UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE PĜírodovČdecká fakulta Katedra fyzické geografie a geoekologie
VLIV KLÍýOVÝCH FAKTORģ DYNAMIKY VÝVOJE SNċHOVÉ POKRÝVKY V PODMÍNKÁCH ŠUMAVY
EFFECT OF KEY FACTORS ON DYNAMICS OF A SNOW COVER EVOLUTION IN ŠUMAVA MTS. CONDITIONS
Magisterská práce
Bc. OndĜej Fliegl
duben 2013
Vedoucí diplomové práce: RNDr. Jan Kocum, Ph.D.
Prohlašuji, že jsem tuto diplomovou práci vypracoval samostatnČ a že jsem všechny použité prameny ĜádnČ citoval. Svoluji k zapĤjþení této práce pro studijní úþely a souhlasím s tím, aby byla ĜádnČ vedena ve fondu knihovny.
V Praze dne 29. dubna 2013
………………………… OndĜej Fliegl
PodČkování Na tomto místČ bych rád podČkoval vedoucímu práce RNDr. Janu Kocumovi, Ph.D. za cenné rady a pĜipomínky pĜi tvorbČ diplomové práce, psychickou podporu a motivaci, RNDr. Michalovi Jeníþkovi, Ph.D. za poskytnuté datové a informaþní zdroje a úþast na pracích v terénu. RovnČž dČkuji také Mgr. Janu Jelínkovi za administrativní a technickou podporu. Dále patĜí mĤj velký dík Mgr. HanČ Beitlerové, Bc. Tomášovi Flieglovi, Bc. PetĜe Polické a PavlínČ Znamenáþkové, kteĜí se rovnČž úþastnili prací v terénu a také RNDr. Lućkovi Šefrnovi, CSc. a RNDr. ZbyĖkovi Engelovi, PhD. za poskytnuté pĜístrojové vybavení a Ing. Jirkovi Pavláskovi, Ph.D. za cenné postĜehy.
Vliv klíþových faktorĤ dynamiky vývoje snČhové pokrývky v podmínkách Šumavy Abstrakt Diplomová práce se zabývá problematikou dynamiky vývoje (s dĤrazem na proces tání) snČhové pokrývky vþ. detailního rozboru a posouzení vlivu jednotlivých fyzickogeografických faktorĤ na její charakter ve vytipovaných lokalitách na ŠumavČ. Poznatky publikované ve vČdecké literatuĜe tuzemské i zahraniþí jsou konfrontovány s daty získanými v rámci expediþních snČhomČrných kampaní provedených bČhem zimních sezón 2011/2012 a 2012/2013 v pramenných oblastech šumavských tokĤ (Otava, Úhlava, Vltava, ěezná). Jedním z rozmČrĤ práce je rovnČž snaha o optimalizaci monitoringu snČhové pokrývky v experimentálních profilech pro potĜeby zpĜesnČní hydrologické prognózy z tajícího snČhu. Mobilní terénní výjezdy a následné analýzy získaných dat byly uskuteþnČny v nČkolika þasových horizontech v rámci široce pojatého výzkumu v povodí horní Otavy zabývajícího se zhodnocením retenþního potenciálu v pramenných oblastech vodních tokĤ. Klíþová slova: hydrologie snČhu, tání snČhové pokrývky, fyzicko-geografické faktory, expediþní mČĜení, expozice, nadmoĜská výška, výška snČhové pokrývky, vodní hodnota snČhu, optimalizace monitoringu.
Effect of key factors on dynamics of a snow cover evolution in Šumava Mts. conditions Abstract Master thesis is concerned with the subject of a snow cover dynamics (focused on snow melting) and of the detailed analysis of each physical-geographic factors effect on its character. Knowledges published in the domestic and foreign scientific literature are confronted with the data acquired within a number of expeditionary snow monitoring campaignes carried out during winter periods 2011/2012 a 2012/2013 in headwaters of rivers of Šumava (Šumava Mts., southwestern Czechia). Mobile field survey was done in a number of time horizons within the broadly conceived research in the upper Otava River basin concentrated on the assessment of the retention potential in headstream areas. Key words: snow hydrology, snow cover melting, physical-geographic factors, expeditionary monitoring, aspect, altitude, snow cover height, snow water equivalent
OBSAH 1 Úvod do problematiky...........................................................................................6 1.1 Cíle a struktura práce ................................................................................................7 1.2 Návaznost na Ĝešené projekty ...................................................................................7
2 Stav výzkumu snČhové pokrývky na ŠumavČ.....................................................9 2.1 Charakteristiky snČhové pokrývky ...........................................................................9 2.2 Faktory ovlivĖující snČhovou pokrývku .................................................................11 2.2.1 NadmoĜská výška .............................................................................................................11 2.2.2 Expozice ...........................................................................................................................14 2.2.3 Vegetaþní pokryv..............................................................................................................15 2.2.4 Ostatní faktory ..................................................................................................................22
2.3 Míra ovlivnČní snČhové pokrývky jednotlivými faktory z regionálního hlediska ..23 2.4 Vývoj metodiky monitoringu snČhové pokrývky na ŠumavČ.................................25
3 Fyzicko-geografická charakteristika zájmového území ..................................29 3.1 Vymezení zájmového území...................................................................................29 3.2 Geomorfologické pomČry .......................................................................................30 3.3 Geologická stavba...................................................................................................35 3.4 PĤdní pomČry ..........................................................................................................36 3.5 Klimatické podmínky..............................................................................................37 3.6 Hydrografické a hydrologické pomČry ...................................................................45 3.7 Land use, land cover ...............................................................................................48 3.8 Biogeografie............................................................................................................49 3.9 Ochrana pĜírody a krajiny .......................................................................................51 3.10 Lokalizace experimentálních profilĤ ....................................................................52
4 Materiál a metody................................................................................................55 4.1 Datové zdroje ..........................................................................................................55 4.2 Metody výzkumu a zpracování dat .........................................................................57
5 Analýza vlivu klíþových faktorĤ.........................................................................64 5.1 NadmoĜská výška....................................................................................................64 5.2 Expozice..................................................................................................................79 5.3 Vegetaþní pokryv ....................................................................................................87
6 Diskuze..................................................................................................................92 6.1 Metodika monitoringu snČhové pokrývky a její optimalizace................................92 6.2 Analýza vlivu klíþových fyzicko-geografických faktorĤ .......................................95
7 ZávČr .....................................................................................................................97 8 Seznam použitých pramenĤ................................................................................98 8.1 Použitá literatura .....................................................................................................98 8.2 Použité internetové zdroje.....................................................................................102
9 Seznam obrázkĤ.................................................................................................104 10 Seznam tabulek ................................................................................................107 11 Seznam pĜíloh ..................................................................................................108
1
ÚVOD DO PROBLEMATIKY
SnČhová pokrývka je nepochybnČ dĤležitým fenoménem, který ovlivĖuje nejen fyzicko-geografickou, ale rovnČž i socioekonomickou sféru ZemČ, a to jak v pozitivním, tak i negativním smyslu. Na své okolí pĤsobí pĜímo svým výskytem (tepelná izolace, vysoké albedo), ale i nepĜímo svými podružnými vlivy, jako jsou napĜíklad její pohyby gravitací (laviny), vČtrem (zavČje), pĜílišné akumulace a s ní spojené destrukce antropogenních i pĜírodních objektĤ, a rovnČž tak i prostĜednictvím procesu jejího tání. Je zdrojem povrchové i podzemní vody. Jedním z negativních dĤsledkĤ jsou jarní povodĖové situace, které mohou mít až regionální katastrofický prĤbČh, jelikož množství vody uvolnČné ze snČhové pokrývky bČhem nČkolika dní bývá souþtem srážek za podstatnČ delší þasové období. Pro bližší poznání a zpĜesnČní pĜedpovČdí tohoto nejen pro lidskou spoleþnost nepĜíjemného pĜírodního jevu je zcela zásadní znalost množství vody akumulované ve snČhové pokrývce pĜed nástupem jejího tání bČhem jarního období a také znalosti zákonitostí, které ovlivĖují rychlost odtávání a rovnČž i odtoku tavné vody. Bohužel je ovšem objektivní urþení této vstupní informace velmi obtížné, a to zejména díky velmi vysoké variabilitČ faktorĤ, které ji ovlivĖují. Charakter snČhové pokrývky se významnČ projevuje pĜedevším v oblastech s jejím trvalým výskytem. SvĤj vliv ovšem prokazuje s rĤznou intenzitou i v oblastech s výskytem sezónním. Na území ýeska je snČhová pokrývka distribuována ve velmi promČnlivé kvantitČ i kvalitČ, nicménČ její výskyt je v podmínkách stĜední Evropy vázán témČĜ výhradnČ na chladnČjší polovinu roku. Vysoká variabilita charakteristik snČhu na našem území i na zkoumaném území je zpĤsobena existencí Ĝady fyzicko-geografických faktorĤ, které ovlivĖují jeho dynamiku vývoje a stav v prĤbČhu zimního, resp. jarního období. Za úþelem zpĜesnČní pĜedpovČdi odtoku bČhem jarního období je potĜeba objasnit proces tání snČhové pokrývky posouzením vlivu jednotlivých þinitelĤ na dynamiku jejího vývoje v podmínkách pramenných oblastí þeských tokĤ a využít, popĜ. implementovat, získané poznatky o jejím stavu a složitém procesu jejího vývoje v rámci hydroprognózy ýeského hydrometeorologického ústavu (dále jen ýHMÚ). Pro takovýto postup je naprosto zásadní zpĜesnČní odhadu zásob vody akumulované ve snČhové pokrývce v konkrétním území, které je zdrojovou oblastí pro formování extrémních hydrologických epizod. Výstupní data z tČchto analýz pak pĜedstavují vstupní data do hydrologických modelĤ pro precizaci hydrologických pĜedpovČdí. Významná role snČhové pokrývky obecnČ je zdĤraznČna zvyšující se globální potĜebou pitné vody. V našich stĜedoevropských podmínkách se jedná pĜedevším o zadržení vody nejen z jarního tání v souvislosti se zvyšující se frekvencí suchých epizod v rámci souþasných a pĜedpokládáných budoucích projevĤ klimatických zmČn. Taková koncepce by se mČla stát souþástí širšího pojetí integrovaného managementu povodí. Obstarání korektních dat o snČhové pokrývce je ale velmi þasovČ a personálnČ nároþné. V souvislosti s tím je proto naprosto klíþové orientovat se do budoucna na optimalizaci metodiky monitoringu snČhové pokrývky tak, aby dokázal generovat co nejpĜesnČjší výstupy s využitím þasovČ a personálnČ nenároþných pĜístupĤ. Na tom totiž v zásadČ závisí pĜesnost vstupních dat pro následné modelování odtoku z tajícího snČhu. Na celý proces optimalizace je nicménČ vždy dĤležité nahlížet v rámci konkrétních podmínek, kde proces akumulace a tání 6
snČhové pokrývky probíhá. Velmi specifickou oblast z tohoto hlediska pĜedstavuje právČ jádrová þást Šumavy. Klíþovou otázkou k Ĝešení je správné pochopení a objasnČní hlavních faktorĤ pĤsobících pĜi formování snČhových zásob v peþlivČ vytipovaných profilech, které jsou reprezentativní pro dané území.
1.1
Cíle a struktura práce
Hlavním cílem pĜedložené práce bylo 1) urþení klíþových faktorĤ pĤsobících na dynamiku vývoje snČhové pokrývky v konkrétních podmínkách jádrové þásti Šumavy. Jednoznaþná determinace takových faktorĤ je vzhledem ke složitosti procesĤ probíhajících bČhem zimního a jarního období ve snČhovém sloupci velmi obtížná. Proto je prioritou urþit co nejreprezentativnČjší profily a tím se co nejtČsnČji pĜiblížit k vČrnému popisu stavu snČhových zásob pĜed zapoþetím a bČhem samotného procesu jejich tání. Dalším zákonitým cílem bylo 2) posouzení míry vlivu tČchto hlavních faktorĤ na dynamiku vývoje snČhu vybranými postupy. V tomto ohledu je tĜeba opČt zmínit, že tomuto kroku muselo nutnČ pĜedcházet zcela zásadní vytipování vhodných mČrných bodĤ tak, aby byly co nejvíce odfiltrovány jiné sekundární ovlivĖující faktory. S tím velmi tČsnČ souvisí i tĜetí cíl práce: 3) optimalizace terénního monitoringu snČhové pokrývky, který je velmi nároþný na lidské a finanþní zdroje. Nejen díky tomuto faktu, ale pĜedevším díky þasové nároþnosti terénního monitoringu je zcela vylouþena možnost jeho aplikace ve vČtším (regionálním) mČĜítku. Monitoring pomocí staniþního mČĜení nebo pomocí DPZ je rovnČž kvalitativnČ pomČrnČ omezený, tudíž se optimalizace terénního monitoringu jeví jako nezbytná pro získání kvalitních dat popisujících kvantitativní i kvalitativní charakteristiky snČhové pokrývky pĜi zachování personálnČ a finanþnČ omezených zdrojĤ. Veškeré použité metodické postupy byly aplikovány v konkrétních reprezentativních profilech v horních povodích Otavy, Úhlavy, Vltavy a ěezné. V rámci nich byla detailnČ analyzována data z Ĝady expediþních mČĜení provedených v prĤbČhu posledních dvou zimních období a hodnoceny závislosti mezi charakteristikami snČhové pokrývky, podmínkami jednotlivých stanovišĢ a fyzicko-geografickými faktory ovlivĖujícími tyto stanovištČ. Dále pak je práce doplnČna i detailní rešerší þeské i zahraniþní literatury zabývající se hydrologií snČhu z hlediska ovlivnČní charakteru a dynamiky vývoje snČhové pokrývky rozliþnými fyzickogeografickými faktory. Vliv jednotlivých þinitelĤ je významnČ posuzován s ohledem na regionální specifika. Práce je završena diskuzí, kde jsou zjištČné poznatky kriticky hodnoceny konfrontací se závČry publikovanými v odborné literatuĜe.
1.2
Návaznost na Ĝešené projekty
PĜedložená práce je produktem dlouhodobé a systematické práce širokého týmu studentĤ a pracovníkĤ Katedry fyzické geografie a geoekologie PĜírodovČdecké fakulty Univerzity Karlovy v Praze. Vzhledem k šíĜi a komplexnosti tématu byla pĜedložená práce pĜístrojovČ a finanþnČ podporována z níže uvedených projektĤ. Výzkum probíhal za podpory 7
Výzkumného zámČru Geografické sekce MSM 0021620831 - Geografické systémy a rizikové procesy v kontextu globálních zmČn a evropské integrace (hlavní Ĝešitel Doc. RNDr. LudČk Sýkora, Ph.D., období Ĝešení 2005-2011), projektu GA UK, 2371/2007 - Retence vody v pramenných oblastech Ĝek jako nástroj integrované protipovodĖové ochrany a Ĝešení problému sucha (hlavní Ĝešitel RNDr. Jan Kocum, období Ĝešení 2007-2009), projektu VaV, SM/2/57/05 - Dlouhodobé zmČny poĜíþních ekosystémĤ v nivách tokĤ postižených extrémními záplavami (hlavní Ĝešitel Doc. RNDr. Jakub Langhammer, Ph.D., období Ĝešení 2005-2008) a projektĤ Specifického vysokoškolského výzkumu SVV-2010-261 201 a SVV-2011-263 202. V souþasné dobČ jsou na výše zmínČném pracovišti Ĝešeny projekty, které významnČ podporovaly tuto práci: GA ýR 13-32133S - Retenþní potenciál pramenných oblastí ve vztahu k hydrologickým extrémĤm (hlavní Ĝešitel Prof. RNDr. Bohumír Janský, CSc., období Ĝešení 2013-2017) a GA ýR, P209/12/0997 - Vliv disturbancí horské krajiny na dynamiku fluviálních procesĤ (hlavní Ĝešitel Doc. RNDr. Jakub Langhammer, Ph.D., období Ĝešení 2012-2014). Práce tematicky souvisí rovnČž s následujícími dvČma projekty: GA UK, 112110 - Modelování odtoku ze snČhové pokrývky pro potĜeby zpĜesnČní pĜedpovČdi povodní (Ĝešitelé RNDr. Alice Taufmannová, Mgr. Dana Kuþerová, období Ĝešení 2010-2012) a GA UK, 255/2006 - Využití matematických modelĤ pro simulaci srážko-odtokových procesĤ v závislosti na zmČnách struktury vegetaþního pokryvu (hlavní Ĝešitel RNDr. Michal Jeníþek, Ph.D., období Ĝešení 2006-2008).
8
2
STAV VÝZKUMU SNċHOVÉ POKRÝVKY NA ŠUMAVċ
Tato þást práce je vČnována podrobné rešerši þeské i zahraniþní odborné literatury zabývající se problematikou utváĜení, vývoje a tání snČhové pokrývky s významným aspektem na faktory ovlivĖující její dynamiku. KromČ definice pojmĤ vystihujících snČhovou pokrývku pĜedstavuje podstatnou þást této kapitoly detailní rozbor jednotlivých þinitelĤ vþetnČ jejich míry ovlivnČní z regionálního hlediska. V ýeské republice se výzkumem snČhové pokrývky z hlediska jejího vzniku, utváĜení a pĜedevším tání zabývá rĤznČ dlouhou dobu celá Ĝada subjektĤ. KromČ Katedry fyzické geografie a geoekologie PĜírodovČdecké fakulty Univerzity Karlovy v Praze se této problematice vČnuje mimo jiné i Fakulta životního prostĜedí ýeské zemČdČlské univerzity v Praze (zabývá se rovnČž studiem chemismu snČhu), ýHMÚ (OHV Jablonec nad Nisou), Masarykova univerzita v BrnČ þi jednotlivé podniky „Povodí“, rovnČž tak i soukromé komerþní spoleþnosti.
2.1
Charakteristiky snČhové pokrývky
Sníh je jeden z hydrometeorĤ s pevným skupenstvím vypadávající jako atmosférická srážka z oblakĤ, který se skládá vČtšinou z rozvČtvených ledových krystalkĤ. Vypadávání snČhu se pĜitom oznaþuje termínem snČžení. PĜi déletrvajícím snČžení dochází pĜi nekladné teplotČ zemského povrchu k akumulaci snČhových vloþek a vzniká tak snČhová pokrývka, jejíž charakter se v prĤbČhu jejího výskytu pod vlivem mnoha komplexnČ pĤsobících faktorĤ neustále mČní. MĤžeme ji popsat pomocí mnoha kvalitativních i kvantitativních charakteristik a parametrĤ. Vodní hodnota snČhu (SWE) je definována jako vertikální hloubka vody, která by vznikla roztátím celé vrstvy snČhové pokrývky, mČĜí se od výšky snČhu 4 cm (Tolasz et al., 2007). NejþastČji je mČĜena v milimetrech. MĤže být také vypoþtena jako suma souþinu tloušĢky všech jednotlivých vrstev ve snČhové pokrývce (které jsou pokládány za homogenní) a jejich hustoty (Singh a Singh, 2001). Její zmČna v þase je dána následujícím vztahem (DeWalle a Rango, 2008): ǻSWE = P ± E - O, kde ǻSWE je zmČna vodní hodnoty snČhu v daném þasovém rozmezí, P je celkový pĜísun snČžením, deštČm þi redistribucí vČtrem v daném þasovém rozmezí, E je výmČna par s okolním prostĜedím sublimací, výparem þi kondenzací v daném þasovém rozmezí a O je odtok ze snČhu jeho bází v daném þasovém rozmezí. Výška snČhu se na meteorologických stanicích mČĜí zpravidla v 7 hodin ráno místního þasu s pĜesností na centimetry snČhomČrnou latí. Souvislá snČhová pokrývka je taková, když 9
blízké okolí stanice je pokryto alespoĖ z 50 % vrstvou snČhu alespoĖ 1 cm. Nesouvislá pokrývka zaujímá ménČ než 50 % plochy v okolí stanice a nemČĜí se. Výška nového snČhu do 0,5 cm se uvádí jako poprašek (Tolasz et al., 2007). RovnČž je mČĜena mocnost nového snČhu za uplynulých 24 hodin, a to snČhomČrným prkénkem (Vysoudil, 1997). Symbolem výšky nového snČhu je HN, celkové výšky snČhu HS (Colbeck et al., 1990). Hustota snČhu (ȡ) je bČžnČ mČĜena jako hmotnost snČhu o známém objemu. Lze ji rovnČž vypoþítat pomocí následujícího vztahu:
ȡs = ȡi (1-ij) + ȡw ij Sw , kde ȡs je hustota snČhové pokrývky v [kg.m-3], ȡi je hustota ledu (917 kg.m-3), ȡw je hustota vody v tekutém skupenství (1000 kg.m-3), ij je porozita snČhové pokrývky v m3 prostoru pórĤ na m3 objemu snČhové pokrývky a Sw je nasycení vodou (objem tekuté vody na objem prostorĤ pór), [m3.m-3] (DeWalle a Rango, 2008). V pĜípadČ, že snČhová pokrývka neobsahuje vodu v tekutém skupenství, je druhá þást rovnice rovna nule. Jednotkou hustoty snČhu je [kg.m-3], pĜípadnČ [g.cm-3]. Hustota snČhu se bČhem þasu zvyšuje jeho sleháváním, které mĤže urychlit silný vítr þi teploty vzduchu nad bodem mrazu zapĜíþiĖující natávání snČhové pokrývky. DeWalle a Rango (2008) píše, že hustota þerstvého snČhu se v chladném kontinentálním klimatu pohybuje v rozpČtí 50-100 kg.m-3. Na konci zimy se hustota snČhu pohybuje v rozmezí 350-550 kg.m-3. ýas je však nejdĤležitČjším faktorem. Podle Martince (1977) þas ovlivĖuje hustotu snČhu podle následujícího vzorce:
ȡn=ȡ0 (n+1)0,3, kde ȡ0 je prĤmČrná hustota nového snČhu a ȡn je hustota snČhu po n dnech. Tento vzorec však nebere v potaz klimatické ovlivnČní hustoty snČhu, napĜíklad tání þi pĜírĤstek nové snČhové pokrývky apod. Podle DeWalle a Rango (2008) hustota snČhu roste nejvíce pĜibližnČ 30 dní po akumulaci, v další dobČ se zvyšování hustoty snČhu zpomaluje. Tab. 1 - Hustota snČhu pro jeho typické druhy typ snČhu
hustota [g/cm3]
nový sníh pĜi nízké teplotČ a bezvČtĜí
0,01 - 0,03
nový sníh pĜi bezvČtĜí nedlouho po dopadu na povrch
0,05 - 0,07
vlhký nový sníh
0,10 - 0,20
usedlý sníh
0,20 - 0,30
stĜednČ starý sníh
0,20 - 0,30
vČtrem ztvrdlý sníh
0,35 - 0,40
firn
0,40 - 0,65
velmi mokrý sníh a firn
0,70 - 0,80
ledovcový led Zdroj: Singh a Singh (2001)
0,85 - 0,91
10
Hustota snČhu je užiteþná pĜi výpoþtu vodní hodnoty snČhu. Symbolem této charakteristiky je ȡ (Singh a Singh, 2001). Další bČžnČ používané charakteristiky snČhové pokrývky jsou napĜíklad: intenzita snČžení, teplota snČhu, velikost zrna, obsah vody v tekutém skupenství, tvrdost snČhu, tepelná vodivost, tvar zrna, albedo, povrchová nerovnost snČhové pokrývky, neþistoty a další, které však nejsou pĜedmČtem zájmu této práce. Tyto charakteristiky však byly dobĜe popsány v bakaláĜské práci autora (Fliegl, 2009) a rovnČž tak v mnoha pracích svČtových autorĤ vČnujících se napĜíklad problematice hydrologie snČhu þi lavinové problematice (Colbeck et al., 1990, Singh a Singh, 2001, DeWalle a Rango, 2008).
2.2
Faktory ovlivĖující snČhovou pokrývku
Faktory ovlivĖující snČhovou pokrývku mĤžeme rozdČlit na faktory klimatické a geografické. Klimatické faktory ovlivĖují snČhovou pokrývku pĜímo a mohou pro její formování být zcela zásadní (srážky, teplota), nebo mohou být pouze doplĖkové a snČhovou pokrývku ovlivĖovat pouze sekundárnČ (vítr, solární radiace). Geografické faktory (nadmoĜská výška, morfologie reliéfu) snČhovou pokrývku pĜímo neovlivĖují, nicménČ mají výrazný vliv na klimatické faktory, které následnČ ovlivĖují její vznik, vývoj a zánik (Fliegl, 2009). 2.2.1 NadmoĜská výška Jak již bylo Ĝeþeno v úvodu, nadmoĜská výška není pĜíþinný faktor, který by ovlivĖoval snČhovou pokrývku (Cline, 1999). NadmoĜská výška ale nicménČ ovlivĖuje ostatní faktory (popsané v této kapitole), které snČhovou pokrývku zásadním zpĤsobem determinují. NadmoĜská výška napĜíklad ovlivĖuje pĜítomnost a skladbu vegetaþního krytu na území (výškové vegetaþní stupnČ), který pak dále ovlivĖuje kvalitu a kvantitu snČhové pokrývky (kap. 2.2.3). V pĜípadČ absence vegetaþního krytu ve vysokých nadmoĜských výškách také napĜíklad dochází k výraznému nárĤstu vlivu vČtru na snČhovou pokrývku, který pĜemísĢuje sníh z pozic vystavených vČtru do míst chránČných pĜed vČtrem. NapĜíklad výzkum Hríbika a Škvareniny (2007b) v masivu KraĐovej Hole ukazuje nárĤst výšky a vodní hodnoty snČhové pokrývky v pásmu lesĤ i kosodĜeviny s výškou, avšak v pásmu alpínských luk mČly tyto charakteristiky snČhové pokrývky sestupnou tendenci (viz obr. 1). Dokonce došlo k odtátí snČhu ve vrcholových partiích stejnČ jako v nízkých nadmoĜských výškách, avšak ve stĜedních polohách sníh pĜetrval až do pozdČjšího jarního období.
11
Obr. 1 - Vodní hodnota snČhu v profilu KraĐovej Hole v závislosti na nadmoĜské výšce a vegetaci (zdroj: Hríbik a Škvarenina (2007b))
NadmoĜská výška ovlivĖuje snČhovou pokrývku i skrze jiné další faktory. NapĜíklad pĜi expediþním mČĜení snČhové pokrývky v povodí Bystré v Nízkých Tatrách byly vertikální gradienty vodní hodnoty snČhové pokrývky v lesním porostu, Ĝídkém lese a na otevĜené ploše následující: v lese vodní hodnota vzrĤstá v prĤmČru o 32 mm za 100 m, v Ĝídkém lese o 24 mm za 100 m a na otevĜené ploše 15 mm za 100 m, pĜiþemž gradienty na konci zimy byly vČtší než na jejím poþátku (Pecušová a Holko, 2002), orientaþnČ pomČrnČ podobné výsledky dokládá i Bercha et al. (2010), kdežto autor vypozoroval na ŠumavČ gradient v lesním porostu 35-45 mm a na otevĜené ploše 47-80 mm. To je gradient znatelnČ vyšší a mĤže být dán podstatnČ vyšší celkovou vodní hodnotou snČhu. Je však pomČrnČ zvláštní nižší gradient v lese než na otevĜené ploše, což je zcela opaþný úkaz než je prezentováno výše. Autor však potvrdil nárĤst gradientu v prĤbČhu zimy (Fliegl, 2009). V pĜípadČ povodí Jizery v bĜeznu 2006 se mĤže jednat až o hodnoty 43 mm, v povodí Orlice þi horní Vltavy téhož data až o 66 mm za 100 m (Sandev et al., 2006). PĜi hlavním hĜebeni Šumavy se odpovídající hodnoty v únoru 2011 pohybovaly až na 80 mm SWE na 100 m nadmoĜské výšky (Jelínek et al., 2011).
Obr. 2 - Vodní hodnota snČhu v hĜebenové þásti Šumavy v závislosti na nadmoĜské výšce (zdroj: Jelínek et al. (2011), upraveno)
12
Podobné výsledky (nezávisle na druhu vegetace) zjistil i autor v pĜípadČ povodí ýerného potoka na ŠumavČ (cca 85 mm/100 m výšky) a v pĜípadČ povodí Ptaþího potoka až 120 mm/100 m výšky (obr. 3), zde však byla nalezena tČsnost vztahu jen velmi nízká a tudíž nelze v pĜípadČ Ptaþího potoka z tohoto údaje vyvozovat závČry (Fliegl, 2009).
