KONTROLA KVALITY A DIGITALIZACE OMBROGRAMŮ V ČHMÚ

Vít Květoň Josef Zahradníček Michal Žák (ČHMÚ) KONTROLA KVALITY A DIGITALIZACE OMBROGRAMŮ V ČHMÚ Quality control and digitising of pluviographic measurements in the Czech Hydrometeorological Institute. Digitising of pluviographic measurements without careful data pre-processing leads to great errors of digitised data, as follows from the experience with quality control of pluviograms. Methods of data pre-processing and their digitising are described with regard to the measurement errors. Quality codes of mass rainfall-curve-recording chart are described and discussed. Several examples are given. KLÍČOVÁ SLOVA: srážky atmosférické měření srážek pluviograf ombrogram kódy kvality měření kvalita měření 1. ÚVOD Ombrografické záznamy patří k nejcennějším a nejvíce žádaným klimatologickým údajům. Nejde zdaleka jen o hodnocení extremit srážek či intenzit dešťů, ale také o průběh srážek v jednotlivých dnech. Jeho znalost se ukazuje velmi významná např. pro vývoj prognostických modelů povodňových vln, synoptické rozbory povodňových situací, posuzování erozních účinků dešťů, studium šíření elektromagnetických vln a průběhu jednotlivých dešťů, porovnávání radarových odrazů a naměřených srážek atd. Počátek pravidelných ombrografických měření v českých zemích spadá do roku 1898. Tehdy měřilo 18 mechanických ombrografů, převážně typu Iszkowski. V roce 1925 měřilo 92 ombrografů, z toho 16 v Praze. Pražská síť byla provozována Kanalizačním úřadem hlavního města Prahy. S výjimkou válečných období počet přístrojů postupně vzrůstal (viz např. [4, 5, 11]). Používaly se různé typy přístrojů jako Hottingerův, Ganserův, Iszkowského, IBA či Hellmannův a některé další neznámé typy. Pro řadu typů není k dispozici dostatečný technický popis. V roce 1997 měřilo v síti spravované ČHMÚ 216 přístrojů typu IBA a Hellmann, z toho 8 v Praze. Od tohoto roku jsou mechanické přístroje postupně nahrazovány automaty s digitálním zápisem. V roce 2003 měřilo v klimatologické síti ČHMÚ 165 mechanických ombrografů a 77 automatických srážkoměrů. Vedle toho zejména v poslední době probíhá řada měření automatickými přístroji v rámci jiných úseků ČHMÚ a jiných organizací či jednotlivců. O těchto měřeních nejsou přehledné informace. Autoři článku doufají, že za laskavé pomoci čtenářů se podaří rozšířit a upřesnit naše znalosti, pokud jde o technickou dokumentaci, počty přístrojů atd. V dalším se omezíme na mechanické přístroje s analogovým zápisem. Pro jednoznačnost poznamenejme, že oficiální názvosloví rozlišuje ombrograf jako měřicí přístroj a ombrogram jako analogový zápis měření (viz např. [3, 7, 8]). Registrační papír se však často vyměňuje až po více otočkách registračního bubnu. Ombrogramem budeme dále nazývat vše, co je zapsáno na jednom registračním papíru. Pojmem záznam budeme rozumět zápis jednoho dne měření (07 07 h místního času), event. týdne (07 h prvního dne do 07 h místního času osmého dne). Manuální vyčíslování ombrogramů na našem Původní území prováděla celá řada autorů. Nejrozšířenější zpracování výsledků ombrografických pozorování Původní pro Čechy a Moravu provedl J. Trupl [11]. Práce Po opravě [11] obsahuje intenzity krátkodobých dešťů pro Původní doby trvání deště 5 až 120 minut pro periodicity p = 5 (daná intenzita deště se objevuje v průměru pětkrát ročně) až p= 0,05. Neúplné a vadné záznamy byly korigovány a doplňovány, mj. i s použitím metod popsaných v [1]. Bohužel, opravy pak byly většinou vymazány, takže se nedochovaly. Pro Slovensko podobné zpracování provedli F. Šamaj a Š. Valovič [10] s tím rozdílem, že rozšířili zpracování o dobu trvání 180 minut. V případě delších časových řad stanovili intenzity i pro periodicity p= 0,033, výjimečně i pro p= 0,01. V roce 1985 byla v rámci úkolu Ombrogramy v ČHMÚ zahájena digitalizace ombrogramů pod vedením V. Jírovského. Od roku 1996 probíhá digitalizace pod vedením V. Květoně a J. Zahradníčka, přičemž metodika digitalizace byla radikálně změněna [6, 12]. Článek se zaměřuje zejména na podstatu a příčiny chyb měření a na problémy spojené s digitalizací ombrografických záznamů. Stručně je popsána původní metoda digitalizace a zdůvodněna její změna. Podrobně je popsána současná metoda digitalizace, jakož i způsob archivace údajů a perspektivy jejich dalšího zpracování a využití. 2. PROBLÉMY VYHODNOCOVÁNÍ OMBROGRAMŮ Mechanický ombrograf patří k přístrojům vyžadujícím značnou péči, což platí i pro ombrograf IBA, který se u nás používá nejčastěji (obr. 1). Kvalita výsledných dat výrazně závisí nejen na kvalitě samotných měření, ale také na kvalitě vyhodnocení ombrogramů. Zdánlivě dobrý záznam může být ve skutečnosti zcela chybný. Chybný záznam někdy na první pohled nepozná ani zasvěcený člověk, pokud hodnota odečtená z ombrogramu není porovnána s denním úhrnem ze srážkoměru. Naopak, údaj z dobrého ombrogramu může odhalit chybu při měření srážek srážkoměrem nebo chybnou opravu revizora. Rozdíly hodnot odečtených z nerevidovaných a revi- Tab. 1 Příklady rozdílů v časovém rozložení a úhrnech srážek před a po opravách ombrogramů na stanici Přelouč v roce 1995. Table 1. Examples of the differences in temporal distribution and precipitation totals before and after corrections of pluviograms at the station Přelouč in 1995. Stav Datum Úhrn Úhrn ze Časové údaje z ombrografu srážkoměru /mm/ /mm/ 9,3 12 31.5.1995 18,2 30-12 35 Po opravě 17,3 12 30-13 10, 01 00-03 35 11.6.1995 7,3 8 Střídavě od 8 33 do 17 15 1,2 07 12.6.1995 26,4 00-9 40 Po opravě 26,8 07 10-12 40, 17 25-07 00 Meteorologické zprávy, 57, 2004 47

