Analýza srážek v Brně na základě účelových měření

MASARYKOVA UNIVERZITA PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA GEOGRAFICKÝ ÚSTAV

Analýza

srážek

v Brně

na základě

účelových měření Diplomová práce

Anna Zientková

Vedoucí práce: doc. RNDr. Petr Dobrovolný, CSc.

Brno 2014

Bibliografický záznam Autor:

Bc. Anna Zientková Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita Geografický ústav

Název práce:

Analýza srážek v Brně na základě účelových měření

Studijní program:

Geografie a kartografie

Studijní obor:

Fyzická geografie

Vedoucí práce:

doc. RNDr. Petr Dobrovolný, CSc.

Akademický rok:

2013/2014

Počet stran:

67+12

Klíčová slova:

letní

srážky,

účelová

měření,

variabilita, městské klima, město Brno

časoprostorová

Bibliographic Entry Author:

Bc. Anna Zientková Faculty of Science, Masaryk University Department of Geography

Title of Thesis:

Analysis

of

precipitation

in

Brno

based

on special-purpose measurements

Degree programme:

Geography and Cartography

Field of Study:

Physical Geography

Supervisor:

doc. RNDr. Petr Dobrovolný, CSc.

Academic Year:

2013/2014

Number of Pages:

67+12

Keywords:

summer

precipitation,

special-purpose

measurements, spatio-temporal variability, urban climate, Brno region

Abstrakt Tato práce se zabývá analýzou srážkových poměrů na území města Brna s využitím 11 srážkoměrných stanic v období 2010-2013. Časoprostorová variabilita byla studována na základě denních srážkových úhrnů a počtu dnů s určitým úhrnem. Vzhledem k potenciálnímu vlivu města Brna na zesílení srážkových úhrnů byla provedena prostorová analýza na základě dnů s úhrnem nad 20 mm se zřetelem na další možné vlivy (expozice, topografické poměry, nadmořská výška). Poslední kapitola je věnována detailnímu studiu vybraných srážkových událostí na základě 10 min. údajů

z pozemních

srážkoměrů s ohledem

na situaci

představené

na radarovém snímku.

Abstract The aim of this paper is to present the precipitation conditions in the city of Brno using 11 stations. Spatio-temporal variability was studied by daily precipitation sums and number of precipitation days in the period 2010-2013. Given the potential influence of the city to increase precipitation amounts, the spatial analysis of extreme precipitation days (daily precipitation amount above 20 mm) was performed. Spatial analysis considered other possible factors (exposure, topographic conditions, altitude). Special attention is paid to detailed analysis of selected precipitation events based on 10 min. data from stations and using images from weather radar.

Poděkování Na tomto místě bych chtěla poděkovat doc. RNDr. Petru Dobrovolnému, CSc. za odborné vedení mé diplomové práce, za trpělivost a poskytnutí cenných rad a připomínek. Dále bych chtěla poděkovat pracovníkům oddělení meteorologie a klimatologie brněnské pobočky ČHMÚ, jmenovitě Ing. Mgr. Marii Doleželové, Ph.D. a Mgr. Pavlu Zahradníčkovi, Ph.D. za poskytnutí dat a hodnotné konzultace. Mé díky patří také doktorandům PřF, kteří nějakým způsobem přispěli ke zpracování diplomové práce. V neposlední řadě bych chtěla poděkovat za neutuchající podporu mé rodině a přátelům.

Prohlášení Prohlašuji tímto, že jsem zadanou diplomovou práci vypracovala samostatně pod vedením doc. RNDr. Petra Dobrovolného, CSc. a uvedla v seznamu literatury veškerou použitou literaturu a další zdroje.

V Brně dne 6. května 2014

……………………………… Anna Zientková

OBSAH 1

2

3

ÚVOD ...................................................................................................................................................... 9 1.1

Cíl práce ........................................................................................................................................... 10

1.2

Vymezení a charakteristika zájmového území ............................................................. 10

1.2.1

Klimatické poměry ............................................................................................................ 10

1.2.2

Reliéf ........................................................................................................................................ 12

1.2.3

Využití půdy.......................................................................................................................... 14

VLIV MĚSTA NA SRÁŽKY ........................................................................................................... 16 2.1

Rešerše zahraniční literatury ................................................................................................ 18

2.2

Rešerše české literatury........................................................................................................... 22

CHARAKTERISTIKA STANIC .................................................................................................... 27 3.1

Měření srážek................................................................................................................................ 28

3.2

Použité srážkoměry ................................................................................................................... 28

3.3

Standardní stanice ...................................................................................................................... 30

3.4

Účelové stanice ............................................................................................................................. 31

4

POUŽITÁ DATA A JEJICH PŘEDZPRACOVÁNÍ ................................................................. 34

5

ČASOPROSTOROVÁ ANALÝZA LETNÍCH SRÁŽEK ......................................................... 36 5.1

Množství srážek ........................................................................................................................... 36

5.1.1

6

Prostorová analýza na základě vzdálenosti stanic ............................................ 39

5.2

Maximální denní úhrn srážek................................................................................................ 41

5.3

Počet srážkových dnů s určitým úhrnem ........................................................................ 43

5.4

Sedmidenní úhrn srážek .......................................................................................................... 46

5.5

Prostorová analýza dní s extrémním srážkovým úhrnem ...................................... 47

VYBRANÉ SRÁŽKOVÉ SITUACE .............................................................................................. 52 6.1

Vybrané extrémní srážkové události ................................................................................. 52

6.2

Denní chod vybraných lokálních bouřek ......................................................................... 56

7

ZÁVĚREČNÉ ZHODNOCENÍ VÝSLEDKŮ.............................................................................. 59

8

LITERATURA ................................................................................................................................... 63

9

SEZNAM PŘÍLOH ........................................................................................................................... 67

1 ÚVOD Více než polovina populace bydlí ve městě a míra světové urbanizace je mimo jiné stále kladná (DESA, 2011), což vyvolává velký zájem o problematiku městského klimatu. Rychlý růst měst a změny využívání povrchu Země ve prospěch člověka ovlivňují počasí i klima. V posledních letech sice dochází k suburbanizaci, přesto populace dojíždí za prací především do měst, což má určitý vliv na životní prostředí. Otázkou tedy zůstává, jakou potenciální odezvu mají změny vegetačního krytu, využití půdy, produkce umělého odpadního tepla, znečištění ovzduší nebo každodenní činnost člověka na klima. Srážky hrají klíčovou roli v globálním oběhu vody a mají velký vliv na ostatní meteorologické prvky. Často diskutovaný vliv města na jejich prostorové a časové rozložení je stále důležitější např. pro předpovědi počasí nebo klimatické a hydrologické modelování (Shepherd, 2005; Alied, Havlík, 2005; Shepherd, Mote, 2009). Předpokládaný nárůst četnosti a intenzity hydrometeorologických extrémů (IPCC, 2007) vzbuzuje větší zájem lidstva o tuto problematiku. Především přívalové srážky, bouřky či krupobití mívají značné materiální škody. Hydrologická bilance prostředí města je modifikována nepropustnými materiály zástavby a srážková voda je odváděná kanalizací. Poznání srážkových poměrů tak může pomoci při předcházení či zmírnění ztrát na majetku. Druhým extrémem jsou letní suchá období, jejichž výskyt má na konci 21. století narůstat (IPCC, 2007). Tyto skutečnosti podněcují ke studiu srážkového režimu města a následného přizpůsobení, např. v oblasti projektování kanalizačních sítí, budov či správný management s pitnou vodou. Vzhledem k velikosti města Brna a jeho specifické topografií je velmi obtížné odlišit vliv jednotlivých faktorů na výsledné klima. Z toho důvodu je důležité provézt analýzu ve větším měřítku s využitím hustší srážkoměrné sítě.

9

1.1 Cíl práce Cílem této práce je charakteristika prostorové a časové variability srážek za letní období na základě dat z účelové sítě srážkoměrných stanic rozmístěných na území města Brna a v jeho blízkém okolí. Analýza bude provedena ve dvou úrovních: ▪

Vyhodnocení na úrovni denních a měsíčních srážkových sum

▪

Zhodnocení prostorové variability extrémních srážkových dnů

▪

Analýza 10 min. úhrnů vybraných dnů (extrémní srážkové události a nefrontální srážky) s využitím snímků radarových odhadů Tato analýza poslouží k odhadu potenciálního vlivu města na srážkový režim

Brna a působení dalších faktorů jako jsou nadmořská výška, topografické poměry či expozice stanic.

1.2 Vymezení a charakteristika zájmového území Město Brno je s 385 913 obyvateli druhým největším městem České republiky (k 31. 10. 2013; ČSÚ, 2014). Rozloha města činí 230,18 km2, z toho zhruba 34 % tvoří zemědělská půda, 28 % lesy, 9 % zástavba, 2 % vodní plochy a 27 % ostatní plochy (ČSÚ, 2014). 1.2.1 Klimatické poměry Území České republiky leží v mírném pásu, ve kterém se projevují vlivy jak Euroasijského kontinentu, tak Atlantického oceánu. Výskyt a množství srážek na našem území jsou ovlivněny atmosférickou cirkulací, fyzickogeografickými podmínkami a charakterem synoptické situace. V zimním období jsou srážky v ČR vázány na přechody frontálních systémů (vrstevnatá oblačnost). Naopak v létě dochází k vypadávání srážek především z důvodu nárůstu konvekce a tvorby kupovité oblačnosti vedoucích často až k nebezpečným meteorologickým jevům (Tolasz et al., 2007). Variabilita srážkových poměrů Brna je tedy dána především jeho polohou v rámci ČR, členitostí reliéfu (nadmořská výška, expozice) a konkrétní synoptickou situací.

10

Podle Dobrovolného a kol. (2012) je průměrná teplota vzduchu v Tuřanech za období 1961-2010 rovna 9,1 °C. Roční chod teploty je charakterizován maximem v červenci (19,3 °C) a minimem v lednu (-1,9 °C). Teplota vzduchu úzce souvisí s vlhkostí, která se nejčastěji vyjadřuje pomoci relativní vlhkosti. Průměrná hodnota za studované období dosahuje 75 % a v ročním chodu kolísá od minima v dubnu (66 %) po maximum v prosinci (86 %). Dalším neméně důležitým meteorologickým prvkem je směr a rychlost větru. Průměrná rychlost větru na stanici v Tuřanech dosahovala 3,5 m.s-1. V ročním chodu jsou hodnoty poměrně vyrovnané, nejvyšší rychlosti jsou zpravidla zaznamenané v jarních měsících, nejnižší pak v srpnu. V Tuřanech převládá severozápadní (17 %), severovýchodní (13 %) a jihovýchodní (11 %) směr proudění. Vzhledem k členitosti terénu a převládajícímu směru proudění se na brněnských stanicích projevuje efekt návětří a závětří (Dobrovolný a kol., 2012). Dlouhodobý roční srážkový úhrn pro stanici Brno - Tuřany za období 1961 - 2010 činí 495,3 mm, pro tzv. velké vegetační období (duben – září) pak 323,8 mm srážek, což představuje 65,4 % ročního normálu (Dobrovolný a kol., 2012). V ročním chodu srážkový úhrn postupně narůstá od minima v únoru (23,7 mm) k maximu v červnu (69,6 mm), pak množství postupně klesá do ledna s výjimkou listopadu, kdy dochází ke zvýšení srážek (Obr. 1). Variabilita množství srážek je vyjádřená pomocí variačního koeficientu, který je na Obr. 1 prezentován lomenou čárou. Roční chod variability srážek je charakteristický minimem v červnu a maximem v říjnu. Podružné maximum se nachází v únoru. Vyrovnanost hodnot srážek v letních měsících mezi jednotlivými lety mohou ovlivnit vydatné lijáky, které snižují variabilitu meziročních hodnot. Vysoká variabilita říjnových hodnot může vznikat častým střídáním cyklonálních a anticyklonálních situací v jednotlivých letech studovaného období (Brázdil, 1979).

11

80

70

70

60

60

50

50

40

40

30

30

20

20

10

10

0

Variační koeficient [%]

Úhrn srážek [mm]

80

0 I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Měsíc

Obr. 1 Roční chod průměrných měsíčních úhrnů srážek (sloupce) a jejich proměnlivost vyjádřená variačním koeficientem lomená čára) na stanici Tuřany za období 1961 - 2010 (převzato z Dobrovolný a kol., 2012) 1.2.2 Reliéf Tvar reliéfu má zásadní význam na utváření místního klimatu. Město Brno se podle Demka et al. (2006) nachází na rozhraní 4 geomorfologických celků: Bobravská vrchovina, Drahanská vrchovina, Boskovická brázda a Dyjsko-svratecký úval, které se dále dělí na okrsky (Obr. 2). Nadmořská výška území se pohybuje v rozmezí zhruba 190 m n. m. (místo, kde Svratka opouští území Brna) a 479 m n. m. (Kopeček). Ačkoli je převýšení terénu nevelké, jedná se o rozmanitý reliéf uzavřených kotlin, plochých hřbetů, vrchovin, pahorkatin ad. Tvar reliéfu a využití půdy ovlivňují mj. teplotní a vlhkostní poměry či rychlost a směr proudění vzduchu (Netopil et al., 1984). Obecně v ČR množství srážek narůstá se zvětšující se nadmořskou výškou. Výrazný vliv má také expozice svahů (Příloha 1), která nabývá důležitosti v závislosti na převládajícím směru proudění vzduchu.

12

Geomorfologické okrsky: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Obr. 2 Členitost území a geomorfologické celky zájmového území 13

Veverskobítyšská kotlina Hvozdecká pahorkatina Trnovka Omická vrchovina Žebětínský prolom Jinačovský prolom Bystrcká kotlina Babí hřbet Medlánecká sníženina Palackého hřbet Řečkovický prolom Soběšická vrchovina Obřanská kotlina Ochozské plošiny Mokerská vrchovina Šlapanická pahorkatina Tuřanská plošina Dyjsko-svratecká niva Modřická pahorkatina Špilberk Žabovřeská kotlina Pisárecká kotlina Kohoutovická vrchovina Střelická kotlina

1.2.3 Využití půdy Podle Netopila et al. (1984) má druh aktivního povrchu (Obr. 3), především u radiačního typu počasí, velký vliv na klima přízemní vrstvy. Specifické vlastnosti povrchu (výška a hustota vegetačního krytu, obsah vodní páry, nepropustnost stavebního materiálu ad.) určují, jak bude probíhat výměna energie v horizontálním i vertikálním směru.

Obr. 3 Aktivní povrchy katastrálního území města Brna (převzato a upraveno z Bártová, 2012) Zastavěnou část Brna lze rozdělit do několika typů: centrum tvoří tří- až pětipatrové domy, blíže k okrajům města najdeme pak rodinné domky. Dalším typem zástavby jsou panelová sídliště, která najdeme převážně opět na okrajích města 14

(např. Bohunice, Nový Lískovec, Lesná, Líšeň, Bystrc). V jižní části centra města se rozkládá oblast výškových kancelářských budov (AZ Tower, M-Palác ad.). V jihovýchodní části (Slatina) najdeme průmyslové oblasti (např. Černovická terasa). Další významné průmyslové areály se nachází v Líšni (Zetor), Králově poli (Královopolská a. s.) nebo Maloměřicích (teplárny). Zástavba je v centru města vyjma městských

zelení

(např.

okolí

Špilberku,

Wilsonův les,

Lužánecký

park)

a zahrádkářských kolonii (např. Kraví hora) ucelená, směrem k okrajům se stává roztroušenou. Všechny tyto aspekty (různorodá výška budov, produkce odpadního tepla, nárůst znečištění ovzduší) mohou mít vliv na srážkový režim města (viz kapitola 2). Rozsáhlé lesy zabírají především západní a severozápadní část katastru města (geomorfologické celky Kohoutovická vrchovina, Omická vrchovina, Trnovka), menší lesní komplexy najdeme i v severní (Soběšická vrchovina) a severovýchodní části (Ochozské plošiny). Přestože má obecně vegetace brzdící účinky na proudění vzduchu, tak je drsnost povrchu stále nižší než u zástavby, což má za následek vyšší rychlosti větru. Dalším významným prvkem na území města je bezpochyby Brněnská přehrada. Energetická bilance aktivní vrstvy se odvíjí od specifických fyzikálních vlastností vody - závislost intenzity latentního toku tepla na povrchové teplotě vody. Velký význam představuje také nízká drsnost povrchu, která podporuje nárůst rychlosti proudění vzduchu. Vodní plochy obecně shlazují denní / roční amplitudy teploty vzduchu vůči teplotě půdy (velká tepelná kapacita vody).

