7. Klimatické anomálie, hydrometeorologické extrémy, jejich dopady a percepce CEN1203c3_vzduch_chlumec_nad_Cidlinou Definition: What are “GREAT natural catastrophes“ The affected region's ability to help itself is distinctly overtaxed § Interregional or international assistance is necessary § Thousands are killed § Hundreds of thousands are made homeless § Substantial economic losses § Considerable insured losses © 2006 Geo Risks Research, Munich Re (In keeping with United Nations definition criteria) 7.1 Velké přírodní katastrofy Great natural catastrophes worldwide 1950 – 2011 Number of events with trend NatCatSERVICE Number Meteorological events (Storm) Hydrological events (Flood, mass movement) Climatological events (Extreme temperature, drought, forest fire) Geophysical events (Earthquake, tsunami, volcanic eruption) © 2012 Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft, Geo Risks Research, NatCatSERVICE – As at January 2012 Great weather catastrophes worldwide 1950 – 2011 Number of events with trend NatCatSERVICE Number Meteorological events (Storm) Hydrological events (Flood, mass movement) Climatological events (Extreme temperature, drought, forest fire) © 2012 Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft, Geo Risks Research, NatCatSERVICE – As at January 2012 Geophysical events (Earthquake, tsunami, volcanic eruption) Great natural catastrophes worldwide 1950 – 2011 Overall and insured losses with trend NatCatSERVICE (US$ bn) Trend insured losses Trend overall losses Overall losses (in 2011 values) Insured losses (in 2011 values) © 2012 Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft, Geo Risks Research, NatCatSERVICE – As at January 2012 Great weather catastrophes worldwide 1950 – 2011 Overall and insured losses with trend NatCatSERVICE (US$ bn) Trend insured losses Trend overall losses Overall losses (in 2011 values) Insured losses (in 2011 values) © 2012 Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft, Geo Risks Research, NatCatSERVICE – As at January 2012 NatCatSERVICE Significant loss events worldwide 1980 – 2013 10 costliest events ordered by overall losses © 2014 Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft, Geo Risks Research, NatCatSERVICE – As at February 2014 NatCatSERVICE Significant loss events worldwide 1980 – 2013 10 deadliest events © 2014 Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft, Geo Risks Research, NatCatSERVICE – As at February 2014 Otázky: - Promítá se pozorovaný proces globálního oteplování na Zemi do frekvence a intenzity hydrometeorologických extrémů? - Stává se lidská společnost citlivější na dopady hydrometeorologických extrémů? - Je percepce hydrometeorologických extrémů ovlivňována ve větší míře sdělovacími prostředky? pov_11 A010805_MAX_SLOUPY_V Farek15 7.2 Hydrometeorologické extrémy - hodnoty meteorologických (hydrologických) prvků vyskytující se s dostatečně malou pravděpodobností – teoretické rozdělení - případy meteorologických (hydrologických) jevů způsobujících ztráty na lidských životech a různé materiální škody hradcany1 Zdroje údajů o hydrometeorologických extrémech • systematická (přístrojová) pozorování - národní sítě meteorologických (hydrologických) stanic • dokumentární údaje - přímé a nepřímé (proxy) informace • paleoklimatické údaje – přírodní proxy sidliste pov_11 7.3 Dopady klimatu na lidskou společnost 1 2 Kates (1985) Impact Model Interaction Model Impaktní modely 3 4 5 Ordered Impacts Multiple Impacts Anthropogenic Climatic Impacts Kates (1985) Interakční modely 10 11 Interactive Model/Feedback Interactive Model/Feedback/Underlying Process Kates (1985) Úrovně dopadů klimatu na lidskou společnost •First-order impacts: Biophysical impacts on crops, energy availability and animals (wild and domestic) • •Second-order impacts: Food prices; hunger, malnutrition and disease; population decline • •Third-order impacts: Economic disruption and social disturbance (birth-rate, death-rate, migration etc.) • • Kates (1985), Pfister (2007) img947 Fig Dopady hydrometeorologických extrémů v zemědělství (jižní Morava – 18.