Meteorologie a klimatologie Klimatologické indexy
Zadání:
Pro zadané světové stanice popište jejich polohu, roční chod teploty a srážek a početně či graficky zpracujte následující charakteristiky:
1) Pluviometrický koeficient - hodnocení ročního rozdělení srážek
2) Hodnocení kontinentality/oceanity klimatu
- Index termické kontinentality
- Index ombrické kontinentality
- Doba polovičních srážek (srážkový poločas)
- Poloha těžiště srážek
Michal KOLESA, 423779 2. ročník, B-GKGEOG (HG) Brno 9. 10. 2016
Vypracování:
Zadané úkoly jsme zpracovávali pro tyto stanice:
• Czestochowa (Polsko)
• Braganca (Portugalsko)
• La Corufia (Španělsko)
Suomi Finland
Estonia
>
Lalviíä
^J,8tvfBL
t_leliívÉ
I  til:.-: I
Genapycb Belarus
V.l.
Romania |A Romania V-\
fb/irapMfl ^. Bulgaria
XXaôa isisnlhii Hellas Greece
flJjc» Je*
Turkey
ľivru
Obr. 1: Poloha stanic Czestochowa, Braganca a La Coruňa v rámci Evropy (Zdroj: Google Maps, upraveno)
Michal KOLESA, 423779 2. ročník, B-GKGEOG (HG) Brno 9. 10. 2016
Stanice Braganca i La Corufia se nacházejí na severozápadě Pyrenejského poloostrova, avšak klimatické podmínky obou stanic se v některých ohledech značně liší.
La Corufia je španělské přístavní město ležící na pobřeží Atlantského oceánu v průměrné nadmořské výšce 48 m. Průměrná roční teplota zde činí 14,1 °C, zároveň se jedná stanici s nejvyšším ročním úhrnem srážek, a to 996 mm. Tato fakta naznačují, že zdejší klima by mohlo být poměrně teplé a výrazně oceánické.
Oproti tomu portugalská stanice Braganca leží ve středně vysoké nadmořské výšce, konkrétně 673 m n. m. ve vzdálenosti přibližně 175 km od moře. Dá se tedy očekávat, že zdejší klima bude mít o něco kontinentálnej ší ráz než u stanice La Corufia.
Stanice Czestochowa leží v mírném klimatickém pásu v zeměpisné šířce 50° 47' a nachází se na jihu Polska v nadmořské výšce 253 m n. m. přibližně 390 km od moře, kterým je Gdaňský záliv v Baltském moři. Díky této skutečnosti můžeme očekávat, že z těchto tří pozorovaných stanic bude mít zdejší klima nejvíce kontinentální charakter.
Tab. 1: Průměrné měsíční teploty [°C] ve stanicích Czestochowa, Braganca a La Coruňa v období let 1961-1990
sWiíce i—	Měsíc											
	1	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
Czestochowíř	■-2,8	-1,4	2,4	7,5	13	16	17,3	16,9	13	8,6	3,2	-0,9
Braganga	4,5	5,9	8	10	13,4	17,7	21,1	20,8	18,3	13,1	8	5
La Cofi±fír\	10,4	10,5	11,3	12,1	14,1	16,4	18,4	18,8	18,1	15,7	12,6	10,9
(Zdroj: <
Jto
ogical normals (CLINO
for the period 1961-1990. WMO, Geneva, 1996, 768 s.)
Tab. 2: Průměrné měsíční množství srážek [mm] ve stanicích Czestochowa, Braganga a La Coruňa v období let 1961-1990
Stanice	Měsíc											
	1	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
Czestochowa	33	30	31	39	69	80	86	76	49	40	41	38
Braganga	101	102	59	62	53	38	17	14	38	70	89	98
La Coruňa	131	104	86	83	78	49	25	29	63	104	116	128
(Zdroj: Climatological normals (CLINO) for the period 1961-1990. WMO, Geneva, 1996, 768 s.)