15

2 VLIV MĚSTA NA SRÁŽKY Diference mezi městským klimatem a okolní krajinou byly rozpoznány na základě měření teploty vzduchu (Howard, 1833), která dosahuje vyšších hodnot zhruba o 0,5 - 3 oC (tzv. tepelný ostrov města, urban heat island = UHI). Tepelný ostrov města se nejvýrazněji projevuje při radiačním typu počasí, nejčastěji 2 - 3 hodiny po západu Slunce (Landsberg, 1981). Intenzita UHI je však modifikována aktuálním stavem atmosféry (Voogt, 2002), např. zvýšení rychlosti větru či nárůst obsahu vodní páry ve vzduchu snižuje intenzitu UHI. Naopak advekce teplého vzduchu nad městem má pozitivní vliv na rozsah UHI. Podle Landsberga (1981) má město značný vliv i na chod dalších meteorologických prvků: relativní vlhkost je zhruba o 6 % nižší v zastavěné oblasti (v létě až o 8 %), hodnoty oblačnosti jsou o 5 - 10 % vyšší než v okolní krajině, výskyt mlhy je rovněž hojnější (především v zimě). Roční úhrn srážek je ve městě vyšší (5 - 15 %), stejně tak i počet dnů s výskytem srážek < 5 mm. Rozdíly pozorujeme také u sněhových srážek, kdy dochází k jejich nárůstu na závětrné straně, ovšem k poklesu nad územím města. Specifické klima měst je charakterizováno odlišnou energetickou bilancí než v neurbánní krajině. Zástavba lépe uchovává teplo, má nižší albedo a také snižuje evaporaci (Fortuniak, 2003). Rozdílné vlastnosti městské zástavby a atmosférického vzduchu oproti neurbanizované krajině mají tedy vliv na radiační podmínky. Vertikální struktura atmosféry v měřítku mezoklimatu se skládá z několika částí (Obr. 5).

Vrstva,

ve které

se

bezprostředně

projevuje

vliv

zemského

povrchu

na meteorologické prvky o mocnosti do 2 km, se nazývá mezní vrstva (Bednář et al. 1993). Spodní část mezní vrstvy se nazývá přízemní vrstva, a dosahuje mocnosti několika desítek metrů. V této vrstvě se nejvýrazněji projevují termální a dynamické vlivy zemského povrchu v závislosti na jeho typu (park, ulice, domy…). V rámci přízemní vrstvy můžeme ještě vymezit vrstvu tření, včetně vrstvy městského zápoje.

16

Obr. 5 Měřítka a vertikální struktura městského klimatu (převzato z Oke 1997, citováno z Dobrovolný a kol. 2012) Krátkovlnné záření podléhá většímu rozptylu a extinkci ve městě z důvodu odlišného složení atmosféry, která nad městem obsahuje větší množství různorodých znečištění (Landsberg, 1981). Znečištění obsahuje aerosoly, které plní funkci kondenzačních jader, a značně ovlivňuje chod srážek, který je navíc modifikovaný konvekcí (intenzivní prohřívání povrchu) či turbulentními pohyby. Výskyt znečištění ovzduší dohromady s mlhou podmiňuje vznik smogu (Szymanowski, 2004). Ovšem znečištění ovzduší může také potlačit výskyt srážek (viz dále). Obecný model ovlivnění srážkových poměrů ve městě představuje Obr. 6. V důsledku silného prohřívání aktivního povrchu a následné výrazné konvekci vzduchu obsahujícího větší množství aerosolů (kondenzačních jader), dochází na závětrné straně města následkem ochlazení ke zvětšování oblačných částic. Tento proces vede k nárůstu oblačnosti a k možnému vypadávání srážek. Termální efekt UHI (podmiňující vertikální výstupy vzduchu) je hlavní příčinou vzniku izolovaných letních srážek nad městem, popř. nárůstu četnosti výskytu nebezpečných jevů, především bouřek a krup (např. Landsberg, 1981; Shem, Shepherd, 2009). Nárůst množství srážek nad urbanizovanou oblastí je také vysvětlován jako důsledek zvýšení 17

drsnosti povrchu tzv. mechanický efekt (Landsberg, 1981), který vede ke zpomalení postupu frontálních systémů.

Obr. 6 Obecný model ovlivnění srážkového režimu v urbanizovaných oblastech (podle Dobrovolný a kol., 2012)

2.1 Rešerše zahraniční literatury Publikace věnované studiu vlivu města na srážky vznikaly podstatně později, než tomu bylo v případě teploty vzduchu. Vzhledem k tomu, že prostorová variabilita srážek je podstatně vyšší než u teploty vzduchu, vyžaduje analýza hustší staniční síť. Shrnující poznatky o problematice režimu srážek a městského klimatu podávají Lowry (1998) či Shepherd (2005). Prvotní studie zabývající se srážkami na území města byly publikovány již ve 20. letech minulého století. Schmauss (1927, citováno z Kratzer, 1937) vypozoroval, že v centru Mnichova je vyšší počet „slabých dešťů“ a zároveň vyšší četnost výskytu lijáků oproti neurbanizované krajině. Další významná studie byla provedena v Moskvě, kde zaznamenané srážkové úhrny byly o 11 % vyšší ve srovnání se stanicí vzdálené západně o 10 km od města (Bogolepov, 1928, citováno z Kratzer, 1937). Významný pokrok ve výzkumu srážkového režimu města přinesly studie srážkové anomálie v La Porte (Indiana). Tato stanice se nachází východním směrem od průmyslové části Gary v Chicagu. Za srážkovou anomálií je považován výrazný nárůst ročních srážkových úhrnů, včetně počtu výskytu extrémních jevů (bouřka, 18

krupobití) od poloviny 20. let. Tato anomálie byla poprvé pozorována Stoutem (1962), o několik let později ji detailně popsal Changnon (1968). Reakcí na práce Stouta a Changnona byl nespočet potvrzujících i vyvracející studií ohledně reálnosti tohoto fenoménu. V 70. letech minulého století probíhal v USA zásadní projekt METROMEX (The Metropolitan Meteorological Experiment) se sídlem v St. Louis, Missouri, jehož rozsáhlé výsledky výrazně přispěly ke studiu srážkového režimu města (Changnon et al., 1971). Vzhledem k řídké srážkoměrné síti a tím i nedostatku kvalitních časových řad bylo v rámci projektu vybudováno 225 stanic. Hodnocení naměřených dat prezentují např. Huff a Changnon (1973), kde autoři zkoumali vliv 8 měst na množství srážek. Města byla vybrána na základě odlišné topografie, velikosti, klimatu, apod. U poloviny z nich (St. Louis, Chicago, Cleveland a Washington) byl zjištěn významný nárůst letních úhrnů v centru a také především na závětrné straně měst ve vzdálenosti 15-55 km o 9-17 % dle velikosti populace (u Chicaga se jedná o lokalitu La Porte, což potvrdilo výsledky Stouta a Changnona). Ve Washingtonu se zároveň projevila silná prostorová závislost mezi tepelným ostrovem a nárůstem srážkového úhrnu. V těchto městech byl také zjištěn nárůst výskytu bouřek a krupobití. Vzhledem k tomu, že Washington na rozdíl od ostatní trojice měst nedisponuje tak významným průmyslem, považují autoři tuto skutečnost za důkaz, že vliv města může souviset i s jinými urbanizačními faktory. Pro Houston a New Orleans (oceánské klima) byly zjištěny jen určité náznaky nárůstů letních úhrnů. Posledními zkoumanými městy byly Indianapolis a Tulsa, kde nebyl vliv města vypozorován. Vzhledem k tomu, že každé město je unikátní svým reliéfem, nelze tento efekt zanedbat. Huff a Vogel (1978) s využitím dat METROMEXu se pokusili rozlišit vlivy městského klimatu od topografie. Město St. Louis, Missouri se nachází v nivě toku Mississippi, z jihozápadu je však ovlivňováno horským pásmem Ozark (Ozark Plateau / Ozark Mountains), které dosahuje výšky 781 m. Autoři vytvořili 17 oblastí, které byly rozděleny do kategorií na základě ovlivnění terénem, městem, kombinací obou faktorů a jedna kontrolní bez výše uvedených vlivů (západně od města). Výsledkem

bylo

zjištění

nejvyššího

nárůstu 19

srážkového

úhrnu

o 30-35 %

v severovýchodní

části

mezi

Granite

City

a

Edvardsville

(jihozápadně

od industriálního centra Alton-Wood River = ALN WDR), která byla vymezena jako oblast vystavená vlivu města. Ve východní a jihovýchodní části města byl zjištěn nárůst srážek vyvolaný orografií o 14 %, zvlášť pro faktor pohoří Ozark byl zaznamenán nárůst srážek o 9 %. Analýza měsíčních úhrnů poukázala na nejvyšší nárůst srážek ve srovnání s kontrolní oblastí na území mezi Granite City a Edvardsville v červnu, nejnižší v srpnu. V nivě řeky Mississippi a v oblasti ALN WDR byla zjištěna kombinace jak vlivu topografie, tak vlivu města (převažující). Denní chod vykazuje dvě denní maxima: kolem 14-17 hodiny a mezi 21 hodinou a půlnocí. Odpolední maximum je přisuzováno destabilizací v důsledku silného ohřívání aktivního povrchu a následného vzniku konvekce v pozdních odpoledních hodinách (výstup velkého množství znečištění plnícího funkci kondenzačních jader). Večerní maximum je dáno vlivem UHI. Srážkovými poměry v oblasti velkých jezer měst Detroit-Windsor se zabývali Sanderson a Gorski (1978). Windsor je nejjižnější kanadské město ležící jihovýchodně od Detroitu (Michigan). Města odděluje řeka Detroit, která zároveň spojuje jezera St. Claire a Erie. Autoři se zaměřili na sezonní úhrny a počet srážkových dnů. Zvýšení srážkových úhrnů ve Windsoru bylo pozorováno ve všech sezonách zhruba o 20 mm v porovnání s venkovskými stanicemi nacházejícími se východně od města. Tuto skutečnost autoři přisuzují zvýšené termické konvekci a také mechanickému (aerodynamickému) efektu měst. Naopak největší počet srážkových dnů byl zaznamenán v zimním období v jihozápadní části Detroitu. Počet srážkových dnů však směrem k závětrné straně města (Windsor) rapidně klesl. Skutečnost, že nejvyšší počty srážkových dnů nebyly zaznamenány v centru města, popř. v jeho závětrné části, autoři přisuzují brzdícímu koalescenčnímu procesu. Velká koncentrace kondenzačních jader soutěží o vlhkost (studené vzduchové hmoty obsahují méně vlhkosti) a tak se oblačné částice nemohou dostatečně vyvinout (Sanderson a Gorski, 1978). Po vydání knihy The urban climate (Landsberg, 1981), která poskytuje první shrnující poznatky z oblasti městské klimatologie, se centrum pozornosti přesouvá na města s tropickým klimatem (Lowry, 1998). Příkladem může být analýza klimatu 20

Mexico City (Jaurequi a Romales, 1996), kde autoři použili data z období vlhka (měsíce květen až říjen) v letech 1941-1985. Na základě příměstské stanice San Juan Aragon a městské stanice Tacubaya byly vytvořeny 24hodinové izohyety včetně izochron zachycujících směr a rychlost proudění vzduchu. Existence nárůstu konvekce vyvolána městskými vlivy byla nalezena v případě denních i sezonních úhrnů. Také byl zaznamenán dlouhodobý nárůst srážek v období vlhka a to pouze na městské stanici. Dále byl zjištěn přesun maximální četnosti výskytu srážek nad 1 mm na pozdní odpoledne až večer, u srážkových úhrnů vyšších než 20 mm došlo k posunu k večerním hodinám. Tyto změny jsou vysvětlovány rostoucí urbanizací a s tím souvisejícím zintenzivněním UHI. Počátkem 21. století se vědci soustředí především na nebezpečné jevy (bouřky, krupobití) a vliv znečištění. Changnon (2001) studoval bouřky v Chicagu s využitím dat za období 1959-1998 ze dvou stanic – Midway Airport Station (městská) a O´Hare Airport („návětrná“ – bez vlivu města). Výsledkem bylo zjištění statisticky významného rozdílu v počtu dní s bouřkou mezi stanicemi (v prospěch městské) jak v ročním období, tak v jarní a letní sezoně. Městská stanice zaznamenala v průměru 4,6 dní s bouřkou za rok navíc než stanice venkovská. V poslední době je často diskutovaný vliv znečištění na množství srážek (Shepherd, 2005). Někteří se domnívají, že průmyslové aerosoly omezují vznik srážek - poskytování velkého množství kondenzačních jader, které nemají k dispozici dostatečné množství vlhkosti a tak se dostatečně nevyvinou, aby z nich vznikly padající (vertikální) srážky (např. Rosenfeld, 2000; Borys, 2000). Givati a Rosenfeld (2004) studovali množství srážek v závětří pobřežních měst, která jsou izolovaná od vnitrozemí orografickými překážkami, ve státech Izrael a Kalifornie. Autoři zaznamenali klesající trendy v množství srážkových úhrnů pouze v závětří průmyslových a urbanizovaných oblastí, u lokalit bez vlivu města nebyl trend nalezen. Znečištění v oblacích tak vede ke vzniku menších oblačných kapek (zpomalení koalescenčního a tzv. rimming procesu). Největší pokles srážek byl zaznamenán ve středních částech návětrných svahů, o něco menší na hřebenech, naopak nárůst srážek byl pozorován v závětří pohoří (Givati a Rosenfeld, 2004). Podobnou problematikou se na území Izraele zabýval Halfon (2009), který analyzoval 21

srážky v nearidních oblastech za období 1952-2006. Práce poukázala na statisticky významné rozdíly mezi množstvím srážek v regionu Tel Aviv. Nárůst trendu ročních úhrnů srážek byl pozorován především v závětří a blízkém okolí urbanizované části oproti návětrné neovlivněné části města. Naopak mírný pokles srážek byl zaznamenán na závětrné straně pohoří Galilea (východní svahy). Toto zjištění má velký význam, neboť v této oblasti dochází zhruba po dobu 50 let k tzv. infikaci oblaků (cloud seeding). Fakt, že v území, které je pod vlivem infikace oblaků, dochází k poklesu srážkových úhrnů v porovnání s územím neovlivněným, dává pochybnosti o efektivitě této metody (Halfon, 2009). Vliv znečištění na srážkový režim Krakova v letech 1971-2005 zkoumala Bokwa (2010). Autorka pro svou analýzu využila data ze tří příměstských a jedné městské stanice. Hlavním cílem práce bylo zjistit, zda došlo k ovlivnění srážkových úhrnů po roce 1989, kdy se snížilo znečištění ovzduší o 80 %. Rozbor byl proveden jak pro celé období, tak pro 17 leté subobdobí: 1972-1988 (vysoké znečištění vzduchu) a 1989-2005 (nízké znečištění vzduchu). Co se týče 35 leté řady, tak nebyl nalezen žádný trend. Naopak u 17 letých řad byl zjištěn statisticky významný pokles srážek v zimním období na jedné z příměstských stanic nacházející se v závětří města. Dále byl zaznamenán významný pokles srážek u městské stanice po roce 1989 v podzimní sezoně.