-19. století) (Dolák et al., Geografie, 2015) •Critical months Grain Dairy Vine •September-October Wet Cold Cold, wet •March-April Cold Cold (Late frost) •July-August Wet Wet Wet Bold: conditions affecting the quality of crops Normal: volume of harvests or animal production Pfister (2005) Klimatické podmínky ovlivňující kvalitu a kvantitu produkce v tradičním zemědělství ve střední Evropě 7.3.1 Výživa a ceny ztráty nedostatečně suchého obilí při uskladnění až 1/3 sklizně (klíčení, plísně, škůdci); srážky během senoseče – vymývání živin (proteiny) – pokles produkce mléka; studené deště – poškození plodových oček u vinné révy – menší sklizeň Evolution of the nitrogen cycle in societies in Central Europe - 1 Pfister (1988) img945 Evolution of the nitrogen cycle in societies in Central Europe - 2 Pfister (1988) img946 Evolution of the nitrogen cycle in societies in Central Europe - 3 Pfister (1988) img944 Baten Human Stature and Climate Trends in heights of the Habsburg soldiers in age 23-50 years sorted according to birth decade (Baten, 2002) Climate - Nutritional Status - Human Stature Climate and grain prices in the 16th-18th centuries Obr_15 - adverse weather of the given or preceding year was a reason for bad harvest in 67% of 61 selected years (socio-economic factors in 57%) - a weather effect was quite dominant in one-third of all years (Brázdil and Durďáková, 2000) Pfister (2005) Tzv. lánové bernictví - zdaněna pouze půda poddanská (rustikál), půda panská (dominikál) osvobozena. První moravská lánová vizitace (1655) - „kdo budoucně utrpí škodu ohněm neb jinak, má za účelem odpisu berních lánů na škodu připadajících, hlásiti ji krajskému hejtmanu, který ji se sousedy zjistí“ Druhá moravská lánová vizitace (1675) - hlášení živelní škody (rychtář) - kontrola škodní komisí ustavenou krajským hejtmanem - krajská správa - snížení daně Tereziánský katastr (1760-1820) - placení daně postupně i z dominikálu Daňový systém na Moravě v 17.-19. století 7.3.2 Hydrometeorologické extrémy a daně Percentage expression of damage on subject land due to hailstorm, torrential rain and flood of 10 August 1694 at the domain Pernštejn (rela-ted to the land-registers of communities in 1675) (Brázdil, Valášek, Meteorologicky časopis, 2003) Impacts of weather extremes škody počet img158 7.3.3 Povětrnostní extrémy a lesy Brázdil, R. (1998): Meteorological extremes and their impacts on forests in the Czech Republic. In: Beniston, M., Innes, J. L., eds.: The Impacts of Climate Variability on Forests. Lecture Notes in Earth Sciences 74. Springer, Berlin, Heidelberg, New York, s. 19-47. img211 img212 Podíl meteorologických extrémů na nahodilé těžbě dřeva 1900-1950: 43,8 % 1951-1980: 73,0 % (sucho + znečištění z 1,8 % na 18,1 %) 1963-1999: 75,0 % Podíly meteorologických faktorů na nahodilé těžbě dřeva (1963-1999) • vítr – 46,3 % • sníh – 11,5 % • sucho – 7,2 % • znečištění ovzduší – 7,0 % • námraza – 3,0 % (Jednotky: mil. m3 dřeva) 5_6 5_1 Vítr Sucho Počet lesních polomů způsobených větrem 17LESYSK 18LESYSK 19LESYSK 20LESYSK Annual estimates of forest damage over the territory of the Czech Lands, compiled from documentary data and complemented by published papers, expressed as two separate independent variables: m3 of damaged solid wood (1) and in numbers of damaged (uprooted and broken) trees (2). Asterisks identify years in which forest damage was reported without exact quantification (Brázdil et al., Agricultural and Forest Meteorology, 2018) Annual estimates of forest damage (m3 of timber) done by 70 individual windstorms in the 1900–1980 period over the territory of the Czech Lands, compiled by Hošek (1981) (in Brázdil et al., AFM, 2018) Volume of salvage felling of timber (m3) resulting from windstorms over the territory of the Czech Republic in 1963–2015 (source: Research Institute of Forestry Economy and Gamekeeping, Jíloviště-Strnady; data after 1990 include about three-quarters of the forest area in the current Czech Republic) and the weather extremity index (WEI) for 50 extreme wind events in 1961–2010, after Kašpar et al. (2017): 1 – winter half-year, 2 – summer half-year (Brázdil et al., AFM, 2018) Composite of mean sea-level pressure (MSLP in hPa; contours) derived from nine outstanding winter half-year windstorms at time-steps near the initial phase of most intense winds. Long-term anomalies of MSLP (hPa; shaded) with regard to 20th Century Re-analysis version 2c (1851–2014) are added (Brázdil et al., AFM, 2018) 7.3.4 Hladomory v českých zemích • začátek 80. let 13. století (po smrti krále Přemysla Otakara II), polovina 2. dekády 14. století (Jan Lucemburský), začátek 30. let 15. století (husitské války) • despite different time intervals and states of the society in the Czech Lands, the general features of the famines were the same - complicated social-political situation (weakening of the central role of the state; internal problems; steady collapse of any “policing” system; civil war and/or presence of foreign armies; impoverished inhabitants, very high proportion of poor people; craftsmen losing money and social status; deterioration of general moral standards) - accumulation of adverse weather patterns (influencing field work; problems with sowing and harvesting; livestock deaths) - severe-to-catastrophic failures