Obr. 3 - Závislost vodní hodnoty snČhu na nadmoĜské výšce v povodí ýerného a Ptaþího potoka v zimním období 2007/2008 (zdroj: Fliegl, 2009)
Rychetnik (1987) zkoumal vliv vybraných faktorĤ na datum úplného odtátí snČhové pokrývky ve výškách 2000-2230 m ve Švýcarsku. DospČl k závČru, že na svazích dojde k úplnému odtátí snČhové pokrývky pĜi nárĤstu nadmoĜské výšky o 100 m zhruba o 5,5 dne pozdČji, na svazích prudších je rozdíl nepatrnČ menší. To zhruba odpovídá trendu na plochých územích nedaleko Davosu, kde Zingg (in Rychetnik, 1987) prezentuje odtátí snČhové pokrývky o 8 dní pozdČji s každými 100 metry nárĤstu nadmoĜské výšky. Výrazný vliv nadmoĜské výšky na vodní hodnotu snČhu zmiĖuje i Jost et al. (2007), který mČĜil charakteristiky snČhové pokrývky ve výškách od 1390 do 1780 m v jihovýchodní þásti kanadské provincie Britská Kolumbie. RovnČž dodávají, že vliv je výraznČjší v druhé polovinČ zimní sezóny, na jaĜe bČhem odtávání snČhové pokrývky a také na svazích se severní expozicí. VýraznČjší vliv nadmoĜské výšky na konci zimní sezóny potvrzuje i Kocum v povodí OhĜe po VD Nechranice, kde gradient SWE þinil 24, respektive až 33 mm pĜi nárĤstu nadmoĜské výšky o 100 m (Kocum et al., 2009), což rovnČž potvrzuje i Sevruk et al. (1998) na studii provedené Švýcarsku a také Blöschl et al. (1992) na studii v západním Rakousku, který dodává, že se vzrĤstajícím sklonem svahĤ snČhová pokrývka ubývá a to hlavnČ pĜi sklonech nad 40°, na svazích se sklonem více jak 60° se snČhová pokrývka témČĜ nevyskytuje. Naopak nČkteré práce hodnotí vliv nadmoĜské výšky na vodní hodnotu snČhu vyšší na zaþátku jarního tání, než na jeho konci, kdy v povodí BystĜice (Krušné hory) získávají vČtší
13
vliv jiné faktory, jako vegetaþní pokryv þi expozice (Kuþerová a Jeníþek, 2012), (kap. 2.2.2 a 2.2.3). NČkteré práce však naopak ukazují velmi nízký vliv nadmoĜské výšky na vodní hodnotu snČhu, a to pĜevážnČ v povodích s nízkým vertikálním gradientem (Podzimek, 2009, Pevná, 2012). NapĜíklad v povodí Rokytky (Šumava) se ukazují jako dĤležitČjší jiné faktory, jako napĜíklad vegetaþní pokryv (Kocum et al., 2009). S nadmoĜskou výškou obvykle velmi dobĜe koreluje teplota vzduchu, kdy podle Chábery (1987) klesá prĤmČrnČ o 0,54°C s rĤstem nadmoĜské výšky o 100 m. Tuto hodnotu nazýváme teplotní gradient. Tento gradient je však velmi variabilní. Je ovlivĖován napĜíklad roþní dobou (v lednu þiní prĤmČrnČ 0,35°C a v þervenci 0,67°C), dále pak vlhkostí vzduchu. Singh a Singh (2001) napĜíklad uvádí, že pĜi suchoadiabatickém ochlazování vzduchu dochází k poklesu jeho teploty o 0,95°C/100 m, ale pĜi vlhkoadiabatickém ochlazování je gradient nižší, v dĤsledku uvolĖování latentního tepla pĜi kondenzaci. Velikost vlhkoadiabatického gradientu se mČní, a to v závislosti na teplotČ vzduchu, jelikož pĜi vyšší teplotČ se pĜi kondenzaci uvolĖuje více latentního tepla, avšak nebývá nižší než 0,2 °C/100 m (DeWalle a Rango, 2008). Pro úplnost je tĜeba dodat, že Singh a Singh (2001) udávají prĤmČrný teplotní gradient 0,65°C/100 m. NadmoĜská výška pak také skrze teplotu vzduchu ovlivĖuje skupenství pĜípadných srážek a v pĜípadČ teplot kolem bodu mrazu ovlivĖuje, v jakých lokalitách snČží (nárĤst mocnosti snČhové pokrývky) a ve kterých prší (pokles mocnosti) (Beitlerová, 2012), (Fliegl, 2009). 2.2.2 Expozice Expozice je velmi výrazným faktorem ovlivĖujícím snČhovou pokrývku a tento faktor bývá na první pohled rozpoznatelný v krajinČ i nezaujatým pozorovatelem. Jedním z vlivĤ expozice na snČhovou pokrývku mĤže být zastínČní nČkterých území pĜilehlým terénem nebo naopak k pĜíjmu þásti záĜení odraženého z protilehlého svahu svahem zastínČným. V pĜípadČ znaþných zemČpisných šíĜek þi velmi hlubokých údolí mĤže být zastínČní i dlouhotrvající a tím pádem mít výrazný vliv na pĜíjem pĜímého sluneþního záĜení. V pĜípadČ zatažené oblohy þi velmi nízké výšky slunce nad obzorem se stává dominantním pĜísun energie z rozptýleného sluneþního záĜení. Ten je ovlivnČn mimo orientace svahĤ rovnČž zakrytím þásti oblohy uklonČným zemským povrchem, kdy je v extrémním pĜípadČ svislého povrchu (90°) možno pozorovat pouze polovinu oblohy. Vliv expozice na solární radiaci je však více významný u pĜímého záĜení než u záĜení rozptýleného (DeWalle a Rango, 2008), (Fliegl, 2009). Efektem expozice a s ním spojeným pĜímým sluneþním záĜením se již vČnovalo nemálo autorĤ. NapĜíklad Murray a Buttle (in Varhola et al., 2010) zkoumali snČhovou pokrývku na svazích se severní a jižní expozicí na otevĜené ploše a v javorovém porostu. Byl zjištČn vČtší úbytek vodní hodnoty snČhu na svahu s jižní expozicí v javorovém porostu než na severnČ orientovaném svahu na otevĜené ploše, z þehož lze vyvodit, že má vČtší vliv expozice na vodní hodnotu snČhu než lesní porost. Zjevným vlivem jižní expozice je rychlejší odtávání snČhové pokrývky oproti svahĤm se severní expozicí, svahy s východní a západní expozicí budou ovlivnČny oproti jižním 14
svahĤm o nČco ménČ. NicménČ nČkteré studie ukazují, že svahy se západní expozicí odtávají o nČco rychleji než svahy s východní expozicí a v pĜípadČ pasek na východních svazích dochází k odtávání ještČ pomaleji (Anderson et al., 1958, Varhola et al., 2010). To potvrzuje i další studie ze Švýcarska. V rámci ní byla zkoumána plocha pokrytá snČhovou pokrývkou prostĜedky DPZ ve tĜech povodích o rozloze 1515 – 3371 km2). Výsledky hovoĜí o tom, že nejmenší pokrytí zemského povrchu snČhovou pokrývkou vykazují svahy s jihozápadní expozicí, následované svahy s jižní a západní expozicí. Svahy s jihovýchodní expozicí mČly dokonce nepatrnČ vyšší pokrytí snČhovou pokrývkou než svahy se severozápadní orientací. Nejvyšší hodnoty pokrytí byly pozorovány dle pĜedpokladu na svazích se severní a severovýchodní expozicí (Ehrler et al., 1997). 2.2.3 Vegetaþní pokryv Vegetaþní pokryv výrazným zpĤsobem ovlivĖuje formování snČhové pokrývky a v þeských podmínkách se jeví jako velmi výrazný faktor (Kocum et al., 2009, Jelínek, 2008, Pevná, 2012). KromČ snižování rychlosti vČtru a s tím spojeného snížení schopnosti vČtru unášet snČhové þástice je vegetace pĜíþinou intercepce, která je nejpatrnČjší v lesních porostech. Je potĜeba rozlišovat intercepci okamžitou a intercepci celkovou, která je vždy nižší, neboĢ þást srážek zachycených bČhem srážkové epizody okamžitou intercepcí nakonec spadne na zemský povrch, a to buć v kapalném, nebo v pevném skupenství (Hríbik a Škvarenina, 2006, Podzimek, 2011). PĜi snČžení na zalesnČné plochy dochází ještČ pĜed dosažením snČhovými þásticemi zemského povrchu k interakci s kanopami stromĤ. ýást snČhových þástic je zde zachycena, dochází k akumulaci snČhu, který se v této chvíli nezúþastní formování snČhové pokrývky na zemském povrchu. Sníh akumulovaný na stromových kanopách podléhá dalším vlivĤm. Sníh zde uložený mĤže napĜíklad s þasovým zpoždČním spadávat na zemský povrch, a to buć ve formČ ledových krystalkĤ v pĜípadČ chladného a vČtrného poþasí, nebo ve formČ velkých mas snČhu, které sjíždČjí z korun stromĤ pĜi oblevČ nebo v dĤsledku ohybu vČtví pĜi pĜílišné hmotnosti akumulovaného snČhu (DeWalle a Rango, 2008). RovnČž mĤže docházet k odkapávání tavné vody na snČhovou pokrývku, pĜípadnČ steþení tavné vody po kmeni stromĤ (Kantor et al., 2007). Objem vody spadlý tímto zpĤsobem na snČhovou pokrývku je však minoritní (Brooks et al., Johnson in DeWalle a Rango, 2008). Objem snČhu pĜed spadnutím z kanop stromĤ na snČhovou pokrývku mĤže být zmenšen sublimací þi odpaĜováním nebo mĤže být dále redistribuován vČtrem. Tento úbytek je souhrnnČ nazýván intercepþní ztráta. Její velikost je závislá na typu a hustotČ vegetace a na meteorologických podmínkách bČhem a po snČžení. RovnČž je ztráta závislá i na dobČ, po kterou je sníh zachycen na vegetaci, než dojde k jeho spadnutí na snČhovou pokrývku. Doba je závislá hlavnČ na rychlosti vČtru, pĜísunu sluneþního záĜení a teplotČ vzduchu (DeWalle a Rango, 2008). Výzkumy ukazují, že se tato ztráta intercepcí zadrženého snČhu pohybuje v rozmezí 10 % u listnatých opadavých lesĤ až po 45 % u neopadavých stromĤ (Lundberg a Halldin, Essery a Pomeroy in DeWalle a Rango, 2008). Avšak Satterlund a Haupt (in DeWalle 15
a Rango, 2008) pĜi svých experimentech na osamocených jehliþnatých stromech v humidních oblastech poukazují na fakt, že 80 % vodní hodnoty snČhu pĤvodnČ usazené na korunách stromĤ pozdČji spadlo na snČhovou pokrývku, a to buć v pevném þi kapalném skupenství. V další studii byla analyzována sublimace z korun stromĤ bČhem celé zimní sezóny, která se pohybovala zhruba kolem 100 mm pĜi sezónní sumČ srážek kolem 700 mm, tedy asi 14 % z celkového srážkového úhrnu (Storck et al., 2002), k podobným výsledkĤm dospČl Kantor et al. (2007), který zjistil ztrátu z intercepovaného snČhu v korunách smrkĤ v Orlických horách 141,3 mm, tedy 11,8 % ze zimních srážek, tedy ĜádovČ dvojnásobek co z bukového porostu a pomČrnČ podobnČ i Gelfan et al. (2004), který s ruské tajze u Petrohradu zjistil prĤmČrné sublimaþní ztráty z intercepovaného snČhu 39 mm, což þinilo zhruba 21 % ze zimních srážek, což je velmi podobné výsledkĤm Pomeroye (in Gelfan et al., 2004). Sublimace z intercepovaného snČhu v aridních oblastech bude nepochybnČ mnohem vyšší a mĤže þinit i více než 30 % (Montesi et al., in Molotch, 2007), pĜípadnČ až 40 % z celkového množství zimních srážek (Lundberg et al. in ěezníþková, 2012). ObecnČ lze však Ĝíci, že ztráty zpĤsobené sublimací jsou vyšší na kanopách stromĤ než na zemském povrchu pod nimi (Cline, 1999), což potvrzuje Molotch et al. (2007), který ve studii provedené v subalpínských lesích v severoamerických Rocky Mountains zjistil prĤmČrnou denní sublimaci ze snČhu zachyceného v korunách stromĤ 0,71 mm, kdežto sublimaci ze snČhové pokrývky pozoroval jen v hodnotČ 0,41 mm za den. Množství snČhu zachycené intercepcí je závislé na mnoha faktorech, jako napĜíklad pĜítomností otevĜených ploch v blízkém okolí (Cline, 1999) a zvláštČ pak na druhových specifikách vegetaþního pokryvu. KonkrétnČ je to pĜítomnost listí þi jehliþí (stromy opadavé þi neopadavé), charakter jehlic þi listí, úhel vČtví stromĤ a jejich flexibilita þi tvar koruny stromĤ, vČk a hustota porostu, výchovné zásahy v hospodáĜských lesích a také fenologická fáze, hlavnČ u listnatých stromĤ (Hríbik a Škvarenina, 2007b). Zelený (1975) píše, že jehliþnatý víceletý les zadržuje vČtší množství srážek než les listnatý stejného stáĜí. To potvrzuje i Kantor et al. (2007), i když v pĜípadČ této studie v Orlických horách byly rozdíly minimální a byly zpĤsobeny zimou velmi bohatou na srážky, díky nimž došlo k poškození korun smrkĤ, buky zĤstaly témČĜ nepoškozeny a to hlavnČ díky nižší intercepci. PĜítomnost jehliþí v zimním období totiž u neopadavých stromĤ oproti opadavým listnatým stromĤm zvČtšuje plochu kanop stromĤ a tím pádem mĤže být množství zde akumulovaného snČhu podstatnČ vyšší než u v zimním období holých listnatých stromĤ, i když i zde se mĤže jednat o významné množství (obr. 4). Délka jehliþí, poþet jehliþek ve svazku a jejich orientace mají na množství intercepovaného snČhu malý vliv. Flexibilita vČtví ovlivĖuje spad zadrženého snČhu na snČhovou pokrývku, se vzrĤstající teplotou se flexibilita zvČtšuje a tak kanopy stromĤ pĜi teplotách kolem bodu mrazu nesou menší množství snČhu (Schmidt a Pomeroy, 1990).
16
Obr. 4 - Intercepovaný sníh na neopadavém jehliþnatém stromČ (smrku) a opadavém buku (foto: autor, Hríbik a Škvarenina (2007))
RovnČž i meteorologické podmínky bČhem snČžení ovlivĖují množství zadrženého snČhu. NapĜíklad teploty blízko bodu mrazu zvyšují soudržnost snČhových þástic a za úþinku vČtru mĤže dojít k výraznému pĜilnutí snČhu na kanopy stromĤ. PĜi snČžení za nízkých teplot se pĜilnavost snČhových þástic zmenšuje a za pĤsobení vČtru mĤže dojít k uvolnČní i již intercepovaného snČhu. PĜi dešĢových srážkách na již uložený sníh dochází k jeho zadržení, nicménČ pĜi vČtším množství dochází ke zvČtšování hmotnosti intercepovaného snČhu, jeho natávání a pádu na snČhovou pokrývku (DeWalle a Rango, 2008). Schmidt a Gluns (in DeWalle a Rango, 2008) vytvoĜili vzorec pro spoþítání maximální kapacity snČhu, kterou jsou schopny kanopy snČhu nést: Sm = Sb * (LAI)*(0,27 + 46/ȡs), kde: Sm je maximální kapacita snČhu uložená na kanopČ v [mm]; Sb je maximální skladnost na vČtvích (6,6 mm pro borovici, 5,9 mm pro smrk); (LAI) je index plochy listĤ, bezrozmČrný; ȡs je hustota þerstvého snČhu [kg.m-3]. Vzorec byl však vytvoĜen pro kanadské lesní porosty, kde jsou dešĢové srážky a tání bČhem zimního období vyjímeþné. V další studii byl analyzován vliv korun stromĤ douglaské jedle (8 a 11 m vysoké) na vodní ekvivalent intercepovaného snČhu. Ukázalo se, že bČhem epizod snČžení s celkovým úhrnem srážek do 50 mm se v korunách tohoto jehliþnatého stromu usadí sníh o vodní hodnotČ zhruba 60 % snČhových srážek spadlých na nezastínČnou plochu. Tento trend je velmi tČsný a lineární a platí tedy i pro srážkové epizody s nízkým celkovým úhrnem do 10 mm. Vliv vČtru do rychlosti zhruba 3 m.s-1 se pod korunami stromĤ neprojevil. PĜi vyšších rychlostech a nízkých teplotách vzduchu (pod -5°C) dochází k procentuálnímu snížení intercepovaného snČhu vĤþi srážkovému úhrnu, avšak pokud dojde jen k pĜechodnému zvýšení rychlosti vČtru a snížení teploty vzduchu v prĤbČhu srážkové epizody, na jejím konci je míra intercepovaného snČhu velmi podobná, jako by k této zmČnČ teploty vzduchu a rychlosti vČtru nedošlo (Storck et al., 2002). Toto potvrzuje i další studie (Hedstrom a Pomeroy in Molotch et al., 2007).
17
ObČcnČ lze Ĝíci, že v hustším lese bývá mocnost snČhové pokrývky nižší než v lese Ĝídkém (Mindáš a Škvarenina, 2010, Ferda a Hladný et al., 1971), a mocnost snČhové pokrývky témČĜ lineárnČ klesá s plochou listĤ (Jones et al., in Beitlerová, 2012). NČkteré studie ukazují, že vliv hustoty vegetace na výšku snČhové pokrývky je výrazný v níže položených bodech na svazích orientovaných na jih, v pĜípadČ svahĤ se severní expozicí þi ve vyšší nadmoĜské výšce vliv zastínČní korunami stromĤ klesá, þi až mizí (D’Eon, 2004). V pĜípadČ malých otevĜených ploch v lesním prostĜedí (tzv. porostových oknech) mnoho studií hovoĜí o nejvČtších snČhových akumulacích v dĤsledku ochrany pĜed vČtrem, sublimací, sluneþním záĜením (podobnČ jako uvnitĜ lesních porostĤ), avšak v tomto pĜípadČ snČhové akumulace nejsou snižovány intercepcí (DeWalle a Rango, 2008, López-Moreno a Latron in ěezníþková, 2012). NejvČtší zásoby snČhu jsou pozorovány na mýtinách se šíĜkou dvakrát až tĜikrát (pĜípadnČ až pČtkrát) vČtší, než je prĤmČrná výška pĜilehlých stromĤ (Golding in DeWalle a Rango, 2008, Swanson in Gelfan, 2004). Na plochách nezastínČných korunami stromĤ pĜed snČhovými srážkami mĤže být o 30-40 % vyšší (Kocum et al., 2009). Toews a Gluns (in Beitlerová, 2012) zmiĖují zhruba o 37 % vČtší akumulaci snČhu než v jehliþnatém lese, Golding a Swanson (in Beitlerová, 2012) zmiĖují hodnoty 20-45 %. Výsledky výzkumu Kuz´mina (in Gelfan et al., 2004) ukazují na malých otevĜených plochách v lese o 5-35 % vČtší vodní hodnotu snČhu než v borovém lese a o 10-60 % vČtší SWE než v lese smrkovém a vodní hodnota zde byla velmi podobná hodnotám v listnatém lese. Navíc dodává, že na velkých otevĜených plochách (rozmČr vČtší než dvanáctinásobek výšky pĜilehlého porostu) je vodní hodnota naopak o 15-20 % nižší než na malých otevĜených plochách v lesním porostu. PĜípadnČ naopak bývá vodního hodnota snČhu v lesním porostu nižší až o 35 % (Pobedinskij a Kreþmer, 1984), prĤmČrnČ kolem 20 % (Hríbik a Škvarenina, 2006) než na nezalesnČných plochách (obr. 5 a 6), autor ve své bakaláĜské práci uvádí hodnoty dokonce až 20-60 %, v pĜípadČ zim s nízkým úhrnem snČhových srážek mĤže být tento rozdíl i výraznČjší (Fliegl, 2009). SouhrnnČ lze Ĝíci, že vegetace svou intercepcí snižuje vodní hodnotu snČhu akumulovaného pod korunami stromĤ. NicménČ existuje výjimka, kdy naopak vegetaþní intercepce zvyšuje vodní hodnotu snČhu uloženého v lesních ekosystémech, a tou je intercepce pevných horizontálních srážek ve formČ námrazy, která mĤže napĜíklad ve smrkovém vegetaþním stupni nadlepšovat hydrické pomČry lesních ekosystémĤ (Hríbik a Škvarenina, 2006). Dalším z vlivĤ vegetace na snČhovou pokrývku je mikroklima pod kanopami vegetace, která snižuje intenzitu tání oproti bezlesí díky menší úþinnosti teploty vzduchu na tání snČhu, vylouþením odvátí snČhu a celkovČ pomalejší metamorfózou snČhu. BČhem urþitých období tak mĤže docházet k tomu, že les má vČtší zásobu vody oproti volnému terénu (Zelený, 1975, PobĜíslová a Kulasová, 2000). Toto potvrzují i další výzkumy, pĜi nichž došlo na jaĜe k odtátí snČhu na vČtších otevĜených plochách podstatnČ rychleji, než v lesním porostu (Podzimek, 2011, Pevná, 2012). Rychlost tání v jarním období se napĜíklad ve slovenském pohoĜí PoĐana v rĤzné vegetaci pohybuje v následujících hodnotách: otevĜená plocha 13,6-17,1 mm/den, 18
bukový les 14,8-19,6 mm/den a smrkový les 3,9-6,8 mm/den. Tento jev potvrzuje i Kantor et al. (2007), který pozoroval rychlost úbytku vodní hodnoty snČhu v bukovém lese až na hodnotách 40 mm za den, zatímco ve smrkovém porostu jen do 20 mm za den. Tyto absolutní hodnoty nejsou zcela vypovídající, ale dávají nám relativnČ dobrou pĜedstavu o relativním rozdílu v rychlosti tání v jednotlivých pĜírodních prostĜedích. Vysoké hodnoty u bukového lesa jsou zapĜíþinČny nízkou redukcí pĜíchozího sluneþního záĜení a naopak nízkou intenzitou vyzaĜování dlouhovlnného záĜení, zejména v noci. Dochází tak k vytvoĜení teplého jarního mikroklimatu (mikroklima jarních heliofytĤ) (Hríbik a Škvarenina, 2007a). Podobný trend zachytil i Gelfan et al. (2004), který vypozoroval bČhem jarního tání rychlost tání 9,1 mm/den na otevĜených plochách a 6,1 mm/den v lesním porostu smrku s borovicí, což je zhruba o tĜetinu menší rychlost.
Obr. 5 - Vývoj snČhové pokrývky v prĤbČhu zimní sezóny 1986-87 v rĤzných lokalitách vegetace (zdroj: PobĜíslová a Kulasová (2000))
19
Obr. 6 - Vývoj vodní hodnoty snČhu v prĤbČhu tĜí zimních sezón v rĤzných typech vegetace v pohoĜí PoĐana (zdroj: Hríbik a Škvarenina (2007))
Obr. 7 - Vážené prĤmČry vodní hodnoty snČhové pokrývky v povodí Ĝeky Huþava (pohoĜí PoĐana) v letech 2004 – 2007 pro bezlesé plochy, lesní plochy a celé povodí (zdroj: Hríbik et al. (2008))
Pod korunami stromĤ tedy dochází k odtávání snČhu s menší intenzitou než na otevĜených plochách, a to v dĤsledku menší intenzity výmČny vzduchu s pĜevážnČ teplejším okolím a ztráty radiaþní energie v korunách stromĤ (i když mají lesní porosty menší albedo než bezlesé plochy). MĤžeme zde pozorovat rovnČž menší intenzitu výmČny tepla mezi lesem a volným ovzduším v dĤsledku oslabení proudČní vzduchu (Hríbik a Škvarenina, 2006, Hríbik et al., 2008). RovnČž dochází k pozdČjšímu nástupu tání snČhové pokrývky, a to až o dva týdny (ěezníþková, 2012). Les si tak zachovává mikroklima chladnČjší a rovnČž vlhþí než je teplota okolního vzduchu. Míra ovlivnČní klimatu je dána opČt hlavnČ rozliþnými charakteristikami lesa, kdy jehliþnany mají vliv na rozdíl lesního mikroklimatu oproti okolí vČtší. 20
NČkteré studie však výskyt vyšší hodní hodnoty snČhu v lese než na otevĜených plochách na konci zimní sezóny nepotvrzují. Taufmannová a Jeníþek (2010) však podotýkají, že mČĜení v termínech na úplném konci zimy mĤže být zatíženo významnČjší chybou, a to v dĤsledku velkého rozpČtí hodnot. NicménČ i zde mĤžeme pozorovat prĤbČžný pokles rozdílu vodní hodnoty snČhu mezi lesem a otevĜenou plochou v prĤbČhu jara (obr. 8).
Obr. 8 - Vodní hodnota snČhu (SWE) v lese a na otevĜených plochách v zimČ 2009/2010 v povodích horní BystĜice a Zlatého potoka, Krušné hory (zdroj: Jeníþek a Taufmannová (2010))
Vliv lesa na intenzitu odtávání snČhu je vČtší na jih obrácených svazích než na svazích severnČ orientovaných (Kreþmer, 1969). Rychlost odtávání snČhu se zvyšuje se snižující se hustotou korun stromĤ a zmenšující se ochranou pĜed vČtrem. Gary (1974) však pozoroval zvýšenou intenzitu odtávání na lesních mýtinách (se šíĜkou podobnou prĤmČrné výšce pĜilehlého lesa) pĜi okrajích lesa, které neposkytují ochranu pĜed sluneþním záĜením. Naopak zastínČné okraje mýtiny vykazovaly relativnČ velké zásoby snČhu i v pozdním jarním období, i když k úplnému roztátí snČhové pokrývky došlo v tomto pĜípadČ zhruba ve stejné dobČ jako v pĜilehlém lese. Stejný autor však pozoroval na území nechránČném pĜed sluneþním záĜením o 87 % vČtší objem ztrát zpĤsobených sublimací þi výparem než v pĜípadČ zastínČného okraje lesní mýtiny. Avšak obzvlášĢ velký vliv má vegetaþní pokryv v pĜípadČ krátkovlnného pĜímého záĜení, kdy napĜíklad na snČhovou pokrývku v hustých jehliþnatých lesích dopadá pouze zhruba 10 % radiaþní energie. V pĜípadČ listnatých lesĤ, které jsou bČhem zimní sezóny bezlisté, se prostupnost sluneþního záĜení pohybuje kolem 50 %. Míra ovlivnČní vegetaþním krytem je rovnČž ovlivnČna i zenitovým úhlem slunce (s jeho rĤstem množství propuštČné energie klesá), a také výškou stromĤ. Naproti tomu míra ovlivnČní u rozptýlené sluneþní energie vegetaþním pokryvem je relativnČ nízká. Navíc mĤže nastat v lesních porostech vícenásobný odraz záĜení, kdy se radiace odražená od snČhové pokrývky odráží zpČt na snČhový povrch od korun stromĤ (DeWalle a Rango, 2008). Les má však rovnČž významný vliv na dlouhovlnné sluneþní záĜení, kdy roste množství pĜijaté energie, a to díky tomu, že koruny stromĤ jsou velmi dobrým absorbérem dlouhovlnné radiace, kterou následnČ vyzaĜují do svého okolí a mimo jiné na snČhovou pokrývku. To má za 21
následek výrazné snížení záporné dlouhovlnné bilance pĜi jarním tání snČhové pokrývky. V dĤsledku se i celková radiaþní bilance ploch krytých vegetaþním krytem (která je zpravidla na otevĜených prostorách bČhem jarního tání, kdy je teplota snČhu 0°C, výraznČ záporná) blíží nule, obzvlášĢ v hustých jehliþnatých lesích (DeWalle a Rango, 2008). Jak již bylo Ĝeþeno, lesní porost má také vliv na rychlost vČtru. Rychlosti vČtru pod korunami stromĤ jsou vČtšinou pomČrnČ nízké (<1 m.s-1), avšak rozpČtí vlivu lesního porostu je vysoké, jak dokazuje tabulka 2. ObecnČ však lze Ĝíci, že se vzrĤstající rychlostí vČtru vliv klesá a že jehliþnaté porosty snižují rychlost vČtru více, i když je u nich vČtší rozptyl namČĜených hodnot (Rauner, 1976). Na návČtrných stranách bývá také na okraji lesa více snČhu, který sem byl pĜinesen vČtrem (Hrušková, 2006, Cline, 1999, ěezníþková, 2012). Tab. 2 - Koeficient rychlosti vČtru v lesním porostu v závislosti na typu vegetace Koeficient rychlosti vČtru 0,4 0,9 0,51 0,77 0 - 0,22* 0,12 - 0,51 0,8 0,8 0 - 0,06* 0,76
Typ lesního porostu dubový les Javor mono opadavý listnatý les opadavý listnatý les Topol osikovitý jehliþnatý les Kryptoméria japonská Jedle sachalinská Smrk þerný stálezelený jehliþnatý les
Zdroj Parrot, 1974 Ishii a Fukushima, 1994 Hashimoto et al., 1994 Hashimoto et al., 1994 Hardy et al., 1997 Kittredge, 1948 Ishii a Fukushima, 1994 Ishii a Fukushima, 1994 Hardy et al., 1997 Hashimoto et al., 1994
pozn.: * platí pro neovlivnČné rychlosti vČtru do 5 m/s
Zdroj: DeWalle a Rango (2008), upraveno
Dalším z vlivĤ vegetaþního pokryvu je ovlivĖování teploty vzduchu a rovnČž i jeho vlhkosti. ZjednodušenČ lze Ĝíci, že vegetaþní kryt snižuje maximální denní teploty, a to v dĤsledku zastínČní snČhové pokrývky pod korunami stromĤ od sluneþního záĜení, a naopak zvyšuje nejnižší denní teploty v dĤsledku vČtšího pĜíjmu dlouhovlnného záĜení z korun stromĤ. V pĜípadČ maximálních denních teplot je vliv jehliþnatého lesa zhruba 0,5-1,5°C (Kittredge, 1948), ale zanedbatelný v pĜípadČ opadavého lesa listnatého (Peters, 1980). Stejný autor stanovil hodnoty u opadavého listnatého lesa na -0,9°C a +0,6°C u denních maxim, resp. minim. ZmČna relativní vlhkosti zapĜíþinČná vegetaþním krytem je zpĤsobena vČtšinovČ zmČnou teploty vzduchu, zatímco rozdíl mezi tlakem vodních par oproti vzduchu na otevĜených plochách bývá maximálnČ 50 Pa (DeWalle a Rango, 2008), (Fliegl, 2009). 2.2.4 Ostatní faktory Výše uvedené faktory spolu s dalšími ovlivĖují charakteristiky snČhové pokrývky, a to každý rĤznou mírou, která je odlišná region od regionu, místo od místa. Tyto další faktory jsou napĜíklad: srážky, teplota a vlhkost vzduchu, morfologie reliéfu, solární radiace, vítr þi
22
sublimace. Pro potĜeby této práce byla zpracována rešerše pouze pro faktory: nadmoĜská výška, expozice, vegetace; pĜehled o dalších výše uvedených faktorech komplexnČ podává bakaláĜská práce autora (Fliegl, 2009), ale i mnoho dalších prací vzniklých nejen na KatedĜe Fyzické geografie a geoekologie PĜF UK, ale i na jiných pracovištích, které se ve stĜední EvropČ problematice hydrologie snČhu vČnují (Jelínek, 2008, Kubíþek, 2006, Pevná, 2012).
2.3 Míra ovlivnČní snČhové pokrývky jednotlivými faktory z regionálního hlediska Hlavním cílem této kapitoly je upozornit na míru ovlivnČní snČhové pokrývky jednotlivými faktory v podmínkách stĜední Evropy, konkrétnČ pak Šumavy. VČtšina z výše uvedených þinitelĤ jsou pĜitom aktivní i v našich podmínkách. Tato þást práce pĜedstavuje jakési shrnutí pĜedchozí kapitoly ve smyslu zhodnocení intenzity ovlivnČní snČhových pomČrĤ fyzicko-geografickými þiniteli ve stĜedoevropském a hlavnČ šumavském kontextu, pĜiþemž zmínČny jsou hlavnČ klíþové faktory, které jsou pĜedmČtem této práce. OvlivnČní snČhových pomČrĤ vegetaþní pokryvem je znaþné a rozmanité. Je to dáno relativnČ velkou plochou lesních porostĤ (obzvlášĢ v zájmovém území), její rĤznorodostí a pestrostí i na malé ploše. Vyskytují se zde jak neopadavé jehliþnaté kultury, tak i listnaté, bČhem zimy bezlisté dĜeviny rĤzného vzrĤstu a stupnČ zápoje korun. Také zde mĤžeme pozorovat zakrslé dĜeviny nízkého vzrĤstu (borovice blatka a kleþ, bĜíza trpasliþí). Nejvyšší pásmo s absencí pĜítomnosti dĜevin se na ŠumavČ nevyskytuje. Všechny tyto vegetaþní rozmanitosti výraznČ determinují snČhovou pokrývku, což ukazuje napĜíklad výzkum Hríbika a Škvareniny (2007b), v rámci nČhož byly porovnávány vodní hodnoty snČhu na KraĐovej Holi a to jak nad horní hranicí lesa, tak i v pásmu horských lesĤ (viz kap. 2.2.3). Také vegetaþní kryt zvyšuje variabilitu výšky i vodní hodnoty snČhu oproti bezlesí (Hríbik a Škvarenina, 2006). Vegetaþní kryt ovlivĖuje snČhovou pokrývku hlavnČ svojí intercepcí, díky níž se þást snČhových srážek zachytává v korunách stromĤ, kde je pod vyšším vlivem sublimace a jiného úbytku (Cline, 1999, Molotch et al., 2007), díky nČmuž þást takto zachycených srážek nikdy nedospČje k zemskému povrchu a není tak þinná v hydrologickém cyklu. Velikost sublimaþní ztráty je závislá na mnoha meteorologických faktorech a je možno Ĝíci, že v podmínkách Šumavy bude její vliv prĤmČrný. Teploty vzduchu jsou sice pomČrnČ vyšší než v arktických oblastech, ale naopak pĜechodný typ klimatu s þastými oceánskými epizodami s þastými silnČjšími vČtry naopak intenzitu sublimace snižují (DeWalle a Rango, 2008). Vždy však záleží na konkrétním charakteru dané zimy. NapĜíklad Kantor et al. (2007) dospČl bČhem zimy velmi bohaté na srážky k zjištČní ztráty z intercepovaného snČhu v korunách smrkĤ v Orlických horách 141,3 mm, tedy 11,8 % ze zimních srážek, což byl zhruba dvojnásobek co z bukového porostu. Jelikož jehliþnatý les zadržuje ve svých korunách vČtší množství snČhu než les listnatý (Zelený, 1975, Kantor et al., 2007), je v pĜípadČ Šumavy efekt intercepce spíše vČtší, jelikož v pĜevážné þásti šumavských lesĤ dominuje jehliþnatý smrk. V rámci Šumavy je plocha otevĜených prostranství relativnČ malá, rychlost tání snČhu bývá tedy zpravidla pomČrnČ nižší 23
a to díky menší intenzitČ výmČny vzduchu s pĜevážnČ teplejším okolím a ztrátČ radiaþní energie v korunách stromĤ. MĤžeme zde pozorovat rovnČž menší intenzitu výmČny tepla mezi lesem a volným ovzduším v dĤsledku oslabení proudČní vzduchu (Hríbik a Škvarenina, 2006, Hríbik et al., 2008). NadmoĜská výška velmi významným zpĤsobem ovlivĖuje, i když nepĜímo, snČhovou pokrývku v našich podmínkách. Díky pĜítomnosti sudetských pohoĜí na našem území zde mĤžeme v zimním období pozorovat výrazné akumulace snČhu na povrchu zemČ, kdy v prĤbČhu zimy snČhová pokrývka neroztává (jak se tomu dČje v nižších polohách þeského vnitrozemí). Výška snČhu tedy zákonitČ s nadmoĜskou výškou roste (Hríbik a Škvarenina, 2006). NadmoĜská výška ovlivĖuje jak teploty vzduchu, tak množství srážek, pokrytí oblaþností, vegetaþní pokryv, rychlost vČtru a další veliþiny. I pĜes relativnČ malé výškové rozdíly v rámci ýeska (rozdíl extrémních výšek je menší než 1500 m) mĤžeme pozorovat velmi výraznou variabilitu podmínek, které se dále podepisují na charakteru snČhové pokrývky, její kvalitČ, kvantitČ, trvání, apod. Jedním z významných vlivĤ nadmoĜské výšky je její vliv na srážkové úhrny. NapĜíklad Bratránek (in Nosek, 1972) udává pro povodí Labe, Odry a Moravy roþní srážkový gradient 69 mm/100 m, Gregor (in Hrádek a KuĜík, 2002) pro oblasti nad 650 m n. m. 67 mm/100 m. Hrádek a KuĜík (2002) stanovili gradient pro horské oblasti ýR zhruba na 60-100 mm/100 m, pĜiþemž gradient s nadmoĜskou výškou roste. Je však tĜeba brát v potaz, že uvedené srážkové gradienty pro ýR pravdČpodobnČ neplatí pro závČtrnou (þeskou) stranu Šumavy. V pĜípadČ hĜebenových poloh Šumavy byl zjištČn gradient vodní hodnoty snČhu s nadmoĜskou výškou až 80 mm / 100 m výšky (Fliegl, 2009, Jelínek et al., 2011). Vodní hodnota snČhu není sice ovlivĖována pouze srážkovými úhrny, ale i pĜesto poskytuje pomČrnČ dobrý pĜehled o nárĤstu srážek s nadmoĜskou výškou, který bude tedy pravdČpodobnČ vyšší než výše prezentované hodnoty. Dalším výrazným vlivem je vliv na vegetaþní pokryv, který poté pĜímo ovlivĖuje charakteristiky snČhové pokrývky. S rostoucí nadmoĜskou výškou se mČní jeho druhová skladba a rovnČž tak další charakteristiky vegetace. V pĜípadČ Šumavy mĤžeme rozlišovat nČkolik vegetaþních stupĖĤ, v rámci nichž mĤžeme pozorovat úbytek podílu listnatých dĜevin a nárĤst podílu jehliþnanĤ, které v nejvyšších polohách pĜecházejí do polootevĜeného vegetaþního zápoje, rovnČž se také snižuje jejich výška. Také bylinné a keĜové patro bývá ve vyšších polohách chudší (Culek, 2005). V souþasné dobČ jsou hĜebenové polohy Šumavy a jejich smrkový vegetaþní stupeĖ zasažen tzv. kĤrovcovou kalamitou, kdy jsou znaþné plochy lesa výraznČ poškozeny lýkožroutem smrkovým (Faflák, 2010). Les se pak vyznaþuje malým korunovým zápojem anebo svou úplnou absencí. SnČhová pokrývka v tČchto místech je pak pod vyšším vlivem vČtru, solární radiace a jiných fyzicko-geografických faktorĤ. NadmoĜská výška také ovlivĖuje snČhovou pokrývku na ŠumavČ skrze vliv na teplotu vzduchu, která vČtšinou s výškou klesá. Vyjímkou jsou zimní teplotní inverze, které se na ŠumavČ vyskytují pomČrnČ þasto a také mírné deprese v povrchu šumavských plání, v nichž se akumuluje tČžký studený vzduch stékající z okolních vrcholĤ, které tak mohou vykazovat v nČkterých obdobích vyšší teplotu vzduchu. Teplota pak ovlivĖuje skupenství srážek dopadajících na zemský povrch, kdy mezní teplota je prĤmČrnČ kolem +1,67°C. PĜi teplotách
24
vzduchu nad touto teplotou se zpravidla jedná o déšĢ, pĜi teplotách nižších zpravidla snČží. Skupenství srážek je rovnČž ovlivnČno vlhkostí vzduchu (USACE, 1956). NadmoĜská výška rovnČž ovlivĖuje rychlost vČtru, která s jejím rĤstem zpravidla roste. Vítr pĜi nadlimitní rychlosti dokáže transportovat velké objemy snČhu do míst s jeho nižší rychlostí, sníh se zde ukládá. V pĜípadČ Šumavy není jeho vliv rozhodující jako ve vysokohorských a polárních oblastech, nicménČ jeho vliv nelze zcela zanedbat, obzvlášĢ na velkých odlesnČných plochách, které se na ŠumavČ vyskytují aĢ již v hĜebenových partiích (vzniklých vČtrnými þi tzv. kĤrovcovými kalamitami), anebo v nižších polohách kolem lidských sídel þi Ĝek (Vltava, KĜemelná). Expozice svahĤ je rovnČž velmi dĤležitá i v pĜípadČ Šumavy, její vlivy jsou dobĜe patrné i okem laického pozorovatele. Expozice ovlivĖuje charakteristiky snČhové pokrývky hlavnČ skrze zmČny v pĜísunu solární energie. NapĜíklad výzkum Hríbika a Škvareniny (2006) poukazuje na vČtší množství snČhu v severních partiích pohoĜí PoĐana (Slovensko) než na svazích jižnČ exponovaných. Avšak na poþátku zimy toto neplatí v dĤsledku pĜíchodu srážek od jihu a ještČ nedostateþnČ dlouhé doby potĜebné pro projevy vlivĤ expozice. RovnČž Atlas podnebí ýeska (Tolasz et al., 2007) se zmiĖuje o tom, že v našich podmínkách se na jižních svazích vyskytuje stejné množství snČhu jako na svazích se severní expozicí o 300 m výše (Fliegl, 2009). Míra vlivu dalších fyzicko-geografických faktorĤ na snČhovou pokrývku v kontextu Šumavy je široce popsána v bakaláĜské práci autora (Fliegl, 2009) a také v dalších pracích vČnujících se této problematice (Kocum, 2012, Jelínek 2008, Beitlerová 2012).
