky (obr ). Průtoková resp. povodňová vlna je charakterizována tvarem, kulminačním (vrcholovým) průtokem a objemem. Tvar povodně je vyjádřen začátkem povodňové vlny, tedy okamžikem, kdy dochází k výraznému a rychlému zvětšování průtoků. Doba nejvyššího průtoku povodňové vlny (vrcholení povodně) odpovídá kulminačnímu průtoku a ukončení povodně (pata povodně) je okamžik, kdy průtok klesne na počáteční stav nebo na stav odpovídající dlouhodobému normálu. Doba mezi začátkem a koncem povodňové vlny se označuje jako trvání, které se skládá z doby vzestupu, která vrcholí kulminačním průtokem a doby poklesu. Celkové množství vody, které proteklo sledovaným profilem od začátku do konce povodňové vlny, tedy během trvání povodně, je objem povodně. (CHÁBERA, 1999)

181 91 Obr : Průběh vodních stavů během povodně v roce 2002 na dolním toku Vltavy a Labe (Pramen: ČHMÚ) Opatření proti povodním Pro plynulý průchod povodní v povodích je dle Soukupa a Kulhavého důležité zajistit: Protipovodňová opatření dostatečnou výšku mostů, pokud možno bez většího počtu pilířů, vybavení jezů na menších tocích pohyblivými konstrukcemi uvolnění kritických míst v záplavových územích toků (povolování staveb, změny územních plánů, zamezit ukládání volně plovoucích materiálu a drobných staveb atd.) vybavit kanalizační vyústění ovladatelnými klapkami navrhovat a realizovat protierozní opatření na zemědělských půdách zajistit, aby se koryta co nejvíce přibližovaly přirozenému, tj. miskovitému tvaru nebo tvaru dvojitého lichoběžníku definovat a vymezovat místa pro rozliv k odlehčení průtoků chráněných hrázemi, bočními nádržemi apod. Velkou úlohu při protipovodňové ochraně hraje vegetace v povodích, ať už je to dobrý stav lesů, existence trvalých travních porostů třeba v drahách soustředěného odtoku až po zajištění vhodného osevního postupu na kritických lokalitách, hospodárného obdělávání zemědělské půdy, která má dobré infiltrační vlastnosti a není příčinou nežádoucího povrchového odtoku a zrychlené eroze a není zhutnělá.

182 92 Příklad / Příklad z praxe Povodněmi v srpnu 2002 bylo zasaženo v různém rozsahu celkem 43 okresů v rámci 9 krajů ČR. Zatopeno bylo celkem 99 měst, obcí a městských částí, voda částečně poškodila dalších 347 měst a obcí. Přímo nebo nepřímo bylo povodněmi dotčeno 15,5 % obyvatel České republiky. Složkami Integrovaného záchranného systému bylo evakuováno osob a bezprostředně bylo zachráněno osob. Z hlediska jednotlivých druhů majetku došlo k největším škodám především na: budovách, halách a stavbách ve výši cca 6 mld. Kč, pražském metru ve výši cca 6 mld. Kč. pozemních komunikacích ve výši cca 4 mld. Kč, rodinných domech ve výši cca 3 mld. Kč atd. (ČAMROVÁ, 2006) 9.2 Sucho Pravděpodobně nejjednodušším vymezením pojmu sucho je věta: Sucho je nedostatek vody. Ucelenější definici přináší H. J. Critchfield: Sucho je deficit, který nastává, když půdní vlhkost nestačí pokrýt požadavky půdní potenciální evapotranspirace (celkový výpar). Ve světě můžeme rozlišit tři skupiny such: a) stálé sucho spojené s aridními podnebími; b) sezónní sucho, které se vyskytuje v podobě zřetelných každoročních období suchého počasí; c) sucho způsobené proměnlivostí srážek. (CRITCHFIELD, H. J. 1984). Sucho v našich podmínkách dle Sobíška (1993) můžeme dělit na: Meteorologické sucho Hydrologické sucho Meteorologické primárním zdrojem vody v suchozemském geobiocyklu jsou atmosférické srážky, daný fakt je zohledněn v Kakosově definici meteorologického sucha: sucho definované nejčastěji časovými a prostorovými srážkovými poměry, např. výskytem suchého nebo vyprahlého období. Hydrologické sucho hydrologické definované pro povrchové toky určitým počtem za sebou jdoucích dní, týdnů, měsíců i roků s výskytem relativně velmi nízkých průtoků vzhledem k dlouhodobým měsíčním či ročním normálům. Sucho hydrologické se vyskytuje zpravidla ke konci déle trvajícího období sucha, ve kterém nepadaly kapalné ani smíšené srážky. Obdobných kritérií lze použít i pro stavy hladin podzemních vod a vydatnosti pramenů. Sucho hydrologické se často vlivem retardačních účinků vyskytuje i v době, kdy již meteorologické sucho dávno odeznělo. Naopak při výskytu meteorologického sucha se ještě vůbec nemusí projevovat sucho hydrologické. Zemědělské sucho Socioekonomické sucho Zemědělské sucho agronomické je nedostatek vody v půdě, ovlivněný předchozím nebo ještě nadále trvajícím výskytem meteorologického sucha. Socioekonomické sucho socioekonomické spojuje dodávky a požadavky ekonomických statků s faktory meteorologického, zemědělského a hydrologického sucha.

183 93 Podle Brázdila a Štekla (1986) souvisejí extrémně nízké měsíční úhrny srážek na území ČR s izolovanými, v mnoha případech blokujícími anticyklonami nebo protaženými hřebeny vysokého tlaku vzduchu, jejichž středy popř. osy neleží dále než asi 1500 km od středu ČR. Pokud nejde o centrální části anticyklon, pro výskyt sucha je důležitý směr proudění, způsobujícího advekci relativně suchého vzduchu. Se suchem úzce souvisí pojem desertifikace. Geologická služba Spojených států (USGS) definuje desertifikaci jako: Desertifikace je přeměna orné obdělávatelné země na suchou, holou a neúrodnou pustinu či poušť v důsledku dlouhotrvajícího sucha nebo škodlivých dopadů lidské činnosti, jako jsou destruktivní zemědělská činnost, často způsobena velkým přelidněním. (USGS, 2006) Sucho v ČR Podle zpracovaných dat (Potop, Soukup, Možný, 2011) z 5 klimatologických stanic (Doksany, Čáslav, České Budějovice, Brno a Olomouc) za období byly definovány období sucha v ČR. Pro stanovení epizod sucha bylo použito Standardizovaného srážkového a evapotranspiračního indexu (SPEI) a Standardizovaného srážkového indexu (SPI). Sucho v ČR Nejvyšší počet a trvání sucha (v délce 3 měsíců) v zimním období (prosinec až únor) byly zaznamenány v desetiletích (7 případů s maximálním trváním 3 měsíce), (4 případy s maximálním trváním 2 měsíce), (3 případy s maximálním trváním 3 měsíce) a (3 případy s maximálním trváním 2 měsíce). V první polovině 20. století byla průměrná maximální doba trvání zimního sucha 2 měsíce, po roce 1960 jen 1 měsíc. Pro stanice ležící v nížinách byla většina zimních suchých epizod soustředěna do období , zatímco jarní a letní suché epizody se vyskytují s větší četností a závažností v obdobích a Oba indexy identifikují minimální výskyt nebo nejkratší suché jarní epizody v desetiletích a Jarní sucha (v březnu až květnu) získávají perzistenci v průběhu posledních 20 let, největší počet a doba trvání se vyskytla v období (5 případů) a (4 případy). Extrémní jarní sucha byla zaznamenána v letech 1903, 1943, 1946, 1953, 1959, 1976, 1993, 1998, 2003 a Letní sucha (v červnu až srpnu), na rozdíl od jarních, mají tendencí být delší a extrémní, s častým rozšířením až do podzimního období (září až listopad). Větší četnost letního sucha byla v období , , a Nejčetnější podzimní suché epizody podle SPEI byly zaznamenány v desetiletích , , a Největší počet a extrémnost těchto epizod se vyskytla v období Extrémní podzimní sucha byla v letech 1942, 1947, 1949, 1953, 1959, 1973, 1975, 1992, 1997, 2003 a Podle indexu SPEI bylo sucho v roce 1947 zařazeno do nejvyšší závažnosti a trvání pro vybrané stanice na území České republiky. Tendence rostoucí frekvence sucha dle SPEI v časovém intervalu od 12 do 24 měsíců v průběhu posledních dvou desetiletí souvisí se zvyšováním teploty vzduchu v letním období. Extrémní jarní sucha Extrémní podzimní sucha

184 94 Příklad / Příklad z praxe Suchá období působí v ČR problémy hlavně v zemědělství, ale i ve vodním hospodářství a v lesnictví. V teplotně extrémním roce 2000 zapříčinila velká sucha a horka od dubna do června neúrodu obilovin zvláště na jižní Moravě, přičemž ztráty kompenzované zemědělcům ze státního rozpočtu dosáhly asi 5 miliard Kč. Na příkladu jarní pšenice, která je zvlášť citlivá na srážky, v uvedeném roce poklesl průměrný hektarový výnos z 3,9 t.ha -1 v roce 1999 na 2,81 t.ha -1 v následujícím roce (statistiky MZe, Praha). Úkol / Úkol k zamyšlení Zjistěte z územního plánu (můžete jej najít na webu obce či města) nebo přímo ze záplavové mapy, která území vaší obce nebo města jsou ohrožena. Pokud byla vaše obec nebo město postiženo povodněmi, zkuste na plánu nebo přímo v terénu identifikovat nejrizikovější části obce a vysvětlete, proč jsou nejvíce ohroženy. Až na nepatrné výjimky jsou povodně i sucho v naší krajině přirozeným jevem a obyvatelstvo je zažívá od nepaměti. Hlavní faktory, které oba jevy způsobují, jsou zřejmé, otázka je do jaké míry jsou ovlivňovány lidskou činností. V naší blízké paměti jsou katastrofické povodně z let 1997 na Moravě a v roce 2002 v Čechách, které zasáhly plošně obrovská území. Mnohem častěji se opakující jsou bleskové povodně ( flash floods ) způsobené přívalovými srážkami, které mohou způsobit na malém území obrovské škody a, které se dají špatně předpovídat. Sucho způsobuje hlavně velké škody v zemědělství (neúrodu, finanční škody zemědělcům, státu), na mnoha územích světa potom i hladomory a nedostatek pitné vody. Hydrologické charakteristiky těchto dvou jevů a jejich předpovědi jsou nepostradatelnou informací pro vodohospodářské pracovníky a pro rozhodovací procesy na všech úrovních. Kontrolní otázky a úkoly 1. Vyjmenuj typy povodní a stručně je charakterizuj. 2. Co je to vzestupná a sestupná větev povodňové vlny? 3. Jak se definuje sucho. Pojmy k zapamatování Typy povodní, objem povodně, doba trvání povodně, kulminační průtok, pata povodně, sucho hydrologické, meteorologické sucho

185 95 10 Limnologie Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Určit rozdíl mezi jezerem a rybníkem Rozlišit jezera dle jejich geneze a vlastností Sestavit hydrologickou bilanci jezera Doba potřebná k prostudování kapitoly: 110 minut. Průvodce studiem Jezero hladké v křovích stinných zvučelo temně tajný bol, břeh je objímal kol a kol. známý úryvek z básně K. H. Máchy Máj popisuje neblahý osud Jarmily, která ukončila svůj život skokem do jezera. Krajina v okolí hradu Bezděz, která Máchu inspirovala k sepsání tohoto díla, je skutečně mystická. Ono temné jezero - dnešní Máchovo jezero není jezerem ale vlastně Velkým rybníkem, který se ovšem dle určitých definic dá považovat za jezero tak jak to vlastně je? 10.1 Definice jezera Za zakladatele limnologie, tedy nauky (vědy) o jezerech je považován švýcarský vědec, původně profesor medicíny, Francoise-Alphonse Forel. Zkoumal ledovcová jezera v Alpách a v roce 1904 publikoval první limnologickou studii Le Léman. V ní uvedl také vůbec první definici jezera: Jako jezero je označována stojatá stagnující vodní hmota, která se nachází v prohlubni zemského povrchu, na všech stranách uzavřené, nemající přímé spojení s mořem Tato definice je však příliš široká a zahrnuje každou akumulaci vody v terénní depresi, která nemá spojení s mořem. Patřily by sem potom také louže, tůně, rašeliniště, rybníky i přehradní nádrže. Forel tedy jezera dále dělí na: a, Jezera v úzkém slova smyslu hluboká, u nichž povrchové vlnění neovlivňuje dno a břehová vegetace kromě mělčin, nedosahuje na dno. U jezer v mírných šířkách se poté v průběhu roku vyvíjí a mění vertikální teplotní zvrstvení. b, Rybníky jsou dle Forela velmi mělké a tudíž ovlivněné vlněním, s břehovou vegetací prorůstající na dno a bez zřetelnější vertikální teplotní stratifikace. Jak poznamenávají Jánský (2003) a Löffler (2004), Forelova definice je platná pouze pro určité typy jezer. Velmi mělké Neziderské jezero (183 km 2 ), které zarůstá vegetací, by tak bylo zařazeno mezi rybníky. Zároveň jezero Ichkeul v severním Tunisku je v zimě a na jaře napájeno šesti řekami, ale v létě a na podzim při poklesu vodnosti řek je napájeno slanou vodou ze zálivu Bizerta mořskou vodou prostřednictvím řeky Tinja. Termín rybník (angl. pond, fishpond) je navíc v našich končinách spjatý spíše s umělými vodními stavbami a nikoliv s mělkými jezery. Mělká jezera jsou navíc některými autory odlišována a jinými ztotožňována s bažinami, močály a mokřinami. Definice jezera je tedy velmi problematická.

186 96 V rámci rozsáhlého výzkumu jezer České republiky stanovil tým prof. Jánského tuto definici jezera: Jezero je přírodní deprese na zemském povrchu nebo pod ním, trvale nebo dočasně vyplněná vodou, nemající bezprostřední spojení s mořem. Oproti rybníkům a malým vodním nádržím se jezera nedají jednoduchým způsobem vypustit. Na rozdíl od mělkých stojatých vod, jako jsou drobné vody (louže, tůně), organogenní jezera, fluviální jezera u hlubokých jezer neovlivňuje povrchové vlnění jejich dno a břehová vegetace díky jejich hloubce nedosahuje na dno. Oblast největších hloubek tedy není zarostlá vegetací Definice tedy zohledňuje rozdíl mezi dvěma hlavními skupinami jezer hlubokými jezery a mělkými jezery. Zároveň vymezuje jezera oproti uměle zbudovaným malým vodním nádržím a postihuje také případné výjimečné avšak ne přímé spojení s mořem. Samostatnou kategorii poté Jánský a kol. (2003) spatřuje v antropogenních jezerech, které vznikly zatopením starých těžebních oblastí. Jejich původ není čistě přírodní, ale splňují mnohé předpoklady, aby se mohly za jezera považovat. Velikostní kategorie jezer Vedle uvedených definic jezer existují ještě definice založené na velikost či objemu jezer, jednu z nich publikoval Kalff (2002). Ten rozlišuje čtyři velikostní kategorie jezer: 1, Největší jezera (>10000 km 2 ) 2, Velká jezera ( km 2 ) 3, Střední jezera (1 100 km 2 ) 4, Malá jezera (0,1 1 km 2 ) Dale rozlišuje tzv. drobné vody (large ponds 1 10 ha a other ponds < 1 ha). Toto rozdělení není pro naše poměry ideální, neboť všechna naše jezera by spadaly svou velikostí maximálně do kategorie malých jezer, většina spíše do large ponds (velkých rybníků). Úkol / Velikosti jezer Pomocí internetu nalezněte ke každé velikostní kategorii jezer (dle Kalffa), pět příkladů ze světa Fáze vývoje jezer Podobně jako živé organismy i jezero má svůj životní cyklus, jehož časové rozpětí je závislé především na genetickém typu jezera a zároveň velkém množství geofaktorů (klima, reliéf, vegetace atd.). Může trvat několik tisíciletí (v případě horských ledovcových jezer) nebo může být omezeno na období zvýšených vodností (periodická jezera v nivě). Ve vývoji jezer můžeme stanovit základní tři fáze.

187 97 1, Období mládí jedná se o období po vzniku jezera, kdy jezerní pánev nedoznala zásadních změn a usazeniny nezměnily ani její tvar. Vývojové fáze jezer 2, Období zralosti kolem jezera se vytvořila pobřežní mělčina vzniklá ze sedimentů z okolních svahů (koluvium), z eroze břehů, z organických zbytků vegetace nebo byly přineseny vodním tokem. 3, Období stáří sedimenty jsou rozšířeny po celé jezerní pánvi. Mění se zároveň její tvar (dno je vyrovnáno a tvoří souměrně prohnutou depresi) a redukuje se celková hloubka jezera. Jezero je tak schopno pojmout menší množství vody. Břehová vegetace se často rozšiřuje do nově vzniklých mělčin a jezero zarůstá. Obr Fáze vývoje jezer (zdroj: Allaby 2000, upraveno autory) 10.3 Morfometrické charakteristiky jezer Stejně jako u ostatních vodních útvarů, můžeme i u jezer určit základní charakteristiky vztahující se k jejich morfologii. Základní charakteristiky morfologie jezer Plocha hladiny (P) udává plošný výměr jezera. Určuje se buď z přímých měření v terénu nebo planimetricky z mapy vhodného měřítka. Délka jezera (l) je definována jako nejkratší vzdálenost na hladině mezi dvěma nejvzdálenějšími body na pobřeží.

188 98 Šířka jezera (š, b m ) je poměrem plochy a délky jezera Hloubka jezera (h) hloubka jezera se měří hloubkoměrem (pomocí závaží na škálovém laně) nebo pomocí echolotu (zařízení pracující na principu odrazu rázových vln vysílaných ze zařízení na lodi a zpětně přijímané odrazem ode dna jezerní pánve). Z hloubkových (batymetrických) měření se sestrojují batymetrické mapy. Obr Batymetrická mapa ledovcového jezera v Kyrgyzstánu (zdroj: geominprojects.com) Obr Princip echolotu (zdroj: seaspirit.ru) Objem jezera (W) velikost objemu jezera se počítá na základě batymetrických map jako součet dílčích objemů vymezených hloubkou a plochou dvou izobat (myšlená linie spojující místa se stejnou hloubkou). Délka břehové linie (u, s) je v podstatě obvod jezera Křivolakost břehové linie (E, D s ) je poměr skutečné délky břehové linie a délky obvodu kruhu, jehož plocha je stejná jako plocha jezera (P)

189 99 Povodí jezera stejně jako u vodních toků, můžeme určit také povodí jezera, kdy zjišťujeme plochu, ze které stéká voda do jezera (např. u karových jezer nebo kráterových jezer), případně vymezujeme plochu povodí k závěrnému profilu u odtoku jezera. Povodí jezera 10.4 Vodní bilance jezer Vodní bilance jezer nám udává změny v objemu jezera za určitou časovou jednotku v důsledku přítoku a odtoku vody. Pozitivní složky vodní bilance jezer (přítok) jsou: a, povrchový přítok vody do jezera (vodním tokem), plošný splach Pozitivní složky vodní bilance jezer b, přítok podzemní vody břehovým pásmem či dnem pánve c, kondenzace par ze vzduchu na hladině, v době kdy je teplota vody nižší než teplota vzduchu d, srážky spadlé na hladinu Záporné složky vodní bilance jezer (odtokové ztráty) jsou: a, přímý říční odtok Záporné složky vodní bilance jezer b, podzemní odtok c, evaporace z volné vodní hladiny d, transpirace rostlin v pobřežním pásmu e, antropogenní odběry vod Zjednodušená rovnice vodní bilance jezer, lze tedy vyjádřit takto: Rovnice vodní bilance jezer W změna objemu jezera Q povrchový přítok do jezera S srážky O přímý odtok z jezera E evaporace Do zjednodušené bilance nejsou započítávány těžko měřitelné přítoky a odtoky podzemní vody, kondenzace vodních par a hodnota evapotranspirace odpovídá evaporaci. Změna objemu jezera lze vyjádřit také pomocí snížení a zvýšení hladiny a plochy jezera: W změna objemu jezera P 1 plocha jezera před změnou objemu

190 100 P 2 plocha jezera po změně objemu h rozdíl hloubek jezera Rovnici vodní bilance vždy musíme sestrojovat s ohledem na typ jezera a jeho možným zdrojům vody a naopak odtokovým ztrátám. Neprůtočná jezera jsou tak citlivější k jakýmkoli klimatickým změnám, které se okamžitě projeví v poklesu nebo zdvihu hladiny. Úkol / Vodní bilance jezera Nalezněte si informace o Plešném jezeře pomocí internetu a odborné literatury a sestavte rovnici jeho vodní bilance Vlastnosti jezerní vody Proudění Říční proudění Proudění vyvolané větrem Konvekční proudění V rámci jezera se uplatňují tři druhy proudění. Prvním je prouděním říční, které se vyvine pouze v průtočných jezerech. Hladina těchto jezer je u vtoku nepatrně výše než u výtoku, zároveň má voda u vtoku jiné teplotní a hmotností (splaveniny) charakteristiky, což způsobuje vznik proudění. Velikost tohoto proudění lze měřit speciálními barvivy (dosahuje rychlosti až 10 m/hod.). Proudění vyvolané větrem nastává, pokud je hladina jezera dlouhou dobu vystavena působením větru z určitého směru. Při takové situaci nastává vlnění a voda je větrem nakupena na návětrném břehu. Vzniká tak proudění, které vyrovnává rozložení masy vody v jezeře. U hlubokých jezer se toto proudění realizuje v hloubkách, u mělkých jezere podél břehů. Třetím typem proudění je proudění konvekční, které se odehrává ve vertikálním směru. Jedná se o proudění vyvolané nerovnoměrným rozložením teplot v jezeře Vlnění Vznik vlnění na jezeře ovlivňuje celá řada faktorů, mezi jinými především samotné proudění vzduchu (jeho rychlost a směr), šířka jezera, plocha jezera a přítomnost litorálního pásma. Rozlišujeme tyto typy jezerního vlnění: Vlny vyvolané větrem Vlny vyvolané ponorem Vlny stojaté a, vlny vyvolané větrem v případě vzniku těchto vln se posuzuje výška vlny, délka vlny, perioda vlny a rychlost pohybu vlny. Kromě speciálních zařízení jako jsou automatická měřící zařízení na bójích, se k těmto měření stále využívá vlnoměrná lať. b, vlny vyvolané ponorem jedná se o vlny vyvolané náhlou událostí jako je řícení skal, sesuv svahu atd. c, vlny stojaté objevil zakladatel limnologie F. A. Forel, který je popsal na Ženevském jezeře. Séše jsou rezonance jezerní vody způsobený vnějším faktorem, kterým může být vítr, změny atmosférického tlaku, seismika nebo vzdálená přírodní katastrofa (tsunami). Hladina jezera se začne pohybovat (kývat) a vyrovnávat rozdíl v tlacích či změně gravitačního pole kolem uzlových bodů.

191 101 Velikost stojatého vlnění se pohybuje od několika cm až k několika metrům. V prostředí Velkých kanadských jezer se tyto vlny nazývají slosh. Obr Vznik séší (seiche) rozkývání hladiny kolem uzlových bodů (zdroj: Axler, Hagley 2004, upraveno autory) Teplotní vlastnosti jezer Pro hluboká jezera je charakteristická teplotní stratifikace vodního sloupce. Ta se v průběhu roku mění a je výrazná u jezer mírného a polárního pásu. Tropická (ekvatoriální) jezera mají rozdíl teplot ve vodním sloupci v průběhu roku maximálně 2 C. V jezeře nám vznikají při normální stratifikaci tři teplotní vrstvy: epilimnion je prohřátá vrstva u hladiny, dobře okysličená kontaktem se vzduchem, vyskytuje se zde nejvíce zooplanktonu, teplota zde klesá asi 0,5 C na 1 m. Vlivem rozpuštěných živin a slunečního záření vzde vzniká nová organická hmota, která postupně klesá ke dnu. Výška epilimnionu je značně proměnlivá a záleží na mnoha faktorech. metalimnion skočná vrstva, v této vrstvě dochází k přechodu od teplé vody u hladiny ke studené vodě u dna. Teplota vody s hloubkou zde rychle klesá, zhruba 2 C na 1 m. Epilimnion Metalimnion Velikost skočné vrstvy roste spolu se zeměpisnou šířkou. Nejtenčí je tato vrstva v tropických oblastech, největší v polárních oblastech. Při obrácené stratifikaci se tyto rozdíly stírají. Někdy je tato vrstva označována jako termoklina. hypolimnion chladná vrstva vody. Voda zde dosahuje minimální teploty 4 C, kdy má zároveň největší hustotu. Teplota vody zde již nepatrně klesá o 0,1 C na 1 m. Je zde velký nedostatek kyslíku, který se spotřebovává na rozklad organické hmoty. Ta se zde hromadí v sedimentech. Čím je jezero hlubší, tím jetaké větší šířka hypolimnionu. Hypolimnion

192 102 Obr Průměrné teploty vody jezer u dna a u hladiny v závislosti na zeměpisné šířce. U tropických jezer je rozdíl v teplotách minimální, oproti jezerům temperátním a polárním. (zdroj: Lewis, 1996, upraveno autory) Normální teplotní stratifikace vzniká v letním období. Způsobuje, že u hladiny je prohřátá vrstva vody od slunce s velkým množstvím kyslíku a u dna je chladná vrstva vody o větší hustotě a teplotě blížící se 4 C. Stabilní teplotní zvrstvení zapříčiňuje, že se chladná voda nemůže dostat k hladině a je pevně oddělena termoklinou. Je zde velmi málo kyslíku, ale za to mnoho živin, které se nemohou dostat do epilimnionu. Toto období se nachází období letní stagnace. K promíchání vodního sloupce může docházet za větrného počasí nebo je-li v jezeře vyvinuto proudění. S koncem letního období dochází k ochlazování epilimnionu. Ochlazená voda je těžší a začíná klesat ke dnu, dochází tak k výměně vody mezi jednotlivými vrstvami. Zároveň se snižuje teplotní rozdíl mezi vrstvami, až dojde k období tzv. jarní a podzimní homotermie, kdy se teplota mezi vrstvami ustálí na krátké období na 4 C. V zimním období dochází k tzv. obrácené stratifikaci, kdy je teplota vody u hladiny nižší (led) než teplota vody u dna, nastává období zimní stagnace.

193 103 Teplotní zvrstvení jezera Obr Teplotní zvrstvení jezera mírných šířek během ročních období (zdroj: XXX, upraveno autory) Průzračnost a barva vody jezer Průzračnost jezer se udává dle hloubky viditelnosti Secchiho desky (bílo-černý kotouč o průměru cm) spouštěné do jezera na oškálovaném laně. Průzračnost jezer je tedy známa jako tzv. Secchiho hloubka. Průzračnost jezer se mění v závislosti na míře ve vodě rozpuštěných látek. Secciho desky Secciho hloubka Obr Ukázka měnící se průměrné Secchiho hloubky v jezeře Tahoe (USA) (zdroj:)

194 104 Forel-Uleova stupnice Barva jezer je dána mírou rozpuštěných, které různou měrou absorbují modré světlo. Barva jezera se určuje podle Forelovy-Uleovy stupnice. Rozlišuje 21 odstínů barvy jezerní vody od modré až po hnědou. Barva vody se posuzuje dle Secchiho disku ponořeného do hloubky 1 m vizuální komparací se stupnicí Ledové jevy Také na jezerech můžeme pozorovat ledové jevy. K zamrzání jezer dochází po vyčerpání energetických zásob vody, kdy poklesne teplota vzduchu pod bod mrazu a v epilimnionu na 0 C. Objemnější jezera mají více energetických zásob vody, proto zamrzají pomaleji. Pokud při zamrzání sněží nebo je větrno, ledové jevy se na hladině vytvářejí rychleji. Energie z vody se vyčerpává na tání sněhových vloček, které dopadnou na hladinu nebo je odnímána větrem. S rostoucí salinitou vody se rychlost zamrzání snižuje (např. pro salinitu 35 je tvorba ledu podmíněna teplotou -1,9 C). Pokud v průběhu zimy dochází ke střídání nízkých a vyšších teplot, dochází k efektu tzv. vysouvání ledu. Při nízkých teplotách se led smršťuje a vytvářejí se v něm dlouhé suché trhliny, při vyšších teplotách se naopak roztahuje a při působení silných větrů jsou kry vysouvány na pobřeží. Při tání dochází na jaře k odlamování ker podél trhlin. Tání probíhá slunečním zářením se shora, ale také u průtočných jezer zespoda (díky říčnímu proudění) (Bumerl, 2003). Obr : Vysouvání ledu na Michiganském jezeře (zdroj: Calvin College 2005). Živé organismy v jezerech Život ve vodě jezera V mase jezní vody lze vyčlenit různé části, dle živých organismů, které se v nich nacházejí. Jedná se o zónu litorální, limnetickou a profundální. Litorální (pobřežní zóna) je charakteristická vysokým počtem druhů organismů, které ji obývají. V příbřežní části dosahuje sluneční záření dna a malá hloubka vody umožňuje vegetaci prorůstat až na dno. Vegetace poskytuje ochranu dalším živočichům či a larvám hmyzu. V limnetické zóně, která je vázána na epilimnion se nachází velké množství fytoplanktonu (jako dominantního fotosyntetizujícího organismu) a ryb. Hluboké vody nazývané jako profundální zóny jsou zcela bez slunečního záření a teplota vody zde prudce klesá. Nenacházejí se zde žádné rostliny, pouze bakterie, vodní červy a ryby, které se živý konzumací organického materiálu, který se sem dostává z hladiny (Chang, 2006). Některými autory je vyčleňována bentická zóna, což je zóna dnová, která pokrývá celou jezerní pánev. Je tedy obsažena ve všech třech předchozích zónách.

195 Klasifikace jezer Jezera lze dle jejich charakteristik dělit dle několika kritérií. Nejznámější je dělení jezer dle geologických a geomorfologických sil, které se uplatnily při vzniku jezera (tzv. genetická klasifikace jezer) Klasifikace dle geomorfologických sil, které se podílely na vzniku jezer a, jezera ledovcová (glaciální) jezera, která vznikla v důsledku činnosti pevninského či horského ledovce. Jedná se o jezera karová, která vznikla erozí v pásmu vyživování ledovce, hrazená morénová, která vznikla přehrazením údolí morénou (čelní, boční, ústupová atd.), proglaciální, hrazená přímo ledovcem nebo vzniklá roztátím mrtvého či pohřbeného ledu (tzv. alasy) a trogová, která vznikla pohybem ledovcových jazyků. Specifickým typem jsou subglaciální jezera, nacházející se pod ledovou vrstvou (především v Antarktidě, např. jezero Vostok). Největší ledovcová jezera světa se nacházejí v Severní Americe (Velká Kanadská jezera). V podmínkách České republiky registrujeme celkem 6 jezer ledovcového původu, jsou to Černé, Čertovo, Plešné, Prášilské a Laka na Šumavě a Mechové jezírko v Krkonoších. Šumavská jezera jsou kombinací karových a morénových jezer. Mechové jezírko vzniklo v moréně (Jánský 2003). b, jezera tektonická patří mezi nejhlubší jezera světa. Vznikají v riftových zónách na tektonických rozhraních. Příkladem může být pás tektonických kolem Velké příkopové propadliny v Africe (jezera Malawi, Tanganika, Kivu, Kyoga, Edwardovo jezero, Albertovo jezero a Viktoriino jezero které je druhé největší sladkovodní jezero světa). c, jezera vulkanická do této skupiny patří jezera vzniklá v souvislosti se sopečnou činností. Do této kategorie zahrnujeme jezera kráterová, kalderová, jezera hrazená lávovými proudy a maary (forma kráteru s nízkým reliéfem, který vznikl erupcí způsobenou kontaktem magmatu a podzemní vody). Nejčastěji uváděným příkladem kráterového jezera je Crater Lake v USA, které vzniklo v kráteru sopky, jež explodovala před 7700 lety a je hluboké až 590 m. Kráterová jezera mají jediné zdroje vody srážky a podzemní vodu, jsou bez přítoku a zároveň problematicky odtékána. Relikty vulkanických jezer v ČR se nacházejí u Nepomyšle (Přikryl, 2011). Ledovcová jezera Tektonická jezera Vulkanická jezera

196 106 Obr Crater Lake v USA (zdroj: Tremokrasová a krasová jezera Fluviální jezera Limanová jezera Eolická jezera d, termokrasová a krasová jezera v krasových oblastech. Jedná se o akumulace srážkové či podzemní vody v dutinách krasových hornin (vápence a dolomity). Patří mezi ně jezera v poljích, v ucpaných závrtech nebo v jeskynních prostorách při tvorbě sintrových a travertinových hrázek (Jánský a kol. 2003). Nejznámější krasová jezera v České republice jsou vázána na propasti - Hranické jezero (hluboké až 205 m přesná hloubka není stále zjištěna) a Horní a Dolní jezírko na dně Macochy. e, fluviální jezera jsou jedním z nejrozšířenějších typů jezer na světě. Jejich vznik je vázán na erozní činnost vodních toků (odškrcené meandry) v říčních nivách na středních a dolních úsecích vodních toků. Periodická fluviální jezera vznikají po povodňových situacích, kdy voda zaplní terénní deprese v nivě (např. v CHKO Litovelské Pomoraví). Fluviální jezera bývají propojena s hlavním tokem. Jsou významným biotopem pro řadu chráněných rostlin a živočichů a proto jsou v České republice často součástí území se zvláštní ochranou (Křivé jezero, Vrapač, Polanská niva atd.). Tento typ jezer se rychle zazemňuje a následně zaniká nebo se přeměňuje ve slatiny. f, limanová jezera limanová jezera jsou spojena s vývojem mořského pobřeží. Jedná se o bývalé zálivy, které byly postupně zcela odděleny od moře např. písečnými kosami nebo říčními sedimenty. Zajímavostí je, že tato jezera se poměrně rychle vyslazují. Mnoho limanových jezer se nachází na pobřeží Černého moře (např. jezero Varna). g, eolická jezera - jsou vázány většinou na aridní oblasti, ve kterých došlo k vyvátí (deflaci) reliéfu větrem a vznikla tak terénní deprese. Typickými příklady tohoto typu jezer je Čadské jezero a jezero. Mělká deflační jezera vznikají také v bezodtokých solných pláních (tzv. šoty) v severní Africe a v Asii, kde se nazývají takyr. Proces deflace záleží na rychlosti větru (uvádí se 10 m/s) a délkou trvání tohoto větru. Speciální typy deflačních jezer vznikají v souvislosti se systémem pohybu dun. Velmi staré duny z křemičitého materiálu jsou stabilizovány vegetací, která produkuje organický materiál, který se usazuje v přilehlé depresi. Spolu s pískem v depresi tvoří velmi nepropustný horizont, který je schopen udržet vodu. Taková jezera se často tvoří v blízkosti pobřeží.

197 107 h, jezera hrazená vznikla přehrazením vodního toku např. sesuvem půdy. V České republice takto vzniklo nejmladší jezero Mladotické. i, jezera organogenní jsou jezera vzniklá činností rostlin a živočichů. V prostředí mořských korálových ostrovů se nachází jezera korálová, která vznikla přehrazením laguny korálovými útesy. Dalším příkladem organogenních jezer jsou bobří jezera, která vznikla přehrazením vodního toku bobří hrází (v případě Bobra amerického až 50 m dlouhé). V prostředí České republiky jezera organogenního původu vznikají většinou nadržením srážkové vody nebo podzemní vody v mělkých terénních depresích, ve kterých dochází k procesům řašelinění nebo tvorby slatin (Jánský a kol. 2003). Hrazená jezera Organogenní jezera Rašelinná jezírka nejčastěji vznikají uvnitř vrchovišť, kde dochází k akumulaci srážkové vody, které je často zbarvena produkty z rašelinění (červená až hnědá barva). Tato jezírka mají nízké ph (3-5) a nedostatek minerálních látek a organických látek, které se zde vyskytují pouze ve formě humusových koloidů. Rašelinná jezírka se u nás hojně vyskytují v pohraničních pohořích - Roklaňská slať, Mlynářské slatě (Šumava) Velké a Malé jeřábí jezero (Krušné hory), Mechová jezírka u Rejvízu (Jeseníky), atd. Největší rašelinné jezírko v ČR se nachází v Chalupské slati na Šumavě a má výměru 1,3 ha. Slatiništní jezera vyskytují se v menších nadmořských výškách v depresích s výstupem podzemních vod nebo v opuštěných říčních ramenech v pokročilém stadiu zazemnění. Voda v těchto jezerech je často bohatá na minerální látky i organické živiny, dochází zde proto k eutrofizaci. Tato jezera jsou typická pro odškrcené meandry v nivě našich velkých řek (Labe, Morava, Dyje). Slatiniště s periodickými jezírky se nachází v Černovíře u Olomouce. V případě, že slatiny vzniknou na kyselých půdách, potom je zde možnost vzniku přechodného rašeliniště. Přechodné formy mezi slatinami a rašeliništi se nazývají slatinná rašeliniště, často jsou v ČR pojmenována jako blata. j, jezera vzniklá impaktem vesmírných těles krátery po dopadech meteoritů jsou většinou suché, najdou se však také výjimky, kdy dno kráteru protne hladinu podzemní vody nebo je tvořeno nepropustným materiálem, který bráni infiltraci srážkové vody, pak vznikne jezero. Příkladem může být jezero Chubb Lake v Kanadě u Quebeku kruhovitého tvaru s poloměrem 3,3 km a hloubkou až 251 m (Löffler 2004). k, jezera vzniklá antropogenní činností jedná se o jezera, která vznikla následkem lidské činnosti v opuštěných povrchových lomech, jámách po těžbě rašeliny atd. Někteří autoři do kategorie zařazují také všechny umělé vodní nádrže, které zbudoval člověk rybníky a přehradní nádrže, stavy atd. Jezera vzniklá impaktem vesmírných těles Jezera vzniklá antropogenní činností

198 108 Obr Jezera mírného (graf vlevo) a tropického (vpravo) pásu dle původu (zdroj: Lewis 1996) Jezera dle původu jezerní pánve Klasifikace dle původu jezerní pánve a, hrazená jezera (vzniklá zahrazením říčního údolí sesuvem, písečným valem, morénou, masou ledovce, lávovým proudem nebo zřícením skal) b, kotlinová jezera (jezera v terénních depresích vzniklých deflací, poklesem ker zemské kůry, vyhloubením ledovcem, chemickou erozí, vulkanickou činností, degradací permafrostu) c, údolní jezera (vyvinula se v inundačním korytě říčních toků díky větvení, zaškrcování meandrů nebo vývojem delty) d, smíšená jezera (vznikla kombinací) Jezera dle chemického složení vody Klasifikace jezer dle chemického složení vody a, jezera sladkovodní - nacházejí se v oblastech s dostatečným množstvím srážek nebo s dobrým zásobováním říční vodou. b, jezera brakická - brakická jezera se nacházejí v prostředí, kde se mísí voda sladká s vodou slanou. Mají větší koncentraci solí než sladká voda, ale méně než voda slaná (od 0,5 do 30 g/l). Jsou většinou vázána na říční delty a estuária. c, jezera slaná - nacházejí se především v tropických a subtropických oblastech s nízkými úhrny srážek, sůl ve vodě pochází většinou z hornin ve zdrojové oblasti nebo v oblasti jezerní pánve. Koncentrace solí převyšuje hodnotu 30g/l a v řadě případů tak dosahují větší salinity než moře a oceány. Jezera dle vertikální výměny vody Klasifikace jezer dle vertikální výměny vody a, holomiktní jezera jezera, u nichž dochází k výměně vody a jejím promíchávání v celém vodním sloupci b, meromiktní jezera voda se promíchává pouze do určité hloubky

199 Klasifikace jezer dle teplotních poměrů Dle teplotních poměrů můžeme rozlišit jezera na tropická, temperovaná a polární nebo také na: Jezera dle teplotních poměrů a, teplá jezera teplota v celé hloubce jezera neklesne pod 4 C, celý rok je normální teplotní zvrstvení b, chladná jezera v létě se vytváří přímá stratifikace a v zimě obrácená stratifikace c, studená jezera po celý rok obrácená stratifikace Klasifikace jezer dle převládajících biologických procesů Trofie (úživnost) jezera je spojena s teplotní stratifikací a hloubkou jezera. Čím je jezero hlubší, tím více je oligotrofní (nedostatek živin), čím je mělcí, tím více je eutrofní (s nadbytkem živin). Zatímco u hlubokých jezer s teplotní stratifikací je většina živin uložena v sedimentech hypolimnionu, které se do epilimnionu dostávají pouze při promíchávání, v mělkých jezerech se stratifikace nevyvíjí a celý vodní sloupec má charakter epilimnionu s možností obohacení o organické látky v sedimentech na dně (Přikryl, 2011). Rozlišujeme tedy: Jezera dle převládajících biologických procesů a, eutrofní jezera - v nich převládají produkční životní procesy nad rozkladnými, dochází zde k ukládání zahnívajícího bahna (sapropel a hnilokal), které jsou přeměňovány oxidací na anorganické látky (slatinná jezera, fluviální jezera). Obsahují velké množství planktonu, často se v nich některé druhy organismů přemnoží (např. vodní květ, řasy, sinice, rákos). b, oligotrofní jezera jsou jezera s dostatkem kyslíku a čistou vodou, s malou produkcí organických látek (např. alpská jezera) c, mezotrofní jezera na přechodu mezi eutrofními a oligotrofními jezery s velkým druhovým množstvím organismů. c, dystrofní jezera jezera s přebytkem organických látek ve tvaru humusových koloidů, které již dále nemohou být upotřebeny (rašeliništní jezera) Klasifikace jezer dle odtoku Jezera dle odtoku a, bezodtoková b, odtoková c, s občasným odtokem d, s podzemním odtokem e, průtočná 10.7 Bažiny a mokřady Mokřady jsou území, na kterých se po větší část roku vyskytuje silně provlhčená půda nebo mělká vrstva vody. Mnoho mokřadů vzniklo ze zazemněného jezera nebo v místech s vysokou hladinou podzemní vody.

200 110 Jinými názvy pro mokřady jsou bažiny, luhy, slatě, močály Jedná se v podstatě o mělká periodická jezera, porostlá vodomilnou vegetací a mající velký ekologický význam v krajině. Někteří autoři řadí močály někde mezi suchozemské a vodní ekosystémy (Přikryl, 2011). Ochrana bažin a mokřadů Celková světová plocha mokřadů je odhadována na 6% souše. V minulém století se člověk snažil mokřadů v krajině zbavit a přeměnit je na zemědělskou půdu různým systémem drenáží. Staly se tak jedním z nejvíce ohrožených ekosystémů na světě. Mokřady jsou významným biotopem tažného ptactva. I z tohoto důvodu byla v roce 1971 v Iránu podepsána tzv. Ramsarská úmluva s platností od roku Tato úmluva si klade za cíl zastavit ničení mokřadních ekosystémů a vytvořit síť mokřadů mezinárodního významu. Doposud bylo vyhlášeno 1912 mezinárodně významných mokřadů. Česká republika dohodu ratifikovala v roce 1990, na našem území se nachází 12 mokřadů mezinárodního významu. Mokřady jsou u nás chráněny i v rámci zákona o ochraně přírody a krajiny jako významné krajinné prvky (Přikryl, 2011). Tab Klasifikace mokřadů dle Ramsarské úmluvy (zdroj: Přikryl, 2011) Klasifikace mokřadů dle Ramsarské úmluvy: mořské a pobřežní vnitrozemské uměle vytvořené mořské říční (rybníky, zaplavená estuární jezerní zemědělská půda, laguny bažinné a mokřadní rýžoviště, lomy..) geotermální SHRNUTÍ Jezery se zabývá limnologie, jejímž zakladatelem je F. A. Forel. Definice jezera je velmi obtížná, obecně lze říci, že jezero je přírodní terénní deprese zatopená vodou, která nemá přímé spojení s mořem a na rozdíl od umělých nádrží nejde lehce vypustit. Existuje mnoho klasifikací jezer dle různých kritérií. Základní rozdělení jezer je na hluboká a mělká. Nejznámější klasifikace je dle geomorfologických sil, které se podílely na jejich vzniku. Jezero lze popsat různými morfometrickými charakteristikami a zároveň lze sestavit jeho hydrologickou bilanci. Jezerní voda má specifické vlastnosti, mezi nejdůležitější patří termická stratifikace. Každé jezero prochází vývojem. Důležitou úlohu v přírodě hrají mokřady, které jsou od roku 1975 chráněny Ramsarskou úmluvou. Kontrolní otázky a úkoly 1. Pokuste se vysvětlit problém definice jezera. 2. Zakresli teplotní stratifikaci jezera při letní stagnaci. 3. Srovnejte jednotlivé klasifikace jezer a vyberte podobnosti. Pojmy k zapamatování Limnologie, zazemňování jezer, stojaté vlny (séše), epilimnion, metalimnion, hypolimnion, letní a zimní stagnace, podzimní a jarní homotetie, Secchiho disk, objem jezera, eutrofni jezera, oligotrofní jezera, dystrofní jezera, šoty, holomiktní jezera, meromiktní jezera, mokřad, Ramsarská úmluva, batymetrie, echolot

201 Hydrologie podpovrchových vod Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Rozdělení podpovrchových vod Základní charakteristiky půdní a podzemní vody Základní metody měření hladiny podzemní vody Definice a rozdělení pramenů, vysvětlení pojmu artézská voda Doba potřebná k prostudování kapitoly: 60 minut. Průvodce studiem Podzemní vody mají prvořadý význam pro lidskou společnost jako jeden z hlavních přírodních zdrojů, který se využívá pro zásobování obyvatelstva, průmyslu i zemědělství. Z globálního hlediska lze podzemní vody zařadit mezi nevyčerpatelné přírodní zdroje, které se při oběhu vody v přírodě neustále doplňují a obnovují. Lidská společnost při využívání těchto zdrojů pro uspokojování svých potřeb ale může přispět k jejich vážnému poškození a znehodnocení. Tyto negativních antropogenních zásahy nemohou ohrozit podzemní vody v jejich podstatě, ale mohou mít nepříznivé důsledky pro jejich další využívání. Podzemní voda vyniká svou stálou jakostí a obecně lepšími vlastnostmi pro využití pro pitné účely než voda povrchová. Využívání zdrojů podzemních vod má však své specifické problémy vyplývající z jejího chemického složení, způsobu vzniku a okolního horninového prostředí. Podzemní vody tvoří velmi důležitou část celkové zásoby vody použitelné pro zásobování obyvatelstva pitnou vodou. V ČR je několik velkých oblastí přirozené akumulace vody, které jsou hlavními zdroji pitné vody v dané lokalitě, jejich rozdělení je však nerovnoměrné. Ve vodohospodářsky významných hydrogeologických rajonech svrchní křídy, které zaujímají rozlohu 12,5 tis. km 2, jsou soustředěny zdroje s využitelnou vydatností více než 17 m 3.s -1, v sedimentech jihočeských a západočeských pánví okolo 1,5 m 3.s -1, v neogénu a kvartéru v povodí Moravy a Odry 6 m 3.s -1. Celková disponibilní kapacita obnovitelných využitelných zdrojů podzemní vody v ČR je zhruba mil m 3, což tvoří asi 20% celkových spolehlivých zásob pitné vody. Hlavní vodárenský zdroj v ČR však přestavuje voda povrchová (53%), na rozdíl od některých evropských zemí, kde představují hlavní zdroj pitné vody podzemní zásoby (např. Francie 56,4%, Německo 72%, Itálie 80,3%, Dánsko téměř 100%) Rozdělení podpovrchových vod Podpovrchová voda je voda, která se vyskytuje v zemské kůře ve všech skupenstvích a je součástí horninového prostředí, se kterým vstupuje do vzájemného vztahu. Také se uvádí, že je to voda, která se vyskytuje ve vodních útvarech pod zemským povrchem (v zemské kůře), je to společné označení pro půdní a podzemní vodu. Dělení podpovrchových vod

202 112 Vznik podpovrchové vody Odhalení procesu vzniku podpovrchové vody a dělení do současné podoby byl v historii lidstva dlouhý proces poznání. Nejstarší teorie se přikláněly k názoru, že jde pouze o vodu srážkovou, která se pod povrch dostávala velkými nebo malými otvory procesem vsakování infiltrace. Již ve starověku se to mu to výkladu říkalo infiltrační teorie. Filozof Plinius obohatil tuto teorii o poznatek, že voda pod povrchem získává vlastnosti díky horninovému prostředí, kterým prochází. Na druhou stranu však vznikl i jiný názor (filozofové Seneca, Aristoteles), že se voda dostává do podzemí v podobě vodní páry a tam kondenzuje. Teprve ve druhé polovině 17. století teoreticky odůvodnil infiltrační teorii francouzský fyzik Mariotte a ruský učenec Lomonosov ji doplnil o geochemickou část výkladu. Platnost pouze této teorie se udržela až do druhé poloviny 19. století, kdy se znovu oprášila kondenzační teorie a teorie vzniku podpovrchové vody byla rozšířena o nové poznatky a důkazy kondenzační teorie a vzniku vody i hluboko v zemské kůře. Také se bilančně prokázalo, že největší část vody pod povrchem vzniká infiltrací. Podpovrchová voda vzniká několika způsoby: průsakem z povrchu (infiltrací) nebo průsakem tekoucí vody v korytech voda infiltrační kondenzací vodních par v půdě - voda kondenzační v hlubinách zemské kůry vzniká voda v podobě vodní páry, kdy se za vhodných podmínek (teploty a tlaku) spojují molekuly kyslíku a vodíku a v chladnějších vrstvách zemské kůry zkapalní juvenilní voda Společné označení pro vodu infiltrační a kondenzační je voda vadózní (plytká). Podpovrchová voda, která se nachází v půdních prostorech a vyplňuje pukliny a trhliny spolu se vzduchem se nazývá půdní voda a nachází se v pásmu provzdušnění (aerace). V hlubších vrstvách dochází k úplnému zaplnění pórů vodou (pásmo saturace) a této vodě se říká voda podzemní. Rozložení vrstev v půdě ukazuje obr. 9.1 Obr. 11.1: Rozdělení půdní vody v půdním a horninovém prostředí Půdní voda Půdní voda je souhrnné označení pro veškerou vodu v půdě ve všech skupenstvích. Tato voda se vyskytuje převážně v aeračním pásmu, někdy ale i v zóně se souvislou podzemní hladinou, která je součástí spodní části půdního profilu nebo pod půdním profilem a může do něj vzlínající voda významně zasahovat. Půdní voda je hybnou silou různých fyzikálních, chemických, fyzikálně-chemických, biochemických a biologických pochodů, které v půdě probíhají. Fyziologický význam vody je v tom, že je nenahraditelným životním faktorem pro rostliny a edafon.

203 113 Jejím prostřednictvím organismy přijímají potřebné živiny a existuje těsná souvislosti půda voda biota. Biologická účinnost vody závisí na jejím množství v půdě (vlhkost půdy) a na energetických poměrech, které ovlivňují její pohyblivost a dostupnost rostlinám. Voda je v půdě vázaná různými silami a podle těchto sil můžeme rozlišovat: adsorpční vodu ta je vázaná adsorpčními silami půdních zrn a horninových částic, tyto síly jsou značně velké, ale mají malý dosah. Přímo na povrchu těchto pevných částic (vnitřní strana) je vázaná nejsilnějšími silami voda hygroskopická, která není přístupná rostlinám. Vnější vrstva je vázáná slabšími silami a voda se nazývá voda obalová. kapilární voda zaplňuje póry (kapiláry) s velikostí 1 mm nebo pukliny s průměrem 0,25mm, k povrchu, resp. ke stěnám je připoutána kapilárními silami. Pokud je hmotnost vody a průměr kapilárních pórů velmi malá, může voda vzlínat i proti směru gravitačních sil. Vyskytuje se v bezprostřední blízkosti hladiny podzemní vody, podepřená kapilární voda vyplňuje prostory nad hladinou podzemní vody, při poklesu hladiny může vzniknout zavěšená kapilární voda. gravitační voda se vyskytuje pouze krátce v půdním profilu (při dešti, tání sněhu) a prosakuje nekapilárními póry hlouběji do půdního profilu a odnáší sebou rozpuštěné látky z povrchových vrstev do spodních částí profilu. Gravitační síla způsobuje, že se voda dostane až k hladině podzemní vody, kterou společně s vodu kapilární doplňuje. Adsorpční voda Kapilární voda Gravitační voda Gravitační a kapilární vody jsou přístupné rostlinám. Obecně platí, čím větší póry se v půdě vyskytují, tím lépe se voda v půdě pohybuje. Půda s malými póry (např. jílovité půdy) se po nasycení stávají prakticky nepropustné. Mezi další druhy půdní vody podle skupenství patří: vodní pára je to forma půdní vody, která vyplňuje pukliny i póry v plynném skupenství a vzniká při zvýšení teploty půdy. půdní led vzniká při poklesu teploty půdy pod bod mrazu. Největší množství ho je v permafrostu. Mocnost dlouhodobě zmrzlé půdy může dosahovat i několik set metrů Podzemní vody prosté Jako prostou podzemní vodu označujeme kapalnou vodu s obsahem rozpuštěných látek nebo oxidu uhličitého menší než mg.l-1. Výskyt podzemní vody je vázán na takové horninové prostředí, které má schopnost vodu nejen přijmout, ale i odevzdávat. Toto prostředí musí obsahovat póry a pukliny větší než kapilární. Pohyb je vyvolaný pouze gravitační silou a voda přenáší hydrostatický tlak. Jako kolektor označujeme takové horninové prostředí, jehož propustnost je v porovnání se sousední horninou o tolik větší, že gravitační voda se jím může snadněji pohybovat. Jako izolátor označujeme takové horninové prostředí, jehož propustnost je ve srovnání se sousední horninou o tolik menší, že za stejných podmínek se jím může gravitační voda pohybovat nesnadněji. Horninové prostředí, které je tvořeno materiálem plně nasyceným se nazývá zvodeň. Permafrost zaujímá na planetě poměrně velkou plochu (asi 21 mil km 2 ). Převážná část je na severní polokouli od severovýchodní Evropy přes severní Asii, v severní Kanadě, Arktickém kanadském souostroví a Grónsku. Jen asi 5 % je v Antarktidě a Jižní Americe. Maximální mocnost permafrostu se udává 1500 metrů.

204 114 Zvodeň Zvodní se může při střídání propustných a nepropustných vrstev vyskytovat do hloubky několik pod sebou. Podzemní voda v první z nich se nazývá mělká voda (freatická). K doplňování zásob podzemní vody dochází v našich podmínkách hlavně v zimě a na jaře. Čím větší hloubka výskytu podzemní vody, tím je její pohyb pomalejší a doba setrvání delší, proto bývá i její minerální zátěž větší než u vody pohybující se rychle a v malé hloubce pod povrchem. Obr : Příklad geologické stavby území s příkladem kolektoru a izolátoru. Jak je zvodeň mohutná závisí na tom, v jaké hloubce se nachází nepropustný izolátor. Voda se nad ním hromadí a jsou dvě možnosti: nahromadí se až k hornímu izolátoru (nepropustné nadloží), v tom případě může být pod tlakem (je větší než atmosférický) a má napjatou vodní hladinu. Název artézská voda pochází podle historické země v severní Francii Artois, dnes v departmentu Pas-de- Calai, kde byla ve 12. století poprvé mnichy tamního kláštera taková to studna vykopána. Specifickým případem výskytu podzemní hladiny jsou pouštní oázy. Infiltrační oblast je často vzdálená desítky, až stovky kilometrů od místa výstupu na zemský povrch. Základní podmínkou je jako u pramenů existence poruchy v nadložní vrstvě, díky které může pronikat voda do vyšších vrstev, případně až na povrch Specifickým druhem této podzemní vody je artézská voda, kdy pro vznik této vody je třeba specifické geologické poměry se synklinální formou uložení propustných a nepropustných vrstev a této formaci se říká artézská pánev.. nahromadí se ke své horní volné hladině a má volnou vodní hladinu, kde je normální atmosférický tlak. Hladina se může volně pohybovat v rozsahu celého kolektoru. Z hlediska propustnosti a kvality horninového prostředí se podzemní voda dělí: průlinová voda, kdy voda vyplňuje prostory mezi částicemi (průliny, póry) nezpevněných a zpevněných sedimentů. Voda se pohybuje díky gravitaci, ale může být i pod tlakem. Dochází zde k přirozenému procesu samočištění (filtrace). Obvykle tvoří tato voda plošně rozsáhlé zvodně. puklinová voda, která se vyskytuje v puklinách a trhlinách zpevněných hornin, kdy tyto prostory vznikají především mechanicky (smršťováním, rozpínáním, zvětráváním). Proudění vody v puklinách je nestejnoměrné a nedochází k filtraci, nevytváří se souvislá vodní hladina a nepřenáší se hydrostatický tlak.

205 115 krasová podzemní voda se vyskytuje v krasových horninách, kde mohou v horninách vznikat malé vnitřní prostory, pukliny až krasové jeskynní systémy, kde voda teče jako povrchový tok. Jsou zde tři pásma, kdy nejspodnější patro je trvale zaplaveno vodou. Tato voda není schopná filtrace, může být znečišťována vodou z povrchu a je velmi bohatá na rozpuštěné látky Prameny Pramenem se označuje místo, kudy se přirozeným soustředěným nebo nesoustředěným způsobem dostává podzemní voda na zemský povrch. Zpravidla se vyskytuje tam, kde zvodnělá vrstva protíná terén, na místech styku dvou vrstev s rozdílnou propustností. Prameny můžeme klasifikovat podle různých kritérií. Podle doby trvání vývěru vody na stálé, občasné (periodické) a epizodické. Podle způsobu, jak se voda dostává na povrch, se dělí na: sestupné vznikají tak, že se podzemní voda pohybuje vlivem gravitace ve směru sklonu vrstev a v místě, kde kolektor i podložní izolátor vystupují na povrch, volně vytéká. Rozlišujeme svahový, suťový, přelivný, vrstevní nebo roklinový. Dělení pramenů výstupné - vyvěrají díky přetlaku způsobeného gravitací nebo tlaku vody ve zvodnělé vrstvě, v místech tektonické poruchy, vlivem tlaku plynu nebo účinkem vysoké teploty. Rozlišujeme prameny zlomové nebo vyvěračky v krasových oblastech. podmořské prameny vyvěrají skrytě pod mořskou hladinou u pobřeží, které je tvořeno propustnými, nejčastěji krasovými horninami. gejzíry jsou periodické prameny, které vznikají tlakem nadloží nebo tlakem plynu, kdy je voda vytlačována na povrch v cyklech, které mohou trvat několik minut, hodin nebo dokonce dnů. Voda vystřikuje do výšky až několik desítek metrů a bývají doprovodným jevem vulkanické a postvulkanické činnosti. Vydatnost pramenů Q se zjišťuje obdobně jako průtok menších vodních toků jednak přímým měřením pomocí měrné nádoby nebo přelivy. Měrný přeliv se umisťuje, co nejblíže k prameni. Jednotkou vydatnosti pramene je l.s -1 nebo m 3.s -1 v závislosti na velikosti pramene. Režim pramenů je vyjadřován změnami vydatnosti v čase a jejich rozkolísaností. Na režim pramenů mají na něho vliv různé faktory např. velikost infiltrační oblasti (čím větší, tím vyrovnanější režim), geomorfologické parametry, klimatické poměry (srážky, výpar), rozsah, uložení a propustnost zvodnělých vrstev a tlakové poměry. Vydatnost pramenů Minerální vody Pokud se v jednom litru vody nachází více než 1 gram minerálních látek nebo plynů, označuje se tato voda jako minerální. Podle způsobu utváření minerálních vod je dělíme na: minerální vody kontinentálního původu, které se tvoří při oběhu podzemní vody, doplňované průsakem z povrchu země)

206 116 fosilní mořské vody, které vznikly uzavřením mořské vody nepropustným sedimentem, které obsahují vyšší obsahy solí, jodidů a bromidů vody ropného původu, které jsou tvořeny směsí mořské vody vytěsněné z organických zbytků živočichů a rostlin během jejich rozkladu. Obsahují malé množství síranů, zbarvují vodu do žluta Hydrologické charakteristiky podzemních vod Základní charakteristika režimu podzemní vody jsou průměrné hodnoty stavu hladiny podzemní vody. Z hlediska sledování podzemní hladiny vody vodohospodáře zajímá její úroveň a to buď v absolutním vyjádření nadmořskou výškou, nebo její hloubka pod zemským povrchem. Aby bylo možné poznat lépe režim podzemních vod, jsou nutná spolehlivá dlouhodobá a nepřetržitá sledování stavů hladiny podzemní vody a vydatnosti pramenů. Vedle toho se sleduje i teplota a na vybraných profilech i kvalita vody. K pozorování slouží síť pozorovacích stanic (základní, vyhledávací, účelová), kterou tvoří objekty různého typu (vrty, studny, prameny). Stav hladiny podzemní vody se zjišťuje měřením její svislé vzdálenosti od pevně stanoveného bodu na povrchu (horní okraj výstroje vrtu nebo studny). Pokud je bod geodeticky zaměřen, pak lze hladinu udávat i v metrech nadmořské výšky. Některé speciální objekty jsou vybaveny mechanickými měřeními (limnigrafy) nebo moderními hladinoměry, které předávají údaje automaticky. Měření hladiny podzemních vod K měření hladiny se používá: kovová tyčka délky cm, připojená na pásmo Rangova (frankfurtská) píšťala kovová trubka na obvodu opatřená miskovými žlábky vzdálenými od sebe 1 cm a připevněná na pásmo. Při ponoření do vody vzduch uniká z píšťaly a vydá tón. světelná olovnice trubice s plováčky a kontakty ve dně a se svítilnou v horní části trubice. Plováčky sepnou při dotyku s vodou kontakty a rozsvítí baterku. Trubice je zavěšena na pásmu. elektrická hrotová měřidla využívají vodivosti vody k uzavření proudového obvodu. limnimetr kde se pohyb plováku (o průměru 4 cm) přenáší lankem na počítadlo. limnigrafické přístroje (Metra 500) s plovákem o průměru 9 cm. hladinoměry - tlakové, ultrazvukové, atd. Hladinu podzemní vody znázorňujeme pomocí různých izočar. V případě, že znázorňujeme nadmořskou výšku hladiny podzemní vody, tak použijeme hydroizohypsu. Pokud znázorňujeme úroveň hladiny podzemní vody pod povrchem, použijeme hydroizobatu. V případě, že znázorňujeme úroveň hladiny podzemní vody s napjatou hladinou, používáme hydroizopiezzu.

207 117 Úkol / Úkol k zamyšlení Vypočítejte vlhkost půdy v %, byla li hmotnost odebraného čerstvého vzorku 56,8 g a po vysušení vážil 42,6 g. SHRNUTÍ Voda pod zemským povrchem se nazývá voda podpovrchová. Pod zemský povrch se dostává především z atmosférických srážek vsakováním (filtrací). Podpovrchová voda se dělí na vodu půdní a podzemní (prostou, minerální). V nezpevněných horninách se podzemní voda vyskytuje v průlinách, v pevných horninách se váže na pukliny. Ve vápencích se vytvářejí díky mechanické a chemické činnosti vody velké pukliny, ve kterých se může hromadit podzemní voda krasová. V oblastech, kde je geologické podloží tvořeno střídavě propustnými a nepropustnými horninami, je hladina podzemní vody pod tlakem. Jedná se o vodu s napjatou hladinou, též o artézskou vodu. Pokud se v 1 litru vody nachází více než 1 gram minerálních látek nebo plynů, tak se jedná o vodu minerální. Hladina podzemní vody je úroveň, do které jsou průliny a pukliny vyplněné vodou. Místo vývěru podzemní vody na zemský povrch se nazývá pramen. Vydatnost pramene určuje množství vyvěrající vody za 1 sekundu, jednotka je l.s -1 nebo m 3.s -1 v závislosti na velikosti pramene. Kontrolní otázky a úkoly 4. Jaké jsou teorie vzniku podzemní vody? 5. Vysvětlete rozdíl mezi gravitační a kapilární vodou. 6. Jak měříme hladinu podzemní vody? 7. Jak dělíme prameny? Pojmy k zapamatování Podpovrchová voda, podzemní voda, půdní voda, pramen, artézská voda, minerální voda, saturační pásmo, aerační pásmo, kolektor, izolátor,

208 Voda v oceánech Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Na jaké dílčí disciplíny dělíme oceánografii. Jak se vymezují oceány a kolik jich od roku 2000 oceánografové rozlišují Jaké zvláštní vlastnosti má mořská voda, co ovlivňuje její vlastnosti Jaké jsou pohyby mořské vody, mořské proudy Doba potřebná k prostudování kapitoly: 60 minut. Průvodce studiem O planetě Zemi se tvrdí, že je planetou moří, vodstvo pokrývá 70% jejího povrchu a při pohledu z vesmíru převažuje modrá barva. Jsou to právě oceány plné kapalné vody, které nás ve sluneční soustavě odlišují od ostatních planet. Nejen proto je oceánografie jako věda a její poznatky důležité nejen pro státy, které leží při břehu moře nebo oceánu, které třeba v rámci hospodářství využívají moře ať už pro rybolov nebo pro těžbu nerostných surovin, ale z celosvětového hlediska i pro rozhodování různých mezinárodních uskupení a vlád států. Oceánografie se ve většině učebnic definuje jako věda o moři (ale tato definice je značně neurčitá). Je součástí oceánografie např. studium námořní dopravy? Nebo struktura dna oceánu nebo klimatologie, když víme, že oceány ovlivňují podnebí všech kontinentů? Patří sem třeba studium historie a vývoje mořské vody a vůbec vznik a geologický vývoj oceánů? Stejně obtížně je zařadit oceánografii do systému věd. Hlásí se o ni geografie, ale hydrologie hlavně. Samozřejmě část oceánografie by se mohla zařadit i do biologie, chemie, fyziky atd. V poslední době se ale oceánografie zařazuje do tzv. vědy o Zemi Earth Science. Je to mladá věda, vznik této disciplíny spadá do druhé poloviny 19. století. Geografové ji začali rozvíjet jako první. Také my, obyvatele vnitrozemského státu, víme, že oceánské fronty ovlivňují naše podnebí i počasí, naše flotila brázdí světová moře, geologická minulost našeho území byla také historií mořskou, na našem území se nacházejí mořské sedimenty, na jídelníčku máme dnes už běžně mořské ryby a plody, dovolené trávíme často na břehu moře nebo oceánů, někteří obyvatelé ČR vlastní jachty a plachetnice, jiní se potápějí, naši sportovci mají úspěchy ve sportech spojených s mořem. Dalo by se jmenovat mnoho dalších důvodů, proč byla tato kapitola zařazena do tohoto distančního textu. Autoři zvolili jen vybrané kapitoly z důvodu rozsahu textu Oceánografie Oceánografie, někdy zvaná také oceánologie, se definuje jako věda o moři a je jednou z věd o Zemi. Pokud si budeme definovat užší vymezení (fyzická geografie moří), tak se zabývá výzkumem fyzikálních a chemických jevů a procesů mořské vody, včetně pohybu mořských vod (proudů), poznáním vztahů mezi oceánem atmosférou pevninou a morfologií oceánského dna. Širší vymezení oceánografie navíc zahrnuje i mořskou geologii, geofyziku a také mořskou biologii. Na světový oceán je třeba se dívat jako na otevřený systém, který je součástí celého systému Země (geosystému). V něm existují složité vzájemné vnitřní vztahy mezi všemi jeho složkami vodou, anorganickými látkami v ní obsaženými, organismy a

209 119 rostlinami. Tyto vztahy se projevují funkčně spjatými jevy a procesy nejen uvnitř oceánu, ale tyto jsou v interakci s ostatními složkami geosystému Země, kterého obklopují (atmosféra, pevnina, zemská kůra dna oceánů, vesmír). Oceánografie je věda velmi široká, která využívá metod zkoumání a poznatků mnoha vědních oborů. Oceánografie se člení do několika samostatných vědních disciplín: Členění oceánografie - Fyzická oceánografie - Geologická oceánografie - Chemická oceánografie - Mořská biologie - Aplikované oceánografické disciplíny (např. mořské inženýrství, podmořská archeologie, mořská politika atd.) Světový oceán Voda pokrývá 70,8% povrchu Země. Světový oceán je na rozdíl od pevniny souvislá masa mořské vody s průměrnou hloubkou 3729 m. Světový oceán obsahuje 97,2% všech zásob vody na Zemi. Světový oceán Světový oceán můžeme rozdělit do čtyř hlavních oceánů, jejichž rozmístění a tvar jsou závislé na postavení kontinentů a charakteru podmořských pánví. Pátý oceán Jižní ledový nemá hranice vymezené pevninou a byl oficiálně schválen v roce 2000 Mezinárodní hydrografickou organizací. Rozkládá se na jižní polokouli okolo Antarktidy a není vymezen pevninami, ale mořským prouděním přesněji řečeno antarktickou konvergencí, což je zóna, kde se střetávají mořské proudy okolo Antarktidy, a tím vody Jižního ledového oceánu oddělují. Geograficky tento oceán zahrnuje části Tichého, Atlantského a Indického oceánu na jih od 50 jižní zeměpisné šířky. Oceán je nazýván podle své geografické polohy Vybrané vlastnosti mořské vody Mořská voda má oproti sladké vodě větší množství rozpuštěných minerálních látek, nejen nejznámější chlorid sodný NaCl, ale i příměsi dalších solí, kovů a plynů. Salinita je celkový objem pevných látek rozpuštěných ve vodě včetně plynů, protože i ty se při nízkých teplotách přeměňují do skupenství pevného. Nejčastěji je udávána v promilích ( ). V jednom kilogramu mořské vody s průměrnou salinitou 35 je 965,31 g vody a 34,69 g solí. Z toho je nejvíce iontů chlóru 19,1 g, sodíku 10,62 g, síranu 2,66 g, hořčíku 1,28 g, vápníku 0,4 g, draslíku 0,38 g, zbytek tvoří stopové prvky (fosfor, jód, železo, mangan atd.). Salinita je odlišná v různých místech oceánu nebo moře. Na otevřeném moři se pohybuje salinita v rozpětí Ve vnitrozemních mořích mohou být rozdíly velké, např. Rudé moře má 42, Baltské moře 10. Největší salinitu ale nemá moře, ale vnitrozemské jezero Mrtvé moře, kde je její hodnota na 330. V některých místech se může hodnota měnit i během roku. Např. na Floridě v Miami Beach je v říjnu průměrná salinita 34,8, zatímco v květnu a červnu, kdy je velký výpar, dosahuje 36,4. Vlastnosti mořské vody

210 120 Procesy ovlivňující salinitu Procesy, které ovlivňují salinitu: - Atmosférické srážky (salinita klesá) - Říční přítoky (salinita klesá) - Tání ledových ker (salinita klesá) - Tání mořského ledu (salinita klesá) - Evaporace (salinita stoupá) - Tvorba mořského ledu (salinita stoupá) Na obrázku vidíme rozdíly v povrchové salinitě, která se mění v závislosti na zeměpisné šířce. Červené odstíny znamenají oblasti s vysokou salinitou, modré odstíny s nízkými hodnotami. Nejvyšší salinita je kolem obratníků Raka a Kozoroha. Blízko rovníku se salinita propadá. Ve vysokých zeměpisných šířkách jsou hojné atmosférické srážky, říční přítoky i tání ledových ker, které způsobují její snižování. Nízké teploty vzduchu omezují intenzitu evaporace. Globální cirkulace vzduchu se projevuje sestupem suchého a teplého vzduchu v blízkosti obratníků Raka a Kozoroha, což má za následek zvýšenou evaporaci a nárůst salinity. Zde ale salinitu také zvyšuje i malý úhrn atmosférický srážek, nepřítomnost významnějších přítoků a výskyt pouští na pevnině. Vysoké teploty v blízkosti rovníku způsobují intenzivní evaporaci, která salinitu zvyšuje, ale zvýšené množství atmosférických srážek a přítoky velkých řek ji částečně snižují. Průměrná roční salinita v oceánech Obr. 12.2: Průměrná roční povrchová salinita v oceánech na Zemi

211 121 Fyzikální vlastnosti čisté a mořské vody jsou až na pár výjimek, zejména rozdílnou vodivost, shodné. Mořská voda má vůči čisté vodě vyšší ph, a hustotu. Bod varu mořské vody je o 0,6 C vyšší než u čisté vody a bod mrazu je o 1,9 C nižší. Rozpuštěné soli tak zvyšují rozmezí teplot, kdy voda existuje jako kapalina. V hloubce mezi 300 a 1000 metry dochází k výrazným změnám v salinitě a teplotě mořské vody, říká se jí skočná vrstva. Skočná vrstva je vrstva v hloubkách, kde dochází k prudkým změnám teploty (termoklina), salinity (haloklina) a s tím související hustoty vody (pyknoklina). Pod hloubkou 1000 metrů se salinita pohybuje kolem průměrné hodnoty 35 a teplota se pohybuje pod 4 C. Této vodě se říká hlubinná voda, která je studená a má vyšší hustotu. Pyknoklina představuje obtížnou překážku, která zabraňuje promíchávání svrchní vrstvy vody a hlubinné vody. Ve vysokých zeměpisných šířkách zůstávají teploty povrchové vody během roku stejné, takže jsou tu jen malé teplotní rozdíly mezi svrchní vrstvou a hlubinnou vodou. Proto se v těchto šířkách jen málokdy objevují termokliny a pyknokliny. Voda má téměř celý rok ve vertikálním směru stejnou teplotu i hustotu. Fyzikální vlastnosti mořské vody Pyknoklina Pohyb mořské vody Pokud nebere v úvahu směr pohybu vodních částic (vertikální a horizontální) můžeme rozlišovat pohyby mořské vody, které se uskutečňují v uzavřených drahách a pohyby, kterými se přemisťuje voda z místa na místo. Do první skupiny patří vlnění mořské vody, do druhé mořské proudy nebo proudění vody. Oba druhy pohybu ale od sebe nemůžeme oddělovat. Příčinou vzniku příbřežních proudů může být vlnění při pobřeží. Pohyby oceánských vod vyvolává celá řada příčin: Pohyb oceánských vod přitažlivá síla Měsíce a Slunce vliv zemské rotace nerovnoměrné ohřívání vody v různých zeměpisných šířkách gradienty atmosférického tlaku a vzniklé větrné proudy vliv podmořského zemětřesení sopečná činnost sesuvy břehů a dnových sedimentů Eolické vlnění vody Se stoupající rychlosti větru se zvyšuje výška vln, zpočátku tzv. kapilární vlny (o vlnové délce menší než 1,74 cm), kdy je v rovnováze povrchové napětí vodní hladiny a gravitační síly, přechází ve vlny gravitační (vlnová délka větší než 1,74 cm), kdy nad silou povrchovou začne převládat síla gravitační.

