Metody ve fyzické geografii II - klimatologie
Cvičení č. 1 – Základy práce v aplikaci Climate Explorer
Zadání: S využitím programu Climate Explorer (https://climexp.knmi.nl/) analyzujte teplotní poměry
Brna. K analýze využijte řadu průměrných měsíčních teplot vzduchu na stanici Brno, Tuřany v období
1961–2010, která je součástí databáze CE a dále tzv. průměrnou teplotní řadu Brna (1800 – 2010),
soubor brno_t.xls. Zaregistrujte se do programu CE. K základní orientaci v programu a ke zpracování
prvních čtyř kroků zadání využijte podkladů z přednášky.
Základní kroky zpracování:
1. Vyhledejte stanici Brno, Tuřany v příslušné databázi (GHCN-M (adjusted)) a znázorněte
dlouhodobý a průměrný roční chod teploty vzduchu. Transformujte původní měření na řadu
odchylek od referenčního období 1961–1990
2. Znázorněte variabilitu průměrných teplot pro jednotlivé sezóny (DJF, MAM, JJA, SON) a rok (Jan –
Dec)
3. Pomocí vhodných nástrojů (chí-kvadrát test, q-q graf) otestujte normalitu rozdělení průměrných
teplot zimy a léta
4. Zjistěte, zda existuje vztah mezi průměrnou zimní (letní) teplotou vzduchu v Brně, Tuřanech a
indexem severoatlantické cirkulace (NAO index). Interpretujte výsledky korelační a regresní
analýzy a vysvětlete zjištěné rozdíly
5. Analýza vlastní časové řady – kompilovaná teplotní řada Brna (1800–2010). Nahrání dat View,
upload your time series. Vložit přímo přes schránku např. z programu EXCEL – data musí mít
strukturu tabulky (1. sloupec rok + 12 sloupců měsíčních hodnot). Pokud jste registrovaný
uživatel, systém uchovává vámi nahrané (resp. vygenerované) datové soubory po tři dny.
6. Vyzkoušejte možnosti transformace časové řady, které vám CE nabízí pod vytvořenými grafy.
Užitečné funkce (většina těchto funkcí je dostupná v jednotlivých analýzách):
• Make index
• LOESS filter - "LOcal regrESSion"
• Create a lower resolution time series
7. Vytvořte řadu průměrných ročních (sezónních) teplot vzduchu jako řadu odchylek od
referenčního období 1961–1990 a využitím nástroje Running mean/s.d./skew/curtosis řadu
shlaďte 30-ti letými klouzavými průměry. (Jak by bylo možné vykreslit do jednoho grafu řadu
původní a řadu klouzavých průměrů? Lze řadu původních hodnot proložit lineárním trendem?)
8. Zjistěte, jak reprezentativní je průměrná teplotní řada Brna pro vystižení teplotních poměrů
v Evropě (Corelate with a field – only observations). Teplotní poměry v Evropě charakterizujte
databází HadCRUT4. Zjistěte, zda jsou korelace stabilní v čase (analýzu proveďte pro dvě zvolená
50-letá období: současnost a období 19. století). Dále zjistěte, zda korelace vykazují typickou
sezonalitu (analýzu proveďte pro průměrné letní a zimní teploty vzduchu, event. Pro vybraný
letní a zimní měsíc). Pokud zjistíte rozdíly, pokuste se je interpretovat. Co je jejich příčinou?
9. Rozsah geografické oblasti pro analýzu zvolte podle níže uvedeného obrázku. S využitím
nápovědy a experimentováním s nastavením jednotlivých parametrů dále zjistěte, jakou mají
funkci tzv. „regression map“ a „composite map“ a v jaké situaci by bylo užitečné využít „lagged
correlations“?
10. Climate Change Atlas – jedná se o část nejnovější zprávy IPCC WG1 AR5 (Annex I) – jednoduché
uživatelské rozhraní, které umožňuje vykreslovat pozorování či modelové simulace (a především
jejich diference) pro vybraný scénář (RCP). Výstupy mohou mít podobu časové řady resp. mapy
vybraného prvku či klimatické charakteristiky. POZOR – některé výpočty mohu trvat velmi dlouho
a někdy je nutné výpočet ukončit předčasně. Prozkoumejte možnosti nastavení jednotlivých
parametrů v této aplikaci.
11. Pro vybraný ansámbl (resp. model), scénář (RCP), území Evropy a zimu a léto (DJF, MAM)
vykreslete:
• mapu diferencí průměrných teplot (2071–2100) minus 1981–2010)
• mapu diferencí srážek (2071–2100) minus (1981–2010)
• dtto v podobě časové řady historických měření od počátku 20. století a predikcí do r.
2100
Popište výsledné mapy resp. grafy a porovnejte s vašimi poznatky o projekcích očekávaných
změn klimatu ve střední Evropě (ČR).