2.2 Rešerše české literatury V 50. letech porovnal Nosek (1952) srážkové poměry Brna a Bratislavy za období 1901-1947 Autor se soustředí především na „suchý“ rok 1947. Vzhledem k tomu, že od listopadu do ledna byly v Bratislavě zaznamenány nadprůměrné srážkové úhrny a naopak červen nevykazoval žádné známky poklesu srážek (jak tomu bylo v případě Brna), nepatřil tento rok k nejsušším letem studovaného období. Tento rozdíl Nosek přisuzuje vlivu středomořských cyklon, orografickému vlivu návětrných svahů Alp a Malých Karpat, které modifikují klima města Bratislavy. Další statistické zhodnocení srážkových úhrnů na stanici Brno-Pisárky provedl Nosek (1953), kdy analyzoval stoletou řadu denních srážkových úhrnů v období 1851-1950.

22

První detailní analýzu srážkových poměrů Brna provedl Brázdil v 70. letech minulého století (1979c), kde autor použil k analýze 8 brněnských stanic za období 1931-1960. Práce obsahuje základní statistické charakteristiky za celé studované období, včetně zhodnocení jednotlivých desetiletých subobdobí. Nejvyšší srážkové úhrny připadají na návětrnou západní část a na severní okraj města. Naopak nejsušší oblast se nachází severovýchodním směrem od centra města. Jednotlivé rozdíly mezi stanicemi autor připisuje expozici a topografickým podmínkám umístění jednotlivých stanic. Dále poukazuje na obtížnost odhadu množství srážek v centru města z důvodu absence delších řad typicky městských stanic. Brázdil (1979d) se také pokusil vymezit vliv města Brna na srážkový režim s využitím stanic na území města i okolních stanic nacházejících se do 45 km od středu Brna. S využitím 13 stanic (1 stanice na 13,9 km2 plochy města) byly analyzovány roční i měsíční průměrné srážky a bouřkové lijáky v období 1951-1950. Průměrný roční úhrn činil v Brně 522 mm, přičemž nejnižší hodnota byla zaznamenána v Husovicích, nejvyšší naopak na stanici Květná. Obecně nejvíc srážek spadlo v západní a severozápadní části katastru města, naopak nejnižší srážky byly naměřeny v jižní a východní části. Fakt, že stanice Květná leží o 53 m níže než stanice Husovice, přesto jsou srážky v Květné vyšší, svědčí o dalších vlivech. Po analýze srážkových dat s údaji o směru větru ze stanice Tuřany-letiště bylo zjištěno, že stanice Husovice je při S a SZ směru proudění poněkud stíněná. Při posouzení bouřkových lijáků bylo zjištěno vyšší množství srážek nad Brnem než v blízkém okolí. Pro období 1971-1976 byla provedena analýza týdenního chodu srážkových úhrnů a počtu srážkových dnů s určitým úhrnem, která v případě počtu srážkových dnů s úhrnem 0,1-0,9 mm poukazuje na pokles výskytu slabých dešťů o víkendu, zároveň však i ve středu. Autor závěrem konstatuje, že vzhledem k tehdejšímu nedostatečnému pokrytí území srážkoměrnými stanicemi a také chybějící typické městské stanici, nelze vliv města na srážky správně stanovit. Pro potřeby městských kanalizací (Brněnskými vodovody a kanalizace) bylo na území města od roku 2003 instalováno 18 automatických srážkoměrných stanic rozmístěných s ohledem na hlavní kanalizační trasy. Nadmořská výška stanic se pohybuje v rozmezí 190-358 m. Stanice měří v intervalu 1 min. Korelace srážkových 23

dat, mezi jednotlivými stanicemi, klesá se vzájemnou vzdáleností a nadmořskou výškou umístěných stanic. Časovou a prostorovou variabilitu této sítě studovali Prax a kol. (2010). Pro všechny maximální sumy srážek (trvání 5, 10, 20, 30, 60 minut) byly nejvyšší úhrny v ročním chodu (od března do října) dosaženy v letních měsících, ve kterých je typický nárůst konvekce. Maximální úhrny rostou logicky s délkou trvání srážek. Naopak intenzita krátkých dešťů je délce trvání nepřímo úměrná. Např. pro 5 min = 1,6 mm/1 min; 60 min= 0,4 mm/1 min. Co se týče prostorového proměnlivosti tak nejvíce srážek obdrží jihovýchodní část Brna, druhotné maximum je naměřeno v Líšni a Lesné. Nejnižší srážkové úhrny byly naměřeny v městských částech Královo Pole, Řečkovice a Žabovřesky. Ovšem tato měření jsou velmi krátká (zhruba 6 let) a nepostihuji celé katastrální území Brna - chybí západní, na srážky bohatá, část. Časoprostorovou analýzu extrémních srážkových úhrnů v období 1961-2010 podává článek Doleželové a Štěpánka (2012). Autoři analyzují extrémní úhrny v Brně na základě 3 indexů extremity: množství srážek během extrémně vlhkých dnů (vymezeno 95 % intervaly spolehlivosti za referenční období 1961-1990), průměrná délka suché / bezsrážkové periody a maximální délka bezsrážkové periody. Maximální denní srážkové úhrny nabývají v průměru hodnot mezi 70-80 mm srážek. Denní srážkové úhrny s dobou opakování 5, 10, 20, 50 a 100 let dosahují hodnot 37-48 mm, 40-56 mm, 44-65 mm, 48-82 mm a 50-96 mm. Nejnižší srážkové úhrny byly zaznamenány ve východní části (stanice Bučovice a Podbřežice), nejvyšší na stanicích Žabovřesky, Kníničky, Zastávka (západní a severozápadní část) a také v Těšanech (jihovýchodně od Brna). Prostorovou variabilitou srážkových úhrnů brněnského regionu se zabývali také Dobrovolný a kol. (2012). S využitím 17 srážkoměrných stanic byla provedena analýza ze společného období 1961-1990. Výsledkem bylo zjištění, že množství srážek

má

těsnou

závislost

s nadmořskou

výškou.

Hodnota

korelačního

koeficientu rxy těchto 2 proměnných je pro roční úhrn vyšší než 0,80. Z jednotlivých ročních sezon byla nejnižší korelace pozorována v letní sezóně (rxy = 0,77), kdy narůstá podíl nefrontálních srážek. Pomocí tzv. orografické interpolace (metoda ČHMÚ založena na lokální lineární regresi mezi srážkami a nadmořskou výškou) byly 24

bodové výsledky interpretovány prostorově. Výsledky ukazují na nejvyšší srážkové úhrny v severní a severozápadní části Brna, které ubývají jihovýchodním směrem. Šálek et al. (2012) se ve svém článku věnují srážkovým intenzitám naměřených účelovou sítí a následným porovnání s radarovými odhady v období 2003-2009. Nejprve proběhla kontrola kvality dat na úrovni denních, hodinových a 15 min. sum. Všechny podezřelé hodnoty byly verifikovány na základě radarových odhadů, popř. vyjmuty z další analýzy. Následně byly vypočítány intenzity pro 5, 10, 15, 20, 30 a 60 min doby trvání deště. Hodnoty srážkových úhrnů z pozemních stanic byly následně metodou tzv. regresního krigování kombinovány s radarovými odhady srážek. Výsledky ukazují na srážkově nejbohatší jihovýchodní část katastru Brna. Výsledky jsou uvažovány v kontextu využití radarových odhadů pro kontrolu a korekci dat z pozemních srážkoměrů. Autoři dochází k závěru, že radar pozitivně přispívá k hodinovým odhadům srážek na území města Brna až od vzdálenosti zhruba 4 km od nejbližší stanice použité ve výpočtech. Analýzu srážkového režimu brněnské oblasti (území o rozloze cca 45 x 30 km, asymetricky situované vzhledem k centru města – nachází se v horní části obdélníku) provedla Doleželová (2013) v rámci své dizertační práce. Autorka se s využitím dat ze sítě ČHMÚ zaměřila na možný vliv města na srážky, který by se projevil v množství srážkových úhrnů či počtu charakteristických dnů mezi studovanými stanicemi. Nicméně tento vliv nebyl jednoznačně prokázán. Statisticky významné rozdíly mezi úhrny a počty dní s určitým úhrnem byly dány spíše polohou stanic (topografické podmínky). Také výše zmiňovaný efekt návětří/závětří města vykazoval opačné výsledky (v návětří města byl ve vybraných obdobích zjištěn statisticky významný vyšší počet srážkových dní než tomu bylo v případě stanic nacházejících se v závětří Brna). Nárůst množství srážek a počtu charakteristických dnů je tedy vyvolán v prostředí města Brna vlivy orografie, nadmořské výšky a také synoptickými poměry (největší úhrny přináší přechody studených front, kterými je město ovlivňováno převážně ze západní strany). Dále se autorka věnuje výskytu bouřek a krupobití. Své analýzy často konfrontuje s výsledky Mikeladzové (2009), která v rámci diplomové práce zkoumala výskyt nebezpečných hydrometeorologických jevů na území města Brna v období 1961-2007 s využitím 6 stanic (Jundrov, Kníničky, Lesná, Tuřany, 25

Žabovřesky a Židenice). K hlavním výsledkům Mikeladzové (2009) patří: maximum bouřek má svůj výskyt v měsících červen a červenec, nejvyšší četnost krupobití pak v květnu. Pokud se bouřky vyskytnou v zimní sezoně, tak jsou nejčastěji vázány na přechody studených front. Co se týče denního chodu, tak maximum výskytu bouřek nastává mezi 16 a 18 hodinou, krupobití mezi 12 a 16 hodinou. Dále autorka zjistila, že výskyt krupobití na území Brna je vázáno pouze na 5,6 % případů bouřek.

26

3 CHARAKTERISTIKA STANIC Pro analýzu letních srážek na území města Brna bylo použito 11 srážkoměrných stanic (Tab. 1, Obr. 7, Příloha 1). Tyto stanice jsou prostorově nerovnoměrně rozmístěné a nacházejí se v nadmořské výšce od 206 m (Mendlovo náměstí) do 298 m (Kraví hora). Tab. 1 Lokalizace použitých meteorologických stanic Stanice

Zkratka Char.1

Botanická zahrada, PřF MU

BOTA

M

FF MU, ulice A. Nováka

FILO

ÚKZÚZ, ul. Hroznová

Expozice

Elevace [m]

49,20417 16,59639

V

242

M

49,20028 16,59806

V

234

HROZ

M

49,19361 16,57222

JZ

214

Kraví hora, zahrádky

KRHO

M

49,20500 16,58444

SV

298

Mendlovo nám., klášter

MEND

M

49,19139 16,59306

J

206

JUND

P

49,20194 16,56056

SV

258

SCHO

M

49,20722 16,61389

JZ

225

STLI

P

49,16000 16,56417

S

244

Brno-Troubsko

TROU

P

49,17444 16,50722

JZ

277

Tuřany, letiště

TURA

P

49,15306 16,68889

J

241

Žabovřesky, ulice Kroftova

ZABO

M

49,21639 16,56778

J

235

Jundrov, zahrádky Ústav geoniky AV ul. Schodová Starý Lískovec, pole

ČR,

ϕ [°]

λ [°]

Obr. 7 Členitost reliéfu Brna a lokalizace srážkoměrných stanic 1

M - stanice městského charakteru; P - stanice příměstského charakteru

27

3.1 Měření srážek Množství srážek se udává v mm, tzn. 1mm se rovná 1 litru vody na 1m2. Srážkový úhrn se vztahuje k určitému časovému intervalu. Denní úhrn se v ČR měří v 7 hodin ráno (SEČ) a údaj se připisuje k předešlému dni. V této práci byly však primárně využity automatické srážkoměry, které zaznamenávají úhrny po 10 nebo 15 minutách.

3.2 Použité srážkoměry K analýze srážkového režimu města Brna byla využita data ze standardní sítě Českého

hydrometeorologického

ústavu

(ČHMÚ) - klimatologické

stanice

Brno-Tuřany, Brno-Žabovřesky a Troubsko. Úhrn srážek se měří pomocí manuálního srážkoměru METRA se záchytnou plochou 500 cm 2 (Obr. 8). Na těchto stanicích došlo k automatizaci a nahrazení automatickým srážkoměrem MR3H (Obr. 9; Brno-Tuřany: 3. 3. 1998, Brno-Žabovřesky: 10. 8. 1999, Brno-Troubsko: 1. 8. 2010), který má identickou záchytnou plochu a je vytápěný. Uvnitř nerezového válce se nachází nálevka a dělený překlápěcí člunek, který má objem 0,1 mm. Když se člunek naplní, tak dojde k překlopení a vyprázdnění. Počet těchto překlopení je registrován každých 15 (nebo 10) minut a značí množství srážek v uplynulém čase. Nevýhodou tohoto srážkoměru je podhodnocování úhrnů oproti srážkoměru METRA, především nepřesným měřením u vyšších (intenzivnějších) srážkových úhrnů (Gajdušková, 2009).

Obr. 8 Srážkoměrná souprava METRA používaná v síti stanic ČHMÚ (zdroj: Židek a Lipina, 2003) 28

Obr. 9 Schéma automatického srážkoměru MR3H (zdroj: Meteoservis) Z účelových měření pro zpracování diplomové práce byla k dispozici data z 8 lokalit: Botanická zahrada, Filozofická fakulta, ÚKZÚZ na ulici Hroznové, Kraví hora, Mendlovo náměstí, Ústav Geoniky AV ČR v.v.i. na ulici Schodová, Starý Lískovec a Jundrov. Účelové stanice jsou vybaveny elektronickým srážkoměrem se záchytnou plochou 178 cm2 (Obr. 10). Srážkoměry jsou kromě stanice na ulici Hroznové (ÚKZÚZ) nevyhřívané.

Obr. 10

Schéma

elektronického

srážkoměru

používaného

meteorologických stanicích (převzato z Dobrovolný a kol., 2012)

29

na

účelových

3.3 Standardní stanice Klimatologickou stanici Brno-Žabovřesky (Obr. 11) nalezneme v areálu brněnské pobočky ČHMÚ na ulici Kroftové v nadmořské výšce 235 m. Terén je mírně svažitého rázu, neboť se rozkládá na okraji Žabovřeské kotliny s jižní orientací. Srážkoměry jsou umístěny poměrně blízko hlavní budovy ústavu. Poblíž stanice se nachází silnice přízemní a jednoposchoďové budovy, které severovýchodním směrem přecházejí ve smíšený les.

Obr. 11

Stanice Brno-Žabovřesky (foto ze dne 23. 5. 2013, A. Zientková)

Stanice Brno-Tuřany je profesionální meteorologickou stanicí ČHMÚ, která se nachází v areálu mezinárodního letiště, v jihovýchodní části města. Letiště se nalézá na území Tuřanské plošiny, která je tvořena především zemědělskou půdou. Okolí je charakterizováno velmi nízkou hustotou zástavby (odbavovací hala, přistávací plochy, parkoviště). Klimatologická stanice Troubsko leží mimo město Brno, v nivě Troubského potoka. Je umístěná v areálu společnosti Agrogen, spol. s. r. o. v nadmořské výšce 270 m. Zástavbu v blízkosti stanice tvoří především jednopatrové průmyslové objekty, které následně přecházejí v nízké rodinné domky. Ve vzdálenosti cca 100 m severně probíhá dálnice D1. Stanice má příměstský charakter.

30

3.4 Účelové stanice Botanická zahrada, ul. Kotlářská (Obr. 12) – stanice se nachází na rozhraní 2 geomorfologických okrsků Špilberk (vrchovina) a Řečkovický prolom (údolí Ponávky) v nadmořské výšce 242 m. Stanice je umístěná v bezprostřední blízkosti bylinného a keřového porostu. Severně a jižně se dále nacházejí listnaté stromy; východně, ve vzdálenosti přibližně 10 m, skleníky a budovy přírodovědecké fakulty. Areál je často zavlažován. Protože je botanická zahrada obklopena hustou městskou zástavbou a frekventovanými silnicemi, tak se stanice považuje za městskou.