2.4 Vývoj metodiky monitoringu snČhové pokrývky na ŠumavČ Výzkumu kvantitativních i kvalitativních charakteristik snČhové pokrývky se již dlouhou dobu vČnuje ýeský hydrometeorologický ústav (ýHMÚ), a to v rámci své staniþní sítČ zpravidla jednou týdnČ. UmístČní tČchto stanic však není reprezentativní co se týþe polohy vĤþi hlavnímu šumavskému hĜebeni, množství srážek zde bývá obecnČ podhodnoceno (Jelínek, 2008, Mašková et al., in Albrecht et al., 2003). Jedním z prvních mČĜení a vyhodnocení výskytu a prostorové variability charakteristik snČhové pokrývky na ŠumavČ bylo provádČno v zimních obdobích 1959 a 1960, pĜi nichž bylo zjištČno, že mČĜení charakteristik snČhové pokrývky v jednom bodČ nemĤže poskytnout vČrohodné údaje o vodní hodnotČ akumulované ve snČhu v pĜíslušném období. Za úþelem provČĜení možnosti zjišĢování zásob vody ve snČhu byly v zalesnČném terénu provedeny pokusné snČhomČrné snímky v povodí Hamerského potoka podle zkušeností sovČtské hydrometeorologické služby. Ty byly v zalesnČném terénu provádČny na þtvercové ploše 100 x 100 metrĤ. Výška snČhu byla mČĜena v kroku jeden metr, vodní hodnota každých 10 m. Charakteristiky snČhu bylo potĜeba zmČĜit v tolika takovýchto þtvercích, kolik existuje v povodí výraznČ lišících se porostĤ. RovnČž byla mČĜena výška snČhové pokrývky na trase v povodí tak, aby odbČry postihly výšková a vegetaþnČ charakteristická místa v povodí.
25
Vzhledem k poþtu odbČrĤ v ploše 100 x 100 m (10 000 mČĜení výšky snČhu a 100 mČĜení vodní hodnoty snČhu!) byla þasová nároþnost takového výzkumu extrémní. Ukázalo se, že pĜi provedení odbČrĤ ve dvou pásech 5 x 50 m v kĜížové poloze jsou výsledky podobnČ kvalitní, jako pĜi použití sovČtské metodiky. Pro zpĜesnČní odhadu zásob vody akumulované v povodí nad plánovanou vodní nádrží pro pitnou vodu pro plzeĖskou aglomeraci Otava-Rejštejn bylo na základČ tČchto zkušeností navrženo provést jeden snČhomČrný snímek v období nejvČtší akumulace snČhu a také povodí osadit alespoĖ tĜemi automatickými snČhomČrnými hlásnými stanicemi situovanými s ohledem na výškovou polohu povodí a typické druhy vegetace v nČm se nacházející (Ferda a Hladný et al., 1971). Další z mČĜení a vyhodnocení výskytu a prostorové variability charakteristik snČhové pokrývky na ŠumavČ bylo provádČno v povodí vodní nádrže Nýrsko se snahou získání dat o množství vody v povodí, která bude k dispozici pro tuto nádrž na pitnou vodu pro plzeĖskou aglomeraci, a to pomocí detailních terénních mČĜení pomocí traĢových snímkĤ. Bylo také snahou optimalizovat množství takových snímkĤ pĜi zachování dostateþné pĜesnosti získaných informací (Barták, 1995). Dále výzkum prostorové variability a charakteristik snČhové pokrývky zapoþal na KatedĜe fyzické geografie a geoekologie v zimní sezónČ 2006/2007, a to v malých experimentálních povodích v nejvyšších hĜebenových partiích Šumavy bez relevantního pokrytí stanicemi, a to konkrétnČ v povodí Rokytky, ýerného a Ptaþího potoka s rozlohou pouze nČkolika málo km2. Bylo využito expediþního mČĜení s cílem co nejpĜesnČji analyzovat množství vody uložené ve snČhové pokrývce v daných povodích nad závČrovým profilem s osazeným hladinomČrem. Expediþní mČĜení probíhalo v kroku zhruba 200 metrĤ, takto byly charakteristiky snČhové pokrývky zmČĜeny v první sezónČ ve 30 bodech, v druhé sezónČ (2007/08) pak v celkem 53 bodech, které byly zvoleny tak, aby co nejlépe charakterizovaly širší okolí. Body byly lokalizovány s pĜesností zhruba ±10 m a byly popsány následující charakteristiky jejich okolí: sklon a expozice terénu a klasifikace vegetaþního pokryvu, a to pouze do tĜí kategorií (les, paseka, otevĜená plocha). Pomocí takto namČĜených charakteristik snČhové pokrývky a následné interpolaci v ploše celého povodí byl získán velmi dobrý odhad množství vody ve snČhu akumulované pro analýzu odtoku z povodí bČhem jarního tání. Takto získaná data však narážela na výrazná omezení, která byla dána hlavnČ þasovou a lidskou a tedy i finanþní nároþností jejich sbČru, jelikož povodí jsou zpravidla nČkolik kilometrĤ vzdálená od sjízdných pozemních komunikací a rychlost pohybu výzkumníkĤ v nároþném terénu se pohybovala kolem 2-2,5 km.h-1. Pro získání dat v jednom termínu a jednom povodí byly tedy potĜeba dvČ dvojice výzkumníkĤ, kterým tato þinnost zabrala zpravidla celý den (Jelínek, 2008). Získaná data však charakterizovala snČhovou pokrývku jen na velmi malé ploše experimentálních povodí a tedy nemohla uspokojivČ charakterizovat celé rozsáhlé území horského pásma Šumavy. Touto metodikou byla sbírána data i v rámci bakaláĜské práce autora (Fliegl, 2009).
26
Obr. 9 - Lokalizace a rozsah mČĜicích bodĤ v povodí Rokytky v sezónČ 2006/07 a 2007/08 (zdroj: Jelínek, 2008)
Proto v sezónČ 2010/2011 probČhla v únoru snČhomČrná kampaĖ i mimo tato experimentální povodí. Snahou bylo pokrýt nejvzdálenČjší místa pramenné oblasti Otavy a ovČĜit, zda vybraná experimentální povodí vhodnČ reprezentují vrcholovou oblast povodí. MČĜení charakteristik snČhové pokrývky probíhalo pro lepší možnost srovnání pouze na otevĜených plochách. V rámci mČĜení bylo ovČĜeno, že vybraná experimentální povodí dostateþnČ reprezentují pramennou oblast Otavy z hlediska pokrytí snČhovou pokrývkou, neboĢ v oblastech mimo tato povodí nebyly zaznamenány výraznČ odlišné charakteristiky (Jelínek et al., 2011). V dalších sezónách byla výše uvedená metodika dále drobnČ upravována, a to prodloužením kroku, s kterým byly odbČry provedeny a také redukcí na pouze jeden mČĜící okruh tak, aby v celém experimentálním povodí bylo provedeno veškeré mČĜení pouze jednou dvojicí výzkumníkĤ. Dále pak byla po zkušenostech zmČnČna metodika na jednotlivých bodech, kdy bylo v jednom bodu zavedeno dvojí mČĜení hustoty snČhu váhovým snČhomČrem a pČtkrát mČĜení prĤmČrné výšky snČhu, a to ve všech typech vegetaþního krytu, které se v okolí daného bodu nacházely (pokud více než jeden). To pĜineslo rychlejší a ménČ nároþný zpĤsob zisku minimálnČ stejnČ tak kvalitních dat, jako ve výše uvedeném pĜípadČ (Beitlerová, 2012).
27
Obr. 10 - Lokalizace a rozsah mČĜicích bodĤ v povodí Ptaþího potoka v sezónČ 2010/11 a 2011/12 (zdroj: Beitlerová, 2012)
I pĜes všechna výše uvedená vylepšení metodiky je mČĜení stále velmi nároþné na lidské i finanþní zdroje a také nebylo možno dostateþnČ kvalitnČ popsat vliv rozliþných fyzicko-geografických faktorĤ na vývoj a hlavnČ tání snČhové pokrývky tak, aby získané znalosti byly využitelné i mimo úzce vymezená území na hlavním šumavském hĜebeni a byly platné i pro širší území. DĤvod je zĜejmý: mČĜení byla optimalizována pro odhad zásob vody v daných experimentálních povodích a umístČní bodĤ nemohlo pokrýt všechny možné variace faktorĤ ovlivĖujících charakteristiky snČhové pokrývky. Z tohoto dĤvodu padl návrh na vytyþení dalších nových experimentálních profilĤ mimo dosud zkoumaná povodí s cílem najít takový profil, v rámci nČhož bude vliv nČkterých fyzicko-geografických faktorĤ potlaþen (anebo jeho vliv bude v profilu zhruba stejný) za cílem snadné analýzy vlivu zbývajícího (zbývajících) faktoru na charakteristiky snČhové pokrývky. Návrh padl v zimČ 2009/10, avšak byl poprvé zrealizován v sezónČ 2011/2012 profilem „Špiþák“ a po zkušenostech upraven a rozšíĜen v sezónČ 2012/2013, viz kapitola 3.10. Výzkumu snČhové pokrývky se také vČnuje Katedra vodního hospodáĜství a environmentálního modelování Fakulty životního prostĜedí ýeské zemČdČlské univerzity v Praze, a to na malém dílþím povodí Ptaþího potoka (obr. 10, vymezeno zhruba body 8-11). Výška snČhové pokrývky je v zimní sezónČ každý týden odeþítána na 12 trvale osazených snČhomČrných latích, pĜi kterých a také na dalších bodech mezi nimi je mČĜena hustota i výška snČhu váhovým snČhomČrem pro interpolaci SWE v celém experimentálním povodí. Dále je pomocí kopaných sond zjišĢována hustota snČhu v jednotlivých vrstvách snČhové pokrývky, konduktivita, pH, TDS a koncentrace iontĤ a atomĤ vybraných alkalických a jiných kovĤ a také iontĤ NO3- a SO4- (Hanková et al., 2008).
28
3
FYZICKO-GEOGRAFICKÁ CHARAKTERISTIKA ZÁJMOVÉHO ÚZEMÍ
Následující kapitola je vČnována komplexní fyzicko-geografické charakteristice zájmového území s dĤrazem na složky nejvíce ovlivĖující zkoumanou problematiku. Charakteristika je významná pro bližší poznání vztahĤ projevujících se pĜi vývoji snČhové pokrývky.
3.1 Vymezení zájmového území Zájmové území se nachází ve stĜední a severozápadní þásti pohoĜí Šumava pĜi pramenný oblastech šumavských tokĤ Vltava, Vydra, KĜemelná, Úhlava a ěezná (Regen). Vltava, Vydra, KĜemelná, Úhlava náleží do povodí Labe (úmoĜí Severního moĜe), ěezná (Regen) náleží do povodí Dunaje (úmoĜí ýerného moĜe). V tČchto povodích byla vybrána pĜíhodná místa pro experimentální profily expediþního mČĜení snČhu vhodné pro analýzu klíþových fyzicko-geografických faktorĤ provedené v této diplomové práci. Zájmové území je pro zjednodušení vymezeno geomorfologickým þlenČním a to až do úrovnČ þástí podokrskĤ. To je umožnČno díky tomu, že profily expediþního mČĜení nejsou vázány na žádná konkrétní povodí a ani nejsou zkoumány ve smyslu srážkovo-odtokovém. PĜehled o geomorfologických jednotkách, které vymezují zájmové území, je znázornČn v tabulce 3 v následující kapitole, celé zájmové území vþetnČ experimentálních profilĤ expediþního mČĜení je znázornČno na obrázku 11.
29
Obr. 11 - Schematická mapa zájmového území a lokalizací experimentálních profilĤ (zdroj: VÚV T.G.Masaryka, upraveno)
3.2 Geomorfologické pomČry Zkoumanou oblast lze z hlediska geomorfologického þlenČní zaĜadit následovnČ: (Balatka a Kalvoda, 2006): systém: Hercynský provincie: ýeská vysoþina podprovincie: Šumavská soustava oblast: Šumavská hornatina celek: Šumava
30
Tab. 3 – Geomorfologické þlenČní zájmového území podcelek Šumavské plánČ
okrsek Kochánovské plánČ
Kvildské plánČ
podokrsek Javorenskovysocký hĜbet ZhĤĜské plánČ Prášilské plánČ Modravské plánČ Roklanské plánČ
þást
Svojšská hornatina Knížecí plánČ
NovosvČtské plánČ Stráženské plánČ
Železnorudská hornatina Královský hvozd Debrnická hornatina Boubínská hornatina Boubínský hĜbet
boubínská
max. výška [m]
min. výška [m]
rozloha 2 [km ]
1090
650
34,36
1065
760
34,95
1310
695
45,73
1260
890
150,68
1375
925
62,24
1187
565
98,75
1146
805
62,07
1133
765
77,42
1343
520
53,8
1336
711
57,08
1362 1375
780 520
28,55 705,63
Zdroj: Balatka a Kalvoda (2006), upraveno
Podcelek Železnorudská hornatina je tvoĜen hĜbety, které vybíhají k severozápadu ze Šumavských plání a sahá až k Nýrsku. Jeho relativní výšková þlenitost je podstatnČ vyšší než v pĜípadČ Šumavských plání. Do zájmového území zasahuje okrsky Debrnická hornatina a Královský hvozd, jejímiž nejvyššími body jsou Debrník (též Plesná) s nadmoĜskou výškou 1336 m a Jezení hora (1343 m). Dalším vrcholem okrsku Debrnická hornatina je Polom (1295 m n. m.), na jehož severovýchodním svahu se nachází malé experimentální povodí PĜF UK ýerný potok. Šumavské plánČ tvoĜí vČtšinu zájmového povodí. Jejich povrch je mírnČ zvlnČný. Jsou tvoĜeny zbytkem starého denudaþního reliéfu (etchplénu), vzniklého v druhohorách, který se dochoval v centrální þásti a kam dosud nepostoupila zpČtná eroze vodních tokĤ (napĜ. Vydry), jejímž podnČtem bylo vyzdvižení podél zlomĤ probíhající díky tlakĤm bČhem alpínského vrásnČní. Definitivní ráz získaly bČhem kvartéru, kdy byla þást území zalednČna horskými ledovci. Holocenního stáĜí je také vČtšina rašelinišĢ, avšak poþátek jejich vzniku lze datovat již do pozdního glaciálu (Dohnal, 1965). Okrsek Kvildské plánČ zaujímá stĜední þást Šumavských plání a je tvoĜen pĜevážnČ dvojslídnými pararulami a migmatizovanými rulami moldanubika s prĤnikem biotitických žul a granodioritĤ. Nad plánČ, rozléhající se ve výškách cca 1000 až 1100 m n. m., vystupují elevace z odolnČjších hornin, reprezentované následujícími vrcholy (v m n. m.): Velká MokrĤvka (1370), Malá MokrĤvka (1330), na jejímž severovýchodním svahu se nachází další experimentální povodí Ptaþího potoka, Poledník (1315) a Plattenhausenriegel (1376)
31
nacházející se nedaleko za státní hranicí se SRN. V þetných mČlkých depresích se nacházejí rašeliništČ. Okrsek Kochánovské plánČ tvoĜí severozápadní þást Šumavských plání v oblasti horní KĜemelné a je tvoĜen hlavnČ dvojslídnými pararulami moldanubika a biotitickými žulami þi granodioritem moldanubického plutonu. Jsou o nČco výškovČ þlenitČjší nežli Kvildské plánČ a nacházejí se zhruba o 200 výškových metrĤ níže. ýetný je zdejší výskyt rašelinišĢ. Nad plánČ vystupuje Vysoký hĜbet (1078 m n. m.), BĜezník (1006 m n. m.) a Javorná (1090 m n. m.). Okrsek Svojšská hornatina se nachází v jižním okolí Rejštejna (nejnižší þást zájmového území, 500 až 600 m n. m.), je silnČ vertikálnČ rozþlenČn hlubokým údolím Otavy. Okrsek je tvoĜen hlavnČ injikovanými rulami moldanubika a biotitickými žulami moldanubického plutonu. Významným vrcholem je HuĢská hora (1187 m n. m.) þi KĜemelná (1125 m n. m.).
Obr. 12 - Výškové pomČry v zájmovém území (zdroj: VÚV T.G.Masaryka, VGHMÚĜ, upraveno)
32
NejvýchodnČjší partie zájmového území je tvoĜen podcelkem Boubínská hornatina, od Šumavských plání je oddČlen údolím KubohuĢského a Arnoštského potoka. Je tvoĜen výraznými hĜbety kolem Boubína (þtvrtý nejvyšší vrchol þeské þásti Šumavy) se strmými až velmi strmými svahy s absolutním výškovým rozdílem 780 m. (Chábera, 1987, Balatka a Kalvoda, 2006). Z obrázku 12 je patrné, že nejvyšších nadmoĜských výšek pĜes 1200 m dosahují polohy pĜi jihozápadní hranici zájmového území (podél státní hranice se SRN), a také na východČ zájmového území, což odpovídá okrskĤm Debrnická hornatina, Kvildské plánČ, Boubínský hĜbet (viz výše). Nejnižší polohy pod 600 m jsou situovány v severovýchodní þásti podokrsku Královský hvozd, dále pak v severovýchodní þásti zájmového území (Svojšská hornatina, kolem 600 m n. m.), dále pak pĜi hranicích Královského hvozdu s Debrnickou hornatinou a na jihovýchodČ zájmového území, poblíž Ĝeky Vltavy. Zde se výška pohybuje kolem 750 m n. m. Na obrázku 13 je znázornČna sklonitost svahĤ v zájmovém území. NejvČtší sklonitosti svahĤ (pĜes 15°) se vyskytují v nejvyšší þásti povodí Otavy, na svazích hlubokých údolí Ĝeky KĜemelné a Vydry (okrsek Svojšská hornatina). Dále významnČ v celém okrsku Královský hvozd a také v Boubínské þásti okrsku Boubínský hĜbet na jihovýchodČ zájmového území. VČtšina zájmového území náleží ke sklonitostní kategorii „silnČ uklonČné svahy“ (5-15°), ale rozšíĜené jsou i rovinatČjší þásti zemského povrchu, a to v nejhoĜejších partiích povodí KĜemelné a Vydry, kolem Borové Lady a Jezerní slatČ, kde se nalézají rozsáhlé plochy se sklonem maximálnČ 5° (roviny, slabČ a mírnČ uklonČné svahy). Zde se nacházejí vhodné lokality pro výskyt horských vrchovišĢ.
33
Obr. 13 - Sklonitostní pomČry v zájmovém území a blízkém okolí (zdroj: http://mapy.nature.cz/, upraveno)
Na obrázku 14 je znázornČna expozice svahĤ v zájmovém území. Z nČj je vidČt, že jsou expozice zastoupeny pomČrnČ vyrovnanČ, ale to nemusí platit v jednotlivých geomorfologických okrscích. NapĜíklad v Královském hvozdu zcela jasnČ pĜevládají východní a severovýchodní expozice, rovnČž tak v Debrnické hornatinČ (s vyjímkou její nejzápadnČjší þásti).
34
Obr. 14 - Expozice v zájmovém území a blízkém okolí (zdroj: http://mapy.nature.cz/, upraveno)
3.3 Geologická stavba Šumava je þástí krystalinika jádra ýeského masivu, a sice šumavskou vČtví moldanubika. Moldanubikum se skládá z rĤznČ intenzivnČ metamorfovaných krystalických bĜidlic a migmatitĤ (jednotvárná série) a rovnČž z tČles hlubinných vyvĜelin, které zde pronikaly v období variské orogeneze. Podle výzkumĤ je stáĜí moldanubika proterozoické, metamorfované horniny mohou být i stáĜí paleozoického. V zájmovém území se vyskytují jak svorové ruly, pararuly, migmatity, tak i žuly. V þásti povrchu se rovnČž vyskytují kvartérní horniny (ve vrchovištích v oblasti tzv. Šumavských plání, okrajovČ pak v nivČ Ĝeky Vltavy). Geomorfologický okrsek je tvoĜen svory, svorovými rulami a pararulami. Ve stĜední þásti území se také nachází menší tČleso dvojslídného svČtlého granodioritu, mezi Srním, Modravou a Rokyteckými slatČmi se nachází masiv složený z biotitické žuly, adamellitu a granodioritu. Stejného složení je i masiv v pramenné oblasti KĜemelné. JihozápadnČ od Srní se rovnČž nachází amfibiolicko-biotitický kĜemenný diorit. V
35
okolí Prášil se nachází menší tČleso granodioritu, v jihovýchodní þásti v oblasti okrsku Knížecí plánČ se nachází biotitický porfyrický stĜednČ zrnitý granodiorit. Na severozápad od Kvildy se nachází menší tČleso z dvojslídného svČtlého granodioritu (Chábera, 1987). Horninové složení v zájmovém území a v blízkém okolí je pĜehlednČ zobrazeno na obrázku 15.
Obr. 15 - Geologická stavba zájmového území a jeho blízkého okolí (zdroj:
, VÚV T.G.Masaryka, upraveno)
3.4 PĤdní pomČry PĤdy jsou dĤležitou složkou v procesu zkoumání hydrologických vlastností povodí mající zásadní vliv na pĜechod povrchového odtoku v odtok podzemní, neboĢ jejich vlastnosti podmiĖují intenzitu vsakování (Netopil in Jelínek, 2006) a také jímavost (retenci) (Šefrna, 2004). Ve sbČrné oblasti Otavy dominují kambizemČ (oligobazické þi dystrické) a rankery spolu s kryptopodzoly a podzoly (Šefrna, 2004), v celém zájmovém území pak výraznČ 36
pĜevládají kambizemní podzoly (Culek, 1995), podle klasifikace TKSP podzoly, konkrétnČ hlavnČ kryptopodzoly modální (KPm), které jsou typické pro zalesnČné þásti území. Místy se v nejvyšších partiích objevuje rovnČž i podzol modální (PZm). Jsou to pĤdy vČtšinou písþitohlinité, se znaþnou pĜímČsí horninového skeletu, mČlké a silnČ kyselé. Na skalních výchozech a v ledovcových karech se vyskytují kamenité rankery þi litozemČ (Culek, 1995). RozšíĜenou tĜídou pĤd jsou organozemČ (OR), typické pro podmáþené rašelinné porosty, s vysokým obsahem humusu a silnČ kyselou reakcí. Další zastoupenou tĜídou jsou gleje, vyskytující se v nivách nejvČtších vodních tokĤ v nejhornČjší þásti jejich povodí, níže se pak vyskytují i modální þi glejové fluvizemČ (FLm, FLq). V nejnižších polohách v okolí Rejštejna, Horní Vltavice a Nýrska mĤžeme naleznout i kambizemČ, a to konkrétnČ kambizem dystrickou (KAd) a kambizem oglejenou kyselou (KAga), v okolí vodní nádrže Nýrsko i kambizem kyselou (KAa). Plocha tohoto typu pĤd je však velmi malá (CENIA, 2013, Chábera, 1987).
3.5 Klimatické podmínky Klimatické podmínky jsou výsledkem dlouhodobého pĤsobení rĤznorodých klimatických faktorĤ, jako je všeobecná cirkulace atmosféry, podmínČná radiaþními pomČry, zemČpisnou šíĜkou a vzdáleností od moĜe, dále tvar, sklon þi orientace reliéfu, nadmoĜská výška, atd. Klima je rovnČž rĤznou mČrou ovlivĖováno antropogennČ. Vzhledem ke znaþné rozmanitosti tČchto faktorĤ mĤžeme rozeznávat celou Ĝadu klimatických podmínek. Na našem území se díky své malé rozloze projevuje jen malá þást tČchto podmínek. Pro vČtší pĜehlednost byly klimatické podmínky roztĜídČny pomocí klimatických klasifikací, které pĜedstavují souhrn rĤzných klimatických pomČrĤ. Klimatických klasifikací charakterizujících území ýeska je nČkolik. KromČ nejstarší, Köppenovy klasifikace, se u nás používá klimatická klasifikace Atlasu podnebí ýSR a rovnČž i Quittova klimatická klasifikace. PoslednČ jmenovaná klasifikace rozlišuje 23 jednotek ve tĜech oblastech (teplá, mírnČ teplá, chladná) definovaných urþitými kombinacemi hodnot 14 klimatických charakteristik (Tolasz et al., 2007). Studované území lze charakterizovat rozmanitým výskytem klimatických jednotek hlavnČ v dĤsledku velkých rozdílĤ v nadmoĜské výšce území (rozdíl þiní více než 800 výškových m). Území spadá do následujících oblastí: C1, C3, C4, C5, C6, C7, MW1, MW7 (obr. 16, pĜíloha þ. 1).
37
Obr. 16 - Klimatické oblasti v zájmovém území (zdroj: Tolasz et al. (2007), upraveno)
Teplotní charakteristika Teplota vzduchu je obvykle velmi závislá na nadmoĜské výšce, kdy klesá zhruba o 0,5°C na 100 m výšky. Chábera (1987) však dodává, že tato zjevná závislost zcela neplatí ve vrcholových partiích Šumavy, kam spadá i nejvyšší þást zkoumaného území. Oblast tzv. Šumavských plání lze oznaþit jako inverzní, kde prĤmČrná teplota dosahuje o nČkolik desetin stupnČ nižších hodnot. Nejvyšší vrcholy totiž mají více ventilovanou polohu. Dále pak jsou okrajové vrcholy a severovýchodní svahy Šumavy o 0,5 až 0,8°C teplejší, než stejnČ vysoko položené polohy v jiných pohoĜích (Albrecht et al., 2003). Podle Atlasu podnebí ýeska (Tolasz et al., 2007) jsou prĤmČrné roþní teploty vzduchu v zájmovém území v intervalu cca od +2°C do +8°C. Nejnižších hodnot je dosahováno v nejvyšších partiích Šumavy pĜi státní hranici se SRN a také mČlkých sníženinách Šumavských plání (Perla, prĤmČrná teplota +1,9°C v letech 1986-1997 (AndČra et al, 2003)), nejvyšších hodnot je dosahováno v nejsevernČjších partiích zájmového území (Nýrsko), a to zhruba +7,5°C. ChuráĖov: 4,3°C (AndČra et al, 2003). PrĤmČrné mČsíþní teploty vzduchu se v listopadu pohybují od -2°C do +3°C (ChuráĖov +0,1°C), v prosinci od -5°C do -1°C (ChuráĖov -2,9°C), v lednu od -6°C do -1°C (ChuráĖov -4°C), v únoru od -5°C do -1°C (ChuráĖov -3,7°C), v bĜeznu od -3°C do +3°C (ChuráĖov
38
-1°C) a v dubnu od +1°C do +7°C (ChuráĖov +2,9°C). Nejnižších hodnot je opČt dosahováno v nejvyšších partiích Šumavy pĜi hranici se SRN a mČlkých sníženinách Šumavských plání, nejvyšších opČt v blízkém okolí Nýrska (Tolasz et al., 2007). Teplotní charakteristikou, která je zajímavá z hlediska výzkumu snČhové pokrývky, je výskyt prĤmČrných denních teplot nižších než 0°C. Toto období se zhruba shoduje s obdobím s výskytem snČhové pokrývky (Chábera, 1987). Zajímavou charakteristikou je rovnČž poþet ledových dní (tj. dní, kdy teplota nevystoupí nad bod mrazu). V zájmovém území se pohybuje mezi hodnotami 85-35. Další zajímavou teplotní charakteristikou území je denní amplituda teploty vzduchu, která je urþena jako rozdíl denního maxima a minima. Pohybuje se od cca 8°C v zimČ do cca 12°C v létČ. Šumava je v tomto ohledu výjimeþnou lokalitou, ponČvadž se vzrĤstající nadmoĜskou výškou obecnČ amplituda klesá. Na ŠumavČ je tomu naopak - v létČ je amplituda podobná jako v nižších polohách, ale v zimČ je amplituda nejvyšší v celé ýR. Je tomu tak díky tzv. Šumavským pláním, kde zcela bČžnČ minimální teploty v zimních mČsících klesají pod -20°C. NicménČ index kontinentality podle Gorctznského (Tolasz et al., 2007) patĜí k nejnižším v rámci ýR a þiní zhruba 24-25 % (0 % znamená oceánské klima, 100 % kontinentální). Naproti tomu jižní Morava dosahuje hodnot kolem 30 %. Pro oceanitu je charakteristický vyrovnaný chod meteorologických prvkĤ bČhem roku. Další významnou teplotní charakteristikou je prĤmČr denních maximálních teplot v jednotlivých mČsících, který v zájmovém území þiní: listopad: 2-5°C, prosinec: 0-2°C, leden: -1 až +1°C, únor: 0 až +3°C, bĜezen: 2-6°C, duben: 7-12°C. Dále pak prĤmČr denních minimálních teplot v jednotlivých mČsících, který v zájmovém území þiní: listopad: -4 až 0°C, prosinec: -8 až -4°C, leden: -10 až -6°C, únor: -10 až -6°C, bĜezen: -6 až -2°C, duben: -3 až +2°C. Z hlediska hydrologie snČhu je pomČrnČ zajímavou charakteristikou prĤmČrný poþet dní s pĜízemním mrazem, který v zájmovém území þiní 160 až více než 200 dní v roce, ale hlavnČ prĤmČrný poþet mrazových dní (tedy dní, kde teplota ve 2 metrech nad zemí poklesne pod 0°C) v roce. Tato charakteristika se v zájmovém území pohybuje mezi hodnotami 120 až více než 200 (Tolasz et al., 2007). Z tohoto vyplývá, že minimálnČ 4 mČsíce v roce zaznamenáváme v zájmovém území mráz. Toto je dĤležité hlavnČ v jarních mČsících, kdy v pĜípadČ, že dojde k doþasnému poklesu teploty bod mrazu, dojde k pĜerušení tání snČhové pokrývky a doþasnému snížení odtoku tavné vody z ní. To se pak projevuje rozkolísanými prĤtoky v pramenných oblastech tokĤ, dále po toku se již rozdíly stírají. PrĤmČrné datum prvního a posledního mrazového dne se v nejteplejších þástech zájmového území pohybuje zhruba mezi 5. Ĝíjnem až 5. kvČtnem, v nejchladnČjších partiích mezi zaþátkem záĜí a zaþátkem þervna. PrĤmČrný poþet ledových dnĤ (dnĤ s celodenním mrazem) se pohybuje mezi 40 v nejteplejších partiích a více než 80 v nejchladnČjších þástech (Tolasz et al., 2007). Srážková charakteristika PĜi pĜevládajícím jihozápadním a západním proudČní má pĜíhraniþní þást zkoumané oblasti výrazný charakter návČtrné strany (Brázdil in Jelínek, 2008), kde dochází 39
k orografickému zvýšení úhrnĤ srážek. Avšak smČrem na severovýchod, smČrem do Šumavského podhĤĜí srážek velmi výraznČ ubývá, a to v dĤsledku znaþného závČtrného efektu a rovnČž tak fénovému efektu (Albrecht et al., 2003). To lze dokumentovat následujícím srovnáním prĤmČrných roþních úhrnĤ nČkolika vybraných stanic. NapĜíklad prĤmČrný roþní úhrn srážek na ModravČ, nacházející se pod hlavním hĜebenem, þinil v období 1876-1950 1337 mm (BĜezník, ležící rovnČž pod hlavním hĜebenem ve výšce 1167 m n. m. dokonce 1438 mm) (Chábera, 1987) a prĤmČrný roþní úhrn srážek na stanici ChuráĖov, nacházející se na severovýchodním okraji pohoĜí, byl v letech 1961-1990 1091 mm (ýHMÚ, 14.8.2009). Stanice na ChuráĖovČ leží ve výšce 1122 m n. m. a Modrava o více než 100 výškových m níže. To ukazuje na zmínČný fakt a rovnČž ukazuje, že na þeské stranČ Šumavy nárĤst srážek s nadmoĜskou výškou nekoreluje. Daleko více jsou srážky závislé na poloze vĤþi pĜevládajícímu smČru proudČní. Je však tĜeba si uvČdomit, že úhrny pocházejí z jiného þasového období. NicménČ Kubíþek (2006) poukazuje na fakt, že roþní prĤmČrné srážkové úhrny posledních let jsou nepatrnČ ještČ vyšší, což ještČ více pĜispívá k potvrzení tohoto úkazu. Avšak nejvČtší prĤmČrné srážkové úhrny na þeské stranČ Šumavy vykazuje BĜezník (1438 mm za období 1876-1950), dále Buþina (1330 mm). Nejvíce srážek spadlo na BĜezníku v roce 1922, a to 2132 mm a nejménČ v roce 1882 (915 mm). PrĤmČrné roþní úhrny vybraných stanic v zájmovém území a jeho okolí znázorĖuje tabulka 4. Tab. 4 - PrĤmČrné roþní úhrny srážek ve vybraných stanicích v období 1961-1990
stanice
srážky [mm]
Borová Lada 896 ChuráĖov 1088 Filipova HuĢ 1206 Kubova HuĢ 928 Kvilda 1059 Prášily 1296 Srní 1052 Strážný 983 Zwieslerwaldhaus 1438* Sankt Oswald-Riedlhuette 1204* Spiegelau-Althuette 1343* Mauth 1197* Zwiesel-Rabenstein 1449* * prĤmČrný roþní úhrn za období 1998 - 2004 Zdroj: Kubíþek (2006), upraveno
V Atlase podnebí ýeska (Tolasz et al., 2007) je jihozápadní (pĜíhraniþní) þást území zaĜazena do nejvyššího intervalu, kde spadne pĜes 1200 mm za rok. Nejníže situované þásti území v okolí Nýrska spadají do intervalu 700-800 mm srážek za rok. V zájmovém území mĤžeme naleznout i menší území ve srážkovém stínu: oblast kolem Nových Hutí a Borových Lad (Kubíþek 2006) þi okolí Hojsovy Stráže.