Tab. 3: Průměrná roční teplota [°C] a roční suma srážek [mm] ve stanicích Czestochowa, Braganga a La Coruňa v období let 1961-1990
Stanice	Průměrná roční	Roční úhrn
	teplota [°C]	srážek [mm]
Czestochowa	7,7	612
Braganga	12,2	741
La Coruňa	14,1	996
(Zdroj: Climatological normals (CLINO) for the period 1961-1990. WMO, Geneva, 1996, 768 s.)
Michal KOLESA, 423779 2. ročník, B-GKGEOG (HG) Brno 9. 10. 2016
1) PLUVIOMETKICKÝ KOEFICIENT
Pluviometrický koeficient je charakteristika vyjadřující podíl skutečného srážkového úhrnu za konkrétní měsíc a úhrnu srážek, který by tento měsíc měl při rovnoměrném rozložení srážek během roku (tedy 1/12 ročního úhrnu). Jeho účelem je porovnání vydatnosti srážek jednotlivých měsíců při posouzení rozložení srážkových úhrnů za rok. Pluviometrický koeficient lze vypočítat následovně:
K  —_i_
äp R_ 12
Kp......       pluviometrický koeficient
n........        měsíční srážkový úhrn i-tého měsíce [mm]
R........        roční srážkový úhrn [mm]
Ze vzorce je patrné, že pokud Kp > 1, pak je měsíc nadprůměrně srážkově vydatný, v opačném případě podprůměrně vydatný.
Tab. 4: Pluviometrický koeficient ve stanicích Czestochowa, Braganca a La Coruňa v období let 1961 -1990
Stanice	Měsíc											
	1	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
Czestochowa	0,65	0,59	0,61	0,76	1,35	1,57	1,69	1,49	0,96	0,78	0,80	0,75
Braganga	1,64	1,65	0,96	1,00	0,86	0,62	0,28	0,23	0,62	1,13	1,44	1,59
Ifrfrpruňa	1,58	1,25	1,04	1,00	0,94	0,59	0,30	0,35	0,76	1,25	1,40	1,54
(Zdroj: Vlastní výpočty z hodnot v Tab. 2 a Tab. 3)
Příklad výpočtu pluviometrického koeficientu pro stanici Czestochowa pro měsíc leden:
r       33 33 kp=1T=612=Š1 = °'647059 - °'65 12 ~TT
Na základě výpočtu pluviometrického koeficientu jsme zjistili, že na polské klimatologické stanici Czestochowa mezi měsíce srážkově nadprůměrné patřily pouze jarní a letní měsíce květen, červen, červenec a srpen, zatímco zbylé měsíce lze vyhodnotit jako srážkově podprůměrné. Srážkově nejvydatnějším měsícem byl červenec, naopak nejméně srážek napadlo v únoru. Tento fakt je přehledně zdokumentován rovněž na Obr. 2., kde křivka pro tuto stanici vypovídá o kontinentálním typu klimatu. Zcela odlišný průběh má křivka u zbylých dvou stanic.
Na portugalské stanici Braganca patří mezi srážkově nejvydatnější měsíce listopad, prosinec, leden a únor, naopak minima pozorujeme v červenci a srpnu, kdy spadla vždy přibližně pouze čtvrtina průměrného měsíčního množství srážek.
Stejně tomu je i u pobřežní stanice La Coruňa, kde pluviometrický koeficient dosahuje maxima v zimních a minima v letních měsících. Tento výrazný úbytek srážek si vysvětlujeme působením Azorské tlakové výše, která ovlivňuje klima nad Pyrenejským poloostrovem zejména v letních měsících teplým a suchým vzduchem. Zároveň si můžeme všimnout, že křivka pluviometrických koeficientů stanic Braganca i La Coruňa má téměř totožný tvar, který odpovídá oceánickému typu klimatu.
