(CzechGlobe
Division of Ecosystem Analyses Department of Matter and Energy Fluxes
Marian Pavelka and colleagues
OP Výzkum a vývoj pro Inovace
MINISTERSTVO ŠKOLSTVÍ
MLÁDEŽE A TĚLOVÝCHOVY
EVROPSKÁ LINIE
EVROPSKÝ FOND PRO REGIONÁLNÍ ROZVOJ
Jánce pro vás rozvoj
CzechGlobe
Centrum výzkumu globální změny - CzechGlobe
What is the research area of the team?
•Long-term monitoring of greenhouse gases fluxes and meteorological elements (infrastructure of atmospheric station and network of ecosystem stations)
•Understanding of physiological processes (level cell - individual -ecosystem) affecting ability of ecosystems to bind atmospheric carbon
•Quantification and dynamics of ecosystem CO, fluxes and model estimation of future development and upscafing into the CR scale
•Description of ecosystems' adaptation to global climate change and a proposal of arrangements that will reduce negative impacts and increase the ability of ecosystems to bind C02 from atmosphere
www.czechglobe.cz
2
Methods description
Ecosystem stations (ES):
- GHG fluxes - especially C02, N20, CH4
- energy fluxes
- other parameters:
» vertical C02 concentration profile in air and soil
» water balance
» radiation balance
» carbon stock in vegetation and soil
» meteorological elements (Ta, Ts, Rh, WS, SM, precipitations, radiation...)
» tree transpiration flow (heat pulse method)
» nitrogen inputs
» phenology cameras
» litterfall amount
» biomass inventory...
Data stored in 2 levels: final (processed) data and rough data for the possible reprocessing according to the newest procedures.
www.czechglobe.cz
4
Eddy covariance technique
11
<
-A
i \' ■
ultrasonic anemometr
eddy covariance tower
infrared gas analyzer and control computer
Principle of eddy-covariance method
Equation: Fc =(wp^\- w'p verage vertical flux
c
In suitable (long time) interval w = 0
w — vertical component of a wind velocity vector p - a scalar (temperature, gas concentration)
Final form :
c
^CzechGlobe
Centrum výzkumu globální změny - CzechGlobe
Net Ecosystem Production (NEP) of five ecosystems
1ZO
so 40 o -to -so
ISO
spruce forest
grassland
ra .c
O
Q.
LU
agroecosystem
120
so
-AO
wetland
Time (month)
Čistá ekosystémová produkce - horský smrkový les
sink
source
6 12 18 6 12 18
Hour
[kg C02ha"1h"1]
^CzechGlobe
Centrum výzkumu globální změny - CzechGlobe
High production days analyse
100
80
re ■a
re .c
O
0.
LU
■100
DETERMINATION OF PRODUCTION POTENTIAL (NEPpot)
The highest ecosystem sustainable biomass production in certain time of the year.
HHH(^lf^|(Nm(r)m'f"JTf^flíllnlíl^D^D^Dlfl^^^M()Ooomo1(^)(^lOOOHHHH(^lr^l(^l
..............................tH   tH   tH t-í   tH t~í ^—i   tH t-H
oaiWiD^^m^fííHoaiMNiDuioniNHomwN^^rnHOoioo..........
H   H   PJ H   N H   N H  H   IN H   IN H   CM   Kl H   rM H   rM HHrMNlfllflrONHOmMN
H  (M H  rM  fl fM
Date
-NEP2006 -NEP2007 NEP 2008 -NEP 2009
15
^CzechGlobe
Centrum výzkumu globální změny - CzechGlobe
High production days analyse
100
re ■a
re .c
O
0.
LU
■100
DETERMINATION OF PRODUCTION POTENTIAL (NEPpot)
The highest net ecosystem sustainable production in certain time of the year.
..............................tH   v—i   tH t-í   tH t~í ^—i   tH t-H
OfflMiflLn^LnifrtHOCiaiNiDuioniNHomMNLn^rOHQaiM..........
rt  rt  (N H  N H  N H  H   IN H  (N H   CM  Kl H  rM H  N HHrMNlfllflrONHOmMN
H   (M tH   rM   m H (\l
Date
-NEP2006 -NEP2007 NEP 2008 -NEP 2009 ^Savitzky-Golay Spline
16
Čistá ekosystémová produkce smrkového porostu v zimním období
CzechGlobe
Centrum výzkumu globální změny - CzechGlobe
Improvement of C02 eddy fluxes modelling
20.00
18
slet of ICOS stations
V Ecosystem level active Aircraft active
Atmosperic ground site active T Atmosperic ground site not yet active Atmospheric tall tower active      W Atmospheric tall tower not yet active
\7 Ecosystem level not yet active ?J Aircraft not vet active
Ijlvlo
Romania
Romania
Mofdova
TOrkiye
^CzechGlobe
Centrum výzkumu globální změny - CzechGlobe
Location of the Atmospheric Station
(czechGiobe  Methods description
Atmospheric station (AS)
under construction
Realize as 250 m high meteorological tower
Continuously monitoring in the frame of ICOS:
- cone. C02, CH4, CO (Laser Spectroscopy)
- atmosphere boundary layer (LIDAR)
- basic meteorological characteristics (Ta, RH, P, WS, WD, radiation...)
- periodic air sampling (flask sampling units) —> laboratory analyses of selected gases and their isotope composition
Further, the AS will also support research of GCC impact on air quality and long-range transport of atmospheric pollutants (gaseous mercury, aerosols, tropospheric ozone)
The Atmospheric Station Kresin u Pacova and Observatory Kosetice (will) represent the Czech Republic in activities under various internatuional projects.
www.czechglobe.cz
21
CzechGlobe
Centrum výzkumu globální změny - CzechGlobe
Future studies using data from the AS Kresin
• Temporal trends, seasonality and variability in concentration data series
• Long-range transport of measured species
• Isotope concentration patterns and trends
• Source apportionment of measured species
• Vertical gradients of measured species
• Fate of species in the boundary layer
• and others
For all of this capability of statistics and mathematical modeling is needed.
^CzechGlobe Centrum výzkumu globální změny - CzechGlobe
Co nabízíme?
Práce na pracovišti s jedinečným vybavením a historií
Intenzivní mezinárodní spolupráce
Velké množství kvalitních datových souborů
Přístup do mezinárodních databází
Odborný růst
Kariérní postup
Genderově citlivý přístup
www.czechglobe.cz
23
CzechGlobe
Centrum výzkumu globální změny - CzechGlobe
Co hledáme?
• Skutečný zájem o podstatu problému, vidět za daty biologii
• Iniciativu
• Statistické zpracování dat
• Data mining
• Matematické modelování
- gapfilling
- aplikace a modifikace současných modelů
- tvorba nových modelů současného a budoucího chování ekosystémů
- modely dálkového přenosu látek
- znalost programování (napr: Matlab, R, Fortran)
www.czechglobe.cz
24
J Thank you for your attention