40
Obr. 17 – Srážkové úhrny v zimním období (prosinec-bĜezen) (zdroj: Tolasz et al. (2007), upraveno)
V dĤsledku velké oceanity je rozložení srážek bČhem roku velmi rovnomČrné. NapĜíklad Modrava a BĜezník vykazují podíl srážek spadlých v zimní þásti roku 49 % jejich celoroþní výšky. SmČrem do Šumavského podhĤĜí roste kontinentalita a s ní se zvyšuje podíl srážek spadlých v letní polovinČ roku na úkor srážek zimních (Chábera, 1987). To ukazuje obr. 18, pĜiþemž stanice Prášily leží na návČtrné stranČ Šumavy, kdežto ChuráĖov již na stranČ závČtrné. Je zde zĜetelnČ patrné, že nárĤst srážek na návČtrné stranČ oproti závČtrné probíhá hlavnČ v zimní polovinČ roku, kdy pĜevládá jihozápadní þi západní proudČní. Z grafu rovnČž vyplývá, že na stanici ChuráĖov pĜipadá maximum srážek v roþním chodu na letní mČsíce. RovnČž lze vypozorovat podružné maximum v prosinci, kdy vČtšina srážek v zájmovém území vypadává ve formČ snČhu. Naproti tomu stanice Prášily vykazuje maximum v prosinci a v letních mČsících pouze maximum sekundární. To potvrzují i data za rok 2011, kde je i pomČrnČ dobĜe vidČt pokles srážek ve smČru do þeského vnitrozemí (stanice Horská Kvilda), obr. 19.
41
160 140 120 mm
100 80 60 40 20
ec pr os in
to pa d lis
Ĝíj en
zá Ĝí
sr pe n
c ne
n
ChuráĖov
þe rv e
þe rv e
n Čt e kv
n du be
bĜ ez en
ún or
le de n
0
Prášily
Obr. 18 - PrĤmČrné mČsíþní úhrny srážek ve stanicích ChuráĖov a Prášily v období 1961-1990 (zdroj: ýHMÚ, Kubíþek (2006))
Obr. 19 - MČsíþní úhrny srážek v roce 2011 (zdroj: ýHMÚ, Beitlerová (2012), upraveno)
Srážky ve formČ snČžení se dle Atlasu podnebí ýeska (Tolasz et al., 2007) a Chábery (1987) vyskytují v nejvyšších partiích Šumavy v kterémkoliv mČsíci v roce, avšak až v Ĝíjnu je podíl snČhových srážek významný. V období prosinec až únor se v tČchto partiích srážky vyskytují témČĜ výhradnČ ve formČ snČžení. V dubnu spadne na BĜezníku ještČ 40 % srážek ve formČ snČhu a v kvČtnu tento podíl þiní 20 %. V nejnižších þástech zájmového území se však dešĢové srážky i v nejchladnČjších mČsících (prosinec až únor) vyskytují pomČrnČ þasto. Množství srážek vypadlých ve formČ snČhu se pohybuje od 500 mm v nejvyšších þástech Šumavy po 200 mm v podhĤĜí (Vimperk, mimo zájmové území) (Chábera, 1987), podle Atlasu podnebí ýeska (Tolasz et al., 2007) v jihozápadní (pĜíhraniþní) þásti zájmového území v sezónČ spadne více jak 500 cm snČhu, oproti tomu na okolí Nýrska pĜipadá pouze 110 cm napadlého snČhu. Stejný zdroj uvádí na stanici ChuráĖov nejvyšší sezónní úhrn nového snČhu 612 cm (v roce 1967), nejvČtší poþet dní se snČhovou pokrývkou za sezónu 182 dní (1982) a absolutní 42
maximum snČhové pokrývky 200 cm (17.3.1988). Chábera (1987) udává prĤmČrný poþet dní se snČhovou pokrývkou na ŠumavČ na 120-150 dní (maximum 200 dní). Atlas podnebí ýeska (Tolasz et al., 2007) uvádí v zájmovém území 60 až více než 160 dní a ještČ doplĖuje, že prĤmČr sezónních maxim snČhové pokrývky roste zhruba o 15 cm na 100 m nadmoĜské výšky a že jižní svahy mají stejné množství snČhu zhruba o 300 metrĤ výše než svahy severní. Z Atlasu podnebí ýeska vyplývá, že prĤmČrné datum první snČhové pokrývky se v nejvyšších þástech zájmového území nachází pĜed 20. Ĝíjnem a v nejnižších místech území kolem 20. listopadu. Naproti tomu prĤmČrné datum posledního výskytu snČhové pokrývky je po 10. kvČtnu, respektive zhruba 5. dubna. Stejný zdroj uvádí prĤmČr maxim snČhové pokrývky od 25 cm u Nýrska po více jak 150 cm na šumavském pohraniþním hĜebenu. Sezónní snČhová maxima se obvykle vyskytují v bĜeznu, pĜípadnČ únoru, ale napĜíklad bČhem zimy 1956/57 bylo na stanici ChuráĖov dosaženo zimního maxima již v listopadu (83 cm) (AndČra et al, 2003). Poþet dní se snČžením se v zájmovém území pohybuje mezi 70 (okolí Nýrska) až po 110 v nejvýše položených partiích, kde v zimních mČsících padá sníh prĤmČrnČ 20 dní v mČsíci. VýznamnČjší snČžení (>10 cm za den) je v zájmovém území v sezónČ prĤmČrnČ pozorováno 4 krát až více jak 20 krát, v pĜípadČ denní nové snČhové pokrývky nad 20 cm pak v okolí Nýrska bývá pozorováno vyjímeþnČ, v nejvyšších polohách i více jak 4 krát v sezónČ (Tolasz et al., 2007). Sluneþní záĜení PrĤmČrný roþní úhrn globálního záĜení dosahuje ve sledovaném území zhruba hodnot 3700-3800 MJ.m-2 (Tolasz et al., 2007). Globální záĜení je souþtem pĜímého záĜení od slunce a rozptýleného záĜení v atmosféĜe dopadajícího na jednotku plochy. Množství této energie je závislé jednak na výšce slunce nad obzorem a také na pokrytí oblohy oblaþností. Kubíþek (2006) poukazuje na fakt, že zatímco v letním období vykazují návČtrné oblasti vČtší oblaþnost než závČtrné polohy a podhĤĜí, v zimním období je tomu naopak. DČje se tak v dĤsledku zimních inverzí, kdy nižší polohy se topí v mracích, kdežto na hĜebenech vládne sluneþné poþasí s minimem oblaþnosti. PrĤmČrný poþet jasných dní (tedy dní s relativním sluneþním svitem vyšším než 80 %) za mČsíc se v zimním období na stanici ChuráĖov pohybuje kolem hodnot 5-6, pĜiþemž tento poþet je vyšší než u stanic umístČných v nížinách. V létČ je tomu právČ naopak. PrĤmČrná roþní oblaþnost se pohybuje v zájmovém území kolem hodnoty 60 %, prĤmČrný roþní úhrn doby trvání sluneþního svitu kolem hodnoty 160 hodin (Tolasz et al., 2007). Vítr Vítr hraje významnou roli pĜi formování snČhové pokrývky, jelikož unáší snČhové vloþky a redistribuuje je v krajinČ - odnáší sníh z více exponovaných míst do míst závČtrných, kde se sníh akumuluje. PrĤmČrná roþní rychlost vČtru se v zájmovém území pohybuje od hodnoty zhruba 3,5 m.s-1 v hlubokém údolí Otavy a Úhlavy, až i více než 8 m.s-1 v hĜebenových partiích. Zima je obecnČ v rámci ýR nejvČtrnČjším obdobím, avšak prĤmČrné zimní hodnoty v zájmovém území jsou totožné s prĤmČry roþními (Tolasz et al., 2007). 43
SmČr vČtru v daném místČ pĜehlednČ ukazují vČtrné rĤžice, které ukazují podíl každého smČru na celkovém souboru. Obrázek 20 znázorĖuje vČtrnou rĤžici na stanici ChuráĖov, která se nachází v podokrsku Modravské plánČ. Z ní lze snadno vyþíst, že zde pĜevládají jihozápadní a západní vČtry. Relativní þetnost ostatních smČrĤ je nízká. Pro porovnání je na dalším obrázku (obr. 21) znázornČna vČtrná rĤžice klimatické stanice PĜF UK v lokalitČ BĜezník. Jedna kĜivka znázorĖuje celoroþní rozložení smČru vČtrĤ, druhá rozložení pouze v zimním období (prosinec až bĜezen). Údaje jsou však jen z období listopad 2008 až únor 2013, takže jejich srovnání je tĜeba brát s rezervou. RovnČž je tĜeba uvažovat i jejich umístČní - stanice ChuráĖov je lokalizována na vrcholu kopce, BĜezník se nachází v údolí, a tak je tĜeba brát v úvahu orografické ovlivnČní smČrĤ vČtru. ObČ rĤžice však pĜi porovnání nevykazují významnČjší rozdíly. Pouze na stanici BĜezník jsou þetnČjší jižní vČtry, což lze vysvČtlit severojižním prĤbČhem Luzenského údolí. PĜi porovnání kĜivky znázorĖující rozložení vČtru v zimním období s celoroþní kĜivkou je pomČrnČ zĜetelnČ vidČt zvýšení þetností jižních, ale hlavnČ jihozápadních vČtrĤ, a to na úkor vČtru severozápadních až východních. To odpovídá sezónním zmČnám rozložení tlakového pole (islandská cyklóna se v zimČ pĜesouvá ponČkud více na jih) a dalším, výše zmínČným dĤvodĤm.
Obr. 20 - Relativní þetnost smČrĤ vČtru na stanici ChuráĖov (zdroj: Chábera (1987)
44
celý rok
prosinec-bĜezen S
340
350
10
6%
20
330
30 5%
320 310
40 50
4%
300
60
3%
290
70
2%
280
1%
80
Z
0%
V
260
100 110
250 240
120 230
130 220
140 210
150 200
190
170
160
J
Obr. 21 - Relativní þetnost smČrĤ vČtru BĜezník (pouze 4.11.2008 - 12.2.2013) (zdroj: PĜF UK)
3.6 Hydrografické a hydrologické pomČry Otava je vodním tokem III. Ĝádu, který vzniká soutokem Ĝek KĜemelná a Vydra u ýeĖkovy pily a ústí zleva po 112 km (od soutoku KĜemelné a Vydry) do Vltavy na 169,1. Ĝíþním kilometru pĜi prĤmČrném prĤtoku 26 m3.s-1. Odtoková výška pro profil Otava-Rejštejn þiní 780 mm. Jako oficiální pramen Otavy je považován Luzenský potok, který po soutoku s BĜeznickým potokem tvoĜí potok Modravský, jednu ze dvou zdrojnic Vydry. Celková plocha povodí þiní 3788,2 km2. Otava náleží k úmoĜí Severního moĜe a hydrologické þíslo povodí je 1-08-01. Úhlava je vodním tokem IV. Ĝádu, pramení na západním svahu hory PancíĜ (1214 m n. m.) ve výšce zhruba 1150 m n.m, mimo zájmové území. Odtoková výška pro profil ÚhlavaStará Lhota þiní 568 mm, prĤmČrný roþní prĤtok 1,46 m3.s-1. Úhlava náleží k úmoĜí Severního moĜe a hydrologické þíslo povodí je 1-10-03. Vltava je vodním tokem II. Ĝádu, pramení na východním svahu ýerné hory (1315 m n. m.) ve výšce zhruba 1172 m n.m, v podokrsku Roklanské plánČ. Odtoková výška pro profil 45
Vltava-Lenora þiní 558 mm, prĤmČrný roþní prĤtok 3,11 m3.s-1. Vltava náleží k úmoĜí Severního moĜe a hydrologické þíslo povodí je 1-06-01. ěezná je vodním tokem II. Ĝádu, pramení na jihovýchodním svahu hory PancíĜ (1214 m n. m.) ve výšce zhruba 1050 m n.m, mimo zájmové území. Odtoková výška pro profil ěeznáAlžbČtín þiní 718 mm, prĤmČrný roþní prĤtok 0,68 m3.s-1. ěezná náleží k úmoĜí ýerného moĜe a hydrologické þíslo povodí je 4-02-01 (ýHMÚ, 12.2.2013). Povodí uzavĜena výše zmínČnými profily jsou znázornČna na obrázku 22.
Obr. 22 – Významná povodí v zájmovém území (zdroj: VÚV T.G.Masaryka, upraveno)
Správcem všech tokĤ v povodí na území národního parku je Správa NP Šumava. Mimo národní park jsou pak správcem Lesy ýeské republiky, s.p. (LýR), pĜípadnČ Povodí Vltavy, s.p. V zájmovém území se také nachází znaþné množství organogenních jezer rašelinného typu pĜevážnČ menší rozlohy. Jen v samotných Modravských slatích se jich vyskytuje zhruba 207 s celkovou rozlohou 203 ha (Mrázková a Skuhravý in Janský, Šobr et al., 2003). NicménČ
46
zde mĤžeme lokalizovat i 4 jezera ledovcového pĤvodu hrazené morénovými valy. Jedná se o ýerné jezero (s hladinou ve výšce 1008 m n. m., rozlohou 18,43 ha, maximální hloubkou 40,6 m) ýertovo Jezero (1030 m n. m., 10,33 ha, 36,5 m), Prášilské jezero (1079 m n. m., 4,2 ha, 17,2 m a objemem vod 349 920 m3) a jezero Laka (1084 m n. m., 2,58 ha, 3,5 m, 48 818 m3), které však vykazuje nČkteré znaky jezera organogenního - vyskytují se zde plovoucí ostrovy, bĜehy pozvolna zarĤstají ve slatiništČ (Janský, Šobr et al., 2003, Ottova encyklopedie, 2006). Také se v území nachází nČkolik nádrží, tzv. klauz (JavoĜí, Rokytecká, Roklanská, NovohuĢská, Studená, BĜezník, Ptaþí a ýernohorská), dĜíve sloužících jako zásobárna vody pro plavení dĜeva. ZmínČné nádrže jsou však dnes vypuštČny a nejsou udržovány. Omezené hydraulické spojení mezi horskými rašeliništi a povrchovými toky souvisí se specifickými geomorfologickými pomČry v povodí Vydry. Toky mají velký sklon a jsou hluboce zaĜíznuté do okolního reliéfu, pĜiþemž svými údolními dny þasto zasahují pod bazální úroveĖ rašelinišĢ, z nichž vČtšina je svahového typu (Janský, 2004). Morfometrické charakteristiky povodí Tvar, sklonitost a další charakteristiky povodí mají velký vliv na rozložení prĤtoku v závČrovém profilu pĜi srážkách þi tání snČhu. Pro charakteristiku povodí a porovnání s jinými územími byly vypoþteny následující charakteristiky zájmového území. Hustota Ĝíþní sítČ - r r = 3,483 km/km2 Spád toku - ǻht (výškový rozdíl koncových bodĤ zkoumaného úseku toku) Úhlava: ěezná: Otava: Vltava:
ǻht = 660 m ǻht = 340 m ǻht = 650 m ǻht = 415 m
StĜední sklon toku - I (pomČr spádu toku ǻht ku délce toku L) Úhlava: ěezná: Otava: Vltava:
I = 50,24 ‰ I = 44,40 ‰ I = 22,97 ‰ I = 11,46 ‰
47
3.7 Land use, land cover Sledované území je územím pĜíhraniþním s relativnČ nízkým zalidnČním díky nepĜíhodným klimatickým podmínkám. Díky tČmto faktorĤm jsou hlavním krajinným pokryvem „jehliþnaté lesy“, které zaujímají více než polovinu plochy povodí. Dalším hojnČ rozšíĜeným krajinným pokryvem je „nízký porost v lese“, „louky a pastviny“, „smíšené lesy“ a „pĜírodní louky“. V menší míĜe jsou zastoupeny „zemČdČlské oblasti s pĜirozenou vegetací“, „mokĜiny a moþály“ a rovnČž „rašeliništČ“, jejichž zdejší rozloha je v rámci ýR jedineþná. „Nesouvislá mČstská zástavba“ je zastoupena zĜídka a v malé ploše. PĜehled tĜíd krajinného pokryvu je znázornČn na obrázku 23 (Fliegl, 2009).
Obr. 23 - TĜídy krajinného pokryvu dle CORINE 2006 (zdroj: , upraveno)
48
3.8 Biogeografie Sledovaná oblast spadá do biogeografické provincie stĜedoevropských listnatých lesĤ, biogeografické podprovincie hercynské a celá rovnČž do biogeografického regionu (bioregionu) Šumavského. Rejštejnem prochází hranice Šumavského bioregionu se Sušickým bioregionem. PĜevažuje zde typická biota smrkovojedlobukového vegetaþního stupnČ. Významnou þást zde zaujímá rovnČž jedlobukový vegetaþní stupeĖ, který se vyskytuje v nižších polohách až pĜibližnČ do nadmoĜské výšky 900-1000 m, a rovnČž i smrkový vegetaþní stupeĖ, nacházející se v nejvyšších polohách nad cca 1200 m n. m. Výskyt kleþového vegetaþního stupnČ je na þeské stranČ Šumavy velmi vzácný, jediným územím s plnČ vyvinutým kleþovým stupnČm je vrchol Velkého Javoru nacházející se v nČmecké þásti Šumavy (Culek et al., 2005). Velmi okrajovČ do zájmového území zasahuje i þtvrtý, bukový vegetaþní stupeĖ (Culek et al., 1995), a to na severozápadČ území v okolí Nýrska. V Šumavském bioregionu tvoĜí potenciální vegetaci kvČtnaté buþiny doplnČné kvČtnatými jedlinami, ve vyšších polohách acidofilní horské buþiny. Nejvyšší vrcholy hostí horské smrþiny pĜípadnČ podmáþené smrþiny ve sníženinách a také rašeliništČ. Ráz bioty je výraznČ ovlivnČn alpskými druhy, vyskytuje se zde Ĝada reliktních prvkĤ, zejména na rašeliništích a ledovcových karech (Culek et al., 1995). V zájmovém území je pĜítomna velká Ĝada biochor vegetaþních stupĖĤ popsaných výše. NejvČtší podíl na rozloze mají následující: podmáþené plošiny s vrchovišti 7. vegetaþního stupnČ (dále jen v.s.) zaujímající plochy rašelinišĢ; podmáþené pahorkatiny s rašeliništi 7. v.s.; hĜbety na kyselých plutonitech þi metamorfitech 6. a 7. v.s.; svahy na kyselých metamorfitech 6. v.s.; pahorkatiny na kyselých metamorfitech 6. v.s.; výrazná údolí v kyselých metamorfitech þi plutonitech 5 a 6. v.s.; podmáþené sníženiny s menšími rašeliništi 5. v.s., podmáþené sníženiny s vrchovišti 6. v.s., podmáþení sníženiny na kyselých horninách 5. v.s. Pro svou jedineþnost je tĜeba zmínit i ledovcové kary v kyselých metamorfitech 7. v.s. (http://mapy.nature.cz). Podrobný popis tČchto biochor poskytuje Biogeografické þlenČní ýeské republiky, II. díl (Culek et al., 2005). JednoznaþnČ plošnČ nejrozšíĜenČjší dĜevinou je smrk, jehož výskyt je v této oblasti pĜirozený, nikoliv však jeho þetnost. Již na konci 17. století docházelo na území k tČžbČ dĜeva, postupem þasu se tČžištČ tČžby pĜesouvalo do vyšších, ménČ dostupných poloh. V prĤbČhu 19. století docházelo k umČlému zalesĖování, které vedlo ke zvýšení podílu smrku v lesích na úkor buku, jedle, javoru þi jilmu. V souþasnosti tak smrk tvoĜí dominantní druh nejen ve smrkovém vegetaþním stupni, ale i v nižších stupních. Na svazích v suĢových lesích dominuje javor klen a jilmy, na skalách se vyskytují reliktní bory. V celém Šumavském bioregionu je zastoupení dĜevin v lesních porostech následující: Smrk 81,7 %, Buk 6,2 %, Borovice 5,6 %, Jedle 2 %, BĜíza 1,7 %, Borovice blatka 1,1 %, ostatní dĜeviny ménČ než 1 % (Culek et al., 1995). V keĜovém patĜe nižších poloh je zastoupen zimolez þerný (Lonicerna nigra) þi lýkovec jedovatý (Daphne mezzereum). Bylinné patro je velmi bohaté, ze zástupcĤ je tĜeba jmenovat kyþelnici cibulkonosnou (Dentaria bulbifera), žindavu evropskou (Sanicula europaea), ĜeĜišnici nedĤtklivou (Cardamine impatiens) þi svízel vonný (Galium odoratum) (AndČra a ZavĜel, 2003). 49
Ve vyšších polohách v smrkovém vegetaþním stupni mĤžeme naleznout kromČ nejrozšíĜenČjšího smrku rovnČž jeĜáb ptaþí (Sorbus aucuparia). V chudém bylinném patĜe se nalézá napĜíklad kaprać osténkatá (Dryopteris austriaca). V rašelinných a podmáþených smrþinách na vrchovištích je dobĜe vyvinuto mechové patro s hojným výskytem rašeliníkĤ a ploníkĤ. Bylinné patro je zastoupeno dĜípatkou horskou (Soldanella montana). Typickým zástupcem podmáþených slatí je borovice blatka a borovice kleþ, které jsou stĜedoevropským endemitem (Dohnal, 1965). Dalším významným druhem je bĜíza trpasliþí (Betula nana), klikva maloplodá (Vaccinium microcarpa), blatnice bahenní (Scheuchzeria palustris) a þetné další druhy, þasto vzácné (AndČra a ZavĜel, 2003). Významným krajinným prvkem jsou polopĜirozené louky, vzniklé þinností þlovČka odlesnČním. Na loukách probíhalo extenzivní zemČdČlství, þastá byla pastva dobytka. V nedávné dobČ byly louky a pastviny poniþeny melioracemi, v souþasnosti jsou þasto ponechány ladem a znehodnoceny sukcesí (Culek et al., 1995, 2005). Mezi nejrozšíĜenČjší zástupce zde patĜí smilka tuhá (Nardus stricta) s pĜímČsí borĤvky þi brusinky. V nižších polohách se na loukách hojnČ vyskytuje kerblík lesní (Anthriscum sylvestris), lomikámen zrnatý (Saxifraga granulata) a kostĜava þervená (Festuca rubra) (AndČra a ZavĜel, 2003). Fauna na sledovaném území je také velmi rozmanitá s výskytem velmi ohrožených druhĤ a odvíjí se od daného biomu. V nižších polohách smíšeného horského lesa je fauna velmi rozmanitá a bohatá s hojným výskytem mČkkýšĤ, þlenovcĤ (stĜevlík zlatolesklý), ptákĤ (orel kĜiklavý, jeĜábek lesní, strakapoudi a datlové) a savcĤ (netopýr velkouchý a stromový, plšík lískový, prase divoké, jelen evropský). Ve vyšších polohách klimaxových smrþin je fauna o poznání chudší. Vyskytují se zde motýli (okáþ rudopásný), brouci (kozlíþek smrkový, draví stĜevlíci), ptáci (tetĜev hlušec, kulíšek nejmenší, kos horský, oĜešník kropenatý, kĜivka obecná, králíþek obecný) a savci (myšice lesní, kuna lesní, rys ostrovid, koþka divoká) a mnoho zástupcĤ z pĜedchozího biomu, jako napĜíklad jelen evropský. Velcí draví savci byli na ŠumavČ a tedy v zájmovém území v minulosti vyhubeni þlovČkem (medvČd v roce 1856, vlk 1891, bobr již v 18. století, rys, koþka divoká). Poslední dva jmenované druhy byly znovu þlovČkem úspČšnČ umČle vysazeny do volné pĜírody v 70. a 80. letech minulého století a napĜíklad rys ostrovid je nyní nedílnou souþástí šumavské pĜírody (Chábera, 1987), i když pod velkým tlakem þlovČka.. RašeliništČ a podmáþené smrþiny jsou místem reliktních stanovišĢ boreoalpinní fauny, jakožto pozĤstatek pleistocénního zalednČní. Zde mají významné zastoupení vážky (rody Aeschna a Leucorrhina), chrostíci (Hagenella clathrata), ploštice (znakoplavka horská) a motýli (žlutásek borĤvkový, perleĢovec severní a mokĜadní, modrásek stĜíbroskvrnný a travaĜík Pediasia truncatella). Dále se zde vyskytuje stĜevlík, mravenec rašeliništní, severští pavouci rodu Pardosa þi mouchy pestĜenky. Z plazĤ zde žije ještČrka živorodá a zmije obecná, z ptákĤ mĤžeme pozorovat tetĜívka obecného, vodouše kropenatého þi lindušku luþní. Ze savcĤ pouze myšivku horskou (Culek et al., 1995).
50
Dalšími lokalitami vhodnými pro život fauny jsou jezerní stČny jezer Laka a Prášilského, kde je možno pozorovat sokola stČhovavého a jezevce lesního. Horské louky jsou útoþištČm þetných druhĤ hmyzu (ohniváþek modrolesklý) a slouží i jako pastevní plochy pro velké lesní kopytníky (Chábera, 1987), (Fliegl, 2009).
3.9 Ochrana pĜírody a krajiny Pro svoji pĜírodní jedineþnost, výskyt velmi zachovalé, pĜírodČ blízké krajiny s rozlehlým komplexem lesĤ, rašelinišĢ, horských luk i ledovcových jezer a výskyt mnoha vzácných þi ohrožených druhĤ i endemitĤ bylo území Šumavy již v roce 1963 vyhlášeno chránČnou krajinnou oblastí (CHKO). NejcennČjší území (s výjimkou ýerného a ýertova jezera a Boubína) bylo posléze v roce 1991 vyhlášeno národním parkem. Zbývající území CHKO se tak stalo jakýmsi ochranným pásmem národního parku. Zájmové území se z velké þásti nalézá na území Národního parku Šumava, s vyjímkou nerozlehlých partií pĜi okrajích zájmového území. Zbylá þást, oblast prameništČ KĜemelné, Úhlavy, ěezné a výše zmínČné okrajové partie se nachází v CHKO Šumava. V tomto území se nachází národní pĜírodní rezervace: „ýerné a ýertovo jezero“, „Bílá strž“, „Boubínský prales“, dále pak pĜírodní rezervace: „PrameništČ“, „ZhĤĜská pláĖ“, „ZhĤĜská hnízdištČ“ a „ZhĤĜský lom“, „PáteĜíkova HuĢ“, „Poustka“, „Žežulka“, „Hamižná“, „Amálino údolí“, „Pod Popelní horou“, „Losenice II“, „RašeliništČ u Martinala“, „Najmanka“, „PravČtínská Lada“, „Niva KoĜenského potoka“, „HliništČ“, „ZátoĖská hora“ a Hornovltavické pastviny. Dále pak pĜírodní památky: „Brþálnické mokĜady“, „Královský hvozd“, „Malý Polec“, „Pasecká slaĢ“, „Pod Ostrohem“ a „Jilmová skála“ (http://mapy.nature.cz). V oblasti národního parku jsou nejvýznamnČjší lokality vyhlášeny 1. zónami NP, jejichž množství sahá do poþtu desítek a jsou vČtšinou nevelkého rozsahu. Mimo tyto zóny se zde nachází rovnČž nČkolik pĜírodních památek: „Modravské slatČ“ (rozprostírající se jihozápadním smČrem od obce Modrava pĜi státní hranici), „TetĜevská slaĢ“, „Jezerní slaĢ“, „PovydĜí“, „Kvilda-Pod políþky“, „Olšinka“, „Vltavské stránČ“, „Pramen Vltavy“, „Borová Lada“, „Pod Šindlovem“, „Žćárecká slaĢ“, „Buková slaĢ“, „Kotlina Valné“ a „Strážný-Pod obecním lesem“. Celé území navíc náleží do systému ochrany pĜírody Evropské unie Natura 2000. Celé zájmové území se nachází v Evropsky významné lokalitČ (EVL) „Šumava“ a naprostá vČtšina území náleží do ptaþí oblasti „Šumava“. Navíc se celé zájmové území nachází uvnitĜ biosférické rezervace UNESCO s názvem „Šumava“, vyhlášené v roce 1990. Rašeliništní komplexy jsou taktéž chránČny Ramsarskou úmluvou o ochranČ mokĜadĤ. Za zmínku jistČ stojí i fakt, že se území nachází v chránČné oblasti pĜirozené akumulace vod (CHOPAV). Dále je oblast Roklanských a Modravských plání a také Královský hvozd nadregionálním biocentrem v rámci Územního systému ekologické stability (ÚSES) (http://mapy.nature.cz).
51
3.10 Lokalizace experimentálních profilĤ V rámci zájmového území bylo na základČ zkušeností z minulých let vytipováno 14 experimentálních profilĤ s celkem 68 odbČrnými body. Profily je možno rozdČlit do dvou typĤ: 1) kontinuální profily s hlavním zkoumaným faktorem „nadmoĜská výška“, pĜípadnČ „expozice“ 2) osamocené profily s hlavním zkoumaným faktorem „expozice“, pĜípadnČ „vegetace“ Profily prvního typu nalezneme na výrazných svazích s velkým pĜevýšením, konkrétnČ na jižním a východním svahu hory Špiþák, 1202 m n. m., (profil je tedy možno logicky nazvat „Špiþák“). Zde se nacházejí body SV07-SV14 a SJ02-SJ14 ve výškách 1000 – 1175 m n. m., respektive 875 – 1175 m n. m. Dále na západním svahu hory Pažení, 1281 m n. m. v masivu Boubína (profil je tedy možno logicky nazvat „Boubín“). Zde se nacházejí body B01-B18 ve výškách 850 – 1275 m n. m. V tČchto všech profilech jsou odbČrné body vzdáleny zhruba 25 výškových metrĤ a nacházejí se ve velmi podobném vegetaþním pokryvu, což umožĖuje dobré posouzení vlivu nadmoĜské výšky na kvalitativní i kvantitativní charakteristiky snČhové pokrývky. RovnČž tak sklonitost svahĤ je až na malé vyjímky ve východním svahu profilu „Špiþák“ velmi podobná. Profily druhého typu (C01-C11) lze nalézt po celém zájmovém území, v nadmoĜských výškách 835-1240 m n. m., v blízkosti veĜejných pozemních komunikací pro snazší pĜístup. Tyto profily tvoĜí jakési dvojiþky. 6 dvojic bodĤ se nachází ve vzrostlém lese (korunový zápoj nad body se pohybuje v rozmezí 0,80 – 0,90), 5 dvojic na louce s vylouþenou intercepcí korun stromĤ (ve dvou dvojicích bodĤ je však nutno poþítat se zastínČním pĜed sluneþním svitem v ranních a veþerních hodinách v dĤsledku pomČrné blízkosti vzrostlého lesa). Oba body v rámci každé dvojice bodĤ nacházejících se ve vzrostlém lese mají velmi podobný korunový zápoj (viz tab. 5). Díky tomu a díky jejich lokalizaci je možno zkoumat vliv na charakteristiky snČhové pokrývky právČ pouze jednoho fyzicko-geografického faktoru, a to konkrétnČ odlišné solární expozice. Lokalizace experimentálních profilĤ v rámci zájmového území je znázornČna na obrázku 24, konkrétní lokalizace jednotlivých profilĤ pak v pĜílohách 2-8.
52
Obr. 24 – Lokalizace experimentálních profilĤ v rámci zájmového území (zdroj: VÚV T.G.Masaryka, upraveno)
V místČ každého profilu bylo pĜed sezónou 2012/2013 provedeno mČĜení, jehož cílem bylo kvalifikovat pomČr zastínČní jednotlivých odbČrných bodĤ korunami stromĤ. Více o této metodČ je možno nalézt v následujících kapitolách (4.1 a 4.2). PĜehled o vybraných charakteristikách jednotlivých profilĤ poskytuje následující tabulka (tab.5).
53
Tab. 5 - Vybrané charakteristiky experimentálních profilĤ kód bodu B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 B16 B17 B18 C01S C01J C02S C02J C03S C03J C04S C04J C05S C05J C06S C06J C07S C07J C08S C08J
nadmoĜská výška [m n. m.] 850 875 900 925 950 975 1000 1025 1050 1075 1100 1125 1150 1175 1200 1225 1250 1275 885 885 835 835 1160 1160 1240 1240 895 895 885 885 925 925 1050 1050
podíl zakrytí oblohy sklon [°] 0,92 4 0,91 12 0,92 12 0,92 5 0,81 11 0,66 14 0,82 15 0,87 18 0,83 18 0,9 18 0,88 17 0,69 10 0,61 12 0,75 20 0,79 9 0,82 18 0,81 7 0,72 7 0,9 0,88 0 0 0,8 10 0,82 8 0,82 15 0,81 9 0 0 0,86 0,86 0 0 0,86 14 0,89 10
kód nadmoĜská bodu výška [m n. m.] C09S 1050 C09J 1050 C10S 945 C10J 945 C11S 945 C11J 945 SV07L 1000 SV08L 1025 SV09L 1050 SV10L 1075 SV11L 1100 SV12L 1125 SV13L 1150 SV14L 1175 SJ02P 875 SJ03P 900 SJ04P 925 SJ07P 1000 SJ08P 1025 SJ10P 1075 SJ14P 1175 SJ02L 875 SJ03L 900 SJ04L 925 SJ05L 950 SJ06L 975 SJ07L 1000 SJ08L 1025 SJ09L 1050 SJ10L 1075 SJ11L 1100 SJ12L 1125 SJ13L 1150 SJ14L 1175
podíl zakrytí oblohy sklon [°] 0 14 0 10 0,85 8 0,84 7 0 6 0 6 0,88 27 0,87 28 0,85 21 0,85 18 0,84 17 0,83 18 0,86 13 0,9 13 0 9 0 12 0 12 0 16 0 13 0 13 0 20 0,88 8 0,9 11 0,89 10 0,85 17 0,86 12 0,87 17 0,86 14 0,9 13 0,89 15 0,91 17 0,89 16 0,89 20 0,85 21
54
4
MATERIÁL A METODY
V následující kapitole jsou popsány jednotlivé zdroje dat, aĢ již pĜevzatých þi získaných vlastním terénním mČĜením.