Michal KOLESA, 423779 2. ročník, B-GKGEOG (HG) Brno 9. 10. 2016
1,80
0,00 ■
I       II      III      IV     V     VI     VII    VIII     IX      X      XI XII
měsíc
Obr. 2: Pluviometrický koeficient na stanicích Cz^stochowa, Braganca a La Coruňa v období let 1961 -1990
(Zdroj: Vlastní tvorba z hodnot z Tab. 4)
2) HODNOCENÍ KONTINENTALITY/OCEANITY KLIMATU
K určení oceanity/kontinentality podnebí můžeme kromě pluviometrického koeficientu použít také další charakteristiky, kterými jsou index termické kontinentality a index ombrické kontinentality. U těchto charakteristík platí, že čím je jejich hodnota vyšší, tím je klima kontinentálnejší. Indexy termické a ombrické kontinentality dosahují maxima při hodnotě okolo 40 %, kdy je klima silně kontinentální. Naopak s poklesem této hodnoty roste oceanita, v případě extrémní oceanity se mohou hodnoty pohybovat dokonce v záporných číslech.
a) Index termické kontinentality
Vztah pro výpočet:
1,7
K =-(A — 12 * sin (p)
sin <p
K.... index termické kontinentality [%]
A.... průměrná roční teplotní amplituda [°C] (absolutní rozdíl nejvyšší a nejnižší průměrné měsíční teploty), tj. A = [W - tmin] (p.... zeměpisná šířka [°]
Tab. 5: Zeměpisné šířky ["] zpracovávaných stanic
Stanice	Zeměpisná šířka
Czestochowa	50° 47'
Braganga	41° 48'
La Coruňa	43° 22'
(Zdroj: IS MUNI)	
Michal KOLESA, 423779 2. ročník, B-GKGEOG (HG) Brno 9. 10. 2016
Tab. 6: Index termické kontinentality ve stanicích Czestochowa, Braganca a La Coruňa v období let 1961-1990
Stanice	A m	K [%]
Czestochowa	20,1	23,70
Braganga	16,6	21,94
La Coruňa	8,4	0,40
(Zdroj: Vlastní výpočty z hodnot v Tab. 1 a Tab. 5)
Příklad výpočtu indexu termické kontinentality pro stanici Czestochowa:
A = [tmax - tmin] = [17,3 - (-2,8)] = 20,1 °C
1,7 1,7
K =-* (A - 12 * sin (p) =---; * (20,1 - 12 * sin 50°47') = 23,70394609 = 23,70 %
sin<p ^ sin50°47
Výsledné hodnoty indexu termické kontinentality potvrdily, že v případě stanice Czestochowa se jedná o kontinentální až přechodné klima, protože jsme dosáhli středně vysoké hodnoty 23,70 %. Tomuto typu klimatu odpovídá i stanice Braganca, kde jsme získali podobnou hodnotu. V tomto případě se nám tedy nepotvrdily předchozí znalosti, protože na základě pluviometrického indexu jsme tuto stanici charakterizovali jako oceánickou. Naopak v případě stanice La Coruna index nabývá hodnoty pouze 0,40 % a jedná se tedy o výrazně oceánický typ klimatu. Všechny tyto hodnoty šlo již částečně předpovědět na základě teplotních amplitud (Tab. 6), které mají na výsledek indexu významný vliv - čím větší amplituda, tím má stanice kontinentálnejší typ klimatu.
b) Index ombrické kontinentality
Vzorec pro výpočet:
k
k.... index ombrické kontinentality [%]
1.....množství srážek v teplém období (IV-IX) v procentech ročního srážkového úhrnu [mm]
Sz... • množství srážek v zimním období (X-III) [mm] Sr.... roční srážkový úhrn [mm]
Nejprve je třeba vypočítat l a Sz.