Obr. 12

Meteorologická stanice Botanická zahrada PřF MU (foto ze dne

23. 5 2013, A. Zientková) Další meteorologická stanice se nachází v areálu Filozofické fakulty MU, ul. Arne Nováka. Stanice je umístěna v parku, který je obklopen vysokými čtyřpatrovými budovami. Okolí je charakteristické hustou zástavbou, avšak oproti Botanické zahradě jsou komunikace méně frekventované. Stanice Hroznová (Obr. 13) leží na svahu Pisárecké kotliny v nadmořské výšce 214 m. Terén je mírně ukloněný JZ směrem. V okolí se nachází několik vysokých stromů a keřů. Stanice je umístěná nedaleko frekventované komunikace E463 v areálu Ústředního kontrolního a zkušebního ústavu zemědělského (ÚKZÚZ). V nedalekém okolí se rozkládá areál brněnského výstaviště s rozsáhlými a vysokými budovami. 31

Obr. 13

Meteorologická stanice ÚKZÚZ, ul. Hroznová (foto ze dne 23. 5. 2013,

A. Zientková) Další meteorologickou stanici najdeme na severovýchodním svahu Kraví hory v nadmořské výšce 298 m. Jedná se o nejvýše položenou stanici a nachází se v zahrádkářské kolonii poblíž brněnské hvězdárny a planetária. Přestože je stanice obklopená zelení, tak v nedalekém okolí je zástavba opět velmi hustá, a proto ji řadíme opět mezi stanice městského charakteru. Mendlovo náměstí, klášter (Obr. 14) – tato stanice je lokalizována na úpatí geomorfologického okrsku Špilberk v nadmořské výšce 206 m. Je umístěna v areálu opatství sv. Tomáše. V okolí stanice se nachází několik listnatých stromů a keřový porost. V bezprostřední blízkosti stanice se nachází budova opatství (východ), dále pak pivovar (západ) a rušné Mendlovo náměstí (jih). Naopak ze severozápadní a severovýchodní strany je areál obklopen zelení (svahy okrsku Špilberk). Je důležité zmínit, že stanice není nijak oplocená a data mohou být určitým způsobem ovlivněná.

32

Obr. 14

Meteorologická stanice Mendlovo nám., klášter (foto ze dne 23. 5. 2013,

A. Zientková) Ústav Geoniky AV ČR v.v.i. – stanice umístěna v tomto areálu se nachází na území Řečkovického prolomu v mírně svažitém, jihozápadně ukloněném terénu, v nadmořské výšce 225 m. V okolí stanice roste několik stromů. Areál ústavu leží v blízkosti frekventované silnice první třídy a rozsáhlého Lužáneckého parku o rozloze cca 20 ha. Stanice Starý Lískovec je lokalizována na území geomorfologického okrsku Modřická pahorkatina v ovocném sadu jižně od dálnice D1. Leží v nadmořské výšce 244 m a vyznačuje se nejmenším podílem zástavby, a tak patří mezi typické příměstské stanice. Poslední studovanou stanicí je Jundrov. Tato stanice leží na rozhraní Kohoutovické vrchoviny a Žabovřeské kotliny v nadmořské výšce 258 m se severovýchodní expozicí. Nachází se v zahrádkářské kolonii tvořené především ovocnými stromy a keřovým porostem. Zástavba městských částí Jundrov a Žabovřesky se nachází poměrně daleko. Svým charakterem tak patří ke stanicím příměstského typu. 33

4 POUŽITÁ DATA A JEJICH PŘEDZPRACOVÁNÍ Pro tuto práci byla použitá data z 11 stanic (viz kapitola 3) v letních obdobích 2010-2013. Za letní období zde budeme považovat měsíce duben až září, tzv. velké vegetační období. Většina srážkoměrů není vyhřívaná, a proto je důležité vybrat období s kladnými teplotami a vyhnout se tak případným tuhým srážkám. Stejné období bylo také použito při analýze letních srážek v Olomouci (Vysoudil et al., 2012). Dostupná data byla naměřená v 10 nebo 15 min. intervalech. U stanic Tuřany (letní období 2010-2012) a Troubsko (letní období 2010) byly z důvodu nedostatku 10 / 15 min. údajů využity také data denních srážkových úhrnů. Vzhledem k tomu, že poskytnutá data byla často neúplná, popř. chybná bylo nutné data doplnit a opravit. Pokud došlo k výpadku jedné hodnoty z databáze, tak byla dopočítána aritmetickým průměrem předchozí a následné hodnoty. Pokud došlo k výpadku více po sobě jdoucích údajů (max. 6 = 60 / 90 minut), tak bylo využito lineární interpolace okolních hodnot. Množství dat doplněných tímto způsobem přestavuje Tab. 2. Tab. 2 Statistika doplněných hodnot dle aritm. prům. a lineární interpolace BOTA FILO HROZ KRHO MEND SCHO STLI JUND ZABO TURA TROU 0

1

7

0

25

0

0

1

66

0

55

CELKEM 155

Častým jevem byly výpadky měření v časovém intervalu cca 12 hodin, ale i delší. Pokud tedy došlo k takovému výpadku a na ostatních stanicích nebyly zaznamenány srážky, tak byl denní úhrn doplněn nulovou hodnotou. Nicméně pokud došlo k výskytu srážek, tak byla hodnota v závěru doplněna na úrovni denních srážkových úhrnů (viz dále). Další chybu v datech způsobila porucha srážkoměru na stanici HROZ, kdy byly zaznamenané úhrny značně nadhodnocené (např. 300 mm / 15 min). Po sečtení denních úhrnů z 10/15 minutových měření prošla data logickou kontrolou, kde mimo výše zmíněných nedostatků byly nalezeny další nehomogenity. V situacích, kdy byly srážky zaznamenané na všech stanicích vyjma 1, popř. 2 (často několik dnů po sobě) bylo zřejmé, že došlo k poruše / ucpání srážkoměru. Obdobně pokud se hodnota na 1 stanici oproti ostatním značně lišila, 34

byla po kontrole s radarovými snímky (vizuální kontrola radarových snímků maximální odrazivosti, databáze ČHMÚ) ponechána / opravena. Po přezkoumání uvedených situací se nová hodnota denního srážkového úhrnu vypočítala jako vážený průměr, kde váhu představovala vzdálenost mezi jednotlivými stanicemi. Vzhledem k malému převýšení stanic nebyla nadmořská výška do váhy započítávána. x = SUMA (Si*vi) / (SUMA vi) vi = 1 / dik x

nová hodnota na kontrolované stanici [mm]

Si

denní srážkový úhrn na i-té sousední stanici [mm]

vi

váhá hodnoty na i-té sousední stanici

di

vzdálenost i-té sousední stanice od stanice kontrolované

k

koeficient rychlosti poklesu váhy s rostoucí vzdálenosti di (k=3)

Tímto způsobem bylo doplněno 22 srážkových dnů na stanici BOTA, 34 na stanici HROZ, 5 dnů na stanici JUND, 14 dnů na stanici KRHO, 20 dnů na stanici MEND, 15 dnů na SCHO a 1 den na stanici STLI. Protože srážkové úhrny patří mezi velmi proměnlivé meteorologické prvky (prostorově i časově), a to především v letním období, nebyla provedena homogenizace dat na úrovni hodinových srážkových sum, která by mohla shladit výrazné konvekční události.

35

5 ČASOPROSTOROVÁ ANALÝZA LETNÍCH SRÁŽEK Tato kapitola představuje vlastní analýzu srážkových poměrů na základě dat ze srážkoměrné sítě na území města Brna v letních obdobích 2010 až 2013. Některé průměrné hodnoty jsou za období 2011-2013 z důvodu zahrnutí stanice STLI.

5.1 Množství srážek Průměrný srážkový úhrn za studované období 2010 - 2013 byl zaznamenán v rozmezí 364,1 mm na stanici TROU (112 % dlouhodobého letního průměru na stanici Tuřany - viz kapitola 1.2.1; Dobrovolný a kol. 2012) a 489 mm srážek na stanici HROZ (151 % dlouhodobého letního průměru). Situaci v jednotlivých letech představuje Obr. 15. V roce 2010 hodnota srážkového úhrnu kolísala mezi 523,3 mm na stanici ZABO (162 % dlouhodobého letního průměru) a 757,9 mm na stanici BOTA (234 %). Úhrny srážek v letním půlroce 2011 se pohybovaly mezi 215,2 mm na stanici MEND (66 %) a 369,3 mm na stanici HROZ (114 %). V roce 2012 v rozmezí 227,2 mm na stanici JUND (106 %) a 433,5 mm na stanici HROZ (134 %). V posledním studovaném roce hodnoty srážkového úhrnu kolísaly mezi 346,2 mm na stanici SCHO (77 %) a 496,3 mm na stanici STLI (153 %). 800 BOTA

Úhrn srážek [mm]

700

FILO

600

HROZ

500

JUND

400

KRHO

300

MEND SCHO

200

STLI

100

TROU

0 2010

2011

2012 Rok

Obr. 15

2013

TURA ZABO

Srážkové úhrny (mm) v letním půlroce (duben-září) v letech 2010-2013

na stanicích v Brně 36

Rok 2010 byl srážkově velmi nadprůměrný a netypický z hlediska výskytu měsíčních maximálních úhrnů (Obr. 16). Nejbohatší na srážky v letním období byl květen (stanice HROZ, JUND, KRHO a ZABO) a červen (BOTA, FILO, MEND, SCHO, TROU), pouze na stanici TURA bylo maximum zaznamenáno až v červenci. Naopak nejnižší úhrn byl zaznamenán na všech stanicích typicky v dubnu. Měsíční maximální úhrn v roce 2010 byl naměřen na stanici BOTA v červnu (175,8 mm). Nejnižší měsíční srážkový úhrn pak v dubnu na stanici TURA (46,5 mm).

Úhrn srážek [mm]

180 160

BOTA

140

FILO

120

HROZ

100

JUND

80

KRHO

60

MEND

40

SCHO

20

TROU

0

TURA IV

V

VI

VII

VIII

IX

ZABO

Měsíc

Obr. 16

Měsíční srážkové úhrny na stanicích v Brně v letním půlroce 2010

V letním období 2011 nastaly nejvyšší srážkové úhrny na všech stanicích v červenci (Obr. 17). Největší hodnota 120,8 mm byla zaznamenána na stanici HROZ, naopak nejnižší na stanici TROU (58,1 mm). Na většině stanic bylo měsíční minimum naměřeno opět v dubnu, pouze na stanicích SCHO a TROU v srpnu.

37

180 BOTA

160

FILO

Úhrn srážek [mm]

140

HROZ

120

JUND

100

KRHO

80

MEND

60

SCHO

40

STLI

20

TROU

0 IV

V

VI

VII

VIII

IX

ZABO

Měsíc

Obr. 17

TURA

Měsíční srážkové úhrny na stanicích v Brně v letním půlroce 2011

V roce 2012 (Obr. 18) všechny stanice, vyjma TURA, kde měsíční úhrn dosáhl maxima už v červnu (84,9 mm), vykazovaly shodně maximum v srpnu. Nicméně i tyto měsíční úhrny se na jednotlivých stanicích značně lišily a pohybovaly se v rozmezí 62,6 mm (JUND) a 119,2 mm (HROZ). Nejnižší měsíční úhrny připadly na všech stanicích opět na duben. 180

BOTA

160

FILO

Úhrn srážek [mm]

140

HROZ

120

JUND

100

KRHO

80

MEND

60

SCHO

40

STLI

20

TROU

0 IV

V

VI

VII

VIII

IX

Měsíc

Obr. 18

Měsíční srážkové úhrny na stanicích v Brně v letním půlroce 2012

38

TURA ZABO

Rok 2013 byl výjimečný z hlediska maximálních i minimálních měsíčních srážkových úhrnů (Obr. 19). Na stanicích HROZ, JUND, KRHO, SCHO, TURA a ZABO bylo maximum zaznamenáno už v květnu. Ostatní stanice (BOTA, FILO, MEND, STLI a TROU) obdržely nejvíce srážek v červnu. Všechny stanice vykazovaly shodně a netradičně minimum úhrnu srážek v červenci. Maximální měsíční úhrn nastal na stanici STLI v červnu (169,7 mm), minimální měsíční úhrn byl naměřen na stanicích KRHO a SCHO v červenci s hodnotou 0,3 mm. 180 BOTA

160

FILO

Úhrn srážek [mm]

140

HROZ

120

JUND

100

KRHO

80

MEND

60

SCHO

40

STLI

20

TROU

0 IV

V

VI

VII

VIII

IX

Měsíc

Obr. 19

TURA ZABO

Měsíční srážkové úhrny na stanicích v Brně v letním půlroce 2013

5.1.1 Prostorová analýza na základě vzdálenosti stanic Na základě denních srážkových úhrnů byly vypočítány korelace mezi stanicemi na základě vzdáleností mezi sebou. Podle předpokladu koeficient korelace obecně klesá se zvětšující se vzdáleností stanic (Obr. 20). Nejtěsnější vztah byl vypozorován v září, naopak nejmenší závislost těchto dvou proměnných se vyskytuje v červenci (Obr. 21). Tuto skutečnost můžeme připsat výraznější letní konvekci vzduchu vedoucí k vypadávání srážek, která je charakteristická menší prostorovou variabilitou oproti frontálním systémům. Toto tvrzení také dosvědčují hodnoty korelačních koeficientů, které jsou ve všech případech kromě července statisticky významné na hladině spolehlivosti α=0,05.

39

Korelace - duben-září

1,00

y = -0,0094x + 0,9469 rxy = -0,682 R² = 0,4658

0,90

0,80

0,70 0

2

4

6

8

10

12

14

16

Vzdálenost stanic [km]

Obr. 20

Korelace denních srážkových úhrnů mezi stanicemi v Brně za letní půlrok

v období 2010-2013 (osa y) na základě vzdálenosti (osa x)

Obr. 21 Korelace denních srážkových úhrnů mezi stanicemi v Brně za jednotlivé letní měsíce v období 2010-2013 (osa y) na základě vzdálenosti (osa x) 40

5.2 Maximální denní úhrn srážek Poznání režimu maximálních denních úhrnů srážek může mít zásadní vliv na jeho negativní účinky pro člověka a životní prostředí. Výskyt vysokých a intenzivních srážkových úhrnů může způsobit nejen škody na majetku, ale i na lidských životech. Nejvyšší denní maximální úhrny v letním období 2010 byly zaznamenány skoro na všech stanicích v červenci, výjimku tvoří stanice BOTA a SCHO, kde maximum nastalo už v červnu (Obr. 22). Nejvyšší denní úhrn byl naměřen na stanici HROZ v červenci s hodnotou 77,0 mm. Všechny stanice vykazovaly nejnižší maximální denní úhrny v dubnu.

Úhrn srážek [mm]

90 80

BOTA

70

FILO

60

HROZ

50

JUND

40

KRHO

30

MEND

20

SCHO

10

TROU

0

TURA IV

V

VI

VII

VIII

IX

ZABO

Měsíc

Obr. 22

Maximální

denní

srážkové

úhrny

na stanicích

v Brně

v letním

půlroce 2010 V roce 2011 byly nejvyšší denní maximální úhrny (Obr. 23) opět zaznamenány v červnu (stanice BOTA, SCHO, STLI, TURA) a v červenci (stanice FILO, HROZ, JUND, KRHO, MEND, TROU, ZABO). Nejvyšší denní úhrn s hodnotou 35,9 mm byl naměřen na stanici TURA. Nejnižší denní maximální srážkové úhrny se netypicky vyskytly v srpnu (stanice BOTA, FILO, KRHO, SCHO, STLI, TROU) a také v dubnu (stanice HROZ, JUND, MEND, TURA, ZABO).