4.1 Datové zdroje Pro potĜeby analýzy míry vlivu jednotlivých faktorĤ na formování a odtávání snČhové pokrývky bylo tĜeba získat data z rĤzných zdrojĤ. StruþnČ je lze rozdČlit následovnČ: 1) 2) 3) 4)
Data o charakteru snČhové pokrývky v zájmovém území získaná vlastním terénním mČĜením, data o míĜe zastínČní bodĤ experimentálních profilĤ korunami stromĤ data o sklonu terénu v místČ vybraných snČhomČrných bodĤ digitální data složek krajiny ve formátu vrstev pro geografické informaþní systémy (GIS)
Data o charakteru snČhové pokrývky v zájmovém území získaná vlastním terénním mČĜením Data byla pro potĜeby práce získávána po dobu dvou zimních sezón podrobným expediþním mČĜením ve více profilech v zájmovém území (kap. 3.10). BČhem sezóny 2011/2012 probČhlo v lokalitČ profilu „Špiþák“ terénní mČĜení celkem v pČti termínech, v sezónČ 2012/2013 pak ve všech profilech v termínech tĜech. První termín v sezónČ byl pokud možno volen v období nejvČtší mocnosti snČhové pokrývky tČsnČ pĜed nástupem definitivního procesu jejího tání, což se nakonec v sezónČ 2012/13 povedlo témČĜ pĜesnČ, mČĜení bylo provedeno dva dny po nástupu velmi mírného tání 27. a 28. února 2013. Druhé mČĜení bylo provedeno 9. a 10. bĜezna 2013 a poslední až 18. a 19. dubna 2013 a to v dĤsledku velmi chladného jara. I v zimním období 2011/2012 byl expediþním mČĜením postihnut stav tČsnČ pĜed nástupem tání snČhu pomČrnČ pĜesnČ. Metodika terénních výzkumĤ je popsána v následující kapitole. Data o míĜe zastínČní bodĤ experimentálních profilĤ korunami stromĤ Hustý lesní porost je schopen zachytit vČtší množství snČhových srážek, které takto oddČlené mají vyšší rychlost tání a þasto i tají dĜíve. Tento sníh se pak vĤbec neukládá do snČhové pokrývky vytvoĜené na zemském povrchu a výsledkem je nízká vodní hodnota snČhu v tČchto prostorech (ěezníþková, 2012). DĤležitost míry zastínČní korunami stromĤ detailnČ popisuje kapitola 2.2.3 a vČnuje se jí mnoho autorĤ, dle nichž s jejím nárĤstem klesá vodní hodnota snČhu na zemském povrchu (Mindáš a Škvarenina, 2010, Ferda a Hladný et al., 1971). ZjištČní míry zastínČní oblohy korunami stromĤ je velmi platnou metodou pro 55
pĜedpovČć vodní hodnoty snČhu (Lopéz-Moreno a Latron, Lunberg et al., Pomeroy et al., in ěezníþková, 2012). Míra zastínČní bodĤ (Cc - canopy coverage), v nichž došlo k mČĜení charakteristik snČhové pokrývky, byla zjišĢována pomocí digitálního fotoaparátu Nikon E995 spolu s objektivem Nikon FC-E8. Jedná se o takzvané „rybí oko“ s úhlem snímání cca 183°, což bohatČ dostaþuje potĜebám výzkumu. Fotografie byly dále zpracovány programem „Can-Eye“ (INRA, 2013), který umožĖuje napĜíklad snadné vyhodnocení podílu oblohy, který je z daného místa vidČt a tedy jaká þást je zakrytá korunami vyšších dĜevin. Vyhodnocení snímkĤ a následné aplikace výsledkĤ je popsána v následující kapitole. Data o sklonu terénu v místČ vybraných snČhomČrných bodĤ Sklon svahĤ rovnČž ovlivĖuje charakteristiky snČhové pokrývky, i když výraznČjší vliv lze pozorovat až pĜi sklonu nad 40° (Blöschl et al., 1992). Této hodnoty sklon svahĤ v experimentálních profilech zdaleka nedosahuje (maximum 28°), ale i pĜesto byl tento údaj zmČĜen pĜímo v terénu pro každý bod zvlášĢ. To bylo provedeno sklonomČrem Suunto PM5/360PC pro velkou vČtšinu experimentální profilĤ. NamČĜené hodnoty pĜehlednČ podává tab. 5. Digitální data složek krajiny ve formátu vrstev pro geografické informaþní systémy Pro práci s digitálními hydrografickými daty byla vybrána data z projektu „Digitální báze vodohospodáĜských dat“ (DIBAVOD) Výzkumného ústavu vodohospodáĜského T. G. Masaryka v BrnČ. Data jsou nadstavbou pro systém dat ZABAGED a jsou volnČ dostupná na webových stránkách VÚV. Byla použita následující data: A01 - CEVT (Centrální evidence vodních tokĤ), A07 - hydrologické þlenČní (rozvodnice IV. Ĝádu), A11 – povodí vodomČrných stanic a E04 - vodomČrné stanice. Data byla stažena ve formátu ESRI shapefile a následnČ pĜevedena do formátu .tab pro GIS software MapInfo. Vrstva A01 je velmi podrobná, jsou v ní zobrazeny i velmi malé vodní toky, a proto je velmi vhodná i pro detailnČjší analýzu. Vrstva A07 rovnČž vykazuje velmi vysokou pĜesnost danou pĜedevším, stejnČ tak jako v pĜípadČ vrstvy A01, velkým mČĜítkem, ve kterém je zpracována. Další použitou digitální GIS vrstvou byla vrstva s vrstevnicemi se základním intervalem 5 m a mČĜítkem 1:25 000, jejímž autorem je Vojenský geografický a hydrometeorologický úĜad (VGHMÚĜ) Geografické služby Armády ýR se sídlem v Dobrušce. Tato digitální data vrstevnic zaujímají celou plochu zájmového území. Uvedený základní interval vrstevnic je zcela dostateþný pro potĜebné analýzy v zájmovém prostoru, pĜesnost dat v bodech experimentálních profilĤ je však potĜeba ovČĜit pĜímo v terénu. Dalším zdrojem digitálních dat byla vlastní terénní mČĜení pomocí ruþního pĜístroje GPS, která byla provádČna v místech odbČru snČhových vzorkĤ váhovým snČhomČrem (viz níže). Data byla exportována z GPS pĜístroje a následnČ importována do prostĜedí GIS, kde
56
byly jednotlivé body zobrazeny v soustavČ souĜadnic a atributová tabulka doplnČna o namČĜená data s charakteristikami snČhu pro následné analýzy. Meteorologická data Pro úþely této práce byla využita pouze data namČĜená automatickými stanicemi Katedry fyzické geografie a geoekologie PĜF UK. Data ýHMÚ nebyla využita pro jejich nevhodnost pro studii v dané lokalitČ (Jelínek, 2008). Data namČĜená automatickými stanicemi PĜF UK jsou získávána pĜístroji vyrobenými þeskobudČjovickou firmou Fiedler-Mágr. Data jsou mČĜena v desetiminutovém intervalu, shromažćována v Ĝídící jednotce a jednou dennČ odesílána mobilní sítí GSM na server výrobce, kde jsou dostupná uživateli. Odtud lze data vybraného þasového intervalu stahovat ve formátu .csv kompatibilního s programem MS Excel. Žádná ze stanic není bohužel vybavena srážkomČrem s vyhĜíváním, takže nelze mČĜit úhrn srážek v zimním období. Klimatická stanice BĜezník je však vybavena þidly sledujícími základní meteorologické parametry (teplomČr, vlhkomČr, pyranometr, anemometr), podobnČ je vybavena i nová stanice Modrava, která poskytuje i data o výšce a vodní hodnotČ snČhu pomocí snČhomČrného polštáĜe. Ten však nebyl zatím uspokojivČ zkalibrován. Všechny tyto pĜístroje dodávají data namČĜená v desetiminutových intervalech, což je interval naprosto dostaþující pro potĜeby práce.
4.2 Metody výzkumu a zpracování dat Následující kapitola má metodologický charakter, její souþástí je i popis nejistot a možných chyb pĜi terénním monitoringu a interpretaci dat. V sezónČ 2011/12 byl vytyþen nový snČhomČrný profil „Špiþák“ ležící mimo dosud zkoumaná povodí. Byl vytyþen s cílem najít takový profil, v rámci nČhož bude vliv nČkterých fyzicko-geografických faktorĤ potlaþen (anebo jeho vliv bude v profilu zhruba stejný) za cílem snadné analýzy vlivu zbývajícího (zbývajících) klíþového faktoru na charakteristiky snČhové pokrývky. Po dlouhém hledání se toto povedlo právČ v tomto profilu s cílem analyzovat vliv nadmoĜské výšky na snČhovou pokrývku. Toho bylo dosaženo tím, že v rámci profilu lze Ĝíci, že: • vliv návČtrného/závČtrného efektu se nemČní, • je stejná expozice svahĤ, • je velmi podobná druhová i vČková skladba lesního porostu s podobným korunovým zápojem, • je vliv vČtru a ostatních marginálních faktorĤ nízký/konstantní. Po zkušenostech ze sezóny 2011/12 byla metodika upravena a rozšíĜena v sezónČ další 2012/2013. Základní cíle a charakter profilu zĤstal zachován, avšak velký dĤraz byl kladen na pĜesnost místa odbČru váhovým snČhomČrem (místa byla oznaþena pĜímo v terénu) a také byly exaktnČ kvalifikovány body odbČru co se týþe korunového zápoje vegetace nad místem odbČru 57
a sklonu svahĤ terénu v jejich místČ. To umožĖuje pomČrnČ pĜesnČjší posouzení vlivu klíþových faktorĤ na snČhovou pokrývku, než bylo možné použitím pĤvodní metodiky. Z pĤvodního profilu „Špiþák“ byla pro sezónu 2012/13 odejmuta jeho severní vČtev pro vliv závČtrného efektu a rozliþné skladby vegetace, což mČlo výrazný a špatnČ popsatelný vliv na snČhovou pokrývku. Namísto ní byla jižní vČtev doplnČna o vČtev východní, dále pak byla mČĜení novČ provádČna v profilu „Boubín“. Tyto profily (popsány v kap. 3.10) byly dále doplnČny jedenácti dalšími profily, v rámci nichž byla pozornost pĜesunuta na výzkum vlivu expozice (pĜípadnČ vegetaþního krytu). Je to dáno následujícími charakteristikami umístČní (v rámci dvojice bodĤ): • totožná nadmoĜská výška • totožné srážkové úhrny díky vylouþení vlivu závČtrného efektu • velmi podobný sklon svahĤ • velmi podobný typ a hustota vegetaþního pokryvu Expediþní mČĜení byla provádČna v nČkolika málo termínech v experimentálních profilech znázornČných na v pĜílohách þ. 2-8. Experimentální profily se nacházejí v rĤzných dílþích povodích v zájmovém území. Na práci v terénu se podílelo nČkolik studentĤ Katedry fyzické geografie a geoekologie PĜF UK a rovnČž další dobrovolníci. Malá intenzita mČĜení je dána hlavnČ velkou þasovou, ale relativnČ i lidskou a fyzickou nároþností expediþního mČĜení. ýasová nároþnost je kromČ odlehlosti experimentálních profilĤ dána hlavnČ charakterem mČĜení, které je provádČno v kroku 25 výškových metrĤ, což odpovídá vzdálenosti zhruba 100-150 m v pĜípadČ profilĤ Špiþák a Boubín. Vzdálenost okrajových bodĤ profilĤ je až 2 km od dosahu veĜejnými pozemními komunikacemi, a to se znaþným pĜevýšením a mimo lesní cesty. V pĜípadČ ostatních profilĤ je jejich vzdálenost 100-1500 metrĤ od dosahu v zimČ sjízdnými veĜejnými pozemními komunikacemi. RovnČž i samotný proces mČĜení je þasovČ nároþný. MČĜení bylo provádČno v mČrných bodech zaznamenaných ruþním pĜístrojem GPS (viz kap. 4.1) a na základČ zkušeností z pĜedchozích let pro ne zcela dostateþnou pĜesnost tohoto zaĜízení byly body zpĜesnČné znaþkami pĜímo v terénu. Tyto znaþky byly umístČny již pĜedem na podzim pĜed sezónou 2012/13 a jsou snadno rozložitelné pro pĜípad jejich ztráty, aby nedošlo ke zneþišĢování životního prostĜedí. Pomocí pĜístroje GPS je pak v terénu dohledána pomČrnČ malá oblast a v ní následnČ dohledána patĜiþná znaþka. PĜímo u ní pak bylo provedeno mČĜení, ve velké þásti pĜípadĤ byl dokonce dohledán pĜesný bod pĜedchozího mČĜení. Tato pĜesnost se po zkušenostech z minulých sezón ukázala jako velmi dĤležitá. Charakteristiky snČhové pokrývky se totiž díky fyzicko-geografickým faktorĤm mČní velmi rychle na malém území a pokud je tĜeba porovnávat výsledky mČĜení mezi jednotlivými termíny mČĜení, pak je nalezení totožného místa nesmírnČ dĤležité. NezĜídka se totiž v minulých letech stávalo, že bČhem jarního tání došlo v nČkterých bodech a v nČkterých termínech k nárĤstu napĜíklad vodní hodnoty snČhu þi prĤmČrné výšky snČhové pokrývky, což je v pĜípadČ absence srážek mezi danými termíny jev v pĜímém rozporu s logikou a lze ho pĜipsat právČ mírnČ odlišnému místu odbČru snČhové pokrývky. 58
Pohyb bČhem mČĜení pĜi pĜesunech mezi jednotlivými mČrnými body byl v nároþném terénu zajištČn pomocí snČžnic þi bČžeckých lyží. Samotné mČĜení bylo vČtšinou provádČno jedincem þi dvojicí mČĜiþĤ, kteĜí realizovali odbČry sloupcĤ snČhu pĜímo v terénu pomocí soupravy váhového snČhomČru SM 150-50, jenž byl vytvoĜen na poboþce ýHMÚ v Jablonci nad Nisou Rudolfem Hancvenclem (viz obr. 25).
Obr. 25 - SnČhomČrná souprava SM 150-50 (1 - odbČrný válec, 2 - tyþ pro mČĜení výšky snČhové pokrývky (slouží zároveĖ k udusání snČhu ve válci), 3 - digitální váha, 4 - závČsné vahadlo; foto: J. Jelínek)
Celý proces mČĜení se provádí v následujících krocích. Nejprve se odebere sloupec snČhu reprezentující okolí mČrného bodu pomocí odbČrného válce o ploše prĤĜezu 50 cm2 a výšce 150 cm (v pĜípadČ vČtší mocnosti snČhové pokrývky je tĜeba odbČr provádČt po více þástech), která se zasune kolmo na povrch snČhové pokrývky až na terénní podklad. Poté je ze strany odbČrného válce odeþtena výška snČhu s pĜesností na centimetry v místČ odbČru, která je zásadní pro zjištČní hustoty snČhu. Následuje udusání snČhu ve válci pomocí tyþe pro mČĜení výšky snČhové pokrývky, což je dĤležité pro kompaktnost sloupce snČhu a jeho následné bezproblémové vyjmutí uvnitĜ válce. Dále následuje zvážení snČhu digitální váhou (model Kern HDB 10K 10N) a válce jako celku s pĜesností na ±10 g. NáslednČ je od hmotnosti celé soupravy odeþtena pĜedem známá hmotnost prázdného odbČrného válce, þímž se zjistí váha snČhového vzorku v odebraném profilu. Poté jsou v blízkém okolí odbČru provedena þtyĜi mČĜení výšky snČhu pomocí tyþe pro mČĜení výšky snČhové pokrývky, pĜiþemž výpoþtem aritmetického prĤmČru tČchto þtyĜ hodnot a hodnoty odeþtené na snČhomČrném válci (tedy celkem pČti hodnot) lze získat hodnotu
59
prĤmČrné výšky snČhu v místČ odbČru. Vynásobením této hodnoty s hustotou snČhu zjištČnou váhovým snČhomČrem lze vypoþítat vodní hodnotu snČhu.
ȡ = m / V = m / (S * h) SWE = ȡ * hØ, kde ȡ je hustota snČhu, SWE vodní hodnota, m hmotnost odebraného vzorku, S obsah prĤĜezu odbČrného válce, h mocnost snČhu odeþtená pomocí odbČrného válce a hØ je prĤmČrná výška snČhu v místČ odbČru získaná postupem uvedeným výše. MČĜení bylo v profilech „Špiþák“ a „Boubín“ provádČno s krokem 25 výškových metrĤ, což odpovídá rozdílu prĤmČrných teplot vzduchu zhruba o 0,1°C (Vysoudil, 1997, Singh a Singh, 2001), v ostatních profilech pĜesnČ v místČ, která vyhovovala danému úþelu. Místa experimentálních profilĤ byla volena rovnČž s ohledem na logistiku tak, aby byla co nejlépe pĜístupná sjízdnými veĜejnými pozemními komunikacemi, ale také, aby vyhovovala úþelu. Vzhledem k velké þasové nároþnosti byla mČĜení i pĜesto provádČna od brzkého rána do doby po setmČní. Každému mČrnému bodu byly zapsány následující údaje: • • • • •
jedineþný identifikaþní þíselný kód umožĖující propojení dat hmotnost odebraného vzorku mocnost snČhové pokrývky v místČ odbČru prĤmČrná mocnost snČhové pokrývky v blízkém okolí pĜípadné poznámky
Chyby mČĜení pĜi terénním výzkumu a interpretaci dat Jak již bylo naznaþeno, samotné mČĜení je þasto ovlivnČno subjektivním úsudkem mČĜiþe a pĜedevším rozliþnými vlivy technického charakteru. Možné chyby vyplývají z následujícího: 1. Chyba mČĜení mĤže být zpĤsobena pĜítomností pĜekážek na zemském povrchu, jako napĜíklad kámen stĜední velikosti, nakupené spadané vČtve stromĤ, velmi vzrostlé borĤvþí þi velmi nízká kleþ. Dalším možným ovlivnČním je pĜítomnost velmi mČkké zeminy (napĜ. v lokalitČ rašeliništČ), kdy þasto není pĜi zasunování snČhomČrného válce do snČhu možno bezpeþnČ rozeznat dosažení zemského (rašelinného) povrchu. V tČchto pĜípadech je tĜeba mČĜení válcem opakovat na vhodnČjším místČ v blízkém okolí, což je však vzhledem k použité metodice v této práci vylouþeno. 2. Vzhledem k urþité tloušĢce stČn snČhomČrného válce také dochází pĜi jeho zasouvání k hrnutí snČhu mimo válec a neodebrání tak veškerého snČhu. NamČĜená hodnota je tudíž nižší než skuteþnost, na což upozorĖuje napĜ. NČmec in Jelínek (2008). Proto je nutné provádČt odbČr pomalým krouživým zasouváním. Vliv této skuteþnosti je možno snížit
60
3.
4.
5.
6.
použitím snČhomČrného válce o vČtší ploše prĤĜezu. V tomto pĜípadČ je však velmi obtížné odebrat vzorek snČhu najednou (Sandev et al., 2006). RovnČž by došlo ke zvýšení hmotnosti snČhomČrné soupravy a tím ke snížení její mobility. OdbČr snČhového sloupce je nutné provádČt opatrnČ i s ohledem na pĜítomnost zledovatČlých vrstev ve snČhovém profilu vzniklých bČhem oblev þi pĤsobením vČtru. Tyto vrstvy je možné prorazit pouze znaþnou silou, což je v pĜímém rozporu se zadáním a tudíž tento necitlivý pĜístup mĤže negativnČ ovlivnit pĜesnost mČĜení. Chyby v mČĜení mohou také nastat pĜi vážení použitím vah, jejichž pĜesnost je ±10 g. V praxi dochází k namČĜení rozdílných hmotností, výjimeþnČ s odchylkou až ±100 g. Proto bylo vážení provádČno opakovanČ a zapsána prĤmČrná hmotnost. Kvalitu mČĜení ovlivĖuje i zmČna vodní hodnoty snČhu v rámci jednoho dne mČĜení, zpĤsobená napĜíklad silnými srážkami þi výraznou oblevou. BČhem monitoringu ovšem tato skuteþnost nikdy nenastala, a pokud ano, tak šlo o srážky þi oblevu nevýrazného charakteru. Chyby mČĜení mohou vzniknout i pĜes pĜesné oznaþení místa odbČru, kdy se pĜesné místo odbČru mezi jednotlivými termíny mĤže lišit až o 1-2 metry. RovnČž tak místo odbČru odbČrným válcem nemĤže být ze své podstaty zcela totožné, jelikož odbČrem dojde k porušení snČhové vrstvy v daném místČ.
Vyhodnocení snímkĤ korun stromĤ PoĜízení snímkĤ korun stromĤ probíhalo v rámci pĜedsezónní rekognoskace terénu, která probČhla v polovinČ listopadu. PĜi té byly (kromČ výbČru místa a jejich oznaþení pomocí znaþek) poĜízeny snímky korun stromu nad oznaþeným místem. Termín tČsnČ pĜed napadnutím byl zvolen proto, aby nedošlo k ovlivnČní vyhodnocení snímkĤ snČhem zachyceným korunami stromĤ a také, aby nedošlo k ovlivnČní vyhodnocení snímkĤ listy stromĤ, které zpravidla v zimním období, ve kterém dochází k mČĜení charakteristik snČhové pokrývky, nejsou v korunách pĜítomny. Snímky byly posléze vyhodnoceny programem „Can-Eye“ (INRA, 2013), funkcí „hemispherical images“. Funkce byla nastavena na odpovídající bodové rozmČry fotografií, jejich stĜed (zenit), rovnČž byla nastavena funkce objektivu Nikon FC-E8. Snímek byl klasifikován do vzdálenosti 60° od zenitu, tedy v úhlu 120°. V menším úhlu k zemskému povrchu je pokrytí vegetací témČĜ stoprocentní a nepĜedpokládá se, že by na hodnocené místo dopadaly srážky z tČchto úhlĤ. Dále byla použita manuální klasifikace zakrytí oblohy korunami stromĤ, která umožĖuje snadné rozlišení oblohy od vegetace v pĜípadČ pĜíliš tmavé oblohy, nebo pĜíliš svČtlých odstínĤ vegetace (tedy malý rozdíl mezi oblohou a vegetací). Díky manuální klasifikaci bylo dosaženo pĜesnosti klasifikace zhruba ±2 %, což je pĜesnost zcela dostaþující. Podíl zakrytí oblohy korunami stromĤ u jednotlivých bodĤ je uveden v tab. 5.
61
Obr. 26 – ProstĜedí programu Can-Eye, manuální klasifikace ( foto: autor)
Obr. 27 – Klasifikovaný podíl oblohy (þervenČ) programem Can-Eye, manuální klasifikace ( foto: autor)
62
Poþítaþové zpracování dat pro následnou analýzu Terénní data byla digitalizována do programu MS Excel, každý termín mČĜení do samostatného listu dat. K jednotlivým bodĤm byla dopoþtena vodní hodnota snČhu, hustota snČhu a pĜipsán podíl zakrytí oblohy korunami stromĤ nad mČrným místem, nadmoĜská výška bodu a sklon terénu v místČ bodu. Program MS Excel pĜedstavuje vhodný nástroj na vyžadovanou analýzu vlivu vybraných faktorĤ na charakteristiky snČhové pokrývky. Jako jeho výstupy byly využity dvourozmČrné grafy, doplnČné o regresní kĜivku a koeficient determinace, viz kapitola 5.
63
5
ANALÝZA VLIVU KLÍýOVÝCH FAKTORģ
Tato kapitola je vČnována analýze vlivu klíþových faktorĤ na vývoj a hlavnČ tání (které má výrazný vliv na odtokový režim vodních tokĤ pramenících na ŠumavČ) snČhové pokrývky, jejíž charakteristiky byly mČĜeny bČhem expediþních mČĜení provedených autorem, dobrovolníky, þi studenty Katedry fyzické geografie a geoekologie v uplynulých dvou zimních sezónách. V analýzách jsou tedy brány v úvahu vybrané faktory a jejich vliv na dvČ charakteristiky snČhové pokrývky: vodní hodnotu snČhu (SWE) a relativní hustotu snČhu (ȡ). Analyzovány byly faktory, které se na základČ výzkumu prostorového rozložení snČhové pokrývky jeví jako klíþové (Jelínek, 2008, Fliegl, 2009, Jelínek et al., 2011, Beitlerová, 2012) a které lze pomocí zámČrného výbČru experimentálních profilĤ dobĜe analyzovat statistickými metodami zde použitými. Pro použití vícerozmČrné statistické analýzy není dost dobĜe možné zabezpeþit potĜebnou velmi širokou datovou základnu (viz kap. 2.4). Shluková vícerozmČrná statistická analýza rovnČž umožĖuje pouze relativní zjištČní vlivu Ĝady faktorĤ na charakteristiky snČhové pokrývky a nikoliv konkrétní výši jejich vlivu (Pevná, 2012). PĜi analýzách byla zjišĢován korelaþní koeficient R2 a tČsnost vztahu porovnávaných veliþin byla popisována následujícím hodnocením (Janko in Nosek, 1972): R2 0,7 < R2 0,5 < R2 0,3 < R2 R2
> < < < <
0,9 0,9 0,7 0,5 0,3
velmi tČsný vztah, velmi vysoký stupeĖ vázanosti mezi promČnnými vysoký stupeĖ tČsnosti vztahu význaþná tČsnost vztahu mírný stupeĖ tČsnosti vztahu nízký stupeĖ tČsnosti vztahu
Analýzy byly provádČny v prostĜedí programu MS Excel, výstupem z programu jsou grafy znázorĖující závislosti mezi studovanými veliþinami. Do grafu byly zaneseny také regresní kĜivky a vypoþten koeficient determinace (R2), který udává, z kolika procent lze variabilitu popsat pomocí regresní rovnice (Kuþerová a Jeníþek, 2012). Typ regresní kĜivky (lineární, logaritmický, mocninný, exponenciální) byl volen s ohledem na nejvyšší hodnotu R2. Typ regresní kĜivky je uveden v daném grafu.
5.1 NadmoĜská výška Tato kapitola je vČnována vztahĤm mezi namČĜenou vodní hodnotou snČhu (þi hustotou snČhu) a nadmoĜskou výškou. Pro tento úþel byly využity experimentální profily „Špiþák“ (jih i východ) a „Boubín“. ObzvlášĢ profily „Boubín“ a „Špiþák jih“ jsou pro statistickou analýzu velmi vhodné, jelikož výškový rozdíl v profilu dosahuje hodnot 425 m, respektive 300 m, což jsou hodnoty, které umožĖují pomČrnČ dobrou analýzu tohoto faktoru (za dalších pĜedpokladĤ, viz dále).
64
Teplota vzduchu mezi únorovým a bĜeznovým termínem expediþního mČĜení na stanici Modrava sluneþní svit
20
1600
15
1400
10
1200
5
1000
0
800
-5
600
-10
400
-15
200
-20 27.2.2013
1.3.2013
3.3.2013
5.3.2013 datum
7.3.2013
sluneþní svit [W/m2]
teplota [°C]
teplota vzduchu
0 11.3.2013
9.3.2013
Obr. 28 - Teplota vzduchu ve dvou metrech nad zemským povrchem a sluneþní svit mezi únorovým a bĜeznovým termínem expediþního mČĜení v sezónČ 2012/2013 (zdroj: PĜF UK) Suma úhrnĤ srážek za 12 hodin mezi bĜeznovým a dubnovým termínem expediþního mČĜení na stanici Modrava 2
srážky [mm]
1,5
1
0,5
9.3.2013
8.3.2013
7.3.2013
10.3.2013
datum
6.3.2013
5.3.2013
4.3.2013
3.3.2013
2.3.2013
1.3.2013
28.2.2013
27.2.2013
0
Obr. 29 - Dvanáctihodinové srážkové úhrny mezi únorovým a bĜeznovým termínem expediþního mČĜení v sezónČ 2012/2013 (zdroj: PĜF UK)
65
Teplota vzduchu mezi bĜeznovým a dubnovým termínem expediþního mČĜení na stanici Modrava teplota vzduchu
sluneþní svit
20
1600
15
1400
10
1200
sluneþní svit [W/m2]
1800
teplota [°C]
25
19.4.2013
16.4.2013
datum
13.4.2013
0 10.4.2013
-20 7.4.2013
200
4.4.2013
-15
1.4.2013
400
29.3.2013
-10
26.3.2013
600
23.3.2013
-5
20.3.2013
800
17.3.2013
0
14.3.2013
1000
11.3.2013
5
Obr. 30 - Teplota vzduchu ve dvou metrech nad zemským povrchem a sluneþní svit mezi únorovým a bĜeznovým termínem expediþního mČĜení v sezónČ 2012/2013 (zdroj: PĜF UK)
Suma úhrnĤ srážek za 12 hodin mezi bĜeznovým a dubnovým termínem expediþního mČĜení na stanici Modrava 16 14
srážky [mm]
12 10 8 6 4 2
18.4.2013
14.4.2013
11.4.2013
7.4.2013
4.4.2013
31.3.2013
28.3.2013
24.3.2013
21.3.2013
17.3.2013
14.3.2013
11.3.2013
0
datum
Obr. 31 - Dvanáctihodinové srážkové úhrny mezi únorovým a bĜeznovým termínem expediþního mČĜení v sezónČ 2012/2013 (zdroj: PĜF UK)
Následující grafy znázorĖují vodní hodnotu snČhu na jednotlivých mČrných bodech seĜazených dle jejich nadmoĜské výšky. Na první pohled je zĜejmé, že vodní hodnota snČhu
66
SWE Boubín, západ, les 27.2.2013
10.3.2013
sklon [°]
podíl zakrytí oblohy
zakrytí oblohy
SWE [mm] / sklon x 10 [°]
(SWE) je závislá na nadmoĜské výšce. NicménČ je tĜeba brát v úvahu podíl zakrytí oblohy nad místem mČĜení této charakteristiky snČhové pokrývky. NapĜíklad v profilu „Boubín“ (obr. 32) je jasnČ patrný tento vliv na bodu v nadmoĜské výšce 1150 m. Zde dosahuje korunový zápoj pouhých 61 % a díky tomu je zde vodní hodnota snČhu nejvyšší z celého profilu a to i pĜesto, že se bod nachází o 125 metrĤ níže než bod nejvýše položený. PodobnČ i v pĜípadČ bodu s nadmoĜskou výškou 975 metrĤ. Proto byly pro následnou analýzu vybrány jen body s podílem zakrytí oblohy 0,79 až 0,92, ostatní byly vynechány. Vybráním pouze bodĤ s podobným podílem zakrytí oblohy bylo docíleno toho, že byl témČĜ vylouþen rozdílný vliv faktoru vegetace na charakteristiky snČhové pokrývky a jediným zbývajícím faktorem ovlivĖujícím snČhovou pokrývku je právČ jen nadmoĜská výška. Dále byly z analýzy vyjmuty body, na kterých došlo v prĤbČhu jarního odtávání snČhu k nárĤstu vodní hodnoty snČhu i pĜesto, že mezi termíny byly zaznamenány minimální srážkové úhrny (obr. 28-31). NČkteĜí autoĜi (Kocum et al., 2009) sice tuto možnost zmiĖují a dávají do pĜíþiny s vlivem oteplení a následným opadem snČhu þi tavné vody zachycené v korunách stromĤ pĜi snČžení, daná anomálie však byla zjištČna jen na jednom izolovaném bodČ a nikoliv na nČkolika vedlejších. Z toho lze soudit, že nárĤst vodní hodnoty snČhu bČhem jarního tání byl zapĜíþinČn chybou v mČĜení (viz kap. 4.2). V pĜípadČ profilu „Boubín“ se však výskyt tohoto jevu shoduje s výraznČji odlišným korunovým zápojem, takže bod B18 ve výšce 1275 metrĤ byl vyĜazen rovnČž v dĤsledku nízkého podílu zakrytí oblohy.
200
1
150
0,9
100
0,8
50
0,7
0
0,6 850
875
900
925
950
975 1000 1025 1050 1075 1100 1125 1150 1175 1200 1225 1250 1275
nadmoĜská výška [m n.m.] Obr. 32 - Závislost vodní hodnoty snČhu na nadmoĜské výšce v experimentálním profilu Boubín v zimním období 2012/2013, namČĜená data spolu s korunovým zápojem a sklonem svahĤ
V pĜípadČ profilu „Špiþák jih“ nebyl z dĤvodu výraznČ odlišného korunového zápoje vyĜazen žádný bod, jelikož se zde hodnoty pokrytí oblohy pohybují v rozmezí 0,85 až 0,91, což
67
SWE Špiþák, jih, les 28.2.2013 sklon [°]
9.3.2013 podíl zakrytí oblohy
19.4.2013
zakrytí oblohy
SWE [mm] / sklon x 10 [°]
lze považovat za hodnoty velmi blízké, tudíž na všech bodech je vliv faktoru „vegetace“ zhruba totožný. Byl však vyĜazen bod SJ11L v nadmoĜské výšce 1100 m, a to z výše zmínČného dĤvodu nárĤstu vodní hodnoty snČhu v prĤbČhu jarního odtávání, zpĤsobeného pravdČpodobnČ chybou v mČĜení. Obloha je nad tímto bodem zakryta z 91 %, takže vyĜazením tohoto bodu se tato hodnota v bodech zbylých pohybuje v rozmezí 0,85 – 0,90. Profil je zobrazen na obr. 33.
240
1
180
0,9
120
0,8
60
0,7
0
0,6 875
900
925
950
975
1000 1025 1050 1075 1100 1125 1150 1175 nadmoĜská výška [m n.m.]
Obr. 33 - Závislost vodní hodnoty snČhu na nadmoĜské výšce v experimentálním profilu Špiþák jih v zimním období 2012/2013, namČĜená data spolu s korunovým zápojem a sklonem svahĤ
RovnČž tak v pĜípadČ profilu „Špiþák východ“ nebyl z dĤvodu výraznČ odlišného korunového zápoje vyĜazen žádný bod, jelikož se zde hodnoty pokrytí oblohy pohybují v rozmezí 0,83 až 0,90, což lze považovat za hodnoty velmi blízké, tudíž na všech bodech je vliv faktoru „vegetace“ zhruba totožný. Byl však vyĜazen bod SV08L v nadmoĜské výšce 1025 m, a to z dĤvodu nárĤstu vodní hodnoty snČhu v prĤbČhu jarního odtávání, zpĤsobeného pravdČpodobnČ chybou v mČĜení. Profil je zobrazen na obr. 34. V dalších grafech je znázornČna vodní hodnota snČhu ve výše zmínČných profilech poté, co byly odstranČny nevyhovující body. Ty byly doplnČny regresní kĜivkou takového typu, který vykazoval nejvyšší tČsnost vztahu. Jeho typ je vždy uveden v grafu, spolu s koeficientem determinace R2. Ve vČtšinČ pĜípadĤ se jedná o vysoký stupeĖ tČsnosti vztahu nadmoĜské výšky s vodní hodnotou snČhu, ve dvou pĜípadech mĤžeme hovoĜit dokonce o velmi tČsném vztahu. Naopak v jednom pĜípadČ se jedná jen o mírný stupeĖ tČsnosti, a to pĜi druhém termínu mČĜení v profilu „Boubín“.