Vztah pro výpočet l vypadá následovně:
12* (Z-35) JŠ~z
Vztah pro výpočet Sz má tento tvar:
sz = Yls(x-iii)
Michal KOLESA, 423779 2. ročník, B-GKGEOG (HG) Brno 9. 10. 2016
Tab. 7: Index ombrické kontinentality [%] a sumy srážkových úhrnů [mm] ve stanicích Czestochowa, Braganca a La Coruňa v období let 1961 - 1990
Stanice	ZS(IV-IX) [mm]	Sr [mm]	L [%]	Sz [mm]	k [%]
Czestochowa	399	612	65,20	213	24,83
Braganga	222	741	29,96	519	-2,65
La Coruňa	327	996	32,83	669	-1,01
(Zdroj: Vlastní výpočty z Tab. 2 a Tab. 3)
Příklad výpočtu ombrické kontinentality pro stanici Czestochowa:
£ S(IV -IX) 399
/ =-- * 100 = —- * 100 = 65,20 %
Sr 612
Sz = ^ S (X - III) = 2
13
12* (Z- 35)    12 * (65,20 - 35)
k =-^—--      =- '_-- = 24,83
V213
Index ombrické kontinentality pro stanici Czestochowa nabývá hodnoty 24,83, což nám opět potvrdilo kontinentální až přechodný ráz klimatu. V případě španělské stanice La Coruňa jsme se dostali do záporných hodnot okolo -1, díky čemuž se jedná o silně oceánické klima. Ještě nižší hodnoty a tedy výrazné oceanity jsme dosáhli u portugalské stanice Braganca, kde tento index dosahuje hodnoty -2,65, což je výrazný rozdíl oproti indexu termické kontinentality, který tuto stanici definoval jako kontinentální/přechodný typ.
c) Doba polovičních srážek
Doba polovičních srážek, též srážkový poločas, je charakteristika související s indexem ombrické kontinentality a udává dobu vyjádřenou v měsících, počínaje 1. dubnem, za kterou spadne polovina ročního úhrnu srážek. Obecně platí - čím kontinentálnej šíje klima, tím je doba polovičních srážek kratší, s rostoucí oceanitou se pak tento čas prodlužuje.
Tab. 8: Hodnoty ročních srážek, polovičních ročních srážek a doba jejich naplnění od 1. dubna ve stanicích Czestochowa, Braganga a La Coruňa v období let 1961-1990
Stanice	Sr[mm]	Sn [mm]	počet měsíců
Czestochowa	612	306	4,43
Braganga	741	370,5	7,88
La Coruňa	996	498	7,58
(Zdroj: Vlastní výpočty z Tab. 3)
Michal KOLESA, 423779 2. ročník, B-GKGEOG (HG) Brno 9. 10. 2016
Výpočet doby polovičních srážek:
Stanice Czestochowa, Polsko:
• roční úhrn srážek činí 612 mm, z toho polovina je 306 mm
• součet srážkových úhrnů od dubna do července: 39 + 69 + 80 + 86 = 274 mm
• do polovičního úhrnu chybí 32 mm, což činí 32/76 a tedy 42 % úhrnu srážek dalšího měsíce
• doba polovičního úhrnu na této stanici je rovna 4 + 0,42 = 4,42 měsíce
• tato hodnota odpovídá kontinentálními klimatu
Stanice Braganca, Portugalsko:
• roční úhrn srážek činí 741 mm, z toho polovina je 370,5 mm
• součet srážkových úhrnů od dubna do října: 62 + 53 + 38 + 17 + 14 + 38 + 70 = 292 mm
• do polovičního úhrnu chybí 78,5 mm, což činí 78,5/89 a tedy 88 % úhrnu srážek dalšího měsíce
• doba polovičního úhrnu na této stanici je rovna 7 + 0,88 = 7,88 měsíce
• tato hodnota odpovídá oceánickému klimatu
Stanice La Corufia, Španělsko:
• roční úhrn srážek činí 996 mm, z toho polovina je 498 mm
• součet srážkových úhrnů od dubna do října: 83 + 78 + 49 + 25 + 29 + 63 + 104 = 431 mm
• do polovičního úhrnu chybí 67 mm, což činí 67/116 a tedy 58 % úhrnu srážek dalšího měsíce
• doba polovičního úhrnu na této stanici je rovna 7 + 0,58 = 7,58 měsíce
• tato hodnota odpovídá oceánickému klimatu
d) Poloha těžiště srážek
Tato charakteristika klimatu je založena na předpokladu, že úhrny srážek za jednotlivé měsíce mají symetrické rozložení po obvodu kružnice o jednotkovém poloměru. Osy prochází průměry leden-červenec a duben-říjen. Celkové rozložení srážek během roku lze znázornit pomocí paprskového grafu, kde každý kvadrant charakterizuje jiný typ klimatu. Ve II. kvadrantu se nacházejí stanice s oceánickým typem klimatu, ve III. stanice s kontinentálním a přechodným typem, pro IV. kvadrant je potom typické teplé kontinentální klima a v I. kvadrantu se zpravidla vyskytují pouze stanice vysokohorské nebo se stredomorským klimatem. U horských stanic navíc nemusí být určení oceanity/kontinentality jednoznačné.