dovaných ombrogramů mohou činit až desítky mm a stovky procent (tab. 1). Chyby záznamů vycházejí především z podcenění významu údajů pro klimatologii a hydrologii, neboť ombrograf bývá považován pouze za pomocný nebo kontrolní přístroj. Velmi problematická je např. výměna přístrojů s denním chodem za přístroje s týdenním chodem. Týdenní záznamy mají omezenější vypovídací schopnost, neboť např. při intenzivních deštích nelze dobře rozlišit počet vyprázdnění plovákové komory, a tedy ani určit průběh, intenzitu a celkový úhrn srážek. Lze jen stanovit začátek a konec deště, zpravidla s přesností menší než 1 hodina. Znatelná je i nedostatečná péče o přístroje před, během i po ukončení měření v daném roce. Pozorovatelé někdy nedodržují metodické pokyny [2, Obr. 1 Ombrograf IBA, jeden z nejrozšířenějších ombrografů. Fig. 1. The IBA raingauge recorder, one of the most frequent ones. 9]. Někteří revizoři nevěnují kvalitě pásek pozornost a mnohdy nezařizují opravu závad (např. případy, kdy přístroj správně nevyprazdňuje, kdy drhne táhlo plováku, nebo kdy zapisovací zařízení nepracuje správně, popř. kdy vertikální rozsah záznamu je neseřízený) a neprovádějí poučení pozorovatele či doplnění identifikace pásek. Důsledkem jsou záznamy neidentifikovatelné, nečitelné, špatně čitelné, křížící se, rozpité, schodovité, přerušované nebo předčasně ukončené. Vyskytují se i záznamy mimo předtištěný rastr, fiktivní záznamy dešťů v bezdeštných obdobích, tj. nerovné záznamy v době bez deště, vodorovné záznamy v době deště, křivé a neúplné čáry vyprázdnění plovákové komory v době deště. Příklady některých chyb jsou na obr. 2. Lze se setkat i s upravenými nebo zfalšovanými záznamy. Specifickým případem jsou tzv. nesvislé čáry vyprázdnění, vznikající tehdy, jestliže dolní okraj pásky není rovnoběžný s potiskem, osa plovákového zdvihu není rovnoběžná s osou rotace registračního bubnu nebo registrační buben je nedbale upevněn. Chyba vzrůstá s rostoucí intenzitou deště a s velikostí hodnoty nesvislosti. Podle směru nesvislosti může jít jak o podhodnocení, tak o nadhodnocení. Při nerespektování nesvislosti dochází k hrubým chybám ve výsledných hodnotách intenzit v řádu až stovek procent, jak je vidět na příkladu podhodnocení na obr. 3. Bez korekce vychází 8,8 mm/10 min a 12,6 mm/15 min, s korekcí 17,4 mm/10 min a 25,3 mm/15 min. Je nutné zdůraznit, že obr. 2 a 3 jsou výřezy ombrogramů s denním chodem z přístroje IBA, které byly kvůli potřebám reprodukce v tomto článku překresleny z originálů. Ve skutečnosti je čitelnost ombrogramů daleko horší. Velmi závažným nedostatkem je často neúplný nebo chybějící popis ombrogramů (název stanice, den, měsíc, rok a čas založení pásek, označení letního či zimního času). Chtěli bychom zvláště zdůraznit nutnost úplného popisu jednotli- Obr. 2 Výřez ombrogramu pro České Budějovice, 12. 21. 8. 1964. Digitalizováno před r. 1995 s Jírovského kódem 002 (záznam v pořádku a pršelo). Křížkem jsou označeny chybné části záznamů, přerušovanými čarami jsou označeny korekce záznamů. Data označují den počátků záznamů. Přípona o u dat v pravé části záznamů značí originální křivky, přípona c korigované křivky. Fig. 2. A slice of the pluviogram for České Budějovice on 12 21 August 1964. Digitalized before the year 1995 with Jírovsky s code 002 (the record in order and it was raining). Incorrect parts of the records are marked with a small cross, corrections of records are marked with interrupted lines. Dates indicates the day of the records beginnings. The suffix o in the right part of the records means original curves, the suffix c then rectified curves. 48 Meteorologické zprávy, 57, 2004

vých pásek s ohledem na manipulaci s nimi, což si někteří pozorovatelé i revizoři často neuvědomují. Nedodržování tohoto požadavku velmi zdržuje a prodražuje další zpracování a vede i ke ztrátám dat z ombrogramů, protože naměřené údaje nejsou identifikovatelné. Často přitom jde o záznamy velmi dobré kvality, 3. DIGITALIZACE OMBROGRAMŮ 3.1 Původní metoda digitalizace V období po roce 1985 digitalizaci realizovala externí instituce, Podnik výpočetní techniky (PVT) v Ústí nad Orlicí. G. Pácl k tomu účelu vypracoval sadu programů pro převod digitizérem nasnímaných záznamů do číselné podoby a pro výpočet kumulovaných minutových intenzit dešťů a dalších odvozených charakteristik ve shodě s pojetím práce [11]. Hlavním cílem bylo stanovení hodnot intenzity dešťů, nikoli jejich přesné umístění v reálném čase. Celkem bylo digitalizováno ca 900 roků měření s náklady ca 15 milionů Kč. Každému dennímu záznamu se přiřazoval kód kvality navržený V. Jírovským (tab. 2), přiřazení kódu však prováděl nekvalifikovaný pracovník v PVT. Digitalizovaly se nerevidované záznamy, nepřerušený záznam se vždy považoval za správný a nesvislost čar vyprázdnění nebyla uvažována. Neprováděla se žádná zpětná kontrola výsledků digitalizace. V roce 1995 V. Květoň a J. Zahradníček provedli detailní rozbor digitalizovaných dat. Typický příklad je na obr. 2. Originální, zdánlivě perfektní ombrogram byl digitalizován s Jírovského kódem kvality 2 (záznam v pořádku a pršelo). Ve skutečnosti jde o velmi obtížně zpracovatelné záznamy, neboť přístroj nevyprazdňuje a tři z pěti záznamů s deštěm jsou chybné. Srovnání údajů srážkoměru, a záznamů ombrografu s korekcí a bez korekce uvádí tab. 3. Jírovského kódy kvality vyjadřují pouze různé formy přerušení záznamů, ale neposkytují žádnou informaci o kvalitě dat. Chyby v digitalizovaných úhrnech činí až desítky mm a stovky procent úhrnu srážkoměru, nemluvě o chybách v trvání a tím i intenzitách dešťů. Ukázalo se také, že data digitalizovaná před rokem 1995 nemohou být hromadně softwarově opravena a jsou tudíž nepoužitelná. Dosavadní přístup bylo proto třeba zcela zásadně přehodnotit a digitalizace v PVT byla dočasně zastavena. 3.2 Současná metoda digitalizace V. Květoň a J. Zahradníček v letech 1995 až 1998 vyvinuli novou metodu profesionálního a metodicky jednotného předzpracování dat v ČHMÚ. Na rozdíl od původního pojetí se současná metoda snaží o co nejpřesnější časové umístění dešťů. V případě času počátku záznamů zpracovatelé po marných pokusech v řadě případů rezignovali, protože u mnoha pásek prostě nelze jednoznačně stanovit čas počátku jednotlivých záznamů (mj. i díky zmatkům v letním a zimním čase). Daří se však udržovat přesnost ±1 hodina. Pro aplikaci nové metody bylo nezbytné přejít od původního zpracování po stanicích ke zpracování plošnému, tj. k současnému vyhodnocování měření ze všech stanic na širším území. K opravě, doplnění a rekonstrukci záznamů se používá celá řada podkladů, zejména měsíční Obr. 3 Výřez ombrogramu pro Brumov-Bylnice 2. 9. 6. 1992. Vyznačena jsou data začátků záznamů. Ukázka nesvislosti čar vyprázdnění u záznamu z 9. 6. 