Vliv návštěvníků na mikroklima Kateřinské jeskyně Influence of Visitors on Kateřinská Cave Microclimate Český hydrometeorologický ústav, pobočka Brno Mendelova univerzita H. Středová, T. Středa, J. Rožnovský
I. Project introduction
Projekt SP/2d5/07 PROGRAM VĚDA V A VÝZKUM Ministerstvo životního prostřed edí České republiky Stanovení závislosti jeskynního mikroklimatu na vnějších klimatických podmínkách ve zpřístupněných jeskyních ČR Assessment of cave microclimate dependence on external climatic conditions in accessible caves in CR Řešitelská organizace: Správa jeskyní České republiky Spoluřešitelská organizace: Český hydrometeorologický ústav, pobočka Brno
Project tasks: PT 1 Evaluation of cave microclimate in relation to external environment Estimation of cave microclimate Establish of external climatic stations Analyses of relation between external and internal meteorological conditions Assessment of visitors impact on cave microclimate Prediction of external climatic conditions according to climate change scenarios with possible impact on cave conditions CHMI
Areas of interest 1. Cave microclimatic conditions Punkevní cave Stationary measurement system Kateřinská cave Stationary measurement system Mobile measurement Amatérská cave Partial hydrological measurement
Areas of interest 2. Mezoclimatic conditions Macocha abyss Vertical profile of air temperature and moisture Mezo-climatological stations Macocha Výtok Punkvy Amet Punkevní cave Kateřinská cave Ekotechnika Standard climatological stations Ostrov Blansko
Ad 1.) Microclimatic cave conditions Punkevní cave
Microclimatic cave conditions Kateřinská cave
Microclimatic cave conditions Amatérská cave Chrochtadlo Řícený dóm Bahňáky Macocha tlakové hladinoměry ALA
Ad 2.) Mezoclimatic conditions Vertical profile in Macocha Abyss
Mezoclimatological stations (Amet)
II. Monitoring of microclimate in Kateřinská cave
Vchod do jeskyně Fotografie Bambusový lesík Vrápenec,netopýr Venkovní meteostanice Čarodějnice Vstupní chodba v zimě
Methodology (1) Definition of critical areas with the highest dynamics of temperature and the most significant visitors influence on the microclimate on the basis of: observation results series of occasional measurements observed parameters: air temperature rock surface temperature air moisture measurement inervals: 1 min cave sensors 15 min external sensors and control sensor in the cave
Methodology (2)
Measurement, sensors Prohlídková trasa s vyznačením umístění čidel HOBO Čidlo HOBO -měření teploty a vlhkosti vzduchu IČ teploměr -měření teploty skalní stěny
Monitoring results (Annual air temperature dynamics inside and outside the cave) patrný vliv vnější teploty, způsobující teplotní změny uvnitř jeskyně o 2 C (minimum 6,56 C, maximum 8,56 C). (Dependence of internal temperature on external temperature) vyjádřená polynomem 2. stupně s odhadem trendu C 36,0 32,0 28,0 24,0 20,0 16,0 12,0 8,0 4,0 0,0-4,0 vnější teplota vnitřní teplota 9,0 8,8 8,6 8,4 8,2 8,0 7,8 7,6 7,4 7,2 7,0 C Teplota vnitřní ( C) 8,6 8,4 8,2 8,0 7,8 7,6 7,4 7,2 7,0 6,8 Teplota vnitřní = 7,449+0,0564*x-0,001*x^2 r=0,70-8,0 6,8 6,6-12,0-16,0-20,0-24,0 31/08/09 27/09/09 24/10/09 19/11/09 16/12/09 12/01/10 08/02/10 06/03/10 02/04/10 29/04/10 25/05/10 21/06/10 18/07/10 14/08/10 09/09/10 6,6 6,4 6,2 6,0 6,4 6,2 6,0 5,8-20,0-15,0-10,0-5,0 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 Teplota vnější ( C)
Basic statistical parameters (3.3.2010 3.3.2011) sensor average Minimum Maximum Amplitude out 6,98-15,55 (-20,83*) 32,77 48,32 (53,60*) Int1 4,35-3,81 7,62 11,43 Int4 7,50 6,74 8,12 1,38 Int5 7,28 6,64 (6,56*) 8,56 1,92 (2,00*) Int6 7,97 7,59 8,77 1,18