Michal KOLESA, 423779 2. ročník, B-GKGEOG (HG) Brno 9. 10. 2016
l
VII
Obr. 3: Rozložení ročního chodu srážek ve stanicích Czestochowa, Braganca a La Coruňa v období let 1961 - 1990 v paprskovém grafu (Zdroj: Vlastní tvorba z hodnot v Tab. 2)
Z paprskového grafu měsíčních průměrů srážek na jednotlivých stanicích je patrné, že rozložení srážek na stanicích Braganca a La Coruňa v průběhu rokuje velice podobné, pouze s tím rozdílem, že na stanici La Coruňa spadne v průměru podstatně více srážek, což reprezentuje větší útvar v grafu. Většina srážek zde spadla v zimě, což svědčí o oceánickém typu klimatu.
Na stanici Czestochowa je situace výrazně odlišná, protože zde spadlo jednak nejméně srážek ze všech tří pozorovaných stanic a jednak je většina srážek rozložena v opačné části roku - v létě. To je opět znakem kontinentálního klimatu.
Tab. 9: Souřadnice polohy těžiště srážek ve stanicích Czestochowa, Braganca a La Coruňa v období let 1961-1990
Stanice	x_	y
Czestochowa	o,0	-0,249
Braganga	-0,009	0,325
La Coruňa	-0,036	0,307^
(Zdroj: Vlastní výpočty z Tab. 2)
Výpočet souřadnic polohy těžiště srážek:
0,5 * (// + VI- VIII - XII) + 0,866 * (/// + V — IX — XI) + IV — X
0,5 * (/// — V — IX + XI) + 0,866 * (// -VI- VIII + XII) + 1 -VII
I, II, ..., XII ... jednotlivé měsíční srážkové úhrny S ... roční srážkový úhrn
Michal KOLESA, 423779 2. ročník, B-GKGEOG (HG) Brno 9. 10. 2016
Příklad výpočtu pro stanici Czestochowa:
0,5 * (30 + 80 - 76 - 38) + 0,866 * (31 + 69 - 49 - 41) + 39-40
x
f. 1 2
= 0,016
0,5 * (31 - 69 - 49 + 41) + 0,866 * (30 - 80 - 76 + 38) + 33 - 86 y =-—-= -0,249
II. kvadrant
kvadrant
I. kvadrant
IV. kvadrant
•Czestochowa • Era|an;a ■ La Coru na
Obr. 4: Poloha těžiště srážek ve stanicích Czestochowa, Braganca a La Coruňa v období let 1961 ■ 1990
(Zdroj: Vlastní tvorba z hodnot z Tab. 2)
Na Obr. 4 vidíme, že těžiště srážek stanic La Coruňa a Braganca se nacházejí ve II. kvadrantu, který je vymezen pro stanice s oceánským klimatem. V případě pobřežní stanice La Coruňa je tento fakt ničím nezpochybnitelný, zatímco klimatologická stanice Braganca se nachází nedaleko I. kvadrantu (horské a stredomorské klima).