1992. Fig. 3. A slice of the pluviogram for Brumov-Bylnice from 2 to 9 June 1992. Dates of the records begininngs are maked. Lines of emptying are not vertical at record from 9 June 1992. výkaz meteorologických pozorování na dané stanici (denní úhrny srážek ze srážkoměru a záznamy pozorovatele o časovém výskytu a intenzitě srážek), ombrogramy a měsíční výkazy z okolních stanic (včetně stanic bez ombrografických pozorování), hodinové úhrny srážek z meteorologického hlášení Hydrostart, radarová pozorování, synoptické mapy a údaje o srážkách ze synoptických a automatických stanic. Předzpracování probíhá tak, že každý záznam je nejprve posouzen z hlediska správné funkce ombrografu a jsou detekovány příčiny eventuálních chyb. Záznam je pak podle potřeby opraven, doplněn či rekonstruován na základě výše uvedených podkladů. Doplněním rozumíme dokreslení průběhu deště, které nepřekročí 15 % úhrnu srážkoměru a chyba v průběhu doplněné křivky je zanedbatelná i z hlediska minutových intenzit dešťů. Rekonstrukce znamená již rozsáhlejší zásah do původního záznamu. Podrobný popis postupu přesahuje rámec této práce a odkazujeme na práci [6]. Postup je Tab.2 Kódy kvality záznamů podle Jírovského. Table 2. Codes of the records quality after Jírovský. Kód Význam 001 Záznam v pořádku a nepršelo (rovná čára) 002 Záznam v pořádku a pršelo (křivka) 010-013 Záznam jednou přerušen na < 6 h v době 07-13 h, resp. 13-19 h, resp. 19-01 h, resp. 01-07 h 014, 015 Záznam jednou přerušen na 6-12 h v době od 07-19 h, resp. 19-07 h 016 Záznam jednou přerušen, po přerušení pokračuje, přerušení delší než 12 h v době od 07-07 h 020-023 Záznam přerušen, po přerušení nepokračuje, přerušení začíná v době od 07-13 h, resp. 13-19 h, resp. 19-01 h, resp. 01-07 h 030, 031 Záznam vícekrát přerušen max. na 3 h v době od 19-07 h, resp. 07-19 h 032, 034 Záznam vícekrát přerušen v době od 19-07 h, resp. 07-19 h. Nejdelší přerušení do 4-6 h. 033 Záznam vícekrát přerušen v době 07-07h. Nejdelší přerušení na 6 h. 050 Záznam chybí celý den Meteorologické zprávy, 57, 2004 49

Datum Srážkoměr Digitalizace Jírovský Digitalizace Květoň a Zahradníček (mm) Úhrn Kód kvality Korigovaný úhrn Kód kvality (mm) (mm) 12. 8. 1964 47,1 22,4 2 47,9 40 18. 8. 1964 10,2 7,1 2 10,2 35 21. 8. 1964 6,3 2,3 2 6,3 40 Tab. 3 Srovnání denních úhrnů srážkoměru a ombrogramu s korekcí a bez korekce pro České Budějovice. Table 3. Comparison of daily sums of the raingauge and pluviogram with correction and without correction for České Budějovice. metodicky jednotný a je prováděn odborným specialistou na tyto práce. Opravy se dělají vykreslením křivek do původního záznamu. Výjimkou je nesvislost čar vyprázdnění, která se vyznačí do registračních pásek a eliminuje se softwarově až při digitalizaci. Obtížně čitelné záznamy se zvýrazňují obtažením. Každému dennímu záznamu je přiřazen kód kvality, zobrazující míru spolehlivosti záznamu a míru rozsahu případné rekonstrukce záznamu. Předzpracování i přiřazení kódů kvality provádí specializovaný odborník. Nové kódy kvality záznamů navrhli V. Květoň a J. Zahradníček v roce 1996 s cílem rozlišit kvalitu záznamů a míru jejich doplnění a tím i použitelnosti. Původní kódy publikované ve [6, 12] byly v průběhu dalších tří let v některých detailech korigovány. Finální verzi kódů obsahuje tab. 4. Kromě hodnocení jednotlivých záznamů se souběžně s předzpracováním dat vytváří protokol o měření a celkové Tab. 4 Kódy kvality podle V. Květoně a J. Zahradníčka. Table 4. Codes of the quality after Květoň and Zahradníček. kvalitě záznamů pro každou stanici v daném roce. Uvádějí se technické parametry přístroje, hlavní chyby záznamů a přístroje, chyby měsíčních výkazů a revizorů (viz příklad v tab. 5). Připravuje se databázová formalizace těchto protokolů pro potřeby hromadného počítačového zpracování. Pro všeobecný přehled se známkuje kvalita záznamů každé stanice souhrnně za jeden rok pětidílnou stupnicí (1 bez oprav (nejlepší kvalita), 2 dobře opravitelná, 3 obtížně opravitelná, 4 velmi obtížně opravitelná, 5 nezpracovatelná, tj. nevyhodnotitelná a neopravitelná). Výsledky hodnocení za období 1995 1998 uvádí obr. 4 s tab. 6. Předzpracování a následná digitalizace se provádí na základě originálních podkladů, neboť je nutno odstraňovat časté problémy s identifikací ombrogramů a jejich špatnou čitelností. Některé záznamy jsou čitelné pouze s lupou, u rozpitých záznamů lze křivku záznamu zvýraznit tužkou podle odlesku, který se při naskenování či jiném způsobu zkopírování ztrácí. Na kopiích také nelze zpravidla dobře rozeznat falšované záznamy. Použití originálů měsíčních výkazů pozorování je nutné, neboť podle starších metodických pokynů revizoři stanic při jejich opravě zamazávali původní zápis pozorovatele bílou barvou. U originálů někdy lze rozeznat původní údaj prosvícením nebo lupou, přičemž původní zápis je často správný. Digitalizaci provádí jediný speciálně vyškolený pracovník, externí operátorka M. Petráňková, odečítáním souřadnic zlomových bodů ze záznamů na digitizéru s využitím programů G. Pácla. Po digitalizaci se zpětně prověřují rozdíly mezi nasnímanými úhrny z ombrografu a údaji ze srážkoměru. V případě větších rozdílů se prověřuje správnost předzpraco- Nový kód Úhrn dle Význam kódu srážkoměru 001 0-0.0 mm Nepršelo nebo stopové srážky bez ohledu na existenci ombrogramu 002 Pršelo a záznam v pořádku nebo přerušen v bezdeštné části 005 <15% 025 15-24% 035 >=0.1 mm Pršelo a neúplný záznam je doplněn v rozsahu denního úhrnu srážkoměru 25-49% 040 50-74% 045 >=75% 046 >5 mm Bez měření ombrografu nebo ombrogram ztracen, rekonstrukce času a průběhu % deště z jiných zdrojů 047 >=1.0 mm Ombrogram vyhodnocen Blokový déšť (konstantní intenzita, trvání vymezeno časovými údaji měsíčního 049 výkazu a pod.) Bez měření ombrografu nebo ombrogram ztracen. 051 0.1 až 0.9 mm Nevyhodnotitelný nebo chybějící záznam 054 Chybí Nevyhodnotitelný záznam, jeden den 056 Bez měření ombrografu nebo ztracený záznam, jeden den 060 První den před počátkem pozorování v daném roce 061 První den po ukončení pozorování v daném roce 071 Ztracený záznam celý rok 072 Neměřeno celý rok 073 Nevyhodnotitelný záznam po cely rok 078 Nerozhoduje Začátek (první den) Ztracený záznam uvnitř časové řady v daném roce 079 Konec (poslední den) 088 Začátek (první den) Bez měření ombrografu uvnitř časové řady v daném roce 089 Konec (poslední den) 098 Začátek (první den) Nevyhodnotitelný záznam více dní v daném roce 099 Konec (poslední den) Pozn: Úhrnem ze srážkoměru se rozumí správně změřený a zapsaný údaj, tj. údaj nekolidující s kvalitním ombrogramem a dalšími údaji měsíčního výkazu. 50 Meteorologické zprávy, 57, 2004