212 122 Golfský proud je relativně teplý mořský proud v Atlantském oceánu. Vzniká v Mexickém zálivu účinkem Yucatánského a Floridského proudu, je posilován i Antilským proudem. Z Floridského průlivu pokračuje podél pobřeží Severní Ameriky k mysu Hatteras a dále k Newfoundlandu, kde se stýká s chladnými proudy Labradorským a Východogrónským. Na styku proudů pásmo Cold Wall s četnými mlhami a bohatými lovišti ryb. Od Newfoundlandu pokračuje napříč Atlantským oceánem jako Severoatlantský proud, omývá pobřeží Velké Británie, Islandu, Norska, poloostrov Kola, západní pobřeží ostrova Špicberky. Při pobřeží Floridy dosahuje rychlosti až 5 námořních mil/hod, u mysu Hatteras přenáší přes 55 mil. m 3 vody za s a u Velké Británie 7 mil. m3/s. V celém průběhu je Golfský proud vzhledem k okolním vodám teplejší (u mysu Hatteras o 3 C, mezi Velkou Británií a Islandem o 7 9 C, v Norském moři o 4 8 C, v Severním moři o 5 8 C). Vlivem Golfského proudu Norské a Barentsovo moře většinou nezamrzají, pro lodi jsou přístupné přístavy v Bodo, Narviku, Tromso v Norsku a Murmansku v Rusku. Golfský proud výrazně otepluje atmosféru; zvýšený výpar ovlivňuje výši srážek v Evropě a cyklonální cirkulaci ovzduší. Každá vlna se skládá ze hřbetu a vpadliny (důl) a můžeme ji dále charakterizovat těmito parametry: délka vlny (L), což vzdálenost mezi dvěma hřbety výška vlny (H), což je vertikální vzdálenost mezi nejvyšším bodem hřbetu a nejnižším bodem vpadliny perioda (T), je doba mezi průchodem dvou následujících hřbetů vln stejným bodem rychlost vlny (L/T) amplituda vlny (L/H) Mořské proudy Mořské proudy jsou dílčí, různou rychlostí se pohybující jazyky mezi, kterými mohou být i protiproudy a víry. Trasy velkých mořských proudů se mohou měnit nejen v průběhu sezóny, ale i v průběhu dne a někdy i několika minut. Mořské proudy jsou součástí celooceánské cirkulace a jeden z nejdůležitějších mořských fenoménů (přenášejí obrovské vodní masy na ohromné vzdálenosti, regulují a určují teplotu oceánských vod na povrchu i v hloubce, mají značný vliv na přilehlou pevninu). Hlavní příčinou vzniku oceánského proudění je všeobecná cirkulace atmosféry činností pravidelných větrů. Základní dělení je na povrchové proudy a hlubinné proudy. Nejvíce proměnlivé vlastnosti mají povrchové proudy, jsou nejpohyblivější a mají soustavný kontakt s atmosférou. Hlavním činitelem vzniku je vítr, který předává asi 2% energie mořské vodě (vítr 50 uzlů zvýší rychlost vody o 1 uzel = námořní míle1,85 km za hodinu). Jejich šířka je m (dosah vlivu vlnění, větru a radiace). Nacházejí se nad pyknoklinou (vrstva rychle se měnící hustoty vody max. 1 km hloubky). V ideálním případě by na Zemi sledovali větrné pásy, ale existence kontinentů tyto směry mění. Pasáty dávají do pohybu vodní masy rovníkové proudy mezi obratníky, které se pohybují směrem na západ podél rovníku. Jakmile dosáhnou západní části oceánu, tak Coriolisový efekt odkloní tyto západní okrajové proudy (Golfský nebo Brazilský) a přitékají z rovníkových oblasti. Mezi 30 a 60 zem. šířky převažují západní větry a tečou východním směrem přes oceán (Severoatlantický proud, Západní příhon). Tyto východní okrajové proudy, jakmile dosáhnou pevniny, tak je Coriolisova síla je odkloní směrem k rovníku (Kanárský proud, Benguelský proud) Ekmanova smyčka (spirála) způsobuje, že plovoucí kry se odchylují o doprava ke směru větru vanoucím v Severním ledovém oceánu. Pozorováno už kolem roku Tento jev vzniká v důsledku větru, který vane nad hladinou, hloubky vody a Coriolisovy síly a je v ideálním případě 90. Obvykle se odklon pohybuje kolem 45, v otevřeném moří kolem 70 od směru větru na severní polokouli doprava na jižní doleva.

213 123 Proud meandruje (obr ) a meandry se zvětšují směrem po proudu, někdy se i odškrtí a vytvoří víry. Víry na jv. straně mají směr cyklonální po směru hodinových ručiček a jsou studené, na sz. straně anticyklonální, teplé, často se odělují od proudu. Ročně se po jedné straně vytvoří až 5 takových vírů a může trvat až 2 roky než se takový vír rozruší. Obr : Rychlost Golfského proudu Hlubinné proudy jsou vyvolány termohalinní cirkulací (různá hustota mořské vody). Platí pravidlo, že vody s vyšší hustotou klesají do hloubek. Severoatlantské hlubinné vody, které vznikají v Norském moři, odkud tento proud teče do severního Atlantiku (obr ). Obr : Celosvětová cirkulace hlubinné vody pásová cirkulace Metody měření rychlosti mořských proudů: Přímé - plovoucí bóje, které vysílají radiový signál nebo průtokoměry (z pevného bodu, nebo tažené za lodí) Měření rychlosti mořských proudů Nepřímé - radarové výškoměry, které zjišťuje se vyklenutí vodní hladiny (závisí na reliéfu dna a na toku proudů) nebo Doplerův tokoměr (vysílající nízkofrekvenční signál do vody a odražený zaznamenává zpět) Význam mořských proudů v rozvodu tepla a živin Významnou roli v rozvodu tepla a také živin po zemském glóbu sehrávají mořské proudy, které tak mají charakter obrovského oceánického tepelného výměníku.

214 124 Z celé řady mořských proudů je třeba jmenovat zejména tzv. hluboký slaný proud, který představuje největší systém globální cirkulace. Tento hluboký proud vystupuje k hladině v severním Atlantiku jižně u Islandu, kde silné větry rozhánějí chladnou vodu oceánu. Proud uvolňuje velké množství tepla a živin, které průběžně hromadí během své cesty z tropického pásu, a které následně ovlivňují životní podmínky v severní a střední Evropě. U Labradoru se tento proud opět noří, míjí jižní Afriku, Austrálii a na povrch vystupuje opět při západním pobřeží USA. Zmíněný proud má úzký vztah ke klimatickému jevu zvanému severní oscilace. Ta má své centrum v severním Atlantiku a určuje podobu a změny klimatu ve střední a severní Evropě v řádech desetiletí. Střetávají se při ní vlivy teplého hlubokého slaného proudu a studených sladkých vod z pevniny a tajících kontinentálních ledovců. Podle toho, zda převládá vliv teplého proudu nebo naopak studených pevninských vod, evropské klima se buď otepluje nebo ochlazuje. Druhá, tzv. jižní oscilace s centrem v jižním Pacifiku propojuje vliv studeného Peruánského proudu od Antarktidy s monzunovými větry od západního pobřeží Jižní Ameriky nesoucích vláhu do Austrálie, Indie a Afriky. Odchylky v tomto významném klimatickém systému mohou vážně narušit hladký průběh období dešťů v Austrálii, jihovýchodní Asii a Africe a jsou původcem nechvalně proslulého jevu El Niño. Dalekosáhlý vliv mořských proudů na světovou biodiverzitu dokumentují množící se fosilní důkazy o vymírání velkých obratlovců (až 20 % druhů) ve starších třetihorách (eocénu) v důsledku posunu Antarktidy, jehož následkem došlo k dramatickému přebudování globálního systému mořských proudů a tím i světového klimatu. Úkol / Úkol k zamyšlení Vyhledejte si mapu mořských proudů např. ve Školním atlase a pokuste se vysvětlit, jak konkrétní proudy ovlivňují pevninu a její pobřeží v jejich blízkosti a zda se dají vypozorovat nějaké pravidelnosti. Zapamatuj si nejvýznamnější mořské teplé i studené proudy. Tato kapitola se snažila stručně představit vědu, která by klidně zabrala celý jeden semestr přednášek, oceánografii. Je to věda velmi široká a má přesah do mnoha oborů. Zmínili jsme se jen stručně ve vybraných kapitolách o vlastnostech mořské vody, mořském vlnění, mořských proudech, jejich příčinách vzniku, jejich dělení a jejích vlivu na globální cirkulaci. Kontrolní otázky a úkoly 1. Jaké jsou příčiny pohybu mořské vody? 2. Jak se definuje Jižní ledový oceán? 3. Vysvětli, jak se projevuje Ekmanova spirála na severní polokouli. 4. Jak se měří rychlost mořských proudů? 5. Co je to pyknoklina? Pojmy k zapamatování Oceánografie, salinita, pyknoklina, mořské proudy, Ekmanova spirála, hlubinné mořské proudy, povrchové mořské proudy, Golfský proud.

215 Vodní hospodářství Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Vysvětlit pojem vodní hospodářství Popsat etapy ve vývoji vodního hospodářství Popsat platné dokumenty ve vodohospodářském plánování ČR Doba potřebná k prostudování kapitoly: 30 minut. Průvodce studiem Voda je běžnou součástí našeho života. Aniž bychom si to uvědomovali samotným otočením kohoutku, dokončíme sáhodlouhý proces, který započal u kolektoru podzemní vody nebo přehradní nádrže. Ochrana tohoto zdroje, zajištění jeho dostupnosti, budování infrastruktury, úprava vody a její přivedení do našich domácností to všechno jsou úkoly vodního hospodářství Vodní hospodářství Definovat vodní hospodářství je velmi složité. Mezinárodně uznávaná definice neexistuje, především kvůli rozdílnému pojetí vodního hospodářství v různých zemích. Obecně lze říci, že se jedná o soubor opatření ke zkoumání, ochraně, racionálnímu využívání a k rozvoji vodních zdrojů pro potřeby společnosti a zároveň k ochraně proti škodlivým účinkům vody s cílem zajištění optimálních parametrů životního prostředí (Říha, 1990) Etapy ve vývoji vodního hospodářství Každý stát prochází určitými etapami ve vývoji vodního hospodářství. Ty se určují na základě množství dostupných přírodních zdrojů vody a uspokojování potřeb a nároků společnosti daného státu. Čím je tlak na vodní zdroje větší, tím je kladen větší nárok na úkoly vodního hospodářství a zároveň by se měla pozvednout také celková úroveň vodního hospodářství (což bohužel ne vždy platí). Rozlišujeme čtyři etapy ve vývoji vodního hospodářství (Beran, 2009). Vývoj vodního hospodářství I. etapa vývoje k uspokojení potřeb obyvatelstva stačí přirozené vodní zdroje s minimální regulací II. etapa vývoje vznik vodního hospodářství jako samostatného odvětví. Přichází nutnost regulovat zacházení s vodními zdroji pomocí elementárních zákonů, potřebu již nelze uspokojovat z přirozených zdrojů, jednoúčelové použití vody se stává neúnosným. III. etapa vývoje ukončení extenzivního využívání vodních zdrojů. Snaha o intenzifikaci hospodaření s vodou vedoucí k zavádění nových technologií s menšími nároky na vodu. Renovují se inženýrské sítě, aby se zamezilo ztrátám. Průmyslové závody snižují spotřebu zaváděním vnitřní cirkulace vody. Ochrana a komplexní péče o vodní zdroje v povodí.

216 126 IV. etapa vývoje Maximální péče o vodní zdroje a jejich řízené rozdělování. Snaha o vyrovnávání případné negativní hydrologické bilance pomocí distribuce vody mezi povodími. Mezinárodní spolupráce a péče o vodu v mezinárodních povodích. Legislativa vodního hospodářství v ČR Každý rok zpracovává Ministerstvo zemědělství odbor ochrany vod tzv. Modrou zprávu o stavu vodního hospodářství České republiky Vývoj legislativy vodního hospodářství v ČR První zákon omezující užívání vody a nakládání s ní byl přijat již za Rakouska- Uherska v roce V platnosti zůstal až do roku 1954, kdy byl přijat nový zákon o vodě. Začala tím tak II. etapa vodního hospodářství v ČR. V roce 1953 vznikla Ústřední správa vodního hospodářství a byl sepsán Státní vodohospodářský plán (1954). Byl však silně zaměřen na hospodaření s vodou v souvislosti s rozvojem jejího energetického a průmyslového potenciálu, což bylo dlouhodobě ekologicky neudržitelné. Inovovaný plán byl přijat v roce 1972 jako Směrný vodohospodářský plán. V něm již dominuje problematika zdrojů pitné vody a jejich ochrana, ale v praxi se však zásady správného hospodaření udržovaly složitě. Zejména nízká cena vody nenutila průmyslovou výrobu ani obyvatele s vodou šetřit. V období po roce 1989 nastal pomyslný zlom. Česká republika přijala Rámcovou směrnici pro vodní politiku EU (v roce 2000) a schválila nový zákon O vodách (254/2001 sb.). Vodohospodářké plánování mají na starosti podniky oblasti povodí. Obecné cíle jsou stanoveny v Plánu hlavních povodí (2007) a v rámci něj také tři Plány národních částí mezinárodní oblasti povodí Labe, Dunaje a Odry. Konkrétní cíle pro jednotlivá povodí jsou rozpracována v Plánech oblastí povodí (celkem 8) pro plánovací období Ve spojení se sousedními státy jsou zpracovány také Plány mezinárodních povodí pro oblast povodí Labe, Odry a Dunaje Složky vodního hospodářství v ČR Co všechno tedy zahrnuje vodní hospodářství? Jeho působnost je široká, shrnou ji lze do těchto 15 bodů včetně objektů a zařízení k jejich provozu. Součástí vodního hospodářství je také plánování, dokumentace, odborné vzdělávání a osvěta. 1, zásobování obyvatelstva, průmyslu a zemědělství pitnou a užitkovou vodou 2, péče o vodní zdroje 3, hospodaření vodou v zemědělství 4, péče o čistotu vodních toků 5, ochrana před povodněmi 6, rybniční hospodářství (rybníkářství) 7, využívání vodní energie pomocí jezů, stupňů, přehrad a vodních elektráren 8, splavňování vodních toků 9, stokování obcí 10, ochrana lázeňských a minerálních vod 11, péče o rašeliniště 12, ochrana rezervací pro zachování geofondu vzácné fauny a flóry

217 127 13, péče o rekreační vodní plochy 14, vlastní vodní hospodářství závodů s hydraulickou dopravou speciálních substrátů, odkaliště a složiště popílků 15, vodní hospodářství skládek odpadů Problémy vodního hospodářství Celosvětový problém vodního hospodářství je zajistit dostatečný přístup k nezávadné pitné vodě pro populaci každého státu. Díky průmyslové a intenzivní zemědělské činnosti a nedokonalým odpadním systémům a systémům čističek odpadních vod se mnohé vodní zdroje stávají zejména v rozvojových zemích ekologickou a zdravotní hrozbou. Dalším problémem je plošná eroze, díky které ztrácí lidstvo nejúrodnější svrchní humusové horizonty půdy a je nuceno používat čím dál více umělých hnojiv, aby dosáhlo stejných výnosů. Chemická hnojiva se usazují v půdě a prostřednictvím infiltrující se vody se dostávají do podzemí a snižují jakost podzemní vody. Část je povrchovým odtokem splavována do recipientů (jezer, nádrží), kde způsobí eutrofizaci. V problémových oblastech světa, s nedostatkem vody je potom komplikované hospodařit a plánovat na mezinárodní úrovni. Každý stát se snaží zabrat co nejvíce vodních zdrojů a voda se tak v blízké budoucnosti může stát velmi drahou, strategickou surovinou. Celosvětovým problémem také zůstávají katastrofické povodně a ochrana proti nim, stejně jako sucha a z nich pramenící neúrody. Úkol / Úkol k zamyšlení Prostřednictvím statistik na portálu unwater.org sestav žebříček 10 států, které mají nejméně obnovitelných zdrojů vody na obyvatele. SHRNUTÍ Vodní hospodářství se zabývá racionálním využíváním vodních zdrojů a jejich ochranou. V závislosti na množství zdrojů vody má každý stát vlastní vodohospodářskou koncepci a nachází se na různém stupni vývoje. V rámci EU dochází ke společnému vodohospodářskému plánování. Vodní hospodářství zahrnuje v ČR celkem 15 složek. Kontrolní otázky a úkoly 6. Vyjmenujte složky vodního hospodářství v ČR? 7. Jaké jsou hlavní světové vodohospodářské problémy? 8. Co je Plán hlavních povodí? Pojmy k zapamatování Etapy vývoje vodního hospodářství, Státní vodohospodářský plán, Plán hlavních povodí, složky vodního hospodářství.

218 128 Závěr Milí studenti, jak již bylo zmíněno v úvodu, používali jste text určený studentům připravovaného kombinovaného studia studijního oboru Geografie. Cílem jeho ověření ve výuce bylo kromě vlastního předávání nových informací také identifikovat místa obtížně srozumitelná, nepřehledná, případně upozornit na překlepy, typografické i věcné chyby. Děkujeme Vám, že pečlivým vyplněním závěrečného hodnotícího dotazníku přispějete ke zdokonalení tohoto textu a tím i k efektivnějšímu studiu Vašich budoucích kolegů.

219 129 Použité zdroje Allaby, M. (2000) Basics of Environmental Science, second edition. New York: Routledge. Beran, J. (2009) Základy vodního hospodářství. Praha: ČVUT. Bulu, A. (2010) Historical development of hydrology. BALWOIS Burt, T. P. (1987): Measuring infiltration capacity. Geography Review (1, s ) Davies, T. (2008) Fundamentals of hydrology, second edition. New York: Routledge. Demek, J. (1983) Nauka o krajině. Brno: Univerzita J. E. Purkyně v Brně. Demek, J., Quitt, E., Raušer, J. (1976) Úvod do obecné fyzické geografie, Praha: Academia. Dyck, S., Peschke, G. (1983) Grundlagen der Hydrologie. Berlin: VEB Verlag Bauwesen. Dub, O., Němec, J. (1969) Hydrologie. Praha: SNTL. Dub, O. (1957): Hydrológia, hydrografia, hydrometria. Bratislava: SVTL. Eagleson, P.S. (1991) Hydrologic science: A distinct geoscience. Reviews of Geophysics (29,2, s ) Farský, I., Matějček, T. (2008) Vybrané kapitoly z fyzické geografie. Ústí nad Labem: Přírodovědecká fakulta UJEP Gabler, R.E., Petersen J.F. (2007): Essentials of Physical Geography, 8 th edition. New York: Thompson. Herber, V., Suda, J. (1996) Cvičení z fyzické geografie I. Hydrologie. Plzeň: Fakulta pedagogická Západočeská Univerzita. Hladný, J. (2009) Vývojové trendy české hydrologické služby. Meteorologické zprávy (62, s ). Hubačíková, V., Oppeltová, P. (2008): Úpravy vodních toků a ochrana vodních zdrojů. Brno: MENDELU. Hugget, R.J. (2007) Fundamentals of Geomorphology. New York: Routledge. Chang, M. (2006) Forest Hydrology second edition. Boca Raon: CRS press. Chuman, T. (2012) Vegetace a půdy údolních niv. Geografické rozhledy (5, 11-12, s. 6 8). Jeníček, M. Klasifikace hydrologických modelů. Cit Dostupné z: < Jánský, B., Šobr, M. a kol. (2003) Jezera České republiky. Praha: Přírodovědecká fakulta UK Praha. Kohnke, H. (1968) Soil Physics. New York: Mc.Graw-Hill Book Company. Klokočník J., Lemoine F. G. (2000) Mars jako na dlani. Vesmír (79, s ). Krešl, J. (2001): Hydrologie. Brno: MENDELU Kravka, M. (2009): Základy lesnické a krajinářské hydrologie a hydrauliky. Brno: MENDELU Kříž, V. a kol. (1988) Hydrometrie. Praha: SPN. Křížek, M. (2012) Údolní niva její vymezení a vývoj. IN Geografické rozhledy (5, 11-12, s. 2 5 ) Kukal, Z. (1984) Oceán pevnina budoucnosti. Praha: Horizont. Kukal, Z. a kol. (1990) Základy oceánografie. Praha: Academia. Lewis, W. M. jr. (1996) Tropical lakes: how latitude makes a diference. IN Schiemer F., Boland K. T. (eds.) Perspectives in Tropical Limnology. Amsterdam: Academic Publishing bv. S Löfler, H. (2004) The Origin of Lake Basins. IN O Sullivan, Reynolds C.S. eds. The Lakes Handbook Volume I. Oxford: Blackwell publ.. s Nace, R. (1984) Water of the World. Washington: U.S. Geological Survey, U.S. Government National Resarearch Council (1991): Opportunities in the hydrologic sciences. Washington: National Academic Press. Nosek, M. (1972) Metody v klimatologii. Praha: Academia. Netopil, R. (1972) Hydrologie pevnin. Praha: Academia. Netopil, R. a kol. (1984): Fyzická geografie I. Praha: SPN. Plainer, J. (1983) Využívání a ochrana vodních zdrojů. Praha: MLVH. Pošta, P. (2008) Hydrografie I. (on-line). Cit Dostupné z:

220 130 Přikryl, I. (2011) Louže, tůně, jezera. IN Kleczek, J. ed. Voda ve vesmíru, na zemi, v životě a v kultuře. Praha: Radioservis. S Říha, J. (1990) Vodní hospodářství. Praha:SPN. Slavík, L., Neruda, M. (2007) Voda v krajině. Ústí nad Labem: Fakulta životního prostředí UJEP. Smolová, I. Vítek, J. (2007) Základy geomorfologie. Vybrané tvary reliéfu. Olomouc: UP Olomouc Soukup, M., Kulhavý, Z. (1997) Povodně let 1995, 1996 a Vesmír (76, září, ). Starý, M. (2005) Hydrologie, Modul 01. Brno: VUT. Šterlc, P., Lett, P., Soukalová, E., Kašpárek, L. (2003) Povodeň v srpnu 2002 v České republice. VTEI (45, 1,1-4). Štěrba, O. a kol. (2008) Říční krajina a její ekosystémy. Olomouc: Vydavatelství UP Olomouc. Tlapák, V., Šálek, J., Legát, V. (1992) Voda v zemědělské krajině. Praha: Brázda. Trizna, M. (2007) Meteorologia, klimatologia, hydrologia pre geografov. Bratislava: Geografika. Thomas, S. G. D., Goudie, A. eds. (2010) The Dictionary of Physical Geography, Third edition. Oxford: Blackwell publishing Thurman H.V., Trujillo, A.P. (2005) Oceánografie. Praha: Computer Press. Zapletal, M. (2004) Hydrologie. Vodňany: Vyšší odborná škola vodního hospodářství a ekologie Vodňany.

221 131 Profil autorů RNDr. Renata Pavelková Chmelová, Ph.D. Absolventka Přírodovědecké fakulty UP v Olomouci (učitelský obor biologie-geografie -ochrana životního prostředí), v roce 2003 získala RNDr. na PřF UP v Olomouci (obor: geografie pro střední školy) a v roce 2006 ukončila Ph.D. studium na Ostravské univerzitě v Ostravě, Přírodovědecká fakulta (obor: environmentální geografie), kde obhájila práci na téma Historická a environmentální analýza změn využití krajiny a jejich vliv na odtokové poměry v povodí. V letech byla na mateřské dovolené. Během tohoto období se ale podílela na řešení projektu NPV II Optimalizace zemědělské a říční krajiny v ČR s důrazem na rozvoj biodiverzity (rok ukončení 2011) i na výuce. Specializuje se na hydrologii, přesněji na využití historických a archivních dat v hydrologickém, geografickém a ekologickém výzkumu, ve kterém také publikuje. V současné době je hlavní řešitelkou grantu QJ Hodnocení území na bývalých rybničních soustavách (vodních plochách) s cílem posílení udržitelného hospodaření s vodními a půdními zdroji v ČR a je součásti řešitelského týmu grantu GA ČR Víceúrovňová analýza městského a příměstského klimatu na příkladu středně velkých měst. Mgr. Jindřich Frajer Je absolventem Přírodovědecké fakulty UP v Olomouci (obor Učitelství zeměpisu pro střední školy Historie). V roce 2008 obhájil diplomovou práci Historie vodního hospodářství na Čáslavsku, se zaměřením na rybníkářství. Od roku 2008 je doktorandem Přírodovědecké fakulty Ostravské univerzity v oboru Environmentální geografie. Pracuje jako odborný projektový pracovník na Katedře geografie UP. Vyučuje předměty Hydrologie, Historická geografie a Vodní hospodářství. Odborně se zaměřuje na hydrologii a environmentální historii.

222 Univerzita Palackého v Olomouci Katedra geografie ZÁKLADY FYZICKÉ GEOGRAFIE 1 METEOROLOGIE A KLIMATOLOGIE (pracovní verze určená k ověření ve výuce) Miroslav Vysoudil Rozšíření akreditace studia učitelské geografie na PřF UP v Olomouci o kombinovanou formu CZ.1.07/2.2.00/

223 Vytvořeno jako pracovní verze distanční studijní opory určená k ověření ve výuce.

224 Obsah Obsah... 3 Úvod... 6 Vysvětlivky k ikonám Úvod do meteorologie a klimatologie Meteorologie, klimatologie, počasí, podnebí Meteorologie Klimatologie Úplný klimatický systém Organizace meteorologické služby Meteorologická služba v České republice Světová meteorologická organizace Radarová a družicová meteorologie, aerologie Meteorologicky radar Družicová meteorologická měření a pozorování Atmosféra Charakteristika a vývoj zemské atmosféry Chemické složení atmosféry Vertikální členění atmosféry Ozon v atmosféře a jeho destrukce Energetický systém a energetická bilance Země Sluneční záření Spektrum slunečního záření Druhy záření a jejich intenzita na zemském povrchu Zákony záření Vliv atmosféry na sluneční záření Záření Země a atmosféry Skleníkový efekt atmosféry Energetická bilance Země Teplota vzduchu a půdy Teplota a teplo Stupnice teploty Teplota půdy Teplota vzduchu Vertikální změny teploty vzduchu Periodické a neperiodické změny teploty (sezónní a denní změny teploty)... 47

225 5 Atmosférický tlak Tlak vzduchu Změna tlaku s výškou, horizontální změna tlaku Vítr jako meteorologický prvek Základní tlakové útvary Pohyby v atmosféře Proudění a cirkulace Proudění vzduchu, základní typy proudění Všeobecná cirkulace atmosféry Poruchy v atmosféře (tropické a mimotropické cyklony) Tropické cyklóny Mimotropická cirkulace Místní cirkulace a místní větry El Niño Voda v atmosféře Voda v atmosféře, její oběh Vlhkost vzduchu Kondenzace Oblaka a oblačnost Atmosférické srážky Vzduchové hmoty a systém počasí Vzduchové hmoty Atmosférické fronty (teplá, studená, okluzní, stacionární) Základní pojmy v synoptické meteorologii Předpověď počasí Klima na Zemi a jeho klasifikace Podnebí na Zemi Klimatické kategorie Klimatické klasifikace Kolísání klimatu a klimatické změny Paleoklimatologie, klima v minulosti Kolísání klimatu a jeho příčiny Globální oteplování, projevy a dopady Teorie příčin klimatických změn Meteorologické prvky, jejich měření a základní klimatické charakteristiky Sluneční záření Přístroje na měření slunečního záření Základní klimatické charakteristiky záření

226 11.2 Sluneční svit Přístroje na měření slunečního svitu Základní klimatické charakteristiky slunečního svitu Teplota půdy Přístroje na měření teploty půdy Základní klimatické charakteristiky teploty půdy Teplota vzduchu Přístroje na měření teploty vzduchu Základní klimatické charakteristiky teploty vzduchu Tlak vzduchu Přístroje na měření tlaku vzduchu Základní klimatické charakteristiky tlaku vzduchu Vlhkost vzduchu Přístroje na měření vlhkosti vzduchu Základní klimatické charakteristiky vlhkosti vzduchu Výpar Přístroje na měření výparu Základní klimatické charakteristiky výparu Oblačnost Přístroje na měření oblačnosti Základní klimatické charakteristiky oblačnosti Atmosférické srážky Přístroje na měření atmosférických srážek Základní klimatické charakteristiky atmosférických srážek Směr a rychlost větru Přístroje na měření rychlosti a směru větru Základní klimatické charakteristiky větru Automatické meteorologické stanice Závěr Použité zdroje Profil autora

227 Úvod Meteorologie spolu s klimatologií patří mezi nejstarší přírodovědné disciplíny. Jejich vznik a rozvoj souvisel od počátku především s mnohostrannými možnostmi praktického využití poznatků o počasí a podnebí, ať už to bylo při vyhledávání míst vhodných k zakládání měst a osad, posuzování vhodnosti území pro zemědělskou výrobu, mořeplavectví a jiné. Poslední desetiletí 20. století znamenala výrazný celosvětový vzestup zájmu o atmosférické vědy, mezi které meteorologie a klimatologie patří. Zejména aplikovaná meteorologie a klimatologie se staly velmi užitečným i populárním přírodovědným oborem mezi vědeckou i laickou veřejností. Důvody zájmu o meteorologii a klimatologii lze hledat především v těchto oblastech: přibývá hmatatelných důkazů o existenci klimatických změn a narušení přirozeného stavu úplného klimatického systému, stále častější extrémní přírodní katastrofy mají zřetelně původ v meteorologických jevech a procesech a jsou doprovázené stále vyššími materiálními škodami, případně ztrátami lidských životů, studium klimatu souvisí s problematikou tvorby, ochrany a péče o životní prostředí a globálními environmentálními problémy. Zemská atmosféra spolu s přízemní vrstvou představují významnou složku krajinné sféry. Vždyť biosféra, jejíž součástí je člověk, je nedílnou součástí fyzickogeografické složky krajinné sféry a je na klimatických podmínkách existenčně závislá. Další důvody zvýšeného zájmu společnosti o klima jsou ryze praktické a korespondují s technickými, ekonomickými a sociálními aspekty úzce závislými na klimatu. Nutnost zvýšené produkce potravin a s tím související boj proti škůdcům, rostoucí potřeba a produkce elektrické energie a s tím spojené využívání netradičních zdrojů energie, těžba nerostných surovin, řešení vybraných ekologických problémů, ochrana zdraví obyvatelstva a mnohé další činnosti se realizují v těsných vazbách a souvislostech na stávající či možné meteorologické a klimatické jevy či procesy. Rostoucí zájem společnosti o klima se projevuje jak ve vztahu ke globálnímu klimatu Země, tak i ke znalostem klimatických poměrů menších územních celků. Proto je třeba věnovat zvýšenou pozornost i těm dílčím disciplínám klimatologie, které se uvedenými problémy zabývají. Tento učební text je určený především pro studující vědy o Zemi a další studenty přírodovědných disciplín. Vznikl z řady důvodů. Studiu meteorologie a klimatologie se věnují na Přírodovědecké fakultě Univerzity Palackého v Olomouci především studenti studijního programu "Geografie" jak v bakalářském, tak i v magisterském stupni. Dále to jsou studenti biologických oborů, především studijního programu "Ekologie a ochrana prostředí"a také studenti bakalářských studijních oborů "Geografie a geoinformatika" a "Mezinárodní rozvojová studia". Učební text může být užitečný zájemcům z jiných oborů. Dobrou motivací bylo i příznivé hodnocení a zájem o předcházející učební texty na vysokých školách v ČR i na Slovensku.

228 Uplynulá léta přinesla mnoho jak úplně nových, tak i detailnějších poznatků, které se dotkly prakticky všech oblastí studia klimatologie. Realizovala se řada mezinárodních a interdisciplinárních experimentů a výzkumných projektů. Mnohé z nich bylo možné uskutečnit jen s využitím metod satelitního dálkového průzkumu Země. Většina z nich prokázala, že o globálních klimatických změnách už nelze uvažovat teoreticky, ale že již nastaly a projevují se stále výrazněji. Každoroční úbytek ozonu se již nespojuje pouze s oblastí nad Antarktidou, ale stal se aktuální i pro oblast Evropy. Řada ledovců v Alpách se doslova ztrácí před očima. Hladina oceánů se pomalu, ale soustavně zvyšuje. Plochy pouští se pravidelně zvětšují. Tak by bylo možné vyjmenovat další a další aktuální problémy mající souvislost s projevy počasí a kolísáním podnebí. Tyto skutečnosti byly důvodem, proč je součástí textu i kapitola "Družicová a radarová meteorologie a klimatologie", "Kolísání klimatu a klimatické změny". Z hlediska praktického využití poznatků byly zařazeny i kapitoly "Místní klima", Klima měst a Meteorologické prvky, jejich měření, základní klimatické charakteristiky. Zařazené grafické přílohy a tabulky by měly učinit text srozumitelnější a usnadnit vlastní studium. Některé z nich se v drobných obměnách objevují ve všech učebnicích meteorologie a klimatologie, a proto neuvádím jejich původní autory. Zdroj informace je ale uveden všude tam, kde jsou obrázky nebo tabulky převzaty ze specializovaných publikací, časopisů, vlastních výzkumů, Internetu atd. Skripta byla zpracována tak, aby k pochopení řady okruhů nebyly nutné širší znalosti fyziky, matematiky a biologie. Proto je žádoucí, aby zájemce o hlubší studium některých popisovaných problémů prostudoval specializovanou literaturu, jejíž výběr je uveden na konci textu. Jednoznačně hlavním cílem autora ale bylo předložit srozumitelný učební text, který by vyvolal neformální zájem o meteorologii a klimatologii. Byla to i snaha ukázat na širokou praktickou využitelnost poznatků z meteorologie a klimatologie včetně dopadů celospolečenských aktivit lidstva na globální životní prostředí a tak přispět také k širší popularizaci těchto vědních oborů. Autor uvítá každou konstruktivní připomínku, námět nebo doporučení vedoucí k dalšímu zlepšení publikace.

229 Vysvětlivky k ikonám Průvodce studiem Prostřednictvím průvodce studiem k vám promlouvá autor textu. V průběhu četby vás upozorňuje na důležité pasáže, nabízí vám metodickou pomoc a nebo předává důležitou vstupní informaci ke studiu kapitoly. Příklad Příklad objasňuje probírané učivo, případně propojuje získané znalosti s ukázkou jejich praktické aplikace. Úkoly Pod ikonou úkoly najdete dva druhy úkolů. Buď vás autor vybídne k tomu, abyste se pod nějakou otázkou zamysleli a uvedli svůj vlastní názor na položenou otázku, nebo vám zadá úkol, kterým prověřuje získané znalosti. Správné řešení zpravidla najdete přímo v textu. Pro zájemce Část pro zájemce je určena těm z vás, kteří máte zájem o hlubší studium dané problematiky. Najdete zde i odkazy na doplňující literaturu. Pasáže i úkoly jsou zcela dobrovolné. Řešení V řešení můžete zkontrolovat správnost své odpovědi na konkrétní úkol nebo v něm najdete řešení konkrétního testu. Váže se na konkrétní úkoly, testy! Nenajdete zde databázi správných odpovědí na všechny úkoly a testy v textu! Shrnutí Ve shrnutí si zopakujete klíčové body probírané látky. Zjistíte, co je pokládáno za důležité. Pokud shledáte, že některému úseku nerozumíte, nebo jste učivo špatně pochopili, vraťte se na příslušnou pasáž v textu. Shrnutí vám poskytne rychlou korekci! Kontrolní otázky a úkoly Prověřují: do jaké míry jste pochopili text, zapamatovali si podstatné informace a zda je dokážete aplikovat při řešení problémů. Najdete je na konci každé kapitoly. Pečlivě si je promyslete. Odpovědi můžete najít ve více či méně skryté formě přímo v textu. Někdy jsou tyto otázky řešeny na tutoriálech. V případě nejasností se obraťte na svého tutora. Pojmy k zapamatování Najdete je na konci kapitoly. Jde o klíčová slova kapitoly, která byste měli být schopni vysvětlit. Po prvním prostudování kapitoly si je zkuste nejprve vyplnit bez nahlédnutí do textu! Teprve pak srovnejte s příslušnými formulacemi autora. Pojmy slouží nejen k vaší kontrole toho, co jste se naučili, ale můžete je velmi efektivně využít při závěrečném opakování před testem!

230 9 1 Úvod do meteorologie a klimatologie Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Vysvětlit, čím se zabývá meteorologie a klimatologie Vysvětlit rozdíly pojmů počasí, podnebí, povětrnost Vyjmenovat základní meteorologické prvky Charakterizovat úplný klimatický systém Vysvětlit úlohu Světové meteorologické organizace a Českého hydrometeorologického ústavu Vysvětlit nezastupitelnost družicové a radarové meteorologie a klimatologie v práci meteorologů a klimatologů Doba potřebná k prostudování kapitoly: 60 minut. Průvodce studiem Prostudováním kapitoly získáte základní představu o obsahu studia meteorologie a klimatologie jako vědních disciplín, jejich dělení a obsahu studia. Zjistíte, které hlavní meteorologické prvky jsou předmětem měření a pozorování a slouží ke stanovení klimatických charakteristik místa. Pro další studium je nezbytné pochopit úlohu úplného klimatického systému a nezastupitelnost družicové a radarové meteorologie v současné meteorologii a klimatologii. 1.1 Meteorologie, klimatologie, počasí, podnebí Meteorologie Meteorologie (z řeckého "meteoros" - vznášející se ve výši, "logos" - slovo, věda) je věda o zemské atmosféře, o jejím složení, vlastnostech, dějích a jevech v ní probíhajících. Meteorologie využívá především fyzikálních poznatků a metod řešení a je často označovaná za fyziku atmosféry. Meteorologie studuje především: složení a stavbu atmosféry, oběh tepla a tepelný režim atmosféry, oběh vody včetně její interakce se zemským povrchem, všeobecnou cirkulace atmosféry a místní cirkulaci, elektrického pole atmosféry, optické a akustické jevy v atmosféře. Meteorologie je vědní disciplína s širokým praktickým uplatněním. Řeší otázky související s hydrologií, geografií, geofyzikou, chemií, biologií atd.

231 10 Odvětví meteorologie podle zaměření: dynamická meteorologie (formuluje a matematicky řeší vztahy a rovnice popisující statiku, dynamiku a termodynamiku atmosféry, cílem je objektivní, fyzikálně podložená dynamická předpověď počasí), synoptická meteorologie (analyzuje a studuje atmosférické jevy zpravidla měřítka s pomocí synoptických map, hlavním cílem je analýza a předpověď počasí), fyzikální meteorologie (souborné označení pro fyziku oblaků a srážek, nauka o záření v atmosféře, optických, elektrických a akustických jevech v atmosféře), družicová meteorologie (zabývá se získáváním a zpracováním meteorologických údajů získaných z kosmického prostoru), meteorologie radiolokační (radarová) využívá znalosti zákonů chování radiovln v atmosféře ke zjišťování výskytu, lokalizaci a posouzení meteorologických cílů, určování směru a rychlosti jejich pohybu). Nejdůležitější odvětví aplikované meteorologie jsou biometeorologie, agrometeorologie, letecká meteorologie námořní meteorologie, tropická, lékařská, horská, lázeňská, průmyslová, technická, plachtařská, sportovní aj. Stavbou a vlastnostmi atmosféry nad troposférou se zabývá aeronomie. Aerologie se zabývá pozorováním a výzkumem vrstev atmosféry, které jsou nepřístupné pozemními pozorováními. Podle prostorového měřítka rozlišujeme makro-, mezo a mikrometeorologii. Základní měřené nebo pozorované meteorologické prvky charakterizují fyzikální stav atmosféry nebo atmosférické jevy. Jejich soubor charakterizuje počasí. Jsou to sluneční záření, sluneční svit, teplota půdy, teplota vzduchu, tlak vzduchu, vlhkost vzduchu, výpar, oblačnost, atmosférické srážky, směr a rychlost větru. Jejich okamžitý stav i dlouhodobý režim je bezprostředně ovlivňován řadou faktorů, které se označují jako klimatotvorné. Klimatické prvky představují statistické charakteristiky stanovené z měřených nebo pozorovaných meteorologických prvků. Využívají se v klimatologii pro popis podnebí, jsou to např. průměrné teploty, srážkové úhrny, relativní vlhkost, převládající směr větru atd Klimatologie Klimatologie (z řeckého "klima" - sklon a "logos" - slovo, věda) je chápána jako nauka o podnebí. Pojem "klima" zavedl řecký astronom Hipparchos ( př. l.) a vyjádřil tak závislost klimatu na sklonu dopadajících slunečních paprsků. Klimatologie reprezentuje vědu na rozhraní mezi geofyzikálními a geografickými disciplínami. Klimatologii se obecně definuje jako věda o klimatech Země, o podmínkách a příčinách jejich formování a také jako vědu o působení klimatu na člověka, objekty jeho činnosti a naopak.

232 11 Hlavní úkoly klimatologie: studium utváření klimatu na Zemi a popis jejich odlišností v jednotlivých regionech, klasifikace podnebí a vymezení klimatických oblastí, studium kolísání a změn klimatu, prognózy klimatu. Podle měřítka území, na němž klima sledujeme rozlišujeme makroklimatologii, mezoklimatologii, topoklimatologii, mikroklimatologii. Podle studijních hledisek se klimatologie dělí na: obecnou (zabývá se obecnými zákonitostmi utváření podnebí a klimatických změn, vztahy mezi klimatotvornými faktory a jevy a mezi klimatickými prvky navzájem), regionální (studuje klimatické poměry území různé velikosti, zjišťuje prostorovou diferenciaci klimatických podmínek a provádí klimatickou regionalizaci), teoretickou, aplikovanou (analyzuje a syntetizuje klimatologické údaje pro potřeby praxe). Dělení klimatologie podle metody studia: klasická, dynamická, synoptická, komplexní. Klasická klimatologie studuje klimatické prvky v jejich denním či ročním chodu podle kalendářních úseků (den, dekáda, měsíc). Jako nejčastější charakteristiku používá průměr, úhrn a četnost a z nich stanovuje klimatologické normály. Poskytuje základní informace o podnebí místa. Dynamická klimatologie při zpracování klimatologických charakteristik vychází z různě dlouhých období, po která se na daném místě vyskytovaly určité cirkulační nebo radiační podmínky, např. synoptická situace. Synoptická klimatologie je část dynamické klimatologie. Zabývá se příčinnými vazbami mezi cirkulačními typy počasí a utvářením podnebí. Využívá četnostního zpracování povětrnostních situací a jejich projevy.

233 12 Komplexní klimatologie studuje klima na základě stanovení intervalů hodnot skupiny vybraných meteorologických prvků. Základní jednotkou klimatologického zpracování jsou třídy a typy počasí charakterizující počasí jednotlivých dní. Podnebí jako dlouhodobý režim počasí je z komplexně klimatologického hlediska charakterizováno na základě četnosti výskytu jednotlivých tříd a typů počasí. Nejvýznamnější aplikovaná odvětví klimatologie jsou bioklimatologie, ekologická klimatologie, historická klimatologie, lesnická klimatologie, agroklimatologie, technická, lázeňská, lékařská, letecká, průmyslová aj. 1.2 Úplný klimatický systém Úplný (světový) klimatický systém zahrnuje celou fyzickogeografickou sféru a tvoří jej pět subsystémů. 1. atmosféra, 2. hydrosféra, 3. kryosféra, 4. povrch pevnin, 5. biosféra. Subsystémy 2. až 5. představují přechodnou plochu směrem k atmosféře a tvoří aktivní povrch (vrstvu). Součástí biosféry je i člověk, který svojí činností klimatický systém ovlivňuje. Mezi uvedenými subsystémy dochází nepřetržitě k výměně hmoty a energie, jsou tedy otevřené. Aktivní povrch (vrstva) je ta část krajinné sféry, na které dochází k odrazu krátkovlnného slunečního záření a kde současně probíhá jeho přeměna na tepelnou energii. Aktivního povrchu podstatně ovlivňují tvorbu klimatu na všech prostorových úrovních, nejvýrazněji mikroklimatu a místního klimatu. Aktivní povrch je tedy významný klimatotvorný faktor. Klima chápeme jako statistický soubor všech stavů, jimiž prochází úplný klimatický systém během několika desetiletí. Počasí označujeme jako okamžitý stav úplného klimatického systému. Často používané jsou také pojmy povětrnost a povětrnostní situace. Povětrností rozumíme nekolikadenní podobný průběh počasí. Povětrnostní situace vyjadřuje rozložení vzduchových hmot, atmosférických front, cyklon, anticyklon, které určují ráz počasí nad velkou geografickou oblastí rozložení vzduchových hmot, atmosférických front, cyklon, anticyklon a jiných synoptických objektů, které určují ráz počasí nad velkou geografickou oblastí.

234 13 Znalost mechanismu úplného klimatického systému je důležité pro pochopení časoprostorové variability klimatu. Časová proměnlivosti představuje změny sezónní, meziroční (interanuální) a sekulární. Prostorová proměnlivost zahrnuje změny od rozměru topického (chorického) po globální. Nejproměnlivější částí klimatického systému je atmosféra, nejméně proměnlivá je kryosféra. Rovnovážný stav ÚKS je v posledních desetiletích narušovaný antropogenní činností. Rizikové faktory vyvolávají čtyři hlavní změny ÚKS: - zvyšování teploty zemského povrchu vlivem růstu koncentrace tzv. skleníkových plynů, - snižování koncentrace stratosférického ozonu, - kontaminace potravinového řetězce, - zvyšování acidity vodních nádrží a lesních porostů. V r se poprvé v historii stalo klima předmětem celosvětového zájmu vědců i politiků. V Ženevě konala II. Světová klimatická konference za zachování stability již narušeného klimatického systému. Byly dohodnuté celosvětové aktivity řízené Světovou meteorologickou organizací (SMO) a Mezivládním výborem vědeckých unií ICSU (Intergovernmental Council of Scientific Unions). Programy koordinované SMO a zabývající se výzkumem klimatického systému jsou tři. Světová služba počasí WWW (World Weather Watch) Světová služba atmosféry GAW (Global Atmospheric Watch) Světový klimatický program WCP (World Climate Programme) Na řešení uvedených programů se trvale podílí i Česká republika především v rámci Národního klimatického programu. Obr. 1 Úplný klimatický systém

235 14 ( 1.3 Organizace meteorologické služby Meteorologická služba v České republice Sběr meteorologických a hydrologických dat a informací spolu s údaji o znečištění ovzduší zajišťuje na území ČR Český hydrometeorologický ústav (ČHMÚ). Profesionální staniční síť zahrnuje stanice meteorologické, meteorologické letecké a observatoře. Jejich činnost se řídí předpisy Světové meteorologické organizace a metodickými předpisy ČHMÚ. Staniční síť ČHMÚ zahrnovala v roce 2011 celkem 38 profesionálních meteorologických stanic. Nejstarší a historicky unikátní je stanice Praha - Klementinum. Stanice Dukovany a Temelín zajišťují kromě běžného programu meteorologické zabezpečení provozu jaderných elektráren, observatoř Doksany je součástí světové fenologické sítě. Hlavní náplní činnosti meteorologických stanic a observatoří je měření a pozorování stanovených meteorologických i jiných prvků, jejich základní zpracování a předávání do centra v ČHMÚ ve stanovené formě a termínech. V současnosti jsou všechny profesionální stanice a observatoře vybaveny automatickými měřícími systémy a měří nepřetržitě. Synoptická měření a pozorování se provádějí v hodinových termínech v UTC (Universe Time Coordinated - světový koordinovaný čas, SEČ = UTC + 1 hodina). Výsledky měření a pozorování jsou předávány každou hodinu ve zprávě SYNOP. Slouží k vytvoření předpovědí počasí a pro mezinárodní výměnu. Mimořádné zprávy BOUŘE o náhlé změně počasí jsou sestavovány a předávány centru okamžitě (výskyt nebezpečných meteorologických jevů, změna směru nebo rychlosti větru nad stanovenou hodnotu, snížená dohlednost nebo výška základny oblačnosti). Klimatologická měření a pozorování se provádějí v 7, 14 a 21 hodin místního středního slunečního času (MSSČ) a předávají se do centra jednou denně po klimatologickém termínu v 7 hodin ve zprávě INTER. Standardní měřící a pozorovací program na profesionálních stanicích Měřené prvky jsou teplota, vlhkost a tlak vzduchu, směr a rychlost větru, úhrn srážek a výška sněhové pokrývky, doba trvání slunečního svitu, přízemní minimální teplota v 5 cm nad zemským povrchem a příkon fotonového dávkového ekvivalentu. Pozorované prvky jsou vodorovná dohlednost, pokrytí oblohy oblačností, charakteristiky oblačnosti (množství, druh, výška spodní základny), stav a průběh počasí, nebezpečné a zvláštní atmosférické jevy a náhlé změny počasí. Nadstandardní činnost zahrnuje měření výparu vody z vodní hladiny, teploty půdy, měření slunečního záření a měření čistoty ovzduší.

236 15 Data a informace získává ČHMÚ též z meteorologických radarů, sond a meteorologických družic Světová meteorologická organizace Světová meteorologická organizace SMO (WMO, World Meteorological Organization) se sídlem v Ženevě sdružovala v r členských států a 6 teritorií. Dohoda o Světové meteorologické organizaci vstoupila v platnost a bývalé Československo patří mezi 22 zakládajících států. Tento den se považuje od r za "Světový meteorologický den". Členské země tvořící Světovou meteorologickou organizaci jsou zařazeny do jedné z 6 regionálních asociací (Afrika, Asie, Jižní Amerika, Severní a Střední Amerika, jihozápadní Tichomoří a Evropa). Hlavní úkoly Světové meteorologické organizace: - podporovat v celosvětovém měřítku spolupráci při výstavbě meteorologických staničních sítí a napomáhat zřizování meteorologických center poskytujících meteorologické služby, - podporovat výstavbu a provoz systému pro rychlou výměnu meteorologických informací, - podněcovat standardizaci meteorologických pozorování a zabezpečovat jednotnou publicitu meteorologických dat a informací, - podporovat aplikace meteorologie v oboru letectví, námořní plavby, vodního hospodářství, zemědělství a dalších oborech lidské činnosti, - podněcovat výzkum a výchovu v meteorologii, - podporovat aktivity v operativní hydrologii a dosáhnout těsnou koordinaci mezi meteorologickými a hydrologickými službami. Hlavní program Světové meteorologické organizace představuje Světový klimatický program WCP (World Climate Programme). Vznikl v roce 1979 a zahrnuje tyto dílčí části: Světový program pro klimatická data a monitoring WCDMP (World Climate Data and Monitoring Programme), Světový program pro klimatické aplikace a služby WCASP (World Climate Applications ans Services Programme) Světový program pro hodnocení dopadů a strategie odezvy WCIARSP (World Climate Impact Assessment and Response Strategies Programme) Světový program pro výzkum klimatu WCRP (World Climate Research Programme) Světový klimatický program podporuje Celosvětový program sledování klimatu GCOS (Global Climate Observing System) zahrnující všechny složky klimatického systému.

237 16 Za účelem zhodnocení dostupných poznatků o globálním klimatu, jeho dopadech a s tím souvisejících ekonomických a jiných otázkách, především o možném globálním oteplování vyvolaném lidskou činností založily Světová meteorologická organizace a Program OSN pro životní prostředí UNEP (United Nations Environment Programme) v roce 1988 Mezivládní komisi pro změny klimatu IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). 1.4 Radarová a družicová meteorologie, aerologie Radarová, družicová a aerologická měření a pozorování označujeme též jako distanční Meteorologicky radar Radary obecně pracují na principu detekce signálu elektromagnetického záření vyslaného radiolokátorem k meteorologickým cílům a odraženého zpět. Obraz se promítá na obrazovce radiolokátoru. Meteorologické radary slouží ke zjišťování rozložení okamžitých intenzit atmosférických srážek a výskytu jevů spojených s oblačností. Využívají vlastnosti meteorologických cílů v atmosféře (vodní kapičky, sněhové vločky, ledové krupky, oblačné částice) odrážet (rozptylovat) radiovlny a současně je zpětně zachycovat. Obr. 2: Princip radaru Vzhledem k plošnému pokrytí a dostatečnému časoprostorovému rozlišení dat radarová měření vhodně doplňují síť pozemních stanic i družicová pozorování pro potřeby synoptické a letecké meteorologie. Poskytují přehled o pohybu a struktuře srážkových systémů v reálném čase, umožňují velmi krátkodobou předpověď na několik minut až hodin dopředu, vydávat varování před nebezpečnými meteorologickými jevy spojenými s konvektivní oblačností (bouřky, kroupy). Účinný dosah běžně používaných meteorologických radarů pro určování intenzity srážek je km a bouřkovou oblačnost lze zachytit do vzdálenosti až 300 km.území ČR pokrývají dva meteorologické radary (Brdy na vrcholu Praha, Českomoravská vrchovina na vrcholu Skalky). Radarová měření probíhají nepřetržitě v intervalu 10'.

238 17 Obr.3 : Pole srážek na radarovém snímku Družicová meteorologická měření a pozorování Rozvoj kosmických technologií našel od 60. let minulého století uplatnění i v meteorologii a klimatologii. Z hlediska operačního využívání jsou nezastupitelné automatické meteorologické družice pracující v nepřetržitém režimu. Tvoří světový meteorologický kosmický systém. V rámci projektu WMO Space Programme a Světová služba počasí WWW (World Watch Weather) je provozován operační systém 5 meteorologických satelitů s kruhovou polární (subpolární) oběžnou drahou a 5 meteorologických satelitů na geostacionární oběžné dráze. Obr. 4

239 18 Obr. 5: Světový meteorologický kosmický systém Meteorologické satelity jsou provozovány jednotlivými státy nebo skupinami států (v USA NOAA, v Evropě ESA). Nejznámější z amerických satelitů je řada NOAA provozovaná Národní agenturou pro výzkum oceánu a atmosféry. Pohybují po dráze blízké polární. Satelity řady GOES (Geostationary Operational Environmental Satellite), taktéž americké, jsou geostacionární. Nacházejí se nad rovníkem ve výšce okolo km. Satelity řady METEOSAT se pohybují po geostacionární oběžné dráze a patří mezi nejmodernější meteorologické satelity. Jsou provozovány evropskou mezivládní organizací EUMETSAT. Poskytují snímky zemského povrchu a atmosféry každých 30'. První satelit druhé generace MSG-1 byl vypuštěn , MSG-2 v r Celý systém má být funkční v r V roce 2006 byl vypuštěn evropský satelit s polární oběžnou drahou MetOp, během dalších let to budou další tří a vznikne kosmický systém polárních satelitů EUMETSAT's Polar System (EPS). Nejdůležitější oblasti využití družicové meteorologie a klimatologie jsou: - předpověď počasí a monitorování jeho aktuálního stavu, - studium oblačnosti a určení změn teploty s výškou, - měření rychlosti větru, - výzkum tropických cyklón, - toky energie v systému Země - atmosféra a včetně bilanci celkového záření na horní hranici atmosféry, - globální rozdělení vodních par v atmosféře, - globální rozložení teploty nad pevninou a oceánem a tím absorpci a radiaci tepla,

240 19 - rozložení pokrytí oblačností, která má hlavní vliv na albedo systému země atmosféra, - teplotu povrchu oceánu, - proudění větru a cirkulaci vzduchu. Aerologická měření zahrnují pozorování a výzkum vrstev atmosféry, které jsou pro pozorování ze zemského povrchu nedostupné. Pro měření využívá balony, radiosondy a letadla, na kterých jsou umístěna čidla vysílající nejčastěji údaje o teplotě a vlhkosti vzduchu, atmosférickém tlaku, směru a rychlosti větru. ČHMÚ provozuje aerologické stanice Praha Libuš a Prostějov. Měří denně v 00, 06, 12, 18 hodin světového času (UTC, tj. SEČ-1h, SELČ-2h). Ozonosondážní měření byla na území ČR zahájena v roce 1977 na stanici Praha - Libuš. V roce 1994 byla v ČR zahájena pravidelná měření vertikálních profilů radioaktivity atmosféry (β a γ záření).

241 Příklad / Příklad z praxe Na www stránkách ČHMÚ ( najděte aktuální informaci z meteorologického radaru a popište ji! Úkol / Úkol k zamyšlení Pokuste se popsat využití meteorologických družic při předpovědi počasí a studiu podnebí. SHRNUTÍ Kapitola vysvětluje rozdíly mezi meteorologií a klimatologií, vymezuje předmět a obsah jejich studia. Charakterizuje úplný klimatický systém a jeho význam při utváření podnebí na Zemi. Vyjmenovány jsou základní meteorologické prvky a klimatotvorné faktory. Obsahem kapitoly je informace o distančních metodách a jejich nezastupitelnosti v současné meteorologii a klimatologii. Popsána je úloha Světové meteorologické organizace a Českého hydrometeorologického ústavu. 1. Jaký je rozdíl mezi podnebím, počasím a povětrností? 2. Které subsytémy tvoří úplný klimatický systém? 3. Které jsou základní meteorologické prvky a jak se liší od klimatických? 4. Zjistěte, čím se zabývá Odbor distančních měření a informací ČHMÚ! Aktivní povrch, Český hydrometeorologický ústav (ČHMÚ), distanční metody, klimatologie, Klimatický prvek, Meteorologie, Meteorologický satelit (MeteoSat, MetOp, NOAA), Meteorologická radiosonda, Meteorologický radar, Počasí, Podnebí, Povětrnost, Povětrnostní situace, Světová meteorologická organizace (WMO), Staniční síť, Úplný klimatický systém, Meteorologický prvek

242 21 2 Atmosféra Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Popsat zemskou atmosféru z hlediska jejího vývoje, složení, členění a vlastností. Charakterizovat přízemní a planetární vrstvu atmosféry. Vysvětlit princip vzniku a zániku stratosférického ozonu a jeho úlohu v zemské atmosféře. Doba potřebná k prostudování kapitoly: 60 minut. Průvodce studiem Kapitola přináší základní informace o zemské atmosféře, jejím vzniku, složení a vertikálním členění. Je vysvětlena struktura a význam přízemní vrstvy atmosféry. Narušení ozonosféry představuje nejrizikovější zásah člověka do úplného klimatického systému a současně jeden z nejzávažnějších globálních problémů životního prostředí. Proto na konci této kapitoly najdete základní informace o ozonu v atmosféře. 2.1 Charakteristika a vývoj zemské atmosféry Plynný obal Země se nazývá atmosféra a obklopuje ji do výšky několika desítek tisíc km. Plyn tvořící atmosféru se nazývá vzduch. Je to směs plynů, které navzájem chemicky nereagují. Složení vzduchu je v podstatě stejné asi do výšky 100 km. Zemská atmosféra se účastní zemské rotace a okolo Země se udržuje díky gravitační síle. Současná atmosféra je výsledkem evoluce, která trvala 3-4 miliardy roků. Hmotnost zemské atmosféry je asi 5, kg, (necelá milióntina hmotnosti Země - 5, kg). Tlak a hustota s výškou rychle klesají a tak je 50 % hmotnosti atmosféry soustředěno ve výšce do 5,5 km, 75 % do 11 km a 90 % do 20 km od povrchu Země. Ve vrstvě do 36 km je soustředěno 99 % hmotnosti atmosféry. Zemská atmosféra vznikla v důsledku odplyňování lávy. Prvotní atmosféra byla tenká a v důsledku toho teplota vzduchu při zemském povrchu odpovídala stavu zářivé rovnováhy (množství pohlcené tepelné energie odpovídalo jeho vyzařování v oblasti dlouhovlnného tepelného záření). Průměrná teplota na Zemi činila -15 ºC. Postupně docházelo ke změně chemického složení atmosféry. Původní atmosféra prakticky neobsahovala volný kyslík. Pouze malá část byla uvolňována fotodisociací vodní páry. V podstatě nepřítomnost kyslíku byla důležitá pro vznik organických sloučenin z neorganických molekul. Tyto organické molekuly daly vzniknout prvním organizmům, kterými byly jednobuněčné řasy. Ty uskutečňovaly fotosyntézu, při níž se uvolňoval do atmosféry kyslík. Takto vzniká i dnes rozhodující množství volného atmosférického kyslíku. Značný klimatický význam měl a má v atmosféře oxid uhličitý (CO 2 ). Do atmosféry se dostával hlavně při procesu odplyňování lávy. Pro zemskou atmosféru je důležité, že je CO 2 pohlcovaný zelenými rostlinami při fotosyntéze.

243 Chemické složení atmosféry Zemskou atmosféru tvoří směs různých plynů, vodní páry, pevných a kapalných částic. Vzhledem k objemovému zastoupení lze zemskou atmosféru označit jako dusíkovo - kyslíkovou. Suchá a čistá atmosféra má blízko zemského povrchu toto chemické složení. Kromě toho jsou v zemské atmosféře stopové plyny (např. NH 3 ), oxid uhelnatý (CO), páry jódu (J) aj. Pro život na Zemi je nezbytný kyslík. Ve výšce asi 80 km nad zemským povrchem vzniká nepatrné množství kyslíku fotodisociací vodních par. Rozhodující množství kyslíku se do atmosféry uvolní fotosyntézou zelených rostlin. Fotosyntéza Její sumární rovnice má tvar: 6CO O, chlorofyl 2 + 6H 2O světlo C6H12O6 + 6 Součástí atmosféry jsou vodní páry. Zejména ve spodní části atmosféry můžeme charakterizovat vzduch jako vlhký. Jejich obsah kolísá od 0,2 % v polárních oblastech do 2,5 % na rovníku a dosahuje maximálně 4 %. Suchý vzduch se v přírodě prakticky nevyskytuje. Součástí atmosféry jsou aerosoly, které definujeme jako rozptyl tuhých látek nebo kapalin o velikosti částic 10-6 až 10-2 µm v plynech. Atmosférické aerosoly jsou všechny kapalné a pevné částice nacházející se v zemské atmosféře. Většina z nich se uplatňuje jako kondenzační nebo krystalizační jádra. Řada aerosolů způsobuje zeslabování slunečního záření, některé jsou nositeli elektrického náboje nebo jsou radioaktivní. Atmosférické aerosoly mohou mít přírodní nebo antropogenní původ. Přírodní aerosoly představuje především kosmický prach, vulkanický prach, tuhé částice kouře, ledové krystalky, částice mořské soli, půdní prach, prach organického původu a aeroplankton. Přibližně 10% atmosférických aerosolů má antropogenní původ. Jejich vliv bývá většinou negativní ve vztahu k živým organizmům (např. zplodiny při spalování pohonných hmot). Značnou zátěž pro atmosféru představují pevné antropogenní aerosoly. Nebezpečnou skupinu antropogenních aerosolů představují plynné příměsi. Jsou to již uvedené zbytkové produkty při spalování fosilních paliv, zejména oxid siřičitý (SO 2 ), oxid uhelnatý (CO), oxidy dusíku (NO X ) aj. Z hlediska kvality životního prostředí a zejména vlastní atmosféry jsou nejnebezpečnější reakce uvedených aerosolů s atmosférickými vodními parami. Rizikovým faktorem v zemské atmosféře jsou produkty umělého radioaktivního odpadu. Přirozené i antropogenní aerosoly ovlivňují regionální i globální klima. Není zcela objasněno, které aerosoly oteplují nebo ochlazují Zemi. Aerosoly také ovlivňují klima nepřímo tím, že mění charakter a vlastnosti oblaků. Přebírají také úlohu kondenzačních jader při tvorbě dešťových kapek. Změna charakteru atmosférického aerosolu může změnit četnost výskytu oblaků, jejich tloušťku a množství srážek. 2

244 23 Aerosoly se mohou vyskytovat i ve stratosféře. Stratosférické aerosoly mají nejčastějším původ ve vulkanických erupcích. Mohou setrvávat ve stratosféře i několik měsíců a způsobit globální snížení průměrné teploty. Bylo prokázáno, že při výbuchu sopky Mount Pinatubo na Filipínách se uvolnilo do atmosféry a postupně do stratosféry asi 20 mil. tun SO 2 a následující roky se snížila průměrná globální teplota asi o 0,5 ºC. Tab. 1 Složení atmosféry v blízkosti zemského povrchu (podle C. D. Ahrens 1998, upraveno) Stálé plyny Plyn Značka Objemové množství (%) Dusík N 2 78,08 Kyslík O 2 20,95 Argon Ar 0,93 Neon Ne 0,0018 Helium He 0,0005 Vodík H 2 0,00006 Xenon Xe 0, Proměnlivé plyny Plyn (a částice) Značka Objemové množství (%) Počet částic na milion (ppmv) Vodní páry H 2 O Oxid uhličitý CO 2 0, * Metan CH 4 0, ,7 Oxid dusný N 2 0 0, ,3 Ozon O 3 0, ,04** Částice (prach, saze aj.) - 0, ,01-0,15 Freony (CFCs) - 0, ,0002 * V milionu molekul vzduchu je 360 molekul CO 2 ** Hodnoty ve stratosféře jsou 5-12 ppmv

245 24 Poznámka: Množství některých látek v plynech, např. v atmosféře, se někdy uvádí v počtu jejich částic vzhledem k objemu. Výraz ppmv = jeden díl v milionu objemově, ppbv = jeden díl v miliardě objemově, pptv = jeden díl v bilionu objemově atd. 2.3 Vertikální členění atmosféry Nejčastější kritéria při vertikálním členění atmosféry jsou: průběh teploty vzduchu s výškou (nejdůležitější pro studium počasí a podnebí), povaha fyzikálně chemických procesů, charakter kinetických procesů, chemické složení. Vertikální členění podle průběhu teploty s výškou Troposféra Je to část zemské atmosféry bezprostředně přiléhající k zemskému povrchu. Mezi 42º s. a j. z. š. sahá do výšky km, ve středních zeměpisných šířkách do výšky 11 km a v polárních oblastech jen do výšky 7-9 km. Dělí se na spodní (u nás do 2 km), střední (mezi 2-7 km) a horní (nad 7 km) troposféru. Troposféra do značné míry podléhá vlivům zemského povrchu. Teplota vzduchu s výškou klesá průměrně o 0,65 ºC na 100 metrů výšky. Soustřeďuje až 75 % hmotnosti atmosféry, zejména v nižších zeměpisných šířkách. Je oblastí intenzivního proudění vzduchu. Obsahuje téměř veškerou vodu v atmosféře a proto je oblastí vzniku nejdůležitějších oblaků, bouřkové činnosti, vzniku a vypadávání srážek a mlh. Troposféru odděluje od vyšší vrstvy atmosféry přechodná vrstva tropopauza. Její tloušťka kolísá od několika set m až do 3 km. Asi 1-2 km pod tropopauzou, zejména mezi 25-70º z. š., lze pozorovat v úzkých pásech proudění vzduchu o vysokých rychlostech tzv. tryskové proudění (jet stream). Uvádějí se jeho rychlost až 500 km.h -1. Nad naším územím byly naměřené rychlosti kolem 300 km.h -1. Vliv aktivního povrchu se nejvíce projevuje na část troposféry, která k němu bezprostředně přiléhá. Označuje se jako přízemní vrstva. Ta je součástí planetární mezní vrstvy atmosféry. Podle podmínek pro přenos a výměnu tepelné energie rozlišujeme v přízemní vrstvě atmosféry dílčí vrstvy. Laminární subvrstva sahá do výšky 10-3 až 10-2 m nad aktivní povrch. Vyskytuje se pouze nad aerodynamicky hladkými povrchy (nad vodní hladinou při slabém větru, uhlazenou sněhovou pokrývkou). Transport energie se děje jen molekulárním vedením. Přízemní mezivrstva sahá do výšky 10-2 až 10-1 m nad aktivní povrch, transport energie se děje molekulárním vedením i nedokonale vyvinutou turbulencí.

246 25 Přízemní vrstva (též Prandtlova) sahá do výšky maximálně 100 m. Dynamické a termodynamické vlivy zemského povrchu jsou výrazně. Vertikální gradienty většiny meteorologických prvků dosahují maximálních hodnot. Transport energie je podmíněný plně vyvinutou turbulencí. Planetární mezní vrstva atmosféry je vrstva, v níž se bezprostředně projevuje vliv zemského povrchu na pole meteorologických prvků. Její horní hranice roste se zvětšující se drsností zemského povrchu, s rychlostí větru a se vzrůstající nestabilitou teplotního zvrstvení. Je mocná několika set metrů až 2 km. Na její horní hranici se projevuje vliv planetární cirkulace. Plně převládá turbulentní přenos energie. Obr. 6: Vertikální členění planetární mezní vrstvy atmosféry, podle Prošek, Rein (1982), upraveno Stratosféra Nachází se mezi tropopauzou a stratopauzou a zasahuje maximálně do výšky 55 km nad zemským povrchem. Ve své spodní části (20-25 km) je charakteristická prakticky izotermií. Asi od 25 km výšky teplota vzrůstá vlivem pohlcování ultrafialového záření ozonem. V blízkosti stratopauzy je maximální teplota kolem 0 ºC. Vodních par je ve stratosféře minimální množství a jejich přítomnost někdy signalizují perleťová oblaka ve výšce kolem 25 km. Přechodnou vrstvou k vyšší vrstvě je stratopauza. Mezosféra Mezosféra leží nad stratopouzou, tedy mezi km výšky. Teplota klesá od 0 ºC na spodní hranici a na horní dosahuje až -95 ºC. V letním období lze v mezosféře pozorovat stříbřitá oblaka. Tvoří je kosmický a vulkanický prach i ledové krystalky. Vrstva oddělující mezosféru od termosféry se označuje jako mezopauza. Termosféra Sahá od výšky asi km nad zemským povrchem do 450 km. Podle některých autorů se nachází její horní hranice až v 700 km. Termosféra je charakteristická rychlým vzestupem teploty s výškou do 200 až 300 km. Ve výšce okolo 200 km dosahuje teplota hodnoty 500 ºC a přibližně v 600 km již přesahuje 1500 ºC. V termosféře se může realizovat polární záře. Její souvisí s intenzívní sluneční činností při magnetických bouřích a to hlavně v polárních oblastech v okolí zemských magnetických pólů.