of key agricultural crops (mainly grain) for at least two successive years - consequences: dramatic increases in the prices of key foodstuffs; hunger; consumption of poor-quality substitutes for normal diet and consequent increases in vulnerability to illness; spread of disease; sharp rise in human mortality; villages abandoned as the inhabitants take to begging in towns; severe increase in crime; cases of cannibalism - consolidation: resolution of political tension in the country; consolidation of internal patterns; improvements in supply of essentials; decrease in prices of basic foodstuffs; good harvest in successive years leading relatively quickly to normalisation of social patterns (Brázdil, R., Kotyza, O., Bauch, M. (2017): Climate and famines in the Czech Lands prior to AD 1500: Possible interconnections in a European context. In: Collet, D., Schuch, M. (eds.): Famines During the ʻLittle Ice Ageʼ (1300-1800). Socionatural Entanglements in Premodern Societies. Springer International Publishing AG, 91–114) 7.3.4.1 Hladová léta v českých zemích 1770-1772 Katastrofální neúroda v letech 1770 a 1771 v důsledku nepříznivých meteorologických podmínek: - 1769: vlhký podzim - - 1770: mokrá zima (1769/70), od 19. března několikadenní sněžení a následné mrazy do poloviny dubna, ozimy nevzešly, opozdilo se setí jařin na květen, poté sedmitýdenní sucho, nato deště, které nepříznivě poznamenaly vlastní žně, na podzim se selo za sucha, ale deště opět v listopadu a v prosinci - - 1771: teplá zima (1770/71), studené jaro se sněhem a mrazy (mnohde ležel sníh až do května), deště v době žní Obr_17 •velký nárůst kriminality a počtu žebráků •rozsáhlá pomoc trpícím Čechám organizovaná císařským dvorem ve Vídni •částečná změna stravovacích zvyklostí (pěstování brambor) •četné ozbrojené bouře proti vrchnosti v českých zemích v roce 1775 - několikanásobný růst cen obilí, bída, hlad, náhražky potravin u chudých lidí - epidemické rozšíření břišního tyfu a velký nárůst úmrtnosti (zemřela 1/10 obyvatel v Čechách) (Pfister, Brázdil, Climate of thePast, 2006) Map of hunger 1770–1771 in Bohemia – Austrian Empress Maria Theresa with her son Joseph the Second as rescuers of Bohemia before famine (Fr. Stephan, 1774, the Map collection of the Charles University in Prague) 7.4 Percepce hydrometeorologických extrémů a jejich dopadů 050602_016a_Francie-Mont_Saint_Michel The Bible - weather as action of the God - example: Noah deluge Destruction of the biblic town of Sodom by flood and fire The Velislav Bible around 1340 (Brázdil and Kotyza, 1995) Velislav_Sodoma_14_st Catastrofic visions - apocalypsis J_5 J_4 Konjunkce planet předpovězená na únor 1524 astronomem Johannem Stoefflerem měla způsobit katastrofální povodně – příklad tištěných astrometeorologických předpovědí Increase in weather disasters - responses in the society - witchcrafts • • Hailstorm hits a town from a broadsheet Leipzig 1562 (Behringer, 1999) Witches cause a hailstorm J_1 Weather extremes: - action of the God - action of the Devil - action of witches Behringer (1999) Malleus maleficarum (1486) líčí, jak dva čarodějové z Bernu „dokázali přivolat ty nejprudší vichřice a ty nejničivější větry a blesky … někdy také zasáhnout bleskem, koho chtěli …“ Witchcraft burnings in Europe, 1560-1670 Average number of victims per year Pfister (2007) IMG_5441 IMG_5439 Čarodějnické procesy v českých zemích – Velké Losiny Památník v Lázních Jeseník 7.5 Shrnutí •a) Sektory lidské činnosti nejcitlivější na působení klimatu a jeho extrémů: •- agrární společnost – zemědělská produkce •- současná společnost – doprava •b) Poučení z dopadů v minulosti •c) Permanentní působení hydrometeorologických extrémů – rostoucí škody a lidské oběti •d) Budoucí dopady klimatu: •- snížení negativních dopadů •- znalost variability klimatu z minulosti •- klimatické scénáře, adaptace, zmírnění dopadů Literatura: Kates, R. W., Ausubel, J. H., Berberian, M., eds. (1985): Climate Impact Assessment. Studies of the Interaction of Climate and Society. Wiley, Chichester, New York, Brisbane, Toronto, Singapore. Behringer, W., Lehmann, H., Pfister, C., eds. (2005): Kulturelle Konsequenzen der “Kleinen Eiszeit”. Vandenhoeck & Ruprecht, Göttingen. Pfister, C., Brázdil, R. (2006): Social vulnerability to climate in the “Little Ice Age”: An example from Central Europe in the early 1770s. Climate of the Past, 2, 115-129. Behringer, W. (2010): Kulturní dějiny klimatu. Od doby ledové po globální oteplování. Paseka, Praha – Litomyšl. ISBN 978-80-7432-022-4 Pfister, C. (2010): The vulnerability of past societies to climatic variations: a new focus for historical climatology in the twenty-first century? Climatic Change, 100, 25–31