41

90 BOTA

80

FILO

Úhrn srážek [mm]

70

HROZ

60

JUND

50

KRHO

40

MEND

30

SCHO

20

STLI

10

TROU

0 IV

V

VI

VII

VIII

IX

ZABO

Měsíc

Obr. 23

Maximální

denní

srážkové

TURA

úhrny na stanicích

v Brně

v letním

půlroce 2011 Shodně s nejvyššími měsíčními úhrny byla i nejvyšší denní srážková maxima na všech stanicích v roce 2012 zaznamenána v srpnu (Obr. 24). Absolutní denní maximum nastalo na stanici HROZ s hodnotou 86,2 mm srážek. Naopak nejnižší denní maxima se vyskytla téměř na všech stanicích v dubnu, na stanicích MEND a STLI v květnu. 90 BOTA

80

FILO

Úhrn srážek [mm]

70

HROZ

60

JUND

50

KRHO

40

MEND

30

SCHO

20

STLI

10

TROU

0 IV

V

VI

VII

VIII

IX

ZABO

Měsíc

Obr. 24 Maximální půlroce 2012

denní

srážkové

42

TURA

úhrny na stanicích

v Brně

v letním

Nejvyšší maximální denní úhrny v roce 2013 byly dosaženy na všech stanicích v červnu, kde hodnoty kolísaly mezi 40,5 mm na stanici TURA a 84,0 mm na stanici STLI (Obr. 25). Všechny stanice vykazovaly shodně s nejnižšími srážkovými úhrny nejnižší hodnoty maximálních denních úhrnů v červenci. 90 BOTA

80

FILO

Úhrn srážek [mm]

70

HROZ

60

JUND

50

KRHO

40

MEND

30

SCHO

20

STLI

10

TROU

0 IV

V

VI

VII

VIII

IX

ZABO

Měsíc

Obr. 25

Maximální

denní

srážkové

TURA

úhrny na

stanicích

v Brně

v letním

půlroce 2013

5.3 Počet srážkových dnů s určitým úhrnem Vliv města na srážky se nemusí projevit pouhým zvýšením / snížením množství srážek zaznamenaných na stanicích, ale také v počtu výskytu srážkových dnů (otázka zda město může iniciovat výskyt srážek). Z toho důvodu byly spočítány dny s úhrnem ≥ 0,1 mm, 1,0 mm, 10,0 mm a 20,0 mm pro všechny stanice za letní půlrok 2010 - 2013 (Obr. 26). Průměrně se v Brně vyskytuje 64 (KRHO) až 75 (TURA) dní s úhrnem ≥ 0,1 mm, 45 (MEND) až 53 dní (BOTA, FILO) s úhrnem ≥ 1,0 mm, dále 10 (TURA) až 15 (BOTA) dní s úhrnem ≥ 10,0 mm. Nejvyšší průměrný počet dnů s úhrnem ≥ 20,0 mm byl zaznamenán na stanici HROZ (7 dnů). Pokud se zaměříme na rozdíly počtu dnů mezi jednotlivými stanicemi (Obr. 26), tak lze vypozorovat jisté odlišnosti mezi městskými a příměstskými stanicemi. Zatímco na příměstských stanicích TROU a TURA (dále také na stanici ZABO) patří průměrné počty dnů s úhrnem ≥ 0,1 mm k nejvyšším, tak v případě dnů se srážkovým úhrnem ≥ 10,0 mm je situace opačná. Tento nárůst počtu dnů u městských stanic 43

oproti příměstským (v případě ≥ 10,0 mm) může mít souvislost právě s vlivem města na zesílení srážkových (především konvektivních) jevů. 80 Průměrný počet dnů

70 60 50

≥ 0,1 mm

40

≥ 1 mm

30

≥ 10 mm

20

≥ 20 mm

10 0 BOTA

FILO

HROZ JUND KRHO MEND SCHO

STLI

TROU TURA

Stanice

Obr. 26

Průměrný počet srážkových dnů s určitým úhrnem na stanicích v Brně

v letním půlroce za období 2010-2013 (stanice STLI za období 2011-2013) Charakteristické půlroční chody počtu dnů se srážkami na stanicích v Brně představuje Obr. 27. Abychom do analýzy mohli zapojit i stanici STLI, byl tento průměr vypočítán pro období 2011-2013. Nejvyšší hodnoty počtu dnů s úhrnem ≥ 0,1 mm, popř. 1,0 mm připadají na měsíce od května do července. Největší variabilita počtu srážkových dní s úhrnem ≥ 0,1 mm se vyskytuje na stanici HROZ, naopak vcelku vyrovnaný chod má stanice TURA. Pro charakteristické dny s úhrnem ≥ 10,0 mm byly maxima počtu dnů zaznamenány zpravidla v květnu, červnu a srpnu. V případě průměrného počtu dnů s úhrnem ≥ 20,0 mm je výskyt spíše náhodný. Vzhledem ke krátkému studovanému období jsou tyto hodnoty velmi ovlivněné srážkovými událostmi v jednotlivých letech (např. netypický pokles počtu charakteristických dnů v červenci je důsledkem „suchého“ července v roce 2013). Z toho důvodů nehrají počty charakteristických dnů tak důležitou roli jako jejich rozdíl mezi studovanými srážkoměrnými stanicemi.

44

Obr. 27

Půlroční chod průměrného počtu srážkových dní s úhrnem ≥ 0,1 mm,

1,0 mm, 10,0 mm a 20,0 mm na brněnských stanicích za období 2011-2013. Na základě počtu dnů s úhrnem ≥ 1,0 mm (tzv. vlhké dny) lze vypočítat indexy extremity (Tab. 3). Pro tuto práci byly vybrány: podíl vlhkých dnů PVD [%], podíl úhrnů ve vlhkých dnech na celkovém úhrnu PUVD [%] a intenzita vlhkého dne IVD [mm/den]. Tab. 3 Indexy extremity vlhkých dnů na stanicích v Brně za období 2010-2013 INDEX

BOTA

FILO

HROZ

JUND

KRHO

MEND

SCHO

TROU

TURA

ZABO

PVD [%]

29,0 98,5 8,6

28,7 98,4 7,6

28,3 98,6 9,3

28,1 97,9 7,1

26,5 97,6 7,6

24,6 97,3 8,7

26,9 97,8 8,1

26,2 98,0 7,4

28,0 97,7 7,1

26,6 97,6 7,4

PUVD [%] IVD [mm]

PVD se na jednotlivých stanicích v letech 2010-2013 pohyboval od 24,6 % na stanici MEND do 29,0 % na stanici BOTA. Hodnota PUVD je již ovlivněna srážkově příznivými situacemi, proto se poněkud od PVD liší. Nejvyšší hodnota PUVD byla zjištěna na stanici HROZ (98,6 %), dále na stanici BOTA (98,5 %) a FILO (98,4 %). Naopak nejnižší hodnota připadla opět na stanici MEND (97,3 %). Index intenzity vlhkého dne (tzn. průměrný úhrn ve vlhkých dnech) je nejvyšší pro stanici HROZ (9,3 mm/den), nejnižší pro stanice JUND a TURA (shodně 7,1 mm/den). Vyšší 45

hodnota IVD na stanici HROZ je statisticky významná na hladině spolehlivosti α=0,05 s IVD na stanicích JUND a TURA. Obecně lze vypozorovat, že městské stanice (kromě ZABO) dosahují vyšších hodnot indexů než stanice příměstské (JUND, TROU, TURA).

5.4 Sedmidenní úhrn srážek Pokud by se vliv města Brna na srážkový režim projevoval v závislosti na znečištění ovzduší, měl by se tento faktor ukázat v týdenním chodu (Obr. 28). Podle Ashwortha (1929, citováno z Kratzer 1956) by na ovlivněných stanicích měl být zaznamenán vyšší úhrn srážek, popř. počet srážkových dní v pracovních dnech než víkendu. Na všech stanicích je týdenní chod srážkových úhrnů (Obr. 28a) obdobný: nejvyšší srážkové úhrny jsou naměřeny v pondělí, což může souviset se zvýšením intenzity dopravy, ovšem nejnižší srážkové úhrny byly zaznamenány už v úterý. Další snížení srážkových úhrnů bylo zaznamenáno ve čtvrtek a v sobotu.

Obr. 28 Týdenní chod2 průměrných denních srážkových úhrnů (a), četností srážkových dní s úhrnem ≥ 0,1 mm (b), s úhrnem ≥1,0 mm (c), s úhrnem 0,1-0,9 mm (d) za letní období 2011-2013 na stanicích v Brně

Pro zachování stejného počtu každého dne v týdnu byla použita období 4. 4. 2011-25. 9. 2011, 2. 4. 2012-30. 9. 2012 a 1. 4. 2013-29. 9. 2013 2

46

Protože je studované období poměrně krátké a extrémní srážkové události se vyskytují náhodně, tak může dojít k výraznému ovlivnění týdenního chodu srážkových úhrnů. Z toho důvodu byly vytvořené také týdenní chody počtu charakteristických dnů s úhrnem ≥ 0,1 mm (Obr. 28b), s úhrnem 0,1-0,9 mm (Obr. 28d) a dnů s neměřitelnými srážkami (Obr. 28c). V týdenním chodu četností srážkových dnů s úhrnem ≥ 0,1 mm (Obr. 28b) připadá maximum na pátek až neděli. Naopak minimum je zaznamenáno od úterý do čtvrtka. Týdenní chod bezsrážkových dní (Obr. 28c) má logicky velmi podobný, ale obrácený chod jak tomu bylo v případě charakteristických dnů s úhrnem ≥ 0,1 mm. Největší rozdíly mezi stanicemi jsou nalezeny v případě středy a neděle, když ve středu na stanicích TURA, TROU a STLI dochází k nárůstu počtu srážkových dnů (≥ 0,1 mm), naopak na MEND, KRHO a HROZ byl zaznamenán pokles hodnot. V neděli došlo na stanicích BOTA a KRHO po sobotním maximu ke snížení hodnot, naopak HROZ a TROU zaznamenaly nárůst. Pokud se zaměříme pouze na rozdíly mezi stanicemi, tak o víkendu nastávají nejnižší počty dnů s úhrnem ≥ 0,1 mm na městských stanicích MEND, FILO, KRHO a SCHO, naopak nejvyšší počty byly zaznamenány na příměstských stanicích TROU, TURA, STLI ale i HROZ. Co se týče týdenního chodu počtu dní se srážkami v rozmezí 0,1-0,9 mm (Obr. 28d) lze říci, že je velmi nevyrovnaný a jen stěží se dají najít významné rozdíly mezi stanicemi. Již koncem 70. let Brázdil (1979d) konstatoval, že vliv města Brna na srážkový režim není tolik významný v porovnání s městy Prahou či Ostravou. Otázkou také zůstává, zda se v dnešní době může ještě konání lidské aktivity nebo průmyslová činnost projevit v týdenním chodu

5.5 Prostorová analýza dní s extrémním srážkovým úhrnem Na základě analýzy souboru denních srážkových úhrnů bylo nalezeno 35 případů, kdy byl denní úhrn alespoň na jedné ze stanic ≥ 20,0 mm. Tyto dny (v této práci označované jako dny s extrémním srážkovým úhrnem) byly dále podrobeny analýze (Tab. 4). Nejvyšší srážkové úhrny při extrémních srážkách obdržela v průměru stanice HROZ. Naopak nejnižší byly zaznamenány na stanici TURA. Vzhledem k tomu, že data 47

nemají normální rozdělení (výsledky K-S a Lielieforsova testu viz Příloha 2), bylo pro studium rozdílů ve srážkových úhrnech mezi jednotlivými stanicemi využito neparametrického Kruskal-Wallisova testu (porovnává shody mediánů; jedná se o neparametrickou verzi jednofaktorové analýzy variance ANOVA). Test neprokázal žádný statisticky významný rozdíl na hladině významnosti α=0,05 (Tab. 5), nicméně lze nalézt hodnoty blížící se této hladině, a to v případech mezi stanicemi HROZ a TROU (p=0,0577) či HROZ a TURA (p=0,1226). Vzhledem k tomu, že nejvyšší úhrny jsou v Brně vázány na přechody studených front s četnými bouřkovými buňkami, které přicházejí ze západního sektoru (zjištěno na základě analýzy radarových snímků a databáze ČHMÚ s popisem průběhu počasí), je možné předpokládat, že právě stanice TURA, nacházející se nejdále jihovýchodním směrem od centra, má nejmenší úhrny srážek a vyšší úhrny v oblasti blízko centra města mohou být podmíněny lokální orografií a efekty návětří, což je právě případ stanice HROZ. Tab. 4 Souhrn základních statistických charakteristik pro dny s úhrnem ≥ 20,0 mm na stanicích v Brně za období 2010-2013 Stanice

Průměr

Medián

Součet

Min

Datum-min

Max

Datum-max

BOTA

25,6

19,9

SMODCH Var.koef. [%] 16,4

64,0

895,9

7,6

27.7.2011

76,8

12.6.2010

FILO

21,8

17,5

12,1

55,5

762,2

6,8

27.7.2011

59,3

24.6.2013

HROZ

28,0

26,6

18,0

64,3

978,8

1,4

10.6.2013

86,2

6.8.2012

JUND

20,3

17,7

11,6

56,9

711,7

3,7

27.7.2011

54,4

23.7.2010

KRHO

19,9

16,8

11,6

58,3

697,1

0,7

9.8.2013

54,3

23.7.2010

MEND

23,0

20,1

16,4

71,4

804,9

0,3

10.7.2011

65,7

23.7.2010

SCHO

23,6

18,9

16,1

68,5

825,1

7,2

19.5.2013

75,6

12.6.2010

*STLI

21,6

17,2

17,4

80,8

495,8

0,3

27.7.2011

84,0

24.6.2013

TROU

19,0

16,5

15,2

79,8

665,5

0,1

1.6.2011

71,0

23.7.2010

TURA

18,5

17,1

12,6

67,9

648,1

0,5

1.6.2011

69,0

23.7.2010

ZABO

19,8

17,3

11,3

56,9

693,5

2,0

27.7.2011

55,1

24.6.2013

* pro stanici STLI pouze 23 případů

Tab. 5 Vícenásobné porovnání p hodnot na základě Kruskal-Wallisova testu BOTA BOTA

FILO

HROZ

JUND

KRHO

MEND

FILO

1,000000

HROZ

1,000000 1,000000

JUND

1,000000 1,000000 1,000000

KRHO

1,000000 1,000000 0,395756 1,000000

MEND

1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000

SCHO

1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000

STLI

SCHO

STLI

TROU

TURA

ZABO

1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 0,395756 1,000000 1,000000 1,000000 0,057736 0,122589 0,501135 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000

1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000

1,000000 1,000000 1,000000

TROU

1,000000 1,000000 0,057736 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000

TURA

1,000000 1,000000 0,122589 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000

ZABO

1,000000 1,000000 0,501135 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000 1,000000

48

1,000000 1,000000 1,000000

Co se týče výskytu absolutních maximálních a minimálních srážkových úhrnů mezi stanicemi (Tab. 6), tak nejvyšší četnosti maximálních úhrnů byly zaznamenány na stanici HROZ (37 %), dále na stanicích BOTA a STLI (17 %). Naopak nejvyšší četnosti minimálních hodnot srážkových úhrnů byly zjištěny na stanicích TURA (31 %) a TROU (26 %). Tyto hodnoty byly také přepočítány z hlediska četností výskytu absolutních maxim a minim podle expozice stanic (Tab. 7, Příloha 1). Nejbohatší na srážky bývají stanice s JZ a S expozicí. Naopak nejméně srážek je naměřeno na stanicích s J a opět JZ orientací. Podobné hodnoty u maximálních a minimálních četností u JZ orientace jsou způsobeny totožnou expozici pro stanice HROZ a TROU. Je tedy zřejmé, že vedle expozice ovlivňují výskyt vysokých srážkových úhrnů další faktory, které modifikují srážkový režim Brna. Zjištěné skutečnosti však mohou souviset s přirozenou značnou prostorovou variabilitou srážek. Tab. 6 Četnost výskytu absolutních maxim a minim srážkových úhrnů ve dnech s extrémními srážkami na stanicích v Brně za období 2010-2013 (stanice STLI za období 2011-2013). Stanice

BOTA

FILO

n MAX

6

1

13

1

0

2

4

4

0

3

1

Podíl MAX [%]

17

3

37

3

0

6

11

17

0

9

3

n MIN

1

0

1

0

2

3

3

0

9

11

5

Podíl MIN [%] n podíl[%]