247 26 Exosféra Nejsvrchnější část atmosféry sahající do výše až km. V důsledku vysoké kinetické energie z ní mohou atmosférické částice unikat do meziplanetárního prostoru. Obr. 7: Vertikální členění atmosféry 2.4 Ozon v atmosféře a jeho destrukce Nepostradatelnou složkou atmosféry pro život na Zemi je ozon (O 3 ) V atmosféře se nachází v množství asi 0, % jejího objemu. Rozhodující množství (90%) je koncentrováno ve v ozonosféře, která je součástí troposféry. Zbytek se nachází v troposféře. Ozon objevil v r C. F. Schönbeim, od r se globálně monitoruje v rámci programu GO 3 OS. V r byly poprvé zjištěny extrémně nízké koncentrace ozonu na Antarktidou a tento stav trvá do současnosti. Stratosférický ozon Stratosférický ozon je produkt fotochemických reakcí vyvolaných působením ultrafialového záření na molekuly kyslíku. Ozon intenzívně pohlcuje ultrafialové záření hlavně v oblasti vlnových délek λ=0,220 µm až 0,360 µm (úplně pohlcuje záření o vlnové délce λ=0,220-0,290 µm). Vznik a rozpad ozonu probíhá v atmosféře nepřetržitě. Nezastupitelná úloha starosférického ozonu spočívá v tom, že pohlcuje to záření, jehož působení má na živé organizmy škodlivé účinky.

248 27 Obr. 8: Schéma vzniku ozonu fotodisociací kyslíku ( Množství ozonu v atmosféře se udává v Dobsonových jednotkách (DJ) s mezinárodním označením DU (Dobson Unit). Je pojmenovaná podle anglického vědce G. Dobsona, konstruktéra stejnojmenného spektrofotometru. Jedna DJ celkového ozonu je definovaná jako množství ozonu obsažené ve vertikálním sloupci zemské atmosféry, které by při stlačení na 1013 hpa při teplotě 10 ºC vytvořilo vrstvu silnou 10-3 cm. Troposférický ozon (přízemní) Vzniká zejména fotochemickým rozkladem látek, které se uvolňují do atmosféry v důsledku lidské činnosti, především NO X a uhlovodíků. Ve zvýšených koncentracích se vytváří za suchého a slunečného letního počasí v oblasti s vysokou koncentrací průmyslové výroby a hustou automobilovou dopravou. Vzhledem k vysoké reaktivitě má negativní vliv na biosféru a představuje jeden z nejdůležitějších faktorů ekologického stresu. Ve vyšších koncentracích poškozuje lidský organizmus a vegetaci. V troposféře se chová jako skleníkový plyn. Snižování koncentrace přízemního ozonu patří mezi aktuální úkoly v oblasti ochrany ovzduší. V ČR činí hygienická norma průměrné osmihodinové koncentrace přízemního ozonu 160 µg.m -3. Monitoring stratosférického ozonu Pozemní měření koncentrace starosférického ozonu byla zahájena v Antarktidě v r V roce 1957 založila SMO mezinárodní síť standardizovaného pozemního měření a výzkumu ozonu GO 3 OS (Global O 3 Observing System). V této celosvětové síti je asi 140 stanic včetně Solární a ozonové observatoře v Hradci Králové. Satelitní měření započala počátkem 70. let. Od r to byla americká meteorologická družice NIMBUS-7. Byl na ní umístěn spektrometr pro globální mapování ozonu TOMS (Total Ozone Mapping Spectrometer) Od r byla tato aparatura byla postupně umístěna i na ruský satelit METEOR-3 (1993) a japonskou družici ADEOS (1995). V roce 1995 byla umístěna aparatura GOME-2 na monitorování ozonu ve stratosféře na satelitu ERS-2 Evropské vesmírné agentury ESA (European Space Agency).

249 28 Globální změny ozonové vrstvy Prostorově rozsáhlá a výrazná redukce stratosférického ozonu byla poprvé zjištěna počátkem 80. let v oblasti Antarktidy pozemními měřeními. Později byla prokázaná i družicovými měřeními. Vžil se pro ni nesprávný název "ozonová díra". Každoročně se vytváří od počátku září do poloviny listopadu nad jižními polárními oblastmi. Zasahuje až do mírných zeměpisných šířek. Snížení celkového množství ozonu v "ozonové díře" činí až 60 %. V zimě 1991/92 bylo šokem zjištění výrazného zeslabení ozonové vrstvy i nad částí severní a západní Evropy a nad Sibiří. Termínem ozonová "mini-díra" je užíván pro anomálie v ozonové vrstvě o plošném rozsahu řádově tisíce km 2. Původ uvedené anomálie je čistě termodynamický a svoji polohu mění v závislosti na cirkulačních podmínkách spodní stratosféry a horní troposféry a jejich trvání je pouze několik dnů. Německý chemik nizozemského původu Paul Crutzen, spolunositel Nobelovy ceny za chemii pro rok 1995, vyslovil domněnku, že "ozonová díra" nad Antarktidou by se mohla kolem roku 2050 opět uzavřít. Obr. 9: 3-D model úbytku ozonu nad Antarktidou (

250 29 Pro zájemce Příklad / Příklad z praxe Jakému celkovému množství ozonu v atmosféře v DJ by odpovídala jeho vrstva silná 2,8 mm? Úkol / Úkol k zamyšlení Najděte webovou stránku Solární a ozonové observatoře v Hradci Králové a zjistěte informaci o aktuální koncentraci troposférického ozonu nad ČR. Na najděte nejnižší denní koncentrace ozonu nad Antarktidou během posledních 5 roků! SHRNUTÍ Kapitola obsahuje základní poznatky o zemské atmosféře, jejím vývoji, složení a členění. Je uvedeno dělení troposféry jako nejnižší vrstvy atmosféry. Součástí této části učebního textu je shrnutí základních informací o atmosférickém ozonu, jeho významu pro život na zemi a o příčinách jeho trvalého poklesu ve stratosféře. Kontrolní otázky a úkoly 1. Které stále a které proměnlivé plyny jsou v zemské atmosféře zastoupeny největším poměrným dílem? 2. Co je příčinou růstu teploty ve stratosféře? 3. Jak se dělí přízemní vrstva atmosféry? 4. Které jsou hlavní příčiny destrukce ozonu nad Antarktidou? Pojmy k zapamatování Dobsonova jednotka, fotodisociace, fotosyntéza, homosféra, heterosféra, ozon, planetární mezní vrstva atmosféry, přízemní vrstva atmosféry, troposféra, stratosféra

251 30 3 Energetický systém a energetická bilance Země Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Rozlišit vlastnosti a chování krátkovlnného slunečního záření a dlouhovlnného tepelného záření v atmosféře a na zemském povrchu. Popsat souvislost mezi základními zákony záření a utvářením podnebí na Zemi Popsat podstatu energetické bilance Země Vysvětlit princip skleníkového efektu atmosféry. Doba potřebná k prostudování kapitoly: 60 minut. Průvodce studiem Sluneční záření představuje zásadní a nenahraditelný zdroj energie pro úplný klimatický systém. V textu kapitoly se dozvíte, které složky sluneční záření obsahuje, jak se mění jeho množství při průchodu atmosférou a na zemském povrchu. Pozornost věnujte způsobu přeměny zářivé sluneční energie na tepelnou a hospodaření klimatického systému s touto energií. Takto pochopíte i mechanismus skleníkové efektu a jeho význam pro život na Zemi. 3.1 Sluneční záření Zářením (radiací) rozumíme v meteorologii šíření elektromagnetického slunečního záření (dále EM záření) zemskou atmosférou. Zářivá energie Slunce tvoří prakticky jediný zdroj energie pro úplný klimatický systém. Další zdroje (geotermální energie, gravitační energie, energie z elektrických výbojů v atmosféře, energie kosmického záření či radioaktivního záření) jsou bezvýznamné. Vlastní EM záření se šíří od Slunce ve formě elektrických a magnetických vln rychlostí m.s -1, tj. blízkou rychlosti světla a zemský povrch dosáhne přibližně za 8,3 min. Toto záření se na zemském povrchu přeměňuje zejména na tepelnou energii. Elektromagnetické záření charakterizuje jeho vlnová délka (λ). Základní jednotka vlnové délky je 1 nanometr (1 nm=10-9 m) nebo 1 mikrometr (1 µm=10-6 m). Vlnová délka 0,745 µm odpovídá 745 nm. Míra záření se vyjadřuje jeho intenzitou ve wattech (W) na jednotku plochy (m -2 ), tedy ve W.m -2. Celková intenzita záření za časový interval se udává ve Wh nebo kwh Celkové množství slunečního záření na horní hranici atmosféry při střední vzdálenosti Země - Slunce 149,6 mil. km se nazývá solární (sluneční) konstanta I S. Její hodnota je 1373 ± 20 W.m -2. Země obíhá kolem Slunce po mírně eliptické dráze a proto se hodnota solární konstanty v průběhu roku mění přibližně o ±3,5 %.

252 31 Množství přímého slunečního záření dopadajícího na jednotkovou vodorovnou nebo ukloněnou plochu za jednotku času se nazývá insolace. Její hodnota na libovolné části zemského povrchu se mění v průběhu dne i roku a závisí na zenitové vzdálenosti Slunce z (nebo výšce Slunce v). Jak vyplývá z Obr.10., insolace na ukloněné ploše I je vyšší, než na ploše horizontální I h. Obr. 10. Závislost míry insolace na zeměpisné šířce, resp. výšce Slunce nad horizontem Z uvedených skutečností vyplývá, že pro množství dopadajícího záření na zemský povrch je rozhodující zeměpisná šířka místa a sklon plochy, na kterou dopadá Spektrum slunečního záření Podle délky se dělí sluneční záření na krátkovlnné a dlouhovlnné, podrobněji na ultrafialové, viditelné, infračervené a mikrovlnné. Obr. 11. Spektrum slunečního záření V meteorologii a klimatologii je důležité záření vlnových délek v rozpětí od 0,1 µm do 100 µm. Má rozhodující podíl na energetické bilanci soustavy Země atmosféra. Na interval vlnových délek 0,1-4,0 µm připadá až 99 % celkového toku slunečního záření. V meteorologii se označuje toto jako krátkovlnné. Záření atmosféry a vlastního povrchu Země má vlnové délky větší než 4 µm a označuje se jako dlouhovlnné.

253 32 Pro praktické potřeby dělíme sluneční záření na ultrafialové, viditelné a infračervené. Ultrafialové záření zahrnuje záření vlnových < 0,400 µm. Před vstupem do atmosféry na něj připadá asi 6,7 % z celkového toku zářivé energie. Je intenzívně pohlcované ozonem ve stratosféře a zemský povrch dosahuje minimálně. Viditelné záření zahrnuje interval krátkovlnného záření o vlnových délkách 0,400-0,730 µm a představuje asi 46,8 % z celkového toku slunečního záření před vstupem do atmosféry. Jednotlivým vlnovým délkám odpovídají barvy spektra od fialové (nejkratší vlnové délky) po červenou (nejdelší vlnové délky). Infračervené záření odpovídá vlnovým délkám od 0,730 µm do přibližně 1000 µm. Zahrnuje záření dlouhovlnné a tepelné. Před vstupem do atmosféry na něj připadá asi 46,5 % zářivé sluneční energie Druhy záření a jejich intenzita na zemském povrchu Záření dopadající na zemský povrch dělíme na: přímé sluneční záření I h (užívá se také termín insolace), rozptýlené záření i (též difúzní), globální záření Q (přímé + rozptýlené, tedy I h +i), odražené záření A, (reflektované, albedo), zpětné záření atmosféry E A a vyzařování Země E Z (tepelné). Podíl jednotlivých druhů záření závisí především na hodnotě extraterestrální insolace, výšce Slunce (jeho zenitové vzdálenosti) a propustnosti atmosféry. Přímé sluneční záření, insolace (I h ) Krátkovlnné záření šířící se v malém prostorovém úhlu od Slunce. Jeho intenzita se vyjadřuje ve wattech (W) na jednotku plochy (m 2 ). Pokud je tato plocha kolmá ke slunečním je intenzita přímého záření maximální. Klesá též s rostoucí délkou dráhy slunečních paprsků v atmosféře, tedy s poklesem nadmořské výšky, s poklesem výšky Slunce nad obzorem tj. se zmenšováním úhlu dopadu paprsků a v neposlední řadě s růstem zakalení atmosféry. Intenzita přímého slunečního záření se proto mění nejen v průběhu dne a roku, ale také podle úhlu sklonu terénu a jeho expozice ke světovým stranám. Rozptýlené (difúzní) sluneční záření (i) Rozptýlené záření je vzhledem ke své vlnové délce také krátkovlnné. Až 25% z celkového toku slunečního záření se v atmosféře mění na rozptýlené. Intenzita rozptýleného slunečního záření se zvyšuje s množstvím částic zakalujících vzduch. Dále je ovlivněna oblačností, sněhovou pokrývkou, výškou Slunce nad obzorem, nadmořskou výškou i zeměpisnou šířkou. Při malých výškách Slunce může rozptýlené záření výrazně doplňovat přímé. Ve vyšších zeměpisných šířkách zejména v zimním období prodlužuje den.

254 33 Globální záření (Q) Celkové krátkovlnné sluneční záření (přímé a rozptýlené) v intervalu vlnových délek 0,2-10 µm dopadající na zemský povrch se nazývá globální. Je to proud záření, které dopadne na jednotku horizontální plochy za časový interval Intenzita globálního záření roste s výškou Slunce nad obzorem a s poklesem zakalení atmosféry. Výrazně je závislá na oblačnosti. Vlastní stav atmosféry je rozhodující pro podíl zastoupení přímého a rozptýleného záření. Obr.12. Režim globálního slunečního záření na stanici Olomouc-Envelopa (vlastní zpracování) Zákony záření Obecně jsou definovány pro černé těleso, tj takové, které veškeré dopadající elektromagnetické záření pohlcuje a žádné neodráží. Proto se jeví jako černé. Množství energie vyzářené tělesy nebo objekty v krajinné sféře a jeho případné změny po interakci s nimi vyjadřují základní zákony záření. Stefan-Boltzmannův zákon Celkové množství energie vyzářené jednotkou plochy za jednotku času je přímo úměrné čtvrté mocnině jeho povrchové teploty vyjádřené v Kelvinech. Wienův zákon Vlnová délka odpovídající maximální energii záření absolutně černého tělesa je nepřímo úměrná jeho absolutní teplotě. Zákon lze interpretovat tak, že s rostoucí teplotou tělesa se maximum vyzařované energie přesouvá ke kratším vlnovým délkám. Kirchhoffův zákon Intenzita vyzařování reálného tělesa o teplotě T je vždy menší, než intenzita vyzařování černého tělesa o stejné teplotě. Každá látka tedy pohlcuje nejsilněji záření té vlnové délky, kterou sama nejsilněji vyzařuje. Planckův zákon Energie kvanta je nepřímo úměrná vlnové délce. Čím delší vlnová délka, tím nižší obsah energie záření.

255 Vliv atmosféry na sluneční záření Energie slunečního záření se při průchodu zemskou atmosférou mění kvantitativně i kvalitativně. Jeho intenzita se zmenšuje zejména pohlcováním (absorpcí) a jeho kvalita hlavně rozptylem (difúzí). Změny jsou výraznější při delší dráze paprsků a větším množství příměsí v atmosféře. Pohlcování slunečního záření v atmosféře Bezoblačná zemská atmosféra pohlcuje přímé sluneční záření asi z 15 % zejména v oblasti delších vlnových délek. Pohlcování má výrazně selektivní charakter a podílejí se na něm především vodní páry a plynné složky vzduchu dusík, kyslík, ozon, oxid uhličitý. Intenzívní pohlcování infračerveného záření vodními parami a CO 2 má za následek zesilování skleníkového efektu atmosféry. Atmosféra pohlcuje i dlouhovlnné záření vyzařované zemským povrchem a zpětně jej k němu vyzařuje. Tím se snižuje ztráta tepla. Atmosféra tedy v noci chrání zemský povrch před zbytečnou ztrátou tepla a přes den naopak prakticky nebrání ohřívání zemského povrchu. Rozptyl slunečního záření v atmosféře (difúze) Rozptyl je taková jeho změna, kdy sluneční paprsky postupující původně určitým směrem se začnou šířit všemi směry. Difúze vzniká rozptylem slunečního záření na molekulách vzduchu a především na tuhých a kapalných částicích (vodní kapky, prachové částice atd.). Záření se šíří od rozptylujících částic tak, jako by ony byly zdrojem záření. Rozptýlené záření přichází k zemskému povrchu od celé oblohy, ne od slunečního kotouče. Dochází-li k rozptylu na molekulách a atomech plynů (vzduchu), jedná se o rozptyl molekulární (Rayleighův). Rozptyl na větších kapkách a pevných částicích označujeme jako rozptyl aerosolový. Rozptýlené záření se liší od přímého spektrálním složením. Převládá v něm spektrum kratších vlnových délek (fialové a modré světlo nad oranžovým, červeným a infračerveným). Tím se vysvětluje modrá barva oblohy, která je barvou samotného vzduchu. Rozptýlené záření je proto namodralé, přímé pak žluté. Zeslabování slunečního záření (extinkce) V důsledku pohlcování a rozptylu slunečního záření procházejícího atmosférou dochází k jeho zeslabení (extinkci). Zeslabování záření v atmosféře je největší v případě krátkých vlnových délek. Koeficient propustnosti atmosféry udává, jaká část solární konstanty přichází k zemskému povrchu při kolmém dopadu slunečních paprsků. Zeslabení slunečního záření v atmosféře vyjádřené poměrem celkového koeficientu zeslabení v reálné atmosféře k celkovému koeficientu zeslabení v ideální atmosféře se označuje jako zákalový faktor.

256 35 Chápeme jej jako počet ideálních atmosfér, který by byl třeba, aby bylo zeslabení záření stejné, jaké způsobuje reálná atmosféra. Průměrná hodnota je blízká 3, v horách 2 a naopak v průmyslových oblastech Záření Země a atmosféry Odražené sluneční globální záření, albedo (A) Část globálního záření se odrazí od aktivního povrchu a směřuje nahoru. Označuje se odražené globální sluneční záření. Jeho množství závisí na charakteru povrchu. Poměr mezi množstvím odraženého záření I R a celkově dopadajícím záření I T se označuje albedo A. Nejčastěji se udává v %. Albedo Země má přibližnou hodnotu 30 %. Obr. 13: Odraz krátkovlnného slunečního záření na zemském povrchu a v atmosféře

257 36 Obr.14 : Průměrné albedo zemského povrchu ( ) Zpětné dlouhovlnné záření atmosféry (E A ) a tepelné vyzařování Země (E Z ) Zemský povrch i atmosféra mají schopnost energii nejen pohlcovat, ale i vyzařovat. Vyzařovaná energie je svým charakterem dlouhovlnné záření. Velká část dlouhovlnného záření aktivního povrchu je pohlcována atmosférou, která se takto zahřívá. Dlouhovlnné vyzařování aktivního povrchu a atmosféry má charakter infračerveného a tepelného záření. Toto záření do značné míry pohlcováno vodními parami a CO 2. S tím souvisí jev nazvaný skleníkový efekt. Asi 15 % slunečního záření se spotřebuje na ohřev atmosféry. Ohřátá atmosféra vyzařuje a přibližně 70 % tohoto záření dopadá na zemský povrch. Představuje pro něj důležitý zdroj tepla. Dlouhovlnné záření atmosféry dopadající na zemský povrch nazýváme zpětné záření atmosféry E A. Je vždy menší, než vyzařování zemského povrchu E Z. Rozdíl mezi vyzařováním zemského povrchu E Z a zpětné záření atmosféry E A se nazývá efektivní vyzařování Země E Z *. Vyjadřuje ztrátu tepla zemského povrchu. Radiační bilance Rozdíl mezi pohlceným globálním zářením zemského povrchu a jeho efektivním vyzařováním se nazývá radiační bilance zemského povrchu.

258 37 Obr. 15: Dlouhovlnné vyzařování atmosféry a zemského povrchu Skleníkový efekt atmosféry Skleníkový efekt se projevuje oteplováním troposféry. Atmosféra propouštět krátkovlnné sluneční záření k zemskému povrchu a současně pohlcuje dlouhovlnné záření zemského povrchu. Zemská atmosféra se chová stejně vůči slunečnímu záření stejně selektivně jako sklo ve skleníku, proto skleníkový efekt atmosféry. Dlouhovlnné záření pohlcují skleníkové plyny. Až z 85 % to jsou vodní páry a CO 2, dále freony (CFC), metan (CH 4 ), oxid dusný (N 2 O), ozon (O 3 ) aj. Přirozený skleníkový efekt zvyšují nejvíce vodní páry a CO 2. Daleko intenzivněji než vodní páry a CO 2 pohlcuje infračervené záření metan (CH 4 ). Obr.16 : Schéma skleníkového efektu (

259 38 Skleníkový efekt atmosféry se projevuje po dobu existence zemské atmosféry. Bez jeho vlivu by byla průměrná teplota na Zemi asi -17 ºC. Vzhledem k průměrné teplotě na Zemi (16 ºC ) je tedy celkový vliv skleníkového efektu asi 33 ºC. Environmentálním problémem je zesilování skleníkového efektu. Pozemní i družicová měření prokázala, že globální teplota Země se zvýšila v průběhu minulého století o 0,6 ºC. 3.5 Energetická bilance Země Intenzita přímého záření dopadajícího na zemský povrch závisí na výšce Slunce h, resp. jeho zenitové vzdálenosti z, na úhlu sklonu georeliéfu α a na jeho expozici vzhledem ke světové straně, resp. azimutu A. Rozdíly v oslunění různě ukloněného reliéfu jsou částečně ovlivněny rozptýleným zářením. Částečný vliv má albedo aktivního povrchu. Také výrazné konkávní formy ovlivňují hodnotu efektivního vyzařování aktivního povrchu. Zmenšení je výraznější od úhlu převýšení nad 20. Nejčastěji se jedná o hluboce zaříznutá údolí, ale mohou to být i úzké ulice měst. Mezi aktivním povrchem a atmosférou probíhá nepřetržitá přeměna a výměna energie. To se děje především: turbulentním tokem H jak z aktivního povrchu, tak i k němu, latentním tokem tepla LE, majícím charakter turbulence (představuje ztrátu tepla při vypařování nebo příjem tepla při kondenzaci), dlouhovlnným vyzařováním Země E Z, tokem tepla G do podloží aktivního povrchu nebo z podloží aktivního povrchu, molekulárním vedením M, které je v porovnání s ostatními způsoby zanedbatelné. Součet všech příjmů i ztrát tepla na zemském povrchu se musí rovnat nule. Tuto skutečnost vyjadřuje rovnice tepelné (energetické) bilance aktivního povrchu: R Z = H + LE + G Obr. 17: Složky energetické bilance zemského povrchu v období a) pozitivní a b) negativní energetické bilance (R - radiační bilance, G - tok tepla do podloží aktivního povrchu, H - turbulentní tok tepla, LE - latentní tok tepla)

260 39 Charakter jednotlivých členů rovnice energetické bilance aktivního povrchu určuje typ počasí a denní (roční) doba. Nevyrovnanost rozhodujících složek (H a LE) je nejvýraznější při radiačním režimu počasí. Složka LE vykazuje maximum kolem poledne a minimum v noci. Hodnotu H vyjadřuje míru turbulence. Maximální je před polednem, minimální v noci. Složka G je závislá na typu aktivního povrchu. Denní chod je závislý na intenzitě insolace, jeho směr na denní době. V období s pozitivní energetickou bilancí směřuje tok tepla do podloží aktivního povrchu, v období se zápornou energetickou bilancí z jeho podloží do atmosféry. Roční chod uvedených složek je obdobný jako denní. Pro klimatické poměry v středoevropském prostoru je důležitá míra akumulace tepla v podloží aktivního povrchu v letním období. Příklad / Příklad z praxe Podle obr. 17 určete, který den lze považovat za jasný, oblačný nebo zamračený. Úkol / Úkol k zamyšlení Podle obr.17 se pokuste charakterizovat rozdíly v energetické bilanci v denních a nočních hodinách, případné rozdíly se pokuste zdůvodnit (vysvětlit). Proč jsou pro pouštní oblasti typické velké denní rozdíly teploty vzduchu?

261 40 SHRNUTÍ Tato část učebního textu se zabývala slunečním zářením jako rozhodujícím zdroji energie pro úplný klimatický systém. Jsou uvedeny jednotlivé druhy a vlastnosti záření podle vlnové délky a základní zákony, kterými lze jeho chování charakterizovat. Jsou uvedeny základní změny, kterým záření podléhá při průchodu atmosférou a po dopadu na zemský povrch. Je popsán charakter energetické bilance Země. Je popsán princip skleníkového efektu zemské atmosféry. Kontrolní otázky a úkoly 1. Charakterizujte sluneční záření a uveďte typy dle vlnové délky 2. Popište změny, kterým podléhá sluneční záření při průchodu atmosférou a na zemském povrchu. 3. Zdůvodněte význam dlouhovlnného tepelného záření v energetické bilanci Země. 4. V čem spočívá princip skleníkového efektu zemské atmosféry? Absorpce, albedo, difúze, dlouhovlnné záření, efektivní vyzařování Země, energetická bilance Země, infračervené záření, insolace, krátkovlnné sluneční záření, globální záření, přímé sluneční záření, reflexe záření, radiační bilance, rozptýlené záření, latentní teplo, skleníkový efekt, solární konstanta, spektrum, viditelné záření, turbulentní tok tepla, UV záření, vlnová délka, záření, zákony záření

262 41 4 Teplota vzduchu a půdy Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Charakterizovat teplotu půdy a vzduchu jako meteorologický prvek. Popsat zákonitosti teplotního režimu půdy a atmosféry. Popsat vliv georeliéfu na režim teploty vzduchu. Charakterizovat změny teploty vzduchu s výškou a vysvětlit vznik i dopady teplotních inverzí v krajině. Doba potřebná k prostudování kapitoly: 60 minut. Průvodce studiem Teplota vzduchu představuje základní meteorologický prvek a její režim základní klimatickou charakteristiku místa. Hodnoty teploty se mění jak ve vertikálním, tak i horizontálním směru, mění se i v čase. Nejvýznamnější faktor režimu teploty vzduchu představuje zemský povrch (vodní plochy a pevnina, resp. půda). Šíření tepla v půdě se řídí zákony, které si musíte osvojit. Po prostudování kapitoly budete schopni uvedené změny vysvětlit. Věnujte pozornost vzniku, projevů a důsledkům teplotních inverzí jako nebezpečnému meteorologickému jevu s dopadem na kvalitu ovzduší. 4.1 Teplota a teplo Pojem teplotní režim atmosféry charakterizuje rozložení teploty vzduchu v atmosféře, její denní a roční chod a neustálé změny. Je přímo závislý na režimu teploty zemského povrchu, tedy i půdy a jejího podloží. Tepelné vlastnosti látek Tepelné vlastnosti látek se liší, což se projevuje např. tím, že při dodání stejného množství tepla se teplota rozdílných objektů nebo povrchů obvykle liší. To je závažné z pohledu tvorby počasí a podnebí, protože aktivní povrch je obvykle nehomogenní. Tepelná kapacita Je to schopnost tělesa pohlcovat teplo. Charakterizuje ji koeficient tepelné kapacity. Např. tepelná kapacita vody je 4x vyšší, než vzduchu Tepelná vodivost Představuje schopnost látek šířit a vést teplo. Vyjadřuje změnu teploty připadající na jednotkovou vzdálenost v uvedeném směru. Charakterizuje ji koeficient tepelné vodivosti. Nehybný vzduch má koeficient tepelné vodivosti 88x nižší, než písčitá půda.

263 42 Teplotní vodivost Je to schopnost látky zahřívat se nebo ochlazovat (přenášet teplotní změny, akumulovat a rozvádět teplo). Charakterizuje ji koeficient tepelné vodivosti objemového měrného tepla. Hovoříme třeba o tepelné vodivosti půdy v závislosti na její vlhkosti. Při relativní vlhkosti půdy 10 % je koeficient tepelné vodivosti nižší, než při 30% vlhkosti. 4.2 Stupnice teploty Pro vyjádření teploty se v soustavě SI používá absolutní Kelvinova stupnice. V meteorologické a klimatologické praxi se používá Celsiova stupnice, případně Fahrenheitova v anglosaských zemích. Jednotka kelvin (K), představuje 273,16 část termodynamické teploty trojného bodu vody. Stupeň Celsia (ºC) je stý díl mezi bodem tuhnutí (0 ºC) a bodem varu (100 ºC) čisté vody při tlaku vzduchu 1013,16 hpa. Teplotní rozdíl 1 ºC je roven 1 Kelvinu. Nulový bod Celsiovy stupnice je roven hodnotě 273,16 K. o 0 C = 273,16 K o 0K = 273,16 C Vztah mezi Celsiovou a Kelvinovou stupnicí: ( ) = T ( K ) 273, 16 T o C V některých angloamerických zemích se v meteorologii a klimatologii používá Fahrenheitova teplotní stupnice ( F). Platí, že: T ( C) = (T F 32) x 0,555 T ( F) = (T C + 32)x1,8 4.3 Teplota půdy Teplota půdy a jejího podloží vykazují v denním i v ročním chodu výraznější výkyvy asi jen do hloubky 1 m. Výkyvy prakticky souhlasí s režimem energetické bilance v průběhu dne (roku). V našich podmínkách jsou výrazně ovlivněné chodem oblačnosti. Na teplotní poměry povrchu půdy má vliv charakter vegetačního krytu a v zimním období výška sněhové pokrývky. Fourierovy zákony Časové změny teploty půdy v závislosti na hloubce pod jejím povrchem popsal a shrnul do 4 zákonů francouzský matematik a fyzik J. B. Fourier ( ). I. Fourierův zákon Časová perioda výkyvů teploty půdy (např. denní z d, roční z r ) se s rostoucí hloubkou nemění.

264 43 II. Fourierův zákon Amplituda časových změn teploty půdy se s rostoucí hloubkou zmenšuje. (V hloubce přibližně od 10 do 30 m je hodnota denní (roční) teplotní amplitudy 0 ºC.) III. Fourierův zákon Čas nástupu maxima a minima teploty se v denním (ročním) chodu zpožďuje přímo úměrně s rostoucí hloubkou. (V hloubce 10 cm činí zpoždění 2,5-3,5 hodiny.) IV. Fourierův zákon Hloubky stálé denní a roční teploty se mají k sobě jako druhé odmocniny period jejich výkyvů. z z d r Pd 1 =, tj. = P 365 r 1 19,1 Hloubka stálé roční teploty je tedy asi 19x větší než denní. Obr. 18: Režim teploty půdy v hloubkách 5, 20 a 50 cm na stanici Bystročice (vlastní zpracování) 4.4 Teplota vzduchu Tento meteorologický prvek udává tepelný stav ovzduší. Jde o teplotu ve výšce 2 m nad aktivním povrchem změřenou v meteorologické budce. Označuje jako přízemní teplota. Přízemní minimální teplota se měří ve výšce 0,05 m. 4.5 Vertikální změny teploty vzduchu Vertikální profil teploty vzduchu závisí nejvíce na radiační a turbulentní výměně tepla mezi zemským povrchem a spodními vrstvami atmosféry, na absorpci krátkovlnného a dlouhovlnného záření plyny a vodní párou, na uvolňování a pohlcování tepla při fázových přeměnách vody v troposféře a také na advekčním přenosu tepla.

265 44 Pokles teploty vzduchu v troposféře o 0,65 ºC na 100 m výšky je vertikální teplotní gradient. Takový průběh teploty vzduchu s výškou považujeme za normální Hodnota γ je kladná v případě poklesu teploty s výškou. Když je hodnota γ záporná, teplota s výškou roste. V meteorologii jej označujeme symbolem γ a matematicky vyjadřujeme vztahem: a čteme jej "změna teploty s výškou". dt γ = dz Podle hodnoty vertikálního teplotního gradientu rozlišujeme normální zvrstvení (γ > 0), teplotní inverzi (γ < 0) a izotermii (γ = 0). Při promíchávání vzduchu dochází k jeho přemísťování ve vertikálním i horizontálním směru. Při těchto pohybech se mění základní fyzikální vlastnosti vzduchových hmot. Mění se tlak p, objem V a teplota t. K těmto změnám může docházet bez výměny energie s okolní atmosférou. Hovoříme o adiabatických procesech. Když se odehrávají v suchém nebo nenasyceném vzduchu, mění se teplota s výškou podle suchoadiabatického teplotního gradientu γ a. Pokles teploty vzduchu činí asi 1,0 ºC na 100 m výšky. Pokles teploty vzduchu nasyceného vodními parami s výškou udává vlhkoadiabatický gradient. Jeho hodnoty kolísají mezi 0,2-1,0 ºC. Rozdíl teploty okolní atmosféry T A a teploty adiabaticky přemísťovaného vzduchu T určuje charakter stability (nestability) ovzduší a tím i možnosti vertikálního promíchávání atmosféry, tzv. konvekční výměny vzduchu. Rychlost konvekce dosahuje v extrémních případech hodnoty m.s -1. Konvekce vyvolaná horizontální teplotní nehomogenitou v atmosféře se označuje jako termická. Vytváří-li se konvekce při obtékání orografických překážek nebo při proudění vzduchu nad povrchem s různou vertikální drsností, hovoříme o vynucené konvekce. V reálné atmosféře se lze setkat s kladnou konvekci (přemísťovaný objem vzduchu má výstupnou tendenci) nebo zápornou (přemísťovaný objem vzduchu má sestupnou tendenci). Inverze teploty Uvedený termín označuje stav, kdy v určité vrstvě atmosféry (inverzní vrstva) teplota s výškou roste. Teplotní inverze obvykle zasahují nepříliš mocné vrstvy troposféry. Inverze charakterizujeme výškou v které je pozorujeme, vertikální mocností inverzní vrstvy, rozdílem teploty mezi horní a dolní hranicí inverze a teplotním gradientem. Přízemní inverze jsou vázané bezprostředně na aktivní povrch. Výškové inverze se mohou vyskytovat i v několika výškových hladinách (smíšené inverze). Podle příčiny vzniku dělíme inverze teploty vzduchu na advekční, frontální, radiační, subsidenční, turbulentní a pasátové.

266 45 Přízemní radiační inverze Vyskytují se v planetární mezní vrstvě atmosféry. Příčinou jejich vzniku je ochlazování aktivního povrchu vyzařováním v nočních hodinách. Pro vznik je typické radiační počasí. Na jaře a na podzim způsobují přízemní mrazy a přízemní mlhy. V létě je doprovází rosa. Tento typ inverze zesilují konkávní tvary, ve kterých se studený vzduch hromadí ve formě jezer studeného vzduchu. V širším slova smyslu lze radiační inverze považovat za statické. Advekční inverze Vznikají když se advektivně přemísťuje relativně teplý vzduch nad studený povrch. Výskyt těchto inverzí je typický nad sněhovou pokrývkou v jarním období. Hovoříme o jarních (sněhových) inverzích, které mají charakter přízemních inverzí. Pokud teplý vzduch proudí do dané oblasti ve vyšších hladinách než se nachází studený, vznikají advekční výškové inverze. Advekční inverze jako frontální, subsidenční, turbulentní a pasátové vznikají z dynamických příčin a proto se označují jako dynamické. Inverze ve volné atmosféře Dolní hranice tohoto typu inverze se nachází v různé výšce nad zemským povrchem. Mnoho takových inverzí vzniká v důsledku stlačování nebo sesedání vzduchových hmot, při pasátové cirkulaci v oblasti tropopauzy, případně při již uvedené teplé výškové frontě. Subsidenční inverze (inverze sesedáním) Vzniká sesedáním (subsidencí) vzduchu z vyšších vrstev atmosféry do nižších. Vyskytují se nad plošně rozsáhlými oblastmi. Jsou spjaty s poklesem relativní vlhkosti vzduchu. Může se vytvářet inverzní oblačnost. Spojením výškové inverze s přízemní radiační inverzí vznikají plošně rozsáhlé a výrazné inverze mající obvykle dlouhé trvání.

267 46 Obr. 19: Základní typy teplotních inverzí podle výšky Pasátové inverze Vyskytují se v oblasti výskytu pasátových větrů a jsou způsobené subsidencí vzduchu z vyšších vrstev atmosféry. Teplotní inverze mají značný klimatický význam. Brzdí promíchávání vzduchu jak ve vertikálním, tak i v horizontálním směru. To vede zejména v průmyslových oblastech s větší hustotou zdrojů znečišťování ovzduší ke zvýšení koncentraci škodlivin, vzniku smogu atd. V inverzní vrstvě se často vytváří vrstevnatá oblačnost. Ta zejména v chladném půlroce zkracuje délku trvání slunečního svitu v nižších polohách v porovnání s horskými polohami nad horní hranicí inverze. Obr. 20: Typická oblačnost při radiační inverzi (vlastní zpracování)

268 Periodické a neperiodické změny teploty (sezónní a denní změny teploty) Vzduch se ohřívá nejintenzivněji od zemského povrchu. Proto jsou denní režim insolace, albedo a efektivní vyzařování aktivního povrchu rozhodující činitelé charakteru denního i ročního chodu teploty vzduchu, včetně její změny s nadmořskou výškou. Denní (měsíční, roční) chod meteorologického prvku vyjadřuje jeho změny čili časový průběh během 24 hodin (měsíce, roku). Chod teploty vzduchu stejně jako dalších meteorologických prvků obecně vyjadřuje kvantitativní změny s časem. V klimatologii se sleduje zejména denní, měsíční a roční chod. Denní chod teploty vzduchu Denní chod teploty vzduchu úzce koresponduje s chodem teploty aktivního povrchu, ale s určitou časovou prodlevou (obr. 21). Vliv má i nadmořská výška. Čas denního maxima teploty vzduchu se s výškou zpožďuje proti času teplotního maxima na zemském povrchu. Časy nástupu minim se prakticky shodují. Obr. 21. Chod teploty vzduchu (nahoře) úzce souvisí s chodem teploty půdy Vliv má také ráz počasí. Při radiačním počasí má křivka denního chodu teploty vzduchu tvar podobný sinusoidě). Při změnách oblačnosti a při advekci vzduchových hmot má křivka denního chodu teploty rozkolísaný a často nevýrazný tvar. Obr. 22: Denní chod teploty vzduchu při radiačním a advekčním typu počasí na stanici Bystročice (vlastní zpracování)

269 48 Rozdíl mezi maximální a minimální denní (roční) teplotou změřený v jednom dni (roce) se označuje amplituda teploty T A. Její hodnotu ovlivňuje typ počasí (při radiačním počasí dosahuje teplotní amplituda daleko vyšší hodnoty, než při oblačném nebo advekčním počasí), roční období (v našich zeměpisných šířkách je teplotní amplituda nejvyšší na jaře a k zimnímu období se snižuje), zeměpisná šířka (s rostoucí zeměpisnou šířkou se amplituda zmenšuje, neboť klesá výška Slunce nad horizontem v čase kulminace a tím i celková insolace), vzdálenost od pobřeží tj. stupeň kontinentality (s rostoucí kontinentalitou roste hodnota teplotní amplitudy) a charakter georeliéfu. Závislost mezi tvarem georeliéfem a teplotní amplitudou vyjadřuje Vojejkovův zákon. Vypouklé (konvexní) tvary georeliéfu např. kopec, hřbet nebo vrchol mají denní amplitudy teploty vzduchu menší než rovinné polohy a ty menší než vhloubené (konkávní) tvary georeliéfu např. údolí, kotliny, soutěsky. Obr.23 : Vztah mezi charakterem georeliéfu a amplitudou teploty vzduchu (Vojejkův zákon) Teplotní amplituda se výrazně snižuje s rostoucí výškou i ve volné atmosféře, to ale nesouvisí se změnami teploty aktivního povrchu. Roční chod teploty vzduchu Roční chod teploty vzduchu Energetická bilance aktivního povrchu a tím i teplota přiléhající atmosféry se mění celkem pravidelně i v průběhu roku. Roční změny teploty vzduchu ale úzce závisejí na ročním režimu výměny vzduchových hmot, dále na zeměpisné šířce místa a stupni kontinentality. S rostoucí kontinentalitou teplotní amplituda roste, stejně se mění s rostoucí zeměpisnou šířkou. Prakticky ve všech zeměpisných šířkách lze v ročním chodu vydělit jedno teplotní maximum a minimum. Základní typy ročního chodu teploty Rovníkový typ (ekvatoriální) Charakterizuje jej nejmenší amplituda kolem 5 ºC, ale také jen o 1 ºC. Nevýrazná teplotní maxima souvisejí se dny rovnodenností, minima se dny slunovratů. Tropický typ Teplotní amplituda (5 ºC) roste od pobřeží směrem do vnitrozemí (10 až 15 ºC) a její maximum se váže na období největší výšky Slunce nad horizontem.

270 49 Typ mírného pásu Extrémní hodnoty teplotních amplitud se váží na letní a zimní slunovrat s tím, že nad pevninou nastupují dříve, než v přímořských oblastech. Jejich chod na severní a jižní polokouli je asynchronní a závisí na ročním období. Přechodná roční období mají samostatný charakter chodu teploty. Amplitudy kolísají od 10 do 15 ºC v přímořských oblastech až k extrémním hodnotám 60 ºC na pevnině. V mírném pásu se rozlišuje podoblast subtropická, vlastní mírná a subpolární. Polární typ Minimum teploty se posouvá na konec polární noci. Maxima analogicky souvisejí s vrcholením polárního léta. Roční amplitudy dosahují ºC na ostrovech a vyšší než 20 ºC bývají při pobřeží. Uvedené denní (roční) změny teploty vzduchu jsou periodické a souvisejí s denním (ročním) chodem insolace. Neperiodické změny teploty K výrazným změnám teploty vzduchu dochází při advekci vzduchových hmot s rozdílnou teplotou. Takové změny označujeme jako neperiodické. Velmi často se opakují pravidelně, dlouhodobě, víceméně ve stejných termínech. Takové výkyvy se označují termínem singularita. V širším smyslu představuje singularita poměrně pravidelnou odchylku od celkového trendu počasí, podmíněnou zvýšeným výskytem určitých povětrnostních situací v dané části roku v dané geografické oblasti. Nejčastěji se projevující teplotní a srážkové singularity jsou zachycena v lidových pranostikách. Pro většinu z nich dnes existuje vědecké vysvětlení. Obr. 24: Přechod studené fronty na záznamu termografu jako příklad neperiodické změny teploty vzduchu (vlastní zpracování)

271 50 Pro zájemce Seznamte se s publikací Medardova kápě aneb pranostiky očima meteorologa (napsal Jan Munzar, vydalo nakladatelství Horizont, Praha 1986). Příklad / Příklad z praxe Zjistěte typické příklady projevů teplotních singularit v podmínkách České republiky. Úkol / Úkol k zamyšlení Dle obr.24 demonstrujte platnost Fourierových zákonů! SHRNUTÍ Kapitola obsahuje informace o základním meteorologickém prvku, kterým je teplota vzduchu. Zmíněny jsou základní tepelné vlastnosti látek. Jsou uvedeny Fourierovy zákony, které charakterizují režim teploty půdy. Popsány jsou periodické a neperiodické změny teploty a charakter možných změn teploty vzduchu s výškou. Pozornost je věnována vlivu georeliéfu na změny teploty vzduchu. Důraz je kladen na vznik a důsledky teplotních inverzí jakožto nebezpečného meteorologického jevu. Kontrolní otázky a úkoly 1. Interpretujte Fourierovy zákony. 2. Čím jsou způsobeny periodické a neperiodické změny teploty vzduchu? 3. Charakterizujte změny teploty vzduchu s výškou dle charakteru teplotní stratifikace atmosféry. 4. Vysvětlete vznik teplotní inverze a popište jejich možné důsledky v krajině. Pojmy k zapamatování Denní (roční) chod teploty, Celsiova stupnice, Fourierovy zákony, izoterma, konvekce, Kelvinova stupnice, periodické změny teploty, přízemní teplota, roční chod teploty, singularita, suchoadiabatický teplotní gradient, teplo, teplota, teplotní inverze, teplotní zvrstvení (stratifikace), vertikální teplotní gradient, vlhkoadiabatický teplotní gradient, Vojejkovův zákon

272 51 5 Atmosférický tlak Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Definovat tlak vzduchu jako meteorologický prvek a popsat jeho změny v horizontální a vertikálním směru Vysvětlit stavovou rovnici plynů Vysvětlit základní pojmy související s tlakovým polem atmosféry Formulovat rovnici pohybu a popsat síly ovlivňující atmosférické proudění včetně vlivů georeliéfu. Doba potřebná k prostudování kapitoly: 60 minut. Průvodce studiem Po prostudován kapitoly pochopíte příčiny a zákonitosti proudění vzduchových hmot v atmosféře. Budete umět popsat tlakové pole atmosféry a charakterizovat základní tlakové útvary. Seznámíte se s režimem a rozložením tlaku vzduchu na Zemi. 5.1 Tlak vzduchu Zemská atmosféra působí v tíhovém poli Země na zemský povrch i na objekty na něm svojí tíží. Měrná hmotnost suchého vzduchu při teplotě 0 ºC a tlaku 10 5 Pa je 1,2763 kg.m -3. Tlak vzduchu (též barometrický tlak, atmosférický tlak) je síla působící v daném místě atmosféry kolmo na libovolně orientovanou plochu. Tuto sílu vyvolává tíha vzduchového sloupce, který sahá od hladiny moře až po horní hranici atmosféry. Základní jenotkou tlaku vzduchu je Pascal (Pa), v meteorologické praxi se používá hektopascal (1 hpa=10 2 Pa). Mezi starší jednotky patří milibar (mbar), torr (torr) nebo milimetr rtuťového sloupce (mm Hg). 1 hpa = 1 mbar = 0,75 torr (m Hg) Průměrná hodnota tlaku vzduchu na hladině moře při teplotě 15 ºC činí 1 013,27 hpa. Je to tlak odpovídající hmotnosti rtuťového sloupce vysokého 760 mm o průřezu 1 cm 2. Hustota a tlak vzduchu S výškou se současně mění hustota atmosféry. Pokud by hustota atmosféry byla rovnoměrná ve všech výškových úrovních, sahala by jen do výšky 8 km. Tato výška se nazývá výška homogenní atmosféry. Sahá ale do výšky asi km a postupně přechází do meziplanetárního prostoru.proto je zřejmé, že se s výškou hustota atmosféry rychle snižuje. Hustota a tlak vzduchu

273 52 Základní fyzikální charakteristiky plynů (tedy i atmosféry) jsou tlak p, teplota T, objem v a hustota ρρ. Vzájemnou závislost všech tří uvedených charakteristik vyjadřuje u ideálních plynů stavová rovnice plynů, která má tvar: p v = R T p - tlak v - specifický objem T - absolutní teplota R - plynová konstanta (závisí na povaze plynu a činí 287 m 2.s -2.K -1 ). Dále platí, že hustota vzduchu je přímo závislá na tlaku vzduchu, nepřímo na jeho teplotě. Časové změny tlaku vzduchu Časoprostorové změny tlaku vzduchu mají v podstatě neperiodický charakter, což způsobuje téměř neustálý pohyb tlakových útvarů. Změny bývají pozvolné. Denní chod tlaku vzduchu Denní změny tlaku vzduchu jsou obvykle periodické. Denní amplituda kolísá v intervalu 3-4 hpa v tropech po desetiny hpa ve středních zeměpisných šířkách. Hlavní příčinou změn tlaku vzduchu v průběhu dne je denní chod teploty aktivního povrchu. Maximální hodnota tlaku vzduchu 1083,8 hpa byla naměřená na stanici Agata na Sibiři. Minimální hodnota tlaku vzduchu 870,0 hpa byla údajně naměřená v Tichém oceánu v oku tajfunu Tip. Roční chod tlaku vzduchu Roční chod tlaku vzduchu Roční změny tlaku vzduchu souvisejí se sezónním pohybem tlakových útvarů a s tlakovými změnami stacionárních tlakových útvarů. Základní typy ročního chodu tlaku vzduchu jsou: Pevninský typ (maximum v zimě a minimum v létě, rozdíl roste s kontinentalitou území). Oceánský typ vysokých zeměpisných šířek (maximum začátkem léta, minimum v zimě). Oceánský typ mírných šířek, mimo oblast monzunů (dvě nevýrazná maxima v létě a v zimě, minima na jaře a na podzim). Monzunový typ je nad oceány (dobře vyjádřené zimní maximum a letní minimum). Zonálnost v rozložení tlaku vzduchu I přes nerovnoměrné rozložení pevnin a oceánů je zonálnost rozložení tlaku zřejmá. Rovníkový pás nízkého tlaku je posunutý vždy na tu polokouli, kde je léto. Hranice se posouvají mezi 15º s.z.š. a 25º j.z.š. v zimě a mezi 35º s.z.š. a 50º j.z.š. v létě. Od tohoto pásu na sever a na jih tlak vzduchu stoupá až k 30-35º zeměpisné šířky. Podél nich se vytváří subtropické oblasti vysokého tlaku vzduchu. Výrazné jsou zejména nad oceány (např. Subtropická oceánická oblast vysokého tlaku, tzv. Azorská tlaková výše). Tyto anticyklóny mají charakter stacionárních tlakových útvarů.

274 53 Mezi 65º a 75º s.z.š. a mezi 60º a 65º j.z.š. se nacházejí subpolární oblasti nízkého tlaku. Na severní polokouli se v tomto pásu sice střídají cyklóny (např. islandská) s anticyklónami (např. kanadská), ale na jižní polokouli pozorujeme souvislý pás nízkého tlaku. Polární oblasti jsou místy vysokého tlaku. Antarktická tlaková výše je výraznější než arktická. Zákonitost zonálního rozložení tlaku vzduchu je rozhodující pro charakter všeobecné cirkulace atmosféry. Obr. 25: Měsíční chod tlaku vzduchu (stanice Olomouc-Hradisko, vlastní zpracování) 5.2 Změna tlaku s výškou, horizontální změna tlaku Hodnota tlaku vzduchu se s výškou mění nepřímo úměrně a známe zákonitosti těchto změn. Pokles tlaku vzduchu připadající na změnu výšky je vertikální tlakový (též barický) gradient. Směřuje zespodu nahoru a udává pokles tlaku v hpa připadající na změnu výšky o 100 m (hpa/100 m -1 ). Změny tlaku vzduchu v horizontálním směru vyjadřuje horizontální barický gradient. Je to vektor orientovaný vždy ve směru z místa vyššího tlaku do oblasti nižšího. Celkový tlakový gradient má složku vertikální (vertikální tlakový gradient) a složku horizontální (horizontální tlakový gradient). Horizontální tlakový gradient se v atmosféře projevuje silovým účinkem. Barický stupeň udává zvětšení výšky odpovídající poklesu tlaku o jednotku. Je přímo úměrný teplotě vzduchu a nepřímo úměrný jeho tlaku. Při teplotě vzduchu 0 ºC a u hladiny moře má hodnotu 8 m.hpa -1. Vystoupíme-li o 8 m, tlak klesne o 1 hpa. Zvyšováním teploty a nadmořské výšky barický stupeň roste a ve výšce 5 km má při teplotě 0 ºC hodnotu 16 m.hpa -1. Ze závislosti barického stupně na teplotě vzduchu vyplývá, že v teplém vzduchu, kde je barický stupeň větší, klesá tlak vzduchu pomaleji než ve studeném. Proto se tlak vzduchu ve stejných výškách v teplém nebo ve studeném vzduchu odlišuje. Teplé oblasti v atmosféře jsou tudíž ve větších výškách oblastmi vysokého tlaku a studené oblasti místy nízkého tlaku vzduchu.

275 54 Barické pole Barické pole je rozložení tlaku vzduchu v atmosféře. Místa stejného tlaku vzduchu v atmosféře si lze představit jako plochy, které tvoří tzv. izobarické hladiny. Barické pole si lze představit jako georeliéf, ve kterém jsou vrstevnice nahrazeny izobarami. S rostoucí výškou (vzdáleností od zemského povrchu) se zmenšují hodnoty tlaku vzduchu, proto se izobarická hladina (plocha) 1000 hpa nachází blízko hladiny moře, izobarická plocha 850 hpa se nachází průměrně ve výšce 1,5 km a izobarická hladina 500 hpa ve výšce asi 5 km. Výši izobarických ploch nad zemským povrchem zachycují tzv. mapy barické topografie. Když do podkladové mapy vynášíme výšky izobarických ploch nad hladinou moře, získáme mapu absolutní barické topografie (AT). Hovoříme pak např. o mapě AT 500hPa v 06 hodin Pokud vyjádříme relativním převýšení vyšší izobarické plochy nad nižší, získáme mapu relativní barické topografie (RT). V meteorologické praxi se často používají mapy RT výšky izobarické plochy 500 hpa nad izobarickou plochou 1000 RT 500 hpa, což zapisujeme jako 1000 a čteme "mapa relativní barické topografie pětset na tisíc". Míra změny tlaku je opticky patrná ze vzdálenosti mezi izobarami. Čím hustější izobary, tím větší rozdíly tlaku. 5.3 Vítr jako meteorologický prvek Nejvyšší potvrzená rychlost přízemního větru potvrzená WMO má hodnotu 408 km/h a byla dosažena v tropické cykloně Olivia při SZ pobřeží Austrálie. Jako vítr se označuje horizontální přemísťování vzduchu vzhledem k zemskému povrchu. Vyznačuje rychlostí a směrem, lze jej v kterémkoliv časovém okamžiku vyjádřit vektorem. Horizontální složka větru vzniká působením horizontální složky síly tlakového gradientu a Coriolisovy síly. Vertikální složka vektoru větru vzniká jako důsledek pohybu vzduchu v cirkulačních a frontálních systémech, konvekce, obtékání překážek atd. Vítr se v atmosféře zvyšuje intenzitu výparu z vodní hladiny a zemského povrchu a tak současně odnímá teplo, působí na objekty v krajinné sféře dynamickým tlakem, ovlivňuje vytváření sněhových závějí, tvorbu námrazy atp. V meteorologii a klimatologii charakterizujeme vítr rychlostí a směrem. Absolutně nejvyšší rychlost větru při zemském povrchu byla naměřena na horské meteorologické stanici Mount Washington (New Hampshire, USA) a to 372 km.h -1 při maximálním nárazu. Rychlost větru může kolísat od 0 m.s -1 (bezvětří, též calm) do přibližně 100 m.s -1. Vítr, který mění krátkodobě rychlost o více než 5 m.s -1 se označuje jako nárazovitý. Velmi často doprovází přechod atmosférických front. Směr větru se udává ve stupních azimutu od 0 o do 360 o (0 o - severní vítr, 90 o - východní vítr, 180 o - jižní, 270 o - západní vítr). Vítr může měnit výrazně svůj směr i v krátkých časových okamžicích. Je-li změna směru větší než 45 o, označuje se vítr jako proměnlivý.

276 55 Rychlost a síla větru se v praxi odvozuje i podle účinku tlaku větru (silového účinku) na předměty nebo objekty v krajině. Mezinárodně přijatá Beaufortova stupnice má 13 stupňů a charakterizuje účinky přízemního větru na pevnině (0 bezvětří až 12 orkán). Tab. 3: Beaufortova stupnice rychlosti větru pro výšku 10 m nad zemským povrchem, podle N. Slabá (1972) - upraveno Beaufortova stupnice rychlosti větru Stupeň Označení Rychlost m.s -1 km.h -1 0 bezvětří 0,0-0,2 1 1 vánek 0,3-1, slabý vítr 1,6-3, mírný vítr 3,4-5, dosti čerstvý vítr 5,5-7, čerstvý vítr 8,0-10, silný vítr 10,8-13, prudký vítr 13,9-17, bouřlivý vítr 17,2-20, vichřice 20,8-24, silná vichřice 24,5-28, mohutná vichřice 28,5-32, orkán 32,7 118 Denní chod rychlosti a směru větru V malých výškách nad zemským povrchem pozorujeme maximum rychlosti kolem 14. hodiny, minimum v noci nebo ráno. Ve výškách 500 m a výše je denní chod rychlosti opačný. Maximum se vyskytuje v noci a minimum v průběhu dne. Uvedené schéma platí pro přízemní vrstvu atmosféry a platí pro severní polokouli. Také směr větru má denní chod. 5.4 Základní tlakové útvary Tlakové pole tvoří oblasti nízkého a vysokého tlaku vzduchu. Na synoptických mapách jsou tyto oblasti vyjádřeny uzavřenými nebo neuzavřenými izobarami. Cyklóna (tlaková níže, oblast nízkého tlaku) je tvořená uzavřenými izobarami s nejnižším tlakem v centru. Směrem od středu cyklóny tlak roste. Anticyklóna (tlaková výše, oblast vysokého tlaku) je tvořená uzavřenými izobarami s nejvyšším tlakem v centru. Směrem od středu anticyklóny tlak klesá.

277 56 Obr. 26: Základní tlakové útvary a) cyklona, b) anticyklona, c) brázda nízkého tlaku, d) hřeben vysokého tlaku, e) barické sedlo Brázda nízkého tlaku představuje pásmo nízkého tlaku mezi dvěma tlakovými výšemi. Izobary jsou neuzavřené a mají tvar písmene "V". Osa brázdy je místem nejnižšího tlaku, od ní na obě strany tlak roste. Hřeben vysokého tlaku je pásmo vysokého tlaku mezi dvěma oblastmi vysokého tlaku. Izobary jsou neuzavřené a mají tvar písmene "U". Osa hřebene je místem nejvyššího tlaku, od které tlak na obě strany klesá. Barické sedlo je oblast v atmosféře mezi dvěma cyklónami (brázdami) nebo dvěma anticyklónami (hřebeny) položenými do kříže. Střed barického sedla je tzv. neutrální bod. 5.5 Pohyby v atmosféře Hlavní příčina vyvolávající pohyb vzduchu je síla horizontálního tlakového gradientu.uděluje objemu vzduchu zrychlení, které dosahuje hodnoty zaokrouhleně 10-3 m.s -2. Další faktory pohybu jsou Coriolisova síla (síla uchylující zemské rotace) A, odstředivá síla C a síla tření R.

278 57 Přemísťování určitého objemu vzduchu v tlakovém poli vyjadřuje rovnice pohybu: r dv r r r r = G + A + C + R dt v r - vektor větru, t - čas Jednotlivé členy na pravé straně rovnice mohou, ale nemusí uplatňovat. Míra působení (nepůsobení) jednotlivých složek je daná vlastním charakterem pohybu vzduchu. Vítr, který obsahuje převládající horizontální složku pohybu vzduchu lze vyjádřit vektorem v a charakterizuje se směrem a rychlostí. Geostrofický vítr Představuje nejjednodušší pohyb vzduchu. Jedná se o ideální horizontální rovnoměrné přímočaré proudění bez tření. 7Geostrofický vítr směřuje podél přímkových izobar tak, že když se postavíme zády proti větru, máme po pravé ruce vyšší a po levé nižší tlak. Odchylky směru větru od směru barického gradientu též vyjadřuje Buys-Ballotův zákon: Postavíme-li se zády proti větru, pak oblast nízkého tlaku bude vlevo a trochu vpředu, oblast vysokého tlaku bude vpravo a trochu vzadu. Obr. 27: Geostrofický vítr v g na severní polokouli Gradientový (též cyklostrofický) vítr Je to ideální horizontální rovnoměrný pohyb vzduchu bez tření (R=0) po zakřivené dráze. Gradientový vítr svou povahou dobře odpovídá skutečnému větru ve volné atmosféře, v cyklóně nebo v anticyklóně. Nejkomplikovanější případ pohybu vzduchu představuje pohyb při současném spolupůsobení síly tření. V tomto případě musí být v rovnováze tři síly síla barického gradientu G, Coriolisova síla A a síla tření R (v případě přímočarého pohybu).

279 58 Obr. 28: Rovnoměrný přímočarý pohyb bez tření. Obr. 29: Ekmanova spirála Je známé, že rychlost větru roste s výškou, protože se zmenšuje brzdící účinek zemského povrchu. Mění se i jeho směr. Změny rychlosti a směru větru s výškou v mezní vrstvě atmosféry můžeme znázornit geometricky Ekmanovou spirálou (též Taylorova). Na charakter proudění vzduchu zejména v nižších výškách má výrazný vliv georeliéf, který ovlivňuje charakter proudění dvěma způsoby, orografickým zrychlením nebo zpomalením. Konvexní tvary reliéfu způsobují na návětrné straně ohyb proudnic nahoru a zároveň jejich přiblížení (konfluenci). Na závětrné straně je efekt obrácený a hovoříme o rozbíhavosti (difluenci) proudnic. Uvedené orografické ovlivnění proudění vzduchu může být příčinou vzniku vlnových oblaků. Obr. 30: Vliv terénních překážek na charakter a rychlost proudění (podle Petrík, 1966)

280 59 Pro zájemce Prohlédněte si tuto webovou stránku: Příklad / Příklad z praxe Jak ovlivňují horská pásma a údolí charakter proudění vzduchu? o jakou hodnotu se změní tlak vzduchu po výstupu z horské chaty Ovčárna (1300 m n.m.) na vrchol Pradědu (1492 m n.m.) za předpokladu, že hodnota barického stupně je 8 m? Úkol / Úkol k zamyšlení Co představuje primární příčinu globálního (planetárního) proudění? Jaký je vztah mezi teplotou a tlakem? Jaký je rozdíl mezi divergentní a konvergentní cirkulací (prouděním)? SHRNUTÍ Tlak vzduchu patří mezi základní meteorologikcé prvky a jeho hodnota se udává v hpa. Vztah mezi teplotou, tlakem a hustou vzduchu vyjadřuje stavová rovnice plynů. Změnu tlaku vzduchu ve vertikální a horizontálním směru vyjadřuje hodnota tlakového gradientu. Proudění vzduchu ovlivňují síly, které představují členy rovnice pohybu. Pro tlakové pole atmosféry je typický výskyt charakteristických tlakových útvarů. Kontrolní otázky a úkoly 1. Charakterizujte tlak vzduchu jako meteorologický prvek! 2. Co vyjadřuje stavová rovnice plynů? 3. Jak se od sebe liší základní tlakové útvary? 4. Které složky obsahuje rovnice pohybu? 5. Charakterizujte vítr jako meteorologický prvek. Pojmy k zapamatování Anticyklona, barické pole, barické sedlo, brázda nízkého tlaku, Coriolisova síla, cyklona, divergence (divergentní proudění), geostrofický vítr, gradientový vítr, hpa, hřeben vysokého tlaku, izobara, izobarická hladina, konvergence (konvergentní proudění), polární výše, rovnice pohybu, stavová rovnice, subtropická výše, subpolární níže, tlakový gradient vertikální, horizontální, tropická níže, vítr

281 60 6 Proudění a cirkulace Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Rozlišit a charakterizovat základní typy proudění Popsat systém všeobecné cirkulace atmosféry Vysvětlit monzunovou cirkulaci a vznik tropických cyklon Charakterizovat vítr jako meteorologický prvek Popsat místní větry a místní cirkulační systémy Charakterizovat jev El Niño Doba potřebná k prostudování kapitoly: 60 minut. Průvodce studiem V atmosféře můžeme rozlišit několik základních typů proudění, které se mohou projevovat na různých prostorových úrovních, od mikroklimatu po makroklima. Všechny formy proudění se podílejí na přenosu hmoty a energie. Systém relativně ustáleného proudění na planetární úrovni vyjadřuje systém všeobecné cirkulace atmosféry. Velmi specifický je systém proudění v tropických šířkách, což je oblast monzunové cirkulace a vzniku tropických cyklon. Často diskutovaný jev El Niño je považovaný za důsledek narušení cirkulace v tropických šířkách mezi západním pobřežím Jižní Ameriky a východní Austrálie. Podnebí menších územních celků často ovlivňují místní větry nebo místní cirkulační systémy. 6.1 Proudění vzduchu, základní typy proudění Základní vlastností zemské atmosféry je její neustálý pohyb a přemísťování různě velkých objemů vzduchu. Při tom dochází k přenosu hmotných částic a transportu tepelné energie. Charakter proudění vzduchu je zásadně určován prostorovými rozdíly tlakového pole, které má atmosféra snahu vyrovnávat. Konkrétním projevem této snahy je proudění vzduchu. Orientace směru proudění směřuje vždy z oblasti vyššího do oblasti nižšího tlaku vzduchu. Pod pojmem proudění nejčastěji chápeme neuspořádaný pohyb vzduchových částic. V atmosféře se můžeme setkat i s prouděním do jisté míry uspořádaným. Laminární proudění Katabatické proudění Laminární proudění je bez turbulentních pohybů a vytváří se jen nad aerodynamicky hladkým povrchem do mocnosti vrstvy vzduchu 10-4 m. Proudnice mají nezakřivený průběh rovnoběžný s povrchem. V krajinné sféře je ojedinělé (nejčastěji nad klidnou vodní hladinou nebo nad hladkým povrchem ledu). Katabatické proudění přestavuje sestupný klouzavý pohyb chladného vzduchu např. podél ukloněného georeliéfu.

282 61 Anabatické proudění je výstupné klouzavé proudění teplého vzduchu např. podél ukloněného georeliéfu. Anabatický charakter má i výstupný pohyb teplého vzduchu na teplé frontě. Anabatické proudění Konvekce představuje výstupné proudění způsobené horizontální teplotní nehomogenitou atmosféry. Pokud se konvekční proudění realizuje jako uzavřené a prstencovitého charakteru s poloměrem m, vytváří konvekční buňku. Ta charakterizuje uspořádanou konvekci. Rozlišuje se konvekce termická a vynucená. Obr. 31: Základní druhy pohybů v atmosféře Subsidence je pomalý sestupný (sesedavý) pohyb uvnitř vzduchové hmoty. Rychlost je zpravidla 10-2 m.s -1 a nižší. Může mít velký vliv na vývoj počasí, neboť způsobuje výrazné adiabatické oteplování vzduchu, zeslabuje konvekci a rozpouští vzniklou oblačnost. Turbulence je nejčastější druh proudění v atmosféře a její podstata spočívá v existenci nepravidelných a neuspořádaných vírových pohybů. Hlavní příčinou vzniku je charakter teplotního zvrstvení atmosféry (termická příčina), vertikální výšková členitost georeliéfu a jeho "drsnost" (mechanická příčina). V atmosféře je spjata s nárazovitostí větru, působí na promíchávání vzduchu a přenos tepla, vodních par a látek znečišťujících ovzduší. Subsidence Turbulence Atmosférické víry vyvolané turbulencí mají různou délku trvání (od několika sekund do několika dnů) a rozdílnou velikost poloměru (cm až km). Jako vzdušné víry si tedy můžeme představit prašné víry, ale i cyklóny. Advekce obecně označuje horizontální přenos vzduchové hmoty velkého objemu určitých vlastností na větší vzdálenost. Advekce

283 Všeobecná cirkulace atmosféry Jednou ze základních vlastností zemské atmosféry je neustálý pohyb. Souhrn všech základních typů vzdušného proudění v troposféře a ve stratosféře se nazývá všeobecná cirkulace atmosféry. Zahrnuje meridionální, zonální a vertikální výměnu vzduchu. Podílí se na přenosu energie, hybnosti a hmoty. Velkoprostorové formy cirkulace zahrnují tryskové proudění, cirkulace vzduchu v cyklonálních a anticyklonálních systémech, pasátovou a monzunovou cirkulaci. Mají zásadní vliv na tvorbu počasí a podnebí na Zemi. Mezoprostorovou cirkulaci představují vichřice, smrště, brízy, horské a údolní větry atp. Jsou charakteristické jen pro některé geografické oblasti a mají spíše místní význam. Charakter všeobecné cirkulace atmosféry Všeobecná cirkulace atmosféry zásadně ovlivňuje globální klima i klima velkých geografických oblastí. Vyznačuje se poměrnou pravidelností a stálostí. Mezi faktory ovlivňující všeobecnou cirkulaci atmosféry patří především sluneční energie, rotace Země, nehomogenita zemského povrchu, tření vzduchu o zemský povrch, pokles teploty s výškou a rozměr atmosféry. Základní zákonitosti všeobecné cirkulace atmosféry: vyšší horizontální rychlosti proudění než vertikální, převaha zonálního proudění nad meridionálním, převážně vírový charakter proudění, neustálá proměnlivost atmosférických pohybů a v důsledku toho nestacionárnost všeobecné cirkulace atmosféry, změny směru a rychlosti vzdušných proudů mezi jednotlivými vrstvami atmosféry, sezónní změny směru a rychlosti. Pro sledování a výzkum všeobecné cirkulace atmosféry se nejefektivněji využívají informace z meteorologických satelitů. Co nejlepší znalost všeobecné cirkulace je rozhodující formulaci dlouhodobé předpovědi počasí. Charakter všeobecné cirkulace atmosféry Nejjednodušší podobu by měla všeobecná cirkulace atmosféry v případě nerotující Země a homogenního povrchu. Rozložení teplot by bylo přísně pásmové a teplota by plynule klesala od rovníku k pólům. Nejteplejší vzduch na rovníku by stoupal a ve vyšších vrstvách atmosféry by se přesouval směrem k pólům. V polárních oblastech by po přirozeném ochlazení klesal a v nižších vrstvách troposféry proudil ve směru horizontálního tlakového gradientu zpět k rovníku. Reálný mechanizmus všeobecné cirkulace atmosféry na nehomogenní a rotující Zemi je nejsložitější a přesně jej nevystihuje ani obr.32.

284 63 Obr. 32: Všeobecná cirkulace atmosféry (VT - vysoký tlak, NT - nízký tlak, šipky v levé části zobrazují orientaci horizontálního tlakového gradientu) Podél rovníku mezi 10º s. a j. z. š. se vytváří oblast nízkého tlaku (rovníkové pásmo tišin), tzv. tropická zóna konvergence. Teplý vzduch zde intenzívně vystupuje a ve výšce kolem 10 km se roztéká na sever i na jih. Na severní polokouli se uchyluje doprava a vane přibližně podél rovnoběžek jako jihozápadní. Na jižní polokouli má směr severozápadní. Kolem 30. rovnoběžky s. i j. z. š. sestupují vzduchové hmoty k zemskému povrchu a vytvářejí pasátové proudění, při kterém se uskutečňuje výměna vzduchu mezi subtropickými anticyklónami a pásem nízkého tlaku vzduchu podél rovníku. Vertikálním rozměrem zasahují pasáty do spodní troposféry. Vyznačují se stálostí směru i rychlosti (6-8 m.s -1 ). Na severní polokouli mají pasáty charakter severovýchodních a na jižní polokouli jihovýchodních větrů. S pravidelnou pasátovou cirkulací se spojuje proudění nad přízemními pasáty ve vyšší troposféře. Toto proudění se označuje antipasátové a vlivem uchylující síly zemské rotace má na severní polokouli směr JZ a na jižní směr SZ. V oblasti mezi 30-35º z.š. se antipasáty stáčejí na Z směr. V rovníkové oblasti má antipasátové proudění výraznou výstupnou složku a zasahuje do výšky až 10 km, v subtropech má naopak charakter sestupného pohybu a jeho vertikální mocnost se snižuje asi na 2 km. Antipasáty jsou součástí systému tropické cirkulace. Součástí tropické cirkulace je také Hadleyova buňka. Je to systém uzavřené cirkulace mezi rovníkovou oblastí nízkého tlaku a subtropickou oblastí vysokého tlaku. Cirkulaci v Hadleyově buňce nelze chápat jako uzavřenou.

