Michaela Řehánková 451173 2. ročník, Geografie 1. 10. 2016 METEOROLOGIE A KLIMATOLOGIE Klimatologické indexy ZADÁNÍ Pro zadané stanice ze světa vypsat roční chod teploty vzduchu a srážek a početně či graficky zpracovat 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 VYPRACOVÁNÍ Zadané úkoly jsme zpracovávali pro tyto klimatologické stanice: • Eskadelmuir (Velká Británie) • Malin Head (Irsko) • Ovruch (Ukrajina) [M1] Obr.1: Poloha stanice Eskadelmuir (zdroj: mapy.cz) Stanice Eskadelmuir se nachází na 55º19´ severní zeměpisné šířky v severnější části Velké Británie. Je situována ve 196 metrech nad mořem. Z této namořské výšky lze předběžně soudit, že by se mohlo jednat o stanici charakterizovanou jiného typu než horskou. Jelikož má vnitrozemskou polohu, lze předpokládat, že její podnebí bude více kontinentálnějšího rázu než u stanic lokalizovaných ve větší blízkosti pobřeží. . Obr.2: Poloha stanice Malin Head (zdroj: mapy.cz) V Irsku lokalizovaná stanice Malin Head je oproti předchozí stanici v nižší nadmořské výšce, konkrétně ve 25 m n. m. Nachází se totiž u pobřeží v severní části státu na 55º22´s.š. S největší pravděpodobností, jež se zakládá na její poloze v geografickém prostoru, by pro ní mohlo být příznačné klima oceánského typu. Obr. 3: Klimadiagram stanice Malin Head (zdroj: klimadiagramme.de) Ovruch je ukrajinská stanice lokalizovaná ve 156m n. m. na 51º19´ severní zeměpisné šířky. Její umístění v severní části země a v Evropě vůbec, nahrává předpokladu, že by mohlo jít o stanici s kontinentálnějším typem klimatu. Oproti tomu v předchozích dvou zemích, tedy Velké Británii a Irsku, jejichž celkové klima by mohlo být vyhodnoceno spíše jako oceanické. Obr.4: Poloha stanice Ovruch (zdroj: mapy.cz) Tab. 1.: Průměrné měsíční teploty [°C] ve vybraných stanicích v období let 1961–1990 [M2] Měsíc Stanice I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Eskadelmuir (GB) 1,8 1,8 3,5 5,7 8,7 11,7 13,2 12,9 10,7 8,1 4,1 2,5 Malin Head (IRL) 5,6 5,3 6,3 7,7 9,9 12,2 13,7 13,9 12,7 10,8 7,8 6,6 Ovruch (UA) -6,2 -4,8 -0,1 7,7 14,2 17,1 18,1 17,3 12,8 7,1 1,5 -2,9 (Zdroj: Climatologicalnormals (CLINO) forthe period 1961-1990. WMO, Geneva, 1996, 768 s.) [M3] Tab. 2.: Průměrné měsíční množství srážek [mm] ve vybraných stanicích v období let 1961–1990 Měsíc Stanice I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Eskadelmuir (GB) 166 110 137 83 95 94 98 125 149 164 152 165 Malin Head (IRL) 114 77 86 57 59 65 72 92 102 119 115 103 Ovruch (UA) 40 35 34 45 52 81 96 71 52 39 50 46 (Zdroj: Climatologicalnormals (CLINO) forthe period 1961-1990. WMO, Geneva, 1996, 768 s.) Tab. 3.: Roční průměrná teplota [°C] a roční suma srážek [mm] ve vybraných stanicích v období let 1961–1990 Stanice Roční průměrná teplota Roční suma srážek Eskadelmuir (GB) 7,1 1 538 Malin Head (IRL) 9,4 1 061 Ovruch (UA) 6,8 641 (Zdroj: Climatologicalnormals (CLINO) forthe period 1961-1990. WMO, Geneva, 1996, 768 s.) 1.PLUVIOMETRICKÝ KOEFICIENT Pluviometrický koeficient představuje podíl skutečného srážkového úhrnu za konkrétní měsíc a úhrnu srážek, jenž by byl za sledovaný měsíc dosažen v případě rovnoměrného rozložení srážek v roce (jedna dvanáctina ročního úhrnu). Jeho účelem je porovnání vydatnosti srážek jednotlivých měsíců při posouzení rozložení srážkových úhrnů za rok. K[p]……. pluviometrický koeficient r[i]……. měsíční srážkový úhrn i-tého měsíce [mm] R…… roční srážkový úhrn [mm] K[p]> 1 nadprůměrně srážkově vydatný měsíc[] K[p]< 1 podprůměrně srážkově vydatný měsíc Tab. 4.: Pluviometrický koeficient vybraných