HROZ JUND KRHO MEND SCHO

STLI

TROU TURA ZABO

3 0 3 0 6 9 9 0 26 31 14 počet výskytu absolutního maxima / minima na stanici procentuální podíl četnosti výskytu absolutního maxima / minima na celkovém počtu případů (35 případů, pro stanici STLI 29 případů)

Tab. 7 Četnost výskytu absolutních maxim a minim srážkových úhrnů ve dnech s extrémními srážkami podle expozice stanice za období 2010-2013 (stanice STLI za období 2011-2013). Expozice

S

SV

V

J

JZ

Průměrný výskyt abs. maxim Podíl MAX [%]

4,0 25,5

0,5 3,2

3,5 22,3

2,0 12,8

5,7 36,2

Průměrný výskyt abs. minim

0,0

1,0

0,5

6,3

4,3

Podíl MIN [%]

0,0

8,2

4,1

52,1

35,6

Za účelem odfiltrování lokálních efektů a vystižení obecného horizontálního gradientu (trendu) množství srážek v oblasti Brna bylo využito globálního polynomu 1. stupně (metoda interpolace dat, která prokládá vstupními body rovinu; pro celý soubor bodů je tedy vypočítána jedna transformační rovnice), který byl aplikován pro 49

všechny případy (viz Příloha 3). Na základě analýzy takto získaného trendu srážek bylo zjištěno, že extrémní srážky z 29 % narůstají ve směru JV-SZ, z 26 % ve směru JZ-SV a z 20 % ve směru SV-JZ. Naopak ani jeden případ nebyl nalezen ve směru S-J (Tab. 8). Tab. 8 Četnost výskytu jednotlivých směrů srážkového trendu vymezeného na základě denních hodnot extrémních srážkových úhrnů (maximum zobrazeno tučně) Směr

Z-V

V-Z

S-J

J-S

SV-JZ

JZ-SV

SZ-JV

JV-SZ

Četnost

2

2

0

3

7

9

2

10

Podíl [%]

5,7

5,7

0,0

8,6

20,0

25,7

5,7

28,6

Z výše uvedených analýz vyplývá, že nejbohatší na srážky byla SZ, SV a JZ část studovaného území. Vzhledem ke značně členitým fyzickogeografickým poměrům se hodnoty lokálních maxim na jednotlivých stanicích mohou od obecného trendu výrazně odlišovat. Např. stanice JUND, která se nachází v SZ sektoru (tzn. v oblasti maximálního nárůstu srážkového gradientu) většinou dosahuje v porovnání s ostatními okolními stanicemi o poznání nižších hodnot a odkloňuje se tak od obecného trendu. Jak bylo poukázáno v kapitole 5.1.1, tak srážkové úhrny vykazují nepřímou závislost na základě vzdáleností stanic mezi sebou. Nicméně i zde dochází k jistým odlišnostem. JUND má vyšší korelaci se stanicí ZABO (rxy=0,950) než HROZ (rxy=0,865), která se nachází nejblíž. Ještě dále leží stanice KRHO, avšak pravděpodobně vzhledem ke stejné expozici (severovýchodní) jsou hodnoty korelačního koeficientu opět vyšší (rxy=0,940) než tomu bylo v případě závislosti se stanicí HROZ. Podle obecného modelu ovlivnění srážkového režimu města by měl být pozorován nárůst množství srážek nad městem nebo v jeho závětří. Podle Dobrovolného a kol. (2012) se větrné podmínky na stanicích Žabovřesky a Tuřany značně liší. V Žabovřeskách převažuje severozápadní směr, druhým převládajícím směrem je jihovýchodní. V Tuřanech se opět nejčetněji vyskytuje severozápadní směr, nicméně druhým nejhojnějším směrem je severovýchodní a až na třetím místě převládá jihovýchodní směr. Pokud bychom závětří města Brna vymezili na základě převládajícího severozápadního směru větru, tak by se zvýšení srážkových úhrnů mělo projevit především v jihovýchodní oblasti (v této práci reprezentována stanicí TURA). Podle analýzy obecného trendu na tuto část připadá pouze 5,7 % výskytu 50

četností maximálního nárůstu srážkového úhrnu, proto nebyl tento vliv prokázán. Také na základě četností výskytu absolutních maxim a minim (Tab. 7) patří tato oblast právě mezi srážkově nejchudší. Pokud se zaměříme na výši srážkového úhrnu zaznamenaného přímo nad městem v porovnání s návětrnou oblastí Brna, tak již můžeme pozorovat jisté rozdíly. Návětrnou stranu reprezentuje stanice TROU (jihozápadní expozice), která se při analýze obecného trendu nachází v západním/jihozápadním sektoru (Příloha 3). V centru města leží dvě stanice s totožnou orientací: HROZ a SCHO. Na základě analýzy četností výskytu maxima nárůstu srážkového trendu patří stanice HROZ a SCHO do srážkově nejbohatších oblastí (SZ a SV sektor). Naopak západní sektor se na výskytu srážkových maxim podílí pouze zhruba z 6 %. Pokud bychom brali v úvahu i jihozápadní sektor, tak podíl dosahuje 20 %, avšak tato hodnota je již ovlivněná vyšším množstvím srážkových úhrnů na severně orientované stanici STLI (kde se na zvýšeném množství srážek může podílet právě efekt návětří při SV směru větru). Také vyšší nadmořská výška stanice TROU by mohla nabádat k vyšším srážkovým úhrnům oproti městským stanicím. Nicméně srážkové úhrny jsou v této oblasti nižší a tento rozdíl může být vyvolán právě vlivem města na zesílení srážkového režimu. Do jaké míry zde však hrají roli další topografické poměry a kotlinová poloha území, se lze jen domnívat. Obecně lze říci, že se stanice nacházejí na území s malým převýšením (rozdíl stanic mezi nejníže a nejvýše položenou nedosahuje ani 100 m). Značný vliv závislost mezi nadmořskou výškou a množstvím srážek představuje stanice KRHO, která se nachází nejvýše (298 m n. m.), nicméně se severovýchodní orientací je často ve srážkovém stínu a naměří tak nízké úhrny. Naopak stanice HROZ (214 m n. m., JZ expozice) patří mezi srážkově nejbohatší. Tento výsledek svědčí o tom, že aspekt nadmořské výšky se uplatňuje jen do určité míry. Zásadnější vlivy tak představují expozice vůči převládajícímu proudění vzduchu a topografické podmínky stanice.

51

6 VYBRANÉ SRÁŽKOVÉ SITUACE 6.1 Vybrané extrémní srážkové události Absolutní maxima denních úhrnů srážek byla pro jednotlivé stanice v období 2010-2013 zaznamenána v následujících dnech: 12. 6. 2010, 23. 7. 2010, 6. 8. 2012, 24. 6. 2013 (Tab. 9, Obr. 29). Tab. 9 Denní srážkové úhrny vybraných extrémních srážkových dnů Datum

3

TPS

12. 6. 2010 B 23. 7. 2010 Bp 6. 8. 2012 SWc2

BOTA

FILO

HROZ JUND KRHO MEND SCHO

STLI

76,8 68,7 57,1

41,1 54,4 45,2

58,1 77,0 86,2

TROU TURA ZABO

36,7 54,4 30,9

43,2 54,3 38,9

59,7 65,7 57,1

75,6 60,0 61,5

x x 40,9

48,4 71,0 35,1

17,1 69,0 21,3

35,2 46,2 43,1

24. 6. 2013 B 58,3 59,3 54,8 51,3 x…na stanici STLI se měřilo až od roku 2011

47,7

64,0

42,3

84,0

58,4

40,5

55,1

Obr. 29

Absolutní denní srážková maxima [mm] na brněnských stanicích v období

2010-2013 V sobotu 12. 6. 2010 došlo k ukončení přílivu tropického vzduchu (teplota vzduchu v Brně-Žabovřeskách 32,9 °C) když přes území ČR odpoledne přešla zvlněná TPS – typ povětrnostní situace podle kalendáře synoptických typů zveřejněného na webových stránkách ČHMÚ 3

52

studená fronta, kterou doprovázely intenzivní bouřky, včetně krup a nárazového větru. Na snímku maximálních radarových odrazů (Příloha 5) lze spatřit výrazný vertikální vývoj konvektivních bouří. Červeným křížkem je vyznačena oblast Brno-střed, černé křížky pak identifikují bleskové výboje. Nejvyšších denních srážkových úhrnů dosáhly stanice BOTA (76,8 mm) a SCHO (75,6 mm). Nejvyšší průměrné i maximální intenzity (Tab. 10) byly zaznamenány na stanici SCHO. Nejnižší denní srážkové úhrny byly naměřeny na stanici TURA (pouhých 17,1 mm). Z toho také vyplývají podstatně nižší hodnoty průměrných a maximálních intenzit. Průběh srážkové události byl značně rychlý (zhruba od 19:30 do 22:30), proto průměrné srážkové intenzity nabírají v porovnání s následujícími extrémními situacemi nejvyšších hodnot. Obecný horizontální trend množství srážek vyjádřený globálním polynomem 1. stupně (Příloha 3) naznačuje, že gradient srážkových úhrnů narůstá severozápadním směrem. Nicméně po dosažení maxima na stanicích SCHO a BOTA dochází k výraznému poklesu hodnot na stanicích JUND a ZABO. Tuto skutečnost globální polynom již nezachytí, proto byla vytvořená mapa polí srážek metodou krigování, (včetně představení hodinových úhrnů), která danou situaci vystihuje přesněji (Příloha 4). Oblast nejvyšších srážkových úhrnů se tedy táhne ve směru JZ-SV s maximem v okolí stanice SCHO, směrem k okrajům pak hodnoty klesají. Tab. 10 12. 6. 2010 Průměrné

Maximální

Intenzity srážek na brněnských stanicích dne 12. 6. 2010 Intenzity 10 min 20 min 30 min 60 min 10 min 20 min 30 min 60 min

BOTA 4,8 8,5 11,5 21,8 24,8 37,7 51,7 67,0

FILO 2,7 4,3 6,2 11,5 10,5 18,0 27,2 34,0

HROZ 3,9 6,5 8,7 16,2 21,4 32,2 37,8 48,7

JUND 2,6 4,3 5,8 10,2 12,9 16,7 20,4 29,2

KRHO MEND SCHO 3,1 4,0 5,0 5,1 7,0 8,9 6,8 9,4 11,9 12,2 17,9 21,1 17,0 18,5 25,2 23,5 33,3 42,0 25,8 46,2 54,6 37,0 53,1 68,4

TURA 1,0 1,8 2,6 5,3 9,8 10,9 12,5 14,1

ZABO 2,2 3,9 5,3 9,7 13,4 16,9 19,1 31,4

Dne 23. 7. 2010 došlo k ukončení přílivu velmi teplého vzduchu a na přední straně tlakové níže přešla v noci na 24. 7. 2010 naším územím od jihozápadu zvlněná studená fronta (Příloha 5), která místy přinesla bouřky včetně krup a nárazového větru. V rámci standardní srážkoměrné sítě ČHMÚ na území ČR byl naměřen nejvyšší úhrn právě v Brně-Tuřanech (69,0 mm). Nicméně účelové stanice na území Brna 53

zaznamenaly i vyšší úhrny, a to na stanicích HROZ (77,0 mm) a TROU (71,0 mm). Nejnižší hodnoty byly naměřené na stanicích ZABO (46,2 mm), JUND a FILO (shodně 54,4 mm). Denní srážkového úhrnu jsou tak mezi stanicemi poměrně vyrovnané. Nejvyšší průměrné i maximální intenzity (Tab. 11) byly zaznamenány na městské stanici HROZ. Nejnižší pak na stanicích ZABO a JUND. Vzhledem k tomu, že 10 min. údaje pro další příměstské stanice (STLI a TROU) nejsou k dispozici, je obtížné dále hodnotit rozdíl intenzit a případný vliv dalších aspektů mezi stanicemi. Tab. 11

Intenzity srážek na brněnských stanicích dne 23 - 24. 7. 2010

23. / 24. 7. 2010 Průměrné

Maximální

Intenzity 10 min 20 min 30 min 60 min 10 min 20 min 30 min 60 min

BOTA 2,6 4,0 6,1 11,1 17,7 25,5 30,9 46,6

FILO 2,2 3,6 5,3 9,3 14,6 20,7 25,2 37,4

HROZ 2,9 4,5 6,4 12,1 19,6 30,8 36,4 50,4

JUND 2,0 3,2 4,5 8,5 10,9 19,7 24,5 33,7

KRHO 2,0 3,2 4,8 9,0 13,4 19,0 21,9 34,0

MEND 2,6 4,2 6,4 11,2 15,2 23,4 29,0 43,6

SCHO 2,2 3,8 5,5 9,9 14,4 26,1 33,3 42,6

ZABO 1,3 2,3 3,6 7,2 11,2 16,2 18,9 26,1

Absolutní maximum srážek za studované letní období 2010-2013 bylo naměřeno dne 6. 8. 2012 na stanici HROZ s hodnotou 86,2 mm srážek (typ povětrnostní situace: SWc2). Po vyvrcholení přílivu tropického vzduchu přišla na území ČR od jihozápadu studená fronta. Před čelem fronty se tvořily výrazné konvektivní buňky (Příloha 5) a území Brna je tak ovlivněno dvěma výraznými srážkovými vlnami (kolem 20 a 21 hodiny SEČ). Hodnoty denních srážkových úhrnů byly na stanicích značně rozkolísané a pohybovaly se v rozmezí 21,3 mm (TURA) a 86,2 mm (HROZ). Průběh srážkové události byl poměrně rychlý a trval zhruba 4 hodiny. Co se týče srážkových intenzit (Tab. 12), tak zjistíme, že intenzita deště je délce trvání nepřímo úměrná. Např. stanice FILO: pro 10 min úhrny je intenzita deště rovna 0,24 mm/1 min; 20 min=0,19 mm/1 min; 30 min=0,17 mm; 60 min= 0,10 mm. Nejvyšší průměrné i maximální srážkové intenzity jsou zaznamenány na stanici HROZ (kromě 10 min. průměrné intenzity na stanici MEND = 3,4 mm). Tento den byl také na stanici HROZ zaznamenán nejvyšší absolutní 10 min. úhrn za celé studované období s hodnotou 35,4 mm. Tato hodnota byla při kontrole dat porovnávána s úhrny na ostatních stanicích a také verifikována na základě radarových odrazů. Na základě globálního polynomu 1. stupně (Příloha 3) byl detekován SZ směr nárůstu srážkových úhrnů. Ovšem po zobrazení mapy polí srážek pomocí metody krigování (Příloha 4) 54

vidíme, že se maximum srážkových úhrnů koncentruje spíš v Pisárecké kotlině, přes jižní svahy Špilberku až k jihozápadním svahům Řečkovického prolomu. Zdá se tedy, že systém kotlin a sníženin může mít zásadní vliv na množství srážkového úhrnu. Nicméně na stanici ZABO, která se nachází na severním okraji Žabovřeské kotliny (stanice má tedy jižní expozici) je ve většině případů naměřen podstatně nižší úhrn než na okolních stanicích. Tab. 12

Intenzity srážek na brněnských stanicích dne 6. 8. 2012

6. 8. 2012 Intenzity BOTA FILO HROZ JUND KRHO MEND SCHO 10 min 3,0 2,4 3,3 1,6 2,0 3,4 3,2 20 min 4,9 3,8 6,4 2,7 3,4 5,2 5,5 Průměrné 30 min 6,6 5,2 9,2 3,7 4,5 6,9 7,9 60 min 11,7 9,8 16,0 6,6 8,0 12,2 14,8 10 min 16,7 12,9 35,4 6,1 10,5 10,2 22,8 Maximální