285 64 Obr.33 : Systém tropické cirkulace Pásmo kolem 25-30º s.z.š. a 25-30º j.z.š. je oblastí vysokého tlaku vzduchu. Označuje se jako subtropické maximum tlaku vzduchu. Území mezi 60º-65º z.š. představují na obou polokoulích oblasti nízkého tlaku vzduchu. Převládající západní proudění v troposféře a dolní stratosféře v oblasti středních zeměpisných šířek na severní polokouli zásadně ovlivňuje klima v západní a střední Evropě. Oblasti od 65º z.š. směrem k pólům jsou na obou polokoulích místy vysokého tlaku vzduchu s převládajícími východními větry. Součástí všeobecné cirkulace atmosféry v polárních oblastech je cirkumpolární (polární) vír. Představuje cyklonální západní proudění kolem geografických pólů ve vyšších hladinách troposféry a ve spodní stratosféře. Takto popsaný model cirkulace se označuje jako buněčný. Novější pohled na systém všeobecné cirkulace představuje vlnová teorie. Cirkulační poměry v jednotlivých geografických oblastech odrážejí rozložení činných (akčních) center atmosféry. Nemají zvláštní úlohu ve všeobecné cirkulaci atmosféry, ale poukazují na častou periodicitu cyklón a anticyklón. Nejvýznamnější činná centra atmosféry na severní polokouli jsou: islandská cyklóna, azorská anticyklóna, aleutská cyklóna, asijská a severoamerická zimní anticyklóna, jihoasijská letní cyklóna. Na jižní polokouli pak subantarktická zóna sníženého tlaku, jihoatlantická anticyklóna, jihoindická anticyklóna a jihoaceánská anticyklóna. Mezi cirkulační systémy tropických šířek patří monzunová cirkulace a tropické cyklóny. Monzuny Monzuny představují systém vzdušného proudění v troposféře se stálým převládajícím sezónním směrem. Označením letní a zimní monzun odráží časové hledisko, monzun tropický a mimotropický zase geografické. Základní příčinu jejich vzniku představuje nerovnoměrné zahřívání pevnin a přilehlých oceánů a následný vznik termicky podmíněných rozdílů v tlaku vzduchu.

286 65 Letní monzun je výsledek převládání nižšího tlaku vzduchu v létě nad rozsáhlými oblastmi pevnin. Vane od oceánu a na pevninu přináší srážky. V typických monzunových oblastech (Přední Indie, východní Asie) má rozhodující podíl na ročním srážkovém úhrnu. Nástup a ukončení letního monzunu vymezuje období dešťů. Zimní monzun se váže na vyšší tlaku vzduchu nad rozsáhlými oblastmi pevnin v zimních měsících. Vane z pevniny nad oceán a je převážně suchý. Je hlavní příčinou období sucha v monzunových oblastech. Tropické (též rovníkové) monzuny představují systém vzdušného proudění v nízkých zeměpisných šířkách. Nejsilněji se projevují v oblasti Indického oceánu. Zimní tropické monzuny jsou shodné s pasáty. Monzunové oblasti se nacházejí i v mimotropických šířkách, např. v JV Austrálii a na dálném východě. Podle převládajícího směru pohybu vzduchových hmot rozlišujeme tyto základní typy atmosférické cirkulace. Zonální cirkulace (podél rovnoběžek) představuje souhrn složek pohybu vzduchu ve všeobecné cirkulaci atmosféry, pro které je charakteristický převládají přenos vzduchových hmot rovnoběžkovým směrem. Pro západní a střední Evropu znamená tento typ častý příliv relativně teplého a vlhkého vzduchu z Atlantiku v zimě a relativně chladného a vlhkého v létě. Meridionální cirkulace (podél poledníků), při které se uplatňují vysoké a málo pohyblivé cyklóny a anticyklóny rozložené vedle sebe. Reprezentují je studené cyklóny a teplé blokující anticyklóny, které sahají do velkých výšek a brání zonálnímu (západnímu) přenosu vzduchu. Protože se vzduchové hmoty pohybují v poledníkovém směru, umožňuje tento typ cirkulace vpád studeného vzduchu z Arktidy nebo teplého ze subtropů do Evropy. Důsledek výskytu vyšší četnosti dnů s typickými meridionálními cirkulačními typy na klima je takto zřejmý. Smíšená cirkulace představuje kombinaci obou výše uvedených typů. Mimotropické monzuny Mimotropické monzuny se vyskytuje v některých oblastech středních nebo vyšších zeměpisných šířek. Jsou vyvolané sezónními změnami v chodu tlaku vzduchu nad pevninami (vysoký v zimě a nízký v létě). Nejvýrazněji se projevují ve východní Asii. Prouděním chladného mořského vzduchu od Z nebo od SZ nad prohřátou evropskou pevninu v letních měsících se označuje jako letní "evropský monzun". Ve střední Evropě vyvolává nestálost počasí a období června a července, tzv. medardovské počasí. Toto proudění postrádá zimní složku, navíc je nepravidelné a proto je označení monzun nesprávné.

287 Poruchy v atmosféře (tropické a mimotropické cyklony) Tropické cyklóny Tropické cyklóny představují poruchy v atmosféře v oblastech nízkých zeměpisných šířek. Od mimotropických se liší menšími rozměry (průměr maximálně několik set kilometrů), velmi nízkými hodnotami tlaku vzduchu ve středu a velkými rychlostmi větru (50 m.s -1, v nárazech více než 100 m.s -1 ). Typické jsou i velké horizontální tlakové gradienty (14-17 hpa.100 km -1 ). Vznikají v oblasti tišin a zásadně nad oceánem, převážně mezi 5-10º s. a j. z.š. Zdrojem energie tropických cyklón jsou povrchové vody tropických částí oceánů, jejichž teplota je vyšší než 26 ºC. Směr jejich pohybu zpočátku kopíruje směr pasátů a horizontální rychlost je relativně nízká (10-20 km.h -1 ). Na severní polokouli nad Tichým oceánem se při svém pohybu přemísťují k JV břehům Asie. Mohou se pohybovat i k japonským ostrovům. Pokud se dostanou nad pevninu, postupně se vyplňují a zanikají. Nad Atlantickým oceánem se tropické cyklóny pohybují také ve směru pasátů. Po dosáhnutí Mexického zálivu a Floridy se stáčejí na sever a při dalším pohybu nad oceánem se postupně vyplňují. Obr. 34: Vznik tropické cyklóny

288 67 Na jižní polokouli vznikají tropické cyklóny jen v rovníkovém pásmu Indického a Tichého oceánu. Tropické cyklóny jsou doprovázené přívalovými dešti, silným větrem a často ničivými následky. Pro střed cyklóny o průměru jen několik km, tzv. oko cyklóny, je typické jasné počasí nebo jen nízká oblačnost a slabý vítr. Oka cyklón jsou místa s vůbec nejnižšími hodnotami tlaku vzduchu na Zemi. Absolutní minimum tlaku vzduchu 870 hpa bylo zjištěno právě v supertajfunu Tip v Tichém oceánu Podle místa výskytu se tropické cyklóny označují jako hurikán nebo uragán (Střední Amerika), tajfun (Dálný východ), orkán (jižní část Indického oceánu), cyklón (Bengálský záliv) nebo Willy-Willies (Indický oceán mezi Austrálií a Kokosovými ostrovy). Následky hurikánů bývají často tragické. Tak např.hurikán, který zasáhl střední Ameriku, zejména Honduras a Nikaraguu přinesl smrt více než 11 tis. osobám, další více než 3 miliony zůstaly bez domova. Byl to nejničivější hurikán na západní polokouli za posledních 200 let. Hmotné škody dosáhly více než 5 mld. $ Mimotropická cirkulace Pro území mezi subtropy a polárními oblastmi je typická intenzívní cyklonální činnost, tj. vznik, vývoj a přemísťování atmosférických poruch velkých měřítek, kterými jsou mimotropické cyklóny a anticyklóny. Mimotropické cyklóny (cyklóny mírných zeměpisných šířek) se dělí podle vzniku na nefrontální a frontální. Nefrontální cyklóny (místní a termické) vznikají v důsledku nerovnoměrného zahřívání aktivního povrchu a proto je lze pozorovat v létě nad pevninou a v zimě nad relativně teplejšími vodními plochami. Vertikální i horizontální rozsah je malý. Frontální cyklóny vznikají na atmosférických frontách a v porovnání s nefrontálními se vyskytují podstatně méně. Dojde-li ke zvlnění fronty např. v důsledku teplotní nestability nebo orografických podmínek, vzniká první fáze vzniku cyklóny, stádium vlny. Pokud se vlna zvětšuje, dojde k uzavření izobary a začne pronikat teplý vzduch do studeného. Vytváří se teplý sektor cyklóny a toto období existence cyklóny označujeme jako stadium mladé cyklóny. Vlivem rychlejšího pohybu studeného vzduchu se postupně teplý sektor cyklóny zužuje a na jeho místo proniká studený vzduch. Teplý vzduch je vytlačený do vyšších vrstev a celá cyklóna leží uvnitř studeného vzduchu, kde se začíná vyplňovat a postupně zanikat.je to stadium odumírání cyklóny. Nefrontální termické anticyklóny mají poměrně malý rozměr a vznikají nad ochlazeným povrchem. Nad pevninou vznikají takové anticyklóny v létě jen v noci. V zimě mohou existovat místní anticyklóny nad pevninou poměrně dlouho a mohou se přeměnit na dobře vyvinuté anticyklóny.

289 68 Obr. 35: Vznik a vývoj cyklóny a) fronta, b) vlna, c) mladá cyklóna, d) okluze, e) odumírající cyklóna, kde (SV - studený vzduch, CHV - chladný vzduch, TV - teplý vzduch) 6.4 Místní cirkulace a místní větry Pravidelná forma cirkulace se může vytvářet i v místním měřítku. Pokud má charakter uzavřeného cirkulačního systému, označuje se místní cirkulační systém. Proudění malého vertikálního rozsahu na menším území vyvolané místními podmínkami (odlišné fyzikální vlastnosti a rázem georeliéfu) se označuje místní vítr. Brízová cirkulace Rozdílné vlastnosti aktivního povrchu se projevují především při zahřívání vodních ploch a pevniny. Výsledkem tohoto procesu může být vznik brízové cirkulace.

290 69 Obr. 36: Brízová cirkulace - a) mořský a b) pobřežní vánek (vlastní zpracování) Brízy představují systém uzavřené místní cirkulace vytvářející se na pobřeží moří a velkých jezer a mají vždy výrazný denní chod. Ve dne vanou od moře k pevnině a označují se mořský nebo jezerní vánek. V noci vanou z pevniny na vodní hladinu a označují se pobřežní vánek. Jejich vertikální mocnost je maximálně 2-4 km. Horské a údolní větry Nerovnoměrným zahříváním aktivního povrchu v horském terénu vznikají horské a údolní větry, vlivem orografie a meteorologických podmínek vznikají fén a bóra. Obr. 37: Údolní a) a horský b) vítr (vlastní zpracování) Pro horské a údolní větry je typická výrazná denní periodicita. Vyskytují se v údolích a rovinách, do kterých ústí. Přes den, kdy se údolí intenzívně prohřívají, vane vítr z ústí údolí podélně nahoru nebo po jeho jižních svazích nahoru jako údolní (anabatický) vítr.

291 70 V nočních hodinách je anabatické proudění vystřídané katabatickým, které má sestupný charakter. Hovoříme o horském větru. Horské a údolní větry se kombinují s větry svahovými a v různých oblastech mají místní jména (např. v oblasti severoitalského jezera Lago di Como breva a tivano ). Ledovcový vítr (glaciální, firnový) Tento místní místní vítr má charakter katabatického proudění. Vane nad ledovcem nebo firnovým polem ve směru spádu ledovce. Vzniká v důsledku ochlazování přízemní vrstvy vzduchu od povrchu ledovce (sněhového pole). Ledovcový vítr nemá denní periodicitu. Fén Fén je asi nejznámější místní vítr ve střední Evropě. Obecně představuje padavý, teplý, suchý a nárazový vítr na závětrné straně horských překážek. Vane z hor do údolí. Pro jeho vznik je třeba, aby na obou stranách horského masívu byly rozdílné hodnoty tlaku vzduchu. Silou horizontálního tlakového gradientu má vzduch tendenci přesouvat se z místa vyššího tlaku vzduchu na jedné straně horského masívu na druhou, kde je tlak vzduchu nižší. Vlastní fénové proudění je třeba považovat za výsledek pseudoadiabatického děje. Vzduch vystupující na návětrném svahu se zpočátku ochlazuje podle suchoadiabatického gradientu ( 1 o C.100 m -1 ). Ochlazování při výstupu se stává vlhčím a taky nasycenějším a po dosažení kondenzační hladiny se dále ochlazuje podle vlhkoadiabatického gradientu ( 0,6 o C.100 m -1 ). Při tomto procesu vznikají oblaka, ze kterých na návětrné straně horské překážky vypadávají atmosférické srážky. Obr. 38: Vznik fénu (vlastní zpracování) Vzduch se stane opět suchým, výrazně se sníží jeho relativní vlhkost a po celou dobu sestupu na závětrné straně horské překážky se otepluje podle suchoadiabatického gradientu ( 1 o C.100 m -1 ). Je zřejmé, že se stává teplejší a sušší než před výstupem na návětrné straně horského masívu.

292 71 Bóra Bóra je původní označení pro silný, studený, padavý a nárazovitý vítr. Vane z náhorních vnitrozemských plošin k teplému moři. Způsobuje výrazné ochlazení. Je typická pro pobřeží Istrie (zejména okolí Terstu a Ajdovščiny) a severní a střední Dalmácii (okolí Senje a Karlobagu). Vzhledem k pravidelnosti bóry lze její účinky pozorovat na charakteru vegetace na pobřeží a blízkých ostrovech. Typický příklad důsledku pravidelného působení bóry jsou Kornatské ostrovy prakticky prosté vegetace. Termín bóra v současnosti označuje také padavé nárazovité studené větry podmíněné orografií i v dalších, nejen pobřežních oblastech (např. novorosijská bóra). Projevy bóry jsou typické i pro Vysoké Tatry. Jak uvádějí Polčák a Šťastný (2010), s bórou souvisí i doposud nejvyšší naměřená rychlost větru na Slovensku na Skalnatém plese 283 km/h a nárazy větru výrazně přesahují rychlosti 100 km/h. Do kategorie místních větrů se řadí také městský vítr. Maloprostorové vzdušné víry Horizontální rozměr maloprostorových vírů je m. V jejich středu (oku) je tlak vzduchu nižší až o stovky hpa než při okraji. Proudění v nich má výrazně vzestupný charakter a rychlost výstupu často dosahuje až 100 m.s -1. Vzhledem k extrémně nízkému tlaku ve středu těchto vírů je do nich nasáván prach, voda atd. Ničivé účinky bývají značné. Mezi maloprostorové vzdušné víry řadíme zejména húlavy, prachové víry a tromby. Húlava představuje náhlé zvýšení rychlosti větru, který je nárazovitý a často mění svůj směr. Obvykle signalizuje příchod bouřky, silných přeháněk nebo přechod studené fronty v teplém půlroce. U frontálních húlav dosahují nárazy větru rychlosti až 45 m.s -1. V širším smyslu se húlava chápe jako rychle se pohybující temný déšť, oblak s přeháňkami, s prudkými nárazy větru nebo zvířený prach. Z maloprostorových vírů mají zejména pro Karibskou oblast a Severní Ameriku velmi často katastrofální následky tromby Tvoří se ve vyšších vrstvách atmosféry v horkém nestabilním vzduchu, odkud se mohou spouštět až k zemskému povrchu. Obr. 39: Schéma tornáda (1 - spodní základna oblačnosti bouře, 2 - pomalu rotující "wall-cloud", 3 - rychle rotující vlastní tornádo, 4 - kondenzační "chobot" (nebo "nálevka") 5 - prach a trosky, vířící nad zemským povrchem)

293 72 Tornáda se vyskytují i na území České republiky. V roce 2004 se přehnalo přes město Litovel (obr. 40), se tornádo vyskytlo prokazatelně mezi Vysokým Mýtem a Hradcem Králové. Obr. 40: Důsledky tornáda, Litovel Vlivem silné rotace víru (až 100 m.s -1 ) se mezi osou a okrajem tromby udržuje tlakový rozdíl vyšší než 50 hpa. Dochází ke kondenzaci vodní páry. Vír stává viditelný jako nálevka nebo sloní chobot. Vítr v nich rotuje proti směru otáčení hodinových ručiček. V oblasti mezi Skalistými a Apalačskými horami se vyskytují v průměru více než 200x za rok a označují se zde jako tornáda. Tornádo je silně rotující vír, vyskytující se pod spodní základnou konvektivních bouří, který se během své existence alespoň jednou dotkne zemského povrchu. Obr. 41: Nejznámější místní větry v Evropě a na blízkém východě

294 El Niño Jev El Niño je důsledek narušení všeobecné cirkulace atmosféry v oblasti tropů mezi Jižní Amerikou a Austrálií. Vzniká po období déle trvajícího zesílení pasátů, které vede v rovníkových oblastech k přemísťování zvýšeného objemu mořské vody ve směru pravidelného mořského proudu od západního pobřeží Jižní Ameriky k východní Austrálii. Po zeslabení pasátového proudění dochází k proudění nahromaděné vody opačným směrem, tj. k západnímu pobřeží Jižní Ameriky. Dochází k dočasnému zániku studeného Peruánského proudu a jeho nahrazení teplým mořským proudem z rovníkové oblasti SV od Austrálie. U pobřeží Peru, Ekvádoru a Kolumbie to způsobuje zvýšení teploty vody o několik ºC (v r to bylo 11 ºC!!) a současně zvýšení mořské hladiny až o několik cm. Důsledky v pobřežních oblastech Peru, Ekvádoru a Kolumbie jsou katastrofální. Na pobřeží Peru a Ekvádoru, kde je srážkový normál mm, dosahují vlivem přívalových dešťů až 3500 mm. Další jsou dopady na mořskou flóru a faunu a tím spojený rybolov v oblasti. Poměrně intenzivně se studuje možné působení tohoto jevu na chování úplného klimatického systému včetně možných vlivů na počasí v Evropě. Detailní studium příčin a projevů El Niña se od r realizuje na základě využití družic v rámci projektu TOPEX/Poseidon/Jason. La Niña Obr. 42: Jev La Niña představuje systém proudění vzduchu v oblasti mezi Jižní Amerikou a Austrálií, kdy zesílení pasátových větrů umožňuje zintenzivnění výstupu studené oceánské vody z větších hloubek na povrch (tzv. "upwelling") a tak zesílení studených mořských proudů tekoucích k pobřeží Austrálie. Je opakem El Niña. Obr. 43: Teplota oceánské vody v případě epizody El Nino (vlevo)a La Nina (vpravo)

295 74 Pro zájemce Příklad / Příklad z praxe Byl změřen náraz větru 25 m.s -1. Jaká to byla hodinová rychlost? Úkol / Úkol k zamyšlení Jaké jsou (mohou být) environmentální důsledky projevů El Nina? Jak ovlivňuje proudění v rámci všeobecné cirkulace atmosféry počasí a podnebí ve střední Evropě? SHRNUTÍ Na různých prostorových úrovních se v krajině mohou projevovat různé typy proudění (laminární, katabatické, anabatické, konvekční, subsidence, advekce či turbulence). Systém ustáleného vzdušného proudění charakterizuje systém všeobecné cirkulace atmosféry. Její součástí je cirkulace tropických šířek, kde je jedním z fenoménů výskyt tropických cyklon. Pokud dojde k narušení cirkulace v tropických šířkách Tichého oceánu mezi Jižní Amerikou a Austrálií, může se vyvinout jev označovaný jako El Nino. V menších územích bývají významné projevy místních větrů a místních cirkulačních systémů. Kontrolní otázky a úkoly 1. Charakterizujte základní typy proudění v atmosféře! 2. Vysvětlete systém všeobecné cirkulace atmosféry! 3. V čem spočívá rozdíl mezi místními větry a místními cirkulačními systémy? 4. Popište podmínky vzniku a mechanismus tropických cyklon! 5. Co je příčinou vzniku El Niño? Pojmy k zapamatování anabatické proudění, brízové větry, Coriolisova síla, El Niño, fén, horský (údolní vítr, Jižní oscilace, katabatické proudění, La Nina, monzunová cirkulace, návětří, pasáty, převládající směr větru), tropická cyklona, tropická níže, tropické tišiny, kalmy), upwelling, závětří

296 75 7 Voda v atmosféře Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Definovat vlhkost vzduchu a její charakteristiky. Vysvětlit vznik mlh a charakterizovat je. Popsat vznik oblaků a klasifikovat je podle vybraných kritérií Popsat vznik srážek a klasifikovat je. Doba potřebná k prostudování kapitoly: 60 minut. Průvodce studiem Voda je přítomna v zemské atmosféře nejméně v jednom ze skupenství prakticky neustále. S vodou v atmosféře jsou spojeny základní meteorologické prvky vlhkost vzduchu, atmosférické srážky a oblačnost. Oblaka jsou meteorologickým objektem, který pozorujeme prakticky každý den. Po důkladném prostudování kapitoly budete schopni základní druhy oblaků i pojmenovat. Režim srážek patří mezi základní klimatickou charakteristiku místa. Věnujte pozornost vzniku, projevům a důsledkům mlh jako nebezpečného meteorologického jevu. 7.1 Voda v atmosféře, její oběh V zemské atmosféře je voda přítomna vždy nejméně v jednom ze tří možných skupenství (pevné, kapalné nebo v plynné). Voda v atmosféře je nezbytná pro celou krajinnou sféru a je na ní závislý život na Zemi. Až 99 % vodních par obsahuje troposféra, do výšky 1,5 km se nachází 50 %. Do atmosféry se voda dostává prakticky nepřetržitě výparem ve formě vodních par. Typickou vlastností vody je možný přechod z jednoho skupenství do druhého (tzv. fázový přechod). Kondenzace představuje přechod z plynného do kapalného skupenství (opakem je vypařování). Přechod z pevného skupenství do kapalného je tání (opakem je mrznutí). Sublimace je proces, při které se pevná látka (voda) mění na přímo plyn (páru), aniž by došlo k jejímu tání. Opakem je desublimace. Obr. 44: Fázový přechod vody

297 76 Výpar (evaporace) je fyzikální proces a vyjadřuje množství vody, které se vypaří za určitou dobu do ovzduší z povrchu půdy a z volné vodní plochy. Transpirace je výpar vody z rostlinných orgánů do ovzduší a považujeme ji za fyziologický proces. Celkový výpar z rostlin a půdy se označuje termínem evapotranspirace. V našich zeměpisných šířkách převažuje transpirace nad evaporací. 7.2 Vlhkost vzduchu Charakteristiky vlhkost vzduchu Vlhkost vzduchu vyjadřuje množství vodních par ve vzduchu. Za normálních podmínek vlhkost vzduchu s výškou klesá. V případě vlhkostní inverze vlhkost vzduchu s výškou roste. Základní charakteristiky vlhkosti vzduchu jsou: Napětí (tlak) vodních par - udává dílčí tlak vodní páry ve směsi se suchým vzduchem. Vyjadřuje se se v hpa. V případě nasycení vzduchu vodními parami nahrazuje tuto charakteristiku napětí nasycení E. Tato hodnota je přímo úměrná teplotě vzduchu. Poměrná (relativní) vlhkost vzduchu (r ) - vyjadřuje poměr skutečného napětí vodních par e k maximálně možnému napětí nasycení E při dané teplotě. Udává se v % objemu. e r = ( 100% ) E Sytostní doplněk, též deficit vlhkosti (d) - vyjadřuje rozdíl mezi maximálním tlakem (napětím) vodních par E při dané teplotě a skutečným napětím vodních par e. Jednotkou je hpa. d = E - e Absolutní vlhkost vzduchu, též hustota vodní páry, měrná hmotnost vodní páry (a) - udává množství vodních par v jednotce objemu vzduchu. Vyjadřuje se v g.m -3. Rosný bod (teplota rosného bodu, τ) je teplota, při které by vodní páry nacházející se ve vzduchu, jej mohly nasytit. Udává se ve ºC. Při relativní vlhkosti nižší než 100 % je teplota rosného bodu vždy nižší než aktuální teplota vzduchu. Při poklesu teploty pod rosný bod vodní páry obsažené ve vzduchu kondenzují, nejčastěji ve formě rosy nebo mlhy. Denní a roční chod vlhkosti vzduchu Hodnoty charakteristik vlhkosti vzduchu v průběhu dne i roku souvisejí s denními (ročními) změnami teploty vzduchu. Denní chod poměrné (relativní) vlhkosti vzduchu závisí na denním chodu skutečného tlaku par e a denním chodu napětí nasycení E. Má opačný průběh než denní chod teploty vzduchu. Denní minimum poměrné vlhkosti odpovídá maximální denní teplotě. Totéž platí pro její roční chod.

298 77 Obr. 45: Denní chod teploty a vlhkosti vzduchu (vlastní zpracování) 7.3 Kondenzace Kondenzace se projevuje vytvářením mikroskopických vodních kapek. Nastává při dosažení stavu nasycení, nejčastěji při poklesu teploty. Pro vznik vodních kapek v ovzduší je nezbytná přítomnost hygroskopických a podchlazených kondenzačních jader v atmosféře. Nacházejí se v počtu od 1000 v cm 3 do 1.000,000 v cm 3. Mikroskopické kapky se shlukují do větších oblačných kapek nebo ledových krystalků o poloměru 1-10 µm. Při jejich nahromadění vznikají oblaka. Do výšky teplotní hladiny -4 ºC, tj. hladiny kondenzace, tvoří oblaka jen vodní kapky. Od výšky, která odpovídá teplotní hladině -12 ºC (hladina ledových jader) obsahují oblaka výhradně ledová jádra. Vodní obsah oblaků je poměrně nízký, na 1 m 3 připadá 0,2-5,0 g vody. Pokud se produkty kondenzace hromadí těsně nad zemským povrchem, vytváří se mlha. Mlhy a jejich klasifikace Mlhy řadíme mezi hydrometeory. Tvoří ji velmi malé vodní kapičky nebo ledové krystalky rozptýlené ve vzduchu. Začínají se tvořit při poměrné vlhkosti vzduchu %, kdy ještě teplota vzduchu nedosahuje rosného bodu. Mlha je stav, kdy je dohlednost snížena v jednom směru na méně než 1000 metrů. Podle dohlednosti rozlišujeme čtyři stupně intenzity mlhy: 1. slabá (dohlednost m), 2. mírná (dohlednost m), 3. silná (dohlednost m), 4. velmi silná (dohlednost < 50m).

299 78 Podle vzniku rozlišujeme: Mlhy z vyzařování (radiační) Váží se na radiační ochlazování a proto doprovázejí radiační teplotní inverze. Podle vertikální mocnosti jsou nízké nebo vysoké. Mlhy z vypařování Vznikají v případě vypařování z teplejší vodní hladiny do chladnějšího vzduchu. Nad pevninou jsou typické pro podzim a zimu, kdy je voda v jezerech a řekách teplejší než přilehlé vrstvy vzduchu. Plošně rozsáhleji se vyskytují v oblastech arktických moří a při okrajích ledovců. Advekční mlhy Tvoří se ochlazováním relativně teplého a vlhkého vzduchu při jeho advekci nad chladnější povrch. Podle příčiny a místa vzniku se dále rozlišují mlhy frontální, inverzní, městské, orografické, přízemní, údolní atd. Dohlednost snížená mikroskopickými kapičkami vody nebo hygroskopickými částicemi na vzdálenost 1 až 10 km se označuje kouřmo. Jedná se o hydrometeor. Zákal atmosféry je snížení dohlednosti pod 10 km působené pevnými mikroskopickými částicemi. Jedná o litometeor. Mlha tvořená směsí kouře a mlhy se nazývá smog. Označuje silné znečištění atmosféry nad plošně rozsáhlejšími průmyslovými oblastmi a městskými aglomeracemi. Obr. 46: Radiační mlha (vlastní zpracování)

300 Oblaka a oblačnost Klasifikace oblaků Nejvýraznější znak oblaků je jejich tvarová různorodost. Základní mezinárodní klasifikace oblaků tvoří 3 základní tvarové druhy: cirrus Ci (řasa), stratus St (sloha) a cumulus Cu (kupa). Z nich bylo odvozeno 10 základních druhů. Ty se dále dělí podle tvarů, odrůd, zvláštností a mateřských oblaků. K přesnému určení se používá Mezinárodní atlas oblaků. Dělení oblaků podle tvarů a jejich charakteristika 1. Řasa - Cirrus (Ci) Oblaka typu Cirrus jsou složená z ledových krystalků. Cirrus může být na obloze v podobě tenkých vláken nebo nitek, které jsou buď rovné, nebo nepravidelně zakřivené a různě propojené. Dělení mraků podle tvarů 2. Řasová kupa - Cirrocumulus (Cc) Tenké, různě velké skupiny nebo vrstvy bílých oblaků bez vlastního stínu. Jsou složené z velmi malých oblačných částí v podobě zrnek nebo vlnek. Mezi laickou veřejností jsou známé pod označením "beránky". 3. Řasová sloha - Cirrostratus (Cs) Jedná se o průsvitný závoj oblaků, vláknitého nebo hladného vzhledu. Pokrývají úplně nebo částečně oblohu. 4. Vyvýšená kupa - Altocumulus (Ac) Představují různě velké skupiny nebo vrstvy oblaků bílé nebo šedé barvy s vlastními stíny. Mohou vyvolávat představu vln, oblázků nebo valounů, které spolu souvisí nebo jsou oddělené. Někdy mají částečně vláknitý nebo rozplývavý vzhled. 5. Vysoká sloha - Altostratus (As) Mají vzhled šedavé nebo modravé plochy, případně vrstvy s vláknitou nebo žebrovitou strukturou. Oblohu pokrývají úplně nebo částečně. Je tak tenká, že místy jsou patrné obrysy Slunce. 6. Dešťová sloha - Nimbostratus (Ns) Je to šedá až tmavá oblačná vrstva, která vlivem vypadávání poměrně trvalých dešťových nebo sněhových srážek má matný vzhled. Vrstva této oblačnosti je tak silná, že Slunce není patrné. 7. Slohová kupa - Stratocumulus (Sc) Jedná se o šedé nebo bělavé menší nebo větší skupiny nebo vrstvy oblaků, které mají vždy tmavá místa. Oblak je tvořený z částí, které mohou připomínat dlaždice, oblázky, valouny atd. Jednotlivé části oblaků spolu mohou souviset nebo být oddělené. 8. Sloha - Stratus (St) Představuje oblačnou vrstvu obvykle šedé barvy s celkem jednotvárnou základnou. Mohou z nich vypadávat srážky ve formě mrholení, ledových jehliček nebo sněhových zrn. Pokud přes slohu prosvítá Slunce, jsou jeho obrysy dobře patrné. S výjimkou nízkých teplot nedává vznik halovým jevům. 9. Kupa - Cumulus (Cu) Jedná se o osamocené oblaky, obvykle husté s ostře ohraničenými obrysy, které se vyvíjejí směrem vzhůru v podobě kup, kupolí nebo věží. Nejčlenitější bývá horní část s častou podobou květáku. Části osvětlené Sluncem bývají zářivě bílé, základna naopak tmavá a téměř vodorovná. Někdy bývají kupy roztrhané.

301 Bouřkový mrak - Cumulonimbus (Cb) Je to mohutný a hustý mrak s velkým vertikálním rozsahem v podobě hor nebo obrovských věží. Aspoň část vrcholu bývá hladká, vláknitá nebo žebrovitá a téměř vždy zploštělá do tvaru kovadliny nebo širokého chocholu. Pod jeho obvykle velmi tmavou základnou mohou vyskytovat nízké roztrhané oblaky, kterou mohou ale nemusí s oblakem souviset a také vydatné srážky. V červnu 2009 byl britskou Královskou meteorologickou společností popsán nový typ oblaků asperatus. Oblak svou strukturou připomíná mořskou hladinu. V současnosti se vedou diskuse, zda se jedná o novou samostatnou kategorii oblaků a zda bude tento oblak zařazen do Atlasu oblaků WMO. Obr. 47: Oblak typu asperatus ( Dělení oblaků podle výšky Vysoká oblaka (Ci, Cc, Cs) Spodní základna ve středních zeměpisných šířkách se nachází ve výšce 5-13 km. Skládají se výhradně z ledových krystalů a mají bílou barvu. Jsou poloprůzračná a jen málo brání průchodu slunečního světla k zemskému povrchu. Střední oblaka (As, Ac) Základna je ve středních zeměpisných šířkách ve výšce 2-7 km. Jsou bílé barvy, někdy se stíny. Oblaka As obvykle tvoří šedé až namodralé vrstvy, které částečně propouštějí sluneční záření. Nízká oblaka (Ns, Sc, St) Oblaka Ns mají původ společný s As. Sluneční světlo nepropouštějí, vzhledem k velké vertikální mocnosti mívají tmavě šedou barvu. Intenzívně z nich vypadávají srážky. Vrstvy šedých oblaků představují Sc. Mohou přinášet slabé srážky. Nejblíže zemskému povrchu se nacházejí oblaka St. Jsou šedé barvy, mají jednotvárnou strukturu a občas z nich mrholí. Oblaka s vertikálním vývojem (Cu, Cb) Spodní základna se nachází ve výšce 0,5-1,5 km a horní hranice může zasahovat i do stratosféry. Bouřkové mraky Cb jsou vývojovým stádiem kup. Horní část mívá typický tvar kovadliny, jsou tvořeny ledovými krystalky. Typickým průvodním jevem jsou intenzivní krátkodobé bouřkové srážky, často doprovázená krupobitím.

302 81 Dělení oblaků podle příčin vzniku Oblaka z konvekce Mohou vznikat uvnitř vzduchových hmot nebo na frontě, ale téměř výhradně v silně nestabilních vzduchových hmotách v důsledku adiabatického ochlazování vzduchu při intenzivních výstupných pohybech. Vlnová oblaka Výskyt je podmíněn existencí vlnových pohybů vzduchu, ke kterým může docházet při teplotních inverzích ve volné atmosféře a současném potlačení turbulence. Na hřebenech vln vzduch vystupuje a vznikají zde oblaka typu Sc a Ac. V brázdách klesá, čímž vzniká typická vlnovitá struktura oblaků. Často je vznik vlnových oblaků spojen s föhnem, kdy v závětří se vytváří rotorové oblaky a stacionární vlnová oblaka typu Ac lenticularis. Obr. 48: Vznik vlnových a rotorových oblaků Vlny mohou vznikat také na hřebenech hor, přes které vzduchové hmoty přetékají. Na nich se mohou vytvářet tzv. orografická oblaka. Ve skutečnosti se jedná o neustálý vznik oblaků na návětrné straně a jejich rozpouštění v závětří. Oblaka z výstupných pohybů Vznik souvisí s mechanizmem atmosférických front. Podle charakteru fronty mají tato oblaka vzhled. Nejlépe jsou vyjádřená při vzniku a přechodu teplé fronty, kdy lze postupně pozorovat oblaka vysoká, střední a nízká. Oblaka z vyzařování Vznikají zejména v nočních a ranních hodinách při intenzívním dlouhovlnném vyzařování a tedy ochlazování aktivního povrchu. Jde o oblak typu St, jeho výška je malá a nachází se převážně pod spodní základnou výškových inverzí. Zvláštní oblaka Do kategorie zvláštních oblaků řadíme perleťová oblaka, noční svítící oblaka, kondenzační pruhy, oblaka z požárů a sopečná oblaka. Oblačnost jako klimatotvorný činitel Oblačnost označuje stupeň pokrytí oblohy oblaky. Nepřímo udává délku trvání slunečního svitu, současně ovlivňuje teplotní režim zemského povrchu a v dlouhodobém chodu výrazně ovlivňuje klima oblasti. Tento meteorologický prvek se nejčastěji odhaduje.

303 82 V synoptické meteorologii se oblačnost vyjadřuje v osminách pokrytí oblohy oblaky, v klimatologii v desetinách (0 znamená jasno, 8/8 nebo 10/10 zataženo). Oblačnost je možné uvádět v % pokrytí nebeské klenby. Denní a roční chod oblačnosti Denní chod oblačnosti závisí na změně teplotního zvrstvení atmosféry, charakteru vzduchové hmoty aj. Proto je odlišný podle zeměpisné šířky a denní doby. Tak např. kupy se vyskytují převážně kolem poledne, oblaka typu St a Sc v noci a brzy ráno. Pro naše zeměpisné šířky je charakteristické nad pevninou maximum oblačnosti ráno a odpoledne, minimum v nočních hodinách. Druhé polední maximum bývá potlačeno v zimním období. Roční chod oblačnosti závisí na typu klimatické oblasti a na charakteru makrocirkulace. Tak např. v mírných zeměpisných šířkách není roční chod výrazně vyjádřený. Pro evropský kontinent platí, že maximum oblačnosti v zimě je důsledek intenzívní frontální oblačnosti. V létě a na podzim zde převládá konvektivní oblačnost a minimální výskyt oblačnosti. 7.5 Atmosférické srážky Jsou to částice, které vznikly kondenzací vodní páry a dopadly na zemský povrch, případně na něm vznikly. Vyskytují se v kapalném nebo pevném skupenství. Srážky z oblaků (vertikální srážky) Nejznámější formy vertikálních srážek jsou déšť a sníh. Srážky trvalého rázu vypadávají nejčastěji na frontách z oblaků výstupného klouzání (Ns, As). Bouřkové mraky (Cb) přinášejí obvykle srážky přeháňkové. Kromě trvalých srážek často pozorujeme mrholení. Základními tvary vertikálních srážek Déšť Vodní srážky vypadávající z oblaků v podobě kapek o průměru obvykle větším než 0,5 mm, maximálně však 7 mm. Při větších přeháňkách jsou dešťové kapky větší, ale při pádu se odporem vzduchu rozpadají na menší. O dešti hovoříme i v případě, kdy kapky mají průměr menší než 0,5 mm, ale vypadávají hustě. Sníh Tuhé srážky, které se skládají z ledových krystalků nebo jejich shluků rozličných tvarů. Nejznámějším tvarem je šesticípá hvězdička nebo její část. Při vyšších teplotách má sníh podobu velkých chumáčů, při teplotách nižších než -5 ºC jsou sněhové vločky menší. Kroupy Padají pouze při přeháňkách a výhradně z bouřkových oblaků. Jedná se o kuličky, kusy nebo úlomky ledu o průměru 5-50 mm. V extrémních případech jejich váha dosahuje i 500 g, jsou známy ještě těžší kroupy.

304 83 Mrholení Vodní srážky padající z oblaků tvořené drobnými kapkami o průměru menším než 0,5 mm, pokud nemají takovou intenzitu, abychom je považovali za déšť. Obvykle můžeme rozlišit jednotlivé kapky. Sněhové krupky Tuhé srážky složené z bílých neprůhledných ledových částic, které padají při přeháňkách za teplot kolem bodu mrazu. Mají podobu neprůsvitných, kulových a měkkých zrn o průměru 2-5 mm, které se po dopadu často tříští. Sněhová zrna (též sněhová krupice) Řadíme je také mezi tuhé srážky. Skládají se z ledu, jsou menší než sněhové krupky (menší než 1 mm) a při dopadu se netříští. Vyskytují se při teplotách pod bodem mrazu a připomínají mrholení. Vypadávají jen v malém množství z oblaků typu St nebo z mlhy. Námrazové krupky Tvoří sněhová zrna obalená vrstvou ledu a průměru asi 5 mm a padající při teplotě kolem bodu mrazu. Doprovázejí proto často déšť. Po dopadu na tvrdou plochu odskakují a tříští se. Zmrzlý déšť Jedná se o padající průhledná nebo průsvitná ledová zrna zpravidla o průměru 5 mm. Vznikají zmrznutím dešťových kapek nebo již dříve značně roztátých sněhových vloček. Někdy obsahují uvnitř vodu a po pádu, kdy se rozbijí, mají tvar ledových skořápek. Ledové jehličky Jsou tvořené jednoduchými ledovými krystalky ve tvaru jehlic, které se vznášejí ve vzduchu nebo padají nízkou rychlostí k zemi. Jsou typické pro polární oblasti, ve středních zeměpisných šířkách pouze v období silných mrazů. Většina uvedených typů vertikálních srážek se může vyskytovat v přeháňkách (dešťová přeháňka) nebo ve smíšených tvarech (déšť se sněhem). Srážky usazené (horizontální) Kondenzace může probíhat i přímo na zemském povrchu nebo předmětech na něm. Také horizontální srážky se liší vznikem, tvarem a skupenstvím. Rosa Usazenina vody ve formě drobných kapek na zemském povrchu, rostlinách nebo různých předmětech. Vznik souvisí s radiačním ochlazováním, kdy teplota klesla pod teplotu rosného bodu. Proto se vyskytuje nejčastěji večer nebo v noci v teplém půlroce. V extrémních případech činí srážky z rosy mm ročně. V oblastech s kontinentálním podnebím představuje významný doplněk srážkového úhrnu.

305 84 Jinovatka Skládá se z jemných jehel, sloupků nebo trsů se zřetelnou krystalickou strukturou; usazuje se při silných mrazech a přimrzá na stromech, elektrickém vedení aj. Námraza (zrnitá námraza) Obvykle bílá průhledná zrnitá usazenina složená ze sněhobílých trsů na návětrné straně předmětů. Vzniká především za mlhy při teplotách -2 až -10 ºC. Ukládá se především na zemi, předmětech na ni, stromech, elektrických vedeních, ale i na letadlech za letu. Může způsobit dopravní kalamity, ale i škody na lesních porostech. Ledovka Představuje souvislou, průhlednou usazeninu ledu, vznikající zmrznutím přechlazených kapiček při mrholení nebo za deště na zemském povrchu (předmětech), jejichž teplota je mírně pod bodem mrazu. Náledí a zmrazky Pokrývají zemský povrch nebo předměty ledovou vrstvou. Vznikají zmrznutím nepřechlazených kapiček mrholení nebo deště až po jejich dopadu na zem, případně mrznutím vody z tajícího sněhu na povrchu o teplotě nižší než 0 ºC. Zmrzlá rosa Jedná se o bílou usazeninu zmrzlých kapek rosy. Ovlhnutí Jedná se o vodní kapky na návětrných polohách, zejména na svislých plochách. Vytváří se při proudění teplého vlhkého vzduchu, který se na plochách předmětů ochlazuje a tak kondenzuje. Jíní (šedý mráz) Představuje krystalickou usazeninu a mechanismus vzniku je analogický s rosou, jen teplota je vždy pod bodem mrazu. Ledové částice, nejčastěji tvaru šupin či jehliček mají jemnou strukturu. Tvoří se na stéblech trav, vodorovných plochách, ne však na stromech a drátech. Režim atmosférických srážek Množství srážek spadlých na zemský povrch se udává v mm vodního sloupce. Jeden mm srážek představuje 1 litr vody na plochu 1 m 2. Dlouhodobé množství srážek za zvolený časový interval (měsíc, sezóna nebo rok) se označuje srážkový úhrn. Denní chod srážek Časový chod srážek je obvykle nepravidelný, zejména v denní periodě. Nad pevninou rozlišujeme dva základní typy denního chodu srážek.

306 85 Pevninský typ má minimum srážek po půlnoci, druhotné minimum před polednem. Hlavní maximum se vyskytuje brzy po poledni a druhotné maximum brzy ráno. Hlavní maximum souvisí s rozvojem konvektivní oblačnosti v dopoledních hodinách a druhotné s vývojem vrstevnatých oblaků brzy ráno. Pobřežní (též mořský) typ má jedno maximum v časných ranních hodinách a jedno minimum v odpoledních hodinách. Tento typ je výraznější v zimě. Zvláštní chod vykazují srážky v horském terénu. Vlivem obvykle dobře vyjádřené konvekce pozorujeme ve vrcholových partiích maximum srážek po poledni nebo večer. Naopak na svazích a úpatích svahů je denní maximum zřetelněji vyjádřené v nočních hodinách. Chod srážek se výrazně mění i s nadmořskou výškou (Obr.49). Obr. 49: Závislost ročních srážkových úhrnů R mm na nadmořské výšce z (m) a) na území severní Moravy, b) na území severní Moravy do výšky 400 m n. m., c) na území severní Moravy ve výškovém intervalu m n.m., d) na území severní Moravy ve výšce nad 800 m n. m., podle M. Vysoudil (1989) Roční chod srážek Roční chod srážek je regionálně výrazně proměnlivý. Odráží převládající vlivy všeobecné cirkulace atmosféry a fyzickogeografické poměry území. Rovníkový typ pozorujeme mezi 10º s. a j. z. š. Období dešťů se váží na období rovnodennosti. Tropický typ je charakteristický pro oblasti vnějších tropů. Dvě maxima rovníkového typu přecházejí v jedno období dešťů. Časově souvisí s obdobím maximální insolace a trvá 4 měsíce. Typ tropických monzunů zahrnuje geografické oblasti s dobře vyvinutou monzunovou cirkulací (Indie, jihovýchodní Čína, severní Austrálie). Roční chod se podobá tropickému typu. Díky suché zimě je letní maximum vyjádřené výrazněji. Jedná se o oblasti s extrémními srážkovými úhrny na Zemi a spojují se zde vlivy atmosférické cirkulace s vlivy orografie.

307 86 Subtropický středomořský typ vykazuje roční maximum na podzim nebo v zimě jako důsledek posunu subtropických anticyklón na jih. Letní minimum odráží působení subtropických anticyklón. Pevninský typ mírných šířek zasahuje do vnitrozemí mírných šířek a maximum připadá na léto, kdy nad pevninou převládá cyklonální činnost. Minimum pozorujeme v zimě. Mořský typ mírných šířek má maximum srážek v zimě a jeho výše je ovlivněna intenzívní cyklonální činností. Geograficky mohou být rozloženy pravidelně. Monzunový typ mírných šířek je obdobou pevninského typu mírných šířek, tj. s maximem v létě a minimem v zimě. Polární typ má roční chod srážek rozdílný. Pro pevninu je typické letní maximum. V důsledku cyklonální činnosti v přímořských oblastech Arktidy se může maximum vyskytovat v zimě. Geografické rozložení srážek na Zemi Základní a bezprostřední příčinou časoprostorového rozložení srážek na Zemi v průběhu roku je celkový režim oblačnosti. Pro hodnotu srážkového úhrnu je ale důležitý vodní obsah oblaků. Vzhledem k závislosti srážek na teplotních poměrech a charakteru všeobecné cirkulace atmosféry jsou srážky na Zemi rozloženy zonálně. Rozložení srážek na pevnině je velmi nerovnoměrné. Vliv místních geografických podmínek se projevuje daleko výrazněji než u kteréhokoliv jiného meteorologické prvku. Nejznámější je vliv vertikální členitosti georeliéfu na úroveň srážkových úhrnů. Vyvýšené tvary reliéfu jako překážky v přirozeném proudění nutí vzduch anabaticky vystupovat podél návětrných svahů. To má za následek jeho adiabatické ochlazování, které vede ke tvorbě oblaků. Takové vlivy návětří jsou známy jak ve světě (jižní návětrná strana Himalájí), tak i v České republice (západní, resp. severozápadní návětrné strany Jeseníků, Beskyd a Karpat). Závětrná strana horských překážek může naopak vyvolat vznik srážkového stínu (ve světě např. jižní část And, Alp), u v České republice v oblasti podkrušnohorského zlomu. Druhou základní příčinou rozdílnosti srážkových úhrnů ve vertikálně členitém reliéfu je orientace svahů. Jižní svahy jsou daleko intenzivněji ozařované, což vede k výraznějšímu prohřívání přízemní atmosféry a vzniku konvekce. Kupovitá oblačnost může způsobit intenzivnější vypadávání srážek. Zvyšování srážkových úhrnů s rostoucí nadmořskou výškou je limitované výškou hladiny kondenzace (2000 m Alpy, ale i 5000 m Pamír). Od určitých nadmořských výšek lze hovořit o tzv. srážkové inverzi.

308 87 Nejteplejší oblasti na Zemi mají vysoké srážkové úhrny. Roční srážkové úhrny nad 2000 mm jsou typické pro oblast tropické zóny konvergence nad pevninami. Několikanásobně jsou tyto hodnoty překračovány v povodí Amazonky, v Indonésii, Guinejském zálivu, na Tichomořských ostrovech (6000 mm a více). Monzunová činnost v oblasti Indického poloostrova ovlivňuje vysoké srážkové úhrny v oblasti severně od obratníku Raka (Přední a Zadní Indie, Madagaskar, návětrné strany Himalájí). Průměrný roční úhrn srážek mm v Čerápuňdží je nejvyšší na Zemi. Srážkově chudé jsou oblasti subtropů s ročními úhrny kolem 200 mm a méně. Tento charakter srážek je typický pro oblasti s kontinentálním charakterem klimatu. Mírné zeměpisné šířky vykazují vyšší srážkové úhrny jako důsledek obecně vyšší oblačnosti a intenzívní cyklonální činnosti. Vlivem převládajícího západního proudění srážkové úhrny směrem do vnitrozemí klesají od mm při západním pobřeží do mm uvnitř kontinentu. Popsaný charakter cirkulace zesiluje význam návětří a závětří v případě horských pásem (Andy, Alpy, Skalnaté hory atd.). Roční úhrn mm řadí polární oblasti mezi velmi suché. V Arktidě se jedná o důsledek malého vodního obsahu oblaků, v Antarktidě o následek výraznějšího vlivu vysokého tlaku. Sněhová pokrývka Za příznivých atmosférických podmínek má voda padající na zemský povrch podobu sněhu. Při záporných teplotách zemského povrchu se na něm může vytvářet sněhová pokrývka. Ta má především velký klimatický význam. Výška sněhové pokrývky určuje míru promrzání půdy, způsobuje ochlazování vzduchu a často i vznik sněhových (jarních) teplotních inverzí. Je důležitý zdroj vody v době tání. Zlepšuje osvětlení krajiny. Sněžná čára (též hranice sněhu) vymezuje území s celoroční sněhovou pokrývkou. Pokud se její poloha v průběhu roku mění, hovoříme o tzv. aktuální sněžné čáře. Pro zájemce Najděte více informací o oblacích typu asperatus. Příklad / Příklad z praxe Pokuste se v několika po sobě následujících dnech identifikovat typ oblaků v okolí svého bydliště. Oblaka vyfotografujte a typ oblaků zaznamenejte! Úkol / Úkol k zamyšlení Jak byste mohli jednoduše sestrojit vlastní přístroj na měření vlhkosti vzduchu? (Pomoc hledejte i v Kap. 12.)

309 88 SHRNUTÍ S vodou, která se v atmosféře může vyskytovat ve všech třech možných skupenstvích, jsou spojeny tři základní meteorologické prvky vlhkost vzduchu, atmosférické srážky a oblačnost. Za vhodných podmínek se v atmosféře vytvářejí oblaka v některém z 10 základních tvarů. Z těch pak mohou vypadávat vertikální atmosférické srážky v kapalném nebo pevném skupenství. Druhým typem jsou srážky horizontální. Jednotlivé geografické oblasti se liší denním, ale hlavně ročním režimem srážek. Kontrolní otázky a úkoly 1. Proč je režim relativní vlhkosti vzduchu inverzní k chodu teploty vzduchu? 2. Popište proces vzniku oblaků (srážek)! 3. Charakterizujte vysoká, střední a nízká oblaka z hlediska složení a vlivu na charakter srážek! 4. Zdůvodněte klimatický význam sněhové pokrývky (v místním i globálním měřítku)! Pojmy k zapamatování absolutní vlhkost, adiabatický proces, advekční mlha, bouřkový mrak (nimbostratus), déšť, dešťová sloha (nimbostratus), evaporace, evapotranspirace, frontální srážky, horizontální srážky, hydrologický cyklus, kondenzační jádro, kupa (cumulus), oblačnost, orografické srážky, radiační mlha, relativní vlhkost, rosa, rosný bod, řasa (cirrus), řasová sloha (cirrostratus), řasová kupa (cirrocumulus), sloha (stratus), slohová kupa (stratocumulus), sníh, sněžná čára, srážkový stín, sublimace, transpirace, vyvýšená kupa (altocumulus), vyvýšená sloha (altostratus), vertikální srážky, vlhkost vzduchu

310 89 8 Vzduchové hmoty a systém počasí Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: specifikovat základní vzduchové hmoty podle vybraných kritérií, vysvětlit pojem atmosférická fronta a popsat základní typy front i jejich vliv na počasí oblasti, popsat základní tlakové útvary. Doba potřebná k prostudování kapitoly: 60 minut. Průvodce studiem Vzduchové hmoty výrazně ovlivňují charakter počasí místa a tím i jeho klimatické poměry. Pokud se střetávají vzduchové hmoty rozdílných vlastností, dochází na jejich styku ke vzniku frontální činnosti. Vzduchové hmoty jsou prostorem, kde vznikají základní tlakové útvary, cyklony a anticyklony. Cyklony v tropických vzduchových hmotách představují velmi nebezpečný meteorologický jev. Pro pochopení smyslu předpovědi počasí je nutná znalost základních meteorologických pojmů, které v této kapitole najdete. 8.1 Vzduchové hmoty Objemy vzduchu v troposféře plošně porovnatelné s plochami moří a pevnin se označují jako vzduchové hmoty. Rozměry v horizontálním směru jsou značné (2-3 tisíce km). Vertikálně často zasahují od zemského povrchu až po tropopauzu. Někdy jsou jednotlivé vzduchové hmoty uložené nad sebou a to tak, že se zpravidla teplejší vzduchová hmota nachází nad studenou. Mají přibližně stejné fyzikální vlastnosti a pohybují se podle zákonitostí všeobecné cirkulace atmosféry. Vzduchové hmoty si dostatečně dlouho zachovávají svoje původní vlastnosti i po přemístění do jiné geografické oblasti. Typické vlastnosti vzduchových hmot, především teplota a vlhkost, charakterizují meteorologické poměry oblasti svého vzniku. Výrazně mohou ovlivňovat ráz počasí místa. Geografické kritérium klasifikace podle místa vzniku obsahuje 4 základní typy: arktická nebo antarktická (AVH nebo AAVH), polární (PVH), používá se i označení vzduch mírných šířek, tropická (TVH), ekvatoriální (EVH), často se považuje za vlhkou tropickou vzduchovou hmotu.

311 90 S výjimkou ekvatoriální vzduchové hmoty lze u každého typu hovořit jako o mořské (m) nebo kontinentální (c) vzduchové hmotě. Vzduchové hmoty se přemísťují, dochází ke změně jejich vlastností, k tzv. transformaci vzduchové hmoty. Dělení vzduchových hmot Vzduchové hmoty lze dělit podle jejich termodynamických a termických vlastností (termodynamická klasifikace): Teplá vzduchová hmota (stabilní a nestabilní) Přemísťuje se z oblasti teplé do oblasti chladnější, nejčastěji od jihu k severu. Studená vzduchová hmota (stabilní a nestabilní) Vzduchová hmota, která se přemísťuje z oblasti chladné do oblasti teplejší, nejčastěji od severu k jihu. Místní vzduchová hmota (stabilní a nestabilní) Setrvává delší dobu v dané oblasti a podstatně nemění svoje vlastnosti. 8.2 Atmosférické fronty (teplá, studená, okluzní, stacionární) Přechodná oblast mezi sousedícími vzduchovými hmotami bývá široká km a označuje se jako frontální zóna. Pokud je rozhraní mezi vzduchovými hmotami velmi výrazné, vytváří se frontální čára neboli fronta. Přechodná zóna mezi jednotlivými vzduchovými hmotami je šikmá přechodná vrstva. Označuje se frontální plocha. Úhel jejího sklonu je velmi malý (0,5-1,0º). Obr. 50: Frontální plocha a frontální čára (rozhraní) Délka frontální zóny bývá několik tisíc km, šířka několik set km, ale v přízemní vrstvě jen několik desítek km. Tloušťka frontální vrstvy bývá obvykle několik set metrů. Základní vzduchové hmoty jsou od sebe odděleny hlavními frontami. Vzhledem k nepatrným pohybům vůči zemskému povrchu se považujeme tyto fronty za kvazistacionární. Průměrné sezónní nebo geograficky charakteristické polohy hlavních atmosférických front vytvářejí klimatologické fronty.

312 91 Rozlišujeme 3 hlavní atmosférické fronty. 1. Arktická (AF), resp. antarktická fronta (AAF) odděluje arktický, resp. antarktický vzduch od polárního. 2. Polární fronta (PF) odděluje polární vzduch od tropického. Dělí se na několik větví. Pro počasí v Evropě je nejvýznamnější ta, která probíhá v zimě od Mexického zálivu nad severní část Atlantského oceánu k západnímu pobřeží Francie. 3. Tropická fronta (TF) tvořící rozhraní mezi tropickým a ekvatoriálním vzduchem. Vzduchové hmoty se vytvářejí také uvnitř geografických oblastí. Hovoříme o podružných atmosférických frontách Atmosférické fronty se významně podílejí na formování počasí. Na obou stranách fronty vznikají mohutné atmosférické vlny způsobující vznik cyklón a anticyklón. Na formování počasí a utváření klimatu mají zásadní vliv atmosférické poruchy v mírných zeměpisných šířkách, tj. v oblasti polohy polární fronty. Atmosférické fronty neustále vznikají a zanikají. Tento proces se nazývá frontogeneze. Jejim typickým znakem je zvětšování horizontálního gradientu teploty i dalších meteorologických prvků. Opakem popsaného procesu je frontolýza. Fronta, na které pozorujeme výstupné klouzání teplého vzduchu podél klínu studeného vzduchu se nazývá anafronta. Když teplý vzduch podél klínu studeného vzduchu sestupuje, hovoříme o katafrontě. Dalšími typy atmosférických front jsou teplé a studené. Na rozdíl od kvazistacionárních se vyznačují výraznou dynamikou. Teplá fronta Tvoří ji rozhraní mezi studeným a teplým vzduchem, které se pohybuje ve směru ke studenému vzduchu. Lehčí teplý vzduch vystupuje nad ustupující klín studeného vzduchu a má proto nejčastěji charakter anafronty. V souvislosti s výstupem teplého vzduchu dochází ke kondenzaci vodní páry a na teplé frontě se vytváří mohutný systém oblačnosti s typickým pořadím druhů oblaků. Projevem blížící se teplá fronty je snížená dohlednost, pokles tlaku vzduchu a srážky. Po přechodu srážky ustávají, oblačnost se zvedá a otepluje se. Tab. 4: Ráz počasí spojený s teplou frontou, podle C. D. Ahrens, (1998) Meteorologický Před frontou Při přechodu fronty Po přechodu fronty prvek Vítr J, JV proměnlivý J, SZ Teplota chladno, pomalu se stále roste tepleji, pak trvale otepluje Tlak obvykle klesá vyrovnaný stále rostoucí Oblačnost v pořadí: Ci, Cs, As, Ns, St typu St jasno s řídkými Sc, a mlha, v létě občasně Cb v létě občas Cb Srážky mírný až střední déšť, sníh, mrholení nebo bez srážek obvykle bez srážek, krupky, mrholení občas mírný déšť nebo přeháňky Dohlednost dobrá špatná, postupně se dobrá s výjimkou při zlepšující přeháňkách Rosný bod stále roste stálý roste, pak stálý

313 92 Obr. 51: Vertikální řez teplou frontou, její znázornění na synoptické mapě a charakter teploty a tlaku vzduchu po jejím přechodu Studená fronta Představuje pásmo styku mezi teplým a studeným vzduchem, kdy teplý vzduch ustupuje před frontou. Na jeho místo se tlačí studený vzduch. Projevem je vznik kupovité oblačnosti, přeháňky a v létě četné bouřky. Vertikální pohyby jsou daleko intenzivnější, než u teplé fronty. Podle charakteru výstupu teplého vzduchu na frontě rozlišujeme 2 typy studené fronty. Studená fronta 1. typu (pomalu postupující) Výstupné proudění teplého vzduchu probíhá po celé výšce frontální plochy. Má povahu anafronty. V oblačném systému jsou zastoupeny cumulonimby, které přecházejí v nimbostraty, altostraty a cirrostraty. Srážky na čele fronty mají povahu přeháňek, za frontou mají trvalejší ráz. Vítr je nárazovitý. Studená fronta 2. typu (rychle postupující) Tento typ studené fronty je četnější. Výstupné proudění teplého vzduchu se realizuje jen do výšky 2-3 km. Výše jsou pohyby sestupné. Ve spodní části má tato fronta povahu anafronty, v horní katafronty. Oblačnost je obvykle tvořena cumulonimby na čele fronty a bývá široká jen několik km. Srážky zasahují užší území, ale mají charakter silných přeháňkových dešťů. Časté jsou bouřky a vítr vysokých rychlostí.

314 93 Obr. 52: Vertikální řez studenou frontou, její znázornění na synoptické mapě a charakter teploty a tlaku vzduchu po jejím přechodu Tab. 5: Ráz počasí spojený se studenou frontou, podle C. D. Ahrens, (1998) Meteorologický prvek Před frontou Při přechodu fronty Po přechodu fronty Vítr J, JZ bouřlivý, nárazovitý Z, SZ Teplota teplo náhle klesá stále klesající Tlak stále klesající minimální, pak výrazně roste stále rostoucí Oblačnost více Ci, Cs, pak Cu nebo Cb Cu nebo Cb často Cu Srážky krátkodobé přeháňky vydatné dešťové nebo sněhové přeháňky, často bouřky snižující se intenzita přeháněk, pak jasno Dohlednost dobrá špatná, postupně se zlepšující dobrá s výjimkou při přeháňkách Rosný bod vysoký - snižující se Okluzní fronta Patří mezi podružné atmosférické fronty. Studená fronta postupuje za teplou až o 40 % rychleji a někdy až rychlostí 50 km.h -1. V případě, že teplou frontu dostihne, spojí se studený vzduch s teplým a vytlačí jej vzhůru. Takové spojení studené a teplé fronty se nazývá okluze. Rozhraní mezi dříve teplou a studenou frontou se nazývá okluzní fronta. a) b) Obr. 53: Schéma a) studené okluzní fronty a b) teplé okluzní fronty (

315 94 Teplá okluzní fronta Je-li studený vzduch postupující za studenou frontou teplejší, než ustupující studený, vznikne okluzní fronta charakteru teplé fronty. Studená okluzní fronta Je-li studený vzduch pronikající za studenou frontou chladnější, vznikne okluzní fronta charakteru studené fronty. Tab. 6: Ráz počasí spojený s okluzními frontami, podle C. D. Ahrens, (1998) Meteorologický Před frontou Při přechodu fronty Po přechodu fronty prvek Vítr JV, J proměnlivý Z, SZ Teplota - studená okluze - teplá okluze chladno chladno klesá roste chladněji mírněji Tlak obvykle klesá nízký obvykle roste Oblačnost v pořadí: Ci, Cs, As, Ns, někdy Cu a Cb Ns, As nebo rozptýlené Ns Cu Srážky mírný, střední nebo mírné, střední nebo silné mírný nebo střední silný déšť srážky nebo přeháňky srážky s následným úplným vyjasněním Dohlednost špatná při srážkách špatná při srážkách zlepšuje se Rosný bod stálý obvykle mírně klesá, mírně klesá, u teplé zvláště při studené okluzi okluze může mírně růst 8.3 Základní pojmy v synoptické meteorologii Synoptická meteorologie patří mezi základní meteorologické disciplíny. Studuje zákonitosti rozvoje atmosférických dějů za účelem předpovědi počasí. Výsledky meteorologických (synoptických) měření a pozorování jsou zaznamenány do synoptických map. Hlavní cíl tvorby synoptických map je jejich analýza a následná předpověď počasí. Obsahují informace z různých výšek (izobarických hladin), které byly získány z meteorologických radiosond, radarů a družic a tak umožňují sledovat vznik, vývoj a přemísťování tlakových útvarů, vzduchových hmot a sektorů atmosféry dvoj- i trojrozměrně. Synoptická mapa - prostředek synoptické analýzy a předpovědi počasí Synoptické mapy jsou sestrojovány na základě rozkódování údajů synoptických měření a pozorování ze všech výše uvedených zdrojů. Informace původně zakódované do číselných synoptických depeší (např. INTER, SYNOP, TEMP, AERO, SHIP) jsou překresleny do podkladových map ve formě staničních kroužků. Synoptická pozorování se provádějí v tzv. hlavních termínech (00:00, 03:00, 06:00, 09:00, 12:00, 15:00, 18:00 a 21:00 UTC, světového času). Aerologická měření se provádějí v 00:00, 06:00, 12:00 a 18:00 UTC.

316 95 Obr. 54: (Zjednodušené) Schéma staničního kroužku Nddfmfm N - celkové množství oblačnosti v osminách pokrytí oblohy (N=9 - nelze určit, mlha, 7 - skoro zataženo) dd - směr větru v desítkách stupňů (20=200 0, tj. JJZ) fmfm - rychlost větru v m.s -1 (10=10 m.s -1 ) VVwwW VV - dohlednost (podle zvláštní stupnice - 71) Ww - stav počasí (podle zvláštní stupnice - 81) W - průběh počasí (podle zvláštní stupnice - 9 = bouřka) PPPTT PPP - tlak vzduchu v desetinách hpa (023=1002,3 hpa) TT - teplota vzduchu ve 0 C (k záporným hodnotám se připočte 50, 13=13 0 C, 53=-3 0 C

317 96 N h C l hc M C H Nh - množství nízkých mraků v osminách (4=4/8) C l - druh nízkých mraků (9=cumulonimbus capiliatus (kumulonimbus s řasnatým vrcholem, často ve tvaru kovadliny) h - výška základny nízkých mraků (h=5, tj m) C M - druh středních mraků C M =7 (altocumulus duplicatus) C H - druh vysokých mraků C H =2 (cirrus dencus, husté řasy ve valounech nebo skupinách) T d T d app T d T d teplota rosného bodu v celých stupních Celsia (k záporným hodnotám se připočte 50, 06=6 0 C, 53=-3 0 C) a - celkový ráz změny tlaku vzduchu za poslední tři hodiny (a =2, tj. 2 hpa) pp hodnota změny tlaku za poslední 3 hodiny v desetinách (pp=04, tj. 4 hpa) Synoptické mapy Přízemní synoptická mapa Obsahuje údaje z přízemních meteorologických měření a pozorování. Umožňuje popsat přízemní pole teploty vzduchu, tlaku vzduchu a proudění a určit polohu hlavních synoptických objektů. Výšková synoptická mapa Tato mapa popisuje pole meteorologických prvků v různých výškových hladinách na základě aerologických informací. Označují se jako mapy barické topografie. Základní principy synoptické analýzy: komplexnost (charakteristiky počasí jsou analyzovány komplexně, berou tedy v úvahu jejich vzájemnou spojitost a podmíněnost). trojrozměrnost (charakteristiky počasí jsou analyzovány v několika rozdílných výškových hladinách atmosféry, nejčastěji v troposféře a ve spodní stratosféře). časová následnost (je založena na porovnávání analyzované synoptické mapy s výsledky analýzy map časově předcházejících). Protože většina dějů v atmosféře má dlouhodobější charakter, lze jejich genezi sledovat na synoptických mapách velmi dobře. Rysem synoptických map je operativnost a názornost. Pokrývají velké geografické oblasti až do rozměru polokoule nebo zeměkoule. Analýza synoptické mapy zahrnuje tyto postupné kroky: určení stabilních a instabilních vzduchových hmot,, lokalizace oblastí frontálních poruch, zakreslení tzv. izalobar ( hodinových tendencí změny tlaku vzduchu, stanovení polohy front, zakreslení izobar, určení typu fronty.

318 97 Základní pojmy synoptické meteorologie Vývoj počasí a jeho změny jsou spojené s atmosférickou cirkulací, pro kterou jsou typické prvky jako tlakové útvary, atmosférické fronty a vzduchové hmoty. Jsou to základní synoptické objekty. Pole větru je těsně spojené s tlakovým polem a tlakovými útvary. Systém všech tlakových útvarů tvoří tlakové (barické) pole. Tlakové útvary jsou na synoptických mapách zobrazeny izobarami. Oblasti nízkého tlaku jsou v atmosféře spojeny s cyklónami a brázdami nízkého tlaku, oblasti vysokého tlaku s anticyklónami a hřebeny vysokého tlaku. Atmosférické fronty tvoří úzké přechodné vrstvy mezi sousedící teplou a studenou vzduchovou hmotou. Atmosférická fronta je nakloněná k horizontu pod ostrým úhlem tak, že klín studeného vzduchu leží pod teplým. Přechodná vrstva, tzv. frontální plocha má sklon asi 1. Fronty se dělí na troposférické (vysoké) a přízemní (nízké) a dále na teplé, studené a stacionární. Vzduchové hmoty rozdělují atmosféru podle podmínek počasí na sektory. Oblast vzniku hmoty se nazývá ohniskem vzniku a dává jim charakteristické vlastnosti. Přemísťování vzduchových hmot vyvolává změny počasí. Obr. 55: Tlaková výše a její celkový vliv na projevy počasí

319 98 Obr. 56: Tlaková níže a její celkový vliv na projevy počasí 8.4 Předpověď počasí Předpověď počasí vyjadřuje slovně nebo graficky budoucí stav povětrnostních podmínek v určité geografické oblasti. Vychází z podrobné analýzy teplotního, tlakového a vlhkostního pole atmosféry a fyzikálního stavu zemského povrchu. Současné numerické předpovědi vycházejí z řešení numerických modelů prováděných na vysoce výkonných počítačích. Dělení podle použitého kritéria: 1. Čas na který se vydávají: velmi krátkodobé, tzv. nowcasting (několik málo hodin), krátkodobé (1-3 dny), střednědobé (4-10 dnů), dlouhodobé (období delší než 10 dnů). 2. Prostor, na který se vztahují: místní (pro vymezené místo nebo oblast, např. město, rekreační středisko), oblastní (pro geografickou nebo administrativní oblast; do této skupiny lze zařadit předpověď pro let nebo trať).

320 99 3. Koncový uživatel: obecné (především pro občany, např. v televizi, tisku), speciální (určené konkrétnímu uživateli, např. pro zemědělce, silniční, leteckou nebo říční a námořní dopravu, energetiku atd.). Krátkodobé předpovědi představují operativní, nejžádanější a nejdůležitější druh předpovědi počasí. Dlouhodobá předpověď počasí je nepoměrně složitější úkol. Její úspěšnost v porovnání s krátko- či střednědobou předpovědí výrazně klesá. Faktor úspěšnosti předpovědi počasí je hodnota udávaná v % splnění vydané předpovědi (0 % naprosto chybná, 100 % bezchybná). Kolísá od 95 % (velmi krátkodobá) po 60 % (dlouhodobá). Obr. 57: Předpovědní synoptická mapa Evropy casi/p9_1_2_evropa/p9_1_2_1_synop_situace&last=false V současnosti se pro předpověď počasí využívají numerické modely. Český hydrometeorologický ústav využívá a prezentuje výsledky z modelu ALADIN. Ten je určený pro krátkodobou předpověď atmosférických procesů středního měřítka s prostorovým rozlišením 4 km. Pro zájemce Na této adrese můžete najít velmi podrobnou předpověď počasí pro kterékoliv místo nejn v České republice. Příklad / Příklad z praxe Na uvedené webové stránce najděte předpovědní mapy z modelu ALADIN pro nejbližších 24 hodin. Úkol / Úkol k zamyšlení Vyhledejte na Internetu další výstupy z numerických předpovědních modelů a porovnejte s výstupy z modelu Aladin.