Rok INDC Pobočka Název stanice Známka kvality Typ přístroje Chod Poznámky 1992 B2VATI01 Brno Vatín 5 IBA denní Nevyprazdňuje. Extrémně přerušované záznamy. Nečitelné záznamy. 1992 B2VMEZ01 Brno Velké Meziříčí 3 IBA denní Drhne táhlo plováku. Plovák nedosedá. Časové údaje MV a OG se celkem shodují. Měření 07-07 SEČ. 1992 B2VPAV01 Brno Velké Pavlovice 1 Hellmann denní Časové údaje MV a OG se celkem shodují. Měření 07-07 SEČ. 1992 B2VIRP01 Brno Vír, př. 2 IBA denní Obtížně čitelné záznamy. Časové údaje MV a OG se shodují. Měření 07-07 SEČ. 1992 B1LUHA01 Brno Luhačovice 4 IBA denní Silně drhne táhlo plováku. Přerušené měření. Časové údaje MV a OG se celkem shodují. Měření 07-07 SEČ. Tab. 5 Ukázka poznámek o kvalitě měření ombrogramů. Table 5. An example of remarks to the quality of pluviograms measurements. vání, digitalizace i správnost úhrnů ze srážkoměru. Jako druhá a třetí fáze kontrol se připravuje i jemnější prověření rozdílů mezi údaji ombrografu a srážkoměru a konečné prověření extrémních intenzit nasnímaných dešťů. Průběžně se udržuje provozní archiv metodických postupů, metadat a digitalizovaných dat na CD ROM. Ukládají se textové soubory s digitálními obrazy záznamů, které obsahují souřadnice čar v grafech (soubory s příponou.dig), soubory kumulativních minutových úhrnů pro daný den (.omb) a odvozené soubory hodinových úhrnů (.uhr). Také se vytvářejí a ukládají soubory s odvozenou intenzitou deště pro zvolené doby trvání (analogicky s pojetím [11]). Základní archivní soubory jsou soubory s příponou omb, které pro každou stanici a den obsahují indikativ stanice, rok, Obr. 4 Relativní četnost ročních známek kvality ombrogramů v období 1995 1998. Uvažováno 767 let měření na 192 stanicích Fig. 4. Relative frequency of the annual quality marks of pluviograms for the period 1995 1998. It is taken into consideration 767 years of measurements at the stations. Známka Kvalita stanice Počet let Četnost (%) kvality v roce měření 1 Výborná 95 12,4 2 Dobře zpracovatelná 235 30,6 3 Zpracovatelná 191 24,9 4 Obtížně zpracovatelná 184 24,0 5 Nezpracovatelná 62 8,1 Celkem 767 Počet stanic v roce 192 Tab. 6 Kvalita ombrometrických stanic v letech 1995 1998, datové údaje k obrázku č. 4. Table 6. The quality of pluviometric stations in the period of 1995 1998, data to the Fig. 4. měsíc a den pozorování, kód kvality denního záznamu a úhrn srážek v desetinách mm v 07 h SEČ kumulativně od začátku souboru, který se mimo jiné používá i pro kontrolu integrity souboru. V případě deště věta dále obsahuje minutové úhrny kumulativně vzhledem k začátku denního záznamu od 07 h SEČ daného dne do 07 h SEČ následujícího dne. V budoucnu se předpokládá integrace digitalizovaných dat do databázového systému. Omezená kapacita archivu ČHMÚ si patrně vynutí postupnou skartaci většiny originálů ombrogramů. Aby se předešlo nenahraditelným ztrátám dat, lze o skartaci uvažovat až po digitalizaci a finální revizi dat určených ke skartaci, přičemž je bezpodmínečně nutný souhlas jak oddělení meteorologie a klimatologie na příslušné pobočce ČHMÚ, tak oddělení všeobecné klimatologie Praha, které ombrogramy zpracovává. Originální záznamy z některých pilířových stanic s dlouhým a kvalitním pozorováním však budou v každém případě zachovány včetně kvalitních záznamů mimořádných dešťů. Případné skenování ombrogramů bez předchozí jednoznačné identifikace záznamů nemá smysl. Skenování revidovaných a digitalizovaných ombrogramů tuto nevýhodu nemá, ale některé opravy se patrně nezobrazí s ohledem na malou čitelnost podkladů. 4. ZÁVĚR Výsledky manuálního vyhodnocování ombrografických záznamů jsou k dispozici jen v podobě statistických podkladů o intenzitách dešťů různého trvání a frekvenci opakování v publikacích [10] a [11]. Některé starší údaje lze nalézt i v ročenkách srážkoměrných pozorování (např. [4, 5]). Digitalizace ombrogramů je kvalitativní posun, neboť umožňuje hromadné počítačové zpracování a výpočty odvozených charakteristik, jako jsou např. úhrny o různém trvání a frekvenci výskytu, a vzájemná porovnání měření srážkoměrů a ombrografů. Výsledky digitalizace v období 1985 až 1995 se při bližší analýze ukázaly jako nepoužitelné. Proto byla v letech 1995 až 1998 vyvinuta nová metoda. Ta klade značné nároky na předzpracování dat, což při současných personálních a finančních možnostech umožňuje ročně digitalizovat ca 300 350 roků měření. Trvání celé práce je odhadováno ještě na ca 10 až 15 let. Poznamenejme, že jistá míra subjektivity předzpracování ombrogramů může vést k různým výsledkům a nekvalifikovaná rekonstrukce záznamu může vyústit ve zcela chybná data. To ovšem platilo vždy a je třeba upozornit, že problémy diskutované v článku se netýkají jen digitalizace, ale i manuálních odečtů. Nekvalifikovaná osoba se proto může při manuálním odečtu dopustit řádových chyb. K výhodám nové metody patří jednotná metodika, plošné zpracování s využitím maxima podpůrných meteorologických údajů, vícenásobná kontrola a kvalifikované předzpra- Meteorologické zprávy, 57, 2004 51

cování. To podstatně zvyšuje kvalitu digitalizovaných dat, minimalizuje mezery v pozorování klíčových stanic a v řadě případů vede k záchraně ročních a měsíčních maxim. Zásadní inovací jsou nové kódy kvality denních záznamů, které dovolují vždy rozlišit míru subjektivity. Víme, které záznamy odhadujeme a známe míru odhadu, tj. známe míru nepřesnosti údajů. Pro cíle s různou požadovanou přesností a spolehlivostí dat lze tak vybrat vyhovující údaje na základě nových kódů kvality a údaje nižší kvality lze vypustit ze zpracování. Literatura [1] ČÍŽEK, P., 1953. Hydrologie stokových sítí. 1 vyd. Praha: SNTL. [2] FIŠÁK, J., 1994. Návod pro pozorovatele meteorologických stanic. Metodický předpis č. 11. Praha: ČHMÚ. [3] Handbook of Meteorological Instruments. Part I, Instruments for Surface Observations, 1956. 1. vyd. London: Her Majesty s Stationery Office. 458 s. [4] Hydrologická zpráva 1925. Srážky a teploty vzduchu. 1929. Praha: Státní ústav hydrologický. [5] Jahrbuch K.k. hydrographischen Central-Bureaus. VI. Jahrgang. 1898, 1900. Wien: Hydrographischer Dienst in Österreich. [6] KVĚTOŇ, V. ZAHRADNÍČEK, J., 1998. Vývoj metod pro stanovení extrémních povodní. Výzkumný úkol MŽP ČR VaV 510/3/97, DÚ2.2, Závěrečná zpráva za rok 1998. Praha: ČHMÚ. [7] Meteorologický slovník výkladový a terminologický, 1993. 1. vyd. Praha: Academia - MŽP. 594 s. [8] MIDDLETON, W.E.K.,1953. Meteorological Instruments. 1. vyd. Toronto: University Press. 286 s. [9] SLABÁ, N., 1972. Návod pro pozorovatele meteorologických stanic ČSSR. Sborník předpisů sv. 7. Praha: HMÚ. 222 s. [10] ŠAMAJ, F. VALOVIČ, Š., 1973. Intenzity krátkodobých dešťů na Slovensku. In Zborník prác HMÚ v Bratislave, zv. 5. Bratislava: HMÚ. 75 s. [11] TRUPL, J., 1958. Intenzity krátkodobých dešťů v povodích Labe, Odry a Moravy. Práce a studie, sv. 97. Praha: VÚV. [12] ZAHRADNÍČEK, J., 1997. Poznámky ke kvalitě nasnímaných ombrogramů. Meteorol. Zpr.