Vnitrozemská stanice Czestochowa leží ve IV. kvadrantu, který zahrnuje stanice s teplým kontinentálním klimatem, což je v souladu se všemi předchozími zjištěními.
Tab. 10: Výsledné hodnoty vybraných charakteristik na stanicích Czestochowa, Braganca a La Coruňa
za období let 1961 - 1990
Stanice	Zeměpisná šířka [°]	Nadmořská výška [m n. m.]	Index termické kontinentality [%]	Index ombrické kontinentality [%]	Doba polovičních srážek [měsíc]	Poloha těžiště srážek	Typ klimatu
Czestochowa	50° 47'	253	23,70	24,83	4,42	IV. kvadrant	kontinentální
Braganga	41° 48'	673	21,94	-2,65	7,88	II. kvadrant	ocean ické
La Coruňa	43° 22'	48	0,40	-1,01	7,58	II. kvadrant	ocean ické
(Zdroje: ELEVATIONMAP.NET, IS MUNI, vlastní výpočty)
Michal KOLESA, 423779 2. ročník, B-GKGEOG (HG) Brno 9. 10. 2016
Závěr:
Na základě všech získaných výsledku můžeme konstatovat, že španělská klimatologická stanice La Coruna je výrazně oceánického typu. Tomu nasvědčuje jednak poloha na pobřeží Atlantského oceánu, jednak zjištěné hodnoty indexů termické i ombrické kontinentality, které se obě pohybují okolo 0. Také dlouhá doba polovičních srážek (7,58 měsíce) je znakem oceánického klimatu.
Oceánický charakter má i stanice Braganca na severovýchodě Portugalska, kde jsme však došli k jedné nesrovnalosti v případě indexu termické kontinentality, který dosahuje hodnoty 21,94, což by odpovídalo kontinentálnímu až přechodnému typu klimatu. Tato hodnota je však zřejmě ovlivněna vyšší polohou této stanice (673 m n. m.) a také vysokou teplotní amplitudou (16,6 °C). Všechny ostatní zjištěné hodnoty, zejména index ombrické kontinentality (-2,65) či doba polovičních srážek (7,88 měsíce) tuto stanici charaf==]izují jako oceanickou. Stejně tak poloha těžiště srážek ve II. kvadrantu svědčí o oceanitě klnhatu.
Jedinou stanicí, kterou můžeme charakterizovat jako kontinentální, je polská stanice Czestochowa, která má ze všech tří pozorovaných stanic nejvyšší hodnoty indexů termické a ombrické kontinentality (obě okolo 24 %), naopak je zde nejkratší doba polovičních srážek (4,42 měsíce). Poloha těžiště srážek ve IV. kvadrantu dokonce tuto stanici definuje jako teplou kontinentální.
Zdroje informací:
Elevationmap.net (2016): Elevation Search [online], [cit. 9. 10. 2016]. Dostupné z: <http://elevationmap.net/>
Google Maps (2016): Základní [online], [cit. 9.10. 2016]. Dostupné z: <https://www.google.cz/maps/>
IS MUNI (2016): Klimatologické indexy: Zadání cvičení [online], [cit. 9. 10. 2016]. Dostupné z: <https://is.muni.cz/auth/el/1431/podzim2016/Z0076/64909295/64909924/lndexy zadáni 2016.pdf>
IS MUNI (2016): Zeměpisná šířka klimatologických stanic [online], [cit. 9.10. 2016]. Dostupné z: <https://is.muni.cz/auth/el/1431/podzim2016/Z0076/64909295/64909924/zem sirka stanice index y.pdf>
WMO (1996): Climatological normals (CLINO) for the period 1961 -1990. Geneva, 768 s.