321 100 SHRNUTÍ Kapitola obsahuje základní informace o vzduchových hmotách a jejich klasifikaci. Je vysvětlen mechanismus pohyblivých atmosférických front (teplé, studené a okluzní atmosférické). V textu je popsán rozdíl mezi tropickými a mimotropickými cyklonami s důrazem na nebezpečnost tropických cyklon. Jsou popsány základní meteorologické pojmy stejně jako zásady vytváření předpovědí počasí. Kontrolní otázky a úkoly 1. Charakterizujte základní vzduchové hmoty a fronty tvořící jejich rozhraní. 2. Popište ráz počasí před, v průběhu a po přechodu teplé (studené) fronty. 3. V čem se liší studená fronta 1. a 2. typu? 4. Jak vznikají okluzní fronty 5. Jaké jsou základní principy vytváření předpovědi počasí. Pojmy k zapamatování arktická (antarktická) vzduchová hmota, atmosférická porucha, bouřka z konvekce - bouřka z přehřátí, frontální plocha (rozhraní), hurikán, mořská vzduchová hmota, mimotropická cyklona, okluzní fronta, polární vzduchová hmota, pevninská (kontinentální) vzduchová hmota, předpověď počasí, rovníková vzduchová hmota, synoptická mapa, suchá vzduchová hmota, stacionární fronta, studená fronta, tajfun, teplá fronta, tornádo, tropická cyklona, tropická vzduchová hmota, vlhká vzduchová hmota, vzduchová hmota

322 101 9 Klima na Zemi a jeho klasifikace Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Uvést faktory podílející se na tvorbě klimatu. Charakterizovat klimatické kategorie a zdůvodnit praktickou nutnost jejich studia. Popsat specifika městského klimatu. Vysvětlit rozdíly (výhody a nevýhody) nejčastěji užívaných klimatických klasifikací. Doba potřebná k prostudování kapitoly: 60 minut. Průvodce studiem Cílem kapitoly je vysvětlit podstatu tvorby klimatu na Zemi a jeho časovou a prostorovou proměnlivost. Jsou popsány klimatické kategorie, na úrovni kterých lze klima studovat. Pozornost je věnována městskému klimatu. Kapitola zahrnuje přehled nejpoužívanějších typů klimatických klasifikací podnebí na Zemi. 9.1 Podnebí na Zemi Podnebí je výsledkem režimu základních fyzikálních a meteorologických procesů v úplném klimatickém systému, kterými jsou výměna tepla, oběh vody a všeobecná cirkulace atmosféry. Ráz podnebí určuje míra spolupůsobení všech pěti základních klimatotvorných faktorů. 1. Astronomické faktory Mají svůj původ v postavení Země ve sluneční soustavě, ze zákonitostí jejího oběhu kolem Slunce, vzdálenosti Země - Slunce, v kolísání sluneční aktivity aj. Do skupiny astronomických faktorů lze řadit i terestrické, které vycházejí především z vlastností zemského tělesa, např. ze sklonu zemské osy k rovině ekliptiky, z rotačního pohybu Země kolem zemské osy, z přibližně kulového tvaru Země atd. Uvedené faktory určují tok zářivé sluneční energie dopadající na zemský povrch a podmiňují její šířkové rozdělení na Zemi neboli solární klima. Nejzávažnější důsledky vlivu astronomických faktorů jsou proto šířková pásmovitost a rozdělení planetárního geosystému do regionálních geosystémů (geomů). Z hlediska klimatu odpovídají geomy typům klimatu. Vertikální stupňovitost geomů a jejich klimatu je způsobena vlivy georeliéfu. 2. Cirkulační faktory Zahrnují vlivy cirkulačních procesů všech měřítek v atmosféře při utváření klimatu v různých geografických oblastech. Všeobecná cirkulace atmosféry ovlivňuje podnebí velkých oblastí (kontinentů, oceánů), zatímco mezo- a mikrocirkulační faktory se projevují v klimatických poměrech menších oblastí.

323 102 Mohou se uplatňovat ve vztahu k některým meteorologickým prvkům po celý rok nebo jen v určitém období či denní době. 3. Radiační faktory Představují toky záření v atmosféře, na aktivním povrchu a v hydrosféře. Zahrnují pouze sluneční záření dopadající na horní hranici atmosféry. Ostatní toky záření podmíněné jeho přeměnou v atmosféře a na zemském povrchu (záření přímé, rozptýlené, odražené či dlouhovlnné vyzařování) jsou již ovlivněny geografickými faktory klimatu, především utvářením georeliéfu a jeho fyzikálními vlastnostmi. 4. Geografické faktory 5. Antropogenní faktory Člověk sám o sobě nepředstavuje geografický činitel klimatu. Je ale nedílnou součástí krajiny, je s ní v interakci, a proto je třeba studovat i jeho působení na klima. Vliv člověka na podnebí se projevuje především prostřednictvím socioekonomických aktivit. Přímo řídit nebo ovlivňovat (meliorovat) klima je člověk i dnes schopen prakticky jen v měřítku mikroklimatu. Neřízené a nekontrolované působení se ale stalo příčinou globálních klimatických změn. Mezi nejzávažnější antropogenní faktory, které způsobují změny radiačního a teplotního režimu atmosféry patří zvyšování výroby energie, růst koncentrace CO 2 a atmosférického aerosolu. Prokazatelné změny klimatu vyvolává člověk v měřítku mikro-, mezo- a místního klimatu. Mezi antropogenní faktory je třeba zahrnout také změny charakteru aktivního povrchu, případně umělé ovlivňování (meliorace) podnebí. Meliorace klimatu je označení pro cílevědomé lidské zásahy do přírodního nebo životního prostředí, které směřují ke zlepšení klimatických poměrů určité oblasti. Mají odstranit nebo alespoň zmírnit nepříznivé klimatické podmínky jak pro člověka, tak pro jeho socioekonomickou činnost (zavlažování a vysoušení půdy, zalesňování, budování větrolamů, lepší provětrávání). Protože se v současnosti omezuje meliorace klimatu jen na přízemní vrstvu atmosféry, má jen místně omezený význam. Výsledkem spolupůsobení všech uvedených klimatotvorných faktorů je konkrétní ráz podnebí území. Z hlediska vlivu klimatu na každodenní činnost společnosti je nejdůležitější znalost klimatických poměrů v přízemní, resp. mezní vrstvě atmosféry. 9.2 Klimatické kategorie Úplný klimatický systém je systém planetárního měřítka, což je pro studium klimatu na menších územních nevýhodné. Proto byly zavedeny klimatické kategorie, které umožňují lépe popsat klimatické poměry oblasti různých měřítek. Existují čtyři základní klimatické kategorie - mikroklima, místní klima (topoklima), mezoklima a makroklima. Obecná kritéria jednotlivých kategorií jsou prostorové, časová, meteorologické a energetické. Doplňujícími mohou být hodnoty vertikálních gradientů vybraných meteorologických prvků, charakter přenosu a výměny tepelné energie z aktivního povrchu do atmosféry a další.

324 103 Mikroklima Mikroklima je podnebí velmi malých oblastí, které je nejvýrazněji formováno homogenním aktivním povrchem (holá půda, vodní plocha, les, mikrotvary georeliéfu atd.), který představuje hlavní klimatotvorný činitel. Mikroklima Obr. 58: Příklad klimatických kategorií (M1-M9 - mikroklima, L1-L6 - místní klima, MS1-MS2 - mezoklima, A1 - makroklima), podle M. M. Yoshino (1961) - upraveno Horní hranice je asi 2 m nad aktivním povrchem a hodnoty přepočtených vertikálních gradientů představují řádově hodnot gradientů ve volné atmosféře. Výměna a přenos tepelné energie se děje molekulárním vedením, konvekcí a turbulencí. Existence mikroklimatu úzce závisí na rázu makropočasí. Příznivým typem pro rozvoj mikroklimatu je radiační počasí (oblačnost menší než 2/10, průměrná rychlost větru nižší než 2 m.s -1 ). Advekční počasí vlivy aktivního povrchu stírá a projevy mikroklimatu jsou potlačeny. Klima uzavřených prostor se označuje endoklima (důlní prostory, stáj, byt, třída, výrobní prostory), klima jeskyň kryptoklima. Místní klima (topoklima) Místní klima Je výrazně formované morfografií georeliéfu, převládajícím typem aktivního povrchu a antropogenními vlivy. Místní vlivy mohou stírat projevy makropočasí, zejména při advekčním typu počasí. Hodnoty vertikálních gradientů meteorologických prvků v přepočtu na 100 m dosahují hodnot řádově 10 0 až 10 1 gradientů ve volné atmosféře.

325 104 Mezoklima Mezoklima Mezoklima se váže na oblast, kde je pozorovatelný vliv tření na rychlost proudění a kde je vertikální promíchávání vzduchu turbulencí. Bývá pod výrazným vlivem typů makropočasí. Nemusí vytvářet a pokud existuje, charakterizuje klimatické poměry ucelených jednotek (geomorfologických, hydrologických, biocenologických, krajinných atd.). Jeho vertikální rozsah omezuje horní hranice mezní vrstvy atmosféry a vertikální gradienty meteorologických prvků se příliš neliší od gradientů ve volné atmosféře. Antropogenní faktor je při formování mezoklimatu velmi výrazný, ale míru jeho působení lze ovlivnit zejména výběrem míst pro společenské aktivity (lokalizace továren, sídlišť, velkých staveb, zemědělské plochy aj.). Makroklima Makroklima Představuje klima v planetárním měřítku. Odráží dlouhodobý režim počasí podmíněný energetickou bilancí, atmosférickou cirkulací, charakterem aktivního povrchu i lidskými zásahy. Jeho vertikální omezení představuje tropopauza. Dolní hranicí je výška, nad níž aktivní povrch nepodmiňuje utváření mezoklimatu. Formování makroklimatu výrazně ovlivňují jednotlivé složky fyzickogeografické sféry. Podílejí se na přeměně sluneční energie na tepelnou, na vlastním přenosu tepla i na režimu teploty, tlaku, vlhkosti a cirkulace vzduchu. Především atmosférická cirkulace představuje velmi výrazný klimatotvorný činitel. Protože se uvedení činitelé projevují nerovnoměrně, vznikají časové i prostorové způsobuje rozdíly v klimatech jednotlivých geografických oblastí Země. Klima měst Klima měst Klimatologie měst (urbánní klimatologie) studuje zvláštnosti jejich klimatu. V širším pohledu zahrnuje problematiku mezoklimatu, místního klimatu a mikroklimatu, klimatu mezní vrstvy atmosféry i znečištění ovzduší. Z pohledu mezoklimatologie se jedná o studium interakce města jako celku s okolím. Mikroklimatologie se podílí na studiu městských částí (náměstí, ulice, park, klima uzavřených prostor atd.) a zasahuje až do problematiky humánní bioklimatologii. Obr.59: Profil teploty vzduchu v městské a příměstské krajině

326 105 Městské podnebí je výsledek spolupůsobením aktivních povrchů typických pro města, forem georeliéfu, antropogenních zdrojů tepelné energie, dopravní, průmyslové a další činnosti. Aktivní povrch ve městě je několikanásobně větší než ve volné krajině, protože je tvořen i stěnami a střechami staveb, komunikacemi s asfaltovým, betonovým či kamenným povrchem, zelenými plochami apod. Landsberg (1981) uvádí, že pro klima měst je na rozdíl od sídel s nižší hustotou zástavby či od volné krajiny charakteristické: počet kondenzačních jader počet pevných částic trvání slunečního svitu množství oblačnosti četnost výskytu mlhy v zimě o množství srážek četnost bouřek průměrná roční teplota průměrná minimální teplota v zimě průměrná maximální teplota v létě délka topné sezóny roční průměrná relativní vlhkost roční průměrná rychlost větru 10 x vyšší 10 x vyšší 5 15 % kratší 5 10 % měně 100 % více 5 15 % více 5 10 % více 0,5 3,0 C vyšší 1 2 C vyšší 1 2 C vyšší 10 % kratší 6 % nižší % nižší Složení vzduchu nad velkými městy je ovlivněno mírou znečištění ovzduší, čímž je jeho schopnost propouštět záření a teplo snížena až o 50 %. Současně je ale tepelné záření emitované povrchem do atmosféry zpomalováno a tepelná energie se hromadí v blízkosti povrchu. Celkově je tak atmosféra nad městy teplejší v porovnání s volnou atmosférou. Vyšší hodnoty teploty vzduchu v centrálních částech měst v porovnání s chladnějším okolím umožňují vznik tepelného ostrova města. Jeho velikost a intenzita závisejí na velikosti města (počtu obyvatel), geografické poloze, regionálních klimatických poměrech a čase měření. Nejzřetelněji je vyjádřen v nočních hodinách při anticyklonálním bezvětrném počasí. Rozdíl teploty v porovnání s okolím může v některých případech dosáhnout 5-10 C. Kromě vyšších teplot, snížení slunečního záření a nižších rychlostí větru charakterizují městské klima vyšší srážkové úhrny. Vlivem zvýšeného počtu kondenzačních jader v atmosféře velkých měst, časté termické konvekci nad tepelným ostrovem města a zvýšené poměrné vlhkosti způsobené emisemi vodní páry lze nad velkými městskými aglomeracemi často pozorovat výraznou kupovitou oblačnost (průmyslová kupa). Kupovitá oblačnost může být příčinou bouřkových jevů a vypadávání vydatnějších přeháňkových srážek, zejména nad centry měst a průmyslovými zónami. Mohou způsobit bleskové městské povodně.

327 106 Ve světových velkoměstech se vyskytuje zvýšená úmrtnost v důsledku tepelného syndromu, tj. narušení regulačního termosystému populace. To může být z důsledek působení řady faktorů (extrémní teploty, fyziologické změny, respirační problémy). 9.3 Klimatické klasifikace Klimatické klasifikace stanovují klimatické typy a vymezují klimatické oblasti od planetárního měřítka po místní. Hodnoty klimatických charakteristik (teplota vzduchu a půdy, atmosférické srážky, výpar a dalších) mají geografické zákonitosti (souvislost klimatu se zeměpisnou šířkou, georeliéfem nebo stupněm kontinentality). Vzhledem ke kulovému tvaru Země a ročnímu chodu radiační bilance je zřetelně vyjádřena pásmovitost (zonálnost) jednotlivých typů klimatu. Klimatické pásy představují základ klasifikaci podnebí. Obr. 60: Klimatické pásy na Zemi ( a_kadlecova/vegetacnipasy2.html)

328 107 ( a_kadlecova/vegetacnipasy2.html) Klimatická pásma fyzická (skutečná) vznikla na reálném zemském povrchu spolupůsobením radiačních, cirkulačních a geografických faktorů klimatu. V důsledku nerovnoměrného rozložení pevnin a oceánů a charakteru všeobecné cirkulace atmosféry nejsou rozložena zonálně. Na Zemi vyčleňujeme tyto základní klimatické pásy: Klimatické pásy tropický (mezi obratníky Raka a Kozoroha), severní a jižní mírný (mezi obratníky a polárními kruhy), polární arktický a antarktický (mezi polárními kruhy a póly). Přechodné klimatické pásy: subtropický (podél obratníků), subpolární (podél polárních kruhů). V každém z hlavních pásů určujeme některý z těchto typů klimatu: oceánské, kontinentální, horské. Typy klimatických klasifikací Klimatické klasifikace lze rozdělit do dvou základních skupin. Konvenční (efektivní) klasifikace Vymezují jednotlivé typy klimatu podle projevů určitých klimatotvorných prvků (vegetační kryt, odtokové poměry), které jsou popisovány podle stanovených mezních hodnot, tedy určených konvenčně. Nesledují tedy vývoj klimatu, pouze se opírají o ty procesy v krajinné sféře, které jej podmiňují. Mezi nejznámější patří klasifikace L. S. Berga (1925), W. Koppena a R. Geigera (1928) či C. W. Thornthwaita (1948). Klasifikace klimatu podle W. Köppena Patří mezi nejrozšířenější konvenční klasifikaci. Klimatické typy dělí podle teplot a srážek ve vztahu k vegetaci. Na Zemi vyčlenil 5 klimatických pásem. 1. Pásmo vlhkého tropického klimatu A se dvěma typy klimatu: 2. Pásmo suchého klimatu B (na obou polokoulích) s dvěma typy klimatu podle srážkových úhrnů: 3. Pásmo s mírně teplým klimatem C (na obou polokoulích) s třemi typy klimatu: 4. Mírně studené klima na pevninách severní polokoule (klima lesů) má dva typy:

329 Pásmo polárního klimatu E se dvěma typy: Do polárního klimatu řadí autor klima vysokohorských oblastí. Podle zvláštností v režimu ročního chodu teploty a srážek se uvedená pásma dělí na 11 základních klimatických typů. Genetické klasifikace Obr. 61: Klimatická klasifikace dle W. Köppena ( Klima na Zemi dělí podle podmínek jeho utváření (geneze). Vycházejí zejména z cirkulace atmosféry, a proto lépe vyjadřují geografickou zonalitu. Mezi nejznámější patří klasifikace H. Flohna (1950) a B. P. Alisova (1950). Společná nevýhoda těchto klasifikací je jejich velká globálnost a schematičnost, která nedovoluje klasifikaci podnebí v menších oblastech. Klasifikace klimatu B. P. Alisova Základem pro klasifikaci je převládající výskyt geografických typů vzduchových hmot v jednotlivých oblastech. B. P. Alisov rozlišuje 7 základních klimatických pásů: rovníkový, 2 tropické, 2 mírných šířek, 2 polární.

330 109 Dalším zpřesněním definoval tzv. klimatypy Země: 1. klima rovníkové oblasti, 2. tropické klima, 3. klima tropických monzunů, 4. monzunové klima tropických náhorních rovin, 5. klima pasátů, 6. klima tropických pouští, 7. subtropické klima, 8. kontinentální subtropické klima, 9. klima vysokohorských náhorních rovin, 10. středomořské klima, 11. subtropické monzunové klima, 12. subtropické klima oceánů, 13. klima mírných a subpolárních šířek, 14. kontinentální klima mírných a subpolárních šířek, 15. klima horských oblastí mírných šířek, 16. klima západních pobřeží mírných šířek, 17. klima východních pobřeží mírných šířek, 18. klima oceánů mírných šířek, 19. klima Arktidy, 20. klima Antarktidy. Nejvyšší průměrný roční úhrn atmosférických srážek na Zemi: mm (úbočí Mount Waialcala, ostrov Kauai, Havajské ostrovy) Nejvyšší roční úhrn srážek: mm, 1861 (stanice Čerápundží, Indie) Nejvyšší úhrn srážek za 24 hodin: mm, (stanice Cilaos, Réunion) Nejnižší průměrný roční úhrn srážek na Zemi: 0,8 mm (Arica, Chile) Nejnižší roční úhrn srážek na Zemi: 0 mm, 14 let bez srážek (Iquique, Chile) Absolutní nejvyšší rychlost větru při zemském povrchu: 416 km/h, při maximálním nárazu větru, resp. 338 km/h jako průměr rychlosti za 5 minut (meteorologická stanice Mount Washington, New Hampshire, USA) a) b) c) Obr. 62: Rozdíly v ročním chodu teploty a srážek a) v Paříži, b) v Bergenu a c) ve Vídni

331 110 Pro zájemce Poznejte detailněji podnebí města, ve kterém studujete! ( Příklad / Příklad z praxe Podle obr. 62 zdůvodněte rozdíly ročního chodu teploty a srážek v Paříži, Bergenu a ve Vídni. Úkol / Úkol k zamyšlení Uveďte základní podnebné pásy na Zemi, popište je z hlediska režimu teploty, srážek a charakterizujte v nich roční období. Proč jsou pozorovatelné velké rozdíly teploty vzduchu mezi městy a jejich okolím? Které části města mohou být zejména v nočních hodinách výrazně teplejší, než okolí? Jaký je praktický význam zavedení klimatických kategorií? SHRNUTÍ Na utváření klimatu na Zemi se podílí 5 hlavních skupin klimatotvorných činitelů. Pro potřeby studia na menších prostorových úrovních, než je globální, byla stanovena kritéria, podle kterých byly definovány 4 klimatické kategorie. Pro dělení klimatu na Zemi jako celku byly vytvořeny klimatické klasifikace. Dělí se na genetické a konvenční. Kontrolní otázky a úkoly 1. Vyjmenujte hlavní klimatotvorné činitele a zdůvodněte jejich úlohu při tvorbě klimatu. 2. Charakterizujte základní klimatické kategorie, uveďte jejich příklady. 3. Popište rozdíl mezi genetickými a konvenčními klimatickými klasifikacemi, uveďte nejznámější typy. Pojmy k zapamatování Alisovova klasifikace klimatu, endoklima, genetické klasifikace, konvenční klasifikace, Köppenova klasifikace klimatu, klimatotvorný faktor, klimatické kategorie, makroklima, mezoklima, měststké klima, mikroklima, topoklima (místní klima)

332 Kolísání klimatu a klimatické změny Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Rozlišit význam pojmů kolísání podnebí a klimatické změny. Vysvětlit příčiny kolísání klimatu a klimatických změn. Popsat projevy a dopady kolísání klimatu a klimatických změn. Doba potřebná k prostudování kapitoly: 60 minut. Průvodce studiem Studiem následujícího textu se dozvíte, jaký je rozdíl mezi kolísání klimatu a klimatickými změnami. Důležité je pochopit příčiny kolísání klimatu i klimatických změn. Znalost projevů a dopadů globálního oteplování je důležitá pro studium globálních změn životního prostředí (globálních environmentálních problémů) i pro jejich redukci nebo eliminaci Paleoklimatologie, klima v minulosti Výrazné změny klimatu se v geologické minulosti Země nastaly nejednou. Klima minulých geologických dob se označuje jako paleoklima a jeho studiem se zabývá paleoklimatologie. Paleoklimatologie Místo přístrojových měření meteorologických prvků a podnebí užívají paleoklimatologové přirozené přírodní záznamy (informace), tzv. "proxy data". Tato data představují přírodní stopy vypovídající o minulém klimatu a jsou uložené např. v sedimentech na dně oceánů, v korálech, zmrzlé v ledovcích nebo uložené v letokruzích. Obr. 63: Proxy data, letokruhy umožňují vymezit teplá a chladná období (

333 Kolísání klimatu a jeho příčiny Na klimatické změny a kolísáním klimatu v důsledku lidské činnosti upozornil švédský chemik Svante Arrhenius již v r Uvedl, že rostoucí ekonomická aktivita lidstva zvyšuje emisemi CO 2 do atmosféry a tak růst jeho koncentrace. Kolísání klimatu představuje periodické nebo rytmické změny podnebí, které nemají jednostranný charakter. Představuje dlouhodobé kolísání hodnot meteorologických prvků, obvykle s velmi výraznou amplitudou. Nejčastěji a nejzřetelněji se projevuje na teplotních a vláhových poměrech. Jeho projevy mívají časovou periodu 10-1 až 10 3 roků. Periody dlouhé desítky nebo stovky let se označují jako sekulární. Nejčastější příčinou kolísání podnebí jsou dlouhodobější vratné změny všeobecné cirkulace atmosféry. Cirkulační faktor je závislý sluneční aktivitě. K tomu se připojují i vlivy terestrické, sopečná činnost aj. Na současném kolísání klimatu se podílejí antropogenní vlivy a nejvíce růst obsahu CO 2 a dalších skleníkových plynů v atmosféře, růst tepelného znečištění atmosféry a růst obsahu antropogenních aerosolů. Radiační účinky oblačnosti Proces globálního oteplování může zásadně ovlivňovat oblačnost. Radiační účinky oblačnosti jsou velmi komplikované a nelze jednoznačně označit jejich vliv na oteplování nebo ochlazování. Charakter účinků ovlivňuje druh záření, druh oblačnosti a ve výsledku míra pokrytí oblačností. Obr. 64: Vliv celkové oblačnosti na KV záření Obr. 65: Vliv celkové oblačnosti na DV záření

334 113 Krátkovlnné sluneční záření je na horní hranici oblačnosti ve velké míře odráženo do kosmického prostoru. To vede obecně k ochlazování zemského povrchu. Takto oblaka zvyšují albedo Země. Dlouhovlnné záření emitované zemským povrchem je pohlcováno oblaky a zpětně vyzařováno k zemskému povrchu i do kosmického prostoru. Energie dlouhovlnného záření převažují nad energií krátkovlnného, výsledný efekt způsobuje ohřívání zemského povrchu Globální oteplování, projevy a dopady Bezprostřední příčinou globálního oteplování je antropogenní činnost způsobující zesilování přirozeného skleníkového efektu. Projevy a dopady globálního oteplování jsou velmi široké a zahrnují změny ve fungování celého klimatického systému, změny v krajinné sféře i jejich jednotlivých složek. Nejvýraznější exitující nebo očekávané projevy globálního oteplování: zvyšováním hladiny oceánů s dopadem zejména na pobřežní oblasti, změny kryosféry, Projevy globálního oteplování změny na vodních zdrojích, narušení biologické diverzity a celých ekosystémů, problémy v zemědělské výrobě a v zabezpečení obyvatelstva potravinami v důsledku postupující dezertifikace, zdravotní stav populace, produkce energie a průmyslová výroba, sídelní změny. Nejzávažnější dopady globálního oteplování Zvyšování hladiny světového oceánu Dopady globálního oteplování Současné zvyšování celkové hladiny oceánů je výsledek tepelné roztažitelnosti oceánské vody a tání ledovců v důsledku růstu průměrné globální teploty. Za posledních 100 roků se hladina oceánů zvyšovala asi o 1,0-2,5 mm za rok. Kryosféra Změny v pokrytí sněhem a ledem ovlivňují teplotu vzduchu, úroveň hladiny oceánu a oceánské proudy a charakter bouří. Sníh a led pomáhají udržovat zemi chladnou díky svému vysokému albedu. Až 60 % - 90% slunečního záření se od těchto povrchů odráží zpět do vesmíru. Redukce sněhové pokrývky a ledu takto může vést ke zvyšování oteplování, protože zemský povrch pohltí více sluneční energie. Šelfové ledovce Šelfové ledovce jsou spojené s pevninou, zasahují do oceánu plují na něm. Nejrozšířenější jsou v Antarktidě. Svůj objem ztrácejí při procesu telení ledovců a vlastním táním.

335 114 V oblasti Antarktického poloostrova je patrné největší zvýšení teploty za posledních několik desetiletí. To se od r projevuje odlamováním extrémně velkých ledových ker. Environmentální důsledky globálního oteplování Vzhledem k intenzivnějšímu tání ledu ubyl od 2. poloviny minulého století arktický led o %. Severní pól bude pravděpodobně na volném moři. V důsledku vyšších globálních teplot se zkracují zimy. Ledová pokrývka jezer, rybníků a řek roztává v průměru o dva týdny dříve než před 150 lety. Globální růst teploty může do konce století postihnout jednu třetinu rostlinných a živočišných habitantů a způsobit vymření některých druhů. Možné jsou změny v chování rostlin a zvířat. V Evropě už dnes kvetou zahradní květiny o 10,8 dne déle než před 45 lety. Bude se dobře dařit i těm rostlinám, které dnes považujeme za exotické. Tažní ptáci nyní odlétají do teplých krajin později než generace před nimi a také se dříve vracejí. Je možné, že nebudou odlétat vůbec. Mnohé příznaky oteplování lze pozorovat i v říši hmyzu. Motýli, brouci a vážky se nacházejí stále severněji. Extremita počasí a podnebí Technický pokrok zejména v oblasti družicové meteorologie a informačních technologií umožňuje jejich velmi přesnou registraci, sledování a vyhodnocení nebezpečných meteorologických a klimatických událostí. Nejzávažnější přírodní katastrofy ve 20. století spojené s extremitou počasí: sucha v Asii (Indie 1900,1907, ; Čína 1907, ,1936, ; bývalý Sovětský svaz ), sucha v Sahelu, Afrika , , , tajfuny v Číně, 1912, 1922 záplavy na řece Jang c tiang, Čína, 1931, velký smog v Londýně, Anglie, 1952, příbojové bouře v Evropě, 1953, záplavy v Iránu, 1954, tajfun Vera, Japonsko, 1958, cyklona v Bangladéši, 1970, záplavy v severním Vietnamu, 1971, blizard v Iránu,1972, cyklona v Bangladeši, 1991, tajfun Thelma, Filipíny, 1991, hurikán Mitch, Honduras a Nikaragua, 1998, El Niño, Na extrémní události bývá celosvětově bohatý každý rok. Národní ekonomiky ročně přicházejí v důsledku těchto událostí o miliardy US $ a o život tisíce lidí. Výše popsané příčiny, projevy a dopady globálního oteplování mají i své odpůrce. Prokazatelně zjištěné změny podnebí na Zemi považují za přirozený jev a jeho antropogenní ovlivnění zpochybňují.

336 Teorie příčin klimatických změn Klimatické změny jsou nezvratného rázu a představují změnu podnebí probíhající v časovém měřítku až 10 9 roků. Jsou jednosměrné, např. směrem k oteplování nebo ochlazování. Vždy probíhají na úrovni měřítka makroklimatu a týkají se proto Země jako celku. Vysvětlují se řadou hypotéz. První skupina hypotéz vychází z klimatotvorných faktorů, které se předpokládají, ale nedokazují: dlouhodobé kolísání solární konstanty, kolísání sluneční aktivity, terestrické příčiny. Druhá skupina hypotéz vychází z objektivně existujících faktorů. astronomická hypotéza vychází ze známých skutečností, že orbitální parametry Země, tj. sklon ekliptiky, délka perihélia a excentricity zemské orbity se mění. orografická hypotéza předpokládá, že tektonické pohyby zemské kůry změny reliéfu mořského dna a tím ovlivňují mořské proudy. Teplá období charakterizuje málo vertikálně členitý georeliéf, po zdvihu pevniny následuje chladné období. Třetí skupina hypotéz bere v úvahu reálně probíhající procesy a jejich zpětné vazby: teorie samovolného růstu ledovců říká, že pro růst ledovců ve vysokých zeměpisných šířkách stačí malý pokles teploty. V roce 1991 vznikl z iniciativy americké organizace NASA program Earth Science Enterprise s cílem lépe pochopit, jaké změny se dějí na zemském povrchu. Projekt vstoupil ve známost jako The Earth Observing System (EOS) a je založený především na nepřetržitém sledování krajinné sféry z vesmíru. První ze satelitů v rámci tohoto programu Terra (monitoring životního prostředí, studium klimatických změn) byl vypuštěn v r Následovala řada dalších jako Aura (výzkum ozonu), Aqua (studium vody na zemském povrchu a v atmosféře), Calipso (studium atmosférických aerosolů), CloudSat (studium oblačnosti), Jason-1 (cirkulace a změna výšky hladiny oceánů) atd. Projekt poskytuje komplexní údaje o těch procesech na Zemi, které souvisí především s klimatickými změnami. Má umožnit lépe předvídat a pochopit klimatické změny všem těm, kteří jsou na počasí a podnebí životně závislí.

337 116 Pro zájemce Na uvedených webových stránkách naleznete prakticky vyčerpávající informace o globálních změnách životního prostředí. Na těchto webových stránkách se dozvíte více o paleoklimatologii Příklad / Příklad z praxe Dle obr. 64 a obr. 65 vysvětlete charakter radiačních účinků oblačnosti na teplotní režim atmosféry (zemského povrchu). Úkol / Úkol k zamyšlení V odborné literatuře nebo na Internetu najděte příklady (důkazy, projevy) kolísání podnebí či klimatických změn. Zaměřte se na střední Evropu. SHRNUTÍ Pro pochopení současného a budoucího podnebí na Zemi je nezbytná znalost podnebí minulého. Jeho rekonstrukce je možná pouze na základě analýzy stop, které o jeho rázu mohou vypovídat. V současnosti jsme svědky procesu kolísání klimatu a hovoří se též o klimatických změnách. Jsou známy jejich příčiny, projevy i možné důsledky. Kontrolní otázky a úkoly 1. Čím se zabývá paleoklimatologie a co jsou to proxy-data? 2. V čem spočívá rozdíl mezi kolísáním klimatu a klimatickými změnami. 3. Jak se podílí proces globálního oteplování na globálních environmentálních (ekologických) problémech? Pojmy k zapamatování globální oteplování, kolísání klimatu, klimatické změny, paleoklimatologie, proxydata, radiační účinky oblačnosti, změna klimatu

338 Meteorologické prvky, jejich měření a základní klimatické charakteristiky Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: poznat a popsat přístroje na měření základních meteorologických prvků stanovit základní klimatické charakteristiky nutné pro popis podnebí vybraného místa Doba potřebná k prostudování kapitoly: 60 minut. Průvodce studiem Pro popis podnebí území na jakékoliv prostorové úrovni je nutná znalost režimu základních meteorologických prvků. K tomu je nezbytně nutné vědět, jakými meteorologickými přístroji se tyto prvky běžně měří, případně měřily a které základní klimatické charakteristiky (dlouhodobé průměry, klimatické normály) se z těchto hodnot zjišťují Sluneční záření Přístroje na měření slunečního záření Nejčastěji se měří intenzita globálního, přímého a tepelného záření. Přímé a rozptýlené záření, tedy krátkovlnné (0,3 3,6 µm) se měří absolutně pyranometry a pyrheliometry (absolutně), tepelné dlouhovlnné (4,5 4,2) µm pyrgeometry Základní klimatické charakteristiky záření Vyhodnocují se např. průměrné hodnoty pro zvolené časové intervaly. Užitečnou charakteristikou je poměr (v %) mezi množstvím záření při zatažených a jasných dnech, poměr mezi množstvím záření ve všech dnech a za jasných dní. Pro praktické účely je užitečná znalost o denním chodu průměrných hodinových úhrnů globálního záření během roku. Potřebné jsou i četnostní charakteristiky denních průměrných úhrnů globálního záření v jednotlivých měsících, extrémní hodnoty denních úhrnů a také roční chod měsíčních úhrnů, úhrnů ročních dob i celého roku. Obr. 66: Pyranometr

339 Sluneční svit Přístroje na měření slunečního svitu Délka trvání slunečního záření se určuje pomocí heliografu. Je to skleněná koule na kovovém stojanu. V její ohniskové vzdálenosti se nachází kruhový prstenec, do kterého se vkládají registrační pásky. Čočka vypaluje na papír stopu, tj. délku trvání slunečného svitu Základní klimatické charakteristiky slunečního svitu Délka trvání slunečního svitu se nejčastěji určuje na základě vyhodnocení záznamů heliografu. Udává se v hodinách nebo desetinách hodin za den, měsíc nebo rok. Kromě skutečné délky trvání slunečního svitu se v klimatologii někdy uvádí astronomicky možné trvání slunečního svitu (časový interval od východu po západ Slunce vzhledem k ideálnímu obzoru) a efektivně možné trvání slunečního svitu (vztahuje se k místu pozorování se skutečným obzorem). Obr.67 : Heliograf 11.3 Teplota půdy Přístroje na měření teploty půdy Pro měření teploty půdy se používají rtuťové teploměry. Pro menší hloubky (do 20cm) to jsou lomené teploměry, pro hloubky 50 cm a více hloubkové teploměry umístěné na tyči. Rtuťové teploměry jsou nahrazovány elektrickými odporovými Základní klimatické charakteristiky teploty půdy Mezi nejběžnější charakteristiky teploty půdy patří měsíční průměry termínových pozorování, denní průměr, průměrné maximum a minimum a termínová maxima a minima na povrchu půdy. Pro praktické účely v biometeorologii a agrometeorologii mají velký význam údaje o denních průměrech teploty půdy v měřených hloubkách a údaje o nástupu, ukončení a trvání teplot 0 ºC, 5 ºC, 10 ºC, 15 ºC a 20 ºC jak pro povrch půdy, tak i pro jednotlivé hloubky.

340 119 Obr.68: Půdní lomené teploměry 11.4 Teplota vzduchu Přístroje na měření teploty vzduchu Na meteorologických stanicích se teplota vzduchu měří kapalinovými, deformačními nebo elektrickými teploměry. Náplň kapalinových teploměrů tvoří nejčastěji rtuť nebo líh. Tyto teploměry jsou staniční, maximální, minimální, přízemní a umožňují čtení na 0,1 C. Deformační teploměry tvoří 2 kovové proužky o různé tepelné roztažnosti kde jeden konec je pevný. Elektrické teploměry využívají existence vztahu mezi změnou teploty kovů a změnou teploty jejich elektrického odporu, kdy s teplotou odpor roste. Pro bezkontaktní měření teploty povrchu se používají infrateploměry Základní klimatické charakteristiky teploty vzduchu Teplota vzduchu představuje nejzákladnější a nejdůležitější klimatickou charakteristiku místa. Pozorovacími termíny v síti stanic ČHMÚ jsou 7, 14 a 21 hodin středního místního času a to proto, aby se projevil vliv výšky Slunce na chod teploty vzduchu. Patrně nejzákladnější charakteristikou je průměrná denní teplota t d, která se vypočte: t + t t 14 + d = 4 7 2t 21, kde t 7, t 14 a t 21 jsou termínové teploty v 7, 14 a 21 hodin. Dalšími charakteristikami jsou teplotní minima t min, teplotní maxima t max a teplotní amplituda t a, která je rozdílem právě maximální a minimální teploty. Tyto charakteristiky se nejčastěji určují na denní, měsíční a roční úrovni. K podrobnějšímu popisu teplotních poměrů sledovaného místa patří údaje o počtu tzv. charakteristických dní. Tropický den (maximální denní teplota T d,max 30,0 ºC), Den s tropickou nocí (noční minimum T n,min 20,0 ºC), Letní den (maximální denní teplota t d,max 25,0 ºC),

341 120 Mrazový den (minimální denní teplota t d,min < 0,0 ºC), Ledový den (denní maximální teplota t d,max <0,0 ºC), Arktický den (maximální denní teplota vzduchu t d,max -10,0 ºC). Údaje o absolutním, průměrném, minimálním nebo maximálním počtu charakteristických dní se mohou určovat pro jednotlivé měsíce, roční doby, roky atd. Důležité může být stanovení prvního a posledního data výskytu těchto dnů. Další teplotní klimatický údaj je výskyt charakteristických průměrných teplot. Ty jsou velmi často svázané s životem v přírodě a přírodními jevy. Nejčastěji se stanovuje kalendář jejich nástupu, ukončení a trvání. Tak např. průměrné denní teploty T d,prům. > 0 ºC vymezují bezmrazové období. Průměrné denní teploty T d,prům. > 5 ºC vymezují velké vegetační období, průměrné denní teploty T d,prům. > 10 ºC malé vegetační období, průměrné denní teploty T d,prům. > 15 ºC pravé léto (též období zrání obilovin) atd. Teplotní sumy (též součty, úhrny) teplot jsou často užívanou teplotní charakteristikou zejména v zemědělství. Teplotní sumou rozumíme součet průměrných denních teplot T d,prům. > 10 ºC téměř výhradně ve vegetačním období. Průměrné teploty, které jsou nižší než požadovaný průměr pro sledované období, se do sumy nepočítají. Místa o stejné teplotě vzduchu spojují izolinie, které se nazývají izotermy. Obr. 69: Detail termografu a minimálního teploměru 11.5 Tlak vzduchu Přístroje na měření tlaku vzduchu Tradiční přístroj představuje rtuťový staniční tlakoměr, který udává barometrický tlak výškou rtuťového sloupce ve vzduchoprázdné nahoře uzavřené trubici. Druhý konec se nachází ve rtuti (Toricelliho pokus). Kovový deformační tlakoměr se nazývá Aneroid. Princip měření spočívá v deformaci dna Vidino dózy, tj. kovové krabičky se zvlněným povrchem, ve které je podtlak Základní klimatické charakteristiky tlaku vzduchu Z klimatologického hlediska je důležitý roční chod tlaku vzduchu a to podle měsíčních průměrů, pentádových nebo denních průměrů v souvislosti se studiem singularit.

342 121 Při podrobnějším zpracování lze uvádět měsíční a roční průměry tlaku vzduchu v hpa pro pozorovací termíny i denní průměr podle vztahu: ( p + p + ) 7 14 p21 3 kde p 7, p 14 a p 21 jsou termínové hodnoty tlaku vzduchu. Dále se obvykle uvádějí nejvyšší a nejnižší měsíční průměry s uvedením roku výskytu a největší a nejmenší odchylky od průměru. Z dalších charakteristik to mohou být absolutní a průměrná maxima a minima s daty výskytu, případně jejich amplitudy. Významná je interdiurní (mezidenní) proměnlivost. Záznamy barografů umožňují popis denního chodu tlaku vzduchu. Čára, která spojuje místa o stejném tlaku vzduchu na meteorologických nebo klimatických mapách, se nazývá izobara. Obr. 70: Detail staničního rtuťového barometru a barograf 11.6 Vlhkost vzduchu Přístroje na měření vlhkosti vzduchu Typ přístroje závisí na metodě měření. Psychrometrická metoda využívá suchý a vlhký teploměr (dvojice staničních teploměrů), kdy čidlo vlhkého teploměru je ovinuté savou látkou. Hygroskopická metoda využívá délkové roztažnosti látek vlhkem. Čidlo tvoří svazek odmaštěných lidských vlasů. Ty se s vlhkostí prodlužují, při jejím poklesu zkracují. V současnosti se nejvíce používají elektrické kapacitní vlhkoměry. Snímač tvoří kapacitní čidlo, které funguje na principu kondenzátoru (2 desky, mezi nimi nevodivá látka). Při změně vlhkosti nastává mezi vodiči změna kapacity. Je to nejpřesnější a velmi citlivá metoda Základní klimatické charakteristiky vlhkosti vzduchu Pro potřeby klimatologie se nejčastěji zpracovávají charakteristiky poměrné vlhkosti vzduchu.

343 122 Vhodné je zpracování denního chodu poměrné vlhkosti podle hodin v jednotlivých měsících. Důležitou charakteristikou je denní chod (lze zpracovat odděleně pro jasné, zamračené a oblačné dny). Mezi další charakteristiky lze zařadit např. četnostní zpracování podle pozorovacích termínů a podle denních průměrů (např. v intervalu 5 %). Dobrou představu poskytuje zpracování hodnot poměrné vlhkosti do kategorií normality (normální, podnormální, nadnormální atd.). Důležitým údajem je denní nebo roční amplituda. Běžně dostačující charakteristikou je však roční chod poměrné vlhkosti podle měsíčních průměrů termínových pozorování a podle denního průměru s udáním hodnot a data výskytu nejvyšších a nejnižších hodnot. Izohumida je čára spojující místa se stejnou poměrnou vlhkostí vzduchu. Obr. 71: Assmannův aspirační hygrometr a vlasový hygrometr 11.7 Výpar Přístroje na měření výparu Standardní přístroj je výparoměr GGI Tvoří jej vlastní výparoměr (válcová nádoba s kónusovým dnem a plochou 3000 cm 2 ). Uprostřed je vodivá trubka s odměrnou nádobou. Nádoby jsou umístněny vedle sebe, odměrná nádoba pro stanovení výšky hladiny vody je u výparoměru. Měření se neprovádí v zimě, bývá ukončeno po třech zamrznutích vody ve výparoměru. Nové typy měří vodní úbytek elektronicky a automaticky doplňují vodu Základní klimatické charakteristiky výparu Charakteristiky výparu mají nejen hydrologický, agroklimatologický a biologický význam, ale jsou důležité i pro studium oběhu vody v krajinné sféře. Stanovení výparu je poměrně složité a zjišťuje se jen na vybraných stanicích. Běžná zpracování mohou zahrnovat roční chod měsíčních průměrů v mm a v % ročního úhrnu a roční úhrn. Vhodným doplňkem jsou měsíční maxima a minima. Významné jsou měsíční průměry denních a ročních úhrnů (od 7 do 21 hod. a od 21 do 7 hod.), údaje o dnech bez výparu a také údaje o dnech s výparem průměrným, maximálním a minimálním.

344 123 Čára spojující místa se stejnou intenzitou výparu se nazývá izoombra a se stejnou hodnotou výparu izoatma. Obr. 72: Výparoměr ( Oblačnost Přístroje na měření oblačnosti Využívá záznamu lumisférického stínítka oblohy automatickou kamerou. Kamera nad vypuklým zrcadlem měří odraz oblohy od zrcadla. Obr. 73: Schéma měření oblačnosti automatickou kamerou ( Základní klimatické charakteristiky oblačnosti V klimatologii se obvykle zpracovávají charakteristiky oblačnosti společně se slunečním svitem. Mezi těmito klimatickými prvky existuje vztah, který lze vyjádřit: O + S 100 kde O je oblačnost v % a S doba slunečního svitu vyjádřená v % astronomicky možné doby. V případě charakteristik oblačnosti je třeba mít na zřeteli, že průměrné hodnoty zdaleka nevystihují skutečné poměry oblačnosti. Proto se doporučuje vedle ročního chodu oblačnosti podle denních průměrů použít alespoň měsíční průměry termínových pozorování v 7, 14 a 21 hodin a údaje o nejvyšší a nejnižší měsíční oblačnosti.

345 124 Dalším vhodným doplňkem může být četnostní zastoupení dní podle jednotlivých stupňů oblačnosti. Počet jasných, oblačných a zatažených dní spolu s dlouhodobými průměry oblačnosti jednotlivých dní roku je vhodným doplňkem i při studiu slunečního svitu a při studiu zvláštností ročního chodu podnebí. Čára, která spojuje na mapě místa se stejnou oblačností, tj. stejným stupněm pokrytí oblohy oblaky se nazývá izonefa Atmosférické srážky Přístroje na měření atmosférických srážek Nelze je měřit přesně bodově, naměřené hodnoty se vztahují k ploše. Naměřené hodnoty proto tvoří pouze odhady skutečnosti. Měří se množství, intenzitu, trvání a druh srážek. Srážkoměr tvoří dvě stejně velké válcové nádoby, nálevka, konvice, skleněná odměrka. Záchytná plocha činí 500 cm 2 nebo 200 cm 2, její výška je 1 m nad zemí. Měří se s přesností na 0,1mm. V zimě se vyndává trychtýř a na padaný sníh se poté vezme do nevyhřívané místnosti a nechá se pozvolna roztát. Totalizátor se využívá na hůře dostupných místech, srážky se kumulují za delší dobu. Proti výparu se přidává olej a proti zamrzání vody roztok CaCl 2. Dnes se odečítají hodnoty každý měsíc. Obr. 74: Totalizátor ( Celková výška sněhu se měří sněhoměrnou tyčí s přesností na 1 cm. K měření slouží i přenosná sněhoměrná lať. Výška nového sněhu se měří sněhovou deskou, která se vtlačí do sněhu a speciálním pravítko se určí výška Měří se na místě které není ovlivněno větrem.

346 Základní klimatické charakteristiky atmosférických srážek V klimatologické praxi bývají nejčastěji zpracovávány měsíční srážkové úhrny. Z nich se stanovují např. průměrné dlouhodobé měsíční srážkové úhrny, k nimž se uvádějí nejvyšší a nejnižší měsíční úhrny s udáním roku výskytu. S datem výskytu lze uvést i nejvyšší denní srážkové úhrny, které se v jednotlivých měsících studovaného období vyskytly. Tytéž charakteristiky lze uvést pro roční období či jinak stanovené časové úseky. Orientační představu o srážkovém režimu místa poskytují např. desetileté průměrné úhrny srážek pro jednotlivé měsíce (roční období). Užitečnými charakteristikami jsou četnosti (absolutní, relativní) výskytu měsíčních (denních) srážkových úhrnů. Z nich lze stanovit hodnoty absolutních nebo relativních kumulovaných srážkových úhrnů. Ty umožňují stanovit množství srážek, které spadne v určitém období roku i množství, které již z celkového ročního úhrnu spadlo ve zvolené části roku. Jako doplněk srážkových poměrů podle měsíčních úhrnů se často udávají charakteristiky denních srážek, jako jsou počet dní se srážkami a srážková pravděpodobnost, průměrné srážkové úhrny na jeden srážkový den, počet dní se srážkami 0,0 mm, 0,1 mm, 1,0 mm, 5,0 mm, 10,0 mm atd. Za srážkový den se považuje nejčastěji takový, kdy denní srážkový úhrn dosáhl hodnoty nejméně 0,1 mm. Užitečnou charakteristikou jsou informace o denním chodu průměrné hodinové intenzity srážek a kalendáře významných krátkodobých lijáků. Dále je užitečné uvádět průměrný počet dní s bouřkou a kroupami a jejich pravděpodobnost. Velmi významnou charakteristikou je průměrný počet srážkových a bezesrážkových období (period) a údaje o jejich průměrné a maximální době trvání. Za srážkové (bezesrážkové) období považujeme ty případy, v nichž se srážky vyskytly, resp. nevyskytly v určitém počtu po sobě následujících dní. Za spodní hranici bývá v našich podmínkách nejčastěji považované období 5 po sobě následujících dní bez srážek. Čára spojující místa se stejnými úhrny srážek za určité období se nazývá izohyeta. Nejčastěji zjišťované charakteristiky sněhových poměrů jsou počet dní se sněžením, datum prvního a průměrného prvního i posledního a průměrného posledního dne se sněžením, délka období se sněhovou pokrývkou (souvislou a nesouvislou), vodní hodnota sněhové pokrývky, výška nově napadlého sněhu i celkové sněhové pokrývky (v cm), údaj o maximální výšce sněhové pokrývky atd. Izonifa je izolinie používaná ke znázornění plošného rozložení jevů souvisejících se sněhem. Někteří autoři ji používají ke spojení míst se stejnou výškou sněhové pokrývky, jiní se stejným počtem dnů se sněžením. Zavádí se ještě termín izochiona ke znázornění plošných jevů souvisejících se sněhem. Užívání tohoto pojmu není jednotné a čára se používá ke spojení míst a) se stejnou výškou sněhové pokrývky, b) se stejným trváním sněhové pokrývky, c) se stejným počtem dní se sněžením nebo d) se stejnou výškou sněžné čáry.

347 126 Obr. 75: Omrograf ( 142df03745e) a detail automatického člunkového srážkoměru Směr a rychlost větru Přístroje na měření rychlosti a směru větru Charakteristiky větru (směr, rychlost a nárazovost větru) se měří ve výšce 10 m nad zemí. Směr větru se měří pomocí větrné směrovky, anemoindikátoru nebo anemografu. Nejběžnější metody měření rychlosti větru využívají dynamické účinky tlaku větru nebo jeho zchlazovací účinky. Dynamické účinky tlaku vzduchu využívá miskový anemometr, který tvoří Robinsonův 3 ramenný kříž otáčející se vždy jedním směrem. V případě využití zchlazovacího účinku větru se měří velikost ochlazení vyhřívaných vláken. Jejich ohřev (ochlazení) závisí na rychlosti proudění vzduchu. Nejmodernějším typem přístroje je optický anemometr.

348 127 Obr. 76: Anemometr s větrnou směrovkou a ruční digitální anemometr Základní klimatické charakteristiky větru Zpracování pozorování a měření větrných poměrů se v případě směrů větru jedná o vektorové veličiny, které vyjadřují 8 nebo 16 hlavních směrů. Ve většině případů je účelné zpracovat charakteristiky větru podle 8 hlavních směrů (N, NNE, NE, ENE, E, ESE, SE, SSE, S). Při grafickém vyjádření vytvářejí tzv. větrnou růžici jsou označeny počátečními písmeny názvů směrů odkud vanou (českých nebo anglických). Přehledný obraz o větrných poměrech podávají větrné růžice. Jejich konstrukce je různá a závisí na účelu, jemuž mají sloužit i na jevech, které zobrazují. Tak mohou být sestrojeny i větrné růžice rozložené. Četnosti jednotlivých směrů mohou být odstupňované podle síly nebo rychlosti větru. Směry lze nahradit přibližnými hodnotami azimutu. Zpracování větrných poměrů závisí více než u kterýkoliv meteorologického prvku na potřebách a cílech. Nejčastější jsou charakteristiky větrných poměrů rozdělené do 8 nebo 16 základních směrů v % podle jednotlivých měsíců nebo ročních dob. Představu o chodu větrných poměrů podávají četnosti jednotlivých směrů podle termínových pozorování. Je možné stanovit výsledný směr nebo převládající směry (hlavní a vedlejší) větrů. Důležité jsou četnosti síly větru podle Beaufortovy stupnice nebo četnosti intervalů rychlosti. Významnou charakteristikou je četnost silných ( 6 Beauf.) a bouřlivých větrů ( 8 Beauf.). Stejné charakteristiky bývá zvykem uvádět i v m.s -1 z anemometrických měření. Vedle zjištění četností lze studovat rychlosti větru ve všech směrech. Podrobnější zpracování větrných poměrů může obsahovat četnosti jednotlivých směrů v hodinových termínech a to bez ohledu na směry. Charakteristiky lze doplnit o délku trvání určitých rychlostí v hodinách i v procentech. Čára spojující místa se stejnou rychlostí (v tomto případě větru) se nazývá izotacha (někdy izanemona).

349 Automatické meteorologické stanice Rozvoj techniky a informačních technologií spolu s potřebou přesnějších meteorologických dat pro zpracování klimatických charakteristik a pro operační použití umožnily přechod na plně automatizovaná měření. Umožňují velmi přesná a kontinuální měření všech meteorologických prvků s minimálním nárokem na obsluhu. Automatická meteorologická stanice poskytuje základní údaje o hodnotách meteorologických prvků v přízemní vrstvě atmosféry. Tvoří ji sestava elektronických přístrojů měřících teplotní a vlhkostní charakteristiky vzduchu a půdy, charakteristiky proudění v atmosféře a úhrn srážek. Stanice bývá umístěna stejně jako meteorologická budka na volném prostranství bez jakýchkoliv překážek v proudění vzduchu. Umístění jednotlivých čidel a přístrojů se řídí příslušnými předpisy a mezinárodními pravidly. Obr. 77: Schéma automatické meteorologické stanice Obr. 77: Automatická meteorologická stanice MESSO Olomouc Envelopa

350 129 Stanice má obvykle bateriové napájení s možností dobíjení ze solárního panelu. Stanice obsahuje vlastní modem vysílá zprávu v předem zvolených intervalech (standardně 10 minut). Data ze stanice jsou ukládána v pravidelných časových intervalech do vnitřní paměti koncentrátoru. Dle požadavku uživatele jsou data převedena do počítače na disk, vyhodnocena a případně uložena do databáze. Snímače Meteorologickou budku nahrazuje radiační štít. Žaluziový válec chrání čidlo teploty a vlhkosti vzduchu před slunečním zářením a srážkami. Zároveň umožňuje jeho dobrou ventilaci. Všechna zařízení pro měření teploty a vlhkosti jsou umístěna 2 m nad zemí. Vektorový anemometr měří rychlost a směr proudění vzduchu. Elektronický pyranometr měří intenzitu globálního slunečního záření. Pracuje na termoelektrickém principu, kdy diferenční termočlánek nebo termobaterie indikuje teplotní rozdíl povrchu který absorbuje KV záření a povrchu, který záření nepohlcuje. Automatický srážkoměr měří úhrn srážek na principu tzv. kolíbky. Ta se po zaplnění definovaným množstvím vody (odpovídající 0,1 mm srážek) vlastní vahou vyprázdní a impuls, který překlopením kolíbky vznikne, je elektronicky zpracován. V zimním období může být nádobka vytápěna, aby nezamrzla. Přenos naměřených dat ze stanice na server se děje např. prostřednictvím modulu GMS/GPRS, odkud je dle potřeby uživatel získává prostřednictvím počítačové sítě k dalšímu zpracování.

351 130 Pro zájemce Příklad / Příklad z praxe Na webových stránkách ČHMÚ najděte nejbližší profesionální meteorologickou stanici a zjistěte charakteristiky, kterými reprezentuje klimatické poměry svého okolí. Úkol / Úkol k zamyšlení S pomocí dostupných meteorologických přístrojů provádějte po dobu jednoho dne pokusná měření odpovídajících meteorologických prvků a stanovte vybrané základní charakteristiky pro tento den. Tento pokus opakujte po měsíci, popište a zdůvodněte případné rozdíly. SHRNUTÍ Na meteorologických stanicích se měří základní meteorologické prvky s použitím tradičních i digitálních přístrojů. Ze získaných hodnot se stanovují základní klimatické charakteristiky, které jsou nezbytně nutné pro popis podnebí místa na všech prostorových úrovních. Kontrolní otázky a úkoly 1. Vyjmenujte základní přístroje na měření základních meteorologických prvků a popište princip měření. 2. Uveďte základní charakteristiky, které s běžně zjišťují pro tyto prvky. Pojmy k zapamatování Izolinie, klimatická charakteristika, meteorologická měření, meteorologický přístroj

352 131 Závěr Učebnice shrnuje základní poznatky z meteorologie a klimatologie pro studenty geovědních disciplín. Je zpracován ve formě a zásadách e-learningového textu. V úvodu každé kapitoly je tedy kromě vlastního textu text motivační, informace o tom, co po prostudování může uživatel umět. Závěrečná část kromě kontrolních otázek obsahuje pojmy k zapamatování, v případě účelnosti příklady k řešení i příklady z praxe a též odkaz na informační zdroje pro vážnější zájemce o popisovanou problematiku. Základem pro zpracování textu byly učební texty, které autor pro potřeby studentů geovědních disciplín na PřF UP publikoval v různých modifikacích letech 1991, 1997, 2004, 2006 doplněné o informace z odborných prací, které autor během uplynulých 25 let publikoval. Pro zvýšení názornost jsou skripta doplněna tabulkami, grafy a obrázky. Vzhledem k možnostem, které v tomto směru nabízí Internet, byl na rozdíl od dřívějších vydání této zdroj hojně využívaný. Díky existenci vlastní provozované Metropolitní staniční sítě Olomouc mohla být celá řada meteorologických jevů a procesů dokladována na reálných datech. Vzhledem k rozsahu textu nemohly být všechny okruhy a související témata popsána podrobně a zájemce o hlubší studium meteorologie a klimatologie musí využít jiné informační zdroje.

353 132 Použité zdroje Autor, A. (2011) Název knihy. Místo vydání: Vydavatelství. Autor, B. (2011) Název článku. Název časopisu a číslování (ročník, číslo, strany). Autor, C. (2011) Název článku. IN Autor, D. Název sborníku. Místo vydání: Vydavatel. Strany. Autor, D. (2012) Název textu (on-line). Cit Dostupné z: Arbogast, A., F. (2011) Discovering Physical Geography. Second Edition. Wiley, John Wiley & Sons, Inc. Barry, R. G., Chorley, R. (1998): Atmosphere, Weather & Climate. Seventh Edition. Routledge London and New York. Bednář, J., Zikmunda, O. (1985) Fyzika mezní vrstvy atmosféry. Praha: Academia. Burt, Ch., C. (2004) Extreme Weather. A Guide & Records. W. W. Norton & Company. Cracknell, A. P. (2001) Remote Sensing and Climate Change. The Role of Earth Observation. Springer- Verlag Berlin Heidelberg New York. Dvořák, P. (2001) Ilustrovaný Atlas oblaků. Svět křídel, Cheb. Fišák, J. (1994) Návod pro pozorovatele meteorologických stanic. Metodický předpis č. 11. Praha: ČHMÚ,114 s. Gabler, R., E. et. al. (2007) Essential of Physical Geography. Eighth Edition. Thomson Brooks/Cole. Harries, J. E. (1994) Earthwatch. The Climate from Space. John Wiley & Sons, Chichester New York Brisbane Toronto Singapore, 216 p. Kolektiv (1980) Bioklimatologický slovník terminologický a explikativní. Academia, Praha. Kolektiv (1972) Katalog povětrnostních situací pro území ČSSR. HMÚ, Praha, 40 s. March, W., M., Grossa, J. M. Jr. (2002) Environmental Geography. Science, Land Use, and Earth Systems. 2nd edition. John Wiley & Sons, Inc. Mc Giffie, K., Henderson-Sellers, A. (1997) A Climate Modelling Primer. Second Edition. John Wiley & Sons, Inc., 253 s. Netopil, R. a kol. (1984) Fyzická geografie I. Praha: SPN, 272 s. Petrík, M. a kol. (1986) Lesnícka bioklimatológia. Bratislava: Príroda, 346 s. Polčák, N., Šťastný, P. (2010). Vplyv reliéfu na veterné pomery Slovenskej republiky. FPV UMB Banská bystrica, SHMÚ Bratislava, 132 s. Polčák, N. (2009) Základy klimatológie pre geografov. Univerzita Mateje Béla v Banskej Bystrici, Banská Bystrica. Prošek, P., Rein, F. (1982) Mikroklimatologie a mezní vrstva atmosféry. Praha: SPN, 237 s. Quitt, E. (1971) Klimatické oblasti Československa. Studia Geographica 16. GgÚ ČSAV, Brno, 73 s. Rob, A. et al. (1996): El Nino Southern Oscillation and Climatic Variability. CSIRO Publishing, 405 s.

354 Schneider, S. H. Editor in Chief (2011) Encyclopedia of Climate and Weather. Vol. I, II, III. Second Edition. Oxford University Press, New York, Oxford. Skřehot, P. (2008). Velký atlas oblaků. CPRESS. Sobíšek, B. za kol. (1993) Meteorologický slovník výkladový a terminologický. Academia a MŽP ČR, Praha, 594 s. Tolasz, R. et. al (2007) Atlas podnebí Česka/Climate Atlas of Czechia. ČHMÚ Praha/UP Olomouc. Trizna, M. (2007) Meteorológia, klimatológia a hydrológia pre geografov. Bratislava, Geografika, 144 s. Vysoudil, M. (1981) Vliv reliéfu Rosicko-Oslavanska na čas výskytu a úroveň maximálních teplot. Sborník ČSSZ, roč. 1981, č. 2, sv. 86, str Vysoudil, M. (1987) Dlouhodobé trendy atmosférické cirkulace Met. zprávy, roč. 40 (1987), č. 4, str Vysoudil, M. (1989) Dlouhodobé kolísání srážek na území severní Moravy Spisy univerzity Palackého. Univerzita Palackého, Olomouc, 139 s. Vysoudil, M. (2000) Topoklimatické mapování: Od teorie k praxi. [Topoclimatic Mapping: From Theory to Praxis]. Geografický časopis, GÚ SAV, Bratislava, 2000, 52 (2000), č. 2, Vysoudil, M. (2004) Meteorologie a klimatologie. Univerzita Palackého v Olomouci, Olomouc, 232 s. WMO (1988): Scientific Assesment of Ozone Depletion: Executive Summary. Global Ozone Research and MonitoringProject - Report No. 44, WMO, 33 str. Yoshino, M. M. (1975) Climate in a Small Area. An Introduction to Local Meteorology. Tokyo: University of Tokyo Press. Zverev, A. S. (1968) Synoptická meteorológia. Bratislava: Alfa, 711 s. 133 Vybrané zdroje na Internetu: (World Meteorological Organization) (Global Climate Observing System) (National Climatic Data Center - National Administration) Oceanic and Atmospheric (National Snow Ice Data Center) (Český hydrometeorologický ústav) (Aktuální počasí ve světě) (Národní centrum pro výzkum hurikánů) (Europe's Meteorological Satellite Organisation) (Atmospheric Sciences Data Center)

355 134 Profil autora Doc. RNDr. Miroslav Vysoudil, CSc. Na UP působí od roku 1976, od roku 1986 pak na Katedře geografie PřF UP, kterou v letech vedl. Dlouhodobě se zabývá klimatologií, zejména studiem místního podnebí, v posledních letech i podnebím města. Zaměřuje se též na využití dálkového průzkumu Země v geografii, při studiu životního prostředí a globálních environmentálních problémů. Absolvoval řadu zahraničních studijních, pracovních a přednáškových pobytů pobytů (např. bývalá Jugoslávie, Slovinsko, Rakousko, Nizozemsko, Německo, Rusko, Kanada), aktivně se zúčastnil mnoha zahraničních sympozií a konferencí (např. Norsko, Itálie, JAR, Izrael, USA, Austrálie). Jako řešitel (spoluřešitel) se podílel na realizaci národních i mezinárodních výzkumných projektů. Je autorem jak vědeckých a odborných prací, tak i vysokoškolských a středoškolských učebnic a učebních textů.

356 Univerzita Palackého v Olomouci Katedra geografie ZÁKLADY HUMÁNNÍ GEOGRAFIE 1 GEOGRAFIE OBYVATELSTVA (pracovní verze určená k ověření ve výuce) Marián Halás Šárka Brychtová Miloš Fňukal Rozšíření akreditace studia učitelské geografie na PřF UP v Olomouci o kombinovanou formu CZ.1.07/2.2.00/

357 Vytvořeno jako pracovní verze distanční studijní opory určená k ověření ve výuce.

358 Obsah Obsah... 3 Úvod... 5 Vysvětlivky k ikonám Úvod do humánní geografie Pozice (humánní) geografie v systému vědních disciplin Parciální discipliny humánní geografie Vývoj humánní geografie Úvod do geografie obyvatelstva, zdroje a charakter dat Úvod do geografie obyvatelstva Zdroje a charakter dat Vývoj obyvatelstva Antropogeneze Vývoj lidských populací Rozmístění obyvatelstva Obyvatelstvo a prostor Prostorové struktury obyvatelstva Hustota zalidnění a koncentrace obyvatelstva Rozmístění obyvatelstva ve vztahu k přírodním faktorům Rozmístění obyvatelstva ve vztahu k socioekonomickým faktorům Přirozený pohyb obyvatelstva Přirozený pohyb jako součást dynamiky obyvatelstva Porodnost a plodnost Úmrtnost Potratovost Sňatečnost Rozvodovost Mechanický pohyb obyvatelstva Mechanický pohyb jako součást dynamiky obyvatelstva Ukazatele migračních pohybů Významné mezikontinentální a mezinárodní migrace Celkový pohyb obyvatelstva Struktury obyvatelstva Znaky pro rozlišení struktur obyvatelstva Struktura obyvatelstva podle pohlaví a věku Rasová struktura obyvatelstva... 56

359 7.4 Jazyková a národnostní struktura obyvatelstva Religiózní struktura obyvatelstva Demografické cykly a populační prognózy Demografická revoluce Druhý demografický přechod a stárnutí obyvatelstva Populační prognózy Závěr Použité zdroje Profil autora... 69

360 Úvod Vážení studenti, do rukou se Vám dostává pracovní verze studijního textu Základy humánní geografie 1 Geografie obyvatelstva. Tento text je vytvořen v souladu se zásadami pro tvorbu distančních studijních opor, proto má možná pro Vás poněkud nezvyklou formu. V budoucnosti by měl sloužit Vašim kolegům z připravované kombinované formy studijního oboru Geografie. Cílem pracovníků katedry geografie je zpracovat pro ně studijní opory tak, aby i ve specifických podmínkách domácí přípravy kombinované se sobotními tutoriály získali stejnou sumu znalostí jako Vy, účastníci prezenčního studia. Na rozdíl od Vás budou tito Vaši kolegové studovat při zaměstnání, a tudíž budou mít jen omezené možnosti konzultovat nejasné nebo obtížně srozumitelné pasáže textu. Budeme Vám proto vděčni, když autory této studijní opory na taková místa upozorníte. Přípravu distanční formy studijního oboru Geografie zajišťuje projektový tým Operačního projektu Vzdělání pro konkurenceschopnost CZ.1.07/2.2.00/ Rozšíření akreditace studia učitelské geografie na PřF UP v Olomouci o kombinovanou formu, do kterého je zapojena většina členů katedry geografie, mj. všichni vyučující. Z prostředků projektu je hrazena zejména příprava studijních opor. Ty jsou postupně zpracovávány podle jednotné metodiky tak, aby byly během akademického roku ověřeny ve výuce. Jejich definitivní verze budou recenzovány jak z odborného, tak didaktického hlediska.

361 Vysvětlivky k ikonám Průvodce studiem Prostřednictvím průvodce studiem k vám promlouvá autor textu. V průběhu četby vás upozorňuje na důležité pasáže, nabízí vám metodickou pomoc a nebo předává důležitou vstupní informaci ke studiu kapitoly. Příklad Příklad objasňuje probírané učivo, případně propojuje získané znalosti s ukázkou jejich praktické aplikace. Úkoly Pod ikonou úkoly najdete dva druhy úkolů. Buď vás autor vybídne k tomu, abyste se pod nějakou otázkou zamysleli a uvedli svůj vlastní názor na položenou otázku, nebo vám zadá úkol, kterým prověřuje získané znalosti. Správné řešení zpravidla najdete přímo v textu. Pro zájemce Část pro zájemce je určena těm z vás, kteří máte zájem o hlubší studium dané problematiky. Najdete zde i odkazy na doplňující literaturu. Pasáže i úkoly jsou zcela dobrovolné. Řešení V řešení můžete zkontrolovat správnost své odpovědi na konkrétní úkol nebo v něm najdete řešení konkrétního testu. Váže se na konkrétní úkoly, testy! Nenajdete zde databázi správných odpovědí na všechny úkoly a testy v textu! Shrnutí Ve shrnutí si zopakujete klíčové body probírané látky. Zjistíte, co je pokládáno za důležité. Pokud shledáte, že některému úseku nerozumíte, nebo jste učivo špatně pochopili, vraťte se na příslušnou pasáž v textu. Shrnutí vám poskytne rychlou korekci! Kontrolní otázky a úkoly Prověřují: do jaké míry jste pochopili text, zapamatovali si podstatné informace a zda je dokážete aplikovat při řešení problémů. Najdete je na konci každé kapitoly. Pečlivě si je promyslete. Odpovědi můžete najít ve více či méně skryté formě přímo v textu. Někdy jsou tyto otázky řešeny na tutoriálech. V případě nejasností se obraťte na svého tutora. Pojmy k zapamatování Najdete je na konci kapitoly. Jde o klíčová slova kapitoly, která byste měli být schopni vysvětlit. Po prvním prostudování kapitoly si je zkuste nejprve vyplnit bez nahlédnutí do textu! Teprve pak srovnejte s příslušnými formulacemi autora. Pojmy slouží nejen k vaší kontrole toho, co jste se naučili, ale můžete je velmi efektivně využít při závěrečném opakování před testem!

362 7 1 Úvod do humánní geografie Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Identifikovat pozici humánní geografie v systému vědních disciplin Pojmenovat parciální discipliny humánní geografie (tradiční i méně tradiční) Zhodnotit historický vývoj humánní geografie, hlavně její vývoj v poválečném období Doba potřebná k prostudování kapitoly: 60 minut. Průvodce studiem V učebnici se budeme dominantně soustředit na problematiku geografie obyvatelstva a sídel, které jsou součástí humánní geografie. Proto je na úvod potřebné přiblížit charakter humánní geografie, její vývoj a pozici mezi vědními disciplinami. 1.1 Pozice (humánní) geografie v systému vědních disciplin Geografie je zajímavá vědní disciplina, která zkoumá krajinnou sféru Země a prostorové rozložení jednotlivých jevů. Obecně ji můžeme považovat za multidisciplinární vědní obor, který se nachází v průniku přírodních, společenských a technických věd. Zároveň se nachází na rozmezí idiografických a nomotetických vědních disciplin. Idiografické discipliny vycházejí z myšlenek a idejí, které se snaží rozvíjet a odůvodňovat, důraz kladou na individuální případy, které nemusí být vždy nutně zobecněné (typickým příkladem je filosofie). Nomotetické discipliny jsou exaktní, jsou založené na pevných datech a jednoznačných operacích. Nosním kamenem jsou pro ně jednoznačné zákonitosti a důkazy, které mají obecnou platnost (příkladem může být matematika). Geografii (přesněji systematickou geografii) rozdělujeme na geografii fyzickou a geografii humánní. Humánní geografie se rozvinula poté, kdy člověk začal výrazným způsobem ovlivňovat život na Zemi. Nejprve se snažil popsat způsoby hospodaření, tvary domů a sídel, zdroje využitelné pro obchod apod. Na rozdíl od fyzické geografie, zabývající se prostorovým rozložením přírodních prvků a jevů, je humánní geografie primárně společenskou vědní disciplinou. Zkoumá prostorové rozložení obyvatelstva a prostorové rozložení jevů tvořených jeho činností to znamená všech jevů, které člověk buď vytvořil nebo jich svou činností a působením přímo či nepřímo ovlivňuje. Humánní geografie Na tomto místě je nutné přistavit se u samotného názvu humánní geografie. V celém vyspělém světě se termín humánní geografie standardně používá (v angličtině human geography, ve francouzštině géographie humaine apod.), je to i oficiální termín užívaný Mezinárodní geografickou unií.