68
SWE [mm] sklon x 10 [°]
28.2.2013 sklon svahu
9.3.2013 podíl zakrytí obl.
zakrytí oblohy
SWE Špiþák, východ, les 19.4.2013
300
1
250
0,95
200
0,9
150
0,85
100
0,8
50
0,75
0
0,7 1000
1025
1050
1075 1100 1125 nadmoĜská výška [m n.m.]
1150
1175
Obr. 34 - Závislost vodní hodnoty snČhu na nadmoĜské výšce v experimentálním profilu Špiþák východ v zimním období 2012/2013, namČĜená data spolu s korunovým zápojem a sklonem svahĤ
Ve všech profilech je velmi dobĜe patrný nárĤst vodní hodnoty snČhu s nadmoĜskou výškou, v obou profilech „Špiþák“ se tento trend v prĤbČhu zimy zvýrazĖuje a také je tento vztah více tČsný. V pĜípadČ profilu „Boubín“ se na západním svahu gradient SWE pohybuje kolem 11 mm / 100 m výšky, u profilu „Špiþák jih“ je to cca 30-32 mm / 100 m a v profilu „Špiþák východ“ se hodnoty pohybuji mezi 46-69 mm / 100 m výšky. PĜi porovnání jižní a východní orientace svahu profilu „Špiþák“ je patrný vliv jižní expozice, kdy na jižním svahu bylo dosaženo o desítky milimetrĤ nižší vodní hodnoty snČhu, což bude pravdČpodobnČ zpĤsobeno vČtším vlivem solární radiace, kdy východní svahy vykazují podstatnČ menší ovlivnČní než svahy jižní (a západní, viz kap. 2.2.2). PĜíþina vyššího gradientu u východního svahu je pomČrnČ hĤĜe vysvČtlitelná, nicménČ díky vyššímu gradientu u svahu s východní expozicí lze pĜedpokládat, že ve výšce kolem 900 m n. m. bude vodní hodnota snČhu u obou profilĤ velmi podobná. Nižší polohy jižního profilu jsou oproti vyšším polohám totiž lépe chránČny pĜed solárním záĜením, obzvláštČ pozdních odpoledních hodinách, kdy je slunce nízko nad obzorem, a to vysokým hĜbetem Jezerní hory, vystupujícím k jihu. VšeobecnČ nízké hodnoty SWE u profilu „Boubín“ (ménČ než 50 % SWE nežli v profilech „Špiþák“) jsou dány jeho polohou za hlavním šumavským hĜebenem, kde jsou pozorovány nižší srážkové úhrny. Velmi nízký gradient vodní hodnoty snČhu s nadmoĜskou výškou je opČt hĤĜe vysvČtlitelný, nicménČ souhlasí s hypotézou uvedenou výše-celý profil je velmi dobĜe oslunČn po celé odpoledne a naveþer.
69
SWE [mm]
SWE Boubín, západ, les 27.2.2013
10.3.2013
120
100 exponenciální, R2 = 0,745 80
60 40 lineární, R2 = 0,4168 20
0 850
875
900
925
950
975 1000 1025 1050 1075 1100 1125 1150 1175 1200 1225 1250 1275
nadmoĜská výška [m n.m.]
SWE [mm]
Obr. 35 - Závislost vodní hodnoty snČhu na nadmoĜské výšce v experimentálním profilu Boubín v zimním období 2012/2013, po bodové redukci regresní kĜivkou
SWE Špiþák, jih, les 28.2.2013
9.3.2013
200 180
mocninný, R2 = 0,7365
160 140 120 100
mocninný, R2 = 0,7434
80 60 40 875
900
925
950
975
1000 1025 1050 nadmoĜská výška [m n.m.]
1075
1100
1125
1150
1175
Obr. 36 - Závislost vodní hodnoty snČhu na nadmoĜské výšce v experimentálním profilu Špiþák jih v zimním období 2012/2013, po bodové redukci s regresní kĜivkou
Na následujícím grafu je možno pozorovat nárĤst SWE s nadmoĜskou výškou v pĜedchozí sezónČ 2011/2012. Je zde dobĜe vidČt pokles gradientu v prĤbČhu jarní sezóny (z cca 40 na 28 mm / 100 m) a také pokles tČsnosti vztahu SWE na nadmoĜské výšce (z tČsnosti vysoké až na mírnou tČsnost vztahu). Je také možno pozorovat nižší hodnoty SWE na nejvýše 70
položených bodech s vČtší sklonitostí svahĤ, což je podobný jev jako v sezónČ 2012/13 (viz obr. 40). Je však tĜeba zdĤraznit, že v této zimČ nebyla data poĜizována stejnou metodikou, popsanou výše. Body se nacházely ve stejných nadmoĜských výškách, ale jejich lokalizace byla lehce odlišná a také nebyla ve všech termínech zcela pĜesná, rovnČž nebyl zmČĜen korunový zápoj. Proto je tĜeba uvedené interpretace brát jako orientaþní a doplĖkové. SWE Špiþák, jih, les, 2011/12 13.1.2012
28.2.2012
4.3.2012
22.3.2012
4.4.2012
450
mocninný, R2 = 0,7891 400
mocninný, R2 = 0,6693 350
mocninný, R2 = 0,8155
SWE [mm]
300
250
200
150
100
mocninný, R2 = 0,3485 50
0 875
900
925
950
975
1000
1025
1050
1075
1100
1125
1150
1175
1200
nadmoĜská výška [m n.m.]
Obr. 37 - Závislost vodní hodnoty snČhu na nadmoĜské výšce v experimentálním profilu Špiþák jih v zimním období 2011/2012, s regresními kĜivkami
71
SWE [mm]
SWE Špiþák, východ, les 28.2.2013
9.3.2013
19.4.2013
250
exponenciální, R2 = 0,8107 200
150
100
50
exponenciální, R2 = 0,9371 mocninný, R2 = 0,9387
0 1000
1025
1050
1075 1100 nadmoĜská výška [m n.m.]
1125
1150
1175
Obr. 38 - Závislost vodní hodnoty snČhu na nadmoĜské výšce v experimentálním profilu Špiþák východ v zimním období 2012/2013, po bodové redukci s regresní kĜivkou
V každém z bodĤ všech tĜí profilĤ byl zmČĜen sklon svahĤ na kterých se body nacházejí, a to i pĜesto, že dle Blöschla et al. (1992) dochází k vlivu sklonitosti na snČhovou pokrývku výraznČji až pĜi sklonu nad 40°. Maximální namČĜený sklon 28° je relativnČ hluboko pod touto hranici. Ve tĜech dalších grafech tedy byly z analýzy vyjmuty body výraznČ se odlišující svým sklonem, byl tedy využit velmi podobný postup jako v pĜípadČ zastínČní oblohy korunami stromĤ: velmi podobný sklon bude mít velmi podobný efekt na snČhovou pokrývku, tudíž jej mĤžeme v analýzách zanedbat. V pĜípadČ profilu „Boubín“ byly tedy navíc (kromČ bodĤ s odlišným korunovým zápojem) odstranČny body, které byly svým sklonem mimo zvolený interval, a to <9°; 18°>. Díky této redukci byly vyĜazeny další tĜi body, a to v nadmoĜských výškách 850, 925 a 1250 m.
72
SWE [mm]
SWE Boubín, západ, les 27.2.13 pĜed redukcí
10.3.13 pĜed redukcí
27.2.2013
10.3.2013
120 exponenciální, R 2 = 0,745 100
mocninný, R2 = 0,5843 80 60 40 lineární, R 2 = 0,4168 20
lineární, R2 = 0,6295 0 850
875
900
925
950
975 1000 1025 1050 1075 1100 1125 1150 1175 1200 1225 1250 1275
nadmoĜská výška [m n.m.]
Obr. 39 - Závislost vodní hodnoty snČhu na nadmoĜské výšce v experimentálním profilu Boubín v zimním období 2012/2013, po redukci bodĤ s nevyhovujícím korunovým zápojem a sklonem a s regresními kĜivkami
Na grafu výše jsou vidČt pouze malé zmČny zpĤsobené tímto krokem, v pĜípadČ prvního termínu mČĜení došlo k poklesu tČsnosti vztahu z vysokého na význaþný a také k mírnému poklesu gradientu SWE s nadmoĜskou výškou, v pĜípadČ druhého termínu mČĜení došlo k pĜesnému opaku, tudíž nelze pozorovat žádný vliv sklonitosti svahu nižší než 9° (v tomto pĜípadČ vliv sklonitostí 4, 5 a 7°). V pĜípadČ profilu „Špiþák jih“ byly navíc odstranČny body, které byly svým sklonem mimo zvolený interval, a to <10°; 17°>. Díky této redukci byly vyĜazeny další tĜi body, a to v nadmoĜských výškách 875, 1150 a 1175 m.
73
SWE [mm]
SWE Špiþák, jih, les 28.2.13 pĜed redukcí
9.3.13 pĜed redukcí
28.2.2013
9.3.2013
200 2
mocninný, R = 0,7036 160
mocninný, R 2 = 0,7365 120
80 2
mocninný, R = 0,7974 40 2
mocninný, R = 0,7434 0 875
900
925
950
975
1000
1025
1050
1075
1100
1125
1150
1175
nadmoĜská výška [m n.m.]
Obr. 40 - Závislost vodní hodnoty snČhu na nadmoĜské výšce v experimentálním profilu Špiþák jih v zimním období 2012/2013, po redukci bodĤ s nevyhovujícím korunovým zápojem a sklonem a s regresními kĜivkami
Na grafu výše jsou vidČt jen pomČrnČ malé rozdíly, v obou pĜípadech je možno opČt pozorovat vysoký stupeĖ tČsnosti vztahu vodní hodnoty snČhu a nadmoĜské výšky. V obou pĜípadech však došlo k nárĤstu gradientu SWE s nadmoĜskou výškou, což je dobĜe patrné hlavnČ v horních partiích profilu, kde se body nacházejí na více uklonČných svazích. MĤžeme tedy hovoĜit o negativním vlivu sklonitosti svahĤ na SWE, což dokumentují i pomČrnČ vysoké hodnoty v bodČ ve výšce 875 m, který se naopak nachází jen ve velmi mírném svahu. Toto však zjevnČ platí jen pro svahy s jižní orientací (viz profil „Špiþák východ“). To mĤže být zpĤsobeno tím, že na jižních svazích sluneþní paprsky dopadají kolmČji na více svažitý zemský povrch a tedy pĜísun energie využitelný pro tání snČhové pokrývky je vČtší. V pĜípadČ profilu „Špiþák východ“ byly vyĜazeny dva body, které byly svým sklonem mimo zvolený interval, a to <13°; 21°>, z nichž bod ve výšce 1025 m byl pĜedem vyĜazen z dĤvodu nárĤstu vodní hodnoty snČhu bČhem tání. Tudíž došlo k redukci o jeden bod, a to krajní ve výšce 1000 m, viz obr. 41, na kterém je rovnČž vidČt šedou barvou body tímto krokem odebrané.
74
SWE [mm]
SWE Špiþák, východ, les 28.2.13
9.3.13
19.4.13
28.2.13 pĜed redukcí
9.3.13 pĜed redukcí
250
lineární, R2 = 0,7652 mocninný, R2 = 0,8226 200
exponenciální, R 2 = 0,8107
lineární, R2 = 0,9052 150
mocninný, R2 = 0,9502 exponenciální, R 2 = 0,9371
100
50
mocninný, R2 = 0,9387 0 1000
1025
1050
1075
1100
1125
1150
1175
nadmoĜská výška [m n.m.]
Obr. 41 - Závislost vodní hodnoty snČhu na nadmoĜské výšce v experimentálním profilu Špiþák východ v zimním období 2012/2013, po redukci bodĤ s nevyhovujícím sklonem a s regresními kĜivkami
Na grafu výše je dobĜe vidČt, že odebráním bodu ve výšce 1000 m n. m. z dĤvodu pĜílišného sklonu došlo k mírnému zvýšení tČsnosti vztahĤ a také k nárĤstu gradientu SWE s nadmoĜskou výškou, a to jak pĜi použití tČsnČjší mocninné regresní kĜivky, tak i ménČ tČsné lineární regresní pĜímky. Díky tomu, že pomocí regresní kĜivky velmi tČsnČ popisující vztah dvou promČnných mĤžeme i pĜedpovídat vývoj mimo zkoumané rozmezí, je možno tvrdit, že v pĜípadČ nižší sklonitosti svahu v místČ bodu ve výšce 1000 m by byla pravdČpodobnČ namČĜena nižší hodnota SWE. To je však v pĜímém rozporu s výsledky výzkumu Blöschla et al. (1992). Je tedy možné soudit, že v pĜípadČ východní expozice svahu profilu „Špiþák“ nemá nárĤst sklonu svahu negativní vliv na hodnoty SWE. Ve výše uvedených experimentálních profilech byl rovnČž analyzován vliv nadmoĜské výšky na hustotu snČhu (ȡ), a to stejnými metodami. Na obrázku 42 je znázornČn vliv nadmoĜské výšky na hustotu snČhu v profilu „Špiþák jih“ v lese a na mýtinČ. Z nČho vyplývá, že prakticky nelze vypozorovat jakýkoliv vliv nadmoĜské výšky na hustotu snČhu. Hodnoty koeficientu determinace jsou pomČrnČ mírné, hustota s nadmoĜskou výškou jen nepatrnČ roste. V ostatních profilech je tomu þasto naopak, ale regresní kĜivka je opČt témČĜ rovnobČžná s osou x. Z tohoto dĤvodu nebyly ostatní grafy uvedených profilĤ v této práci publikovány. Výše uvedené výsledky potvrzují práci Fliegla (2009). Jsou však dobĜe patrné mírnČ vyšší hodnoty hustoty snČhu na mýtinách. To lze odĤvodnit vyšším vlivem vČtru na snČhovou pokrývku þi vČtší mírou tání pĜi teplých a sluneþných dnech. RovnČž jsou nekryté plochy více vystaveny dešĢovým srážkám, které jsou v lesním porostu tlumeny intercepcí (Fliegl, 2009). 75
ȡ [g/cm3]
Hustota snČhu Špiþák, jih, les a mýtina 28.2.2013 les
9.3.2013 les
28.2.2013 mýtina
9.3.2013 mýtina
0,45
lineární, R 2 = 0,3933 0,40
0,35
mocninný, R2 = 0,349
0,30
lineární, R 2 = 0,031
0,25
mocninný, R2 = 0,3679 0,20
0,15 875
900
925
950
975
1000 1025 1050 nadmoĜská výška [m n.m.]
1075
1100
1125
1150
1175
Obr. 42 - Závislost hustoty snČhu na nadmoĜské výšce v lese a na mýtinČ v experimentálním profilu Špiþák jih v zimním období 2012/2013, po bodové redukci s regresní kĜivkou
V následujících grafech je vedle vodní hodnoty snČhu v experimentálních profilech zobrazen úbytek vodní hodnoty mezi termíny v prĤbČhu jarního tání, a to jak absolutní ([mm]), tak i relativní ([%]), a to vĤþi stavu ve výchozím termínu. Je zde dobĜe vidČt, že s nadmoĜskou výškou relativní úbytek vodní hodnoty snČhu mezi termíny klesá rychleji, než absolutní úbytek, což je dáno vyššími hodnotami SWE v bodech s vyšší nadmoĜskou výškou. RovnČž i tČsnost vztahu je vyšší u relativního úbytku. Na obrázku 43 jsou patrné výrazné rozdíly mezi jednotlivými body v profilu „Boubín“, profil se chová ponČkud atypicky, jelikož absolutní úbytek vodní hodnoty snČhu s nadmoĜskou výškou neklesá (jak je patrno v obou dalších profilech „Špiþák“), ale velmi slabČ roste. Relativní úbytek vodní hodnoty již klesá, ale tČsnost vztahĤ je velmi nízká, tudíž v zásadČ nelze vĤbec hovoĜit o závislosti úbytku vodní hodnoty snČhu mezi termíny na nadmoĜské výšce.
76
SWE [mm]
SWE Boubín, západ, les, úbytek mezi termíny 9.3.2013
únor-bĜezen
únor-bĜezen %
%
28.2.2013
100
200
90 80
160
70 60
120 lineární, R
2
= 0,0785
50 40
80
30
logaritmický, R2 = 0,0197
20
40
10 0
0
5
0
5
5 12 7
12 5
12 2
12 0
0
nadmoĜská výška [m n.m.]
11 7
0
5
0
5
0
5
11 5
11 2
11 0
10 7
10 5
10 2
10 0
97 5
95 0
92 5
90 0
87 5
85 0
0
Obr. 43 - Závislost absolutního a relativního úbytku vodní hodnoty snČhu mezi termíny na nadmoĜské výšce v lesním porostu v experimentálním profilu Boubín v zimním období 2012/2013, po bodové redukci s regresními kĜivkami
Naproti tomu v profilu „Špiþák východ“ je tČsnost vztahu relativního a absolutního úbytku SWE s nadmoĜskou výškou mezi termíny 28.2. a 9.3. význaþná þi vysoká, a tak mĤžeme hovoĜit o vztahu úbytku vodní hodnoty snČhu mezi termíny na nadmoĜské výšce. Mezi termíny 9.3. a 19.4. nelze v pĜípadČ absolutního úbytku hovoĜit o jakémkoliv vztahu, v pĜípadČ relativního úbytku je naopak vztah na nadmoĜské výšce velmi tČsný. Hodnoty absolutního úbytku jsou však výraznČ ovlivnČny témČĜ minimálními hodnotami SWE v bodech ve výškách 1050, 1075 a 1100 m n. m., kdy snČhová pokrývka na tČchto bodech již byla nesouvislá. Z obrázku 44 je dobĜe patrno, že oba ukazatele s nadmoĜskou výškou zjevnČ klesají (až na absolutní úbytek mezi bĜeznovým a dubnovým termínem), absolutní úbytek vodní hodnoty snČhu mezi únorovým a bĜeznovým termínem klesá od zhruba 50 mm ve výšce 1000 m n. m. až po cca 15 mm v nadmoĜské výšce 1175 m. Pokles relativního úbytku s nadmoĜskou výškou je ještČ výraznČjší, hodnoty se pohybují zhruba od cca 27 % až po ménČ než 5 % v nadmoĜské výšce 1175 m. V pĜípadČ úbytku mezi bĜeznovým a dubnovým termínem nelze hovoĜit o vlivu nadmoĜské výšky na absolutní úbytek (i když ten v pĜípadČ bodĤ ve výšce 1100-1175 m n. m. klesá), relativní úbytek však s nadmoĜskou výškou významnČ klesá, a to ze 100 % (ve spodních
77
partiích sníh mezi termíny zcela roztál) k zhruba 60 % úbytku ve výšce 1175 m n. m. Je však tĜeba zdĤraznit, že bČhem dubnového mČĜení se již snČhová pokrývka ve spodních partiích profilu nenalézala a ve stĜedních þástech byla velmi nesouvislá a nízká, což mohlo zpĤsobit zásadní chyby v mČĜení, a tedy zpĤsobit významné nejistoty v této interpretaci.
28.2.13 únor-bĜezen bĜezen-duben %
9.3.13 bĜezen-duben
19.4.13 únor-bĜezen %
%
SWE [mm]
SWE Špiþák, východ, les, úbytek mezi termíny
100
250 lineární, R 2 = 0,9114
90 80
200
70 60
150 mocninný, R2 = 0,0348
50 40
100
30
lineární, R 2 = 0,7268
20
50
10
lineární, R2 = 0,5217
0
0 1000
1025
1050
1075 1100 1125 nadmoĜská výška [m n.m.]
1150
1175
Obr. 44 - Závislost absolutního a relativního úbytku vodní hodnoty snČhu mezi termíny na nadmoĜské výšce v lesním porostu v experimentálním profilu Špiþák východ v zimním období 2012/2013, po bodové redukci s regresními kĜivkami
Velmi podobné závislosti lze pozorovat i na profilu „Špiþák jih“ (obr. 45) s tím rozdílem, že tČsnost vztahu v pĜípadČ vlivu nadmoĜské výšky na absolutní rozdíl vodní hodnoty snČhu mezi mČĜeními je opČt pomČrné nízký (i když vyšší než v pĜípadČ profilu „Boubín“). KonkrétnČ se hodnoty relativního úbytku SWE pohybují od zhruba 38 % ve výšce 875 m n. m. až po cca 10 % ve výšce 1175 m n. m. Relativní úbytek v nadmoĜské výšce 1000 m je zhruba 26 %, což je hodnota velmi blízká hodnotČ zjištČné na profilu „Špiþák východ“. TČsnost vztahu v pĜípadČ relativního úbytku SWE s nadmoĜskou výškou je význaþná. V pĜípadČ nízké tČsnosti vztahu u absolutního rozdílu se rozdíly pohybují zhruba od 41 mm do 18 mm, ale v dĤsledku zmínČné skuteþnosti z tohoto trendu nelze vyvozovat žádné výsledky.
78
SWE [mm]
28.2.2013
9.3.2013
únor-bĜezen
únor-bĜezen %
%
SWE Špiþák, jih, les, úbytek mezi termíny 200
200
180 160
160
140 120
120
100 80
80
60 2
exponenciální, R = 0,2441 40
40
lineární, R 2 = 0,6073
20 0
0 875
900
925
950
975 1000 1025 1050 1075 1100 1125 1150 1175 nadmoĜská výška [m n.m.]
Obr. 45 - Závislost absolutního a relativního úbytku vodní hodnoty snČhu mezi termíny na nadmoĜské výšce v lesním porostu v experimentálním profilu Špiþák jih v zimním období 2012/2013, po bodové redukci s regresními kĜivkami
5.2 Expozice Vliv expozice má dle nČkterých autorĤ (Murray a Buttle in Varhola et al., 2010) vČtší vliv na snČhovou pokrývku než vegetaþní pokryv. Byl zkoumán na dvojicích bodĤ, nacházejících se po celém zájmovém území. Jedná se o profily C01-C11, které jsou popsány v kapitole 3.10. Jak již bylo Ĝeþeno, v rámci dvojice bodĤ umístČných v lesním porostu jsou hodnoty podílu zakrytí oblohy korunami stromĤ velmi podobné (maximální rozdíl je 3 %), tudíž tento fyzicko-geografický faktor má stejný vliv na charakteristiky snČhové pokrývky na oba body, tudíž ho lze z analýzy rovnČž vypustit. Na obr. 46 je možné pozorovat vliv expozice na vodní hodnotu snČhu v rámci experimentálních profilĤ-dvojbodĤ. Je dobĜe patrno, že v prĤbČhu zimní sezóny roste vliv expozice, kdy bČhem prvního mČĜení byly þasto namČĜeny velmi podobné hodnoty v bodech se severní i jižní expozicí, zatímco pĜi druhém mČĜení byly již rozdíly podstatnČ výraznČjší. To je
79
bezesporu dáno delší dobou pĤsobení oslunČní, zvýraznČným poþasím s malou oblaþností mezi termíny mČĜení (viz obr. 28-31). Je dobĜe patrné, že ve vČtšinČ bodĤ dokonce nedošlo v severních expozicích k výraznČjšímu úbytku vodní hodnoty snČhu mezi únorovým a bĜeznovým termínem, a to jak v lesním porostu, tak i na louce þi na pasece. V pĜípadČ dubnového termínu je již vidČt výrazný vliv tání, a to jak v bodech s jižní expozicí, tak i severní. Ve mnohých bodech pak snČhová pokrývka odtála zcela.
SWE [mm]
Severní a jižní expozice, porovnání SWE v jednotlivých termínech 27.-28.2.13 sever 27.-28.2.13 jih
9.-10.3.13 sever 9.-10.3.13 jih
18.4.13 sever 18.4.13 jih
250
200
150
100
50
0 C01, 885m, les
C02, 835m, louka
C03, C04,1240 1160m, m, les les
C05, 895m, louka
C06, 885m, les
bod
C07, 925m, louka
C08, 1050m, les
C09, C10, 1050m, 945m, les velká paseka
C11, 935m paseka
Obr. 46 - Závislost vodní hodnoty snČhu na expozici v lesním porostu, louce a na pasece ve tĜech termínech v jednotlivých experimentálních profilech v zimním období 2012/2013
Na následujícím grafu byly znázornČny procentuální úbytky vodní hodnoty snČhu za období mezi termíny mČĜení vĤþi výchozímu termínu. Z nich jasnČ vyplývá, že mezi únorovým a bĜeznovým mČĜením nejvČtší procentuální úbytky nastaly v bodech s celkovČ nižší vodní hodnotou snČhu a také v nelesních bodech se stĜedními hodnotami SWE. Na bodech v lesním porostu se stĜedními hodnotami SWE (kolem 70-140 mm, C08, C10 a C03) došlo jen k mírnému úbytku vodní hodnoty, maximálnČ do hodnoty 24 %. To mĤže být zapĜíþinČno zastínČním snČhové pokrývky stromy pĜed sluneþním záĜením. U výše položených bodĤ s vysokou vodní hodnotou snČhu byly procentuální úbytky velmi malé, þasto i neznatelné, a vzhledem k možným chybám mČĜení zcela nesignifikantní. Je tĜeba zdĤraznit, že v pĜípadČ v pĜípadČ severní expozice profilu C04 došlo k nárĤstu SWE bČhem tání snČhové pokrývky. To bylo pravdČpodobnČ zpĤsobeno chybným mČĜením 80
v únorovém termínu (s pĜihlédnutím k výši vodní hodnoty snČhu v termínu dubnovém). To mĤže vést k nepĜesné interpretaci v pĜípadČ úbytku mezi únorovým a bĜeznovým termínem. Úbytek vodní hodnoty snČhu mezi bĜeznovým a dubnovým termínem lze pozorovat pouze na nČkolika málo profilech (C03, C04 a C11, þásteþnČ také C08 a C09), na vČtšinČ sníh odtál zcela. V pĜípadČ profilĤ C03, C04 a C11 je možno sledovat podstatnČ vyšší míru úbytku SWE na bodech s jižní expozicí než na bodech s expozicí severní. Relativní úbytky jsou v pĜípadČ severní expozice 46, 33 þi 59 %, v pĜípadČ jižní expozice 70, 49 þi 95 %. Je tedy dobĜe vidČt i vliv nadmoĜské výšky, kdy byl u nejvýše položeného profilu zaznamenán nejnižší relativní úbytek. V pĜípadČ profilĤ C08 a C09 byla snČhová pokrývka zaznamenána jen v bodech se severní expozicí, relativní úbytky mezi termíny v bodech se severní expozicí pak byly pozorovány na hodnotách 98 a 56 %. V pĜípadČ severní expozice v profilu C08 a jižní expozice v profilu C11 byla v dubnovém termínu na bodech pĜítomna pouze nesouvislá snČhová pokrývka malé výšky, což mĤže vést k chybám mČĜení a pĜípadnČ ne zcela pĜesné interpretaci.
81
250
únor sever únor jih úbytek únor-bĜezen sever úbytek bĜezen-duben jih
bĜezen sever bĜezen jih úbytek bĜezen-duben sever
duben sever duben jih úbytek únor-bĜezen jih
zmČna mezi termíny [%]
SWE [mm]
Severní a jižní expozice, zmČna SWE mezi termíny
250
200
200
150
150
100
100
50
50
0
0
-50
-50
-100
-100 C01, C02, 885m, les 835m, louka
C06, C07, C03, C04,1240 C05, 895m, 885m, les 925m, 1160m, m, les louka louka les
bod
C08, 1050m, les
C10, C11, C09, 1050m, 945m, les 935m paseka velká paseka
Obr. 47 - Závislost vodní hodnoty snČhu na expozici v lesním porostu, louce a na pasece a procentuální rozdíl mezi jednotlivými mČĜeními ve tĜech termínech v jednotlivých experimentálních profilech v zimním období 2012/2013
V pĜípadČ absolutního úbytku mezi únorovým a bĜeznovým termínem (obr. 48) je však možno pozorovat velmi podobné hodnoty na svazích s jižní expozicí, a to zpravidla v rozmezí 12-45 mm (nepoþítáme-li krajní hodnoty 4 mm a 66 mm). Z toho v pČti bodech byl namČĜen témČĜ shodný úbytek 43-45 mm (body C01, C02, C05, C09 a C11). Je zároveĖ patrné, že ve výše položených bodech byl úbytek vodní hodnoty jen nepatrnČ nižší než u níže položených bodĤ s nízkými vodními hodnotami. Je to pomČrnČ pĜekvapivé, jelikož bychom mohli oþekávat, že tavná voda z povrchu snČhové pokrývky bude zadržena v hlubších vrstvách snČhové pokrývky. V pĜípadČ severní expozice jsou úbytky také velmi podobné, v pĜípadČ vynechání bodĤ s nárĤstem vodní hodnoty snČhu v prĤbČhu jarního tání (zapĜíþinČné 82
SWE [mm]
Severní a jižní expozice, zmČna SWE mezi termíny únor sever duben sever bĜezen jih úbytek únor-bĜezen sever úbytek únor-bĜezen jih
bĜezen sever únor jih duben jih úbytek bĜezen-duben sever úbytek bĜezen-duben jih
250
zmČna mezi termíny [mm]
pravdČpodobnČ chybou v mČĜení) se pohybují v rozmezí 6-40 mm. Zde je však dobĜe patrný nižší úbytek vodní hodnoty u bodĤ s vysokými hodnotami SWE, je to dáno celkovČ nižším úbytkem na svazích se severní expozicí. Je tĜeba zdĤraznit, že v pĜípadČ severní expozice profilu C04 došlo k nárĤstu SWE bČhem tání snČhové pokrývky. To bylo pravdČpodobnČ zpĤsobeno chybným mČĜením v únorovém termínu (s pĜihlédnutím k výši vodní hodnoty snČhu v termínu dubnovém). To mĤže vést k nepĜesné interpretaci v pĜípadČ úbytku mezi únorovým a bĜeznovým termínem.
250
225
225
200
200
175
175
150
150
125
125
100
100
75
75
50
50
25
25
0
0
-25
-25
-50
-50
-75
-75
-100
-100
-125
-125 C01, C02, 885m, les 835m, louka
C03, C04,1240 C05, C06, C07, 1160m, m, les 895m, 885m, les 925m, les louka louka
bod
C08, 1050m, les
C09, C10, C11, 1050m, 945m, les 935m velká paseka paseka
Obr. 48 - Závislost vodní hodnoty snČhu na expozici v lesním porostu, louce a na pasece a absolutní rozdíl mezi jednotlivými mČĜeními ve tĜech termínech v jednotlivých experimentálních profilech v zimním období 2012/2013
Absolutní úbytek mezi bĜeznovým a dubnovým termínem lze mezi jižní a severní expozicí pozorovat pouze u nČkolika málo profilĤ (C03, C04 a C11). Je pomČrnČ pĜekvapivé, že rozdíl mezi úbytkem v bodech s jižní expozicí a v bodech s expozicí severní je velmi malý, a to u všech tĜech profilĤ. Ve dvou z nich došlo dokonce k menšímu absolutnímu úbytku v bodech s jižní expozicí než v bodech s expozicí severní (C04 a C11). V pĜípadČ lesního 83
SWE [mm]
ZmČna SWE v bodech s jižní expozicí vĤþi severní expozici
250
únor sever
bĜezen sever
duben sever
únor jih
bĜezen jih
duben jih
úbytek únor-bĜezen
úbytek bĜezen-duben
zmČna mezi termíny [%]
profilu C03 byl velmi malý rozdíl pozorován i mezi únorovým a bĜeznovým profilem. PĜi srovnání s profilem C11, nacházejícím se na pasece a tedy více ovlivnČným pĜímým sluneþním záĜením, lze soudit, že v pĜípadČ pozdního jara (kdy lze oþekávat zralou snČhovou pokrývku) je rychlost tání pomČrnČ podobná. Na poþátku jara (kdy lze pĜedpokládat záporné teploty snČhové pokrývky) je rychlost tání na svazích se severní orientací nižší. To mĤže být zpĤsobeno nižším pĜísunem sluneþního záĜení a delší dobou potĜebnou k ohĜátí celé snČhové pokrývky na teplotu 0°C. V pozdním jaĜe jsou pak výchozí podmínky totožné.
500
200
400
150
300
100
200
50
100
0
0
-50
-100
-100
-200
-150
-300
-200
-400
-250
-500
-300
-600
-350
-700
-400
-800 C01, C02, 885m, les 835m, louka
C03, C04,1240 C05, C06, C07, 1160m, m, les 895m, 885m, les 925m, les louka louka
bod
C08, 1050m, les
C09, C10, C11, 1050m, 945m, les 935m velká paseka paseka
Obr. 49 - Závislost vodní hodnoty snČhu na expozici v lesním porostu, louce a na pasece a procentuální rozdíl mezi svahem s jižní expozicí vĤþi svahu se severní expozicí, ve tĜech termínech v jednotlivých experimentálních profilech v zimním období 2012/2013
Na obrázku 49 je znázornČn procentuální rozdíl mezi úbytkem vodní hodnoty snČhu na svahu s jižní expozicí vĤþi svahu s expozicí severní. Hodnoty jsou v pĜípadČ rozdílu mezi únorovým a bĜeznovým termínem velmi promČnlivé, což je dáno hlavnČ velmi malými úbytky vodní hodnoty snČhu na nČkterých svazích se severní expozicí (napĜíklad bod C09). Hodnoty 84
se pohybují od cca 50 % až po více jak sedminásobek úbytku na svahu se severní expozicí (bod C09). V jednom pĜípadČ došlo na svahu s jižní expozicí dokonce k menšímu úbytku vodní hodnoty snČhu, než na svahu s expozicí severní (bod C10). To je dáno hlavnČ velmi nízkými rozdíly mezi jednotlivými mČĜení, které mohou být rovnČž þásteþnČ zpĤsobeny možnými chybami mČĜení. Rozdíl mezi bĜeznovým a dubnovým termínem bylo možné porovnat jen na tĜech bodech (C03, C04 a C11). V pĜípadČ pokroþilého jarního tání jsou rozdíly velmi podobné, kolem 50 %, konkrétnČ 54, 48 a 63 %. Vyšší rozdíl u bodu C11 je možné zdĤvodnit vyšší intenzitou pĜímého sluneþního svitu na snČhovou pokrývku na pasece se severní expozicí. V pĜípadČ profilu C03 lze hovoĜit o stejném rozdílu rychlosti odtávání mezi expozicemi v brzkém jarním termínu, tak v období pozdního jara (bĜezen-duben). ObecnČ však lze Ĝíci, že na louce þi na pasece je rozdíl v rychlosti tání mezi expozicemi vČtší než v pĜípadČ lesa, který tlumí negativní vliv jižní expozice (viz profily C08+C09 a C10+C11). Na následujícím grafu je porovnána vodní hodnota snČhu v profilech „Špiþák jih“ a „Špiþák východ“. Je z nČj na první pohled patrná výraznČ vyšší hodnota SWE na svahu s východní expozicí a to i pĜesto, že sklon východních svahĤ je o nČco vyšší (vyšší sklon svahĤ má negativní vliv na SWE (Blöschl et al., 1992)), korunový zápoj je témČĜ shodný. Ani negativní vliv závČtrného efektu na svah s východní expozicí je velmi nepravdČpodobný, v sezónČ 2011/2012 byl pozorován výrazný závČtrný efekt v severní vČtvi profilu „Špiþák“ (Beitlerová a Fliegl et al., 2012), vliv tohoto efektu na východní svah by tedy logicky mČl být nižší než v pĜípadČ severní expozice. I pĜesto, že východní vČtev profilu „Špiþák“ nezahrnuje nadmoĜské výšky 875-975 m, které se vyskytují v profilu „Špiþák jih“, lze díky tomu, že vztah SWE a nadmoĜské výšky je v tomto profilu vysoký þi se jedná o tČsný vztah, do jisté míry pĜedpovČdČt vodní hodnotu snČhu na svazích s východní expozicí i v tČchto výškách. Díky tomu mĤžeme pozorovat až o 50 % vyšší SWE na východním svahu hory Špiþák v únorovém a bĜeznovém termínu. V pĜípadČ dubnového termínu se v bodech na jižním svahu snČhová pokrývka již témČĜ nenacházela, na východním svahu byla její pozorovatelná vodní hodnota až pĜes 50 mm.