ávy, roč. 50, č. 5, s. 152. Základní myšlenky článku byly předneseny na semináři České meteorologické společnosti v Radostovicích v září 2003 a na 4. semináři o homogenizaci a kontrole dat v Budapešti konaném ve dnech 6. 10.října 2003. Lektorka RNDr. D. Řezáčová, CSc., rukopis odevzdán v listopadu 2003. OBRÁZKY Z NOVODOBEJ HISTÓRIE HYDROLOGICKEJ SLUŽBY NA SLOVENSKU I. Panenka a kol. Bratislava: Slovenský hydrometeorologický ústav ve spolupráci s Klubem seniorů hydrometeorologické služby občanské sdružení 2003 (vročení není v knize uvedeno). 128 s., obr. 91 v textu a 72 portrétních fotografií v předsádce. Cena neuvedena. Díky organizačním schopnostem I. Panenky, vstřícnosti pamětníků - hydrologů a za účinné podpory ředitele Divize Hydrologická služba Slovenského hydrometeorologického ústavu P. Rončáka vznikla publikace, která ve slovenské ani české hydrometeorologické literatuře nemá obdobu. Je dokladem toho, že jejím autorům i vedení ústavu bylo dobře známo, že s pamětníky odchází i paměť a že vše, co nebylo zapsáno, se časem ztrácí, jako by nikdy ani nebylo. Že je třeba jednat zavčas. Publikace není historickým dílem v pravém smyslu slova (chybí např. odkazy na prameny), proto se skromně nazývá Obrázky. Je však mnohem více než jen mozaikou složenou ze vzpomínek, prožitků a zkušeností deseti odborníků, kteří po dlouhá léta pracovali v hydrologické službě SHMÚ. Obsahuje bohatou faktografii velké dokumentaristické ceny, která doposud nebyla shromážděna a je tudíž hodnotným příspěvkem k dějinám slovenské i československé hydrometeorologie. Vždyť již úvodní kapitoly (autor J. Šuba), které zaznamenávají uzlové body (milníky) slovenské hydrologie a vývoj hydrologické služby na Slovensku z hlediska jejího začlenění do státních institucí, její vnitřní organizační struktury a personálního zabezpečení od konce 1. světové války až do současnosti, často přesahují hranice Slovenska i hydrologie. Začátek profesionální slovenské hydrologie je kladen do roku 1919, kdy Vládní referát pro veřejné práce vytvořil v Bratislavě Hydrografickou sekci, která ještě v témž roce se změnila v zemské hydrografické oddělení. Další kapitoly popisují rozvoj pracovišť a činností, na kterém se vydatně podíleli i autoři jednotlivých statí: O povrchových vodách na HMÚ SHMÚ (L. Dulovič), O podzemných vodách, prameňoch, kvalite vody a Hydrofonde (J. Šuba), O expertíznej a výskumno-rozvojovej činnosti hydrológie povrchových vôd (M. Makeľ, J. Turbek), O hydrologickej informačnej a predpovednej službe (I. Panenka) a O meraniach prietokov na hraničných tokoch a medzinárodnej spolupráci (M. Čížová, L. Dulovič). Filozofující kapitoly editora I. Panenky ukazují i jiné stránky života hydrologů, jako byla jejich účast na různých společenských, sportovních a politických akcích, kterou nelze posuzovat bez znalosti doby i konkrétních mezilidských vztahů. Textovou část knihy provázejí četné fotografie z konferencí, seminářů, pracovišť, sportovišť, prvomájových průvodů i ze stávky zaměstnanců SHMÚ v listopadu 1989. Naopak dílo neobsahuje grafické dokumenty o výsledcích vědecké a odborné činnosti nebo o mimořádných hydrologických událostech, nebylo to jeho cílem. S velkým zaujetím se čtou reminiscence bývalých budovatelů slovenské hydrologie O. Malého, I. Kunsche, Ľ. Murína a zvláště technického pracovníka M. Živory, jehož vzpomínky sahají až do 30. let minulého století. V rozsáhlé stati autor vylíčil počátky Státního hydrologického a meteorologického ústavu v Bratislavě (ŠHMÚ), předchůdce HMÚ z roku 1954, jeho fungování v letech války a v poválečném období, až po umístění hydrologické služby v nových prostorách na Kolibě, ale všímá si i osazenstva, jeho pracovních a platových podmínek, staniční sítě a techniky. Kolik věcí se událo za jeden lidský život! Škoda, že podobnou publikací se nemohou pochlubit hydrologové z ČHMÚ. Kolik desetiletí již existuje komise pro zpracování dějin české hydrologie složená z předních odborníků, ale kdo zná její výsledky? Chybí nám čas, dobrá vůle, pamětníci nebo dr. Panenka? Karel Krška 52 Meteorologické zprávy, 57, 2004

Pavla Skřivánková (ČHMÚ) OVĚŘOVACÍ TESTY RADIOSOND VAISALA RS92 V PRAZE-LIBUŠI Pilot tests VAISALA Radiosondes RS92 at the Praha-Libuš. The Czech Hydrometeorological Institute plans to start using VAISALA Radiosondes RS92 and the VAISALA DigiCORA Sounding System MW21 at Praha-Libus aerological station. Large effort is devoted to achieve the highest possible data quality and to ensure the homogeneity of the time series. Therefore, the validation trial at Praha-Libus was aimed at evaluation of the RS92 LORAN-C and GPS sensor performance. The data transmission of the DigiCORA Sounding System MW21 was tested too. The Praha-Libus comparison test consisted of 33 dual soundings was carried out during the period from 26 th May to 6 th June 2003. The RS92-KL sondes were compared with the RS 90-AL (both are LORAN-C types) and the RS92-SGP radiosondes were launched together with the RS80-15G (these are the GPS types). Results of pressure, temperature, humidity and wind vertical profiles comparison are presented. The data from the RS 92, RS 90 and RS80 soundings was tested against the corresponding data from the ALADIN model fields too. KLÍČOVÁ SLOVA: aerologie radiosondy měření srovnávací zpracování dat 1. ÚVOD Aerologická stanice ČHMÚ Praha-Libuš nainstalovala v prosinci roku 1991 radiosondážní systém DigiCORA MW11 finské firmy VAISALA a od ledna 1992 začala tento systém spolu s radiosondami VAISALA RS80 využívat rutinně. Instalací systému VAISALA a přechodem na nové radiosondy se výrazně zlepšila kvalita aerologických měření, do té doby prováděných sovětskými systémy. V lednu roku 1999 se začaly navíc používat radiosondy VAISALA RS90 s kvalitativně novým typem čidel. V současné době měří stanice Praha-Libuš vertikální profily meteorologických parametrů atmosféry stále pomocí radiosond typu RS90-AL i RS80-15G a pozemního zařízení DigiCORA MW11. Radiosondy jsou vynášeny čtyřikrát denně (v 00, 06, 12 a 18 UTC) meteorologickými balony od země do výšek kolem 30 km a měří pomocí čidel, teplotu a vlhkost vzduchu. Směr a rychlost větru počítá pozemní zařízení z informací o poloze radiosondy. K lokalizaci sondy během letu jsou využívány navigační systémy LORAN-C (Long Range Navigation) a GPS (Global Positioning System). Radiosonda umožňuje retranslaci navigačních pomocných signálů, přijímaných z navigačních systémů, do pozemního zařízení, které zároveň automaticky přijímá a konvertuje PTU (, teplota, vlhkost) data z radiosondy. S ohledem na stáří systému DigiCORA MW11 plánuje ČHMÚ modernizaci aerologického systému na stanici Praha- Libuš. Firma VAISALA v současné době nabízí sondážní systém DigiCORA MW21 spolu s novým typem radiosond RS92. Jelikož každá změna s sebou přináší i jisté riziko porušení homogenity časových řad měření, je dobré znát rozdíly mezi starým a novým systémem měření. Zdrojem těchto informací jsou nejčastěji srovnávací testy dvou i více systémů. 