363 8 Navzdory tomu pražští geografové doposud stále používají slovní spojení sociální geografie a téměř celá česká geografická obec (učebnice, studijní materiály, akreditační a jiné komise) se tomu zatím přizpůsobuje. Ve světě je však sociální geografie vnímána poněkud jinak, a to jako podmnožina humánní geografie, která se soustřeďuje dominantně na problematiku sociálních jevů, struktur a procesů. Každá relevantní vědní disciplina má svůj objekt (Koho a co zkoumá?) a předmět (Co na tom zkoumá a jakým způsobem?). Objektem studia humánní geografie je humánní (neboli socioekonomická) sféra Země tj. člověk a jeho činnost. Předmětem studia humánní geografie jsou zákonitosti vývoje, struktury a prostorového rozložení humánní (socioekonomické) sféry Země. Kromě tradičního výzkumu socioekonomické sféry se humánní geografie soustředí i na poznávání nemateriální geosféry antropogenní povahy, patří sem například noosféra a kybersféra. Noosféra je sféra myšlení, představ, hodnot, etických principů, nemateriální kultury či ideologických doktrín. V současném globalizovaném světě sehrává noosféra důležitou roli. Budoucí vývoj můžou např. výrazně ovlivňovat myšlenkové pochody jednotlivců s vůdčími sklony, iracionálně se můžou chovat světové trhy (globální panika trhu) apod. Kybersféra je sféra virtuálního prostoru, např. na internetu. Do virtuálního prostoru se nám přesouvá stále větší podíl našich reálných životů, a to hlavně u obyvatelstva nižších věkových kategorií. Tab. 1 Struktura geografických disciplin Geosféra Fyzicko-geografická sféra Socioekonomická sféra Geosféra Noosféra a kybersféra Pramen: Vlastní zpracování. Tradiční Charakter geosféry Materiální, neantropogenní povahy Materiální, antropogenní povahy Nové Charakter geosféry Nemateriální, antropogenní povahy 1.2 Parciální discipliny humánní geografie Humánní geografie se skládá z několika parciálních disciplin, které můžeme rozdělit na tradiční a méně tradiční. Podle výuky na středních i vysokých školách patří mezi tradiční discipliny humánní geografie: geografie obyvatelstva geografie sídel geografie zemědělství geografie průmyslu geografie dopravy geografie obchodu a služeb geografie cestovního ruchu

364 9 Všechny tyto parciální discipliny jsou standardně vyučované a je jim věnována dostatečná pozornost a prostor. Geografii zemědělství, geografii průmyslu, geografii dopravy, geografii obchodu a služeb a geografii cestovního ruchu můžeme označit souhrnným názvem ekonomická geografie. Ekonomická geografie se zabývá výrobními i nevýrobními aktivitami člověka, tedy celým hospodářstvím, přesněji prostorovým rozložením jednotlivých hospodářských sektorů. Podle zaměření a charakteru ekonomické aktivity rozlišujeme čtyři sektory (sféry) hospodářství: primární sektor zemědělství, rybolov, lesní hospodářství sekundární sektor průmysl a stavebnictví terciární sektor doprava, cestovní ruch, obchod a služby kvartérní sektor sofistikované služby jako věda a výzkum, práce s informacemi Všechny výrobní (z primární a sekundární sféry) i nevýrobní (z terciární a kvartérní sféry) složky se odehrávají v konkrétním místě a čase a vytvářejí jisté systémy. Právě studium územně lokalizovaných systémů a zákonitostí jejich vzniku a fungování patří k hlavním cílům humánní geografie. Kromě tradičních disciplin však existuje nesčetně mnoho méně tradičních disciplin, které je rovněž možné označit jako parciální discipliny humánní geografie. Namátkou je možno zmínit např. geografii sportu, geografii kultury nebo dokonce obory, které jsou založené na subjektivním vnímání jako např. geografie strachu apod. V podstatě všechno okolo nás co je možné pozorovat a nějakým způsobem souvisí s člověkem má humánně-geografickou dimenzi. Geografií se to potom stává v tom případě, zkoumáme-li prostorovou diferenciaci tohoto jevu to znamená, jak je jev rozložen v regionech (obcích, administrativních jednotkách státech apod.). 1.3 Vývoj humánní geografie Výraznější rozvoj humánní geografie nastal v polovině 19. století. Tento rozvoj úzce souvisí s prudkým rozvojem lidské společnosti. Při vysvětlování společenských a hospodářských rozdílů ve světě přitom geografie stále vycházela z pojetí jednostranné závislosti společnosti na přírodních podmínkách geografický determinismus. Na determinizmus volně navazuje pozitivismus, kterého zakladatelem byl francouzský filosof August Comte. Pozitivizmus představuje první vědeckou metodologii, klade důraz na studium faktů a empirické pozorování. Zdůrazňuje, že pouze na tomto základě lze sestavit jediný skutečný obraz světa. Předpokládá neutralitu a opakování vědeckého poznání a objektivitu vědce. Všechny teorie jsou ověřovány empiricky. Položil základy současné vědy a částečně je používaný dodnes. Geografický posibilismus, kterého hlavním představitelem byl francouzský geograf Paul Vidal de La Blache, znamená jistý odklon od determinismu. V závěru 19. století zároveň můžeme pozorovat vznik regionální geografie v dnešním slova smyslu, tj. jako komplexní vědní discipliny, která region bere jako výsledek vzájemného působení fyzickoeografických a humánněgeografických jevů. Determinismus Pozitivismus Posibilismus

365 10 Indeterminismus Kvantitativní revoluce Druhá fáze rozvoje navazuje na rozvoj společenských věd (zhruba od dvacátých let 20. století). Výrazný odklon od determinismu přináší geografický indeterminismus (hlavním představitelem je americký geograf Richard Hartshorne). Indeterminismus navazuje částečně na de La Blacha, hovoří ale o úplné nezávislosti člověka na přírodních podmínkách. Za hybnou silu je považován člověk, obdařený svobodnou vůlí a záleží jen na něm, jak geografické prostředí využije. Vznik tohoto proudu v americkém prostředí je přirozený, protože přírodní podmínky hrály při formování regionálního a sídelního systému Spojených států daleko menší roli (např. když to srovnáváme s Evropou). V 50. a 60. letech 20. století dominuje kvantitativní pojetí humánní geografie. Toto období nazýváme též kvantitativní revolucí, která je inspirovaná pozitivistickými metodami a přístupy. Nastává proces exaktizace a matematizace geografie, výrazně se ve výzkumu využívají statistické analýzy. Spolu se společenskou krizí na konci 60. let přichází kritika pozitivismu a nástup kvalitativních výzkumních metod. Prosazuje se tzv. humanistická geografie, která staví do centra geografického vnímání člověka (vazba na filozofii a jiné humanistické obory), později i další radikální směry jako (neo)marxistická geografie či v 80. letech feministická geografie. Po druhé světové válce v humánní geografii neustále soutěží její dva proudy: filosofické (idiografické) vysvětlení socioekonomických jevů: vychází z myšlenkových proudů a filosofických základů. matematické (nomotetické, kvantitativní) vysvětlení socioekonomických jevů: vychází z práce s čísly a statistickými daty, Je to důsledek toho, že pro humánní geografii, stejně jako pro geografii obecně, je typická pozice mezi idiografickými a nomotetickými vědními disciplinami. Moderní humánní geografie už nemá pouze popisný charakter, snaží se stále více směrovat svůj pohled do budoucnosti tvorba prognóz, snaha zapojit se do územního plánovaní a plánovacích procesů jednotlivých socioekonomických prvků. Mezi nové směry výzkumu humánní geografie, které nejsou v České republice ještě dostatečně rozvinuté, patří i výzkum nemateriálních prvků jako myšlení, vnímání hodnot, etických principů, nemateriální kultury, ideologických doktrín nebo výzkum virtuálního prostoru, např. na internetu.

366 11 SHRNUTÍ Humánní geografie zkoumá humánně geografickou (nebo-li socioekonomickou) sféru Země, tj. člověka a jeho činnost) Noosféra a kybersféra nové sféry výzkumu v humánní geografii Parciální discipliny humánní geografie základní: geografie obyvatelstva, geografie sídel, geografie zemědělství, geografie průmyslu, geografie dopravy, geografie obchodu a služeb, geografie cestovního ruchu Vývoj humánní geografie geografický determinismus, pozitivizmus, geografický posibilizmus, geografický indeterminizmus, kvantitativní revoluce, humanistické a radikální geografie, prolínání idiografických a nomotetických přístupů Kontrolní otázky a úkoly 1. Uveďte, co může být v humánní geografii idiografické, tedy založená na myšlenkách a idejích a co nomotetické, tedy vycházejících z matematických výpočtů. 2. Pokuste se pojmenovat některé další, méně tradiční, parciální discipliny humánní geografie. Co by mohli např. zkoumat? Pojmy k zapamatování Humánní geografie, idiografické vs. nomotetické, noosféra a kybersféra, determinismus, pozitivizmus, posibilizmus, indeterminizmus

367 12 2 Úvod do geografie obyvatelstva, zdroje a charakter dat Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Pojmenovat rozdíl mezi geografií obyvatelstva a demografií Kde a jakým způsobem se získávají údaje a data o strukturách obyvatelstva Kde a jakým způsobem se získávají údaje a data o pohybech obyvatelstva Doba potřebná k prostudování kapitoly: 60 minut. Průvodce studiem Geografie obyvatelstva je komplexní obor zabývající se obyvatelstvem s důrazem na jeho prostorovou distribuci. Při svém výzkumu spolupracuje s jinými obory, které mají k obyvatelstvu (či už ke společnosti obecně nebo i k člověku jako jedinci) co říct. Geografie obyvatelstva pracuje s množstvím statistických dat o populaci, proto je důležité poznat možnosti zdrojů pro jejich získávání, relevanci a alternativy statistického zpracování. 2.1 Úvod do geografie obyvatelstva Geografie obyvatelstva Demografie Geografie obyvatelstva je jedna ze základních disciplín humánní geografie. Zabývá se: vývojem obyvatelstva (prostorovými a časovými faktory, faktory výživy, apod.), prostorovou diferenciací a rozmístněním obyvatelstva, strukturou (složením) obyvatelstva (věková struktura, národnostní struktura, náboženská struktura apod.) a dynamikou neboli mobilitou obyvatelstva (přirozený pohyb, migrační pohyby). Kromě toho existuje i demografie, která se zabývá reprodukcí lidských populací a studiem demo-sociálních systémů. Ve srovnání s geografií obyvatelstva má menší prostorový akcent, větší důraz je kladen na biologické a jiné znaky populací. Pro demografii s prostorovou aplikací se užívají termíny geodemografie (např. obor na Univerzitě Karlově v Praze) nebo demogeografie (např. obor na Univerzitě Komenského v Bratislavě). Geografie obyvatelstva a demografie samozřejmě spolupracuje i s jinými příbuznými disciplinami. Demografie populací má blízko např. k sociální, ekonomické, ekologické a regionální politice, demografická analýza ke statistice a dalším empirickým oborům, teoretická demografie k filozofii a demografická metodologie k jiným metodologickým oborům.

368 Zdroje a charakter dat Informační zdroje o obyvatelstvu tvoří jednak údaje ze sčítání lidu, domů a bytů, dále pak z matrik a ze zdravotní statistiky. Sčítání lidu (census) se konalo v různých formách od prvních starověkých civilizací. Dnešní charakter získalo v polovině 19. století. Sčítání lidu První novodobé sčítání se konalo v tehdejším Rakousko-Uhersku v roce Provádí se zhruba každých deset let, s výjimkou vojnového období. Poslední se uskutečnilo v České republice podobně jako ve většině evropských zemí v roce Kromě údajů o počtu obyvatel a jejich základních charakteristikách (věk, profese, vzdělání, národnost, dojížďka do zaměstnání a do škol apod.) se zjišťovaly údaje o bytovém fondu a vybavenosti domácností a bytů. Obr. 1 První strana Sčítacího listu osoby při SLDB 2011 (Pramen: scitani.cz).

369 14 Při jednotlivých sčítáních lidu se ne vždy zjišťovaly všechny údaje tak, jak je tomu v současnosti. Např. data o dojížďce obyvatelstva do zaměstnání a do škol se poprvé zjišťovala v roce 1961, za socializmu se nevyplňovaly údaje o náboženství apod. V roce 2011 svou kolonku o registrovaném partnerství vyplňovali i homosexuální a lesbické páry. Údaje o národnosti jsou subjektivní a každý měl možnost vyplnit to, čím se cítí (proto jsme měli v roce 2001 tolik eskymáků), byla dokonce možnost uvést národnosti dvě. Nepovinná byla kolonka o náboženské víře, poprvé s alternativou věřící bez příslušnosti ke konkrétní církvi nebo náboženské společnosti. Důležitou skutečností ve srovnání s předchozími sčítáními byl fakt, že občané měly vyplnit místo, kde skutečně bydlí (faktický pobyt) a ne místo oficiálního trvalého pobytu, které je často pouze deklarativní. Tato skutečnost umožní lépe vyhodnocovat reálnou prostorovou distribuci obyvatelstva a míst jeho koncentrace. Zároveň lépe zjistíme počet reálného obyvatelstva hlavě u větších měst. Mezi sčítáními jsou nejdůležitějšími zdroji informací o pohybu obyvatelstva matriky, kde jsou obsaženy informace o narozeních, úmrtích, sňatcích, rozvodech apod. Matriky jsou vedené u nás od druhé poloviny 16. století. Ze zdravotní statistiky získáváme údaje o zdravotním stavu obyvatelstva, nemocnosti, příčinách úmrtí a potratech. Jinak získáváme informace o obyvatelstvu také ze soudů, ministerstva vnitra a dalších úřadů. Obr. 2 První strana formuláře pro Hlášení o narození (Pramen: czso.cz).

370 15 Změny počtu obyvatel neboli celkový přírůstek (úbytek) obyvatel jsou dány přirozeným přírůstkem nebo úbytkem (rozdíl počtu narozených a zemřelých) a migračním saldem (rozdíl počtu přistěhovalých a vystěhovalých) za určité období, zpravidla jeden rok. Na celé planetě je dán růst počtu obyvatel pouze přirozeným přírůstkem, na úrovni států a menších celků hraje významnou, a někdy i rozhodující roli migrace. Na území České republiky víme vnitrostátní migraci poměrně dobře zachytit (tedy pokud si občan při stěhování změní trvalý pobyt). Občanovi stačí nahlásit trvalý pobyt na novém místě a odhlášení z předchozího trvalého pobytu za něj zabezpečí matriky. S mezinárodní migrací je to ale komplikovanější. Imigranty (mimo nelegálních) zachytíme, protože je v jejich zájmu, aby si v republice nahlásili druh pobytu, o který mají zájem a na který mají nárok. S emigranty je to ale komplikovanější. Když se odstěhují do zahraničí, nemají doma povinnost odhlásit si trvalý pobyt a většina z nich to nedělá. Proto nemají data o počtu emigrantů příliš velkou výpovědnou hodnotu a nic se nedozvíme ani z údajů o celkovém migračním přírůstku/úbytku (tj. migračním saldu). Obr. 3 První strana formuláře pro Hlášení o stěhování (Pramen: czso.cz).

371 16 Hrubé míry jsou ukazatele, kdy vztahujeme počet událostí (počet narozených, počet zemřelých) k celkovému počtu obyvatelstva na daném území. Mezi základní patří hrubá míra po-rodnosti a hrubá míra úmrtnosti. Udávají se v promile ( ), tedy např. (počet narozených / počet obyvatel) Obecně můžeme demografická data rozdělit na okamžiková a průběžná. Okamžiková data (tzv. demografická statika) se zjišťují v jednom momentu (okamihu). Patří sem soupisy obyvatel nebo sčítání lidu (census). Průběžná data (tzv. demografická dynamika) se zjišťují za určité období, nejčastěji za jeden rok. Patří sem údaje o pohybu: evidence přirozeného pohybu a migrace nebo zdravotního stavu obyvatelstva. Toto rozdělení je podle času, data můžeme rozdělit i podle prostorových souvislostí na data se statickým prostorovým aspektem a data s dynamickým prostorovým aspektem. Data se statickým prostorovým aspektem mají ukotvení na jednom místě (např. v jednom městě). Data s dynamickým prostorovým aspektem mají svůj začátek i konec (případně orientaci). Jsou to vlastně vektory a patří sem data o všech typech migračních pohybů. Úkol / Úkol k zamyšlení Co všechno je možné dozvědět se z výsledků sčítání lidu? Vyhledejte na stránkách Českého statistického úřadu některé zajímavosti a výsledky o strukturách obyvatelstva České republiky z posledního sčítání. Jak dopadlo sčítání ve vašem městě či regionu? Úkol / Úkol k zamyšlení Data o obyvatelstvu je možné rozdělit na data se statickým a dynamickým časovým aspektem a data se statickým a dynamickým prostorovým aspektem. Uveďte příklady konkrétních dat (resp. jevů): se statickým časovým a statickým prostorovým aspektem se statickým časovým a dynamickým prostorovým aspektem s dynamickým časovým a statickým prostorovým aspektem s dynamickým časovým a dynamickým prostorovým aspektem

372 17 SHRNUTÍ Geografie obyvatelstva zkoumá vývoj, prostorovou diferenciací, struktury a dynamiku obyvatelstva Demografie, geodemografie a demogeografie příbuzné nebo obdobné discipliny jako geografie obyvatelstva, v případě demografie s menším důrazem na prostorovou složku Zdroje dat o obyvatelstvu základní: sčítání lidu a matriky Charakter dat okamžiková (zjišťovaná v jednom momentu) a průběžná (zjišťovaná za určité období) Kontrolní otázky a úkoly 1. Proč je pro demografy potřebné ovládat statistiku? 2. Jaký vliv mohla mít společenská situace v historii na výsledky sčítání lidu, konkrétně na výsledky o národnostní nebo náboženské struktuře? 3. Proč je důležité zjišťovat i faktický a nejen oficiální trvalý pobyt. Jak se tyto statistiky můžou lišit v jednotlivých obcích, městech či regionech? Pojmy k zapamatování Geografie obyvatelstva, demografie, geodemografie, demogeografie; sčítání lidu, demogafická statika a demografická dynamika

373 18 3 Vývoj obyvatelstva Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Vysvětlit průběh vývoje světové populace Objasnit časové a prostorové aspekty vývoje populací Zhodnotit rozdíly v populačním vývoji rozvojových a rozvinutých zemí Doba potřebná k prostudování kapitoly: 60 minut. Průvodce studiem Naše civilizace je nejryzejším příkladem triumfu člověka nad přírodou, přestože může celkem snadno přivolat na naše potomky pomstu přírody. Ale je dobré si připomenout, jak nedávno se tato moderní technologická revoluce odehrála. Jestliže datujeme úsvit lidstva do doby zhruba před miliónem let, potom vynález zemědělství, ke kterému došlo přibližně před lety, ovlivnil pouze 1,5 procenta lidské historie. To znamená, že přinejmenším po 98,5 procent naší minulosti byla naše ekonomika založena na lovu, rybaření a sběru divokých plodin. A průmyslová epocha, kterou datujeme od vynálezu parního stroje, pokrývá pouze 0,02 procenta lidské existence (R. F. Murphy, 1998). 3.1 Antropogeneze Geografie obyvatelstva si samozřejmě neklade za cíl odpovídat na otázky typu: Kdo jsou naši předkové, kdy přesně začíná humánní fáze člověka, odkud se vlastně člověk na této planetě vzal? Odpovědi poskytují jiné disciplíny jako například antropologie, archeologie, historie nebo i sama filozofie. Přesto se však nelze ani v naší disciplíně těmto otázkám zcela vyhnout. Otázka zní, co nás vlastně odděluje od ostatních živočichů, co je tou rozlišující charakteristikou, která vedla k pojmenování našeho druhu homo sapiens, tedy člověk rozumný, moudrý. A kde se vzala. Tímto znakem se pochopitelně rozumí vysoká inteligence lidstva, která na jedné straně přináší planetě Zemi vyspělou civilizaci, avšak s ní také nepřirozený vývoj přírodních společenstev a obrovskou degradaci celých ekosystémů. To by však byla jiná kapitola a proto se vraťme zpět na začátek. Z hlediska vývoje planety, dokonce i vývoje živé přírody je antropogeneze (vývojový proces, kterým prošel vývoj našich předků od poloopice k opici a k člověku) nepatrný časový úsek. Představme si cestu dlouhou 18 km (která bude reprezentovat 18 mld. let vývoje naší planety). Vývoj živé přírody zabírá 3 3,5 km, antropogeneze už pouze 70 m a humánní fáze evoluce člověka dokonce pouhý 1 m! A na konci tohoto vývoje nacházíme procesy globalizace, etické problémy klonování a genového inženýrství, nadnárodní korporace, ale také hlad, bídu, podvýživu, diskriminaci, hrozivé ekonomické rozdíly, populační explozi třetího světa, nemoci a předsudky věk diskontinuity.

374 19 Za původní prostor formování primátů se považuje starý svět severní polokoule. Významné nálezy předků lidoopů v tomto prostoru pocházejí z období zhruba před 30 mil. let. Byly objeveny ve východní Africe, ale i ve střední Evropě a Číně. V pliocénu (mladší třetihory) dochází k významným klimatickým změnám. Pralesy ustupují, stepi se rozšiřují. Zřejmě tento fakt měl za následek výrazné oddělení opic od hominoidů. Zatímco opice byly vázány na tropický prales, hominoidi se přizpůsobují. Proces antropogeneze probíhá s největší pravděpodobností v kontaktní zóně lesů a stepí, případně monzunových pobřeží. A za tento prostor se pokládá území mezi severní Indií a východní Afrikou. Pro zájemce Antropogeneze: vývoj člověka od poloopice počátky (třetihory) 70 mil. let (celá planeta je přitom 18 mld. let stará, živá příroda 3 mld. let, humánní fáze trvá pouze 1 mil. let) Ramapithecus (první přímý předek člověka: žil před mil. lety) Australopithecus (přechodná forma mezi lidoopi a člověkem: žil před 1 5 mil. lety) Homo habilis (žil před 1,8 mil. lety) Homo erectus (opočlověk: žil před 1 mil. 400 tis. lety) Homo sapiens steinheimesis (žil před tis. lety) Homo sapiens neandrthalensis (žil před 150 tis. lety, z období před tis. lety se našly na našem území nálezy tohoto našeho předka na Moravě v jeskyni Šipka) Homo sapiens sapiens (podstatně se nelišil od současného člověka ani stavbou těla ani kapacitou lebky, žil zhruba před tis. lety, známe nálezy pocházejí z Dolních Věstonic nebo Cro- Magnon) Monofylogeneze: všichni lidé mají stejnou biologickou a duševní podstatu Polycentrismus: formování člověka v různých geografických oblastech, ale ze stejného předchůdce 3.2 Vývoj lidských populací Významný obrat v dějinách zalidnění Země přináší neolit. Na scénu přichází neolitická revoluce. Neolitická revoluce se váže na období 7. tis. 3. tis. p. n. l. (v Přední Asii začíná kolem roku 7000 p. n. l., v Evropě asi kolem roku 4000 p. n. l.). Počátky zemědělství způsobily zásadní změnu v osídlení území. V tomto období dochází k rozsáhlému osídlování a obdělávání dosud nedotčené půdy. Pěstování plodin a chov zvířat umožnily, aby celé skupiny lidí osídlily krajinu daleko hustěji než tomu bylo doposud (lidé žili do té doby daleko více rozptýleně). Pro Evropany také není zanedbatelný fakt, že již v tomto období vzniká v západní Evropě síť vesnic, která vytvořila základ dnešní mapy osídlení venkova. Odehrála se však ještě další pozoruhodná věc, která nás bude v souvislosti s počtem obyvatelstva zvláště zajímat. Neolitická revoluce Usedlý způsob života přináší výrazný početní růst. Zatímco koncem 5. tisíciletí dosáhl počet obyvatel asi 15 milionů, v průběhu tisíce let se podle J. Vallina (1992) díky prvním úspěchům zemědělství zdesateronásobil na 150 miliónů. Tento skok se nám zdá nebývale prudký, ve skutečnosti však šlo o postupný proces, který jistě obsahoval i kroky zpět.

375 20 Přesto však lze tento jev považovat pro lidskou populaci za zcela výjimečný (na další zdesateronásobení lidské populace muselo lidstvo čekat dalších 5 tis. let, neboť počtu 1,5 miliardy dosáhlo až koncem 19. století.). Jiné odhady, např. Stampovy však předpokládají v době neolitické revoluce sice také vysoký, avšak podstatně menší početní nárůst obyvatelstva, než jak udává J. Vallin. Neolit tedy přinesl významný obrat v dějinách zalidnění Země, avšak povahu demografických procesů nezměnil. Ty zůstávaly omezeny hranicemi primitivního reprodukčního chování (přirozeného řádu reprodukce). Až do 18. století nemělo lidstvo v podstatě žádný účinný prostředek pro boj s úmrtností nebo k omezení plodnosti. Vysoká plodnost byla spjata s vysokou úmrtností. Výsledkem je velmi nízký přirozený přírůstek. V dobách krizí (hladomorů, epidemií nebo válek) se měnil dokonce i v pokles. V dobách příznivějších, ať už vlivem podnebí, technického pokroku nebo osvojení nových území, měli lidé více potravy a přežití bylo snazší. Neolit byl tedy obdobím relativního dostatku. Když však počet obyvatel dosáhl nového stropu (daný možnostmi prostředí, úrovní techniky atd.) početní růst obyvatel se opět zpomaluje a začíná být ohrožován zvýšenou úmrtností. Takže například eneolit (doba měděná) byl obdobím nepříznivým. Počet obyvatel pravděpodobně poklesl na 80 miliónů. Naopak v antice lidstvo zaznamenalo další populační růst. Na přelomu letopočtu počet obyvatel pravděpodobně stoupl na 250 miliónů. Na základě několika pramenů udává Pavlík (1964) následující orientační hodnoty populace na Zemi: Tab. 2 Odhad počtu obyvatel na Zemi na začátku našeho letopočtu Region Odhad počtu obyv. v mil. (Pavlík, 1964) Odhad počtu obyv. v mil. (Hambloch, 1982) Možná chyba v % Evropa Asie Afrika Amerika Oceánie 1 50 svět Pramen: Uvést původ dat. Při odhadu počtu obyvatelstva Evropy se využívá především údajů o počtu obyvatelstva Římské říše. V jednotlivých částech tohoto státního celku se uskutečnilo sčítání lidu. A přesto, že bylo organizováno na jiných principech, než je známe dnes, umožnilo nám přibližnou orientaci v počtu obyvatelstva na těchto územích. Odhady pro ostatní světadíly jsou složitější. Málo poznatků z tohoto období existuje např. z Ameriky, z Afriky na jih od Sahary apod. Lepší informace máme potom o Asii, neboť vývoj rozsáhlých populací je zde doložen v průběhu několika tisíciletí. Největšími byly populace čínská (60 miliónů obyvatel) a indická (pravděpodobně ještě početnější) a mnoho dalších populací s více než jedním miliónem lidí. V následujících stoletích byl růst počtu obyvatelstva velmi pomalý. Střídání období růstu s obdobími stagnace nebo dokonce poklesu trvalo prakticky až do 17. století. Pomalé tempo růstu dokazuje i údaj z roku 1650 (shoduje se na něm celá řada autorů), dle kterého dosáhl počet obyvatelstva ve světě 0,5 miliardy. Kromě známých faktorů jako války, hladomor a epidemie, měl na tomto pomalém tempu nepochybně svůj podíl i pomalý rozvoj výrobních sil. Těžiště ekonomické aktivity bylo v málo produktivním zemědělství, rychlejší rozvoj stimulovaly pouze řemesla, obchod a později hornictví.

376 21 Počet obyvatelstva Evropy se v této době zvyšuje samozřejmě také nesmírně pomalu. Ženy měly v tomto období v průměru 5 6 dětí, střední délka života však dosahovala kolem 25 let a zajistit trvalý růst počtu obyvatel bylo nemožné. V období dostatku a míru sice mírně rostl, ale hlad, bída, nemoci, epidemie a války představovaly nebezpečí zvýšené úmrtnosti, při níž počet obyvatelstva zase prudce klesal. Jedním z největších otřesů pro Evropu byla morová epidemie v letech Během pouhých dvou let zkosila % evropského obyvatelstva. Následující hladomor způsobil, že Evropa měla v roce 1400 pouze 60 % obyvatelstva oproti roku Následovala potom ještě celá řada dalších epidemií, i když již s menší krutostí. Lidstvu však drsné podmínky k životu nestačily a nastupují války, které působí další zkázu. Lidé umírají v bojích a drancování venkova působí ještě větší spoušť než samotné bitvy. Třicetiletá válka zcela pustoší Německo, v Českých zemích během jejího období poklesl počet obyvatelstva ze tří miliónů na necelé dva. Hlad a bída, hlavní regulátory demografického růstu, jsou v dějinách lidstva zapsány již od nepaměti. V 16. století sice počet obyvatelstva Evropy dosáhl stavu před morovou epidemií, ale následkem velkého hladomoru v polovině 17. století dochází k opětnému zpomalení populačního růstu. (Např. Španělsko ztratilo mezi lety díky opakujícím se obdobím hladu třetinu obyvatelstva, počet lidí klesl z 9 na 6 mil.) Situace v ostatních světadílech se mnoho neliší - vysoká plodnost, vysoká úmrtnost a tytéž příčiny krizí (epidemie, válka, hlad). Výsledkem je nesmírně pomalý početní růst obyvatelstva. Zatímco na přelomu letopočtu se odhaduje jeho počet kolem 250 mil. lidí, v 15. až 17. století se pohybuje pouze kolem asi 500 mil. a v roce 1750 dosahuje 830 miliónů. To však již stojíme na prahu zcela nové populační etapy lidstva! Druhou polovinou 17. století a začátkem století 18. začíná pro obyvatelstvo Evropy nové období růstu. Vliv na něj měl samozřejmě i růst bohatství s počátky koloniálních expanzí, rozšiřování styků mezi světadíly, pokrok v zemědělské technice i obohacení evropského zemědělství o nové plodiny (např. kukuřici a brambory). Lepší organizace zavládla i mezi veřejnými úřady a tak se dařilo i lépe zabránit rozšiřování epidemií a boj s nimi byl účinnější. Medicína získávala moderní rysy (objevy Parého, Jennerův objev očkování proti neštovicím z roku 1798 atd.), dochází ke zvýšení úrovně hygieny i zlepšení celkových životních podmínek. Na přelomu 18. a 19. století stoupla střední délka života v mnoha evropských zemích na 35 let. Plodnost však zůstává i nadále vysoká. Věková struktura obyvatel zůstává mladá a počet narozených začíná výrazně převyšovat počet zemřelých.

377 22 Tento trend v Evropě pokračoval po celé období tohoto demografického přechodu, neboť pokles úmrtnosti předstihl pokles porodnosti o několik desítek let! A přesto tento dlouhodobý a výrazný růst nevyvolal v Evropě žádnou krizi. Jak to vlastně bylo možné, když v minulosti byla období růstu pravidelně vystřídána hladomorem nebo válkami? Má to tři hlavní příčiny: zvýšená výkonnost zemědělství, průmyslová revoluce, technický pokrok, zvyšování zemědělských výnosů (tento trend trvá v podstatě v Evropě dodnes se zcela opačnými problémy, než tomu bylo v minulosti nadvýroba potravin ve vyspělých zemích) vynucené migrace velkého množství obyvatel do nově objevených a zkolonizovaných území úmrtnost sice začíná klesat podstatně dříve než plodnost, ale v podstatě pokles plodnosti sama podmiňuje, neboť jakmile klesla úmrtnost, a to především úmrtnost dětská, vznikly i nezbytné psychologické podmínky, které proměnily vztah rodičů k plození dětí a podnítily i změny v myšlení lidí V další částí této kapitoly se budeme soustředit jen na celkový vývoj počtu obyvatel na Zemi a jeho prognózy. Další podrobnější vysvětlení novějšího vývoje bude v kapitolách zaměřených na přirozený a mechanický pohyb obyvatelstva, kde budou vysvětlené termíny jako demografický přechod (nebo revoluce), druhý demografický přechod a podrobněji analyzovány hlavní světové toky novodobých migrací (od 19. století po současnost). Tab. 3 Vývoj počtu obyvatel na Zemi Rok Počet obyv. v mil. Doba zdvojnásobení populace p. n. l p. n. l p. n. l p. n. l p. n. l * * střední varianta prognózy OSN Pramen: Mládek, 1992 upravené. Od 18. století začíná celkový počet obyvatel na Zemi v absolutních hodnotách rapidně růst. Zároveň se zkracuje období potřebné na zdvojnásobení světové populace, a to navzdory tomu, že zdvojnásobení v roce 100 p. n. l. znamenalo zvýšení o 80 milionů a dnes by to už znamenalo růst o několik miliard.

378 23 Růst populace se však ve vyspělých zemích již zastavil a ani u celkového vývoje počtu obyvatel se již nepočítá s tak velkou dynamikou. Většina prognóz obyvatelstva pomocí matematicko-statistických metod používá v současnosti pro výpočet dalšího vývoje logistickou křivku. Tuto křivku nazýváme pro její charakteristický tvar S-křivka. Má tři části. V první části probíhá esovitě od dolní asymptoty (většinou nulové hodnoty), v prostřední části se její růst prudce zrychluje a v poslední části se opět zpomaluje a křivka se blíží k horní asymptotě (obr. 4). V současnosti se zatím jen můžeme domnívat, jestli jsme již dosáhli inflexního bodu a zda její začal měnit z konkávní na konvexní to znamená, že celkový růst by začal zpomalovat (zdá se, že tomu tak je). Vývoj a prognóza populace Obr. 4 Vývoj a prognóza světové populace: rozvinuté a rozvojové země (Pramen: ihned.cz). Prognózy vývoje obyvatelstva jsou považovány za jeden z hlavních problémů vědy, a to jak v regionálním tak i v globálním měřítku. V regionálním měřítku jsou důležité při prognózování obyvatelstva plánováním některých socioekonomických oblastí (např. výchova a kvalifikace obyvatelstva, sociální politika). V globálním měřítku je dáván do souvislostí s otázkami nerostných surovin, biologických a jiných zdrojů, zabezpečení výživy a zachování ekologické rovnováhy. Většina prognóz předpokládá, že se časem počet obyvatelstva stabilizuje. Otázkou zůstává, kdy k této stabilizaci dojde a na jakém počtu se počet obyvatelstva ustálí. Prognózy horní hranice vycházejí především z přírodního potenciálu Země (za sumární ukazatel je považováno množství zemědělské půdy). Vzhledem k faktu, že však existují různé ukazatelé minimální plochy potřebné pro zabezpečení životních potřeb jednoho obyvatele, jsou i horní hranice počtu obyvatel rozdílné. Vývoj obyvatelstva je důležitou složkou prognostických modelů vývoje ekosystému člověk Země. Diskuse vyvolaly výsledky práce tzv. Římského klubu, který sdružoval představitele západní vědy, politiky i podnikatelské kruhy. První zpráva klubu: Hranice růstu, (Meadows et al., 1972) poukazovala na rozpory mezi růstem obyvatelstva a výroby na jedné straně a omezením přírodních zdrojů na druhé straně. Simulovala vývoj do roku Používala přitom parametrů současného tempa růstu počtu obyvatel, výroby, spotřeby potravin a surovin a znečištění životního prostředí. Výsledkem modelu je hrozba celosvětové katastrofy z nedostatku surovin a potravin.

379 24 S výjimkou modelu tzv. stabilizovaného vývoje, který však předpokládá stagnaci růstu obyvatelstva i výroby, jsou i další modely pesimistické. Zpráva byla častokrát citována, jako jedna z prvních, které pojmenovaly nebezpečí, která před lidstvem stojí a obrátila pozornost vědy ke globálním problémům lidstva. Střední varianta OSN předpokládá, že v roce 2100 bude žít na naší planetě asi 10,2 miliardy lidí (přitom se však horní a dolní varianta od sebe podstatně liší). Jenom pro zajímavost: kdyby došlo k okamžitému snížení plodnosti na úroveň prosté obnovy generací, trvalo by ještě dalších 120 let než by lidstvo přestalo přibývat. Předpokládá se, že v roce 2050 bude mít Země asi 9,5 miliardy lidí a potom bude růst počtu obyvatelstva jen pozvolný. A přesto, že se tu již nemluví o astronomických počtech, které vystrašily odborníky i politiky 60. a 70. let, může a pravděpodobně i přinese toto číslo nezanedbatelné důsledky pro svět. A to snad nejen svou velikostí (vždyť to by nás nemuselo ani příliš znepokojovat, zvýšení počtu obyvatelstva ze tří na pět miliard nepřineslo žádnou katastrofu), ale spíše se zdá být znepokojivé jeho rozmístění na zemi. Zásadní změna v rozložení sil mezi vyspělým severem a rozvojovým jihem může přinést radikální změny. V důsledku úbytku a stárnutí obyvatelstva by mohly západní demokracie ztrácet politický a kulturní vliv. Vždyť v roce 1950 tvořil poměr počtu obyvatelstva mezi vyspělým a rozvojovým světem zhruba 1:2, v roce 1985 to už bylo 1:3, v roce 2000 zhruba 1:4 a za přibližně 100 let se tento poměr změní na 1:6. A tak za velmi krátkou dobu můžeme žít ve zcela jiném světě, v kterém bude hrát rozhodující úlohu kvantita, prostě bude záležet na tom, kdo se bude rozmnožovat a kdo ne. Ale nepředbíhejme, rozvojové země zdaleka netvoří homogenní skupinu, existují mezi nimi velké rozdíly a zatímco ve většině rozvojových zemí v podstatě všude plodnost postupně klesá, prognózy pro Afriku musíme posuzovat velmi opatrně. Pokles plodnosti v tropické Africe je v podstatě zanedbatelný. Úkol / Úkol k zamyšlení Zkuste se zamyslet nad otázkou, zda vývoj obyvatelstva (jeho počtu atd.) zkrátka vše, co jste se v této části dozvěděli, probíhal jako jakási fatální záležitost nebo to mohla být jen souhra různých náhod a podivných zákonitostí.

380 25 SHRNUTÍ Antropogeneze vývoj člověka Neolitická revoluce přechod člověka od sběrače a lovce k pěstiteli a chovateli Vývoj světové populace průběh zachycen prostřednictvím tzv. logistické nebo-li S-křivky, s prudkou akcelerací, postupným zmírněním a budoucí stabilizací světové populace Kontrolní otázky a úkoly 1. Dokážete stručně vylíčit, jak probíhal proces antropogeneze? 2. Zkuste charakterizovat prostorové aspekty vývoje lidských populací. 3. Uveďte několik logických důvodů, proč se musí růst světové populaci na nějaké úrovni zastavit Pojmy k zapamatování Antropogeneze, neolitická revoluce, logistická křivka

381 26 4 Rozmístění obyvatelstva Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Popsat prostorové rozložení obyvatelstva na Zemi Identifikovat hlavní oblasti koncentrace obyvatelstva Objasnit hlavní příčiny současného rozmístění obyvatelstva (jak přírodní tak socioekonomické) Doba potřebná k prostudování kapitoly: 60 minut. Průvodce studiem Při identifikaci prostorového rozmístění obyvatelstva na Zemi a určování hlavních oblastí jeho koncentrace je nutné pracovat s atlasem. Z atlasu se dozvíte mnohé podrobnosti o prostorové distribuci obyvatelstva na úrovni států i regionů. Dnes existuje široká škála atlasů od mnoha vydavatelství, ze které je možné si vybrat ten nejoptimálnější pro zkoumání konkrétní vybrané problematiky. 4.1 Obyvatelstvo a prostor Rozmístění obyvatelstva je v podstatě jeho prostorové rozložení. Můžeme se také setkat se slovními spojeními prostorová diferenciace nebo prostorová distribuce. Rozmístění obyvatelstva je závislé na charakteru územní organizace hospodářství a je výsledkem působení rozsáhlého souboru vlivů. Z územního hlediska se v něm střetávají tendence ke koncentraci s tendencí k rozptylu. Ten je dán především rozptýlením obyvatelstva a hospodářské činnosti do nově osídlovaných a osvojovaných území. Prostorovost je považována za jeden z nejvýznamnějších aspektů poznávání jevů a procesů geografie, nevyjímaje ani geografii obyvatelstva. Přitom se velmi často aplikuje pohled dvojího charakteru: jednak se využívá informací o rozmístění obyvatelstva v jednotlivých prostorových útvarech (kontinent, stát, region atd.) a jednak jde o rozmístění obyvatelstva ve vztahu k jiným geografickým prvkům prostoru (hustota zalidnění, rozmístění podle nadmořské výšky, klimatických pásů atd.). Jednou z hlavních charakteristik rozmístění světového obyvatelstva je jeho výrazná nerovnoměrnost (např. polovina lidí žije pouze na 5 % souše). Táto nerovnoměrnost je důsledkem rozdílů jak v ekonomice a historii, závislosti na přírodních podmínkách i celá řady dalších faktorů.

382 Prostorové struktury obyvatelstva Sídelní prostor člověka je území, které je člověkem obývané a hospodářsky využívané. Často se pro něj používá termín ekumena. Ekumena je území, v němž si člověk buduje trvalá sídla a obývá po dobu několika generací. Území osídlené nebo využívané pouze dočasně, např. jen v určitém ročním období pro pasení dobytka, nebo území, v němž převažují sídla občasná a krátkodobá, např. budovaná obyvatelstvem na nižším stupni ekonomického vývoje, se označuje subekumena. Oblasti dosud člověkem neosídlené (vysokohorské, polární, pouštní) označujeme termínem anekumena. Tab. 4 Prostorové struktury obyvatelstva Sídelní prostor člověka Ekumena Subekumena Charakteristika Osídlené a hospodářsky využívané území: orná půda a sady (10 %), louky a pastviny (20 %), hospodářsky využívané lesy (12 %), zastavěná plocha (1 %) Území osídlené nebo využívané dočasně nebo občasně Podíl souše v % Rozloha v mil. km Anekumena Neosídlené území Pro zájemce Podle některých autorů se pod termínem ekumena rozumí území obývané člověkem, tedy zahrnuje ekumenu v uzším slova smyslu (území, kde si člověk buduje trvalá sídla) a subekumenu (území dočasných nebo občasných sídel). Anekumena se tedy podílí přibližně 20% na rozloze souše (z toho je více než 17 mil. km 2 polárních oblastí, téměř 7 mil. km 2 výškových areálů a téměř 6 mil km 2 ostatních -pouští atd. V případě, že bychom do anekumeny zařadili tropické pralesy, močály atd., stoupl by její podíl téměř na 47 % pevniny. K určitým problémům dochází i při vymezování ekumeny v intenzivně hospodářsky využívaných oblastech, neboť některá území jsou natolik zdevastovaná lidskou činností, že mají v podstatě také znaky anekumeny. Areál ekumeny, resp. subekumeny nemůžeme pochopitelně vymezit ostrou hranicí, ale pouze v hrubých obrysech. Podívejme se na její přibližné vymezení jak v horizontální tak ve vertikální úrovni. Neuvažujeme-li vědecko-výzkumné stanice, zasahuje ekumena nejblíže k pólům na severní polokouli. Zhruba na 78 s.š. leží inuitská (eskymácká) sídla na západogrónském pobřeží i hornické osady na Špicberkách. Na jižní polokouli zasahují ostrůvky sídelního prostoru asi k 55 j.š. na ostrově Jižní Georgie a Ohňové zemi. Na jižní polokouli nemůžeme ani ve větší vzdálenosti od pólu vést souvislou hranici ekumeny, na rozdíl od severní polokoule, kde se nám to s trochou fantazie může podařit. Hranice není samozřejmě v celém průběhu ve stejné vzdálenosti od severního pólu, ale kolísá přibližně v rozpětí kolem 18 šířkových stupňů mezi svou nejsevernější polohou (západní pobřeží severní Evropy) a nejjižnější polohou (východní pobřeží Labradoru).

383 28 Většina původního obyvatelstva, které osídluje území polární ekumeny (spíše tedy subekumeny) žije kočovným nebo polokočovným způsobem života. Jejich hlavní činností je lov kožešinové zvěře nebo lov a chov sobů. Až v oblastech, v kterých umožnily klimatické a půdní poměry rostlinnou výrobu, začínají převažovat sídla trvalá. Dříve byla jejich hranice vázána na hranici rolnictví, v současné době s rozvojem společenské dělby práce a obchodu se tento vztah výrazně neprojevuje. Výšková hranice ekumeny resp. subekumeny je ovlivněna především klimatickými poměry. Obecně platí, že nadmořská výška hranice ekumeny roste od polárních oblastí směrem k rovníku. To znamená, že nejvýše položená sídla leží v horských oblastech tropických šířek (Mexiko, Bolívie, Peru, Etiopie, Nepál), kde hranice subekumeny přesahuje i nadmořskou výšku 5 tisíc metrů. Průběh vysokohorské hranice ekumeny je dále určován také celou řadou dalších faktorů, např. topografickou polohou: reliéfem, expozicí svahu, geologickými a půdními poměry i ekonomickými poměry a technickým rozvojem, které mají rostoucí význam). Ekumena, subekumena a anekumena se samozřejmě i vzájemně prolínají a stejně tak jako nacházíme v neobydlených oblastech menší ostrůvky sídelního prostoru, např. oázy nebo území lemující řeky s dostatečným množstvím vody (Nil) v pouštních oblastech, tak nacházíme menší neobydlené oblasti uvnitř ekumeny: tropický prales, tajga, bažiny, močály atd. 4.3 Hustota zalidnění a koncentrace obyvatelstva Nejčastěji používaným ukazatelem obyvatelstva je hustota zalidnění. Je to velmi významná charakteristika území. Poskytuje možnost jak časové tak prostorové komparace rozmístění obyvatelstva. Hustotou zalidnění se v podstatě měří intenzita průměrné koncentrace obyvatelstva v daném regionu. Udává poměr počtu obyvatel a jednotku plochy. Nejčastěji se udává obecná hustota zalidnění, která se vypočítá ze dvou dobře dostupných informací o každé populaci (plochy a počtu obyvatel) podle známého vztahu: O h = S kde h je hustota zalidnění, O je počet obyvatel a S je plocha nebo rozloha území (nejčastěji v km 2 ). Vyjádření hustoty zalidnění obecnou hustotou někdy může být nedostatečné (např. ve městech, v zemědělských oblastech atd.), proto se někdy používá ukazatel specifické hustoty zalidnění. Specifická hustota umožňuje přihlédnout ke specifice určitého jevu (např. ve velkých a početných městech je jistě smysluplné počítat hustotu obyvatelstva také na zastavěnou plochu, nikoli pouze na celou plochu). Nebo specifické hustoty mohou být vztaženy také pouze k určité části obyvatelstva (např. k zemědělskému obyvatelstvu apod.).

384 29 Měníme tedy buď čitatele, nebo jmenovatele a kombinací získáváme různé specifické hustoty zalidnění, např.: hustota obyvatelstva na zastavěnou plochu hustota obyvatelstva na zemědělskou půdu hustota zemědělského obyvatelstva na ornou půdu hustota průmyslového obyvatelstva na plochu zastavěnou průmyslovými podniky atd. Ukazatel hustoty zalidnění má všechny atributy průměru a jako s průměrem bychom s ním tedy měli nakládat a uvědomovat si i jeho vypovídající hodnotu, která samozřejmě klesá s růstem velikosti a nehomogenity území. Tento ukazatel zcela jistě zakrývá značné rozdíly v úrovni zalidnění jednotlivých světadílů a regionů, ale přesto si udejme pro představu některé hodnoty: průměrná hustota obyvatelstva na zemi dosáhla v roce 1950 pouze 18 obyvatel na km 2, v roce 1963 to bylo už 24, v roce 1971 potom 27, v roce 1981 připadalo na km 2 souše 33 obyvatel, v roce 1990 potom 39, v roce 1996 už 43 a v roce 2012 v průměru 51 lidí na km 2. Některé světadíly, např. Asie a Evropa mají mnohem větší hustotu než je světový průměr, jiné naopak průměru zdaleka nedosahují. Podrobnější informace o hustotě zalidnění jsou v tab. 5. Nehomogenita území Tab. 5 Hustota zalidnění v roce 2006 Území Hustota zalidnění v obyv./km 2 Asie 89,9 Evropa 74,8 Afrika 31,2 Latinská Amerika 27,8 Severní Amerika 15,6 Austrálie a Oceánie 3,9 Svět 48,9 Pramen: 2007 World Population Data Shee Ve čtyřech nejlidnatějších státech světa (Číně, Indii, USA a Indonésii) žije dohromady téměř polovina světového obyvatelstva, ve dvaceti nejlidnatějších zemích světa potom plných 75 %, zatímco 105 zemí má méně než 10 miliónů, 51 zemí méně než 2 milióny a 33 zemí méně než 0,5 miliónu obyvatel. Větší význam než rozložení lidstva podle zemí však má bezesporu rovnováha mezi jednotlivými velkými geopolitickými oblastmi, jímž odpovídají rozsáhlé skupiny obyvatel. Podívejme se tedy, kde je ve světě největší koncentrace obyvatelstva, v kterých oblastech a v kterých státech. Největší koncentrace obyvatelstva Největší koncentrace obyvatelstva dosahuje jižní a východní Asie, především oblasti přilehlé k Indickému a Tichému oceánu. Žijí zde necelé 3 miliardy lidí a hustota zalidnění zde téměř dosahuje hodnoty 250 obyvatel na km 2. Mimořádná koncentrace obyvatelstva je především v povodí Gangy, v oblastech severní a východní Číny, na Japonských ostrovech (Honšú, Kjušú a Šikoku) a na ostrově Jáva. Ze států v této oblasti mají největší hustotu Bangladéš (přes 1000 obyv. na km 2 ), Taiwan, Korejská republika, Japonsko, Indie a Srí Lanka.

385 30 Další velká koncentrace obyvatelstva se zformovala v Evropě. S evropskou částí států bývalého Sovětského svazu dosahuje přes 730 mil. obyvatel. Některé vyspělé západoevropské státy dosahují hustoty, která se rovná dvojnásobku až trojnásobku průměrné hustoty v Evropě, např. Nizozemsko (390), Belgie (340), Velká Británie (250), Německo (230), Itálie (200). Třetí velké seskupení obyvatelstva s vysokou regionální hustotou zalidnění se nachází ve východní části Spojených států amerických a Kanady. V této oblasti žije více než 150 mil. obyvatel. V některých částech světa se zformovala vysoká koncentrace obyvatelstva na poměrně malém území. Jedná se většinou o oblasti výhodných přírodních podmínek (svoji roli zde ovšem sehrála i celá řada dalších faktorů), kde hustota zalidnění dosahuje na relativně malé ploše vysokých hodnot nebo jsou to administrativní jednotky či státy charakteru městských sídel, kde hustota zalidnění dosahuje až hodnot extrémních. V prvním případě se jedná např. o tato území: Nilská delta, jižní část Afriky, Nigérie (především její západní část), Rwanda, Burundi, jihovýchodní Austrálie, pacifické pobřeží USA, ústí řeky La Plata, pobřeží Brazílie. Ve druhém případě se jedná o administrativní jednotky typu městských sídel, např.: Hongkong, Singapur, Macao, Monako, Gibraltar nebo o malé ostrovy, např. Malta, Bermudy, Barbados, Normanské ostrovy. Obr. 5 Hustota zalidnění ve světě (Pramen: theglobaleducationproject.org).

386 Rozmístění obyvatelstva ve vztahu k přírodním faktorům Nerovnoměrnost rozmístění obyvatelstva se projevuje na globální i v regionální úrovni. Je spjata s celou řadou jevů a procesů (historických, přírodních, politických atd.), které se v různé míře uplatňují v různých regionech. Weber a Benthien (1976) poukázali na čtyři skupiny faktorů, které měly nejvýraznější vliv na rozmístění obyvatelstva. fyzicko-geografické faktory (podnebí, reliéf, vegetace, půdy, nerostné bohatství atd.) stupeň ekonomického vývoje (způsob výroby, politická organizace, vliv náboženství atd.) historický vývoj (dávné osídlení, znovuosídlení atd.) populační faktory (regionální diferencovanost přirozeného a mechanického pohybu) Čím nižší je stupeň rozvoje společnosti, tím větší váhu na rozmístění obyvatelstva má vliv přírodních podmínek. Navíc čím hlouběji jdeme do minulosti, tím více se budeme setkávat s vlivy přírodních faktorů (vzpomeňme jen například vliv klimatických změn při formováni prvních lidí nebo pravděpodobné rozptýlení obyvatelstva díky ústupu mořských hladin atd.). Podle Hraly (1995) je hlavním činitelem, který v současné době ovlivňuje rozmístění podstatné části populace, hospodářství. Rozmístění světové populace se ovšem nekryje s územní koncentrací moderního hospodářského potenciálu. Je to pochopitelné. Jak už víme z předchozích částí, velký vliv hraje také historická inercie, politické uspořádání, náboženské předsudky, kulturní faktory atd. Na jižní polokouli žije pouze 10 %, obyvatel Země, přestože plocha souše zabírá plných 25 % souše celosvětové. Tento jev je samozřejmě zcela pochopitelný, zajímavější je však fakt, že z tohoto množství lidí jich téměř 1/4 žije na ostrově Jáva. Významným faktorem v rozmístění obyvatelstva je vzdálenost od moře. V pobřežním pásu do 50 km žije asi 30 % obyvatel (přitom zaujímá rozlohu pouze 12 %.). Polovina světového obyvatelstva žije do 200 km od pobřeží. S růstem vzdálenosti od moře také výrazně klesá i hustota obyvatelstva: v pobřežním pásu do 50 km se hustota pohybuje okolo 44 lidí na km 2, v pásmu km od moře již klesá na asi 24 lidí na km 2 a postupně klesá až přes 1500 m od moře je hustota pouhé 4 lidi na km 2. Jednotlivé světadíly se však v tomto směru také výrazně liší. Jedním z extrémních příkladů je Austrálie, kde 80 % populace žije do 50 km od pobřeží, důvodem jsou samozřejmě klimatické podmínky ve vnitrozemí, především pro život nepříhodné sucho. Vnitrozemí Austrálie je téměř liduprázdné. Na druhé straně je tu Afrika, kde do 50 km od pobřeží žije necelých 20 % obyvatel. A právě u Afriky bychom možná tak nízký podíl neočekávali. Průměrná výška Afriky je poměrně vysoká (Afrika je po Antarktidě druhým průměrně nejvyšším světadílem) a v těchto zeměpisných šířkách je vyšší nadmořská výška spíše výhodou než nevýhodou. Vázanost obyvatelstva na pobřeží proto není tak dominantní. Austrálie Afrika

387 32 V Africe žije více lidí ve vzdálenějším přímoří ( km) než v užším přímoří (do 50 km). V pobřežních oblastech Afriky žije méně obyvatelstva než ve vnitrozemí ( km), což v žádném jiném světadíle nenajdete. Nejméně osídlené, v podstatě neosídlené, jsou rozsáhlé oblasti dvou velkých afrických pouští: Sahary a Kalahari. Evropa Jižní Amerika Severní Amerika Asie V Evropě žije poměrně velký podíl obyvatelstva v pásu do 50 km od pobřeží (mezi %), o něco vyšší podíl má oblast mezi km od moře. Evropa je z hrubšího pohledu osídlena oproti jiným částem světa poměrně rovnoměrně a vzhledem k její velikosti a členitosti lze jen stěží mluvit o hlubokém vnitrozemí. V Evropě jsou řídce osídleny především oblasti za polárním kruhem. V Jižní Americe široký pás do 500 km od moře obývá asi 91 % podíl obyvatelstva (přitom o něco vyšší podíly zaujímají pásy od km a především od km). Nejřidčeji jsou osídleny vnitrozemské oblasti Amazonského pralesa při rovníku, plošina Mato Grosso (jižně od Amazonské nížiny), Patagonie (pobřežní oblasti stejně jako vnitrozemí) a velehorské oblasti. V Severní Americe je podíl obyvatelstva do 50 km také poměrně velmi vysoký (téměř 32 %). Největší zásluhu na této skutečnosti má Atlantské pobřeží Spojených států. Nejřidčeji jsou osídleny severské oblasti Kanady, Aljaška a západní hornatá oblast. Asie má vzhledem ke své rozloze vysoký podíl obyvatelstva v každém pásu až do 1000 km od moře. Nejvyšší podíl (27 %) však i v tomto světadílu tvoří úzký pruh při pobřeží do 50 km. Velmi řídké osídlení ve vnitrozemí nacházíme v oblasti velehor centrální Asie a v oblasti pouští (Gobi), dále jsou velmi řídce osídleny lesy Sibiře a severské oblasti. Nadmořská výška, jak již bylo naznačeno v předcházející části, patří mezi velmi významné faktory rozmístění obyvatelstva. Do 200 m žije přes 60 % lidí, přestože toto území zaujímá pouze 28 % souše. Pouze v oblastech tropického klimatu je tento podíl o něco nižší (asi 50 % i méně). Jsou to samozřejmě již zmíněná Afrika a Jižní Amerika. V těchto dvou světadílech se nachází vysoký podíl obyvatelstva i v poměrně vysokých nadmořských výškách ( m) a dokonce i nad 1500 m (v těchto dvou kontinentech takto žije přibližně 15 % lidí). Do nadmořské výšky 500 m žije celkem více než 80 % lidí, i když plocha tohoto území je pouze 57 %. Nižší nadmořské výšky spojují mnohonásobný pozitivní vliv (klima, vzdálenost od moře, půda a od nich se odvíjející socioekonomické faktory: dopravní podmínky, podmínky pro rybolov zemědělství, průmysl atd.) Tendencí je nadále zvyšující se koncentrace obyvatelstva v níže položených oblastech a klesající podíl obyvatelstva v méně příznivých horských oblastech. Rozmístění obyvatelstva je pochopitelně ovlivněno klimatickými podmínkami. V oblastech mírně teplého podnebí žije 55 % obyvatelstva, přestože tyto oblasti zaujímají pouze 17 % plochy souše. V těchto oblastech je také největší hustota zalidnění. Naproti tomu oblasti tunder, pouští, stepí zaujímají rozlohu 38 % a žije zde pouze něco přes 8 % lidí. Vliv klimatického faktoru se uplatňoval především prostřednictvím zemědělské produkce. Zejména v minulosti byl rozvoj civilizace vázán na zemědělství, ale i v současné době je zemědělská výroba do značné míry závislá na klimatických podmínkách a zemědělství je jedním z hlavních faktorů trvalého osídlení území a to zejména méně rozvinutých oblastech.

388 33 Zajímavé jsou i rozdíly v osídlení monzunových a pasátových oblastí. Srovnejme západní pasátové pobřeží často nehostinných pouští, řídce obývané (např. pusté pobřeží Bílého mysu v západní Africe; liduprázdné pobřeží Kalifornského poloostrova; severní pobřeží Chile) s velkou koncentrací obyvatelstva v odpovídajících monzunových oblastech (jihovýchodní oblast Číny (Kanton); oblast Havany a New Orleans; Rio de Janeira a Santosu). Vliv přírodních faktorů na rozmístění obyvatelstva se pochopitelně odráží i v nižších regionálních útvarech. Co funguje na velkém prostoru souše naší planety, to se dá s určitými výhradami převést i na menší území (sami si jistě uvědomíte i regionální rozdíly hustoty zalidnění naší republiky: Stačí srovnat např. hustotu zalidnění v Polabí a na Českomoravské vrchovině). K této nižší úrovni regionálních útvarů se vrátíme později, při pohledu na obyvatelstvo naší republiky. Ale podívejme se ještě na svět a shrňme si to. 4.5 Rozmístění obyvatelstva ve vztahu k socioekonomickým faktorům Velké prostorové koncentrace obyvatelstva se v světovém měřítku zformovaly na základě různých socioekonomických funkcí. Mnohé funkce se v některých oblastech během vývoje měnily nebo docházelo k jejich navrstvení nebo obojí. Přesto můžeme podle Bašovského (1989) identifikovat hlavní funkce koncentrace obyvatelstva. V prvním typu oblastí se uplatnil velký vliv přírodních faktorů a na ně navazující hlavní aktivita obyvatelstva - zemědělství. K těmto oblastem patří především velké koncentrace obyvatelstva podél toků (Nil, Ganga, Pád atd.) Podobně příznivé půdní poměry měly největší vliv na seskupení obyvatelstva na území Severoamerických prérií nebo Východoevropské nížiny. Druhým typem oblastí je vysoká koncentrace ve vyspělých průmyslových oblastech světa (ty se formovaly pochopitelně daleko později). Je to např. Porýní, Horní Slezsko, Appalačské pohoří, Ural, jižní a střední Anglie, region Osaky, Ostrava atd. Třetím typem koncentrace jsou některé pobřežní regiony, v kterých se vedle dopravní funkce (přístavy, překladiště atd.) rozvinul i průmysl. Je to např. Hamburg, Singapur, Hongkong, Rio de Janeiro, Vancouver atd. V některých oblastech roste koncentrace obyvatelstva v souvislosti s rostoucím významem cestovního ruchu a jejich rekreační funkcí. Jsou to např. Florida, Středomořské pobřeží (Francie, Itálie, Chorvatsko), Černomořské pobřeží (Rumunsko, Bulharsko). Rozsáhlé koncentrace se formují dále v metropolitních areálech mnohých států. V těchto regionech se většinou pojí průmyslový potenciál s politicko-správní rolí a s rozsáhlou nevýrobní ekonomickou a kulturní bází (školství, věda, výzkum, obchod atd.). Jsou to např. regiony Paříže, Londýna, Mexica City, Tokia, hlavních měst amerických států atd.

389 34 Velká váha se často připisuje i vlivu dopravy. Doprava má nepochybně svůj vliv na rozmístění obyvatelstva. V počáteční fázi jde o oboustranný vztah dopravy a obyvatelstva (potažmo sídel), později se doprava projevuje jako významný faktor lokalizace průmyslu i nevýrobních zařízení a nakonec se její vliv projeví jako konečný důsledek při formování nového rozložení obyvatelstva. SHRNUTÍ Ekumena, subekumena, anekumena rozdělení území podle výskytu populace Hustota zalidnění a specifické hustoty zalidnění ukazatele indikující intenzitu koncentrace obyvatelstva v určitém území Nerovnoměrné rozložení obyvatelstva na světě nízká úroveň diverzifikace, vysoká úroveň koncentrace do vybraných regionů s nejlepšími podmínkami pro život Faktory určující rozmístění obyvatelstva přírodní faktory, socioekonomické faktory Kontrolní otázky a úkoly 1. Jaký je rozdíl mezi obecnou a specifickou hustotou zalidnění? 2. Uveďte příklady území, kde nám nestačí sledovat hustotu zalidnění na úrovni státu a je potřeba jít víc do detailů. 3. Jmenujte a vysvětlete typy velkých prostorových koncentrací obyvatelstva ve světě, které se zformovaly na základě různých socioekonomických funkcí. Pojmy k zapamatování Ekumena, subekumena, anekumena; hustota zalidnění, specifické hustoty zalidnění, koncentrace obyvatelstva

390 35 5 Přirozený pohyb obyvatelstva Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Definovat pojmy jako natalita, mortalita apod. Vysvětlit vývoj porodnosti a plodnosti ve světě a v České republice Poskytnout základní informace o potratovosti, sňatečnosti a rozvodovosti Doba potřebná k prostudování kapitoly: 60 minut. Průvodce studiem Každý z nás se musel jednou narodit a musí někdy i zemřít. To je fundamentální pravidlo naší existence na Zemi. Při agregaci těchto dvou událostí pro konkrétní populaci můžeme hovořit o porodnosti a úmrtnosti obyvatelstva na konkrétním území a o všech jevech a procesech s nimi souvisejícími. 5.1 Přirozený pohyb jako součást dynamiky obyvatelstva Obyvatelstvo světa nelze považovat za statický prvek. Změna je jedním z projevů samotného života a nejinak tomu bude i v tomto případě. Obyvatelstvo se vyznačuje vysokou dynamikou a neustálou změnou počtu, struktury, prostorového rozložení atd. Vlastní dynamika zahrnuje celou řadu procesů, které se na různých geografických úrovních projevují diferencovaně. V mnohých regionech je růst počtu obyvatelstva spojen se zabezpečením potravy, v jiných, především na regionální úrovni, je demografická dynamika dávána do souvislosti s celou řadou socioekonomických otázek, jako je např. zabezpečení pracovních míst, růst hromadného domácího produktu, formování sociální struktury atd. Velké množství forem demografické dynamiky můžeme rozdělit v podstatě do tří kategorií: přirozený pohyb obyvatelstva (vnitřní změny): rození a umírání mechanický pohyb obyvatelstva (vnější změny): prostorové přesuny obyvatelstva bez ohledu na vzdálenost změna bydliště nebo jinak kvalifikovaného pobytu na území (např. stěhování, migrace) sociálně-ekonomický pohyb obyvatelstva: přesuny obyvatelstva mezi jednotlivými sociálními skupinami (např. změna povolání, zaměstnání, úrovně vzdělání atd.) Na celosvětové úrovni ovlivňuje růst počtu obyvatelstva výlučně přirozený pohyb. V současné době tato skutečnost platí i pro úroveň kontinentů, avšak v minulosti, byly rozsáhlé migrační pohyby i mezi jednotlivými světadíly (podrobněji v další kapitole)

391 36 Přirozený pohyb tedy představuje populační procesy, které souvisí s rozením a umíráním obyvatelstva. Hlavními procesy tohoto pohybu jsou porodnost (natalita) a úmrtnost (mortalita). Tyto procesy přímo ovlivňují mnohé biologické, historické i socioekonomické faktory. Z ostatních populačních procesů jsou to především sňatečnost, rozvodovost, potratovost, které sice přímo do bilance přirozeného pohybu nevstupují, ale oba hlavní procesy ve značné míře ovlivňují (především porodnost). 5.2 Porodnost a plodnost Z hlediska reprodukce obyvatelstva má mimořádný význam počet narozených. Je ovlivněn rozsahem sledované populace a velikostí časové jednotky (zpravidla to jsou ukazatele za jeden rok). Hrubá míra celkové porodnosti (můžeme se střetnout i se zjednodušeným označením porodnost nebo natalita) se tedy vyjadřuje jednoduchým vztahem: N hmcp = * 1000, S kde hmcp je hrubá míra celkové porodnosti, N je počet narozených a S je střední stav obyvatelstva. Střední stav obyvatelstva se nejčastěji počítá jako aritmetický průměr počtu obyvatel na začátku a na konci sledovaného období v sledovaném regionu. Kromě toho rozlišujeme i hrubou míru živorodosti (efektivní natalita), někdy též označovanou jako hrubá míra porodnosti, danou vztahem: NŽ hmp = * 1000, S kde N ž je počet živě narozených. Ve vyspělých zemích je N a N ž téměř totožné, proto se i hodnoty hmcp a hmp v podstatě shodují. Hrubé míry porodnosti se udávají v promile ( ). Dalším významným faktorem reprodukce obyvatelstva je plodnost (fertilita). Její výpočet je založen na porovnání počtu narozených dětí s počtem žen v reprodukčním věku (15 49 let). Podobně jako u natality rozlišujeme hrubou míru fertility: f N F * 1000 x =, kde F je počet žen v reprodukčním věku a čistou míru fertility: f F N Ž * 1000 x =. Dále často počítá s ukazatelem specifických plodností a ještě častěji s ukazatelem úhrnné plodnosti. Specifické plodnosti jsou míry plodnosti pro jednotlivé věkové kategorie žen (obvykle pětileté).

392 37 Úhrnná plodnost je jedním z nejdůležitějších a nejpoužívanějších ukazatelů plodnosti. Je to součet měr plodnosti žen v reprodukčním věku, tedy počet dětí narozených jedné ženě za předpokladu zachování plodnosti daného roku. Pro bližší vysvětlení: např. v současnosti dosahuje hodnota úhrnné plodnosti v celosvětovém průměru 2,7 dítěte na každou ženu, což znamená, že pokud by se ženy od svých 14 do 49 let chovaly reprodukčně tak, jako průměrné ženy v každé věkové kategorii v tomto období, měly by v 50 letech každá 2,7 dítěte. Nadprůměrné hodnoty jsou charakteristické pro Afriku (tab. 6), která svoji úhrnnou plodností zvedá celosvětový průměr, a tato ještě stále mírně roste. Naopak nejnižší hodnotu má Evropa, kde obyvatelstvo přirozeným pohybem postupně vymírá. Hrubá míra reprodukce představuje součet měr plodnosti vynásobený podílem děvčat při narození. Je to tedy průměrný počet živě narozených dívek jedné ženě (předpokládá se, že po celou dobu zůstává zachována úroveň plodnosti žen a neexistence úmrtnosti v reprodukčním období). Je zřejmé, že pokud hrubá míra reprodukce klesne pod 1 (tedy na jednu ženu připadá méně než 1 narozená dívka), reprodukce zajištěna není. U nás se používá koeficient 0,485:0,515, což vychází z dlouhodobého průměru, na 100 děvčat se rodí 106 chlapců. Tento jev je běžný i v celosvětovém měřítku a označuje se jako tzv. mužská nadporodnost tj. s pravděpodobností 0,515 se narodí chlapec. Čistá míra reprodukce potom udává, kolik děvčat, které se narodí jedné ženě v reprodukčním období, se dožije věku matky v době porodu. Tab. 6 Úhrnná plodnost v roce 2006 Území Úhrnná plodnost Afrika 5,0 Latinská Amerika 2,5 Asie 2,4 Severní Amerika 2,0 Austrálie a Oceánie 1,8 Evropa 1,5 Svět 2,7 Pramen: 2007 World Population Data Shee V České republice úhrnná plodnost značně kolísala. Její dlouhodobý vývoj je znázorněný na obr. 6, výkyvy se potom samozřejmě projevují i ve tvaru věkové pyramidy (podrobněji v části o věkové struktuře). Z našeho pohledu je důležitá hlavně etapa pro roce Toto období je potom z pohledu vývoje ukazatelů porodnosti a úhrnné plodnosti rozdělit do tří etap: v letech přicházelo ke každoročnímu poklesu hmp a úhrnné plodnosti, hmp se snížila z 12,6 (1990) na 8,8 (1996), úhrnná plodnost z 1,89 na 1,18 v letech nastala kulminace minimálních hodnot, nízká byla hmp (minimum v roce 1999: 8,7 ) i úhrnná plodnost (pod 1,2) po roku 2004 se mírné zvyšuje hmp (k 11 ) i úhrnná plodnosti (k 1,5) silné ročníky z poloviny 70. let se dostávají do (posunutého) reprodukčního věku v roce 2006 se poprvé po 13 letech narodilo více dětí, než zemřelo osob

393 38 3,4 3,3 3,2 3,1 3,0 2,9 2,8 2,7 2,6 2,5 2,4 2,3 2,2 2,1 2,0 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1, Obr. 6 Vývoj úhrnné plodnosti v České republice (Pramen: data ČSÚ, vlastní zpracování). Z hlediska dlouhodobého zachování stejného počtu obyvatel musí úhrnná plodnost dosahovat alespoň 2,1 dítěte na ženu, v České republice navzdory tomu, že rodí silné ročníky, je to jen 1,5 dítěte, což je stav alarmující, a do budoucna může mít mnohé neblahé důsledky (podrobněji v části o prognózách). 5.3 Úmrtnost Druhou rozhodující složkou přirozeného pohybu obyvatelstva je úmrtnost (mortalita). Základním ukazatelem je hrubá míra úmrtnosti, která vyjadřuje počet zemřelých na 1000 obyvatel. Vypočítá se tedy podle vztahu: M hmú = * 1000, S kde M je počet zemřelých. Úmrtnost je přirozenou součástí reprodukce. Ukazatel všeobecné úmrtnosti nepostihuje sice diferencovanost tohoto procesu pro jednotlivé věkové kategorie, ale vzhledem k nedostatku detailních informací v mnoha populacích, plní nenahraditelnou úlohu při sledování úrovně úmrtnosti světového obyvatelstva. Spolehlivé údaje o úmrtnosti lze v podstatě předpokládat pouze pro polovinu světové populace. Problémy způsobuje zejména analýza úmrtnosti obyvatel některých částí Afriky a Asii, kde se z části pracuje pouze se statistickými odhady. V celosvětovém měřítku nemá ukazatel úmrtnosti takovou variabilitu jako ukazatel porodnosti. V relativně nedávné minulosti byly daleko větší rozdíly v úmrtnosti vyspělejších a zaostalých zemích, neboť úmrtnost pochopitelně závisí na celkovém ekonomickém rozvoji země, životní úrovni obyvatelstva a zdravotní péči. V zemích zaostalých a sociálně slabých byla úmrtnost vysoká a v mnoha oblastech sloužila jako regulátor populačního růstu. S medicínskou revolucí v těchto zemích se však situace značně změnila stejně jako tomu bylo v 17. až 19. století v Evropě.