STLI 2,4 3,9 5,1 9,0 11,2

TROU TURA ZABO 1,6 1,4 1,9 2,7 2,2 3,2 3,6 3,0 4,3 6,8 5,2 8,3 12,0 6,9 12,0

20 min 30 min

24,5 26,5

18,4 20,7

43,1 49,1

10,2 11,9

15,7 16,7

19,1 24,1

29,4 32,7

15,1 18,2

15,9 16,6

8,7 9,4

15,2 17,6

60 min

33,3

24,8

55,7

13,9

20,6

28,7

38,7

25,5

20,1

13,6

20,8

23. června 2013 se území ČR k nám postupuje od Britských ostrovů brázda nízkého tlaku vzduchu (ve vyšších hladinách), a na naše území začíná proudit studený vzduch od severozápadu. Večer 24. června 2013 se na pomalu postupující zvlněné studené frontě tvoří jihovýchodně od ČR tlaková níže, která zesiluje příliv studeného vzduchu od severozápadu až severu. Další výšková tlaková níže, která se utvořila nad východní Evropou a hřeben vysokého tlaku nad severovýchodní Evropou blokují postup zvlněné fronty k východu, popř. k severovýchodu. Kumulované 24 hodinové úhrny na našem území jsou představeny v Příloze 5. Vzhledem k tomu, že se jedná o přechod studené fronty bez účasti konvektivních jevů, tak srážkové intenzity vykazují odlišné chování od předchozích extrémních situací. Intenzity mají nižší hodnoty a pozvolna rostou s délkou trvání srážek (Tab. 13). Nejvyšší maximální intenzity deště byly naměřeny na stanici STLI, kde denní úhrn dosáhl hodnoty 84,0 mm. Sekundární maximum nastalo na stanici MEND s denním úhrnem 61,5 mm srážek. Nejnižší denní úhrn včetně nejnižších srážkových

intenzit

byl

zaznamenán

opět

na stanici

TURA

(denní

úhrn

srážek = 40,5 mm). Gradient denního srážkového úhrnu vyjádřený globálním polynomem 1. stupně (Příloha 3) narůstá JZ směrem. 55

Tab. 13

Intenzity srážek na brněnských stanicích dne 24. – 25. 6. 2013

24. 6. 2013 Intenzity BOTA

Průměrné

Maximální

FILO

JUND

KRHO MEND SCHO

STLI

TROU TURA

ZABO

10 min

0,9

0,9

0,8

0,8

0,9

0,7

1,2

0,6

0,6

0,7

20 min

1,6

1,6

1,3

1,3

1,6

1,1

2,0

1,0

1,1

1,2

30 min

2,2

2,2

1,8

1,8

2,3

1,6

2,8

1,4

1,5

1,6

60 min

3,6

3,7

3,0

3,0

4,0

2,7

5,1

2,6

2,7

2,8

10 min

2,4

2,4

2,4

2,0

3,3

2,1

11,8

2,3

1,7

2,3

20 min

4,1

4,1

4,1

3,6

5,6

3,3

15,1

4,3

3,0

4,4

30 min

5,3

4,8

5,4

4,6

6,9

4,2

17,6

5,7

4,3

6,1

60 min

8,7

8,5

9,9

8,5

11,6

6,6

21,8

9,7

7,4

9,5

6.2 Denní chod vybraných lokálních bouřek Vzhledem k tomu, že vzduch proudí z míst tlaku vyššího do míst tlaku nižšího, vykytuje-li se tedy někde mělká brázda nižšího tlaku, proudí do ní v přízemních hladinách z celého okolí vzduch. V centru této oblasti se hromadí vzduch, který je vytlačován vzhůru. V případě vysokých teplot, vysokého napětí vodní páry a bezvětří splňuje tato situace předpoklady pro vznik bouřek z tepla. Vzhledem k tomu, že srážkové dny v Brně s úhrnem ≥ 20 mm jsou za studované období vázány především na přechody front, tak byly dny s lokální bouřkou nalezeny pomocí dat s maximální denní teplotou (Tmax ≥ 25 °C). Následně s využitím databáze o charakteru počasí a radarových snímků (ČHMÚ) byly vybrány dva následující dny, kdy docházelo k tvorbě lokálních bouřek. 27. července 2011 se nad Střední Evropou vyskytovala oblast nižšího tlaku vzduchu, která spolu s vysokými teplotami vzduchu (pro Brno – Žabovřesky Tmax=25,40 °C) podmiňovala nárůst kupovité oblačnosti a následné vypadávání srážek v odpoledních hodinách (Příloha 5). Bouřka se nad městem přesunula z jihovýchodu směrem na severozápad. Srážky byly zaznamenané skoro na všech stanicích v Brně (Obr. 30) kromě BOTA, kde došlo k několikadenní poruše srážkoměru. Bez srážek byla stanice TROU, a minimální úhrn byl zaznamenán na stanici STLI (0,3 mm). Nejvyšší úhrny naměřily stanice TURA (16,6 mm), KRHO (10,5 mm) a SCHO (9,0 mm).

56

Nejvyšší 10 min. maximální intenzita (Tab. 14) byla naměřena na stanici TURA (6 mm), nicméně nejvyšší průměrné intenzity připadly na stanice HROZ (2,5 mm) a KRHO (2,1 mm). Tab. 14 27. 7. 2011 Průměrné

Maximální

Intenzity srážek na brněnských stanicích dne 27. 7. 2011 Intenzity 10 min 20 min 30 min 60 min 10 min 20 min 30 min 60 min

FILO 1,0 1,7 2,3 3,7 3,7 4,8 5,4 6,5

HROZ 2,5 3,7 4,4 5,5 4,2 6,7 7,4 7,4

JUND 1,2 1,9 2,2 2,8 3,1 3,4 3,7 3,7

KRHO MEND SCHO 2,1 0,5 0,8 3,5 0,8 1,5 4,5 1,0 2,1 6,3 1,6 3,8 3,6 1,0 1,2 6,5 1,3 2,4 8,8 1,7 3,3 10,5 2,3 5,7

STLI 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3

TURA 1,8 3,3 4,8 7,8 6,0 11,6 14,9 16,3

ZABO 0,4 0,6 0,8 1,1 0,8 1,1 1,3 2,0

6 FILO

Úhrn srážek [mm]

5

HROZ

4

JUND

3

KRHO

2

MEND

1

SCHO

0

STLI TURA

27. 7. 2011 Obr. 30

ZABO

Čas [hh:mm]

Chod

10

min.

srážkových

úhrnů

na

brněnských

stanicích

dne 27. července 2011 Dne 8. června 2013 je území ČR ovlivňované nevýrazným tlakovým polem4 a tvoří se lokální bouřky, které zůstávají na místě (Obr. 31). Maximální teplota na stanici v Brně - Žabovřesky se vyšplhala na 26,8 °C. V poledních hodinách se nad Brnem začíná tvořit výrazná kupovitá oblačnost, ze které na některých stanicích (především ZABO, KRHO, JUND) vypadávají srážky (Obr. 32). Maximum 10 min. intenzit (1,8 mm) bylo naměřeno na stanici ZABO v 12:40 SEČ. Na stanici HROZ došlo k poruše srážkoměru a 10/15 min. úhrny tak nejsou k dispozici. Na základě Podle Meteorologického slovníku (BEDNÁŘ, J. et al., 1993) se jako nevýrazné tlakové pole označuje „tlakové pole s velmi malými horizontálními tlakovými gradienty“ 4

57

radarových snímků lze rozpoznat, že bouřka vznikla na území města Brna, poté se přesunula k jihovýchodnímu okraji města (záznam srážek na stanicích STLI a TROU), kde také následně zanikla.

Obr. 31

Maximální radarové odrazy na území ČR ze dne 8. 6. 2013 (11:30 UTC),

Úhrn srážek [mm]

vpravo přiblížení na oblast města Brna (zdroj: ČHMÚ) 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0

BOTA FILO JUND KRHO SCHO STLI TROU 12:00 12:10 12:20 12:30 12:40 12:50 13:00 13:10 13:20 13:30 13:40 13:50 14:00 Čas [hh:mm]

8. 6. 2013 Obr. 32

ZABO

Chod

10

min.

srážkových

dne 8. června 2013

58

úhrnů

na

brněnských

stanicích

7 ZÁVĚREČNÉ ZHODNOCENÍ VÝSLEDKŮ Výsledkem práce je zhodnocení srážkových poměrů na území města Brna v letním půlroce, tj. v měsících duben až září za období 2010-2013. Analýza byla provedena na základě účelové sítě automatických srážkoměrných stanic rozmístěných na území města Brna (8 srážkoměrů), doplněné o údaje ze tří stanic standardní sítě ČHMÚ. Dostupná data byla naměřena nejčastěji v 10/15 min. intervalech, u stanic Tuřany (letní období 2010-2012) a Troubsko (2010) byly dostupné pouze denní srážkové úhrny. Po kontrole a doplnění / opravě dat byla provedena analýza na úrovni denních a měsíčních srážkových úhrnů. Množství srážek v letním období 2010-2013 se jeví jako mírně nadprůměrné (112 %-151 %) oproti dlouhodobému průměrnému srážkovému úhrnu na stanici Brno – Tuřany v letech 1961-2010 (Dobrovolný a kol., 2012). Minimum bylo zaznamenáno na stanici TROU a maximum na stanici HROZ. Nejvyšší letní srážkový úhrn byl naměřen v roce 2010 na stanici BOTA s hodnotou 757,9 mm (234 % dlouhodobého letního úhrnu srážek). Naopak nejnižší hodnota srážek 215,2 mm byla zaznamenána na stanici MEND v roce 2011 (66 % dlouhodobého letního úhrnu). Nejvyšší maximální denní úhrny byly na většině stanic zaznamenány v červnu a červenci, pouze stanice HROZ dosáhla maxima až v srpnu s hodnotou 86,2 mm srážek. Tento denní úhrn představuje absolutní maximum mezi stanicemi za celé studované období. V porovnání s dlouhodobým maximálním denním úhrnem (období 1961-2010, Dobrovolný a kol., 2012) je tato hodnota stále vyšší oproti maximu naměřenému

na stanicích

v Tuřanech

(82,1 mm),

Žabovřeskách

(74,9 mm)

i v Troubsku (70,8 mm). Nicméně vyšší denní úhrn byl zaznamenán v roce 2002 na stanici Brno-Kníničky (88,5 mm). Pro

studium

variability

počtu

srážkových

dnů

byly

analyzovány

charakteristické dny s úhrnem ≥ 0,1 mm, 1,0 mm, 10,0 mm a 20,0 mm. Pokud by město Brno iniciovalo vznik srážek, tak by se tento vliv měl projevit vyššími hodnotami počtu dní s úhrnem ≥ 0,1 mm nad územím města. Nicméně nejvyšší počty těchto dnů zaznamenaly příměstské stanice TURA a TROU. Naopak pokud by se Brno podílelo spíše na zvýšení množství srážkového úhrnu, tak by mělo u městských stanic 59

dojít k nárůstu počtu dní s úhrnem ≥ 10,0 mm. V tomto případě byly nejvyšší počty zjištěny u městských stanic BOTA (15 dnů) a HROZ (14 dnů – z toho 7 dnů se srážkovým úhrnem ≥ 20,0 mm), naopak nejnižší hodnota se vyskytla na stanici TURA (10 dnů). Také Brázdil (1979d) vypozoroval zesílení srážkových úhrnů při bouřkových lijácích nad územím města. Ovšem, zda by docházelo na tomto místě k nižším úhrnům, kdyby zde nebylo město, už nemůžeme s jistotou potvrdit, protože je těžko posoudit do jaké míry jsou srážky ovlivňovány právě kotlinovou polohou města. Prostřednictvím indexů extremity lze zachytit změny v prostorové extremitě srážkového režimu. Možný vliv města Brna může demonstrovat index intenzity vlhkého dne (průměrný úhrn ve dnech s úhrnem ≥ 1,0 mm), jehož rozdíl mezi stanicemi HROZ (9,3 mm/den) a JUND, TURA (obě stanice 7,1 mm/den) je statisticky významný na hladině spolehlivosti α=0,05. Nicméně i v tomto případě je nutno přihlédnout k lokální topografii území a neopomínat výrazné projevy efektu návětří a závětří. Byl studován případný vliv lidské činnosti (spjaté především s úrovní znečištění) na týdenní chod srážkových poměrů za období 2011-2013 (pro zahrnutí typicky příměstské stanice STLI, která je v provozu teprve od roku 2011). Vzhledem ke krátkému studovanému období a nahodilosti srážkově příznivých situací by měly mít lepší vypovídající hodnotu týdenní chody počtu dnů s určitým úhrnem. Nicméně chování srážkových charakteristik mezi jednotlivými stanicemi bylo spíše náhodné. Mimoto, že úroveň znečištění na území města Brna dosahuje v porovnání např. s Ostravou nižších koncentrací (ČHMÚ), rovněž se nabízí otázka, zda je ještě v současné době tolik významný týdenní cyklus průmyslové činnosti. Vzhledem k možnému nárůstu srážkových úhrnů vyvolanému vlivem města byla podrobně studována prostorová variabilita srážkových událostí s denním úhrnem vyšším 20 mm. Nejbohatší na srážky je stanice HROZ, naopak nejnižší úhrny byly ve vybraných extrémních případech naměřeny na stanicích TROU a TURA. Statistická významnost rozdílu ve srážkových úhrnech na hladině spolehlivosti α=0,05 nebyla prokázána (v případě HROZ a TROU p=0,0577). Co se týče četnosti absolutních hodnot srážkových úhrnů, tak nejvyšší počet maxim zaznamenala opět 60

stanice HROZ naopak nejvyšší počet minim nastal na stanici TURA. Pokud vezmeme v úvahu expozici stanic, tak nejvyšší srážkový úhrn obdržely stanice s JZ orientací. Obecná tendence v rozložení srážkových úhrnů byla analyzována pomocí globálního polynomu 1. stupně, který poukázal na maximum srážkových úhrnů v SV (29 %), SZ (26 %) a JZ (20 %) části území mezi jednotlivými stanicemi. Nárůst množství srážek v závětrné (jihovýchodní) části města Brna se tedy neprokázal. Naopak pokud porovnáme srážkové poměry návětrné stanice TROU a městské stanice HROZ nebo SCHO (stanice byly vybrány na základě shodné expozice), tak pozorujeme výrazný nárůst množství srážek i frekvence výskytu maxima srážkového trendu v prospěch městských stanic. K podobným výsledkům založeným na metodě lokální lineární regrese došli i Dobrovolný a kol. (2012), kteří vypozorovali pokles srážek na území města Brna v jihovýchodním směru. Také Doleželová a Štěpánek (2012) při studiu extrémních srážkových úhrnů dospěli k závěru, že maximum je koncentrováno do severní a severozápadní části města, naopak minimum bylo zaznamenáno ve východní části města. Nicméně autoři také vypozorovali další oblast vysokých úhrnů, a to v Těšanech (stanice nacházející se jihovýchodně od Brna). Jednoznačně prokazatelný vliv města Brna na srážkový úhrn nedetekovala ani Doleželová (2013), kde autorka statisticky významné rozdíly mezi úhrny připisuje spíš poloze stanic vůči převládajícímu směru proudění, nadmořské výšce a dané synoptické situaci. Naopak Šálek et al. (2012) s využitím účelové srážkoměrné sítě Brněnských vodáren a kanalizací a radarových snímků dochází k závěrům, že nejvyšší srážkové intenzity jsou naměřené právě v jihovýchodní oblasti brněnské aglomerace. Autor využil data z hustší sítě, kde byla jihovýchodní část zastoupena větším počtem stanic, naopak k analýze nebyla využita data ze stanic nacházejících se západním a severozápadním směrem od centra města. Poslední část diplomové práce se zabývá detailní charakteristikou největších srážkových událostí ve studovaném období (12. 6. 2010, 23. 7. 2010, 6. 8. 2012 a 24. 6. 2013). Ve všech případech byly tyto extrémní situace zaznamenány při přechodu studené fronty. Analýza srážkového trendu ukázala na maximum v oblastech, odkud přicházela fronta. U tří ze čtyř případů byly na fronty vázané také bouřkové jevy, které výrazně navyšovaly hodnoty průměrných i maximálních intenzit 61

srážek. V případě výskytu bouřek vykazovaly stanice TURA, JUND a ZABO mírný pokles intenzit. Pro příměstskou stanici TROU byly intenzity také nižší, ovšem z důvodu nedostatku dat mohly být analyzovány pouze ve dvou případech, neboť stanice v roce 2010 nedisponovala 10 min. záznamy srážek. Co se týče výskytu lokálních bouří na území Brna, tak byl prezentován chod 10 min. úhrnů ve dnech 27. 7. 2011 a 8. 6. 2013. V prvním případě došlo k vytvoření bouřky jihovýchodně od města, která se následně přesouvala SZ směrem přes území města. Přestože byl maximální úhrn zaznamenán na stanici TURA, stanice HROZ vykazovala vyšší průměrné hodnoty 10 i 20 min. intenzit. V druhém případě došlo ke vzniku bouřky přímo na území města, přesunu k JZ a následnému zániku ještě nad územím Brna. Zvýšené úhrny byly zaznamenány především na stanicích ZABO, KRHO a JUND. Avšak až analýza většího počtu takovýchto případů by mohla prokázat, zda vznik bouřky mohl být vyvolán specifickými podmínkami města, které umožňují intenzivní prohřívání povrchu (termální efekt). Vzhledem k rizikům představující extrémní srážkové situace a s nimi spojené doprovodné jevy (bouřky, kroupy, nárazové větry, ad.) může mít poznání srážkového režimu města velký význam pro prevenci a případné zamezení materiálních škod. Z důvodu potřeby detailních měření v časovém i prostorovém měřítku je žádoucí se této problematice věnovat i nadále.