Course of temperature in cave interior and number of visitors in given time in day with the highest visitors amount (3.6.2010) 8.20 135 8.00 7.80 7.60 7.40 7.20 7.00 6.80 6.60 6.40 6.20 120 105 90 75 60 45 30 15 6.00 03.06.2010 07:00 03.06.2010 07:56 03.06.2010 08:52 03.06.2010 09:48 03.06.2010 10:44 03.06.2010 11:40 03.06.2010 12:36 03.06.2010 13:32 03.06.2010 14:28 03.06.2010 15:24 03.06.2010 16:20 03.06.2010 17:16 03.06.2010 18:12 03.06.2010 19:08 03.06.2010 20:04 03.06.2010 21:00 03.06.2010 21:56 03.06.2010 22:52 03.06.2010 23:48 04.06.2010 00:44 04.06.2010 01:40 04.06.2010 02:36 04.06.2010 03:32 04.06.2010 04:28 04.06.2010 05:24 04.06.2010 06:20 teplota ( C) počet návštěvníků 0 Návštěvníků int.1 int.2 int.3 int.4 int.6
Course of temperature in cave interior and number of visitors in given time in day with the lowest visitors amount (13.6.2010) C 8.1 8.0 7.9 7.8 7.7 7.6 7.5 7.4 7.3 7.2 7.1 7.0 6.9 6.8 6.7 6.6 6.5 1 103 205 307 409 511 613 715 817 919 1021 1123 1225 1327 1429 1531 1633 1735 1837 minut
Course of temperature during the year in dependence on the distance from entrance 300 280 260 240 220 200 Dynamika teploty vzduchu: vzdálenost od vchodu (m) 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0-0.5-1.0 poměrně výrazná ve vstupní části slábne s vzdáleností od vstupu od části Bambusový les - v podstatě homogenní teplota Den
čidlo 54 Medvědí komín 8000 7000 Průměr = 7,6268; Sm.odch. = 0,2545; Max = 8,1033; Min = 7,091 34% 6000 Závislost vnitřní teploty na vnější (všechna vnitřní čidla a čidlo vnější) Dependence of internal on external temperature (all sensors) 9,0 8,0 7,0 Počet pozorování 5000 4000 3000 15% 2000 9% 7% 7% 7% 8% 8% 1000 5% 1% 0 7,0 7,1 7,2 7,3 7,4 7,5 7,6 7,7 7,8 7,9 8,0 teplota čidla vnitřní ( C) 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0-1,0 31:51: r 2 = 0,5830; y = 2,8988 + 0,2433*x 31:32: r 2 = 0,5233; y = 7,271 + 0,0467*x 31:53: r 2 = 0,5134; y = 7,8448 + 0,0135*x 31:54: r 2 = 0,4445; y = 7,3119 + 0,0253*x 31:55: r 2 = 0,5487; y = 4,659 + 0,141*x 31:56: r 2 = 0,5862; y = 4,5283 + 0,1767*x -2,0-20 -16-12 -8-4 0 4 8 12 16 20 24 28 32 čidlo 31 (venkovní) C 51 32 53 54 55 56 Počet pozorování čidlo 53 Dóm Chaosu 9000 Průměr = 8,014; Sm.odch. = 0,1282; Max = 8,3158; Min = 7,645 39% 8000 7000 6000 26% 5000 4000 3000 14% 12% 2000 1000 4% 5% 0% 0 7,6 7,7 7,8 7,9 8,0 8,1 8,2 8,3 teplota
Teplota vzduchu ve vertikálním profilu 0,5 ;2; 3; 4; 5 m (Př: 15. - 26.6.2010) 8,65 Air temperature measured in vertical profile 8,55 Vertikální profil 8,45 8,35 8,25 T ( C) 8,15 8,05 7,95 7,85 7,75 7,65 0.5 m 2 m 3 m 4 m 5 m 16.6 17.6 18.6 19.6 20.6 21.6 22.6 23.6 24.6 25.6 26.6 Maximální a minimální vertikální gradient Max and min vertical gradient (26.6.) 8,60 8,50 8,40 8,47 C 8,30 8,20 8,10 8,00 7,90 7,80 7,70 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 T ( C) 7,97 C 8,17 C 7,87 C 0.5 m 2 m 3 m 4 m 5 m
9.0 8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 Teplota skalní stěny (Rock surface temperature) C 11:19:00 11:19:23 11:19:45 11:20:08 11:20:30 11:20:53 11:21:15 11:21:38 11:22:00 11:22:22 11:22:44 11:23:07 11:23:29 11:23:51 11:24:14 11:24:36 11:24:59 11:25:21 11:25:44 11:26:06 11:26:29 11:26:51 11:27:14 11:27:36 11:27:59 11:28:21 11:28:43 11:29:05 8.7.2010 (max. 8,5; min. 6,6; avg. 7,81 C) 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 44:21.3 44:53.8 45:26.5 45:59.3 46:32.1 47:04.8 47:37.4 48:10.2 48:43.2 49:15.8 49:48.6 50:21.4 50:54.2 51:26.9 51:59.7 52:32.5 53:05.3 53:38.6 54:10.8 54:43.6 55:16.4 55:49.2 56:22.0 56:54.8 57:27.5 C 58:00.3 58:33.1 59:05.9 230 220 210 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1 31 61 91 121 151 181 211 241 271 301 331 0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 13.4.2010 (max. 7,8; min. 3,1; avg. 6,48 C) 8.6 8.4 8.2 8.0 7.8 7.6 7.4 7.2 7.0 6.8 6.6 6.4 6.2 6.0 5.8 5.6 5.4 5.2 5.0 4.8 4.6 4.4 4.2 4.0 3.8 3.6 3.4 3.2 3.0
Děkujeme za Vaši pozornost