394 39 Rozdíl v úrovni úmrtnosti mezi vyspělými a rozvojovými zeměmi se výrazně snížil. Nejvyšší hodnoty vykazuje však podle očekávání Afrika (především tropická) a některé oblasti jižní a jihovýchodní Asie. V některých rozvojových zemích je však úmrtnost ještě nižší než v zemích vyspělých (jak vidíme z poznámky). V rozvojových zemích byl rozsah úmrtnosti v minulosti a do určité míry i dnes ovlivněn vysokou úmrtností dětí. V zemích vyspělých je její těžiště ve vyšších věkových kategoriích (do určité míry dáno i věkovou strukturou a pochopitelně lékařskou péčí), dále se však na úmrtnosti v těchto regionech nepochybně podílejí nemalým dílem i negativní civilizační vlivy (životní prostředí, stres, riziková pracoviště, dopravní nehody atd.). Nejvyšší úmrtnost v Africe se stále ještě v některých oblastech (převážně v její západní a střední části) pohybuje okolo hranice 20, která se všeobecně považuje za kritickou úroveň. Rozdíly mezi zeměmi Charakteristickým rysem úmrtnosti v současnosti je však celkově její klesající tendence, což je nepochybně důsledek materiálního zlepšení života a zdravotní péče. Vzhledem k zákonitostem vývoje úmrtnosti můžeme všeobecně očekávat rychlé změny v populacích, kde úmrtnost doposud vykazuje vysoké hodnoty a další nivelizaci dosavadních rozdílů úrovně úmrtnosti ve světě. Všeobecná úmrtnost je pochopitelně velmi generalizující ukazatel, který nestačí pro pochopení vnitřních rozdílů úmrtnosti v určité populaci. Proto se používají ukazatelé další, které můžeme shrnout pod souhrnným názvem specifická úmrtnost. Nejčastěji se tento ukazatel používá pro určité věkové skupiny nebo pro strukturu obyvatelstva podle pohlaví. Podle použité struktury obyvatelstva však můžeme vyjadřovat i specifickou úmrtnost obyvatelstva např. podle ekonomické aktivity, zaměstnání, rodinného stavu, národnosti apod. Specifické úmrtnosti pro určité věkové skupiny obyvatelstva se počítají podle vztahu: m M S x * 1000 x =, kde M x je počet zemřelých ve věku x. Křivka specifické úmrtnosti podle věkových skupin obyvatelstva má charakteristické rozložení ve tvaru písmena U (ve skutečnosti je spíš podobné fajfce z loga firmy Nike, a to jen v tom případě, že na y-vé ose máme logaritmické měřítko obr. 7). Vyšší hodnoty jsou v nejmladších kategoriích (především do jednoho roku), v následujících věkových kategoriích je hodnota úmrtnosti minimální, začíná opět narůstat po 40-tém roku života a potom daleko strměji po 70-ti letech věku.

395 40 Obr. 7 Věkově specifická úmrtnost v České republice (Pramen: data ČSÚ). Z hlediska specifické úmrtnosti podle pohlaví je zřetelně viditelná vyšší úroveň mužské úmrtnosti. Projevuje se ve všech věkových kategoriích a všeobecně se označuje jako mužská nadúmrtnost. Mužská nadúmrtnost je typická pro většinu populace světa, pouze v některých rozvojových zemích se neprojevuje (souvisí to s pozicí ženy ve společnosti). Zvláštní význam se přisuzuje úmrtnosti v dětských věkových kategoriích, neboť ta je jednou z hlavních příčin vysoké úrovně úmrtnosti v rozvojových zemích současnosti (a byla jí i v evropských zemích minulých století). Vykazuje se nejen dětská, ale i např. novorozenecká a kojenecká úmrtnost, která nás bude zvlášť zajímat, neboť je její úroveň k dispozici i ve mezinárodním srovnání a považuje se za jeden z ukazatelů životní úrovně obyvatelstva, zdravotní i kulturní úrovně každé populace. Pod pojmem kojenecká úmrtnost rozumíme úmrtnost dětí do jednoho roku po narození. Kojenecká úmrtnost má výrazně klesající trend stejně jako úmrtnost všeobecná. Je však neobyčejně citlivým ukazatelem vývoje společnosti a souvisí velmi úzce se změnami v ekonomické, sociální a kulturní úrovni. 5.4 Potratovost Potratovost je demografický proces, který se váže k oběma základním procesům lidské reprodukce k porodnosti i úmrtnosti. Za potrat považujeme ukončení těhotenství ve stádiu, když plod ještě není schopen samostatného života (zpravidla do 28 týdne od početí). Potraty přitom rozdělujeme na umělé (interrupce) a samovolné. Základním ukazatelem je hrubá míra potratovosti určená vztahem: A hmpo = * 1000, S kde A je počet potratů. Kromě toho se používá i index potratovosti, který nám vyjadřuje počet potratů k počtu narozeným ve sledovaném období: A I Po = * 100. N

396 41 Za hlavní faktory ovlivňující úroveň potratovosti na mezinárodní úrovni lze považovat legislativní ustanovení, antikoncepci (dostupnost, rozšíření, metody), společenské klima, individuální vlivy (náboženské přesvědčení, úroveň vzdělání, ekonomická situace) a reprodukční zdraví populace. Nejčastějšími důvody potratu bývá snaha zachránit život matky, zachránit fyzické či mentální zdraví matky, příp. znásilnění, genetické postižení plodu, ekonomické a sociální problémy apod. Prvním státem legalizujícím potraty byl v roce 1920 tehdejší Sovětský svaz. I v Československu byl až do roku 1950 potrat trestním činem, v roce 1950 byl umožněn v případě zdravotních důvodů a od roku 1958 i ze sociálních a ekonomických důvodů (do této kategorie se schová již téměř vše). Nejvyšší úroveň potratovosti měly dříve socialistické země, po roce tady 1989 nastává pokles. Z evropských států má nejpřísnější legislativu Irsko (potraty povoleny pouze v případě záchrany života matky) a Polsko (v případě záchrany života matky či jejího fyzického a mentálního zdraví). 5.5 Sňatečnost Sňatečnost je společenský jev, který sám o sobě není přímou součástí produkčního procesu. Podmiňuje však do značné míry porodnost, proto se řadí k jevům přirozené reprodukce. Sňatek představuje událost, která se nemusí uskutečnit u všech příslušníků sledované populace. Naopak je ale opakovatelnou událostí, opakovat u jednotlivce se nedá pouze první sňatek. Základním ukazatelem sňatečnosti je hrubá míra sňatečnosti určená vztahem: Sn hms = * 1000, S kde Sn je počet uskutečněných sňatků. Limitující faktory pro uzavírání sňatků jsou rodinný stav, věk (minimální sňatkový věk; u nás je to s věkem plnoletosti, tedy 18 let) apod. Sňatek mohou uzavírat osoby svobodné, rozvedené nebo ovdovělé, jedná se o tzv. sňatkuschopné obyvatelstvo. Většina manželských zákonodárství nepovoluje tzv. příbuzenské sňatky, a to až do určitého stupně pokrevnosti. Podle počtu partnerů rozlišujeme: polygamii: 1 muž + více žen (např. islámské země) polyandrii: 1 žena + více mužů (např. Inuité) monogamie: 1 muž + 1 žena Míra tzv. homogamie určuje míra shodnosti sociálních charakteristik partnerů (vzdělání, platové či bytové podmínky apod.). Intenzita sňatečnosti v současné době v rozvinutých zemí klesá a zákonné sňatky jsou nahrazovány tzv. kohabitacemi (nesezdaná soužití druha a družky, faktická manželství). V České republice jsme zaznamenaly od 90. let 20. století pokles o hrubé míry sňatečnosti z necelých 8 % téměř na polovinu.

397 Rozvodovost Rozvodem nazýváme právní (zákonné) zrušení manželství. Rozvodovost má výrazně negativní vliv na reprodukci obyvatelstva a rovněž působí negativně na výchovu dětí (přerušení kontaktů s jedním z rodičů, zhoršená sociální a ekonomická situace, psychické problémy apod.). Jedním z ukazatelů rozvodovosti je hrubá míra rozvodovosti určená vztahem: R hmro = * 1000, S kde R je počet rozvodů. V případě rozvodovosti je však daleko lepším ukazatelem index rozvodovosti, protože se neváže na celou populaci, ale lépe nám dokáže vystihnout, jaké procento manželství se v průměru rozvede. Index rozvodovosti je určen vztahem: R I R = * 100. Sn Úroveň rozvodovosti je závislá na řadě sociálních a společenských faktorech, na úrovní sňatečnosti, populační politice i existující rozvodové legislativě. Nejčastějšími příčinami rozvodů jsou neuvážený sňatek, alkoholismus, nevěra, nezájem o rodinu, trestný čin či sexuální neshody. Nejvyšší rozvodovost na světě v současné době mají USA, země bývalého SSSR a země střední Evropy. Česká republika je v otázce rozvodů velmi liberální a řadí se k zemím vyšší intenzitou rozvodovosti. I když absolutní počet rozvodů tady za posledních 20 let výrazně neklesal, prudký pokles počtů sňatků samozřejmě znamená výrazné zvýšení indexu rozvodovosti. V současnosti se v České republice v průměru rozvádí přibližně každé druhé manželství. Úkol / Úkol k zamyšlení Zamyslete se nad rozdílem kojenecké úmrtnosti a střední délky života ve vyspělých zemích a v zemích méně vyspělých nebo rozvojových.

398 43 SHRNUTÍ Přirozený pohyb obyvatelstva všechny populační procesy související s rozením a umíráním obyvatelstva Porodnost (natalita) a plodnost (fertilita) ukazatele indikující počty a intenzitu rození dětí v dané populaci, důležitý je zejména ukazatel úhrnné plodnosti Úmrtnost (mortalita) ukazatel indikující počty a intenzitu úmrtí v určité populaci Potratovost, sňatečnost a rozvodovost sekundární ukazatele přirozeného pohybu, mohou do značné míry ovlivňovat porodnost a plodnost obyvatelstva Kontrolní otázky a úkoly 1. Proč je přirozený pohyb nazýván pohybem, když se při něm vlastně nehýbeme (tj. nepřemísťujeme jako při migracích)? 2. Co znamená pojem úhrnná plodnost a proč je důležité, aby se rodilo dostatečné množství dětí? 3. Jak souvisí sňatečnost a rozvodovost s reprodukcí. Pojmy k zapamatování Natalita, fertilita; úhrnná plodnost, mortalita, specifické míry mortality, interrupce

399 44 6 Mechanický pohyb obyvatelstva Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Popsat všechny pohyby, které jsou považované za migraci nebo s migrací souvisí Pojmenovat důvody a důsledky migračních pohybů Vysvětlit vývoj a lokalizaci hlavních světových migračních toků Doba potřebná k prostudování kapitoly: 60 minut. Průvodce studiem Nikdo z nás nezůstává celý život v jedné lokalitě. V podstatě se neustále pohybujeme z místa na místo. Tyto naše pohyby můžou mít různou délku, orientaci, rytmicitu i důvody. Většina z těchto pohybů (hlavně v případě delšího nebo dokonce trvalého pobytu na určitém místě) řadíme mezi migrační pohyby (např. sem můžou patřit i pracovní či studijní migrace). Všechny podstatním způsobem ovlivňují naši existenci. 6.1 Mechanický pohyb jako součást dynamiky obyvatelstva Pohybem obyvatelstva se zabývá více vědních oborů, proto se někdy základní kategorie interpretují s určitými odlišnostmi. V souvislosti se sociálněekonomickým pohybem (změna zařazení jedince do jiného sociálního útvaru, např. profesního nebo kulturního) mluvíme o tzv. sociální mobilitě. Mezi sociálněekonomickým a mechanickým pohybem, kterým se budeme v této kapitole zvláště zabývat, existují silné závislosti. Např. změna pracovního místa nebo zvýšení kvalifikace vede často i k prostorovým přesunům obyvatelstva (migrace, dojížďka do zaměstnání atd.) Hovoříme-li o mechanickém pohybu obyvatelstva, máme na mysli tzv. prostorovou mobilitu, tedy všechny prostorové přesuny obyvatel bez ohledu na vzdálenost (regionální, vnitrostátní, zahraniční), délku trvání (trvalé, dočasné), účel pohybu (ekonomický politický, pracovní) atd. Nejdůležitějšími znaky prostorové mobility jsou periodicita a délka trvání pohybu (trvalé, dočasné denní, týdenní, měsíční, sezónní); vzdálenost pohybu (mezikontinentální, mezistátní, meziregionální); směr pohybu (koncentrační, dekoncentrační) a organizace pohybu (živelný vs. plánovaný, legální vs. nelegální, dobrovolný vs. nucený). Při určování typů prostorové mobility nás dále zajímá početnost skupin (individuální, skupinové a masové pohyby obyvatel); prostorový průběh (přímé pohyby, pohyby s průběhem po etapách) a strukturální znaky účastníků pohybu (biologické, ekonomické, jazykové, národnostní).

400 45 Mechanický pohyb (prostorová mobilita) obyvatelstva zahrnuje tedy všechny typy přemísťování (prostorových pohybů) člověka. Rozlišujeme přitom jeho čtyři základní typy: migrace (stěhování) obyvatelstva: při změně trvalého (nebo faktického) pobytu dočasné změny pobytu (např. sezónní migrace): změna bydliště na určitý vymezený čas pravidelné pohyby (periodické): např. pracovní migrace (českou statistikou označovaná jako dojížďka do zaměstnání, která může být nedenní nebo nedenní pendlerství), studijní migrace (dojížďka do škol) apod. nepravidelné dočasné pohyby (turbulence): nejčastěji za cestovním ruchem a rekreací, službami, nákupy, sportem, obchodní a služební cesty apod. Poslední ze zmiňovaných typů většinou mezi migrační pohyby nezařazujeme a v této kapitole se mu nebudeme věnovat. Nejvýznamnější typ mechanického pohybu obyvatelstva je migrace, neboť pouze při ní vznikají trvalé změny v prostorovém rozmístění obyvatelstva. S migrací jsou spojeny změny v počtu, rozmístění i reprodukci populace v konkrétní zemi. Je jí obvykle věnována ze všech mechanických pohybů největší pozornost, proto se v následujícím textu seznámíme s migrací podrobněji. Hlavní příčiny a důvody migrací můžeme rozdělit na push a pull faktory: push faktory jsou vyhánějící obyvatelstvo z vlastního státu (politická a ekonomická nestabilita, válečné, náboženské a národnostní střety, zhoršení kvality ŽP apod.) pull faktory jsou přitahující obyvatelstvo do vyspělých zemí (politická stabilita, ekonomická prosperita, vysoká kvalita života, svoboda a možnost seberealizace apod.) Důležitá je zejména primární motivace k migraci. Podle toho dělíme migrace na ekonomické a mimoekonomické (politické, náboženské, kulturní, ekologické). V celosvětovém měřítku i u nás ekonomické důvody výrazně dominují. Zvláštní kategorii pak představuje uprchlictví. 6.2 Ukazatele migračních pohybů Migrační pohyb je nutné vždy vztahovat ke konkrétnímu regionu. Podle orientace tohoto pohybu potom rozlišujeme imigraci (přistěhovalí) a emigraci (vystěhovalí). V případě návratu hovoříme o reemigraci (obr. 8), pokud se obyvatelstvo vrací do prostorů, z nichž bylo předtím nedobrovolně vystěhováno, nazýváme to repatriace.

401 46 emigrace imigrace hranice regionu reemigrace Obr. 8 Migrační pohyby podle orientace Základním ukazatelem imigrace je hrubá míra imigrace určená vztahem: I hmi = * 1000, S základním ukazatelem emigrace je hrubá míra emigrace určená vztahem: E hme = * 1000 ; S Objem migrace kde I je počet imigrantů (přistěhovalých) do regionu a E je počet emigrantů (vystěhovalých) z regionu. Mezi další charakteristiky migračních pohybů patří objem migrace (migrační obrat): mo I + E * 1000 S =, Migrační saldo migrační saldo (migrační bilance): I - E ms = * S Všechny doposud zmiňované ukazatele o migračních pohybech se udávají v promile ( ), kromě toho se ještě často používá index migračního salda: I - E I ms * 100 I + E =. V České republice se migrační toky statisticky registrují od roku 1950, a to na základě hlášení o stěhování, které vyplňuje občan při změně trvalého pobytu. Data jsou potom vyhodnocována v čtvrtletních publikacích o pohybech obyvatelstva. Za migraci je považována pouze změna trvalého pobytu překračující hranice obcí, v případě Prahy hranice urbanistických obvodů. Migruje zpravidla mladší obyvatelstvo (nejintenzivnější je migrace obyvatel ve věku let). Tím dochází ke změnám ve věkové struktuře u imigrační oblasti k omlazení populace a u emigrační oblasti k jejímu stárnutí.

402 47 Vnitrostátní migrace byla po téměř dvě století spojena zejména s procesem urbanizace. V současné době ztrácí ve vyspělých zemích jednosměrná podoba migračních proudů na významu. Dochází k částečné dekoncentraci obyvatelstva a města migrací většinou obyvatelstvo ztrácejí ve prospěch svého zázemí (suburbanizace). Hlavní směry vnitrostátních migračních toků a jejich vývoj bude popsán v části geografie sídel. Zahraniční imigrace do České republiky prodělává po roce 1990 dynamický vývoj a stali jsme se z emigrační země zemí imigrační. V současné době pobývá legálně na našem území více než 400 tisíc cizinců, asi 1/3 je tvořena cizinci s trvalým pobytem, cizinci s vízy nad 90 dnů tvoří více než 60 % cizinců a azylanti asi 5 7 %. Reálné odhady hovoří o 100 až 200 tisících nelegálních migrantů. 6.3 Významné mezikontinentální a mezinárodní migrace Mezikontinentální a mezinárodní migrace představovaly vždy významný fenomén celé historie lidstva. Vzpomeňme jen na přesuny našich předků po poslední době ledové, po významné změně klimatu, a obydlování naší planety. Ze starověku jsou známé prostorové přesuny obyvatelstva v Indii, Číně a v Egyptě, v 5. a 6. století pro Evropu významné stěhování národů, kterým se na naše území dostávají první vlny Slovanů. V této kapitole se však budeme dominantně zabývat jen novodobými mezinárodními migracemi. Nechvalně známou tzv. násilnou migrací byl mezikontinentální přesun části afrického obyvatelstva do Amerik. Probíhal v letech 1520 až Černé obyvatelstvo bylo násilně transportováno z rovníkové části západní Afriky do severních oblastí Jižní Ameriky, na karibské ostrovy a na jih USA. Počet takto deportovaných lidí se pohybuje mezi mil. (přitom ztráty na lidských životech při nelidských transportech byly téměř poloviční). Podle odhadů ztratila Afrika nejméně mil. obyvatel (někteří autoři uvádějí až mil. lidí). Za dalšími významnými migračními toky je možné hledat rozvoj kapitalistické společenské formace, rozmach průmyslu, rozšiřování dopravních sítí, vytváření volných pracovních míst atd. Tak se již od konce 18. století, potom především v 19. století a na začátku 20. století dávají do pohybu početné skupiny obyvatel, které překračují hranice států a směřují do zámoří. Hlavní proudy masové mezikontinentální migrace směřují v tomto období do Severní a Jižní Ameriky, Austrálie, ale i Afriky. Vrcholu dosahují před 1. světovou válkou. Starověk Průmyslová revoluce Mezi největší migrace v tomto období patří emigrace evropského obyvatelstva do Ameriky a Austrálie. Hlavní proud směřoval do USA, země, která zaznamenala absolutně největší migrační přírůstek obyvatelstva. V letech imigrovalo do USA cca 40 mil. obyvatel, z toho 35 mil. bylo z Evropy. Za bezprostřední impuls se považuje exodus irského obyvatelstva, který se začal v důsledku bramborové nákazy a následného hladomoru v roce 1846 (v průběhu pěti let dokonce poklesl počet obyvatel v Irsku z 9 mil. na 6,5 mil.). Struktura evropských migrantů je velmi pestrá a časově proměnlivá. Na přelomu 19. století převládali v USA imigranti z Irska, Velké Británie, Skandinávie a Beneluxu, kolem roku 1870 z Německa, v období z Itálie, počátkem 20. století z jižní Evropy a Rakousko-Uherska a v 20. letech 20. století z Balkánu a střední Evropa (i z ČSR, a to hlavně ze Slovenska).

403 48 Evropskou imigraci do USA rozdělujeme na starou evropskou imigraci (old imigration přibližně do roku 1883) a novou evropskou imigraci (new imigration po roku 1883). Změny ve struktuře imigrantů do USA znázorňuje tab. 7. Tab. 7 Změny ve struktuře imigrantů do USA v období Původ imigrantů v % 1890 v % 1920 v % 1960 v % Stará evropská imigrace 91,2 76,0 25,0 37,3 Nová evropská imigrace 0,7 11,5 63,3 21,0 Amerika 3,6 9,6 8,4 37,0 Asie 0,8 2,5 2,8 3,6 Afrika, Austrálie a 3,7 0,4 0,5 ostatní 1,1 Spolu 100,0 100,0 100,0 100,0 Pramen: Zimpel (1980) Pro zájemce Rozdělení na starou a novou evropskou imigraci do USA není dáno primárně rokem 1883, ale celkovým charakterem migrace. Starou evropskou imigraci tvoří přistěhovalci ze západní a severní Evropy (Angličané, Irové, Velšané, Belgičané, Švédové, Dánové, Norové, Francouzi, Němci, Holanďané, Švýcaři). Většinou se jako zemědělští farmáři účastnili velkého osídlování západních oblastí. Byli mobilnější, společensky přizpůsobivší, jazykově příbuznější a relativně lehko se asimilovali. Přicházeli do USA s úmyslem trvalého usazení a později se považovali za původní obyvatele Ameriky, kteří jí dali kulturu, hospodářský a sociální rozvoj. Novou evropskou migraci tvoří přistěhovalci z východní a jihovýchodní Evropy (Rusi, Poláci, Italové, Slováci, Maďaři, Chorváti, Rumuni, Češi a příslušníci balkánských národů). Většinou přicházeli individuálně, motivem jejich migrace bylo získat finanční prostředky a vrátit se do své vlasti. Pracovali jako robotníci v průmyslu, stavebnictví, na farmách, často jako nekvalifikovaní robotníci v nejtěžších pracovních podmínkách. Žili izolovaně v koloniích (národnostních), co stěžovalo proces asimilace. Mnohé kolonie nebo městské čtvrti se zachovaly dodnes. Zatímco Evropa se v prostorovém aspektu vždy vyznačovala velkou dynamikou, velké prostorové koncentrace obyvatelstva Asie (čínská, indická, japonská) zůstávají relativně stabilní (např. USA imigraci mongoloidní rasy omezovala zákonem). Ale i zde docházelo k určitým rozsáhlým prostorovým přesunům. Od poloviny 19. století směřuje proud emigrantů z Číny a Japonska do zemí jihovýchodní Asie (v řadě z nich dnes tvoří hospodářsky významné menšiny). V letech emigrovalo z Číny asi 12 miliónů lidí, především na území dnešní Malajsie, Indonésie, Thajska, Singapuru a Vietnamu. Na indickém poloostrově došlo k rozsáhlé politické migraci mezi Indií a Pákistánem v roce 1947, která se týkala téměř 15 mil. lidí. (Jedná se o typický příklad migrace politického a náboženského charakteru.) Migrace Židů Významná je rovněž migrace Židů do Izraele. V průběhu 20. a 30. let 20. století se Židé z mnoha částí světa stěhovali do Palestiny (k velké nelibosti místního arabského obyvatelstva, které se brzy ocitlo v menšině). Během 2. světové války a bezprostředně po ní uteklo do Palestiny velké množství Židů, kteří přežili nacistické pronásledování.

404 49 Celkem mezi lety se jednalo asi o 425 tisíc obyvatel. Imigrace židovského obyvatelstva se podstatně zvýšila po vytvoření samostatného státu (rozhodnutím valného shromáždění OSN v listopadu 1947). Židovský stát (Izrael) vznikl v roce V letech se do Izraele přestěhovalo asi 1,2 miliónů Židů z celého světa. Zároveň však nastal i nucený odchod arabského obyvatelstva z tohoto území. Jednalo se asi o 1,5 miliónů obyvatel. K velkým přesunům obyvatelstva docházelo v období 2. světové války a po jejím skončení. Podle odhadu se přesunulo asi 30 miliónů obyvatel (z toho asi 13,5 mil. Němců, 6,5 mil. Poláků a 2,1 mil. Čechů a Slováků). Zatímco Evropa byla v 19. století oblastí, z které vycházely rozsáhlé emigrační vlny, stává se od konce 2. světové války významnou imigrační oblastí. Hlavními přistěhovaleckými oblastmi zůstávají dále společně se zeměmi severozápadní Evropy i Severní Amerika. Výrazně politický charakter měly některé emigrace z bývalých socialistických zemí. K tomuto typu emigrace můžeme řadit asi 3 mil. obyvatel NDR, kteří v letech emigrovali do SRN. (Silný proud politického charakteru směřoval potom v roce 1989 z bývalé NDR do SRN.) Z Maďarska emigrovalo v důsledku revolučních událostí v letech asi lidí. Podobná situace nastala i v Československu v letech , kdy po okupaci sovětskými vojsky emigrovalo asi obyvatel. Politická emigrace Trvalá emigrace (zejména kvalifikovaných pracovních sil) poškozuje emigrační oblasti, země často ztrácí zdatné profesionály a hovoří se v tomto smyslu o tzv. odlivu mozků. Od konce 50. let se v Evropě rozšířila migrace pracovních sil ze zemí jižní Evropy, Turecka a severní Afriky do průmyslových oblastí severozápadní a centrální části kontinentu. Východiskovými zeměmi jsou především země kolem Středozemního moře (Itálie, Španělsko, Portugalsko, bývalá Jugoslávie, Řecko, Turecko, Maroko, Alžírsko, Tunisko). Rozsah těchto pracovních migrací neustále vzrůstal. Na začátku 60. let se jednalo v západní Evropě zhruba o 2 mil. lidí, v polovině 70. let to bylo až 8 mil. V řadě evropských zemí představují velký podíl na ekonomicky aktivním obyvatelstvu (např. Švýcarsko, Lucembursko, Německo). Migrace pracovních sil Rozsáhlé pracovní migrace směřují také do Spojených států amerických. Jsou to zahraniční dělníci zejména z Mexika, ostrovů v Karibském moři i některých jihoamerických zemí (např. Kolumbie). Z asijských států jsou cílovými oblastmi zvláště země s bohatými nalezišti ropy (arabské země Saúdská Arábie, Kuvajt a Omán). Migranti pocházejí zejména z Egypta, Jemenu, Jordánska, Pákistánu a Indie. Z Afriky migruje obyvatelstvo zejména z hospodářsky slabého pásma Sahelu (oblasti jižně od Sahary) do Jihoafrické republiky.

405 50 Evropské země je možné v současném období rozdělit do pěti skupin s výrazně odlišným migračním chováním (podle imigračních a emigračních toků): země bývalé Jugoslávie, kromě Slovinska západní Evropa země V4, Slovinsko a Pobaltí ostatní postkomunistické země včetně bývalého Sovětského svazu Rusko Úkol / Úkol k zamyšlení Pokuste se ve stručnosti charakterizovat migrační chování výše zmiňovaných pěti skupin evropských států. Přístup k migracím Migrace můžou částečně v některých státech řešit současnou demografickou krizi vycházející ze snížené porodnosti, zároveň však představují jisté riziko. Proto se vyspělé země, včetně České republiky, snaží o regulaci migrace a výběr imigrantů. Soužití přistěhovalců a místního obyvatelstva představuje jeden z nejzávažnějších světových problémů. Přístupy jednotlivých států k migracím jsou ale odlišné. Uvedeme alespoň některé z těchto přístupů: multikulturní (Švédsko, Austrálie, Kanada): všem stejná práva ve všech sférách cizinci zůstávají i po několik generací neasimilováni diskriminační ( differetial exclusion Němcko, Švýcarsko, Rakousko): začlenění imigrantů do určité společenské sféry (trh práce), ale znemožnění získání občanství, participace na veřejném životě asimilační (Francie): příliš se neosvědčil nastává proces jednostranné adaptace, v posledním období vznikají stále častější problémy s potomky (druhou i třetí generací) imigrantů Výsledkem přirozeného a mechanického pohybu je celkový pohyb obyvatelstva. Projevuje se jako celkový (globální) přírůstek nebo celkový (globální) úbytek. Pomocí tohoto ukazatele lze charakterizovat krátkodobý i dlouhodobý vývoj populace a je nevyhnutelný i v prognózách vývoje obyvatelstva.

406 Celkový pohyb obyvatelstva Celkový přírůstek (resp. úbytek) vyjádříme součtem přirozeného přírůstku a migračního salda daného území v určitém časovém období. Celkový přírůstek/úbytek je možné vyjádřit v promile ( ) pomocí vztahu: c p = N M + * Celkový počet obyvatel v čase t 1 je potom součet určitého počátečního stavu obyvatelstva v čase t 0 a všech čtyř složek pohybu v časovém intervalu mezi t 0 a t 1 : P = P + t 1 0 t N M +. Celkový pohyb je potom možné vyjádřit pomocí Webbova diagramu, kde na x-ové ose jsou údaje o migračním pohybu (migrační úbytek MU nebo migrační přírůstek MP) a na y-ové ose údaje o přirozeném pohybu (přirozený úbytek PU nebo přirozený přírůstek PP). Podle dat je potom každý stát, region nebo obec jedním bodem diagramu. Úhlopříčka nám pak rozděluje státy, regiony či města na dvě skupiny, podle toho zda mají celkový úbytek CU nebo celkový přírůstek CP obyvatelstva. Podle pozice v rovině je můžeme rozdělit i detailněji do osmi skupin (obr. 9). PP PP>MU PP>MP MU>PP MP>PP MU MP MU>PU MP>PU PU>MU PU>MP PU CP CU Obr. 9 Webbův diagram pro celkový pohyb obyvatelstva

407 52 SHRNUTÍ Mechanický pohyb obyvatelstva zahrnuje všechny typy přemísťování (prostorových pohybů) obyvatelstva, dominantně hlavně migrační pohyby Ukazatele migračních pohybů imigrace (přistěhovalí), emigrace (vystěhovalí), objem migrace a migrační saldo Příčiny a důvody migrací push a pull faktory Přístupy k migracím a integraci cizinců multikulturní, diskriminační, asimilační Celkový pohyb obyvatelstva výsledek přirozeného a mechanického pohybu obyvatelstva Kontrolní otázky a úkoly 1. Uveďte základní důvody, resp. důsledky migračních pohybů. 2. Kde velké migrační toky zásadním způsobem ovlivnily současnou strukturu obyvatelstva? 3. Jakým způsobem je možné regulovat migrační pohyby, je to správné? Pojmy k zapamatování Imigrace, emigrace, reemigrace, repatriace; push a pull faktory migrace, vnitrostátní a zahraniční (mezinárodní) migrace

408 53 7 Struktury obyvatelstva Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Rozlišit rozložení jednotlivých struktur obyvatelstva ve světě Rozlišit rozložení jednotlivých struktur obyvatelstva v České republice Určit důvody prostorového rozložení obyvatelstva podle biologických, kulturních a ekonomických znaků Doba potřebná k prostudování kapitoly: 60 minut. Průvodce studiem Lidé jsou různí, jsou ženy a muži, mladí nebo staří, bohatí nebo chudí, zdraví nebo nemocní, černí, bílí nebo žlutí, věřící nebo nevěřící, příp. něco mezi tím. Stále hledáme rozdíly, proč tomu tak je a proč jsme odlišní. V této kapitole se zamyslíme nad rozdílnými strukturálními znaky obyvatelstva. Opět bude potřeba intenzivně pracovat s atlasem a hledat prostorové rozložení některých skupin obyvatelstva na různých hierarchických úrovních (ve světě i jednotlivých státech) v různých tematických mapách. 7.1 Znaky pro rozlišení struktur obyvatelstva Struktura obyvatelstva patří mezi nejvýznamnější charakteristiky určité populace. Přesto, že jsou všechny ukazatele postihující strukturu obyvatelstva, vztaženy k určitému časovému okamžiku, je třeba je chápat dynamicky jako výsledek celého historického vývoje dané populace. Například současná věková struktura obyvatelstva: jak dlouhým vývojem populačních procesů může být ovlivněna? Obvykle se udává rozmezí mezi 60 až 100 lety. A naopak již dnes se v podstatě formuje struktura, která bude existovat na daném území např. za 80 let. Co to tedy vlastně struktura obyvatelstva je? Odpověď je jednoduchá: struktura obyvatelstva je prakticky jeho složení. Existuje samozřejmě celá řada znaků, které se u obyvatelstva sledují. Obvykle se rozdělují do tří skupin: biologické znaky (struktura obyvatelstva podle pohlaví, věku, rodinného stavu, zdravotního stavu, rasová struktura atd.) kulturní znaky (struktura obyvatelstva podle etnické příbuznosti, vzdělanostní, národnostní, jazyková, religiózní struktura atd.). ekonomické znaky (struktura obyvatelstva podle ekonomické aktivity, zaměstnání, třídní a sociální struktura, struktura podle příslušnosti k hospodářským odvětvím atd.)

409 Struktura obyvatelstva podle pohlaví a věku Struktura obyvatelstva podle pohlaví a věku patří mezi základní charakteristiky obyvatelstva a slouží jako vstupní údaj pro celou řadu dalších demografických a geografických analýz. Ačkoli mají obě struktury vlastní prostředky vyjádření, velmi často se jejich hodnocení a interpretace kombinuje. Proporci rozložení mužů a žen je možné určit koeficientem maskulinity (podíl mužů na celkovém počtu obyvatel) nebo koeficientem feminity (podíl žen na celkovém počtu obyvatel). Často se používá i index maskulinity vyjádřený vztahem: I m = M * , kde M je počet mužů a F počet žen v populaci. Index maskulinity se zpravidla počítá pouze v případě, že počty mužů převažují nad počty žen. V případě, že je to opačně, počítáme index feminity vyjádřený vztahem: I f = * 1 M Ze způsobu výpočtu je zřejmé, že index maskulinity i index feminity by měly být vždy větší nebo rovné hodnotě Na poměru počtu mužů a žen v populaci se podílejí tři hlavní faktory: rozdílný počet rodících se chlapců a dívek rozdílná střední délka života mužů a žen vnější (mezinárodní) migrace Podle proporčního zastoupení mužů a žen v populaci potom rozlišujeme: státy s převahou žen: země Evropy, Severní Ameriky a bývalého Sovětského svazu (hlavně jako důsledek mužské neúmrtnosti) státy s převahou mužů: hlavně rozvojové země (přední a zadní Indie, Afrika horší pozice žen), ale i Austrálie (jako důsledek početné imigrace s převahou mužů) Většinou se ale liší zastoupení mužů a žen v jednotlivých věkových kategoriích (obr. 10). věk věk I m 10 I f I m 10 I f převaha mužů převaha žen převaha mužů převaha žen Obr. 10 Vyjádření indexu maskulinity a indexu feminity v závislosti od věku

410 55 Pro zájemce Popis obr. 10 Vlevo Irán (1976) v islámských zemích se setkáváme, na rozdíl od světového trendu, s převahou mužů a to dokonce i ve vyšších věkových kategoriích. Zde je situace ovlivněna pozicí žen ve společnosti, příp. i neúplnou evidencí žen. Vpravo bývalá NDR (1977) výrazná převaha žen od roku 1945 nebyla způsobena na konci 70. let pouze stárnutím evropského obyvatelstva, ale byla především důsledkem ztráty mužského obyvatelstva v době 2. světové války. Věková struktura obyvatelstva je považována za základní uspořádání dat pro jakoukoliv demografickou analýzu. Podle ekonomické aktivity rozlišujeme tři základní věkové složky: Věková struktura předproduktivní (obyvatelstvo ve věku 0 14 let) produktivní (obyvatelstvo ve věku let) postproduktivní (obyvatelstvo ve věku 65 a více let) Podle přirozené reprodukce rozlišujeme rovněž tři věkové složky: dětská (obyvatelstvo ve věku 0 14 let) reprodukční (obyvatelstvo ve věku let) postreprodukční (obyvatelstvo ve věku 50 a více let) Kromě toho používáme na obecné hodnocení věku populace další charakteristiky, jako např. průměrný věk (průměr počtu let, které přežili všichni obyvatelé), věkový medián (rozděluje obyvatele na dvě početně stejné části), modus neboli modální věk (věk, který se vyskytuje nejčastěji). Podrobnější rozložení obyvatelstva podle věku a pohlaví ukazuje názorně věková pyramida. Počet obyvatel a pohlaví, nejčastěji jednotlivých ročníků nebo pětiletých věkových kategorií, vyjadřuje obdélník, jehož obsah odpovídá podílu věkové skupiny na celkovém počtu obyvatel. Věkovou pyramidu tedy představují spojené grafy histogram četností mužů (levá část grafu) a žen (pravá část grafu). Na horizontální ploše se zobrazuje počet obyvatel, na vertikální věkové kategorie. Věkové pyramidy nabývají různých tvarů, pro porovnání slouží tři základní, které zobrazují následující typy populací: Věková pyramida progresivní typ: vysoký podíl dětské složky obyvatelstva (0 14 let), předpoklad rozšířené (rostoucí) reprodukce obyvatelstva stacionární typ: složky dětská a postreprodukční (50 a více let) jsou téměř vyrovnány, obvykle bývají vyrovnané i počty narozených a zemřelých, tzv. jednoduchá reprodukce regresivní typ: postreprodukční složka obyvatelstva převažuje nad dětskou, tzv. nedostatečná reprodukce

411 56 Tyto základní typy populací pocházejí z pozorování švédského demografa G. Sundbärga, který zároveň určil přibližné procentuální zastoupení jednotlivých věkových kategorií ve třech základních věkových složkách pole přirozené reprodukce (tab. 3, obr. 11). Tab. 8 Proporční rozdělení obyvatelstva do věkových složek Složka Progresivní Stacionární Regresivní Dětská 40 % 25 % 20 % Reprodukční 50 % 50 % 30 % Postreprodukční 10 % 25 % 50 % Obr. 11 Sundbärgova klasifikace věkových typů populací Problematice věkových struktur obyvatelstva hlavně v souvislosti s jejich vývojem se budeme podrobně věnovat v kapitole o prognózách obyvatelstva. 7.3 Rasová struktura obyvatelstva Biologicky se rasy považují za určité podskupiny lidského rodu. Plně životaschopné potomstvo se rodí z manželství partnerů libovolných rasových útvarů. Všechny současné rasy a jejich přechodné formy mají daleko více podstatných znaků společných (schopnost přemýšlet, pracovat, tvořit, komunikovat atd.) než rozdílných, které jsou proti společným v podstatě bezvýznamné. Lidskou rasu spojuje společný vývoj, který se odráží ve společných morfologických a fyziologických znacích, které jsou v rámci jedné rasy podstatně méně variabilní než mezi příslušníky ras různých. Jedná se zpravidla o barvu pleti, barvu a tvar očí, barvu a formu vlasů, tvar nosu, úst atd. V současné době jsou stále častěji uplatňována populačně-genetická kritéria. Např. podle H. G. Zimpela (1980) jsou rasy definovány jako velké skupiny obyvatel, které se navzájem signifikantně liší složením a četností genů a tomu odpovídajícím rozložením a četností dědičných znaků. Tyto znaky jsou zpravidla viditelné, jako např. barva a pigmentace pokožky, barva a tvar očí, barva a forma vlasů, tělesná výška, proporce a morfologické znaky některých orgánů (tvar nose, úst apod.). Někdy se k nim přiřaďují i psychické odlišnosti, jako chování nebo temperament.

412 57 Antropologické klasifikace udávají obvykle kolem ras resp. rasových útvarů, které se sjednocují podle různých třídění. Uveďme si klasifikaci, která poskytuje jejich určité sjednocení. Nejvyšší hierarchický stupeň tvoří tři velké rasy, které se člení na další větve: Velká europoidní rasa tvoří 42 % populace a člení se na severní větev, přechodné typy a jižní větev. Velká mongoloidní rasa tvoří 20 % populace a člení se na asijskou větev (severní Mongoloidi, východní Mongoloidi, Eskymáci a Paleoasiaté) a americkou větev (Indiáni) Velká negroidní (ekvatoriální) rasa tvoří 8 %populace a člení se na africkou negroidní větev (černoši, Pygmejové, Bušmeni a Hotentoti) a oceánskou (australoidní) větev (Veddoidi, Australané, Melanézané a Papuánci) Kromě toho ještě máme několik přechodných rasových forem. Přechod mezi europoidní a negroidní rasou (9 %) tvoří jihoindický typ (mulati), přechod mezi europoidní a mongoloidní rasou (4 %) tvoří američtí mestici, středoasijské, jihosibiřské a uralské typy a přechod mezi mongoloidní a australoidní rasou (17 %) tvoří jižní mongoloidi a japonské typy. Ostatní smíšené typy tvoří zhruba 0,25 % světové populace, patří sem např. Malgaši, Polynézané a Mikronésané nebo Havajci. 7.4 Jazyková a národnostní struktura obyvatelstva Interpretace základních kategorií používaných při hodnocení jazykové a národnostní struktury obyvatelstva bývá rozdílná, proto si proveďme v první řadě obsahové vymezení některých pojmů jako je národnost, národ, státní příslušnost. Národnost je příslušnost obyvatelstva k určitému národu, když za národ považujeme historickou formu lidské společnosti, která vznikla na základě pevného společenství, hospodářského života, společného jazyka, území, kultury, způsobu života, tradic a jejich odrazu v národní psychice a národním vědomí (termín národ nelze ztotožňovat se státní příslušností, ta je výsledkem politické diferenciace). Pojem národ je dále určen celým komplexem znaků, které jsou pro potřeby statistické klasifikace příliš složité. Proto se opírá nejčastěji o jazykové charakteristiky. Národnostní a jazyková struktura obyvatelstva spolu velice úzce souvisí, přesto že samozřejmě totožné nejsou. Jazyk má však významnou nebo dokonce nejvýznamnější) funkci v procesu formování národa. Při tvoření skupin příbuzných národů se ve velké míře uplatňuje právě jazyková struktura obyvatelstva a lingvistický princip. Existují různé klasifikace jazyků, u nichž si největší pozornost si zasluhuje klasifikace, která je výsledkem historické srovnávací metody. Podstatný význam má při ní rekonstrukce jazyků minulých, kterých se využívá pro vysvětlení vztahů jazyků současných. Jednotlivé jazyky se potom seskupují do skupin. Jazyková skupina se váže na existenci společného prajazyka (např. pro jazyky románské jazykové skupiny byl prajazykem latina).

413 58 Na Zemi žije přibližně národů, 200 národů má více než jeden milion obyvatel (tvoří cca 95 % celkového počtu obyvatel Země). Zároveň máme na Zemi přibližně 20 jazykových rodin, které se dále člení na jazykové skupiny a podskupiny. Téměř 3/4 světové populace používá jazyky čtyř nejvýznamnějších jazykových rodin: indoevropská jazyková rodina (2,4 mld. osob) hlavní skupiny: slovanská, baltská, germánská, románská, keltská, helénská, indo-íránská sinotibetská jazyková rodina (1,5 mld. osob) hlavní skupiny: čínská, tibetsko-barmská africká jazyková rodina (750 mil. osob) značně složitá a diverzifikovaná struktura jazyků semitohamitská jazyková rodina (450 mil. osob) nejpočetnější skupina: semitská Téměř celá Evropa patří do indoevropské jazykové rodiny, proto si její strukturu představíme podrobněji. Patří do ní šest jazykových skupin členěných na další podskupiny: románská skupina (550 mil. osob): západorománská podskupina (Španělé španělština, Portugalci portugalština, Francouzi francouzština) a východorománská podskupina (Italové, Rumuni, Moldavané) germánská skupina (420 mil. osob): západogermánská podskupina (Angličané angličtina, Němci němčina, Holanďané, Lucemburčané) a severogermánská podskupina (Dánové, Švédové, Norové) slovanská skupina (280 mil. osob): východoslovanská podskupina (Rusové, Ukrajinci, Bělorusové), západoslovanská podskupina (Poláci, Češi, Slováci) a jihoslovanská podskupina (Bulhaři, Srbi, Chorváti, Slovinci, Makedonci, Bosňané, Černohorci) baltská skupina (Litevci, Lotyši) keltská skupina (Irové, Skoti, Velšané, Bretonci) helénská skupina (Řekové) Kromě toho ještě v Evropě žijí např. Maďaři, Finové, Estonci či Laponci patřící do ugrofinské skupiny, která je součástí uralské jazykové rodiny.

414 59 Kdybychom sestavovali řebříček nejpočetnějších jazyků světa, vypadal by takhle: 1. čínština (900 mil. osob; tj. 13 % světové populace) 2. angličtina (prostorově nejrozšířenější; nejčastěji používaný jako druhý jazyk, hlavně v bývalých britských koloniích) 3. španělština (hlavně Latinská Amerika) 4. arabština (jihozápadní Asie, severní a střední Afrika) 5. hindština (Indie) 6. portugalština (hlavně Brazílie) 7. bengálština (Bangladéš) 8. ruština 9. japonština 10. němčina 11. francouzština 7.5 Religiózní struktura obyvatelstva Religiózní neboli náboženská struktura vychází z příslušnosti populací k jednotlivým náboženstvím, přesněji z jejich věrovyznání. Často používá základní rozlišení náboženství na národní (nadnárodní) a světová. Mezi národní náboženství jsou označována např. náboženství egyptské, řecké, římské, čínské, indické. I zde se však můžeme dostat do potíží. Např. indické náboženství je považováno za náboženství národní, náleží ovšem národu, který mluví mnoha různými jazyky, i z velmi odlišných jazykových skupin a i rasově pestrý. Pokud ovšem rozlišujeme národ ve smyslu etnickém a národ ve smyslu politickém, lze s touto tolerancí jistě o národních náboženstvích hovořit. Některá náboženství přesáhla národní hranice, ale světovými náboženstvími se nestala. Taková náboženství bychom mohli považovat za náboženství nadnárodní. Jedná se např. o vliv konfuciánství (Korea, Vietnam, Japonsko). Za světová náboženství jsou považována ta náboženství, která přesahují hranice, ras, kultur nebo kontinentů. Obecně se za světová náboženství pokládají křesťanství, islám a buddhismu. Žádné z nich však není rozšířeno mezi domácím obyvatelstvem všech zemí. Prostorové rozlišení a početnost největších náboženství jsou následovní (obr. 12): křesťanství (2 mld. osob): římskokatolická církev (hlavně Evropa a Lat. Amerika), pravoslavná církev (východní a jihovýchodní Evropa) a protestantské církve (západní a severní Evropa, USA, Kanada, Austrálie) islám (1,2 mld.): severní a střední Afrika, jihozápadní, střední, jižní a jihovýchodní Asie, dělí se na sunnity (většina věřících) a šíity (hlavně Írán) hinduizmus (800 mil.): Indický poloostrov buddhizmus (350 mil.): Čína, východní a jihovýchodní Asie judaismus (20 mil.): nejvíce Izrael

415 60 Počty osob přislouchajících k náboženství můžou být značně zkreslené, protože k některým náboženstvím (např. ke křesťanství) se můžou hlásit větší počty osob, které nejsou praktikujícími věřícími. Obr. 12 Religiózní struktura obyvatelstva světa Česká republika patří ke státům, kde se k náboženství hlásí nejnižší podíl obyvatel z celé Evropy a tento podíl se neustále snižuje. Nejvyšší počty věřících má římskokatolická církev, vyšší počty věřících je na Moravě, při prostorovém srovnání sever jih je sever ateističtější a jich religióznější. SHRNUTÍ Znaky pro rozlišení struktur obyvatelstva biologické, kulturní, ekonomické Struktury obyvatelstva podle biologických znaků pohlavní (maskulinita vs. feminita) a věková (věková pyramida, struktura podle vztahu k ekonomické aktivitě, možnostem reprodukce apod.) struktura obyvatelstva Struktury obyvatelstva podle kulturních znaků rasová (europoidní, mongoloidní, negroidní a smíšené rasy), národnostní, jazyková (jazykové rodiny a skupiny) a religiózní (křesťanství, islám, hinduizmus, buddhizmus, judaizmus a jiná náboženství) struktura obyvatelstva Struktury obyvatelstva podle ekonomických znaků struktury podle ekonomické aktivity, zaměstnání, příslušnosti k hospodářským odvětvím apod. Kontrolní otázky a úkoly 1. Jaký je vztah pohlavní a věkové struktury obyvatelstva? 2. Má věková struktura vliv na religiozitu? 3. Jakým způsobem může věková struktura ovlivňovat ekonomické struktury obyvatelstva? Pojmy k zapamatování Maskulinita a feminita, věkové kategorie a věková pyramida, europoidní, mongoloidní a negroidní rasa, jazyk, národ, státní příslušnost, religiozita a světová náboženství

416 61 8 Demografické cykly a populační prognózy Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Nastínit dosavadní a alternativy budoucího vývoje obyvatelstva ve světě Vysvětlit co je demografická revoluce, druhý demografický přechod a stárnutí obyvatelstva Porozumět prognózám vývoje věkové struktury obyvatelstva v České republice a diskutovat jak to souvisí s důchodovou reformou Doba potřebná k prostudování kapitoly: 60 minut. Průvodce studiem Obyvatelstvo se neustále vyvíjí, a ač se to nezdá, výraznými změnami procházíme i v současnosti. Demografické procesy, které se dějí v současnosti budou ovlivňovat naši budoucnost i budoucnost dalších generací na sto i více let. Zkusme si představit, jak bude náš svět vypadat v budoucnosti a především jaké bude obyvatelstvo našich měst, vesnic a regionů. Jaké budou věková, vzdělanostní, národnostní a další struktury tohoto obyvatelstva? 8.1 Demografická revoluce Demografická revoluce je zásadní změnou lidské reprodukce, která probíhá ve světě od 18. století. Do té doby byl populační vývoj charakterizován vysokou porodností i úmrtností, dospělosti se dožívala jen menšina dětí. Díky zlepšení zásobování potravinami, kvalitnějším hygienickým podmínkám a lékařským objevům došlo k rychlému poklesu úmrtnosti. Později si lidé začali uvědomovat potřebu regulace počtu dětí v rodinách, zejména ve městech, kde bydlel stále vyšší podíl obyvatel. Rychlý populační přírůstek se začal snižovat a v závěrečné fázi demografické revoluce se dostává i do záporných čísel. Demografickou revoluci označujeme taky jako demografický přechod, nebo demografický cyklus. Je spojená s prudkým nárůstem populace v poměrně krátkém období a má čtyři základní fáze (obr. 13): 1. fáze: vysoká porodnost, vysoká úmrtnost nízký nebo nulový přirozený přírůstek, stabilizovaný počet obyvatel 2. fáze: vysoká porodnost, pokles úmrtnosti prudký růst přirozeného přírůstku, akcelerace růstu populace 3. fáze: pozvolný pokles porodnosti, stabilizuje se nízká úmrtnost vysoký přirozený přírůstek, růst populace 4. fáze: stabilizace porodnosti i úmrtnosti na nízké úrovni minimální přirozený přírůstek, stabilizovaný počet obyvatel

417 62 Obr. 13 Model demografické revoluce Typy demografické revoluce Podle průběhu rozdělujeme demografickou revoluci na tři typy: francouzský typ: úroveň úmrtnosti se snižuje ve druhé i třetí fázi, ve druhé fázi však již pozvolně klesá i porodnost, důsledkem je potom relativně malý růst populace (tento průběh měla demografická revoluce spíše v minulosti, hlavně ve vyspělých zemích) anglický typ: úroveň úmrtnosti se snižuje ve druhé i třetí fázi, porodnost v druhé fázi neklesá, stagnuje, což má za důsledek poměrně značný růst populace, ve třetí fázi pak porodnost prudce klesá (situace se nejvíce ze tří typů podobá obr. 13) mexicko-japonský typ: úroveň úmrtnosti se snižuje ve druhé i třetí fázi, porodnost ve druhé fázi nadále stoupá, což znamená, že nárůst populace je obrovský, většinou ale potom trvá kratší dobu (tento typ je charakteristický pro rozvojové země) Demografická revoluce přichází do jednotlivých států v rozdílném čase. V současnosti probíhá již jen v rozvojových zemích a její ukončení se předpokládá do roku Druhý demografický přechod a stárnutí obyvatelstva Vyspělé státy mají demografickou revoluci (nebo demografický přechod) dávno za sebou. Potýkají se nyní ale s opačným problémem, kdy jejich populace přirozeným pohybem začíná stále intenzívněji klesat. Tento proces nazýváme druhý demografický přechod. Při druhém demografickém přechodu je trvale či dlouhodobě hrubá míra úmrtnosti větší než hrubá míra porodnosti. Souvisí se situací po druhé světové válce, přichází ke zlepšení sociální a ekonomické situace a hlavně k emancipaci žen. Touha po kariéře u obou pohlaví značně převyšuje zájem o rodinu, přichází ke změnám hodnotového systému, rozpadu rodin apod. Situaci samozřejmě ještě zhoršují i různé genderové a jiné nesmyslné projekty, se snahou navodit jakousi až nepřirozenou rovnost všeho, pohlaví nevyjímaje.

418 63 V České republice přichází ke druhému demografickému přechodu po roce Ve srovnání se západem přichází později, jeho nástup je však o to intenzivnější. Jeho hlavní znaky je možné shrnout do několika hlavních bodů: pokles úhrnné plodnosti hluboce pod (reprodukční) hranici demografického růstu 2,1 dítěte na jednu ženu odklad porodů do vyššího věku (kde k nim ze zdravotních, partnerských nebo jiných důvodů nemusí dojít) zvyšující se věk matek v době prvního porodu snižování počtu druhých, třetích a dalších porodů nárůst individualismu obecně (důraz na kariéru, zájmy a vlastní realizaci) nárůst individualismu v demografickém chování (využívání antikoncepce apod.) Všechny tyto skutečnosti znamenají nepříznivé vyhlídky do budoucnosti. Zároveň se zlepšuje zdravotní péče, lidé se dožívají vyššího věku, zvyšuje se tedy střední délka života. To je sice jev pozitivní, ale ve spojitosti s druhým demografickým přechodem znamená, že přichází ke stárnutí obyvatelstva. U stárnutí je třeba rozlišovat stárnutí na úrovni jednotlivce a stárnutí obyvatelstva (populace). U jednotlivce je stárnutí biologický proces, stárnutí obyvatelstva v demografickém smyslu znamená ale celkové změny v charakteru demografické reprodukce. Mění se zastoupení dětské a postreprodukční složky, zpomaluje se početní růst mladších věkových skupin (tzv. stárnutí zdola), resp. zrychluje růst počtu osob ve starším věku (tzv. stárnutí shora). Kromě toho ještě pozorujeme i tzv. stárnutí ze středu, když se nejpočetnější kohorty posouvají ve věkové pyramidě směrem nahoru (pozn. kohorta znamená věková kategorie). 8.3 Populační prognózy Populační prognózy nám předpovídají vývoj počtu obyvatelstva a jeho strukturu do budoucnosti, Konstruují se pomocí dvou základních komponentů: přirozeného pohybu a mechanického pohybu. Na prognózu vývoje celkového počtu obyvatel na Zemi se používá již zmíněná Verhulstova logistická křivka (tzv. S-křivka). Obecně rozlišujeme několik typů prognóz: podle variant: nízké, střední, vysoké podle zaměření: obecné, strukturované podle časového horizontu: krátkodobé (do 5 let), střednědobé (10 20 let), dlouhodobé (nad 20 let) podle velikosti regionu: lokální, regionální, celostátní, globální Na celosvětové úrovni stačí při prognózách počítat s přirozeným pohybem, na nižších úrovních musíme zohlednit i migrace (ty se ale prognózují velmi špatně). Pokud zohledníme jen některé důležitější faktory, a pracujeme s jednoduchou alternativou jejich vývoje, nazýváme to projekce obyvatelstva.

419 64 V České republice dělají prognózy obyvatelstva tři instituce: Český statistický úřad Vysoká škola ekonomická (katedra demografie) Univerzita Karlova (katedra demografie a geodemografie) Na příkladě České republiky si ukážeme jednoduchou prognózu věkové struktury obyvatelstva do roku 2045 (je konstruována jednoduchou metodikou, ale její výsledky se v podstatě v generalizované podobě shodují s prognózami tří zmiňovaných institucí). V roce 2045 odejdou do důchodu silné populační ročníky ze 70. let minulého století a začnou odcházet ještě stále početné ročníky z první poloviny 80. let. Obr. 14 Věková pyramida České republiky, stav 2010 a prognóza 2045 (Pramen: vlastní projekce). Aktuální věková pyramida a potenciální věková pyramida jsou znázorněné na obr. 14. Z obrázku je patrné, že se výrazně sníží podíl osob v produktivním věku (15 64 let) k osobám postproduktivního věku (65 a více let). Když zjednodušeně tyto nazveme tyto skupiny pracující a důchodci, tak v roce 2010 připadá na jednoho důchodce více než 5 pracujících a v roce 2045 by to již bylo pouze něco přes dva pracující. Alarmující je to i z toho důvodu, že v současném průběžném systému je ze státního rozpočtu pro penze vyčleněn více než 30-ti procentní podíl z celkového objemu rozpočtu. Úkol k zamyšlení Zamyslete se nad těmito provokativními otázkami: Nemít dobrovolně děti je u nás společensky akceptované, je to tak správně? Byl by lepší průběžný nebo spořící penzijní systém, jaké jsou výhody a nevýhody jednoho a druhého? Měl nebo neměl by se více medializovat problém související s reprodukcí a stárnutím obyvatelstva, je nebo není toto důležitější jak masově medializovaná otázka globálního oteplování?

420 65 SHRNUTÍ Demografická revoluce (přechod, cyklus) období spojené s prudkým nárůstem populace v určitém období, rozeznáváme francouzský, anglický a mexicko-japonský typ demografické revoluce Druhy demografický přechod narušení přirozené reprodukce obyvatelstva, přirozený úbytek obyvatelstva, souvisí s nárůstem individualismu a doprovodným jevem je stárnutí obyvatelstva (populace) Populační prognózy předpovědi vývoje počtu obyvatel, resp. jeho struktur do budoucnosti, zjednodušenou prognózou je tzv. projekce obyvatelstva (nástin příštího vývoje za splnění určitých předpokladů, např. při konkrétním vývoji relevantních doprovodních ukazatelů) Kontrolní otázky a úkoly 1. Kdy byla v České republice demografická revoluce a kdy začal druhý demografický přechod? 2. Jak se demografická revoluce a druhý demografický přechod promítají do celkového vývoje obyvatelstva na Zemi? 3. Představte si vaše město a vaši zemi v polovině 21. století, jak bude vypadat zdejší obyvatelstvo a jaká bude jeho struktura? Pojmy k zapamatování Demografická revoluce, demografický přechod, demografický cyklus; druhý demografický přechod, stárnutí obyvatelstva, populační prognóza, projekce obyvatelstva

421 66 Závěr Milí studenti, jak již bylo zmíněno v úvodu, používali jste text určený studentům připravovaného kombinovaného studia studijního oboru Geografie. Cílem jeho ověření ve výuce bylo kromě vlastního předávání nových informací také identifikovat místa obtížně srozumitelná, nepřehledná, případně upozornit na překlepy, typografické i věcné chyby. Děkujeme Vám, že pečlivým vyplněním závěrečného hodnotícího dotazníku přispějete ke zdokonalení tohoto textu a tím i k efektivnějšímu studiu Vašich budoucích kolegů.

422 67 Použité zdroje Autor, A. (2011) Název knihy. Místo vydání: Vydavatelství. Autor, B. (2011) Název článku. Název časopisu a číslování (ročník, číslo, strany). Autor, C. (2011) Název článku. IN Autor, D. Název sborníku. Místo vydání: Vydavatel. Strany. Autor, D. (2012) Název textu (on-line). Cit Dostupné z: < Bašovský, O., Mládek, J.: Geografia obyvateľstva a sídel. Univerzita Komenského, Bratislava, Beaujeu-Garnier, J. - Chabot, G.: Traité de géographie urbaine. Paris, 1963 Berry, B. J. L.: Geografie tržních středisek a maloobchodní sítě. Výzkumný ústav výstavby a architektury, Praha, Burne, L., Simmons, J.: Systems of Cities. Oxford University Press, New York, Carter, H.: The Study of Urban Geography. Edward Arnold, London, Čelechovský, G., Šipler, V.: Města jako systémy. Academia, Praha, Drucker, P. F. Věk diskontinuity. Obraz měnící se společnosti. Management Press. Praha Halík, P., Kratochvíl, P., Nový, O.: Architektura a město. Academia, Praha, Hall, P.: Cities of Tomorrow. Blackwell Publishers, Oxford, Herbert, D. T., Thomas, C. J.: Urban Geography: A First Approach. John Wiley and Sons, Chichester, New York, Brisbane, Toronto, Singapore, Hrala, V., Kašpar, V., Vitvarová, I. Geografie světového hospodářství. Vybrané kapitoly. Vysoká škola ekonomická. Praha Chalupa, P. Geografie obyvatelstva. Univerzita J. E. Purkyně. Brno Chalupa, P., Tarabová, Z.: Základy geografie obyvatelstva, demografie a geografie sídel. SPN, Praha, Christaller, W.: Die zentralen Orte in Süddeutschland. Jena, Jehlička, P., Tomeš, J., Daněk, P. Stát, prostor, politika. Vybrané otázky z politické geografie. Přírodovědecká fakulta UK. Praha Johnston, R. J. ed.: The Dictionary of Human Geography. Blackwell Publishers, Oxford, Láznička, Z.: Typy venkovského osídlení v Československu. ČSAV, Brno, Láznička, Z.: Typy venkovského osídlení na Moravě. Česká společnost zeměpisná, Brno, Máčel, O.: Základní problematika urbanistické struktury vesnice v Čechách a na Moravě. Výzkumný ústav výstavby a architektury, Brno, 1954.

423 68 Maik, W.: Podstawy geografii miast. Uniwersytet Mikolaja Kopernika, Toruń, Malikowski, M., Solecki, S. ed.: Spoleczeństwo i przestrzeń zurbanizowana. Teskty źródlowe. Wydawnictwo Wyzszej szkoly pedagogicznej, Rzeszów, Maryáš, J., Vystoupil, J. a kol. Ekonomická geografie I. Masarykova univerzita v Brně. Ekonomickosprávní fakulta. Brno Matlovič, R.: Geografia priestorovej štruktúry města Prešov. Katedra geografie a geoekológie FHPV PU, Prešov, Matlovic, R. Religiózná geographia. Prešov Mládek J.: Demografie (nejen) pro demografy, Sociologické nakladatelství, Praha 1998 Murphy, R. F. Úvod do kulturní a sociální antropologie. Sociologické nakladatelství. Praha Nový, O.: Velkoměsto včera, dnes a zítra. Horizont, Praha, OECD in Figures. Statistics on the member countries Roubíček, V. Úvod do demografie. Codex Bohemia. Praha Smailes, A.: The Geography of Towns. London, Sýkora, L. ed: Teoretické přístupy a vybrané problémy v současné geografii. Katedra sociální geografie a regionálního rozvoje, Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy, Praha, Štampach, O. I. Náboženství v dialogu. Kritické studie na pomezí religionistiky a teologie. Praha. Portál, Vallin, J. Světové obyvatelstvo. Academia. Praha Votrubec, C.: Lidská sídla, jejich typy a rozmístění ve světě. Academia, Praha, Votrubec, C.: Praha. Zeměpis velkoměsta. SPN, Praha, Watson, S., Gibson, K. (1994): Postmodern Cities and Spaces. Blackwell, Oxford, Whitehand, J. W. R., Larkham, P. J. eds.: Urban Landscapes: International Perspectives. Routledge, London - New York, Wokoun, R.: Teoretické a metodologické problémy výzkumu městských aglomerací. UJEP, Brno, Wokoun, R. Socioekonomická geografie. Vysoká škola ekonomická. Praha Zemko, J.: Územný a sociálný rozvoj sídel. Veda, Bratislava, Zibrin, P.: Vnímanie urbanistického priestoru. Vydavateľstvo technickej a ekonomickej leteratúry, Bratislava, Zipf, G. K.: National Unity and Disunity. The Prinicipia Press, Bloomington, 1941.

424 69 Profil autora doc. RNDr. Marián Halás, Ph.D. Marián Halás se narodil v roce 1973 ve Skalici (Slovensko). Pracuje na Katedře geografie Přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého v Olomouci, kde vyučuje mimo jiné předměty Základy humánní geografie, Regiony a geografická regionalizace, Prostorové interakce a deformace, Municipální ekonomie a municipální politika a jiné. Ve své vědecké činnosti se dlouhodobě zabývá prostorovými interakcemi a prostorovým uspořádáním společnosti, konkrétně např. výzkumem příhraničních a periferních regionů, resp. možnostmi využívaní poznatků z jiných vědných disciplin v sociálních vědách. RNDr. Šárka Brychtová, Ph.D. Šárka Brychtová je odborná asistentka Ústavu správních a sociálních věd Fakulty ekonomicko-správní Univerzity Pardubice RNDr. Miloš Fňukal, Ph.D. Miloš Fňukal je odborným asistentem na katedře geografie Univerzity Palackého v Olomouci

425 Univerzita Palackého v Olomouci Katedra geografie ZÁKLADY HUMÁNNÍ GEOGRAFIE 2 GEOGRAFIE SÍDEL (pracovní verze určená k ověření ve výuce) Marián Halás Miloš Fňukal Šárka Brychtová Rozšíření akreditace studia učitelské geografie na PřF UP v Olomouci o kombinovanou formu CZ.1.07/2.2.00/

426 Vytvořeno jako pracovní verze distanční studijní opory určená k ověření ve výuce.

427 Obsah Obsah... 3 Úvod... 5 Vysvětlivky k ikonám Úvod do geografie sídel, základní pojmy Úvod do geografie sídel Základní pojmy a klasifikace sídelních jednotek Vztah administrativně správních jednotek a sídel Venkovské osídlení Vymezení venkovských sídel Velikostní kategorie venkovských sídel Typy venkovského osídlení Morfologické typy venkovských sídel Funkční typy venkovských sídel Městské osídlení Definice a vymezení města Vznik a vývoj měst Starověká města Středověká města Novověká města Urbanizace Fáze urbanizace, perspektivy dalšího vývoje měst Geografie města Vymezení hranice města Funkce města Funkční typy měst Morfologická struktura měst Funkční struktura měst Sídelní systém Město a zázemí Hierarchie sídel Zipfovo pravidlo pořadí velikost Prostorové rozložení sídel Závěr Použité zdroje Profil autora... 55

428

429 Úvod Vážení studenti, do rukou se Vám dostává pracovní verze studijního textu Základy humánní geografie 2 Geografie sídel. Tento text je vytvořen v souladu se zásadami pro tvorbu distančních studijních opor, proto má možná pro Vás poněkud nezvyklou formu. V budoucnosti by měl sloužit Vašim kolegům z připravované kombinované formy studijního oboru Geografie. Cílem pracovníků katedry geografie je zpracovat pro ně studijní opory tak, aby i ve specifických podmínkách domácí přípravy kombinované se sobotními tutoriály získali stejnou sumu znalostí jako Vy, účastníci prezenčního studia. Na rozdíl od Vás budou tito Vaši kolegové studovat při zaměstnání, a tudíž budou mít jen omezené možnosti konzultovat nejasné nebo obtížně srozumitelné pasáže textu. Budeme Vám proto vděčni, když autory této studijní opory na taková místa upozorníte. Přípravu distanční formy studijního oboru Geografie zajišťuje projektový tým Operačního projektu Vzdělání pro konkurenceschopnost CZ.1.07/2.2.00/ Rozšíření akreditace studia učitelské geografie na PřF UP v Olomouci o kombinovanou formu, do kterého je zapojena většina členů katedry geografie, mj. všichni vyučující. Z prostředků projektu je hrazena zejména příprava studijních opor. Ty jsou postupně zpracovávány podle jednotné metodiky tak, aby byly během akademického roku ověřeny ve výuce. Jejich definitivní verze budou recenzovány jak z odborného, tak didaktického hlediska.

430 Vysvětlivky k ikonám Průvodce studiem Prostřednictvím průvodce studiem k vám promlouvá autor textu. V průběhu četby vás upozorňuje na důležité pasáže, nabízí vám metodickou pomoc a nebo předává důležitou vstupní informaci ke studiu kapitoly. Příklad Příklad objasňuje probírané učivo, případně propojuje získané znalosti s ukázkou jejich praktické aplikace. Úkoly Pod ikonou úkoly najdete dva druhy úkolů. Buď vás autor vybídne k tomu, abyste se pod nějakou otázkou zamysleli a uvedli svůj vlastní názor na položenou otázku, nebo vám zadá úkol, kterým prověřuje získané znalosti. Správné řešení zpravidla najdete přímo v textu. Pro zájemce Část pro zájemce je určena těm z vás, kteří máte zájem o hlubší studium dané problematiky. Najdete zde i odkazy na doplňující literaturu. Pasáže i úkoly jsou zcela dobrovolné. Řešení V řešení můžete zkontrolovat správnost své odpovědi na konkrétní úkol nebo v něm najdete řešení konkrétního testu. Váže se na konkrétní úkoly, testy! Nenajdete zde databázi správných odpovědí na všechny úkoly a testy v textu! Shrnutí Ve shrnutí si zopakujete klíčové body probírané látky. Zjistíte, co je pokládáno za důležité. Pokud shledáte, že některému úseku nerozumíte, nebo jste učivo špatně pochopili, vraťte se na příslušnou pasáž v textu. Shrnutí vám poskytne rychlou korekci! Kontrolní otázky a úkoly Prověřují: do jaké míry jste pochopili text, zapamatovali si podstatné informace a zda je dokážete aplikovat při řešení problémů. Najdete je na konci každé kapitoly. Pečlivě si je promyslete. Odpovědi můžete najít ve více či méně skryté formě přímo v textu. Někdy jsou tyto otázky řešeny na tutoriálech. V případě nejasností se obraťte na svého tutora. Pojmy k zapamatování Najdete je na konci kapitoly. Jde o klíčová slova kapitoly, která byste měli být schopni vysvětlit. Po prvním prostudování kapitoly si je zkuste nejprve vyplnit bez nahlédnutí do textu! Teprve pak srovnejte s příslušnými formulacemi autora. Pojmy slouží nejen k vaší kontrole toho, co jste se naučili, ale můžete je velmi efektivně využít při závěrečném opakování před testem!

431 7 1 Úvod do geografie sídel, základní pojmy Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Charakterizovat geografii sídel a její parciální discipliny Pojmenovat a rozlišit sídelní prostorové jednotky Pojmenovat a rozlišit administrativně správní prostorové jednotky Doba potřebná k prostudování kapitoly: 60 minut. Průvodce studiem V úvodní kapitole z geografie sídel se seznámíte s definicí a základními pojmy geografie sídel. Je poměrně snadno zvládnutelná, ale obsahuje řadu pojmů, jejichž přesný význam si musíte osvojit předtím, než začnete studovat další kapitoly. Budeme rozlišovat mezi sídelními jednotkami a administrativně správními jednotkami. Z administrativně správních nás budou zajímat pouze ty na nejnižší hierarchické úrovni, kde fungují lokální samosprávy. 1.1 Úvod do geografie sídel Geografie sídel je jednou z tradičních dílčích geografických disciplín. Jak už napovídá její název, objektem jejího zájmu jsou sídla. Geografie obecně studuje nejen rozmístění různých objektů v prostoru, ale zabývá se i tím, jaké jsou jejich vzájemné vztahy, jak se mění v čase a snaží se odvodit příčiny a zákonitosti jejich rozmístění. Proto se geografie sídel nesnaží pouze popsat rozmístění sídel ve světě, ale také např. zjistit: jak se sídla vzájemně ovlivňují jakou mají sídla funkci jak se mění sídla v čase jakou mají sídla vnitřní strukturu, jak jsou organizována jestli existují nějaké zákonitosti rozložení sídel v prostoru Otázek, kterými se geografie sídel je samozřejmě mnohem víc, pro základní představu nám ale zcela postačí definice geografie sídel, kterou jsme převzali z práce O. Bašovského a J. Mládka (1989): Geografie sídel je dílčí geografická disciplína, která zkoumá z časoprostorového aspektu strukturu, vzájemné vztahy a specifické zvláštnosti sídel.