stanic v období let 1961–1990 [M4] Měsíc Stanice I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Eskadelmuir (GB) 1,30 0,86 1,07 0,65 0,74 0,73 0,76 0,98 1,16 1,28 1,19 1,29 Malin Head (IRL) 1,29 0,87 0,97 0,64 0,67 0,74 0,81 1,04 1,15 1,35 1,30 1,16 Ovruch (UA) 0,75 0,66 0,64 0,84 0,97 1,52 1,80 1,33 0,97 0,73 0,94 0,86 (Zdroj: Vlastní výpočty z hodnot v Tab. 2. a Tab. 3) [M5] * Příklad výpočtu Eskadelmuir: = Malin Head: = = Ovruch: = = U[M6] britské klimatologické stanice Eskadelmuir se jako nadprůměrně srážkově vydatné jevily měsíce leden, březen a září až prosinec. Zbylé měsíce lze na základě výsledného pluviometrického koeficientu vyhodnotit jako srážkově podprůměrné. Nejvyšší srážkový úhrn z celého roku byl zaznamenán v měsíci lednu, což plyne i z níže vytvořeného grafu. Naopak nejméně srážek za měsíc napadlo v dubnu. V případě irské stanice Malin Head vyšly nadprůměrné měsíční úhrny také na 6 měsíců jako u předchozí stanice, s tím, že místo března byl srážkově nadprůměrný měsíc srpen. Ostatní měsíce byly dle pluviometrického koeficientu srážkově podprůměrné, přičemž se právě zmiňovaný srpen nejvíce svou hodnotou blížil stavu 1, tj. srážkově průměrně vydatnému měsíci. Největší srážkový úhrn zde byl naměřen v měsíci říjnu. Dubnový pluviometrický koeficient dosáhl nejnižší hodnoty v rámci roku. Na klimatologické stanici Ovruch na severní Ukrajině byly zjištěny, na rozdíl od předchozích dvou stanic, pouze 3 srážkově nadprůměrné měsíce, a to sice červen až srpen. Zbývající měsíce lze dle pluviometrického koeficientu označit za srážkově podprůměrně vydatné. Jak je z grafu patrné, nejvíce srážkově vydatný byl měsíc červenec. Oproti tomu jako nejméně srážkově vydatný byl měsíc březen. Při posouzení grafického znázornění pluviometrického koeficientu měli křivky stanic Eskadelmir a Malin Head obdobný průběh. To by svědčilo o větší oceanitě, jelikož obě stanice jsou lokalizovány v ostrovních státech. Avšak v případě ukrajinské stanice Ovruch si lze všimnout výraznější amplitudy v měsíčních srážkových úhrnech a poloviční době trvání srážkově nadprůměrného období. Mírná odchylka stanic Eskadelmuir a Malin Head může být způsobena tím, že stanice Malin Head je lokalizována v těsné blízkosti pobřeží, zatímco klimatická stanice Eskadelmuir leží ve vnitrozemí ostrovního státu. Obr. 5.: Pluviometrický koeficient na vybraných stanicích v období let 1961–1990 2.INDEX TERMICKÉ A OMBRICKÉ KONTINENTALITY Vztah pro výpočet indexu termické kontinentality: K = K…. index termické kontinentality [%] A…. průměrná roční teplotní amplituda [°C] (absolutní rozdíl nejvyšší a nejnižší průměrné měsíční teploty), tj. A = [t[max] - t[min]] φ…. zeměpisná šířka [°] Tab. 5.: Zeměpisné šířky [°] zpracovávaných stanic Stanice Zeměpisná šířka Eskadelmuir 55° 19´ s. š. Malin Head 55° 22´ s. š. Ovruch 51° 19´ s. š. (Zdroj: ISMUNI.CZ) Tab. 6.: Index termické kontinentality ve vybraných stanicích v období let 1961–1990 Stanice A [°C] K [%] Eskadelmuir 11,4 3,17 Malin Head 8,6 2,63[M7] Ovruch 24,3 32,52 (Zdroj: Vlastní výpočty z hodnot v Tab. 1. a Tab. 5) Výpočty indexů termické kontinentality Eskadelmuir: A = [t[max] - t[min]] = [13,2 – 1,8] = 11,4 K = = = = 2,067347863 * 1,532284765 = 3,17 Malin Head:° A = [t[max] - t[min]] = [13,9 – 5,3] = 8,6 K = = = = 2,06610096 *1,273670454 = 2,63 Ovruch: A = [t[max] - t[min]] = [18,1 – (-6,2)] = 24,3 K = = = = 2,177777763 * 14,932653 = 32,52 Vztah pro výpočet indexu ombrické kontinentality: k = 12 (l-35)/ k…. indexombrické kontinentality [%] l….. množství srážek v teplém období (IV-IX) v