85
Obr. 50 - Závislost vodní hodnoty snČhu na expozici a nadmoĜské výšce v lesním porostu, ve tĜech termínech v experimentálních profilech Špiþák jih a Špiþák východ v zimním období 2012/2013
Na následujícím grafu je znázornČna hustota snČhu v rámci experimentálních dvojbodĤ. Je dobĜe patrno, že v prĤbČhu zimní sezóny hustota snČhu roste, a to ve všech pĜípadech kromČ rozdílu mezi bĜeznovým a dubnovým termínem na jižní expozici profilu C03. V pĜípadČ termínu 27. - 28.2.2013 se hustoty pohybují kolem 0,2 až 0,25 g.cm-3 (s vyjímkou lesního profilu C06 s hustotou kolem 0,15 g.cm-3), v pĜípadČ termínu 9.-10.2.2013 pak kolem hodnot 0,25-0,35 g.cm-3 (s vyjímkou jižní expozice profilu C06 s hustotou 0,2 g.cm-3 a severní expozice profilu C04 s hustotou 0,394 g.cm-3). BČhem mČĜení provedeného 18.4.2013 byla snČhová pokrývka pĜítomna pouze na nČkolika málo profilech a její hustota se pohybovala od 0,271 g.cm-3 až po 0,413 g.cm-3 v pĜípadČ severní expozice v profilu C04. Vliv expozice na hustotu snČhu je však neprĤkazný. V þásti profilĤ nalezneme vyšší hustotu snČhové pokrývky v bodech se severní expozicí, v þásti naopak s expozicí jižní. Ani z rozdílĤ mezi termíny mČĜení není možné rozeznat výraznČjší vliv expozice na hustotu snČhové pokrývky (obr. 51).
86
únor sever duben sever bĜezen jih úbytek únor-bĜezen sever úbytek únor-bĜezen jih
bĜezen sever únor jih duben jih úbytek bĜezen-duben sever úbytek bĜezen-duben jih
zmČna mezi termíny [g/cm3]
ȡ [g/cm3]
Severní a jižní expozice, zmČna hustoty snČhu mezi termíny
0,45
-0,45
0,35
-0,35
0,25
-0,25
0,15
-0,15
0,05
-0,05
-0,05
0,05
-0,15
0,15
-0,25
0,25
-0,35
0,35 0,45
-0,45 C01, C02, 885m, les 835m, louka
C03, C04,1240 C05, C06, C07, 1160m, m, les 895m, 885m, les 925m, les louka louka
bod
C08, C09, C10, C11, 1050m, 1050m, 945m, les 935m les velká paseka paseka
Obr. 51 - Závislost hustoty snČhu na expozici v lesním porostu a na pasece a absolutní rozdíl mezi jednotlivými mČĜeními ve tĜech termínech v jednotlivých experimentálních profilech v zimním období 2012/2013
5.3 Vegetaþní pokryv Tato kapitola je vČnována vztahĤm mezi namČĜenou vodní hodnotou snČhu (þi hustotou snČhu) a vegetaþním pokryvem. VýbČr experimentálních profilĤ nebyl pro tuto analýzu optimalizován, ale i pĜesto bylo možno pro tento úþel využít experimentální profil „Špiþák jih“ a pak také experimentální expoziþní profily C08+C09 a C10+C11, jelikož vzdálenost profilĤ C08 a C09 se pohybuje v Ĝádu desítek metrĤ, rovnČž tak vzdálenost profilĤ C10 a C11. Jeden z nich je vždy profil s body umístČnými na lesní pasece, druhý profil je umístČný v lese (viz tab. 5 a pĜíloha 3 a 4). To umožĖuje velmi dobrou analýzu vlivu vegetaþního profilu na vodní hodnotu a hustotu snČhové pokrývky. Na následujícím grafu (obr. 52) je vidČt vývoj vodní hodnoty snČhu v prĤbČhu jarního tání v profilech C08+C09, v severní expozici v lese a na pasece, a v jižní expozici v lese a na pasece.
87
Je dobĜe vidČt vyšší SWE v lesní pasece než v smrkovém lese o korunovém zápoji 8689 %, a to i více než dvojnásobný v pĜípadČ severní expozice a témČĜ dvojnásobný v pĜípadČ expozice jižní. Rozdíly v SWE mezi druhy vegetaþního pokryvu se v bodech se severní expozicí pohybují kolem 79-110 mm þi zhruba 36-69 mm v pĜípadČ jižní expozice. V pĜípadČ jižní expozice nebyla v dubnovém termínu na pasece a v lese snČhová pokrývka pozorována. O nČco vyšších hodnot bylo dosaženo i v pĜípadČ profilĤ C10+C11 ve výšce zhruba 940 m n. m. (obr. 53). Zde byl pozorován až trojnásobek SWE na lesní pasece se severní expozicí než v smrkovém lese s korunovým zápojem 85 %, v pĜípadČ jižní expozice byl na lesní pasece pozorován zhruba 1,5 až 2 násobek SWE než v lese s korunovým zápojem 84 %, což jsou hodnoty výraznČ vyšší než byly pozorovány v rámci jiných studií po celém svČtČ. Rozdíly v SWE mezi druhy vegetaþního pokryvu se pohybují kolem 140 mm þi zhruba 41-90 mm v pĜípadČ jižní expozice. V dubnovém termínu nebyla v lese snČhová pokrývka pozorována na bodech s jižní i severní expozicí. V obou pĜípadech byl pozorován výrazný úbytek SWE na pasece s jižní expozicí, v lese se stejnou expozicí byl pozorován úbytek minimální. Nebyly však potvrzeny výsledky výzkumu, který provedl Murray a Buttle (in Varhola et al., 2010) v javorovém lese a otevĜené ploše (kap. 2.2.2), což mohlo být zpĤsobeno odlišným druhovým složením zkoumaného lesa.
Vliv vegetace na vývoj SWE ve výšce 1050 m n.m. les, severní expozice
velká paseka, severní expozice
les, jižní expozice
velká paseka, jižní expozice
200
SWE [mm]
160
120
80
40
0 28.2.13
9.3.13
18.4.13
termín
Obr. 52 - Závislost vodní hodnoty snČhu na vegetaci ve výšce 1050 m n. m. v bodech se severní a jižní expozicí ve tĜech termínech v zimním období 2012/2013
88
Vliv vegetace na vývoj SWE ve výšce 940 m n.m. les, severní expozice
paseka, severní expozice
les, jižní expozice
paseka, jižní expozice
240
200
SWE [mm]
160
120
80
40
0 28.2.13
9.3.13
18.4.13
termín
Obr. 53 - Závislost vodní hodnoty snČhu na vegetaci ve výšce 940 m n. m. v bodech se severní a jižní expozicí ve tĜech termínech v zimním období 2012/2013
Na následujícím grafu (obr. 54) je zobrazena vodní hodnota snČhu v profilu „Špiþák jih“, a to jak v lese, tak na lesní pasece. Jejich umístČní však nepokrývá celý výškový profil a vyskytují se v nČm pouze sporadicky. KvĤli této okolnosti není možné brát následující analýzu jako zcela prĤkaznou, rovnČž tak díky vztahu SWE a nadmoĜské výšky, který mĤžeme v pĜípadČ pasek považovat jen za význaþný þi mírný. V grafu mĤžeme pozorovat zhruba o 70 % až o 270 % vyšší SWE na pasece v pĜípadČ bĜeznového termínu expediþního mČĜení. Absolutní rozdíl vodní hodnoty snČhu se v pĜípadČ únorového termínu pohybuje zhruba kolem hodnot 110-150 mm, v pĜípadČ bĜeznového termínu kolem 120-130 mm, což jsou hodnoty výraznČ vyšší než v pĜípadČ profilĤ výše. Je však potĜeba podotknout, že absolutní hodnoty SWE jsou v pĜípadČ profilu „Špiþák jih“ až o celou tĜetinu vyšší. V pĜípadČ dubnového termínu byla snČhová pokrývka v lese buć zcela roztátá, nebo se zde nacházela v nesouvislé a velmi tenké vrstvČ, rozdíl SWE mezi lesem a pasekou se v horní þásti profilu pohyboval až kolem 100 mm. Zde je však tĜeba opČt podotknout, že tČsnost vztahu SWE na pasece na nadmoĜské výšce je zde pouze mírná a také velmi nízká a nesouvislá pokrývka v lesním porostu skýtá prostor pro výrazné chyby mČĜení.
89
SWE [mm]
SWE Špiþák, jižní expozice, les a paseka 28.2.13 les
9.3.13 les
19.4.13 les
28.2.13 paseka
9.3.13 paseka
19.4.13 paseka
350
lineární, R 2 = 0,6055 300
mocninný, R 2 = 0,4774 250
200
mocninný, R2 = 0,7365 150
mocninný, R2 = 0,7434
100
mocninný, R 2 = 0,3621 50
0 875
900
925
950
975
1000 1025 1050 nadmoĜská výška [m n.m.]
1075
1100
1125
1150
1175
Obr. 54 - Závislost vodní hodnoty snČhu na vegetaci v profilu Špiþák jih ve tĜech termínech v zimním období 2012/2013
Na následujícím grafu je vidČt vývoj hustoty snČhu v prĤbČhu jarního tání v profilech C08+C09, v severní expozici v lese a na pasece, a v jižní expozici v lese a na pasece. Je dobĜe vidČt vyšší hustota snČhu v lesní pasece než v lese o korunovém zápoji 86-89 %. Rozdíly v hustotČ se mezi druhy vegetaþního pokryvu pohybují kolem 0,043 až 0,071 g.cm-3 þi zhruba kolem 0,031 g.cm-3 v pĜípadČ jižní expozice. V pĜípadČ jižní expozice nebyla v dubnovém termínu na pasece a v lese snČhová pokrývka pozorována. O nČco nižších hodnot hustoty snČhu bylo dosaženo v pĜípadČ profilĤ C10+C11 ve výšce kolem 940 m n. m. (obr. 56). Zde byly pozorovány rozdíly v hustotČ snČhu mezi lesem (korunový zápoj 85 %, respektive 84 %) a pasekou pohybující se kolem 0,041-0,043 g.cm-3 v pĜípadČ severní expozice þi zhruba 0,036-0,063 g.cm-3 v pĜípadČ jižní expozice. V dubnovém termínu nebyla v lese snČhová pokrývka pozorována na bodech s jižní i severní expozicí. Lze tedy Ĝíci, že hustota snČhové pokrývky je na lesních mýtinách o zhruba 0,05 g.cm-3 vyšší než v lese, což je hodnota zhruba dvojnásobná než v pĜípadČ profilu „Špiþák jih“, viz graf na obrázku 42. V pĜípadČ profilu „Špiþák jih“ je pak tČsnost vztahu pouze mírná až nízká, a tak nelze tČmto údajĤm pĜiĜknout velkou váhu.
90
Vliv vegetace na vývoj hustoty snČhu ve výšce 1050 m n.m. les, severní expozice
velká paseka, severní expozice
les, jižní expozice
velká paseka, jižní expozice
ȡ [g/cm3]
0,35
0,25
0,15 28.2.13
9.3.13
18.4.13
termín
Obr. 55 - Závislost hustoty snČhu na vegetaci ve výšce 1050 m n. m. v bodech se severní a jižní expozicí ve tĜech termínech v zimním období 2012/2013
Vliv vegetace na vývoj hustoty snČhu ve výšce 940 m n.m. les, severní expozice
paseka, severní expozice
les, jižní expozice
paseka, jižní expozice
ȡ [g/cm3]
0,35
0,25
0,15 28.2.13
9.3.13
18.4.13
termín
Obr. 56 - Závislost hustoty snČhu na vegetaci ve výšce 940 m n. m. v bodech se severní a jižní expozicí ve tĜech termínech v zimním období 2012/2013
91
6
DISKUZE
SnČhová pokrývka je dĤležitým pĜírodním jevem, který ovlivĖuje nejen fyzickogeografickou, ale rovnČž i socioekonomickou sféru ZemČ. Z hydrologického hlediska je hlavnČ významnou zásobárnou vody, a proto je tĜeba znát zákonitosti jejího vývoje a hlavnČ zániku, pĜi kterém se ze snČhové pokrývky uvolĖuje voda, zapojující se do hydrologického procesu. Pro pĜedpovČć objemu a rychlosti odtoku tavné vody je proto nezbytná znalost míry jejího ovlivnČní jednotlivými fyzicko-geografickými faktory. Jejich míra se velmi výraznČ liší v prostoru i þase. Hodnocení výsledkĤ této diplomové práce je možné rozdČlit do nČkolika oblastí. Byla provedena detailní rešerše teoretických i praktických výstupĤ publikovaných v þeské i zahraniþní literatuĜe týkajících se klíþových faktorĤ ovlivĖujících formování snČhové pokrývky v kontextu geografických podmínek Šumavy, která navazuje na rešerši provedené v rámci bakaláĜské práce autora (Fliegl, 2009). PĜi rozboru zahraniþní literatury je však nezbytný urþitý odstup od výsledkĤ, které byly v této práci prezentovány. Výsledky þasto vznikají ve výraznČ odlišných podmínkách od tČch na ŠumavČ a jsou þasto prezentovány v rovinČ daných odlišných podmínek. Jejich vztažení do prostĜedí zájmového území této práce je tedy možné jen v relativní rovinČ. Míra ovlivnČní klíþovými faktory z regionálního hlediska je v práci rovnČž zpracována, a to v kapitole 2.3. Fyzicko-geografická charakteristika zájmového území vþetnČ detailní charakteristiky experimentálních profilĤ (kap. 3) þítajících celkem 68 odbČrných bodĤ umožĖuje komplexní geografické porovnání zájmového území jak s jinými územími ve stĜední EvropČ, tak i v dalších oblastech, které jsou územím zájmu studií zabývajících se hydrologií snČhu.
6.1
Metodika monitoringu snČhové pokrývky a její optimalizace
Jednou ze stČžejních þástí práce je snaha o optimalizaci þi úpravu metodiky monitoringu snČhové pokrývky v konkrétních podmínkách Šumavy. Ta prochází neustálým vývojem a podléhá nespoþtu inovací, které mají za cíl optimalizovat monitoring pro vybraný úþel. Ten se mĤže výraznČ lišit. MĤže se jednat o pĜesný odhad zásob vody ve zkoumaném povodí (Jelínek, 2008, Beitlerová, 2012), sbČr dat pro vícerozmČrnou faktorovou analýzu (Pevná, 2012) nebo vliv ekotonového efektu na snČhovou pokrývku (ěezníþková, 2012). Pro potĜeby této práce byl monitoring snČhové pokrývky optimalizován s cílem co nejpĜesnČjší analýzy vybraných klíþových fyzicko-geografických faktorĤ na vybrané charakteristiky snČhové pokrývky: vodní hodnotu snČhu (SWE) a hustotu snČhu (ȡ). Cílem bylo v rámci zvoleného experimentálního profilu analyzovat vliv pouze jednoho vybraného klíþového faktorĤ na snČhovou pokrývku. To mČlo být umožnČno tím, že vliv ostatních faktorĤ byl vhodným výbČrem lokace profilu bućto redukován na minimum, anebo mČl být v rámci daného experimentálního profilu pokud možno konstantní a tedy mít tedy stejný vliv na charakteristiky snČhové pokrývky v celém profilu.
92
Kvantifikace nČkterých faktorĤ je jednoduše odvoditelná þi mČĜitelná (nadmoĜská výška, expozice, hustota vegetace pomocí míry zastínČní korunami stromĤ, sklon svahĤ), míra jiných je zjistitelná pomČrnČ obtížnČ (velikost pĜijímaného dlouhovlnného záĜení, možný vliv závČtrného efektu) a charakteristiky jiných zase není prakticky možné sledovat na všech bodech experimentálních profilĤ (teplota vzduchu, rychlost a smČr vČtru, velikost srážkových úhrnĤ). Tato fakta vnášejí do jednotlivých analýz a následných interpretací výstupĤ urþitou nejistotu. Její míĜe byla v rámci jednotlivých postupĤ vždy dána seriózní váha. PĜi výbČru lokalizace experimentálních profilĤ byl brán zĜetel hlavnČ na faktory z první kategorie, v pĜípadČ dalších faktorĤ byl vliv nČkterých zanedbán (pĜijímané dlouhovlnné záĜení) a vliv závČtrného efektu (srážkového stínu) byl potlaþen na základČ zkušeností z minulých zimních sezón (v sezónČ 2011/12 se srážkový stín výraznČ projevil v profilu „Špiþák sever“, který nebyl z tohoto dĤvodu pro potĜeby této práce využit), nebo velmi malou vzdáleností jednotlivých bodĤ v experimentálním profilu, na které se mĤže vliv srážkového stínu projevit naprosto neznatelnČ. I pĜes veškerou snahu a zkušenost pĜi výbČru optimálního experimentálního profilu byla vždy na konci sezóny objevena urþitá nedokonalost v jeho charakteristikách, a to zpravidla na základČ analýzy namČĜených dat, vedoucí k jeho opuštČní (viz výše) þi pozmČnČní, a pĜípadnČ také k lepšímu výbČru nového profilu v sezónČ další. Dalším prvkem v optimalizaci metodiky monitoringu snČhové pokrývky v podmínkách Šumavy bylo zvýšení pĜesnosti odbČru snČhového sloupce váhovým snČhomČrem a mČĜení výšky snČhové pokrývky. V prĤbČhu loĖských sezón se ukázalo, že pĜesnost ruþního turistického pĜístroje GPS v lesním porostu není dostateþná, pĜi nepĜítomnosti stop po pĜedcházejícím mČĜení nebylo možné nalézt stejný bod odbČru a mohlo dojít k odchylce až 15 m. To by nebyl až takový problém pĜi sbČru dat o snČhové pokrývce pro potĜeby odhadu akumulované vody v experimentálním povodí, ale vnáší to výrazné odchylky do výstupních dat v pĜípadČ, že je cílem analýza zmČny charakteristik snČhové pokrývky mezi þasovými termíny. Proto je naprosto klíþové nalézt pĜesné místo odbČru v pĜedchozím termínu. S tímto cílem byly pĜed sezónou 2012/13 umístČny v terénu textilní znaþky, které pĜesné místo oznaþovaly. To však narazilo na nČkolik problémĤ: v pĜípadČ jejího umístČní na kmen stromu obþas došlo k jejich pootoþení vČtrem a výzkumník poté mohl odbČr provést až o zhruba 3 metry mimo. Textilní znaþky byly také umisĢovány s protichĤdnými požadavky: jejich viditelnost nesmČla být velmi daleká (pak by hrozilo jejich odstranČní náhodným výskytem sabotéra), ale na druhou stranu musely být nalezitelné samotným výzkumníkem. To se ve dvou pĜípadech ukázalo jako ne dost dobĜe možné, znaþka musela být v místČ urþeném pouze pĜístrojem GPS umístČna znova a musel být znovu zmČĜen korunový zápoj nad místem nové terénní znaþky. NaštČstí se tato událost odehrála bČhem prvního termínu mČĜení, takže výsledky tím nebyly ovlivnČny. Dalším problémem pĜi sbČru dat o snČhové pokrývce byla samotná metoda jejich poĜízení v pĜesnČ nalezeném místČ. OdbČr váhovým snČhomČrem totiž patĜí mezi destruktivní metody, v dalších termínech tudíž není možné provést odbČr v naprosto stejném místČ, je tĜeba jej provést ve vzdálenosti zhruba 30 cm. V pĜípadČ velmi þlenitého povrchu terénu (velké kameny, klády, vČtve, husté borĤvþí) mĤže dojít až k znatelnému ovlivnČní namČĜených hodnot 93
(viz kap. 4.2). Dále je tĜeba velké opatrnosti pĜi pohybu výzkumníka, který svým pohybem po snČhovém povrchu mČní výšku snČhové pokrývky a také její hustotu. Snahou je tedy zmČna tČchto charakteristik v co nejmenší ploše tak, aby v dalším termínu mČĜení existovala místa, kde je možné provést odbČr váhovým snČhomČrem. To s sebou nese pomalejší provedení odbČru a tedy vČtší þasovou nároþnost celé snČhomČrné kampanČ. I pĜes množství nejistot spojených s monitoringem snČhové pokrývky na ŠumavČ se domnívám, že v práci použité postupy monitoringu snČhové pokrývky pĜedstavují pozitivní krok smČrem k zefektivnČní výstupĤ pĜi souþasném snížení jeho finanþní a personální nároþnosti (kap. 2.4). Jiným problémem pĜi získávání dat je výbČr termínĤ mČĜení. To naráží na nČkolik problémĤ a komplikací. Snahou je vystihnout prvním mČĜením období nejvČtší akumulace snČhové pokrývky v dané zimní sezónČ pĜed jarním táním a další mČĜení provádČt v takových intervalech, které vzhledem k chodu meteorologických podmínek zabezpeþí signifikantní úbytek mocnosti snČhové pokrývky. Ten však nesmí být pĜíliš velký, aby bylo možné provést 3-4 mČĜení v sezónČ s pĜítomností dostateþné vrstvy snČhové pokrývky (alespoĖ 10 cm souvislé vrstvy) pro získání optimální datové základny pro následnou analýzu. Odhad úbytku mocnosti snČhové pokrývky je i pĜes relativnČ vyspČlé komunikaþní technologie pomČrnČ nelehký, jelikož odbČrné profily nejsou sledovány pĜístrojem s dálkovým pĜenosem dat a úbytek je tĜeba hodnotit na základČ úbytku snČhové pokrývky v jiných místech. Jejich vzdálenost od experimentálních profilĤ je ĜádovČ v kilometrech, ale variabilita snČhové pokrývky je v kontextu zájmového území velmi vysoká. DĤsledkem pak mĤže být naprosto neznatelný úbytek mocnosti snČhové pokrývky, nebo naopak úbytek pĜíliš velký. Tomuto dĤsledku také nahrává široká variabilita fyzicko-geografických podmínek v rámci experimentálních profilĤ (nadmoĜská výška, vzdálenost od hlavního šumavského hĜebene, expozice svahĤ, vegetaþní pokryv), kdy ve stejném termínu mČĜení mĤžeme v nČkterých profilech pozorovat minimální mocnost snČhové pokrývky (bĜeznový termín roku 2013, profil „Boubín“ a C01) a v jiném velmi malý rozdíl mocnosti snČhové pokrývky vĤþi termínu pĜedchozímu (bĜeznový termín roku 2013, profil „Špiþák východ“, C04 a C08). NepĜesný dálkový odhad úbytku snČhové pokrývky se pak projevil v pĜípadČ dubnového termínu snČhomČrné kampanČ, kdy neoþekávanČ vysoké teploty vzduchu zpĤsobily extrémnČ rychlé tání snČhové pokrývky i v lesním prostĜedí. DĤsledkem toho byla pĜítomnost snČhové pokrývky jen na malé þásti experimentálních profilĤ (viz kap. 5). Danému problému nezabránil ani fakt, že se autor v zájmovém území osobnČ pohyboval jen 5 dní pĜed uskuteþnČným dubnovým termínem mČĜení. Z této zkušenosti lze vyvodit závČr, že uskuteþnČní dubnového termínu pouze o jeden den dĜíve by pravdČpodobnČ mČlo velmi pozitivní dopad na kvalitu získaných dat pro následnou analýzu. PĜesnČjší odhad úbytku mocnosti snČhové pokrývky je vzhledem k finanþní a þasové nároþnosti expediþního mČĜení snČhové pokrývky dĤležitým úkolem do budoucna a mĤže být zajištČn napĜíklad kalibrací již instalovaných zaĜízení s dálkovým pĜenosem dat, pĜípadnČ spoluprací s místním pozorovatelem. Nejistoty do následné analýzy vnáší rovnČž pĜerušení jarního tání mezi termíny mČĜení a pĜechodný návrat zimního rázu poþasí. Problém nenastává pĜi zastavení tání snČhové pokrývky, ale snČhovými srážkami a opČtovným pĜírĤstkem mocnosti snČhové pokrývky, který 94
zvyšuje vodní hodnotu snČhu a snižuje jeho hustotu. To byl pĜípad i období mezi bĜeznovým a dubnovým termínem mČĜení charakteristik snČhové pokrývky v roce 2013. Srážkové úhrny pĜi snČžení však byly pomČrnČ malé (obr. 28-31). Tato událost i pĜesto ponČkud komplikuje správnou analýzu vlivu vybraných klíþových fyzicko-geografických faktorĤ na tání snČhové pokrývky. Ta je ostatnČ hlavním pĜínosem této práce.
6.2
Analýza vlivu klíþových fyzicko-geografických faktorĤ
Analyzovány byly faktory, které se na základČ výzkumu prostorového rozložení snČhové pokrývky jeví jako klíþové (Jelínek, 2008, Fliegl, 2009, Jelínek et al., 2011, Beitlerová, 2012) a které lze pomocí zámČrného výbČru experimentálních profilĤ dobĜe analyzovat základními statistickými metodami. Pro použití vícerozmČrné statistické analýzy není dost dobĜe možné zabezpeþit potĜebnou velmi širokou datovou základnu (viz výše). Shluková vícerozmČrná statistická analýza rovnČž umožĖuje pouze relativní zjištČní vlivu Ĝady faktorĤ na charakteristiky snČhové pokrývky a nikoliv konkrétní výši jejich vlivu (Pevná, 2012). Jedním z výsledkĤ jsou grafy znázorĖující nárĤst vodní hodnoty snČhu s nadmoĜskou výškou, který se vyznaþuje zpravidla vysokou tČsností vztahĤ, nižší tČsnost však vykazuje profil „Boubín“, který vykazuje i výraznČ nižší gradient, a to i s pĜihlédnutím k celkovČ menší (ménČ než poloviþní) hodnotČ SWE. DĤvod tohoto jevu vyžaduje další výzkum pro jeho objasnČní. Dále byly v prĤbČhu zimní sezóny pozorovány pomČrnČ velmi nízké hodnoty SWE ve stĜední þásti profilu (body ve výšce 1025-1100 m n. m.). Padla domnČnka, že je toto zpĤsobeno vyšší sklonitostí svahĤ v tČchto bodech a proto byly sklony operativnČ v prĤbČhu dubnového termínu exaktnČ kvalifikovány sklonomČrem. Výsledky tohoto mČĜení však neukazují zásadnČ odlišné hodnoty (17 þi 18°) od prĤmČru v daném profilu (ø = 12,6°). PĜiþítat nízké hodnoty SWE mírnČ vyššímu sklonu svahĤ by bylo v rozporu s literaturou (Blöschl et al., 1992) a také s analýzou v profilu „Špiþák východ“. Jediným možným vysvČtlením by mohlo být výrazné zvýraznČní vlivu sklonitosti v pĜípadČ svahĤ se západní expozicí oproti svahĤm s expozicí východní. Profil „Boubín“ však vykazoval po celou sezónu pomČrnČ nízké a hlavnČ rozkolísané hodnoty charakterizující snČhovou pokrývku s jejich pomČrnČ atypickým chodem. Tyto skuteþnosti však pĜed sezónou 2012/13 nebyly známé a jak již bylo Ĝeþeno, objevují se zpravidla po skonþení a zhodnocení zimní sezóny. NárĤst gradientu SWE s nadmoĜskou výškou bČhem jarní sezóny prezentovaný Pecušovou a Holkem (2002) byl potvrzen jen v profilu „Špiþák východ“ a „Špiþák jih“ v sezónČ 2012/13, naopak v sezónČ 2011/12 byl pozorován pokles gradientu, prezentovaný Kuþerovou a Jeníþkem (2012). Je však tĜeba brát v úvahu, že mČĜení charakteristik snČhové pokrývky v profilu „Špiþák jih“ bylo v sezónČ 2011/12 provádČno dle starší, ménČ exaktní metodiky. Analýza vlivu nadmoĜské výšky na rychlost úbytku SWE bČhem jarního tání pĜinesla ne zcela jasné výsledky, tČsnost tohoto vztahu je velmi promČnlivá jak mezi profily, tak i mezi
95
termíny, mĤžeme hovoĜit o velmi tČsném vztahu až nízkém stupni tČsnosti). V žádném pĜípadČ však nelze hovoĜit o nárĤstu rychlosti tání s nadmoĜskou výškou. Vliv nadmoĜské výšky na hustotu snČhu v lesním porostu i na pasekách nebyl metodikou použitou v této práci odpovídajícím zpĤsobem zjištČn a nejasné závČry tak odpovídají pĜedchozím analýzám provedeným v kontextu Šumavy (Jelínek, 2008, Fliegl, 2009). Zajímavých výsledkĤ bylo dosaženo v rámci analýzy vlivu expozice na vodní hodnotu snČhu, což je vztah, který není ve svČtové i domácí literatuĜe zdaleka tak podrobnČ popisován jako vliv vegetaþního pokryvu þi nadmoĜské výšky na SWE, pĜitom její vliv je neoddiskutovatelný a postĜehnutelný pouhým okem i nezaujatého pozorovatele. To bylo také prací potvrzeno, vþetnČ rychlejšího odtávání snČhové pokrývky na svazích s jižní orientací, umocnČné absencí lesního krytu, který tání na tČchto svazích výraznČ zpomaluje. Spolehlivost závČrĤ analýz však byla snížena jednak chybným mČĜením (v nČkolika pĜípadech došlo k nárĤstu SWE v prĤbČhu jarního tání, bČhem kterého nebyly pozorovány témČĜ žádné srážky), ale pĜedevším nevhodným výbČrem data tĜetího, dubnového mČĜení. V tomto termínu došlo na vČtšinČ profilĤ k úplnému odtátí snČhu (viz výše), což zabránilo jakékoliv analýze. Vliv expozice bylo tedy možno analyzovat porovnáním pouze dvou mČĜení, což neumožĖuje dobré zhodnocení vlivu v prĤbČhu celé jarní sezóny a snižuje váhu takové analýzy. VýbČr lokalizace jednotlivých profilĤ byl optimalizován se zamČĜením na analýzu vlivu nadmoĜské výšky a expozice na charakteristiky snČhové pokrývky. Z tohoto dĤvodu je datová základna pro analýzu vlivu vegetaþního pokryvu na charakteristiky snČhové pokrývky užší. I tak ji však bylo možné provést na nČkolika málo profilech. Výsledky potvrzují mnohé dĜíve vyvozené závČry, ale zároveĖ ukazují až tĜikrát vyšší hodnoty SWE na pasekách (porostových oknech), než které byly namČĜeny v blízkém lesním (zpravidla smrkovém) porostu s korunovým zápojem 84-89 %. Jedním z možných vysvČtlení jsou obecnČ nižší vodní hodnoty snČhu v sezónČ 2012/13 (Fliegl, 2009), pĜípadnČ i nižší nadmoĜská výška experimentálních profilĤ (D’Eon, 2004). Pro pĜesnČjší analýzu by bylo vhodné provést mČĜení charakteristik snČhové pokrývky v rámci vČtšího množství experimentálních profilĤ (což však limituje ekonomická, lidská i finanþní nároþnost expediþního mČĜení snČhové pokrývky) a také pokraþovat v zapoþatém výzkumu i v následujících zimních obdobích.
96
7
ZÁVċR
Tato práce navazující na výsledky bakaláĜské práce autora (Fliegl, 2009) potvrdila urþité zákonitosti spojené se snČhovou pokrývkou, u jiných však poukázala na nejednoznaþnost dĜíve vyvozených závČrĤ. PĜinesla rovnČž i výsledky do jisté míry pĜekvapivé, což dává podnČt k dalšímu výzkumu této problematiky. Provedené analýzy jednoznaþnČ ukázaly nejen na vysokou variabilitu charakteristik snČhové pokrývky v prostoru i þase, ale hlavnČ na velmi promČnlivý vliv zkoumaných faktorĤ na snČhovou pokrývku. Jednotlivé analýzy poskytují velmi cenná zjištČní z hlediska dalšího výzkumu v této oblasti. Pro potĜeby analýz bylo využito zejména výsledkĤ tĜí snČhomČrných kampaní provedených v sezónČ 2012/2013 a þásteþnČ také dalších pČti provedených v pĜedchozí sezónČ 2011/2012. NejvýznamnČjším faktorem ovlivĖujícím charakter formování a tání snČhové pokrývky v pramenných oblastech vodních tokĤ na ŠumavČ byl shledán vegetaþní pokryv, což je v naprostém souladu i s odbornou literaturou, která se touto problematikou zabývá. KromČ toho je mezi klíþové faktory v konkrétním území Šumavy nutné zahrnout pĜedevším expozici svahĤ (i vzhledem k existenci orografického efektu) a nadmoĜskou výšku. Práce zároveĖ poukázala na limity a nedostatky použité metodiky sbČru dat charakterizujících snČhovou pokrývku a analýz popisujících vliv vybraných klíþových fyzickogeografických faktorĤ na charakteristiky snČhové pokrývky a ukázala možnosti, jakým zpĤsobem tyto nedostatky v dalších zimních sezónách odstranit þi eliminovat díky její další optimalizaci. Úkolem do budoucna tedy mĤže být drobná úprava stávajících experimentálních profilĤ pĜípadnČ opuštČní nevyhovujících, ale také napĜíklad jejich rozšíĜení pro lepší sbČr dat pro analýzu vlivu vegetaþního pokryvu na snČhovou pokrývku. To by mohlo být dle pĜedpokladĤ provedeno s malou dodateþnou finanþní a þasovou nároþností. Dalším zpĤsobem, jak optimalizovat analýzy vlivu klíþových faktorĤ na snČhovou pokrývku, je podrobnČjší využití meteorologických dat zaznamenaných mezi jednotlivými termíny expediþního mČĜení automatickými meteorologickými stanicemi. Ty jsou rozmístČny v zájmovém území pomČrnČ nepravidelnČ a s rĤznou hustotou, avšak vĤþi experimentálním profilĤm využitým pro potĜeby této práce je jejich lokalizace pomČrnČ blízká, v Ĝádu nČkolika kilometrĤ. Je však potĜeba mít na pamČti, že meteorologické podmínky se v zájmovém území mohou mČnit pomČrnČ rychle i na malém území, a tak není možné cokoliv pĜebírat a analyzovat bez kritického nadhledu. Výsledky práce, aĢ už týkající se optimalizace monitoringu nebo faktorových analýz, v tomto smyslu otevĜely nové otázky, na které je tĜeba se soustĜedit v rámci dalšího smČĜování výzkumĤ v exponovaném území Šumavy.