2. HLAVNÍ CÍLE A PRŮBĚH OVĚŘOVACÍCH TESTŮ Vysoká přesnost aerologických měření je důležitá nejen pro numerické předpovědní modely, ale i pro další obory (např. letectví). Je tedy velmi užitečné, co nejpřesněji určit, jak se změna typu radiosond a pozemního vyhodnocovacího systému projeví v kvalitě dat. Hlavním cílem ověřovacího testu uskutečněného v Praze-Libuši bylo jak srovnání nového typu radiosond s doposud používanými, tak prověření funkčnosti a kompatibility systémů DigiCORA MW11 a MW21. Testy proběhly v období od 26. května do 6. června 2003 a bylo při nich provedeno celkem 33 srovnávacích měření. Při každé dvojsondáži byly přibližně jeden metr pod 2 m dlouhou bambusovou tyč (upoutanou k jednomu balonu s padáčkem a odvíječem) zavěšeny dvě radiosondy (obr. 1). Z odvíječe se postupně odvíjí cca 60 metrů dlouhá šňůra. Radiosondy se vzdálí od balonu a tím se minimalizuje jeho vliv na přesnost měření. Ve většině případů byly sondy vypouštěny ve standardních termínech aerologických měření (06, 12 a 18 UTC). Jak již bylo zmíněno, používá stanice Praha-Libuš pro měření vertikálních profilů směru a rychlosti větru dva různé typy navigačních systémů. Jednak systém pozemních navigačních řetězců LORAN-C, jednak družicový navigační systém GPS. Pro každý z uvedených typů větroměrných systémů se používá jiný typ radiosond. Pro systém LORAN- C byly použity při testech sondy RS92-KL a tyto byly srovnávány se sondami RS90-AL. Radiosondy RS92-SGP pro GPS navigační systém byly srovnávány se sondami RS80-15G. Radiosondy RS92-SGP, RS90-AL a RS80-15G byly před vypuštěním kontrolovány pomocí Ground Check Unit. Při této předstartovní přípravě se testuje správnost měření u, teploty a vlhkosti čidly radiosondy. Pro radiosondy RS92-KL nebyla předstartovní kontrola prováděna, jelikož Ground Check Unit GC25 byl v době provádění testů ještě firmou VAI- SALA upravován. V současné době je již k dispozici. Pozemní systém DigiCORA MW11 shromažďoval a zpracovával data ze sond RS80 a RS90 a systém MW21 zapůjčený firmou VAISALA byl použit pro data ze sond typu RS92. Obr. 1 Schematický nákres dvojsondáže. Fig. 1. Schematic diagram of dual soundings. Meteorologické zprávy, 57, 2004 53

3. STRUČNÝ POPIS SOND A POZEMNÍCH SYSTÉMŮ Radiosondy RS90 a RS92 mají v podstatě shodná čidla: křemíkové mikročipové kapacitní ové čidlo měřící v rozsahu 1080 až 3 hpa s přesností 0,4 hpa; kondenzátorové teplotní čidlo měřící teplotu na základě změn kapacity mezi dvěma tenkými drátky v rozsahu od +60 C do -90 C s přesností 0,1 C a vlhkost je měřena odmrazovací metodou dvěma vyhřívanými tenkovrstvými kondenzátorovými čidly s rozsahem měření od 0 do % relativní vlhkosti s přesností na 2 %. Tlakové čidlo staršího typu radiosond (RS80) je tvořeno kondenzátorovým aneroidem měřícím v rozsahu 1060 až 3 hpa s přesností 0,5 hpa. Teplotní čidlo je kondenzátor ve tvaru kapičky měřící v rozsahu od +60 C do -90 C s přesností 0,2 C. Vlhkostní čidlo je tenkovrstvý kondenzátor měřící v rozsahu 0 až % relativní vlhkosti s přesností na 3 %. Radiosondy RS92-SGP jsou principiálně nejnovějším typem radiosond firmy VAISALA. Jde o digitální typ radiosond, který má všechny důležité informace zaznamenány v EEPROM sondy; včetně kalibračních koeficientů, které jsou pozemnímu systému předávány rádiově. Pro sondy typu RS80 a RS90 jsou kalibrační koeficienty dodávány na děrné pásce. Pozemní systém DigiCORA MW21 je nejnovější z řady sondážních systémů firmy VAISALA. Systém se skládá z dvou hlavních komponent PC se sondážním programovým vybavením (DigiCORA III Sounding Software) a sondážního systému (DigiCORA III Sounding System), který je tvořen anténním subsystémem a procesorovou jednotkou SPS220 (Sounding Processing Subsystem). V průběhu sondáže SPS220 shromažduje PTU data a údaje o větru, které následně předává do PC. Zde jsou data zpracována, zakódována do meteorologických zpráv a ukládána. Systém DigiCORA MW21 spolupracuje jak s nejnovějším typem radiosond RS92, tak se staršími typy RS90 a RS80. 4. ZPRACOVÁNÍ DAT Pro srovnání byla použita pětisekundová editovaná data ze systémů DigiCORA MW11 a MW21. Data byla srovnávána ve třech krocích. V první fázi srovnání byly porovnávány vertikální profily u, teploty a vlhkosti vzduchu i směru a rychlosti větru pomocí programu METGRAPH, který je standardní součástí obou systémů DigiCORA. Rozdíly měřených parametrů byly sledovány v časové závislosti, neboť čas byl jediným společným parametrem měření. V druhé fázi srovnání byly pomocí programu vyvinutého pro mezinárodní srovnání radiosond Světové meteorologické organizace (Radio and Ozonesonde Comparison and Evaluation Software Package) vypočteny průměrné rozdíly mezi daty získanými pomocí jednotlivých typů radiosond. Data z radiosond typu RS92 byla použita jako referenční a byla porovnávána s údaji z RS80 nebo RS90. Vertikální profily průměrných rozdílů u, teploty a vlhkosti vzduchu i směru a rychlosti větru byly zakresleny do grafů s vertikální ovou osou. Třetí fáze zpracování výsledků ověřovacích testů byla zaměřena na srovnání radiosondážních dat s odpovídajícími údaji z modelu ALADIN. Byly porovnávány výšky standardních ových hladin 500, 300, 200, a 50 hpa vypočítané systémy DigiCORA MW11 a MW21 a získané z analýzy modelu ALADIN. Stanice Praha-Libuš rutinně využívá výstupy modelu ALADIN při kontrole kvality radiosondážních měření. 