62

8 LITERATURA [1] ALIED, G. HAVLÍK, V., 2005: The temporal and spatial distribution of rainfall intensity in urban watersheds. Journal of Hydrology and Hydromechanics. 53 (3), s. 141-153. [2] BEDNÁŘ, J. et al., 1993: Meteorologický slovník výkladový a terminologický. Ministerstvo životního prostředí, Praha, 594 s. [3] BOKWA, A., 2010: Effects of air pollution on precipitation in Kraków (Cracow), Poland in the years 1971-2005. Theor. Appl. Climatol. DOI 10.1007/s00704-0090209-7 [4] BORYS, R. D. et al., 2000: The relationships among cloud microphysics, chemistry and precipitation rate in cold mountain clouds. Atmos. Environ., 34, s. 2593-2602. [5] BRÁZDIL, R., 1979: Časové a prostorové změny srážek letních měsíců (VI-VIII) na území ČSSR v období 1901-1975. Dizertační práce. PřF UJEP, Brno, 148 s. [6] BRÁZDIL, R., 1979a: Dosavadní poznatky o srážkovém režimu města Brna. Scripta Facultatis Scientiarum Naturalium Universitae Purkyninanae Brunensis, Geographia, 9 (2), s. 47-54. [7] BRÁZDIL, R., 1979b: Historie měření srážek v Brně. Scripta Facultatis Scientiarum Naturalium Universitae Purkyninanae Brunensis, Geographia, 9 (2), s. 55-74. [8] BRÁZDIL, R., 1979c: Statistické hodnocení srážkových poměrů města Brna. Scripta Facultatis Scientiarum Naturalium Universitae Purkyninanae Brunensis, Geographia, 9 (2), s. 75-100. [9] BRÁZDIL, R., 1979d: Vliv města Brna na srážkový režim brněnské oblasti. Scripta Facultatis Scientiarum Naturalium Universitae Purkyninanae Brunensis, Geographia, 9 (1), s. 9-20. [10] CHANGNON, S. A., Jr., 1968: The La Porte weather anomaly - fact or fiction? Bulletin of the American Meteorological society, 49, s. 4-11. [11] CHANGNON, S. A., HUFF, F. A., SEMONIN, R. G., 1971: Metromex - An investigation of inadvertent weather modification. Bulletin of the American Meteorological Society, 52, s. 958-967. [12] CHANGNON, S.A., 2001: Assessment of historical thunderstorm data for urban effects: the Chicago case. Climatic Change, 49, s. 161-169.

63

[13] DOBROVOLNÝ, P. a kol., 2012: Klima Brna: Víceúrovňová analýza městského klimatu. 1. vyd. Brno: Masarykova univerzita. ISBN 978-80-210-6029-6. [14] DOLEŽELOVÁ, M., DOBROVOLNÝ, P., 2010: Přístupy ke studiu atmosférických srážek v urbánní oblasti na příkladu Brna. In: Geografie pro život ve 21. století: Sborník příspěvků z XXII. sjezdu České geografické společnosti pořádaného Ostravskou univerzitou v Ostravě 31. srpna - 3. září 2010. s. 184-192. ISBN 978-80-7368-903-2. [15] DOLEŽELOVÁ, M., 2012: Proměnlivost srážkových úhrnů v brněnské oblasti. Meteorologické zprávy, 65, 4, s. 97-111. ISSN 0026-1173. [16] DOLEŽELOVÁ, M., ŠTĚPÁNEK, P., 2012: Precipitation extremes in the Brno region in the period 1961-2010. In: KOŽNAROVÁ, V., SULOVSKÁ, S., HÁJKOVÁ, L. (eds.): Bioclimatology of Ecosystems. International Scientific Conference. Ústní nad Labem 29. - 30. srpna 2012. s. 20-21. ISBN 978-80-213-2299-8. [17] DOLEŽELOVÁ, M., BRÁZDIL, R., 2013: Srážkové poměry města Brna. Dizertační práce. PřF MU, Brno, 242 s. [18] FORTUNIAK, K., 2003: Miejska wyspa ciepła. Podstawy energetyczne, studia eksperymentalne, modele numeryczne i statystyczne. Rozprawy habilitacyjne Uniwersytetu Łódzkiego, Wydawnictwo UŁ, Łódź, 233 s. [19] GAJDUŠKOVÁ, B., BRÁZDIL, R., 2009: Porovnání manuálních a automatických měření vybraných meteorologických prvků v síti stanic ČHMÚ. Diplomová práce. Geografický ústav PřF MU, Brno, 80 s. [20] GIVATI, A., ROSENFELD, D., 2004: Quantifying precipitation suppression due to air pollution. Journal of Applied Meteorology, Vol. 43, s. 1038-1056. [21] HALFON, N. et al., 2009: Temporal rainfall fluctuations in Israel and their possible link to urban and air pollution effects. Environmental Research Letters, 4, s. 1-12. [22] KRATZER, P. A., 1956: Das Stadtklima (2nd edn). Braunschweig: F. Vieweg ü Sohne (trans. By the US Air Force, Cambridge Research Laboratories, Bedford, M). 221 s. [23] LANDSBERG, H. E., 1956: The climate of towns. In Thomas, W. L., editor, Man´s role in changing the face of the earth, Chicago: University of Chicago Press, s. 584-603. [24] LANDSBERG, H. E., 1981: The urban climate. Academic Press, INC, New York, 269 s. [25] LOWRY, W. P., 1998. Urban effects on precipitation amount. Progress in Physical Geography, 22, 4, s. 477-520. 64

[26] MIKELADZOVÁ, J., DOBROVOLNÝ, P., 2009: Nebezpečné hydrometeorologické jevy na území Brna a v okolí. Diplomová práce. GÚ PřF MU, Brno, 70 s. [27] NOSEK, M., 1952: Srovnání proměnlivosti srážek v Brně a Bratislavě na základě Pearsonovy křivky a charakteristiky sucha v roce 1947. Zeměpisný sborník SAVU, IV, s. 15-19. [28] NOSEK, M., 1953: Statistické zhodnocení srážkových poměrů v Brně v období 1851 - 1950. Sborník Československé společnosti zeměpisné, LVIII, s. 199-217. [29] NOSEK, M., 1961: Sekulární kolísání teplot a srážek v Brně. Meteorologické zprávy, XIV, s. 109-115. [30] PRAX, P. et al., 2010: Extrémní srážkové scénáře pro rizikovou analýzu posouzení ekonomicky únosného a ekologicky šetrného návrhu stokových sítí. Výzkumná zpráva grantového projektu GA ČR 103/07/0676. 123 s. [31] ROSENFELD, D., 2000: Suppression of rain and snow by urban air pollution. Science, 287, s. 1793-1796. [32] SANDERSON, M., GORSKI, R., 1978: The effect of metropolitan Detroit-Windsor on precipitation. Journal of Applied Meteorology, 17, s. 423-427. [33] SHEPHERD, J. M., 2005: A review of current investigations of urban-induced rainfall and recommendations for the future. Earth Interactions, 9, 12, s. 1–27. [34] SHEPHERD, J. M., MOTE, T. L., 2009: Urban effects on rainfall variability: Potential implications for Georgia’s water supply. In: Proc. of the 2009 Georgia Water Resources Conference, Athens, GA. [35] SZYMANOWSKI, M., 2004: Miejska wyspa ciepła we Wrocławiu, Stud. Geogr., 77, Wyd. Uniw. Wroc., Wrocław, 288 s. [36] ŠÁLEK, M., ŠTĚPÁNEK, P., ZAHRADNÍČEK, P., 2012: Analysis of rainfall intensities using very dense network measurements and radar information for the Brno are during the period 2003-2009. Meteorologische Zeitschrift, 21, 1, s. 29-35. [37] Tolasz, R. et al. (2007): Atlas podnebí Česka. Český hydrometeorologický ústav, Praha, 255 s. [38] VYSOUDIL, M. et al., 2012: Podnebí Olomouce. 1. vyd. Olomouc: Univerzita Palackého, 211 s. ISBN 9788024432854. [39] ŽIDEK, D., LIPINA, P., 2003: Návod pro pozorovatele meteorologických stanic ČHMÚ. Metodický předpis č. 13. ČHMÚ, Ostrava, 90 s.

65

Internetové zdroje [1] ČHMÚ: Typizace povětrnostních situací pro území České republiky a Mapy znečištění ovzduší – Český hydrometeorologický ústav [online]. 2014 [cit. 2014-0429]. Dostupné z: http://www.chmi.cz [2] ČSÚ: MOS – Městská a obecní statistika. Český statistický úřad [online]. 2014 [cit. 2014-04-29]. Dostupné z: http://vdb.czso.cz/mos/okres.jsp?k=CZ0642 [3] DESA: United Nations, Department of Economic and Social Affairs - World Urbanization Prospects, the 2011 Revision [online] 2011 [cit. 2014-04-29] Dostupné z: http://esa.un.org/unpd/wup/ [4] INFOMET: Archiv článků INFOMET – Informační web Českého hydrometeorologického ústavu [online]. 2014 [cit. 2014-04-29]. Dostupné z: http://www.infomet.cz/ [5] IPCC: IPCC Fourth Assessment Report: Climate Change 2007: Working Group I: The Physical Science Basis. [online]. 2007 [cit. 2014-04-29]. Dostupné z: http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/en/ch11s11-3.html [6] Meteoservis: Srážkoměr MR3 a MR3H [online]. 2008 [cit. 2014-04-29]. Dostupné z: http://www.meteoservis.cz

66

9 SEZNAM PŘÍLOH Příloha 1:

Orientace svahů a poloha srážkoměrných stanic na území města Brna

Příloha 2:

Testy normality denních srážkových úhrnů a vybraných denních srážkových úhrnů (dny s úhrnem ≥ 20,0 mm) pro všechny stanice za období 2010-2013 (pro stanici STLI za období 2011-2013)

Příloha 3:

Zobrazení obecného trendu denních srážkových úhrnů pomocí globálního polynomu 1. stupně ve vybraných dnech za období 2010-2013

Příloha 4:

Mapa polí denních srážkových úhrnů a hodinové intenzity na stanicích v Brně dne 12. 6. 2010 a 6. 8. 2012

Příloha 5:

Maximální radarové odrazy na území ČR ve dnech: 12. 6. 2010 (18:50 UTC), 6. 8. 2012 (18:50 UTC) a 23. 7. 2010 (21:25 UTC), včetně detekce blesků, (zdroj: ČHMÚ) 24 hodinové úhrny (kombinace informací z radarových odrazů a pozemních srážkoměrů) na území ČR ve dnech 24. – 25. 6. 2013, (zdroj: Infomet) Maximální radarové odrazy na území města Brna ze dne 27. 7. 2011 (14:40 UTC), (zdroj: ČHMÚ)

67

Příloha 1

Orientace svahů a poloha srážkoměrných stanic na území města Brna

Příloha 2

Testy normality denních srážkových úhrnů pro všechny stanice za období 2010-2013 (pro stanici STLI za období 2011-2013) Stanice

N

max D

K-S p

Liliefors p

BOTA

732

0,357891

p < ,01

p < ,01

FILO HROZ

732 732

0,349711 0,360799

p < ,01 p < ,01

p < ,01 p < ,01

JUND KRHO MEND SCHO STLI TROU TURA

732 732 732 732 549 732 732

0,352271 0,350462 0,366441 0,365192 0,365000 0,362735 0,350892

p < ,01 p < ,01 p < ,01 p < ,01 p < ,01 p < ,01 p < ,01

p < ,01 p < ,01 p < ,01 p < ,01 p < ,01 p < ,01 p < ,01

ZABO 732 0,350933 p < ,01 p < ,01 * hodnoty zobrazené červeně jsou statisticky významné na hladině spolehlivosti α=0,05

Testy normality vybraných denních srážkových úhrnů (dny s úhrnem ≥ 20,0 mm) pro všechny stanice za období 2010-2013 (pro stanici STLI za období 2011-2013) Stanice

N

max D

K-S p

Liliefors p

BOTA FILO HROZ JUND KRHO MEND SCHO STLI TROU TURA

35 35 35 35 35 35 35 23 35 35

0,224530 0,171897 0,250658 0,131377 0,195161 0,215267 0,188872 0,198360 0,190071 0,177719

p < ,10 p > .20 p < ,05 p > .20 p < ,15 p < ,10 p < ,20 p > .20 p < ,15 p > .20

p < ,01 p < ,05 p < ,01 p < ,15 p < ,01 p < ,01 p < ,01 p < ,05 p < ,01 p < ,01

ZABO 35 0,148007 p > .20 p < ,10 * hodnoty zobrazené červeně jsou statisticky významné na hladině spolehlivosti α=0,05

Příloha 3

Zobrazení obecného trendu denních srážkových úhrnů pomocí globálního polynomu 1. stupně na studovaných stanicích ve vybraných dnech za období 2010-2013

Příloha 3

Zobrazení obecného trendu denních srážkových úhrnů pomocí globálního polynomu 1. stupně na studovaných stanicích ve vybraných dnech za období 2010-2013 – pokrač.

Příloha 3

Zobrazení obecného trendu denních srážkových úhrnů pomocí globálního polynomu 1. stupně na studovaných stanicích ve vybraných dnech za období 2010-2013 – pokrač.

Příloha 3

Zobrazení obecného trendu denních srážkových úhrnů pomocí globálního polynomu 1. stupně na studovaných stanicích ve vybraných dnech za období 2010-2013 – pokrač.

Příloha 3

Zobrazení obecného trendu denních srážkových úhrnů pomocí globálního polynomu 1. stupně na studovaných stanicích ve vybraných dnech za období 2010-2013 – pokrač.

Příloha 4

Mapa polí denních srážkových úhrnů (metoda krigování) a hodinové úhrny na stanicích v Brně dne 12. 6. 2010

Příloha 4

Mapa polí denních srážkových úhrnů (metoda krigování) a hodinové úhrny na stanicích v Brně dne 6. 8. 2012

Příloha 5

Maximální radarové odrazy na území ČR dne 12. 6. 2010 (18:50 UTC) včetně detekce blesků (zdroj: ČHMÚ)

Maximální radarové odrazy na území ČR dne 23. 7. 2010 (21:25 UTC) včetně detekce blesků (zdroj: ČHMÚ)

Příloha 5

Maximální radarové odrazy na území ČR ze dne 6. 8. 2012 (18:50 UTC), (zdroj: ČHMÚ)

24 hodinové úhrny (kombinace informací z radarových odrazů a pozemních srážkoměrů) na území ČR ve dnech 24. – 25. 6. 2013, (zdroj: INFOMET)

Příloha 5

Maximální radarové odrazy na území Brna ze dne 27. 7. 2011 (14:40 UTC), (zdroj: ČHMÚ)