97
8
SEZNAM POUŽITÝCH PRAMENģ
8.1 Použitá literatura ANDċRA, Miloš, et al. Šumava : pĜíroda, historie, život. Petr ZavĜel; Miloslav Boháþek. 1. vyd. Praha : Miloš UhlíĜ - Baset, 2003. 800 s. ISBN 80-7340-021-9. ALBRECHT, J,. et al. ChránČná území ýR VIII: ýeskobudČjovicko. Praha: AOPK ýR a EkoCentrum Brno, 2003. 808 s. ISBN 80-86064-65-4 ANDERSON, Henry W., R.M. RICE a A.J. WEST. Snow in forest openings and forest stands. Proc. Soc. of American Foresters Mtg. 1958. BALATKA, BĜetislav a Jan KALVODA. Geomorfologické þlenČní reliéfu ýech. 1. vyd. Praha: Kartografie Praha, 2006. ISBN 80-7011-913-6. BARTÁK, ZdenČk. Hydrologické pĜedpovČdi v povodí vodního díla Nýrsko. 1. vyd. Praha: ýeský hydrometeorologický ústav, 1995, 49 s. ISBN 80-858-1328-9. BEITLEROVÁ, Hana. Aplikace degree-day modelu akumulace a tání snČhu v povodí Ptaþího potoka. Praha, 2012. Diplomová práce. Univerzita Karlova v Praze, PĜírodovČdecká fakulta. Vedoucí práce Michal Jeníþek. BEITLEROVÁ, Hana, OndĜej FLIEGL, Jan JELÍNEK, Michal JENÍýEK a Jan KOCUM. Monitoring akumulace a tání snČhové pokrývky v pramenné oblasti Otavy. In: JENÍýEK, Michal a Dana KUýEROVÁ. XVII. medzinárodné stretnutie snehárov: Sborník pĜíspČvkĤ ze semináĜe. Praha: Univerzita Karlova v Praze, PĜírodovČdecká fakulta, 2012, s. 47-55. BERCHA, Šimon, Libor DUCHÁýEK, Jan JIRÁK a Václav VAJSKEBR. Porovnání interpolované vodní hodnoty snČhu s terénním mČĜením v Hrubém Jeseníku. In: XV. mezinárodné stretnutie snehárov: Sborník pĜíspČvkĤ ze semináĜe. Jablonec nad Nisou: ýeský hydrometeorologický ústav, OddČlení hydrologického výzkumu, 2010, s. 83-87. ISBN 978-80-213-2027-7. BLÖSCHL, G., R. KIRNBAUER. An analysis of snow cover patterns in a small Alpine catchment. In Hydrological Processes. Volume 6, 1992, s. 99-109. COLBECK, S. C., et al. The international classification for seasonal snow on ground. International Commision od Snow and Ice of IAHS, 1990. CULEK, Martin, et al. Biogeografické þlenČní ýeské republiky. Praha: Enigma, 1995. ISBN 80-85368-80-3. CULEK, Martin, et al. Biogeografické þlenČní ýeské republiky : II. díl. 1. vyd. Praha : Agentura ochrany pĜírody a krajiny ýR, 2005. 590 s. ISBN 80-86064-82-4. DEWALLE, David R., RANGO, Albert. Principles of snow hydrology. 1st edition. Cambridge : Cambridge University Press, 2008. 410 s. ISBN 978-0-521-82362-3.
98
DÉRY, Stephen J. The role of blowing snow in the hydrometeorology of the Mackenzie River Basin [s.l.], 2001. 190 s. Department of Atmospheric and Oceanic Sciences, McGill University, Montréal, Québec. Dizertaþní práce. D’EON, Robert G. Snow depth as a function of canopy cover and other site attributes in a forested ungulate winter range in southeast British Columbia. BC Journal of Ecosystems and Management. 2004, þ. 3 DOHNAL, ZdenČk, et al. ýeskoslovenská rašeliništČ a slatiništČ. VČroslav Šimeþek. 1. vyd. Praha : Nakladatelství ýSAV, 1965. 336 s., mapky rašelinišĢ. DVOěÁK, Petr. Atlas poþasí : ilustrovaný. Arnošt Moucha; Petr DvoĜák. 1. vyd. Cheb : SvČt kĜídel, 2003. 138 s. ISBN 80-86808-02-5. EHRLER, Cornel, Klaus SEIDEL, Jaroslav MARTINEC. Advanced Analysis of the Snow Cover based on Satellite Remote Sensing for the Assessment of Water Resources. IAHS´97, Rabat, Morocco, 1997. 9 s. FAFLÁK, JiĜí. Problematika lýkožrouta smrkového v NP Šumava - Aplikace do geografického vzdČlávání. Praha, 2010. 67 s. BakaláĜská práce. Univerzita Karlova v Praze. Vedoucí práce Tomáš MatČjþek. FERDA, Jaroslav, Josef HLADNÝ, L. Bubeníþková, J. Pešek. Odtokový režim a chemismus vod v povodí Horní Otavy se zamČĜením na výskyt rašelinišĢ. Sborník prací HMÚ v Praze, sv. 17. Praha: HMÚ, 1971. s. 22-126. FLIEGL, OndĜej. Vliv fyzicko-geografických faktorĤ na vývoj snČhové pokrývky: pĜípadová studie povodí horní Otavy. Praha, 2009. 80 s. BakaláĜská práce. Univerzita Karlova v Praze, PĜírodovČdecká fakulta. Vedoucí práce Jan Kocum. Oponent práce Michal Jeníþek. GARY, H. L. Snow Accumulation and Melt Along Borders of a Strip Cut in New Mexico, Res. Note RM-279. Rocky Mtn. For. Range Exp. Sta.: US Department of Agriculture, Forest Service, 1974. GELFAN, Alexander N., J. W. POMEROY a L. S. KUCHMENT. Modeling Forest Cover Influences on Snow Accumulation, Sublimation, and Melt. Journal of hydrometeorology, special section. 2004, þ. 5, s. 785-803. HANKOVÁ, Radka, ZbynČk KLOSE, Jirka PAVLÁSEK, Petra SKALSKÁ. Kvantitativní a kvalitativní vývoj snČhové pokrývky na experimentálním povodí Modrava 2 . In: XIII. mezinárodné stretnutie snehárov: Sborník príspevkov. Bratislava: Slovenský hydrometeorologický ústav, 2008, s. 35-42. HRÁDEK, F., KUěÍK, P. Hydrologie. Praha : ýZU, 2002, 280 s. ISBN 80-213-0950-4 HRÍBIK, Matúš, ŠKVARENINA, Jaroslav. Vplyv nadmorskej výšky, expozície, porastu a druhu porastu na hydrofyzikálne vlastnosti snehovej pokrývky v biosférickej rezervácii PoĐana, v zimách 2003/04, 2004/2005. In 11. stretnutie snehárov : Sborník ze semináĜe. 1. vyd. [s.l.] : ýHMÚ, OddČlení aplikovaného hydrologického výzkumu, 2006. s. 30-40. HRÍBIK, Matúš, ŠKVARENINA, Jaroslav. Vplyv ihliþnatého a listnatého lesa v rastovej fáze žrćoviny na vytváranie snehových zásob. In 12. stretnutie snehárov : Zborník zo seminára. 1. vyd. [s.l.] : Matúš Hríbik, Ladislav Holko, Jaroslav Škvarenina, 2007a. s. 88-98. HRÍBIK, Matúš, ŠKVARENINA, Jaroslav. Les a sneh. In 12. stretnutie snehárov : Zborník zo seminára. 1. vyd. [s.l.] : Matúš Hríbik, Ladislav Holko, Jaroslav Škvarenina, 2007b. s. 119-146.
99
HRÍBIK, Matúš, ŠKVARENINA, Jaroslav. Dynamika snehovej pokrývky na výškovom tranzekte KráĐovej hole Nízke Tatry, v zime 2005/06. In 12. stretnutie snehárov : Zborník zo seminára. 1. vyd. [s.l.] : Matúš Hríbik, Ladislav Holko, Jaroslav Škvarenina, 2007. s. 75-79. HRÍBIK, Matúš, Andrea MAJLINGOVÁ, Jaroslav ŠKVARENINA, Daniela KYSELOVÁ a Helena HLAVATÁ. Sneh ako potenciál vzniku jarných povodní v orografickom celku PoĐana. In: XIII. mezinárodné stretnutie snehárov: Sborník príspevkov. Bratislava: Slovenský hydrometeorologický ústav, 2008, s. 83-92. CHÁBERA, Stanislav, et al. PĜíroda na ŠumavČ : PĜírodovČdný prĤvodce. 1. vyd. ýeské BudČjovice : Jihoþeské nakladatelství, 1987. 181 s. JANSKÝ, Bohumír. Retence vody v povodí. In: Sborník pĜíspČvkĤ semináĜe grantu GAýR 205/03/Z046: Hodnocení vlivu zmČn pĜírodního prostĜedí na vznik a vývoj povodní, 2004, s. 59-70. JANSKÝ, Bohumír, ŠOBR, Miroslav, et al. Jezera ýeské republiky : Souþasný stav geografického výzkumu. 1. vyd. Praha : Katedra fyzické geografie a geoekologie PĜF UK v Praze, 2003. 216 s. ISBN 80-86561-05-4. JELÍNEK, Jan. Hydrografie a režim odtoku v povodí Roklanského potoka. Praha, 2006. 37 s. Univerzita Karlova v Praze, PĜírodovČdecká fakulta. Vedoucí bakaláĜské práce Bohumír Janský. JELÍNEK, Jan. Akumulace a tání snČhové pokrývky v povodí Rokytky v hydrologických letech 2007 a 2008. Praha, 2008. 85 s. , 1 CD. Univerzita Karlova v Praze, PĜírodovČdecká fakulta. Vedoucí diplomové práce Bohumír Janský. JELÍNEK, Jan, Michal JENÍýEK, Jakub ýURDA a Hana BEITLEROVÁ. Monitoring akumulace a tání snČhové pokrývky v pramenné oblasti Otavy. In: a L. HOLKO. XVI. medzinárodné stretnutie snehárov: Zborník príspevkov zo seminára. Liptovský Mikuláš: Ústav hydrológie SAV, 2011, s. 37-40. JENÍýEK, Michal a Alice TAUFMANNOVÁ. Vliv vegetace na akumulaci a tání snČhu: VýbČr z výsledkĤ výzkumu Katedry fyzické geografie a geoekologie v letech 2009 a 2010. In: XV. mezinárodné stretnutie snehárov: Sborník pĜíspČvkĤ ze semináĜe. Jablonec nad Nisou: ýeský hydrometeorologický ústav, OddČlení hydrologického výzkumu, 2010, s. 43-51. ISBN 978-80-213-2027-7. JOST, Georg, Markus WEILER, David R. GLUNS a Younes ALILA. The influence of forest and topography on snow accumulation and melt at the watershed-scale. Journal of Hydrology. 2007, þ. 247, s. 101-115. KANTOR, Petr, František ŠACH, Vladimír ýERNOHOUS a ZdenČk KARL. Srážkoodtokové pomČry horských lesĤ a jejich možnosti pĜi zmírĖování extrémních situací - povodní a sucha: RedakþnČ upravená roþní zpráva za rok 2006. Brno, Opoþno: Mendelova zemČdČlská a lesnická univerzita v BrnČ, 2006. KEMEL, M. Klimatologie, meteorologie, hydrologie. ýVUT, Praha, 2000, 290 s. KITTREDGE, J. Forest Influences. New York: McGraw-Hill, 1948. KOCUM, Jan. Tvorba odtoku a jeho dynamika v pramenné oblasti Otavy. Praha, 2012. 206 s. Disertaþní práce. Univerzita Karlova v Praze, PĜírodovČdecká fakulta. Vedoucí práce Bohumír Janský. KOCUM, Jan, Jan JELÍNEK, Michal JENÍýEK. Monitoring snČhové pokrývky a vyhodnocení snČhových zásob na ŠumavČ a v Krušných horách. In: Hanková, R., Klose, Z., Pavlásek, J. XIV. Medzinárodné stretnutie snehárov: Sborník pĜíspČvkĤ. Praha: ýZU v Praze. Fakulta životní prostĜedí, 2009. s. 105- 113. ISBN 978-80-213-2027-7
100
KREýMER, V. VodohospodáĜské vlivy lesĤ. Studjni informace lesnictvi, ÚVTI, Praha, 1969. KUýEROVÁ, Dana a Michal JENÍýEK. Prostorové rozložení snČhové pokrývky v experimentálním povodí Krušných hor. In: JENÍýEK, Michal a Dana KUýEROVÁ. XVII. medzinárodné stretnutie snehárov: Sborník pĜíspČvkĤ ze semináĜe. Praha: Univerzita Karlova v Praze, PĜírodovČdecká fakulta, 2012, s. 8-13. KUBÍýEK, JiĜí. Analýza srážkových dat z centrální Šumavy. Praha, 2006. 81 s. , tabulky, grafy. ýeská ZemČdČlská Univerzita v Praze. Vedoucí diplomové práce JiĜí Pavlásek. MINDÁŠ, Jozef, Jaroslav ŠKVARENINA. Lesy Slovenska a voda. Zvolen: Vydavatelství Technické Univerzity ve Zvolene. 2010. 129 s. MOLOTCH, Noah P., Peter D. BLANKEN, Mark W. WILLIAMS, Andrew A. TURNIPSEED, Russell K. MONSON a Steven A. MARGULIS. Estimating sublimation of intercepted and sub-canopy snow using eddy covariance systems. Hydrological processes. 2007, þ. 21, s. 1567-1575. NOSEK, Miloš. Metody v klimatologii. Praha: Academia, 1972, 433 s. Ottova encyklopedie, ýeská republika. Praha: Ottovo nakladatelství, 2006. ISBN 80-7360-456-6. PECUŠOVÁ, Z., HOLKO, L. Vplyv vegetácie na gradient vodnej hodnoty snehovej pokrývky a urþovanie priemernej hustoty snehu na snehomernom profile. Acta Hydrologica Slovaca, 3, 1, 2002, s. 3–9. PETERS, J. G. The effects of clearcutting deciduous forest on net radiation exchange and snowmelt in central Pennsylvania. Unpublished MS Thesis, The Pennsylvania State University, 1980. POBEDINSKIJ, A.V., KREýMER. V. Funkce lesĤ v ochranČ vod a pĤdy. Praha: Státní zemČdČlské nakladatelství, 1984, 256 s. POBěÍSLOVÁ, Jana, KULASOVÁ, Alena. Ukládání a tání snČhu v lese a na odlesnČných plochách. In Opera Corcontica. 37. vyd. Vrchlabí : Správa Krkonošského národního parku, 2000. s. 113-119. ISSN 1803-141. PODZIMEK, Slávek. Monitoring snČhové pokrývky v povodí Zlatého potoka. Praha, 2009. BakaláĜská práce. Univerzita Karlova v Praze. PĜírodovČdecká fakulta. Katedra fyzické geografie a geoekologie. PODZIMEK, Slávek. Modelování odtoku vody ze snČhové pokrývky v lese a na otevĜených plochách. Duchcov, 2011. Diplomová práce. Univerzita Karlova v Praze. PĜírodovČdecká fakulta. Katedra fyzické geografie a geoekologie. RAUNER, J. L. Chapter 8: deciduous forests. In Vegetation and the Atmosphere Case Studies, vol. 2, ed. J. L. Montheith. London: Academic Press, 1976. s. 241-64. RYCHETNIK, J. Snow cover disappearance as influenced by site conditions, snow distribution, and avalanche activity. Avalanche Formation, Movement and Effects: IAHS Publ. 1987, þ. 162. Dostupné z: http://iahs.info/redbooks/a162/iahs_162_0355.pdf ěEZNÍýKOVÁ, Irena. Vliv lesních okrajĤ na distribuci snČhové pokrývky. Praha, 2012. Diplomová práce. ýeská zemČdČlská univerzita v Praze, Fakulta životního prostĜedí. Vedoucí práce Jirka Pavlásek
101
SCHMIDT, R. A., POMEROY, J.W. (1990). Bending of a conifer branch at subfreezing temperatures: implications for snow interception. Can. J. For. Res. 20, 1250-53. SINGH, Pratap, Vijay SINGH. Snow and Glacier Hydrology. Dordrecht : Kluwert Academic Publishers, c2001. 742 s. ISBN 0-7923-6767-7. SANDEV, M., ELLEDER, L., ŠERCL, P., DAĕHELKA, J. Vyhodnocení jarní povodnČ 2006 na území ýR. 1. vyd. Praha : ýeský hydrometeorologický ústav, 2006. 343 s. Dostupný z WWW: . SEVRUK, Boris, Katarina MATOKOVA-SADLONOVA, Lubica TOSKANO. Topography effects on small-scale precipitation variability in the Swiss pre-Alps. Hydrology, Water Resources and Ecology in Headwaters (Proceedings of the HeadWater’98 Conference held at Meran/Merano, Italy, April 1998). IAHS Publ. no. 248, 1998, s. 51-58. SPUSTA, Valerian, Valerian SPUSTA, Milena KOCIÁNOVÁ. Ukládání snČhu na závČtrných svazích þeské strany Krkonoš (tundrová zóna). In Opera Corcontica. 40. vyd. Vrchlabí : Správa Krkonošského národního parku, 2003. s. 87-104. ISSN 1803-141. STORCK, Pascal, Dennis P. LETTENMAIER, Susan M. BOLTON. Measurement of snow interception and canopy effects on snow accumulation and melt in a mountainous maritime climate, Oregon, United States. Water Resources Research. 2002, roþ. 11, þ. 38. DOI: 10.1029/2002WR001281. ŠEFRNA, LudČk. Pedologická charakteristika povodí Otavy ve vztahu k povodním. In: Hodnocení vlivu zmČn pĜírodního prostĜedí na vznik a vývoj povodní: Sborník pĜíspČvkĤ semináĜe grantu GAýR 205/Z052/03, 2004 TOLASZ, Radim, et al. Atlas podnebí ýeska : Climate atlas of Czechia. Vít Voženílek; Martin StĜíž. 1. vyd. Praha, Olomouc : ýeský hydrometeorologický ústav, 2007. 255 s. ISBN 978-80-86690-26-1, ISBN 978-80-2441626-7. VARHOLA, Andrés, Nicholas C. COOPS, Markus WEILER a Dan R. MOORE. Forest canopy effects on snow accumulation and ablation: An integrative review of empirical results. Journal of Hydrology. 2010, þ. 392, s. 219233. US Army Corps of Engineers. Snow Hydrology: Summary Report of the Snow Investigations. Portland, 1956 VYSOUDIL, Miroslav. Meteorologie a klimatologie pro geografy. 1. vyd. Olomouc : Vydavatelství Univerzity Palackého, 1997. 232 s. ISBN 80-7067-773-2. ZELENÝ, Václav. PĜíspČvek k poznání vlivu lesních porostĤ na hospodaĜení se snČhovými srážkami. VodohospodáĜský þasopis, 23, þ. 4-5, 1975, s. 332-353
8.2 Použité internetové zdroje CAN-EYE - Home. INRA. CAN-EYE http://www4.paca.inra.fr/can-eye
-
Home [online].
2013
[cit.
2013-03-05].
Dostupné
z:
CLINE, D. (1999): Snow hydrology [online]. Bolulder, USA [cit. 2013-04-05]. Dostupné z URL: .
102
MapoMat. AOPK. Portál informaþního systému ochrany pĜírody [online]. 2012 [cit. 2013-02-07]. Dostupné z: http://mapy.nature.cz/ Ministerstvo vnitra, Ministerstvo životního prostĜedí, CENIA. Portál veĜejné správy ýeské republiky : Mapové služby [online]. c2003-2009 [cit. 2009-07-25]. Dostupný z WWW: . Seznam.cz, a.s. Mapy.cz [online]. c1996-2013 [cit. 2013-04-10]. Dostupný z WWW: . Výzkumný ústav vodohospodáĜský T.G.Masaryka. Charakteristiky tokĤ a povodí ýR [online]. c2007 [cit. 201301-27]. Dostupný z WWW: .
103
9
SEZNAM OBRÁZKģ
Obr. 1 - Vodní hodnota snČhu v profilu KraĐovej Hole v závislosti na nadmoĜské výšce a vegetaci Obr. 2 - Vodní hodnota snČhu v hĜebenové þásti Šumavy v závislosti na nadmoĜské výšce Obr. 3 - Závislost vodní hodnoty snČhu na nadmoĜské výšce v povodí ýerného a Ptaþího potoka v zimním období 2007/2008 Obr. 4 - Intercepovaný sníh na neopadavém jehliþnatém stromČ (smrku) a opadavém buku (foto: autor, Hríbik a Škvarenina Obr. 5 - Vývoj snČhové pokrývky v prĤbČhu zimní sezóny 1986-87 v rĤzných lokalitách vegetace Obr. 6 - Vývoj vodní hodnoty snČhu v prĤbČhu tĜí zimních sezón v rĤzných typech vegetace v pohoĜí PoĐana Obr. 7 - Vážené prĤmČry vodní hodnoty snČhové pokrývky v povodí Ĝeky Huþava (pohoĜí PoĐana) v letech 2004 – 2007 pro bezlesé plochy, lesní plochy a celé povodí Obr. 8 - Vodní hodnota snČhu (SWE) v lese a na otevĜených plochách v zimČ 2009/2010 v povodích horní BystĜice a Zlatého potoka, Krušné hory Obr. 9 - Lokalizace a rozsah mČĜicích bodĤ v povodí Rokytky v sezónČ 2006/07 a 2007/08 Obr. 10 - Lokalizace a rozsah mČĜicích bodĤ v povodí Ptaþího potoka v sezónČ 2010/11 a 2011/12 Obr. 11 - Schematická mapa zájmového území a lokalizací experimentálních profilĤ Obr. 12 - Výškové pomČry v zájmovém území Obr. 13 - Sklonitostní pomČry v zájmovém území a blízkém okolí Obr. 14 - Expozice v zájmovém území a blízkém okolí Obr. 15 - Geologická stavba zájmového území a jeho blízkého okolí Obr. 16 - Klimatické oblasti v zájmovém území Obr. 17 – Srážkové úhrny v zimním období (prosinec-bĜezen) Obr. 18 - PrĤmČrné mČsíþní úhrny srážek ve stanicích ChuráĖov a Prášily v období 1961-1990 Obr. 19 - MČsíþní úhrny srážek v roce 2011 Obr. 20 - Relativní þetnost smČrĤ vČtru na stanici ChuráĖov Obr. 21 - Relativní þetnost smČrĤ vČtru BĜezník Obr. 22 – Významná povodí v zájmovém území Obr. 23 - TĜídy krajinného pokryvu dle CORINE 2006 Obr. 24 – Lokalizace experimentálních profilĤ v rámci zájmového území Obr. 25 - SnČhomČrná souprava SM 150-50 Obr. 26 – ProstĜedí programu Can-Eye, manuální klasifikace Obr. 27 – Klasifikovaný podíl oblohy programem Can-Eye, manuální klasifikace
104
Obr. 28 - Teplota vzduchu ve dvou metrech nad zemským povrchem a sluneþní svit mezi únorovým a bĜeznovým termínem expediþního mČĜení v sezónČ 2012/2013 Obr. 29 - Dvanáctihodinové srážkové úhrny mezi únorovým a bĜeznovým termínem expediþního mČĜení v sezónČ 2012/2013 Obr. 30 - Teplota vzduchu ve dvou metrech nad zemským povrchem a sluneþní svit mezi únorovým a bĜeznovým termínem expediþního mČĜení v sezónČ 2012/2013 Obr. 31 - Dvanáctihodinové srážkové úhrny mezi únorovým a bĜeznovým termínem expediþního mČĜení v sezónČ 2012/2013 Obr. 32 - Závislost vodní hodnoty snČhu na nadmoĜské výšce v experimentálním profilu Boubín v zimním období 2012/2013, namČĜená data spolu s korunovým zápojem a sklonem svahĤ Obr. 33 - Závislost vodní hodnoty snČhu na nadmoĜské výšce v experimentálním profilu Špiþák jih v zimním období 2012/2013, namČĜená data spolu s korunovým zápojem a sklonem svahĤ Obr. 34 - Závislost vodní hodnoty snČhu na nadmoĜské výšce v experimentálním profilu Špiþák východ v zimním období 2012/2013, namČĜená data spolu s korunovým zápojem a sklonem svahĤ Obr. 35 - Závislost vodní hodnoty snČhu na nadmoĜské výšce v experimentálním profilu Boubín v zimním období 2012/2013, po bodové redukci regresní kĜivkou Obr. 36 - Závislost vodní hodnoty snČhu na nadmoĜské výšce v experimentálním profilu Špiþák jih v zimním období 2012/2013, po bodové redukci s regresní kĜivkou Obr. 37 - Závislost vodní hodnoty snČhu na nadmoĜské výšce v experimentálním profilu Špiþák jih v zimním období 2011/2012, s regresními kĜivkami Obr. 38 - Závislost vodní hodnoty snČhu na nadmoĜské výšce v experimentálním profilu Špiþák východ v zimním období 2012/2013, po bodové redukci s regresní kĜivkou Obr. 39 - Závislost vodní hodnoty snČhu na nadmoĜské výšce v experimentálním profilu Boubín v zimním období 2012/2013, po redukci bodĤ s nevyhovujícím korunovým zápojem a sklonem a s regresními kĜivkami Obr. 40 - Závislost vodní hodnoty snČhu na nadmoĜské výšce v experimentálním profilu Špiþák jih v zimním období 2012/2013, po redukci bodĤ s nevyhovujícím korunovým zápojem a sklonem a s regresními kĜivkami Obr. 41 - Závislost vodní hodnoty snČhu na nadmoĜské výšce v experimentálním profilu Špiþák východ v zimním období 2012/2013, po redukci bodĤ s nevyhovujícím sklonem a s regresními kĜivkami Obr. 42 - Závislost hustoty snČhu na nadmoĜské výšce v lese a na mýtinČ v experimentálním profilu Špiþák jih v zimním období 2012/2013, po bodové redukci s regresní kĜivkou Obr. 43 - Závislost absolutního a relativního úbytku vodní hodnoty snČhu mezi termíny na nadmoĜské výšce v lesním porostu v experimentálním profilu Boubín v zimním období 2012/2013, po bodové redukci s regresními kĜivkami
105
Obr. 44 - Závislost absolutního a relativního úbytku vodní hodnoty snČhu mezi termíny na nadmoĜské výšce v lesním porostu v experimentálním profilu Špiþák východ v zimním období 2012/2013, po bodové redukci s regresními kĜivkami Obr. 45 - Závislost absolutního a relativního úbytku vodní hodnoty snČhu mezi termíny na nadmoĜské výšce v lesním porostu v experimentálním profilu Špiþák jih v zimním období 2012/2013, po bodové redukci s regresními kĜivkami Obr. 46 - Závislost vodní hodnoty snČhu na expozici v lesním porostu, louce a na pasece ve tĜech termínech v jednotlivých experimentálních profilech v zimním období 2012/2013 Obr. 47 - Závislost vodní hodnoty snČhu na expozici v lesním porostu, louce a na pasece a procentuální rozdíl mezi jednotlivými mČĜeními ve tĜech termínech v jednotlivých experimentálních profilech v zimním období 2012/2013 Obr. 48 - Závislost vodní hodnoty snČhu na expozici v lesním porostu, louce a na pasece a absolutní rozdíl mezi jednotlivými mČĜeními ve tĜech termínech v jednotlivých experimentálních profilech v zimním období 2012/2013 Obr. 49 - Závislost vodní hodnoty snČhu na expozici v lesním porostu, louce a na pasece a procentuální rozdíl mezi svahem s jižní expozicí vĤþi svahu se severní expozicí, ve tĜech termínech v jednotlivých experimentálních profilech v zimním období 2012/2013 Obr. 50 - Závislost vodní hodnoty snČhu na expozici a nadmoĜské výšce v lesním porostu, ve tĜech termínech v experimentálních profilech Špiþák jih a Špiþák východ v zimním období 2012/2013 Obr. 51 - Závislost hustoty snČhu na expozici v lesním porostu a na pasece a absolutní rozdíl mezi jednotlivými mČĜeními ve tĜech termínech v jednotlivých experimentálních profilech v zimním období 2012/2013 Obr. 52 - Závislost vodní hodnoty snČhu na vegetaci ve výšce 1050 m n. m. v bodech se severní a jižní expozicí ve tĜech termínech v zimním období 2012/2013 Obr. 53 - Závislost vodní hodnoty snČhu na vegetaci ve výšce 940 m n. m. v bodech se severní a jižní expozicí ve tĜech termínech v zimním období 2012/2013 Obr. 54 - Závislost vodní hodnoty snČhu na vegetaci v profilu Špiþák jih ve tĜech termínech v zimním období 2012/2013 Obr. 55 - Závislost hustoty snČhu na vegetaci ve výšce 1050 m n. m. v bodech se severní a jižní expozicí ve tĜech termínech v zimním období 2012/2013 Obr. 56 - Závislost hustoty snČhu na vegetaci ve výšce 940 m n. m. v bodech se severní a jižní expozicí ve tĜech termínech v zimním období 2012/2013
106
10
SEZNAM TABULEK
Tab. 1 - Hustota snČhu pro jeho typické druhy Tab. 2 - Koeficient rychlosti vČtru v lesním porostu v závislosti na typu vegetace Tab. 3 – Geomorfologické þlenČní zájmového území Tab. 4 - PrĤmČrné roþní úhrny srážek ve vybraných stanicích v období 1961-1990 Tab. 5 - Vybrané charakteristiky experimentálních profilĤ
107
11
SEZNAM PěÍLOH
PĜíloha 1: Klimatické charakteristiky jednotlivých klimatických oblastí nacházejících se v zájmovém území PĜíloha 2: VýĜez þ. 1, profily SJ02-14L, SJ02-14P, SV07-14L PĜíloha 3: VýĜez þ. 2, profily C10 a C11 PĜíloha 4: VýĜez þ. 3, profily C06-09 PĜíloha 5: VýĜez þ. 4, profily C05 PĜíloha 6: VýĜez þ. 5, profily C03 a C04 PĜíloha 7: VýĜez þ. 6, profily C01 a C02 PĜíloha 8: VýĜez þ. 7, profily B01-18L
108
PĜíloha 1: Klimatické charakteristiky jednotlivých klimatických oblastí nacházejících se v zájmovém území (zdroj: Tolasz et al. (2007))
Poþet letních dní Poþet dní s prĤmČr. teplotou 10°C a více Poþet dní s mrazem Poþet ledových dní PrĤmČrná lednová teplota PrĤmČrná þervencová teplota PrĤmČrná dubnová teplota PrĤmČrná Ĝíjnová teplota PrĤmČr. poþet dní se srážkami 1 mm a více Suma srážek ve vegetaþním období Suma srážek v zimním období Poþet dní se snČhovou pokrývkou Poþet zatažených dní Poþet jasných dní
Parametr C1 0-10 0-80 160-180 60-80 -7 - -8 10-12 0-2 2-4 140-160 900-1000 600-700 160-200 130-150 30-40
C3 0-20 80-120 160-180 60-70 -7 - -8 12-14 0-2 2-4 120-140 600-700 400-500 140-160 140-150 30-40
Klimatické charakteristiky jednotlivých oblastí C4 C5 C6 C7 0-20 10-30 10-30 10-30 80-120 100-120 120-140 120-140 160-180 140-160 140-160 140-160 60-70 60-70 60-70 50-60 -6 - -7 -5 - -6 -4 - -5 -3 - -4 12-14 14-15 14-15 15-16 2-4 2-4 2-4 4-6 4-5 5-6 5-6 6-7 120-140 120-140 140-160 120-130 600-700 500-600 600-700 500-600 400-500 350-400 400-500 350-400 140-160 120-140 120-140 100-120 130-150 140-150 150-160 150-160 30-40 30-40 40-50 40-50 MW1 20-30 120-140 160-180 40-50 -5 - -6 15-16 5-6 6-7 120-130 500-600 300-350 100-120 120-150 40-50
MW7 30-40 140-160 110-130 40-50 -2 - -3 16-17 6-7 7-8 100-120 400-450 250-300 60-80 120-150 40-50
PĜíloha 2: VýĜez þ. 1, profily SJ02-14L, SJ02-14P, SV07-14L (zdroj: , VÚV T.G.Masaryka, VGHMÚĜ, upraveno)
PĜíloha 3: VýĜez þ. 2, profily C10 a C11 (zdroj: , VÚV T.G.Masaryka, VGHMÚĜ, upraveno)
PĜíloha 4: VýĜez þ. 3, profily C06-09 (zdroj: , VÚV T.G.Masaryka, VGHMÚĜ, upraveno)
PĜíloha 5: VýĜez þ. 4, profily C05 (zdroj: , VÚV T.G.Masaryka, VGHMÚĜ, upraveno)
PĜíloha 6: VýĜez þ. 5, profily C03 a C04 (zdroj: , VÚV T.G.Masaryka, VGHMÚĜ, upraveno)
PĜíloha 7: VýĜez þ. 6, profily C01 a C02 (zdroj: , VÚV T.G.Masaryka, VGHMÚĜ, upraveno)
PĜíloha 8: VýĜez þ. 7, profily B01-18L (zdroj: , VÚV T.G.Masaryka, VGHMÚĜ, upraveno)