5. VÝSLEDKY TESTŮ Jak se dalo očekávat, byly rozdíly mezi ovými, teplotními a vlhkostními údaji ze sond RS80 a RS92 větší než rozdíly získané srovnáním dat ze sond RS90 a RS92. Rozdíly v měření u pomocí radiosond RS92 a RS80, zjištěné na stanici Praha-Libuš, jsou způsobeny hlavně odlišností ových čidel u těchto dvou typů sond. Je známo z dřívějších srovnání [1], že aneroidové ové čidlo sondy RS80 BARO- CAP má horší teplotní kompenzaci než mikročipové ové čidlo Silicon BAROCAP u sondy RS92. To se projevuje při poklesu vnitřní teploty ových čidel RS80 BAROCAP kladnými ovými odchylkami. V přízemní vrstvě měřila RS92 nižší než RS80. Ve stratosféře se ové údaje z RS92 a RS80 lišily v průměru o -0.4 hpa (obr. 2). Radiosondy RS92 a RS90 jsou obě vybaveny mikročipovými kapacitními ovými čidly, a proto by měly být rozdíly mezi ovými údaji z těchto sond minimální. Údaje z RS90-AL byly korigovány s ohledem na předstartovní srovnání ů měřených radiosondou a referenčním stolním oměrem. Údaje z RS92-KL korigovány nebyly. Referenční oměr vykazoval v době konání testů systematickou odchylku od ového etalonu ČHMÚ o 0.3 hpa. Tím lze pravděpodobně vysvětlit, proč se průměrné ové rozdíly zjištěné při testech na stanici Praha-Libuš pohybovaly kolem hodnoty -0.3 hpa (obr. 3). Rozdíly mezi teplotním měřením sondami RS92 a RS80 znázorněné na obrázku 4 se shodují s výsledky testů radiosond RS90 z Vídně [2] i se studií teplotních čidel sond RS90 publikovanou britským Met Office [3]. Obě práce porovnávaly teplotní čidlo radiosond RS80 s teplotním čidlem sond RS90 (to je shodné s teplotním čidlem používaným i u nových radiosond typu RS92).V Praze-Libuši byly v troposféře zjištěny relativně malé kladné odchylky do 0.2 C. Ve stratosféře se rozdíly mezi teplotními profily z RS92 a RS80 zvětšovaly. Je to způsobeno hlavně rychlejší odezvou teplotního čidla RS92 na změny teploty okolního vzduchu ve srovnání s čidlem sondy RS80. Oba typy čidel mají také odlišné radiační korekce, což je dalším zdrojem rozdílů mezi teplotními měřeními radiosond RS92 a RS80. Na obrázku 5 jsou znázorněny průměrné rozdíly teplot měřených čidly radiosond RS92 a RS90. Až do výšek odpovídajících ové hladině 15 hpa se tyto rozdíly pohybovaly v mezích ± 0.1 C, což koresponduje s faktem, že RS92 i RS90 mají stejná teplotní čidla. Důvody nárůstu průměrných rozdílů teplotních měření nad hladinou 15 hpa k hodnotě cca 0.3 C budou prověřeny dalšími testy. Firma VAISALA prezentuje ve svých firemních materiálech reprodukovatelnost teplotních měření na základě srovnávacích testů dvojic radiosond RS92. Pro vrstvu atmosféry mezi 1080 až hpa nepřesáhly rozdíly mezi teplotními měřeními dvou radiosond RS92 v průměru hodnotu 0.2 C. Mezi až 20 hpa byly do 0.3 C a pro oblast mezi 20 až 3 hpa byly nižší než 0.5 C. Tyto údaje korespondují s výše uvedenými výsledky srovnání z Prahy-Libuše. Poměrně velké rozdíly ve vertikálních profilech vlhkosti změřených radiosondami RS92 a RS80 (obr. 6) jsou způsobeny vlastnostmi vlhkostního čidla RS80 A-HUMICAP. Při teplotách nižších než -40 C se přesnost měření vlhkosti vzduchu čidlem A-HUMICAP výrazně snižuje. U radiosond RS92 s vyhřívaným vlhkostním čidlem H-HUMICAP tento problém není a navíc nedochází ani k dalšímu jevu typickému pro čidlo RS80 A-HUMICAP tj. obalování vlhkostního čidla tenkou ledovou vrstvičkou při průletu vrstvami atmosféry s vyso- 54 Meteorologické zprávy, 57, 2004

10 10-0,5-0,4-0,3-0,2-0,1 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 rozdíly u -0,5-0,4-0,3-0,2-0,1 0 0,1 0,2 rozdíly teploty [ C] Obr. 2 Průměrné rozdíly u RS80-RS92. Fig. 2. RS80-RS92 pressure differences mean value. Obr. 4 Průměrné rozdíly teploty RS80-RS92. Fig. 4. RS80-RS92 temperature differences mean value. 10 10-0,5-0,4-0,3-0,2-0,1 0 rozdíly u -0,2-0,1 0 0,1 0,2 0,3 rozdíly teploty [ C] Obr. 3 Průměrné rozdíly u RS90-RS92. Fig. 3. RS90-RS92 pressure differences mean value. Obr. 5 Průměrné rozdíly teploty RS90-RS92. Fig. 5. RS90-RS92 temperature differences mean value. Meteorologické zprávy, 57, 2004 55

10 10-13 -12-11 -10-9 -8-7 -6-5 -4-3 -2-1 0 rozdíly vlhkosti [% relativní vlhkosti] -5-4 -3-2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 rozdíly směru větru [ ] Obr. 6 Průměrné rozdíly vlhkosti RS80-RS92. Fig. 6. RS80-RS92 humidity differences mean value. Obr. 8 Průměrné rozdíly směru větru RS80-RS92. Fig. 8. RS80-RS92 wind direction differences mean value. 10 10-0,1 0 0,1 0,2 rozdíly rychlosti větru [m/s] Obr. 7 Průměrné rozdíly vlhkosti RS90-RS92. Fig. 7. RS90-RS92 humidity differences mean value. Obr. 9 Průměrné rozdíly rychlosti větru RS80-RS92. Fig. 9. RS80-RS92 wind speed differences mean value. 56 Meteorologické zprávy, 57, 2004

10 10-22 -20-18-16-14 -12-10 -8-6 -4-2 0 2 4 6 8 10 12 rozdíly směru větru [ ] -1,6-1,4-1,2-1 -0,8-0,6-0,4-0,2 0 0,2 0,4 rozdíly rychlosti větru [m/s] Obr. 10 Průměrné rozdíly směru větru RS90-RS92. Fig. 10. RS90-RS92 wind direction differences mean value. kou relativní vlhkostí a zápornými teplotami. Vyhřívaný H-HUMICAP reaguje na změny vlhkosti okolního vzduchu rychleji a měří přesněji. Průměrné rozdíly zjištěné srovnáním vlhkostních údajů ze sond RS92 a RS90, vybavených stejným typem vyhřívaného čidla H-HUMICAP, znázorňuje obrázek 7. Radiosondy RS92-KL by měly pro předstartovní přípravu využívat Ground Check 25, který má při tzv. reconditioning procesu odstranit chemické látky kontaminující vlhkostní čidla při přepravě a skladování. Z výše popsaných důvodů, nebylo možné při testech v Praze-Libuši GC25 použít. Firma VAI- SALA předpokládá, že při použití GC25 by rozdíly v měření vlhkosti byly nižší než ± 2.5 % relativní vlhkosti. Stanice Praha-Libuš využívá pro měření větru nejčastěji radiosondy RS90-AL spolupracující s pozemním navigačním systémem LORAN-C. V případech, kdy dojde k výpadku signálů z některého z používaných řetězců majáků LORAN-C, nebo je kvalita signálů velmi nízká, jsou používány sondy RS80-15G s GPS větroměrným modulem. Při testech byly prověřovány oba typy radiosond, jak pro LORAN-C, tak pro GPS systém. Měření pomocí systému GPS byla relativně konzistentní. Průměrné rozdíly ve směru větru z měření radiosondami typu GPS (RS92-SGP a RS80-15G) jsou na obrázku 8. Srovnáním vertikálních profilů rychlosti větru (obr. 9) byly zjištěny průměrné rozdíly ± 0.1 ms 1. Téměř po celou dobu testů byly rychlosti větru tak nízké, že se radiosondy v průběhu výstupu do vyšších vrstev atmosféry příliš nevzdálily od místa vypuštění. Několikrát bylo dokonce možno vidět prasknutí balonu ve výšce cca 30 km přímo ze stanice Praha-Libuš. Takové povětrnostní podmínky jsou výhodné pro vypouštění více radiosond zavěšených na Obr. 11 Průměrné rozdíly rychlosti větru RS90-RS92. Fig. 11. RS90-RS92 wind speed differences mean value. tyči, což by při vyšších rychlostech větru bylo komplikované. Na druhou stranu jsou situace, kdy sonda stoupá téměř kolmo nad pozemním systémem, nepříznivé pro kvalitu signálů. Radiosonda totiž vysílá ve směru kolmo dolů pouze slabý signál, což je dáno tvarem vyzařovacího diagramu antény radiosondy. Systém DigiCORA MW11 je více náchylný ke ztrátě signálů a produkuje více interpolovaných dat než nový pozemní systém DigiCORA MW21. Tento jev byl pravděpodobně hlavním zdrojem větších rozdílů mezi měřeními směru a rychlosti větru pomocí systému LORAN-C (ve srovnání Tab. 1 Rozdíly výšek (radiosonda ALADIN model) standardních ových hladin 500, 300, 200, a 50hPa. Table 1. Height differences (radiosonde ALADIN model) on standard pressure levels 500, 300, 200, and 50 hpa. GPS radiosondy versus ALADIN model RS80-15G (n=14) RS92-SGP (n=14) P Mean [m] STD dev. [m] Mean [m] STD dev. [m] 500-6,4 7-6 6,4 300-7,4 10,1-3,4 8,7 200-10,9 9,6-3,4 5,9-15,9 10,9-6,7 7,3 50-21,8 10,1-12,3 9,3 LORAN-C radiosondy versus ALADIN model RS90-AL (n=14) RS92-KL (n=14) P Mean [m] STD dev. [m] Mean [m] STD dev. [m] 500-5,4 8,9-7 7,2 300-2,4 8,1-2,7 6,6 200 1 11,3 2,4 8,2-6,2 12,4-3,5 10,6 50-12,7 14,5-9,4 12,9 Meteorologické zprávy, 57, 2004 57