procentech ročního srážkového úhrnu s[z]…. množství srážek v zimním období (X-III) [mm] s[r]…. roční srážkový úhrn [mm] Vztah pro l má tento tvar: po vyjádření s[r] pak platí: Když je hodnota těchto dvou výše uvedených indexů vyšší, tím je klima kontinentálnější[M8] . Naopak, s poklesem této hodnoty nabývá podnebí větší oceanity. Index termické kontinentality dosahuje svého maxima při hodnotě 40 %. V tomto případě má klima tzv. silnou kontinentalitu. Když se jedná o extrémní oceanitu, tak se mohou výsledné hodnoty pohybovat i v záporných číslech. Tab. 7.: Index ombrické kontinentality [%] a sumy srážkových úhrnů [mm] ve vybraných stanicích v období let 1961–1990 Stanice Σs(IV-IX)[mm] s[r] [mm] L [%] s[z] [mm] k [%] Eskadelmuir(GB) 644 1 538 41,87 894 2,76 Malin Head (IRL) 447 1 061 42,13 614 3,45 Ovruch (UA) 397 641 61,93 244 20,69 (Zdroj: Vlastní výpočty z Tab. 2 a Tab. 3) Výpočty indexů ombrické kontinentality Eskadelmuir: = = 41,87256177 ≐41,87 = k = 12 (l-35)/ = 12 (41,87-35)/ = 82,44/29,89983278 = 2,757206056 ≐ 2,76 Malin Head: = = 42,13006598 ≐ 42,13 = k = 12 (l-35)/ = 12 (42,13-35)/ = 85,56/24,77902339 = 3,452920587 ≐ 3,45 Ovruch: = = 61,93447738 ≐ 61,93 = k = 12 (l-35)/ = 12 (61,93-35)/ = 323,16/15,62049935 = 20,68819906 ≐ 20,69 Vypočtené charakteristiky indexu termické a ombrické kontinentaliy potvrdily předešlé úvahy, plynoucí z hodnot pluviometrického koeficientu. To znamená, že pro stanice Eskadelmuir a Malin Head mají spíše oceaničtější ráz než u vnitrozemské stanice Ovruch. Zatímco oba spočítané indexy pro britskou a irskou stanici se pohybují kolem hodnoty 3 %, tudíž nejde o extrémní oceanitu, jež se vyznačuje zápornou hodnotou, tak v případě ukrajinské stanice Ovruch se index termické kontinentality se se svou hodnotou 32,52 % poměrně značně blíží extrémní hodnotě 40 %. Index ombrické kontinentality se pro tuto ukrajinskou stanici pohybuje kolem hodnoty 21 %, tj. hodnoty nižší než při hodnocení indexu termické kontinentality, avšak viditelně rozdílné v porovnání s britskou a ukrajinskou stanicí. DOBA POLOVIČNÍCH SRÁŽEK Doba polovičních srážek jiným termínem též srážkový poločas, představuje dobu vyjádřenou v měsících, za níž spadne jedna polovina celkového srážkového úhrnu za rok. Počátek výpočtu je kladen od 1.dubna. Může doplňovat charakteristiku ombrické kontinentality. Čím kontinentálnější ráz klima má, tím je doba polovičních srážek kratší. V silně oceánických oblastech může dosahovat více než 7 měsíců. Oproti tomu kontinentální oblasti mohou mít tuto charakteristiku kolem tří měsíců. Tab. 8.: Hodnoty ročních srážek, polovičních ročních srážek a doba jejich naplnění od 1. dubna na vybraných stanicích v období let 1961-1990 Stanice s[r][mm] s[n][mm] počet měsíců Eskadelmuir 1 538 769 6,76 Malin Head 1 061 530,5 6,7 Ovruch 641 320,5 4,65 (Zdroj: Vlastní výpočty a hodnoty z Tab. 3) * Příklad výpočtu doby polovičních srážek Eskadelmuir: Roční srážkový úhrn představuje 1 538 mm, jeho jedné polovině tedy odpovídá 769 mm. Po sečtení úhrnů srážek za jednotlivé měsíce, s prvním sčítaným měsícem dubnem se získá: 83 + 95 + 94 + 98 + 125 + 149 = 644 mm —› 6 celých měsíců, čímž zbývá 125 mm. V případě rovnoměrného rozložení úhrnů srážek v následujícím měsíci tato zbývající suma znamená 24 dní. Doba polovičních srážek na této stanici je tedy přibližně 6,76 měsíců nebo-li 6 měsíců a 24 dní. Malin Head: Roční srážkový úhrn představuje 1 061 mm, z čehož polovina je 530,5 mm. Součtem hodnot za jednotlivé měsíce od dubna pak vyjde: 57 + 59 + 65 + 72 + 92 + 102 = 447 mm —› 6 celých