432 8 Geografie sídel se zpravidla člení na: geografii osídlení (settlement geography): zkoumá sídelní systémy, sídla jsou brána jako vnitřně stejnorodá, zkoumají sevztahy mezi sídly geografii města (urban geography): zkoumá vnitřní strukturu měst, morfologické, genetické a sociodemografické znaky, vývoj a problémy měst geografii venkova (rural geography): zkoumá venkovské osídlení a jeho problémy, je relativně autonomní disciplínou geografie sídel 1.2 Základní pojmy a klasifikace sídelních jednotek Základem každého sídla jsou tzv. usedlosti (sídelní jednotky, lidská obydlí), tj. prostory trvalého nebo jen občasného pobytu člověka, ve kterých člověk přespává, pracuje nebo přechovává své zásoby. Součástí usedlosti je zpravidla obytný dům, v některých případech (zejména na venkově) i hospodářské budovy a k nim přiléhající hospodářský prostor (dvůr, zahrada). Usedlosti se vzájemně liší nejen velikostí, tvarem či použitým stavebním materiálem, ale i funkcí, stálostí nebo délkou obývání. Stavební materiál použitý na stavbu usedlosti závisí nejen na účelu stavby a bohatství případně chudobě majitele, ale odrážejí se v něm i tradice, zvyklosti a způsob obživy obyvatel, případně klimatické podmínky. Usedlosti kočovníků jsou zpravidla stavěny z materiálů, které umožňují jejich snadné rozebrání a transport na jiné místo (kůže) případně počítají s přechodným charakterem obydlí (sníh a led u inuitských iglú). Trvalá obydlí bývají stavěna z relativně stálejších materiálů: hlíny, dřeva, kamene, cihel, ve vyspělejších zemích i z panelů, skla, železobetonových konstrukcí, hliníku apod. Z podobných důvodů se liší i velikost usedlosti. Jako velikost usedlosti označujeme v geografii sídel počet rodin, pro které je usedlost určena. Vedle usedlostí jednorodinných či dvourodinných existují i usedlosti hromadné, určené k bydlení většího počtu rodin. Důležitým pojmem pro identifikaci je samotné sídlo. Sídlem rozumíme prostorově oddělenou a trvale osídlenou skupinu lidských obydlí. Každé sídlo má zpravidla vlastní místní pojmenování a je odděleno od ostatních sídel plochami, na kterých lidská obydlí nejsou. Pokud má sídlo menší počet usedlostí, označuje se jako venkovské sídlo, pokud má větší počet usedlostí a splňuje některá další podmínky, označuje se jako město. Sídlo by mělo být souvisle zastavěno, za přerušení souvislého zastavění se ale nepokládají zahrady patřící k domu a plochy ve veřejném užívání (parky, cesty, hřbitovy, letiště, přemostěné vodní plochy apod.). Za součást sídla se považují i lidská obydlí, která jsou v blízkosti souvisle zastavěné plochy, pokud od ní nejsou dál než 200 m. Vzdálenost 200 m je však jen orientační a nelze ji považovat za závaznou pro všechny země.

433 9 Součástí každého sídla jsou: obyvatelstvo materiální formy, které si obyvatelstvo vytváří (nezahrnují pouze obytné budovy, ale také domy, které neslouží k bydlení (obchody, úřady, sklady, továrny apod.) a různé plochy, které jsou nezbytné k fungování sídla (cesty, parky, zahrady, parkoviště apod.) Se základními pojmy geografie sídel usedlost, sídlo, město, venkovské sídlo jsou často zaměňovány pojmy administrativně správní, zejména pojem obec. Obec je základní článek administrativního členění státu. Podle zákona č. 128/2000 Sb. o obcích (obecní zřízení) tvoří základní územní samosprávné společenství občanů, které pečuje o všestranný rozvoj svého území a o potřeby svých občanů. Každá obec je hranicemi oddělena od jiných obcí nebo od území jiných států. V České republice obce vyplňují celé území státu s výjimkou pěti tzv. vojenských újezdů. Vojenský újezd je podle zákona o zajišťování obrany České republiky (č. 222/1999 Sb.) vymezená část území státu určená k zajišťování obrany státu a k výcviku ozbrojených sil. Újezdy tvoří územní správní jednotky, které nejsou, na rozdíl od obcí, samosprávné, na jejich území neexistují volená zastupitelstva a vnitřní správu vykonává tzv. újezdní úřad, který je zároveň orgánem státní správy i vojenským orgánem. V jeho čele je jmenovaný přednosta, podřízený ministerstvu obrany. Na území újezdů jsou umístěny tzv. vojenské výcvikové prostory, které slouží k zabezpečení polního výcviku Armády České republiky (jejich názvy se ale v některých případech neshodují s názvem vojenského újezdu). Obec Vojenský újezd Tab. 1 Vojenské újezdy v České republice Vojenský újezd Sídlo újezdního Název vojenského Okres úřadu výcvikového prostoru Boletice Boletice Český Krumlov Boletice Brdy Jince Příbram Jince Březina Vyškov Vyškov Dědice Hradiště Karlovy Vary Karlovy Vary Hradiště Libavá Město Libavá Olomouc Libavá Pramen: Uvést původ dat. Obec se může skládat z jednoho nebo více katastrálních území. Katastrální území vznikla v dnešní podobě na počátku 19. století a slouží k přesné evidenci právních vztahů k půdě, zejména k evidenci vlastnictví. Obce sice tvoří jednotný celek (jedno obecní zastupitelstvo, obecní rozpočet apod.), mohou však mít několik částí. Část obce je evidenční jednotka, která má vlastní název a vlastní označování budov popisnými nebo evidenčními čísly. Části obce nemají vlastní volené orgány samosprávy, zákon o obcích ale umožňuje zřízení tzv. obecního výboru s velmi omezenými pravomocemi. Obec jako celek má zpravidla název totožný s názvem své nejvýznamnější části. Část obce Pro části obce se dříve používalo i označení osada. Pojem osada byl ale užíván pouze pro ty části obce, které byly od její hlavní části místně odděleny.

434 10 Město Větší obce mohou obdržet městský statut pak se označují jako města. 24 velkých nebo rozlehlých měst České republiky se označuje jako statutární města. Tato města mohou (ale nemusí) rozčlenit své území na menší samosprávné městské obvody nebo městské části s vlastními orgány samosprávy. Územně členěná statutární města uspořádají své vnitřní poměry ve věcech správy města obecně závaznou vyhláškou (statutem). Příklad / Příklad z praxe Statutární města jsou Brno, České Budějovice, Děčín, Frýdek-Místek, Havířov, Hradec Králové, Chomutov, Jihlava, Karlovy Vary, Karviná, Kladno, Liberec, Mladá Boleslav, Most, Olomouc, Opava, Ostrava, Pardubice, Plzeň, Přerov, Teplice, Ústí nad Labem a Zlín. Samosprávní městské části nebo městské obvody (s radou MČ nebo MO, na čele se starostou má 8 z nich; MČ anebo MO, které nejsou samosprávní jich má 16 (největší z nich je Olomouc). Zcela zvláštní postavení má hlavní město Praha, jehož správa se řídí zvláštním zákonem, protože Praha je současně obcí i vyšším územním samosprávným celkem (krajem). Podobně jako statutární města se Praha dělí na samosprávné městské části. Administrativně správní členění státu podléhá neustálým změnám. Obce se mohou slučovat nebo naopak rozdělovat a jejich počet proto není stálý. Příklad / Příklad z praxe Velkými změnami prošel systém obcí i na území dnešní České republiky. Např. v roce 1961 bylo na našem dnešním území obcí, v následujících letech počet výrazně klesal (1970: 7 511, 1980: 4 778, 1990: 4 100), v 90. letech 20. století, kdy došlo k rozdělení některých uměle vytvořených velkých obcí, opět rostl. V roce 2012 se počet obcí na území České republiky pohybuje kolem hodnoty Velké rozdíly ve velikosti a počtu obcí jsou i mezi jednotlivými státy. Česká republika patří mezi státy s nejmenší průměrnou velikostí obcí. V roce 2012 má u nás průměrná obec 1650 obyvatel. Protože administrativně správní (obce) i územně technické (katastrální území) jednotky nerespektují zcela sídelní strukturu státu, byly v roce 1970 vytvořeny pro statistické účely menší územní jednotky, než jsou katastrální území tzv. základní sídelní jednotky (ZSJ). Byly vymezeny tak, aby zahrnovaly části sídel se stejnou funkcí (obytná, průmyslová, rekreační apod.). Ve vybraných městech se základní sídlení jednotky označují jako urbanistické obvody (bývá jich několik), na venkově sídelní lokality (s pominutím samot zpravidla jedno sídlo tvoří jednu sídelní lokalitu). ZSJ nepodléhají žádným administrativním změnám, umožňují proto zkoumání změn osídlení v čase. Pro statistické účely se používají i tzv. základní územní jednotky (ZÚJ), které kopírují administrativně správní strukturu státu (jsou definovány jako takové prostorové jednotky, které se pro účely státní správy dále nedělí, tento pojem zahrnuje všechny obce, městské obvody či městské části) a územní technické jednotky (ÚTJ, zpravidla totožné s katastrálními územími, jen v případě, kdy je katastrální území rozčleněno hranicemi městského obvodu nebo městské části, je rozděleno na příslušný počet ÚTJ).

435 Vztah administrativně správních jednotek a sídel Pojmy obec a sídlo nejsou totožné. Obce jsou administrativně správní jednotky, sídla jsou útvary vymezené na základě geografických kritérií. Proto může jedna obec zahrnovat i větší počet sídel, naopak některá sídla mohou být rozdělena na větší počet obcí. Přesto v praxi pracují i geografové sídel s obcemi řada statistických údajů je totiž dostupná pouze pro sídla a tak vlastně i počet sídel v České republice můžeme pouze odhadnout (přesahuje ). 1 k.ú. Zahradiště 3 1 obec Radostín n.o. 3 k.ú. Zadní Zhořec k.ú. Záseka 2 obec Zadní Zhořec 2 k.ú. Dědkov k.ú. Olší n. O. obec Netín město Velké Meziříčí k.ú. Netín obec Blízkov 0 1 km k.ú.blízkov 1 - k.ú. Pavlov, 2 - k.ú. Dolní Bory, 3 - k.ú. Krásněves 0 1 km 1 - obec Pavlov, 2 - obec Bory, 3 - obec Krásněves víska vesnice vesnice víska samota vesnice vesnice 0 1 km samota Obr. 1 Vymezení katastrálních území, obcí a sídel v oblasti Netína (okres Žďár nad Sázavou) Pro zájemce Úkol / Úkol k zamyšlení Proč není každé sídlo zároveň obcí? Jaký je rozdíl mezi městem v geografickém chápání a v administrativně správním smyslu? Najděte ve svém okolí příklady obcí složených z většího počtu sídel, obcí tvořených jediným sídlem případně sídel rozdělených mezi dvě nebo více obcí.

436 12 SHRNUTÍ Geografie sídel je dílčí geografická disciplína, která zkoumá z časoprostorového aspektu strukturu, vzájemné vztahy a specifické zvláštnosti sídel. Je jednou z tradičních dílčích geografických disciplín a zkoumá nejen rozložení sídel v prostoru a čase, ale i jejich funkci, vnitřní organizaci, zákonitosti jejich rozložení a jejich vzájemné vztahy. Usedlost je prostor trvalého nebo jen občasného pobytu člověka může být stálá nebo stěhovavá může být obývána trvale, sezónně nebo občasně Sídlo je prostorově oddělená a trvale osídlená skupinou lidských obydlí sídla se dělí na venkovská sídla a města Osídlení je rozmístění lidských sídel v krajině. Obce jsou územní samosprávné jednotky skládají se z jednoho nebo více katastrálních území mohou se členit na části (eventuelně městské obvody) mohou zahrnovat i větší počet sídel nebo naopak jen část sídla Kontrolní otázky a úkoly 1. Co všechno můžeme zkoumat v rámci geografie sídel? 2. Vysvětlete pojmy: sídlo, obec, osídlení. 3. Co jsou katastrální území, k jakým účelům se používají? Pojmy k zapamatování Geografie sídel, geografie osídlení, geografie města, geografie venkova; usedlost, sídlo, osídlení; obec, katastrální území, část obce, urbanistický obvod, sídelní lokalita

437 13 2 Venkovské osídlení Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Charakterizovat venkovská sídla Rozlišovat venkovská sídla podle morfologických znaků Rozlišovat venkovská sídla podle funkce Doba potřebná k prostudování kapitoly: 60 minut. Průvodce studiem Venkov je zajímavý a pro mnohé lidi nacházející se v časovém shonu a stresu určitě i atraktivní. V této kapitole se seznámíte se základní charakteristikou venkovských sídel. Je poměrně snadná a nenáročná na představivost nebo logické myšlení. Je ale bezpodmínečně nutné, abyste už měli osvojené pojmy z předchozí kapitoly. 2.1 Vymezení venkovských sídel Za venkovská sídla jsou v tradičním pojetí pokládána sídla, ve kterých se převážná většina obyvatelstva živí zemědělstvím. Nezáleží přitom na tom, jestli obyvatelé venkova produkují zemědělské výrobky pro vlastní potřebu, nebo je dodávají na trh. Někteří autoři zahrnují mezi venkovskou formu osídlení i prvotní sídelní formy osídlení předzemědělského obyvatelstva (autarkické hospodářství). Venkovská sídla V současnosti se však pojmu vesnice, venkovské osídlení nebo venkov používá pro všechna sídla, která nejsou městy bez ohledu na to, že obyvatelstvo většiny takových sídel už ztratilo jakékoliv spojení se zemědělskou výrobou. Venkovská sídla nezemědělského charakteru mají často obdobný vnější vzhled jako sídla se zemědělskou funkcí, protože vnější formy sídla mají značnou setrvačnost a mnohdy odrážejí jeho dřívější funkce. Podobná sídla jsou některými geografy označována jako sídla přechodného charakteru. Pro venkovská sídla a sídla přechodného charakteru se pak v tomto případě používá souhrnné označení neměstská sídla. Venkovská sídla jsou mimořádně rozmanitá co do velikosti i vnější podoby. Zpravidla se skládají z obytných budov, hospodářských budov a zemědělsky obdělávaných ploch. Podstatnou část zemědělské půdy patřící k venkovskému sídlu tvoří tzv. plužina. Plužina zahrnuje veškerou ornou půdou patřící k sídlu a také louky, pastviny a lesy, které se nacházejí v souvisle rozparcelované ploše polí.

438 Velikostní kategorie venkovských sídel Venkovská sídla se tradičně dělí na tři velikostní kategorie podle rozdílného počtu usedlostí tvořících sídlo - samoty, vísky a vesnice (vsi). Samota je izolované obydlí, které má značný odstup od jiných obydlí. Území mezi samotou a nejbližšími domy nesmí být vyplněno plochami bezprostředně příslušejícími k domu (dvory, zahrady), ale musí ho tvořit plochy jiného hospodářského využití (les, louka, pole). Zpravidla jsou za samoty pokládány i skupinky 2 nebo 3 usedlostí (někteří autoři uvádějí i 5, případně limitují samotu počtem obyvatel nižším než 10). Víska je seskupení 4 15 (podle některých autorů 20) usedlostí. Vesnice (ves) je tvořena větším počtem usedlostí. 2.3 Typy venkovského osídlení Podle četnosti výskytu samot (případně vísek) v krajině a podle vzájemného poměru mezi samotami a vesnicemi rozlišujeme dva základní typy venkovského osídlení: seskupené a disperzní. Seskupené osídlení Pro seskupené osídlení je charakteristická naprostá převaha vesnic, zatímco disperzní (rozptýlené) osídlení tvoří převážně samoty a vísky, které jsou vzájemně odděleny rozlehlými plochami luk, polí a pastvin (u nás např. v oblasti Beskyd a Bílých Karpat - tzv. kopanice). Vytvoření seskupeného nebo rozptýleného osídlení je podmíněno řadou faktorů, zejména podmínkami prostředí a hlavně socioekonomickými činiteli. Ke vzniku seskupeného osídlení přispívá zejména nížinná poloha, dobrá kvalita půdy (která vede ke snaze zastavět co nejmenší a pokud možno nejméně kvalitní část půdy) a v sušších oblastech i výskyt zdrojů vody. Ze socioekonomických faktorů je nejdůležitějším faktorem podmiňujícím seskupené osídleni společné hospodaření obyvatel sídla (v minulosti např. trojpolní systém) a obranné důvody (lepší možnost obrany při nájezdech nepřátel). Disperzní osídlení S disperzním osídlením se setkáváme především v horských oblastech s členitým reliéfem a málo úrodnými půdami. Ze socioekonomických faktorů je podmiňuje hlavně individuální způsob hospodaření (např. pastevecký chov dobytka) a případně i kočovný způsob života. Struktura osídlení se může měnit v čase: v některých územích, např. v Maďarsku, bylo území mezi původními seskupenými vesnicemi dodatečně zastavěno samotami (tzv. vložená disperze), výjimečně, např. ve středním Švédsku, může dokonce být původní seskupené osídlení zcela nahrazeno disperzním (tzv. sekundární disperze). V České republice jednoznačně převládá seskupené osídlení, které převládá na území osídleném do konce 13. století (tzv. staré sídelní území). Rozptýlené osídlení se vyskytuje pouze ve vyšších nadmořských výškách v území osídleném až po 13. století (tzv. mladé sídelní území), tj. v menší míře v českém pohraničí, hojněji v Bílých Karpatech a na Valašsku.

439 Morfologické typy venkovských sídel Charakteristika sídel podle počtu usedlostí, kterou jsme uvedli výše, je značně formální. Mnohem rozšířenější je dělení venkovských sídel na tzv. půdorysné typy (byly vytvořeny na základě vnější podoby venkovských sídel a na základě jejich stavebního vývoje) případně na funkční typy (na základě jejich převažující funkce viz další podkapitola). Vnější podoba (fyziognomie) venkovských sídel je závislá na ekonomické činnosti, sociálním postavení a majetkových poměrech jejich obyvatel, odráží se v ní ale ve velké míře i příslušnost k určité kulturní oblasti a přírodní podmínky. Fyziognomii venkovských sídel zpravidla hodnotíme podle jejich nárysu a půdorysu. Nárysem rozumíme rozdíly ve vertikálním členění budov (výška, počet podlaží, členění stěn, tvar střechy, apod.), půdorysem pak rozdíly v uspořádání budov a plužiny. Nárys, především však půdorys vykazují značnou setrvačnost v čase a mění se změnami funkce sídla či se změnami životní úrovně jejich obyvatel s jistým zpožděním. Při různých přestavbách dochází častěji ke změně nárysu budov např. zvýšení počtu podlaží než ke změně jejich půdorysu, protože zpravidla zůstává i po přestavbě nebo nové stavbě na místě starého domu zachována orientace vzhledem k okolním domům, komunikaci či návsi. Hodnocení půdorysu venkovských sídel se zaměřuje na zkoumání: půdorysného uspořádání jednotlivých usedlostí (tvar a vzájemná poloha obytných a neobytných částí usedlostí, tvar dvora apod.) půdorysného uspořádání sídla jako celku (jaké je uspořádání usedlostí a plužiny a jaká je jejich poloha vzhledem k návsi) Podle půdorysného uspořádání budov v sídle se rozlišují dva základní typy půdorysu: soustředěný, kdy jsou jednotlivé usedlosti postaveny těsně vedle sebe, nebo řadový, kdy jsou jednotlivé usedlosti v nevelkých vzdálenostech od sebe, jsou ale vzájemně odděleny dvory nebo zahradami. Plužina má také několik typů, které se většinou řadí do dvou skupin: pravidelné a nepravidelné typy plužiny. Základní pravidelné typy jsou: Typy plužin Traťová plužina, ve které je veškerá obdělávaná plocha patřící k sídlu rozdělena do několika velkých částí tzv. tratí (niv). Tratě jsou dále děleny na rovnoběžné pásy polí různých majitelů. Při vymezování tratí se vycházelo z úrodnosti půdy, každá trať ji má přibližně stejnou. Historicky je traťová plužina důsledkem trojhonného hospodaření, kdy byla celá trať obdělávána společně a kdy ke každé usedlosti patřilo v každé trati pole určené k osetí ozimem, jařinami a určené na úhor. Záhumenicová plužina byla rozdělena tak, že ke každé usedlosti patřil pás polí táhnoucí se od usedlosti až k hranici plužiny. U řadových vsí měly jednotlivé záhumenice (lány) přibližně stejnou šířku, u návesních vsí se klínovitě rozšiřovaly (tzv. radiální záhumenice). Celá záhumenice měla stejného majitele jako příslušná usedlost.

440 16 Délková plužina je přechodným typem plužiny: část plužiny je rozdělena na záhumenice, zbývající část pak na nepravidelné úseky, které jsou zpravidla dále členěny na pásy polí. traťová plužina délková plužina záhumenicová plužina silniční ves návesní ves návesní ves Mezi nepravidelné typy plužiny patří: Obr. 2 Pravidelné typy plužiny Úseková plužina, která je charakteristická nepravidelnými úseky (bloky) polí, které jsou často ještě dále rozděleny na rovnoběžné pásy polí. Toto rozdělení připomíná traťovou plužinu, na rozdíl od ní ale vznikalo postupně a je méně pravidelné. Plužina scelených úseků je charakteristická pro některé formy rozptýleného osídlení. Vyznačuje se nepravidelnými bloky zemědělské půdy patřící jednotlivým usedlostem, které jsou obklopeny svými polnostmi. Příklad / Příklad z praxe Vzhled plužiny většiny venkovských sídel v České republice se radikálně změnil v průběhu kolektivizace zemědělství v 50. a 60. letech 20. století a v důsledku pozdějších technicko-hospodářských úprav pozemků. Původní mozaikovitě rozmístěná políčka různých majitelů osázená nebo osetá odlišnými plodinami byla scelena do rozsáhlých bloků se shodným zemědělským využitím. Původní charakter plužiny však zůstal zachován v majetkově-právních vztazích (např. na katastrálních mapách). Klasifikací půdorysu venkovských sídel existuje celá řada. Komplexnější charakter má tzv. geneticko-morfologická klasifikace půdorysu, která se opírá jak o charakter půdorysu, tak jeho vývoj v čase a oblast rozšíření. Z tohoto hlediska lze vyčlenit podle stupně uspořádanosti půdorysu a plužiny dva základní typy půdorysu: pravidelné a nepravidelné. Pravidelné typy půdorysu svědčí o plánovitém založení sídla podle určitého plánu. Sídla s nepravidelným půdorysem se vyvíjela postupně a proto je jejich fyziognomie mnohem více ovlivněna lokálními přírodními i kulturními vlivy a jejich dělení na typy je proto obtížnější než u vsí majících pravidelný půdorys.

441 17 Základní pravidelné půdorysné typy vesnic jsou: Typy vesnic silniční vsi návesní vsi řadové vsi lesní návesní vsi Silniční vsi jsou venkovská sídla, ve kterých mají usedlosti soustředěný půdorys a jsou uspořádány těsně vedle sebe podél místní komunikace (ulice). Domy tvoří zpravidla souvislou domovní frontu po obou stranách ulice, jen zřídka je zástavba jednostranná. Silniční ves Silniční půdorys může být jednoduchý, kdy jsou domy uspořádány podél jediné komunikace, nebo složitý, jsou-li domy postaveny podél několika vzájemně se křižujících nebo propojených komunikací. Silniční vsi mají nejčastěji traťovou plužinu, u méně pravidelných typů i plužinu úsekovou. Silniční vsi jsou v České republice typické pro tzv. staré sídelní území, zejména pro oblast moravských úvalů, značně rozšířené jsou ale i v dalších evropských zemích (Maďarsko, jižní Polsko, Německo, Francie). Hlavním znakem návesních vsí je výrazná náves pravidelného (oválného, kruhového, čtyřúhlého) nebo nepravidelného tvaru, kolem které jsou seskupeny jednotlivé usedlosti. Domy bývají na náves obráceny štítovou stranou, méně často stranou okapovou (např. na Hané). Náves byla původně volná, v řadě případů ale byla druhotně zastavěna, najčastěji budovami nezemědělského charakteru (kostel, škola, požární zbrojnice). Návesní ves Návesní vsi mají nejčastěji traťovou nebo úsekovou plužinu a vyskytují se na starém sídelním území, zejména v Čechách a na střední Moravě. lesní návesní ves řadová ves Obr. 3 Lesní návesní a řadová ves Řadové vsi jsou tvořeny dvěma (někdy však pouze jednou) řadami usedlostí, které jsou volně seřazeny podél cesty nebo potoka, štíty usedlostí nebývají orientovány jedním směrem. Podle toho, jestli řadová ves prochází celou plužinou, rozdělujeme řadové vsi na dlouhé řadové vsi (též lesní lánové, řada usedlostí prochází celou plužinou) a krátké řadové vsi (opačný případ). Řadová ves

442 18 Dlouhé řadové vsi mají zpravidla záhumenicovou plužinu, krátké řadové vsi pak plužinu délkovou. V České republice jsou řadové vsi typické pro nové sídelní území severní Čechy (dlouhé i krátké řadové vsi), pro severní Moravu (dlouhé řadové vsi) a východní Moravu (krátké řadové vsi). Lesní návesní ves Lesní návesní vsi jsou podobné návesním vsím, na rozdíl od nich se však vyskytují na novém sídelním území a jednotlivé usedlosti jsou seřazeny kolem okrouhlé nebo oválné návsi zcela volně. Od klasických návesních vsí se také odlišují radiální záhumenicovou plužinou. V České republice jsou typické pro Českomoravskou vrchovinu, vyskytují se ale i v jihovýchodním i jihozápadním pohraničí Čech. Vedle uvedených čtyř základních pravidelných půdorysných typů jsou některými autory též vyčleňovány vsi řetězové a návesní silniční. Vsi řetězové (valašské řadové, častěji považovány za podtyp vsí řadových), které mají obytné a hospodářské budovy seskupeny do menších skupinek, které jsou nepravidelně seřazeny podél potoka nebo cesty. Návesní silniční vsi jsou přechodným typem mezi návesní a silniční vsí. Hlavní komunikace se v nich zpravidla ve střední části vesnice rozestupuje a vytváří tzv. nepravou náves. Zvláštním druhem vesnic jsou též tzv. raabisační vsi, které vznikaly v průběhu 18. století parcelací rušených panských velkostatků. Vyznačují se mimořádnou pravidelností uspořádání usedlostí i dělení plužiny, zpravidla mají půdorys silniční nebo řadový. Hromadný půdorys vsi Dvorcovy půdorys vsi Nejčastějším nepravidelným půdorysným typem jsou vesnice s hromadným půdorysem, které se vyznačují usedlostmi nakupenými náhodně, nepravidelně, bez zřejmého plánu. Tyto vsi zpravidla vznikaly postupným rozrůstáním velmi malých vesnic. Vyskytují se častěji v novém sídelním území, v menší míře jsou ale zastoupeny i ve starém sídelním území roztroušeně mezi ostatními půdorysnými typy. Plužina vesnic s hromadným půdorysem je nejčastěji úseková nebo traťová, mohou se ale vyskytnout i ostatní typy plužiny. Dvorcový půdorys je půdorysným typem disperzního osídlení, tj. je tvořen navzájem izolovanými usedlostmi nepravidelně rozmístěnými po katastru. Pro disperzní osídlení je typická plužina scelených úseků. V České republice se vsi s dvorcovým půdorysem vyskytují hlavně na moravsko-slovenském pomezí, často v kombinaci s řadovou vsí v jednom katastrálním území. 2.5 Funkční typy venkovských sídel Původní funkcí prakticky všech venkovských sídel byla zemědělská funkce, která výrazně ovlivnila jejich půdorysné uspořádání ale i celkový vzhled. Čistě zemědělský charakter si ale venkovská sídla zachovala pouze v nejzaostalejších zemích. Ve vyspělejších zemích ztratila mnohá venkovská sídla pronikáním průmyslu nebo městského způsobu života svůj původně zemědělský ráz a získala vedle zemědělské funkce i funkce další (např. obytnou, průmyslovou, služeb). V našich podmínkách převažuje funkce obytná obyvatelé venkova dojíždějí za prací do blízkých i vzdálenějších měst a na vesnicích pouze bydlí. Nezemědělské funkce venkovských sídel se odlišují podle toho, jestli sídlo leží v zemědělských nebo průmyslových oblastech, výrazně je ale formuje i ekonomický rozvoj oblasti, ve které se nachází.

443 19 V zemědělských oblastech mají především obytnou funkci a funkci služeb. V oblasti se seskupeným osídlením se v těchto sídlech koncentrují především služby nejnižších řádů - základní škola, obchod s potravinami. V zemědělských oblastech s disperzním osídlením, kde jsou jednotlivé farmy od sebe značně vzdáleny, jsou naopak vybaveny i službami vyššího řádu. Jsou to zpravidla sídla s nízkým počtem obyvatel a obchody, škola, kostel, poštovní úřad, hotel a další zařízení služeb jsou v nich seskupené kolem jedné nebo dvou ulic. Tato střediska často vznikají na křižovatkách silnic a u železničních stanic. V oblastech, v nichž převažují primitivnější způsoby zemědělství (rozvojové země), mají nezemědělská venkovská sídla charakter tržních osad, tj. větších vsí s pravidelnými trhy, na něž přichází obyvatelstvo ze širokého okolí. Odlišný charakter mají přechodná sídla v průmyslových oblastech, u nichž se výrazněji projevuje funkce obytná, případně i průmyslová. Vyznačují se vysokou vyjížďkou bydlícího obyvatelstva za prací do okolních center. U těchto sídel převažuje obyvatelstvo zaměstnané v nezemědělských odvětvích a větší počet pracujících mimo místo bydliště. Obce tohoto typu jsou velmi četné v zemích s vysokým stupněm urbanizace. Od vsí obytného charakteru musíme odlišit venkovská sídla s dílčí průmyslovou funkcí. Jsou to venkovská sídla, v nichž je lokalizován menší průmyslový závod, např. těžebního nebo zpracovatelského průmyslu. Hojné jsou v zemích s disperzí průmyslu do velkého počtu středisek (Česká republika, Švédsko). Poměrně málo četná jsou venkovská sídla s významnější kulturní, rekreační nebo jinou speciální funkcí. Patří sem sídla, u nichž jsou umístěna zařízení specifických služeb, jako jsou např. školy s internáty, vědecké ústavy, rekreační objekty, léčebné ústavy. Na základě vzájemného poměru obyvatelstva bydlícího a pracujícího v obci a obyvatelstva vyjíždějícího za prací mimo místo bydliště se venkovské obce často dělí na tři základní typy: výrobní obce obytné obce výrobně obytné (smíšené) obce Do skupiny výrobních obcí, tj. obcí s rozhodující ekonomickou aktivitou, řadíme obce, u nichž většina ekonomicky aktivních obyvatel pracuje v místě bydliště. Obytné obce, tj. obce bez vlastní ekonomické aktivity, jsou obce, u nichž většina ekonomicky aktivních obyvatel vyjíždí za zaměstnáním do okolních středisek. Obce, které mají zhruba vyrovnaný poměr mezi vyjíždějícími a pracujícími v místě bydliště, řadíme do skupiny obcí výrobně obytných.

444 20 Typologie venkova Komplexnější typologii venkovského prostoru České republiky sestrojili R. Perlín a S. Kučerová (2009). Český venkov rozdělili do 16 typů (obr. 18), z nichž nejvíce prostorově rozšířených je pět typů: typ 9 (57 o. o. POÚ): vnitřní periferie, charakteristika výskyt v Čechách, nižší nezaměstnanost, malé obce, lokalizace druhého bydlení, sociální stabilita na nízké úrovni typ 12 (40 o. o. POÚ): jižní Morava, charakteristika větší municipality, větší intenzita technické a dopravní infrastruktury, velmi dobrý lidský kapitál typ 8 (18 o. o. POÚ): slabší strukturálně postižené regiony, charakteristika vyšší úroveň nezaměstnanosti, slabší lidský kapitál, nižší kvalifikovanost obyvatel typ 16 (17 o. o. POÚ): suburbánní oblasti typ 10 (14 o. o. POÚ; i typ 14): rekreační funkce Obr. 4 Typologie venkovských obcí Pro zájemce Úkol / Úkol k zamyšlení Které důvody mohou vést ke vzniku seskupeného nebo disperzního osídlení, jaké výhody a nevýhody přináší tyto typy osídlení obyvatelům? Mění se plužina venkovských obcí v čase, jak ji ovlivnila například kolektivizace v 50. letech 20. století? Pokuste se zařadit venkovské sídlo, které dobře znáte, do půdorysného typu, jakou má plužinu?

445 21 SHRNUTÍ Venkovská sídla všechna sídla, která nejsou městy zahrnují usedlosti, hospodářské budovy a plužinu Velikostní kategorie venkovských sídel: samoty (1 3 usedlosti) vísky (4 15 usedlostí) vesnice (16 a více usedlostí) Typy venkovského osídlení: seskupené (vesnice, v nížinách, na kvalitní půdě, ve starých sídelních oblastech) disperzní (rozptýlené samoty a vísky, v horách, na nekvalitní půdě) Typy venkovských sídel podle půdorysu a plužiny: pravidelné typy (silniční vsi, návesní vsi, řadové vsi, lesní návesní vsi) nepravidelné typy (vesnice s hromadným půdorysem, dvorcový půdorys) Typy venkovských sídel podle funkce: výrobní (zemědělské, průmyslové, služeb) obytné výrobně obytné Kontrolní otázky a úkoly 1. Čím se liší tradiční a nové vymezení venkovských sídel? 2. Jakými způsoby může vzniknout disperzní osídlení? 3. Jaké znáte půdorysné typy venkovských sídel, jaké jsou jejich hlavní znaky? Pojmy k zapamatování Venkovská sídla, samota, víska, vesnice, plužina; seskupené a disperzní osídlení, morfologické typy venkovských obcí pravidelné, nepravidelné

446 22 3 Městské osídlení Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Srovnat a zhodnotit jednotlivé kriteria pro vymezení měst Přiblížit historický vývoj měst Popsat proces urbanizace a jeho fáze a dopady na současná města Doba potřebná k prostudování kapitoly: 60 minut. Průvodce studiem Města utvářejí jakési póly městského systému a formují jeho celkovou prostorovou distribuci. V této kapitole se zaměříme na definici a kritéria pro vymezení měst. Přejdeme i vývojem městských systémů od starověku až po současnost s důrazem na urbanizační procesy. Vnitřní struktura měst bude řešena v samostatné kapitole zaměřené na geografii města. 3.1 Definice a vymezení města Města jsou sídla nezemědělského charakteru s určitými specifickými znaky, která se liší od venkovských sídel především svými funkcemi. Vzhledem k rozmanitosti forem městských sídel a značným regionálním rozdílům není možné vypracovat všeobecně akceptovatelnou definici města, která by platila jak pro různé etapy vývoje měst, tak pro všechny oblasti světa. Vymezení pojmu města je tedy značně obtížné, např. Fridrich Ratzel je v roce 1882 definoval jako husté soustředění lidí a domů pokrývající plochu značné velikosti, umístěné v uzlu důležitých obchodních cest, Hans Dörries píše v roce 1930 o sídlech, která se odlišují od vesnic víceméně uspořádaným tvarem soustředěným okolo jasně odlišitelného jádra a velmi diferencovanou plochou složenou z velmi různorodých částí. Značnou subjektivitu pojmu město asi nejlépe akcentuje definice, kterou vyslovili Jacqueline Beaujeu- Garnierová a Georges Chabot v roce 1963: V každé zemi je město to sídlo, v kterém se obyvatelé příslušné země cítí být ve městě. Přestože geografové dosud nevytvořili jednotnou definici pojmu město, shodují se v tom, že každé sídlo, které má být považováno za město, musí splňovat jisté požadavky na vnější vzhled (tzv. vnější znaky města) a na vlastnosti a chování svých obyvatel (tzv. vnitřní znaky města). Přehled nejčastěji uváděných znaků města podává tab. 10.

447 23 Tab. 10 Hlavní znaky města Znaky města Vnější znaky Vnitřní znaky soustředěný půdorys existence uzavřeného a zřetelného jádra větší počet neobývaných budov (továrny, úřady, kostely apod.) funkční diferenciace zastavěné plochy (obytná část, průmysl apod.) vysoký stupeň koncentrace obyvatelstva různorodost hospodářských činností a městských funkcí plně vyvinutá středisková funkce města Konkrétní hodnoty jednotlivých ukazatelů charakterizujících základní znaky města však nelze přesně určit. V jednotlivých zemích a oblastech jsou totiž závislé na charakteru a struktuře osídlení, na stupni urbanizace a na celkové hospodářské a kulturní úrovni daného území. Zatímco v zaostalých a chudých oblastech nebývá problém odlišit venkov od měst, ve vyspělých bohatých zemích se rozdíly mezi venkovskými a městskými sídly rychle stírají. Protože v praxi nelze posuzovat každé sídlo samostatně, je v takových případech nutno vypracovat vhodnou metodiku pro vymezování městského a venkovského sídla. Nejčastěji jsou pro vymezení měst používané tyto kritéria: administrativně právní kriteria statistická (velikostní) kriteria kriteria fyziognomie kriteria funkce kriteria městského života Mezi tradiční kritéria sloužící k vymezení měst patří administrativně právní hledisko. Podle něj byla v minulosti považována za města ta sídla, která obdržela městská práva, v současnosti v České republice pak obce, které mají městský statut (jejich občané volí v komunálních volbách zastupitelstvo města). Až do roku 1939 se u nás se z právního hlediska odlišovaly 3 kategorie obcí vedle měst a vsí existovala i kategorie městysů (malých měst), v některých evropských zemích se podobné členění obcí udrželo dodnes. Kritéria vymezování měst Městské právo mělo podobu řady privilegií (práva trhu, hradeb, mýta, várečné právo) udělovaných králem (královská města, horní města), církví nebo šlechtou (poddanská města). Podle dnešní právní úpravy může městský statut udělit obcím, které mají více než 3000 obyvatel, předseda Poslanecké sněmovny Parlamentu České republiky po vyjádření vlády. Příklad / Příklad z praxe Uvedená právní úprava neznamená, že všechna města v České republice limit 3000 obyvatel splňují. Řada menších obcí získala městský statut ještě v době starší právní úpravy, která nebyla v požadavcích na počet obyvatel tak přísná. Mnohá města nově vyhlášená v 90. letech 20. století nemají ani 2000 obyvatel. Naopak 40 obcí nad 3000 obyvatel dnes není městem. Počet měst v České republice se pohybuje kolem hodnoty 600, nejmenším městem je Přebuz, který nemá ani 80 obyvatel, největším venkovským sídlen je Jesenice se 6300 obyvateli.

448 24 Města, která získala městská práva ještě před vznikem Československa, bývají často označována jako historická města. Mnohdy je toto označení vztahováno i na obce (případně i sídla), která v současnosti již městský statut nemají. Tato sídla si většinou uchovala vnější vzhled města a v některých případech i označení Město přímo v názvu např. Město Albrechtice, Staré Město pod Landštejnem, nebo Město Libavá, jinak ale ztratila většinu městských funkcí. Nejčastěji se jedná o bývalá horní města, která upadla po vytěžení ložisek kovů. Příklad / Příklad z praxe Uvedená právní úprava neznamená, že všechna města v České republice limit 3000 Zmíněné obce jsou z administrativně-právního hlediska venkovskými obcemi. Přesto se některé z nich svévolně označují na vlastních propagačních materiálech nebo v tiskovinách jiné než úřední povahy také za města např. údajné nejmenší město České republiky Rabštejn pod Střelou (podle administrativně právního hlediska dokonce ani není obcí, ale jen část města Manětín). Administrativně-právní hledisko je výhodné svojí jednoznačností, na druhou stranu však ne vždy přesně odráží skutečné funkce a charakter sídla, protože vykazuje značnou setrvačnost. Odebrání městských práv resp. městského statutu tak zpravidla následuje až řadu let poté, co příslušné sídlo upadlo a ztratilo městský charakter, zároveň však sídla, která díky rozvoji dopravy, průmyslu nebo služeb získala jednoznačně městský charakter, získávají městský statut s různě dlouhou prodlevou. Přesnějším kritériem vymezení města je statistické hledisko, které vychází z počtu obyvatel sídla, případně z počtu obyvatel v kombinaci s jinými přesně měřitelnými znaky (podíl zaměstnaných v jednotlivých sektorech, vybavenost sídla atd.). Statistická kritéria slouží nejen k vymezení měst, ale i ke stanovení počtu a podílu městského obyvatelstva v jednotlivých zemích. Již v 19. století doporučil mezinárodní statistický kongres ve Vídni, aby byla za města považována sídla s 2000 a více obyvateli, pokud těchto 2000 obyvatel žije v jádru nebo hlavní části (chef-lieu) sídla, jestliže se skládá z více částí, a navíc v zemědělství pracuje maximálně 25 % obyvatel. Jiné doporučení přijala ekonomická komise OSN: za města by měla být považována sídla s více než obyvatel za podmínky, že v nich z ekonomicky aktivního obyvatelstva pracuje v zemědělství maximálně 20 % obyvatel. Mezní hodnoty počtu obyvatel nejsou bohužel celosvětově použitelné: pro některé země jsou příliš vysoké (skandinávské země), pro jiné příliš nízké (Maďarsko, Japonsko). Proto si mnohé země zvolily často naprosto odlišná statistická kritéria vymezující městské a venkovské osídlení. Např. minimální počet obyvatel města je na Islandu 200 osob, v Dánsku nebo Švédsku 250 osob, v Albánii 400 osob, v Rakousku a Rusku osob, v Japonsku dokonce osob. Statistická kritéria vymezení měst jsou často poměrně komplikovaná, např. kombinují údaje o počtu obyvatel s jinými hledisky (podíl zaměstnaných v průmyslu a službách, vybavenost a podobně).

449 25 Méně často je používáno vymezování měst podle jiných kritérií. Jednou z možností je studium fyziognomie sídel, tj. vnějšího vzhledu sídel. Patří mezi sem morfologická kriteria a architektonicko-urbanistická kriteria. Tyto kritéria mohla být snadno uplatňována v minulosti, kdy byla města architektonicky zcela odlišná od venkovských sídel. V našich podmínkách ale jeho použití značně komplikuje celková unifikace způsobu života i forem bydlení. Další kritérium, podle kterého mohou být vymezována městská sídla, je funkce sídel. Za typickou funkci venkovského sídla je považováno zemědělství, zatímco obchod, řemesla, průmysl nebo administrativa jsou typická pro města. Rozdělení sídel na městská a venkovská pouze podle jejich funkce ale značně komplikuje fakt, že existují poměrně malá sídla s průmyslovou nebo dopravní funkcí či např. funkcí služeb, která nemohou být považována za města. Specifikem české sídelní struktury je existence mnoha sídel, spojujících znaky venkovské a městské obce, přechod od vesnice k městu je nezřetelný a nelze jej vždy definovat nějakou pevnou normou. Hranice městského a venkovského osídlení je proto nezřetelná, oba typy osídlení splývají, nebo je přechod mezi nimi postupný. Těžké je rovněž pro vymezení použít kritérium městského života, protože způsob život života a trávení volného času obyvatel venkova se stále více začíná podobat způsobu života ve městech (vytrácí se např. vazba na zemědělskou funkci mizí domácí chov užitkový zvířat a pěstování zemědělských produktů). Toto poměšťování venkovského způsobu života nazýváme rurbanizace. 3.2 Vznik a vývoj měst Vznik prvních stálých sídel byl spojen s neolitickou revolucí, tj. s počátkem obdělávání půdy. Zatímco lovci nebo sběrači se museli neustále přesouvat v prostoru za potravou, zemědělské obyvatelstvo bylo vázáno na jediné místo a tomu přizpůsobilo i způsob bydlení. První stálá sídla měla jednoznačně venkovský charakter a jejich obyvatelé se navzájem příliš neodlišovali způsobem života nebo obživy. Teprve když zemědělství dosáhlo takové úrovně, že začalo vytvářet rozsáhlé přebytky, došlo k ekonomické diferenciaci obyvatelstva na zemědělce a nezemědělce (řemeslníci, obchodníci). Řemesla a další nezemědělské činnosti se koncentrovaly jen do větších sídel, která se postupně stávala středisky výměny zboží pro nevelké zemědělské oblasti. Postupně se z nich vyvinula města rostlo jejich obyvatelstvo a pravidelně do nich docházeli i obyvatele okolních zemědělských sídel, stala se obrannými, administrativními, politickými a náboženskými centry a ztratila svůj zemědělský charakter. Starověká města Vznik prvních měst byl vázán na oblasti s nejvýhodnějšími podmínkami pro zemědělství, zejména na široká říční údolí v oblastech s teplým, sušším klimatem a dostatkem vody pro zavlažování (např. Egypt, Mezopotámie, Fénicie, východní Čína). Doba jejich vzniku se prakticky shoduje s obdobím vzniku prvních států, tj tisíciletí p. n. l.

450 26 Mezopotámie Egypt Řecko Římská říše Nejstarší města byla většinou vytvořena za účelem společné výstavby, údržby a zabezpečení provozu zavlažovacích zařízení na území Palestiny v Mezopotámii (v dnešním Iráku: Tall al- Ubayd, Ur, Babylón, Ninive, dosud neobjevený Akkad apod.) a Egyptě (Hierakonpolis [původní egyptský název Nechen, arabsky Kom el- Ahmar]), Memfis [Mennofer, Mit Ruhaynah], Théby [Veset]). V oblasti Blízkého Východu vzniklo i město, které je všeobecně pokládáno za nejstarší nepřetržitě existující město světa palestinské Jericho [od 9. stol. p. n. l., arabsky Arīh ā]. Krátce po svém vzniku se stala větší města náboženskými, správními i obrannými centry, po vzniku států získala některá z nich i specifickou funkci hlavního města. Zpravidla jim dominoval rozsáhlý palác vládce obklopený komplexem budov určených ke kultovním účelům a sociálně segregovanými čtvrtěmi dvořanů, vojáků, svobodných řemeslníků a otroků. Největším starověkým městem celé oblasti byl Babylón, který měl v 6. stol. p. n. l. v době svého největšího rozkvětu plochu asi 10 km2 a žilo v něm na 1 mil. obyvatel. Z Egypta a Mezopotámie se rozšířila městská civilizace postupně i do dalších území, zejména do Řecka (Trója, Mykény [Mykinai], Olympia, Delfy [Delfoí], Atény [Athína], apod.) a Fénicie (v dnešním Libanonu: Tyros [Şūr], Sidón [Şaydā], Byblos [Jubayl]). Řekové i Féničané nezakládali města pouze na vlastním území, ale cílevědomě budovali systém obchodních kolonií po celém Středomoří. Mezi ně patří např. původně řecké Syrákúsy (dnešní Siracusa v Itálii) nebo fénické Kartágo (dnes na předměstí Tunisu). Největšího rozvoje dosáhly Atény (150 tis. obyvatel v 5. st. př. n. l.) a Syrákúsy (100 tis. obyvatel). Po Řecku se centrum rozvoje městského života přesunulo na Apeninský poloostrov do centra Římské říše. Samotný Řím [Roma], který se stal centrem rozsáhlého státního útvaru, byl největším a nejvýstavnějším městem starověku (asi 1 mil. obyv.). Jeho rozvoj nebyl spojen pouze s výrobními a obchodními aktivitami, ale také s výraznou politicko-správní, vojenskou i náboženskou funkcí. Římané rozšířili městskou kulturu v celé říši. Základem nových měst se zpravidla stávaly jejich vojenské tábory lokalizované ve strategicky významných polohách nebo na křižovatkách římských cest. Řada z takto vytvořených měst existuje dosud, např. Kolín nad Rýnem [Köln, latinsky Colonia Agrippina], Londýn [London, Londonium], Strasbourg [Argentoratum], Barcelona [Barcino], Vídeň [Wien, Vindobona], Marseille [Massilia], Budapešť [Budapest, Aquincum] nebo Paříž [Paris, Lutetia Parisiorum]. Jak římská, tak i řecká města se vyznačovala plánovitou výstavbou podle pravoúhlé půdorysné struktury s ústředním náměstím (tržištěm), města vzniklá z římských vojenských táborů byla většinou budována podél dvou na sebe kolmých os. Města bývala dobře vybavena (silnice, vodovod, kanalizace, kulturní zařízení) a svým pojetím výrazně ovlivnila podobu středověkých měst v celé Evropě. Čína Mimo oblast Eurasie a severní Afriky vznikala v tomto období města i v Číně a v jihovýchodní Asii (typický je pro ně šachovnicový půdorys), v menší míře i v Americe a zbývající části Afriky.

451 27 Středověká města Po rozpadu Římské říše došlo v Evropě v souvislosti s návratem k samozásobitelskému hospodaření k výraznému úpadku většiny starověkých měst. Teprve období po 7. a 8. století (u nás ale až od 12. století), kdy byla překonána nejhlubší krize evropské civilizace a došlo i ke změně ve společenské dělbě práce, především opětovnému oddělení řemesel od zemědělství a rozvoji obchodu, přináší oživení některých starověkých měst a vznik mnoha měst nových. Nová města vznikala jako střediska řemeslné výroby a obchodu kolem sídel světských i církevních feudálů, u významných komunikací a jejich křižovatek a často také v místech těžby drahých kovů. Na našem území vznikají první zárodky měst v období Velkomoravské říše. Jednalo se většinou o opevněné body s administrativní a náboženskou funkcí obklopené několika osadami řemeslníků. Po rozpadu Velké Moravy však tyto počáteční formy měst zanikly. K dalšímu rozvoji měst na našem území dochází v souvislosti se vznikem a růstem moci českého státu, stabilizací ekonomiky (rozvoj obchodu) a příchodem německých a italských kolonistů (od 13. století). Zejména v období od 12. do 15. století tak vzniká na území dnešní České republiky hustá síť měst. Podle zakladatele se rozlišovala města královská a města poddanská (v majetku šlechty, církve nebo jiného města), podle velikosti (velká) města (civitates) a městyse (městečka, oppida) s omezenými právy i funkcemi. Města v tomto období vznikala dvěma způsoby: část z nich byla založena v dosud neosídleném městě tzv. na zeleném drnu (založená města), část vznikala nepravidelným rozrůstáním kolem jednoho nebo více krystalizačních jader nebo rozvojem z původního venkovského sídla (vývojová města, např. Praha s Brnem). Pro většinu měst založených ve středověku byl typický obdobný půdorys. V centrální části města se nacházelo poměrně rozsáhlé náměstí (tržiště, typicky vyvinuto v Českých Budějovicích, Jihlavě). Z náměstí vedly hlavní ulice k hradbám (městským branám), vedlejší ulice zpravidla protínaly hlavní ulice pod pravým úhlem. Při stavbě měst se výrazně uplatňovala obranná hlediska, proto byla města zpravidla lokalizována do míst, která nabízela snadnou obranu (ostrovy, meandry řek, návrší). Vzhledem k nutnosti budovat kolem měst mimořádně nákladné hradby byla vždy zřejmá snaha o dosažení kruhového tvaru města a o minimalizaci jeho plochy (úzké ulice, vícepodlažní domy). Středověká města proto byla zpravidla malá a od venkovského prostoru ostře ohraničená sídla, počet jejich obyvatel jen zřídka přesáhl hranici Novověká města Možnosti vývoje měst ve starověku výrazně limitovalo omezené spektrum jejich funkcí ve feudální společnosti (centra řemesel, obrany, správy a náboženského života). V průběhu 18. a 19. století však dochází k bouřlivému rozvoji průmyslu, dopravy a světového obchodu a všechny tyto procesy jsou provázeny masovým stěhováním venkovského obyvatelstva do měst. Dřívější středověká města proto v průběhu 19. století výrazně zvyšují počet obyvatel i plochu, ruší hradby a spojují se s okolními obcemi, které mění svůj funkční charakter a stávají se organickou částí města předměstím.

452 28 Původní středověké město si většinou zachovává charakter jádra rozšířeného města a specializuje se především na plnění obchodní a administrativní funkce. V tomto období také dochází k výrazné velikostní diferenciaci měst zatímco některá města se příliš nerozšiřují nebo dokonce upadají (např. kvůli nevhodné dopravní poloze, nedostatku místa pro stavbu továren nebo odlehlost od ložisek surovin), jiná se bouřlivě rozvíjejí. Zároveň řada venkovských sídel ztrácí svůj zemědělský charakter, je v nich zakládán průmysl a získávají i další městské funkce. Urbanizace Rychlý růst velikosti i počtu měst, který začal v Evropě v Anglii v 18. století a postupně se rozšířil i do dalších zemí Evropy, Severní Ameriky a na další kontinenty, je souhrnně označován jako urbanizace. Urbanizace významně ovlivnila nejen velikost měst, ale i strukturu osídlení (zejména poměr mezi městským a venkovským obyvatelstvem) a společenské vztahy. Proces urbanizace je komplexní, nemůže být redukován na pouhý početní nárůst obyvatel měst. Proto jeho různé aspekty zkoumají nejen geografové (tradičně se zaměřují na statistickou stránku věci a hodnotí hlavně změny sídelního systému), ale i urbanisté (technické a architektonické aspekty procesu), ekonomové (rozvoj výrobních sil), sociologové (chování, rozhodovací procesy), ekologové (problémy životního prostředí) atd. Stručně tedy můžeme definovat urbanizaci jako proces koncentrace sociálních a ekonomických aktivit i obyvatelstva do měst a městských aglomerací. Během urbanizace dochází k následujícím doprovodným procesům: Narůstá počet obyvatel měst: hlavním zdrojem přírůstku městského obyvatelstva je stěhování venkovského obyvatelstva do měst, dále rozrůstání měst a městských obcí, administrativní slučování s okolními obcemi, vznik měst nových a přirozený přírůstek obyvatelstva měst. Růst měst je většinou přímo úměrný jejich velikosti velká města vykazují vyšší tempo růstu než střední a malá města. V souvislosti s tím se snižuje podíl obyvatelstva malých a středních měst na celkovém počtu městského obyvatelstva. Zvyšuje se koncentrace obyvatel do měst (počet obyvatel měst roste rychleji, než počet obyvatel venkovských sídel často ale během urbanizace počet obyvatel venkovských sídel klesá). Města se rozšiřují do všech oblastí světa, vytváří se jejich síť i v oblastech, ve kterých dosud nebyla vyvinuta. Narůstá hospodářský a politický význam měst: stále větší podíl hrubého domácího produktu zemí je vytvářen ve městech a městské obyvatelstvo dominuje nejen hospodářskému, ale i politickému životu urbanizovaných zemí (projevuje se to např. ztrátou vlivu politických stran zaměřených na venkovské obyvatelstvo). Města se plošně rozšiřují, pohlcují okolní sídla a vytvářejí předměstí.

453 29 Probíhá vnitřní diferenciace měst vytvářejí se prostorově oddělené funkční zóny: city jako centrum obchodu a služeb, obytné čtvrti, průmyslové čtvrti, rekreační zóny apod.; zároveň dochází k výrazné sociální diferenciaci čtvrtí, vznikají dobré a špatné adresy: vilové čtvrti bohatého obyvatelstva, dělnické čtvrti s nižším standardem bydlení apod. V některých oblastech se vytvářejí i národnostně, rasově nebo nábožensky segregované čtvrti měst. K segregaci náboženských, národnostních nebo rasových menšin docházelo i ve městech předurbanizačního období typickým příkladem jsou židovská ghetta, která existovala v našich městech až do roku Městská kultura a městský způsob života se rozšiřují i mimo hranice města a zasahuje společnost jako celek Vznikají složité městské sídelní útvary (aglomerace, konurbace, megalopolis). 3.3 Urbanizace Hodnocení míry urbanizace provádíme zpravidla na základě údajů o podílu městského obyvatelstva na celkovém počtu obyvatel. Protože dílčí definice města mají omezenou historickou i regionální platnost, užívá se někdy pro hodnocení stavu a dynamiky urbanizačního procesu také podíl obyvatelstva žijícího ve vybraných velikostních kategoriích obcí (ani toto řešení ale není ideální: zejména u velkých obcí nebývají úplně v souladu hranice sídla a administrativní hranice obce). Na základě tohoto hlediska se odlišují tři typy urbanizačního procesu: základní typ urbanizace, který vyjadřujeme podílem obyvatelstva žijícího v obcích s a více obyvateli, případně podílem obyvatelstva žijícího v obcích, které jsou v dané zemi považovány za město střední typ urbanizace, který je vyjádřen podílem obyvatelstva žijícího v obcích s a více obyvateli velkoměstský (metropolitní) typ urbanizace, který vyjadřujeme podílem obyvatelstva žijícího ve velkoměstech (městech s více než obyvatel) Urbanizační proces Mezi jednotlivými světadíly i zeměmi jsou v míře urbanizace značné rozdíly (tab. 11). Vysoký stupeň urbanizace má v současnosti Amerika, Evropa a Austrálie, naopak výrazně nižší podíly městského obyvatelstva jsou dosud v Africe a Asie. Tab. 11 Podíl obyvatel žijících ve městech (základní typ urbanizace, v %) Území Severní Amerika Latinská Amerika Evropa Austrálie Afrika Asie Pramen: United Nation Population Division.

454 30 Rozdíly mezi jednotlivými zeměmi jsou ještě větší: v roce 2011 žilo v České republice ve městech 77 % obyvatel, v některých státech už přesáhla urbanizace 80 % (několik zemí v Evropě, např. Itálie, Belgie, Německo, Spojené Království, Švédsko, Island, dále nejbohatší arabské země Spojené arabské emiráty, Saúdská Arábie, Katar a některé latinskoamerické země Argentina, Brazílie, Chile, Venezuela). Naproti tomu v některých zemích Asie (např. Nepál, Bhútán, Kambodža, Východní Timor) a Afriky (Uganda, Lesotho, Etiopie, Eritrea, Niger, Burkina Faso) nedosáhl podíl městského obyvatelstva ani 20 %. Většina území silně urbanizovaných na základním stupni urbanizace vykazuje nadprůměrné podíly i u středního a velkoměstského typu urbanizace. Všeobecně celosvětově rostou velkoměsta rychleji než města se středním nebo malým počtem obyvatelstva, rychle také roste počet velkoměst (v roce 1950 mělo jediné město více než 10 mil. obyvatel (New York), v roce 1975 jich bylo 5, , do roku 2015 by měla přibýt 4 další). Tab. 12 Největší města světa (aglomerace, 2000) Město Stát Populace (v mil.) Tōkyō Japonsko 26,4 Ciudad de México Mexiko 18,1 Mumbai (dříve Bombay) Indie 18,1 São Paulo Brazílie 17,8 New York USA 16,6 Lagos Nigérie 13,4 Los Angeles USA 13,1 Kolkata (Kalakta) Indie 12,9 Shanghai Čína 12,9 Buenos Aires Argentina 12,6 Pramen: United Nation Population Division. Z deseti největších měst světa se některá nacházejí i v zemích, které celkově vykazují poměrně nízkou míru urbanizace Indii (28 %), Číně (36 %) nebo Nigérii (36 %). Odlišná povaha i důsledky urbanizačního procesu v různých oblastech vyplývají ze specifických sociálních, ekonomických i politických poměrů v různých částech světa. Urbanizační proces se totiž rozvíjí za spoluúčasti velkého množství faktorů, jejichž počet i vzájemný poměr se v jednotlivých oblastech světa značně liší. Uplatňuje se např. koncentrace průmyslu, koncentrace nevýrobních činností (služby, vědeckovýzkumná činnost), vliv světové ekonomiky (zvl. rozvoj mezinárodního obchodu), demografická revoluce. Tyto faktory se často vzájemně překrývají, v některých případech můžeme u jednoho z faktorů zjistit vedoucí postavení. Z tohoto hlediska se někdy odlišují i rozdílné druhy urbanizace např. urbanizace průmyslová, urbanizace na bázi integračních funkcí nebo falešná urbanizace (urbanizace v rozvojových zemích bez zajištění městských podmínek života většiny obyvatel měst).

455 Fáze urbanizace, perspektivy dalšího vývoje měst Většina autorů rozlišuje dvě základní fáze urbanizace: urbanizace extenzívní (urbanizace v užším slova smyslu) a urbanizace intenzívní (urbanizace v širším slova smyslu). Za extenzívní urbanizaci se považuje to období, kdy dochází k zvyšování podílu městského obyvatelstva formou růstu měst a předměstí. Ve fázi intenzivní urbanizace už další fyzická koncentrace obyvatelstva do měst neprobíhá, někdy lze dokonce pozorovat opačný trend, přesto se i nadále zvyšuje koncentrace řídících funkcí měst (do měst se nadále soustřeďují důležité společenské a hospodářské aktivity a z toho plynoucí možnosti získání kontaktů a informací, instituce s rozhodovacími pravomocemi, kvartérní činnosti věda, výzkum, finančnictví). Určit přesný okamžik, kdy dochází ke změně extenzívní fáze urbanizačního procesu na fázi intenzivní je poměrně obtížné, většinou je mezi nimi jisté přechodné období. Pro oblast západní Evropy a USA bývá za tuto hranici považováno období po prvním ropném šoku v roce 1973 (ve východní Evropě s jistým zpožděním, v řadě rozvojových zemí dosud probíhá první fáze urbanizace). Hodnocení geografů novějších tendencí urbanizačních procesů není jednotné. Tyto procesy stále probíhají, v různých regionech s rozdílnou intenzitou a v jiném stádiu vývoje. Každopádně od nich nemáme patřičný časový odstup. Geyer a Kontuly (1993) hovoří o procesu tzv. diferenciální urbanizace, která vychází ze dvou základních tezí. Po první fázi vývoje, kterou je urbanizace, nastává podle nich tzv. polarizační obrat, který znamená přechod do druhé fáze kontraurbanizace. Koncentrační a dekoncentrační procesy mohou probíhat současně, fáze vývoje je označována podle převládající tendence. V České republice je často citována práce van den Berga a kol. (1982), kteří na základě pozorování městských systémů v západní Evropě v období let 20. století rozdělili urbanizační proces a jeho pokračování do čtyř základních fází (schematicky jsou znázorněné na obr. 19): Pokračování urbanizačního procesu Urbanizace (totožná s extenzívní urbanizací) je fáze koncentrace obyvatelstva do hustě zastavěných částí města. Zároveň dochází k rozdílnému tempu růstu jednotlivých měst. Typické je pro tuto fázi rostoucí město uprostřed stagnujícího zázemí. Suburbanizace je fáze, která souvisí s dalším vývojem společnosti v industriálním období: zvyšuje se životní úroveň a hlavně rozvoj automobilového průmyslu a motorizace obyvatel umožňuje odloučení místa bydliště od místa pracoviště. Obyvatelé mají proto stále větší tendenci neusazovat se přímo v centrech měst, ale raději v jeho zázemí v příhodných lokalitách s kvalitním životním prostředím. Ekonomickými a společenskými aktivitami ale zůstávají spjati s městem (dojíždí do něj za prací, kulturou, realizují v něm kontakty apod.). Centra velkých měst tak postupně ztrácejí obytnou funkci ve prospěch funkce administrativní. Pro fázi suburbanizace je typické, že zázemí velkých měst rostou rychleji, než města samotná (často dokonce dochází k poklesu počtu obyvatel ve velkých městech).

456 32 Desurbanizace je fáze, ke které může následně dojít v případě překrvení center velkých měst, jejich ucpání hromadnou automobilovou dopravou. Potíže spojené s dopravou pak nutí k odchodu z center měst nejen obyvatelstvo, ale i terciérní činnosti, centrum přestává být atraktivní pro jakoukoliv ekonomickou činnost. V USA vedl vývoj až k přesunu většiny aktivit do nově budovaných příměstských center, v Evropě ale nedosáhla krize vnitřních měst takových rozměrů. Reurbanizace je alternativou desurbanizace. Projevuje se hlavně v západní Evropě a je výsledkem cílených programů renovace historických jader měst, snah o vyřešení dopravní situace a zlepšení technické a sociální infrastruktury. Výsledkem takové politiky často bývá návrat obyvatel co center měst, samozřejmě ale pouze v omezené míře. Obr. 5 Schematické modely urbanizace, suburbanizce, desurbanizace a reurbanizace Nutno poznamenat, že ne všude musí k těmto procesům přicházet právě v tomto pořadí. Pro největší česká města je od 90. let 20. století typický proces suburbanizace, jejím znakem je např. masová rezidenční výstavba v menších sídlech v zázemí velkých měst, která je ne vždy provázená dobudováním patřičné infrastruktury. V současnosti probíhá diskuse, zda se naše největší města nacházejí ve stádiu suburbanizace nebo desurbanizace. Částečně přichází i k reurbanizaci a revitalizaci městských jader, ale tenhle proces určitě není dominantní a statistické data ho zatím nepotvrzují. Bez ohledu na to v jakém se nacházíme stádiu, jsou procesy a měnící se interakce ve městech tak složité a jejich vývoj tak dynamický, že hodnocení těchto procesů bude možné až zpětně, s dostatečným časovým odstupem. Úkol / Úkol k zamyšlení Jak se mění venkovský způsobu života v posledních letech, čím se dnes odlišuje městský a venkovský způsob života? Proč ve středověku nebyla města tak velikostně diferencována jako dnes, byly jejich funkce užší než dnes? Proč dosud nevznikla všeobecně akceptovatelná definice města, proč se chápání tohoto pojmu v různých státech liší? Proč větší venkovské obce usilují o získání městského statutu, jaké jim to přináší výhody? Jak ovlivňují kritéria vymezení měst v různých zemích statistiky o míře urbanizace, jsou údaje o míře urbanizace mezinárodně srovnatelné?

457 33 SHRNUTÍ Definice města neexistuje všeobecně akceptovaná definice, pouze doporučení vnější znaky měst: soustředěný půdorys, existence uzavřeného a zřetelného jádra, větší počet neobývaných budov, funkční diferenciace zastavěné plochy vnitřní znaky měst: vysoký stupeň koncentrace obyvatelstva, různorodost hospodářských činností a městských funkcí, plně vyvinutá středisková funkce města vymezení měst je možné podle administrativně právního hlediska, statistického hlediska, fyziognomie nebo funkce Historický vývoj měst starověká města středověká města novověká města Urbanizace proces koncentrace sociálních a ekonomických aktivit i obyvatelstva do měst a městských aglomerací v různých částech světa začala v jiném období a měla odlišný průběh roste počet obyvatel měst, zvyšuje se koncentrace obyvatel do měst, města se rozšiřují do všech oblastí světa, roste hospodářský a politický význam měst, města se plošně rozšiřují, probíhá vnitřní diferenciace měst, šíří se městský způsob života, vznikají složité městské sídelní útvary má několik fází, které stále probíhají (suburbanizace, desurbanizace, reurbanizace) Kontrolní otázky a úkoly 1. Uveďte různé definice města. Jaké společné znaky mají města? 2. Proč vznikla ve starověku města, jaké měla původně funkce? 3. Co je urbanizace, které aspekty urbanizace zkoumají různé vědní obory? 4. Jak se liší suburbanizace od desurbanizace? Pojmy k zapamatování Vnější a vnitřní znaky města, urbanizace, města královská a poddanská, městyse, založená a vývojová města, urbanizace, kontraurbanizace, suburbanizace, desurbanizace, reurbanizace

458 34 4 Geografie města Cíl Po prostudování této kapitoly budete umět: Vysvětlit způsoby a alternativy vymezení hranic města Rozlišit města podle toho, jaké funkce v něm existují, příp. dominují Identifikovat vnitřní strukturu města Doba potřebná k prostudování kapitoly: 60 minut. Průvodce studiem Po obecné kapitole o městech a jejich vývoji se zaměříme přímo na město. Bude nás zajímat způsob a alternativy vymezení jeho hranic i jeho funkce. Zároveň se zaměříme na vnitřní strukturu města, případně strukturu v jeho nejbližším zázemí, se kterým město spájí silné vazby a interakce. Morfologická struktura i interakce patří konec-konců k faktorům a ukazatelům, prostřednictvím kterých je možné samotnou hranici města vymezit. 4.1 Vymezení hranice města Starověká a středověká města byla od svého zemědělského okolí výrazně odlišena (např. hradbami). Také dnešní malá a střední města se od okolní krajiny zřetelně odlišují a zástavbou se okolním sídlům přibližují jen zřídka. Skutečná hranice města se u nich v podstatě shoduje s administrativní hranicí města. Pouze u některých měst, vlivem připojení okolních obcí, může administrativní hranice skutečnou hranici města přesahovat. Komplikovanější je vymezení hranic větších a velkých měst. Charakteristickým rysem současného urbanizačního procesu je jejich plošný rozvoj, který způsobuje přerůstání městské zástavby za administrativní hranici města. V okrajových částech těchto měst se zástavba většinou rozvolňuje a místo dřívější ostré hranice je přechod mezi městem a okolními sídly pozvolný a nepříliš výrazný. Proto také u většiny velkých měst není shoda mezi skutečnou (geografickou) a správní (administrativní) hranicí města. Tato diference je zvýrazňována i tím, že město se neustále rozvíjí a rozrůstá, ale administrativní hranice zůstává delší dobu beze změn. Morfologické vymezení V případě vymezení samotného města je lepší využít tzv. morfologické vymezení, kdy město je vymezeno prostřednictvím kompaktní zastavěné plochy. Tím dostáváme vymezení města, které můžeme označit jako kompaktní město kompaktní zástavba se potom bude nacházet uvnitř kompaktního města, v případě přeskoku v zástavbě se bude prostorově oddělená (nespojitá) část zástavby ve vymezení nacházet již mimo kompaktní město. Vymezení kompaktního města potom může užší jak skutečné administrativní hranice města (overbounded city) nebo širší jak administrativní hranice města (underbounded city).

459 35 Obr. 6 Způsob vymezení města (overbounded city a undrbounded city) V případě vymezování aglomerace je lepší použít tzv. funkční vymezení, kdy město je vymezeno na základě integrity vztahů a interakcí v městském systému, např. prostřednictvím intenzity a integrity dojížďky za prací ve městě a jeho nejbližším zázemí. Podobným způsobem se zpravidla vymezují i metropolitní regiony nebo tzv. funkční městské regiony. Funkční vymezení Rozdíly v počtu obyvatel města v administrativním a geografickém vymezení jsou značnou překážkou při porovnávání měst podle velikosti v celosvětovém i regionálním měřítku. Spolehlivější srovnání počtu obyvatel umožňuje vymezení městských aglomerací a publikování údajů o počtu jejich obyvatel. Aglomerace (z latinského aglomerace seskupovat) je sídelní útvar, který tvoří seskupení sídel kolem jednoho významnějšího města. Městskou aglomeraci tvoří město ve svých administrativních hranicích společně s pásem kolem něho ležících obcí, které jsou dosud administrativně samostatné, ale mají s městem velmi intenzivní mezisídelní vztahy. Obce v aglomeraci proto mají některé charakteristické znaky města (vysokou hustotu zalidnění, komplexní strukturu obyvatelstva) a jsou s vlastním městem (jádrem aglomerace) propojeny intenzívní dojížďkou do zaměstnání, škol, využíváním městských služeb, kulturních i jiných zařízení. Aglomerace tvoří v sídelním systému funkčně jednotný celek, a proto musí být řada otázek (např. organizace dopravy, územní plánování apod.) rozhodována pro celou aglomeraci současně, nikoliv pro jednotlivá sídla resp. administrativní obce tvořící aglomeraci zvlášť. Aglomerace Při rozhodování o tom, které z obcí v okolí města ještě patří do aglomerace, se přihlíží nejčastěji k intenzitě spojení s jádrem aglomerace (vazby pracovní, dopravní a jiné), praxe ve vymezování aglomerací je ale v jednotlivých státech značně rozdílná. Současný urbanizační proces vyvolává také vznik dalších složitých městských útvarů konurbací a megalopolí. Konurbace (z latinského cum urbs, souměstí) je rozsáhlejší silně urbanizovaná oblast, v níž větší počet původně samostatných měst vzájemně stavebně srůstá okraji svých aglomerací, je tedy soustavou měst, průmyslových a obytných obcí navazujících těsně na sebe. Charakteristickým znakem je stejná hierarchická úroveň více měst a absence vedoucí úlohy jednoho střediska. Také jednotlivé součásti konurbace si udržují administrativní nezávislost, jsou však vzájemně propojeny intenzivními funkčními vztahy a mnohdy mají i společnou technickou infrastrukturu. Vznikají často současným dynamickým rozvojem dvou nebo více středisek. Jako typické konurbace jsou uváděny v SRN oblast Porúří s rozlohou přes km2 (přes 7 mil. obyvatel), ve Spojeném království Lancashirská (Birmingham, Coventry) nebo Midlandská (Liverpool, Manchester) konurbace, v Polsku Hornoslezská konurbace. Za největší konurbaci světa je považována konurbace Tōkyō Jokohama Kawasaki se 14 mil. obyvatel. Konurbace