s GPS navigací). Obrázky 10 a 11 znázorňují průměrné rozdíly ve směru a rychlosti větru z měření radiosondami typu LORAN-C (RS92-KL a RS90-AL). Průměrné rozdíly u rychlosti větru se pohybovaly mezi -1.5 ms 1 a 0.4 ms 1. Srovnání výšek standardních ových hladin počítaných pozemními systémy DigiCORA MW11 a MW21 z údajů měřených radiosondami s výstupy z numerického modelu ALADIN prezentuje tabulka 1. Jsou zde uvedeny průměrné rozdíly a směrodatné odchylky výšek standardních ových hladin 500, 300, 200, a 50 hpa. Rozdíly výšek počítané pro jednotlivé sondáže se lišily o méně než 30 m až do standardní ové hladiny hpa a o méně než 40 m do hladiny 50 hpa. 6. ZÁVĚR Rozdíly mezi PTU údaji měřenými čidly radiosond RS92 a RS90 jsou menší než rozdíly mezi obdobnými daty z RS92 a RS80. Lze konstatovat, že radiosondy RS92 měří lépe než RS80 a jsou srovnatelné s RS90. Předstartovní příprava radiosond typu RS92 je z provozního hlediska komfortnější a jednodušší. U sond RS92-SGP je nespornou výhodou digitální přenos kalibračních koeficientů. V průběhu ověřovacích testů na stanici Praha-Libuš bylo zjištěno, že hlavním zdrojem rušivých signálů je pravděpodobně nedaleká televizní věž. Interference z místních vysílačů těsně před vypuštěním radiosondy nebo v počáteční fázi letu mohou způsobovat výpadky v měření větru pomoci RS80-15G. Přechodem na modernější typ radiosond RS92-SGP, které jsou méně citlivé na takový typ rušení, by se měla zvýšit kvalita měření větru a redukovat množství chybějících dat. Systém DigiCORA MW21 produkuje méně interpolovaných dat ve srovnání se systémem DigiCORA MW11. Z uživatelského hlediska jsou přínosem nové možnosti zobrazení a zpracování dat systémem DigiCORA MW21. Speciálně frekvenční analyzátor a monitoring kvality signálů z větroměrných systémů jsou velmi užitečnými nástroji. Na základě některých zkušeností s provozem systému DigiCORA MW21 byly navrženy možné úpravy velké škály termodynamických diagramů, které mohou zjednodušit práci aerologa. Přechod od radiosond RS90 k radiosondám typu RS92 by neměl narušit homogenitu dlouhodobé řady aerologických měření na stanici Praha-Libuš. Naopak se očekává, že kvalita dat a jejich využitelnost by se měla ještě zvýšit. Ověřovací testy ukázaly, že systém DigiCORA MW21 by měl být kvalitní náhradou stávajícího systému DigiCORA MW11. Literatura [1] SMOUT, R. ELMS, J. LYTH, D. NASH, J., 2001. Met Office RS90 Pressure Sensor Evaluations. New Technology in Upper-air Observations report. [2] FINNE, M., 1998. Promising Pilot Test Results of the New RS90 Radiosonde in Vienna. VAISALA News, 147, s. 8 10. [3] SMOUT, R. ELMS, J. LYTH, D. NASH, J., 2001. Met Office RS90 Temperature Sensor Evaluations. New Technology in Upper-air Observations report. Lektor RNDr. J. Strachota, rukopis odevzdán v únoru 2004. LESY SLOVENSKA A GLOBÁLNE KLIMATICKÉ ZMENY Zvolen: Ekologická a lesnícka agentúra + Lesnícky výskumný ústav. 2003. 128 stran. ISBN 80-228-1209-9. Z Rámcového dohovoru OSN o klimatickej zmene (FCCC) vyplýva rad povinností pre zmluvné štáty. Medzi ne patria analýza citlivosti územia, vyhodnotenie očakávaných dôsledkov klimatickej zmeny na prírodné prostredie a sociálne-ekonomickú sféru, príprava a postupná realizácia adaptačných opatrení. Do okruhu aktivít spojených s riešením týchto otázok veľmi vhodne zapadá publikácia Lesy Slovenska a globálne klimatické zmeny. Štúdiu vypracoval kolektív popredných slovenských odborníkov. Jej editormi sú RNDr. Ing. Jozef Minďáš, PhD. a Doc. Ing. Jaroslav Škvarenina, CSc. Hlavným cieľom tejto publikácie je poskytnúť stručný, ale ucelený obraz o súčasnom stave poznania problematiky vplyvu klimatickej zmeny na lesy a navrhnúť stratégiu adaptačných opatrení v lesnom hospodárstve. Obsahovo sa štúdia člení na 13 kapitol: 1. Úvod. 2. Klimatické zmeny ako globálny problém ľudstva 21. storočia. 3. Klimatické zmeny v histórii Země. 4. Skleníkový efekt a jeho význam. 5. Modelovanie vývoja budúcej klímy. 6. Možné dôsledky klimatických zmien na lesné ekosystémy. 7. Modelovanie vývoja lesných spoločenstiev. 8. Syntéza poznatkov o očakávanom vývoji slovenských lesov. 9. Klimatické zmeny vo vzťahu k typu a využívaniu krajiny a ochrane prírody a krajiny. 10. Adaptačná stratégia a adaptačné opatrenia v lesnom hospodárstve. 11. Medzinárodné aktivity na redukciu emisií skleníkových plynov. 12. Záver. 13. Základná použitá a odporúčania literatúra (175 odkazov). Globálne otepľovanie sa v plnej šírke prejaví až v tomto storočí. Jeho dôsledky a rozsah si odborná aj laická verejnosť zatiaľ nedostatočne uvedomuje. Je málo pravdepodobné, že v 21. storočí sa podarí zastaviť rast koncentrácií skleníkových plynov v atmosfére. Kjótsky protokol, ktorý predstavuje len prvý krok k spomalenie ich rastu, zatiaľ nevstúpil do platnosti. O to dôležitejšia je príprava a postupná realizácia adaptačných opatrení, v prvom rade v lesnom hospodárstve. Adaptačná stratégia si vyžaduje premyslený prístup a v lesnom hospodárstve sa musí realizovať s dostatočným predstihom. Uvedená neveľká publikácia veľmi úspešne sumarizuje výsledky súčasného výskumu, nadväzuje na štúdie Národného klimatického programu SR, US Country Study programu a národných správ SR pre FCCC. Veríme, že táto štúdia poskytne rad cenných informácií zainteresovaným pracovníkom, študentom aj širokej verejnosti a bude významným impulzom pri riešení problému vplyvu klimatickej zmeny na lesy Slovenska. Publikáciu možno zakúpiť na adrese: Leštáchovo kníhkupectvo, nám. SNP 4, 960 01 Zvolen, Slovenska republika Dušan Závodský 58 Meteorologické zprávy, 57, 2004