měsíců, zbytek srážek činí 83,5 mm. Zbylé množství za předpokladu rovnoměrného rozložení měsíčních srážek představuje zaokrouhleně 22 dní. Doba polovičních srážek nabývá hodnoty 6,7 měsíců čili přibližně 6 měsíců a 22 dní. Ovruch: Úhrn srážek za rok na stanici činí 641 mm, tudíž polovina je 320,5 mm. Vypočtená suma srážkových úhrnů od prvního dubna: 45 + 52 + 81 + 96 = 274 mm —› 4 celé měsíce, z čehož plyne, že k dosažení poloviny srážkových úhrnů zbývá 46,5 mm. Pokud se předpokládá rovnoměrné rozložení srážkových úhrnů během následujícího měsíce, pak tento zbytkový úhrn vyjadřuje přibližně 20 dní z následujícího měsíce. Doba polovičních srážek je tedy zaokrouhleně 4 měsíce a 20 dní (tj. ≐ 4,65 měsíce). Na stanicích Eskadelmuir a Malin Head se doba polovičních srážek přibližovala sedmi měsícům, ale na stanici Ovruch s celkově nižším ročním srážkovým úhrnem se tato doba datovala po zaokrouhlení na 5 měsíců. 3.POLOHA TĚŽIŠTĚ SRÁŽEK Poloha těžiště srážek je založen na předpokladu, že úhrny srážek za jednotlivé měsíce mají symetrické rozložení po obvodu kružnice o jednotkovém poloměru. Osy jsou vedeny průměry leden–červenec a duben–říjen. Výsledné rozložení srážek v průběhu roku lze znázornit pomocí paprskového grafu, do nějž se vynášejí vypočtené hodnoty souřadnic x a y pro jednotlivé stanice v soustavě souřadné xy. Získané kvantitativní údaje lze kvalitativně vysvětlit takto[M9] : v grafické podobě se stanice mohou rozložit dle těžišť jejich srážkových úhrnů do čtyř kvadrantů (I.–IV.). V prvním kvadrantu se stanice často neocitají, jelikož se jedná o klima vysokohorské či středomořské. Stanice, jež mají své těžiště srážek umístěné ve druhém kvadrantu, lze popsat jako stanice s oceanickým typem podnebí. Třetí kvadrant přísluší stanicím s kontinentálním a přechodným typem klimatu. Ve čtvrtém kvadrantu jsou lokalizovány stanice, jež lze charakterizovat teplým kontinentálním typem podnebí. V případě horské stanice nemusí být zřejmé, zda klima nabývá spíše kontinentálního či oceánského rázu. Obr. 5.: Rozložení ročního chodu srážek v paprskovém grafu Tab. 9.: Souřadnice polohy těžiště srážek vybraných stanic v období let 1961–1990 Stanice x y Eskadelmuir (GB) -0,04[M10] 0,09 Malin Head (IRL) -0,14 0,08 Ovruch (UA) -0,01 0,20 (Zdroj: Vlastní výpočty a hodnoty z Tab. 3) *Výpočet souřadnic polohy těžiště srážek I, II, …, XII … jednotlivé měsíční srážkové úhrny S … roční srážkový úhrn Příklad výpočtu souřadnic polohy těžiště srážek Eskadelmuir: = = = = = -0,041772431≐ -0,04 = = = = = 0,090374512 ≐ 0,09 Paprskový graf z měsíčních průměrů srážek během celého roku je znázorňuje velice podobným geometrickým tvarem u britské a irské klimatické stanice, s tím rozdílem, že u stanice Malin Head s menší srážkovou vydatností je tento útvar menší. U ukrajinské stanice Ovruch je od předchozích dvou zcela odlišný. To vypovídá nejen o nižších měsíčních a celkovém ročním srážkovém úhrnu, nýbrž i jiném klimatickém typu, tj. více kontinentálního charakteru. II.Kvadrant III.Kvadrant I.Kvadrant IV.Kvadrant Obr. 6.: Poloha těžiště srážek vybraných stanic v období let 1961–1990 Po zanesení vypočtených bodů do grafu se čtyřmi kvadranty se všechny studované stanice objevily ve druhém kvadrantu. Tento fakt vypovídá o stanicích s oceanickým typem ročního chodu srážek. U britské a irské klimatické stanice by se to dalo očekávat už vzhledem k výše zjištěným charakteristikám klimatu a jejich poloze. Ovšem u ukrajinské stanice Ovruch je tento výsledek trochu zarážející. Jedná se totiž o stanici s výraznějším umístěním ve vnitrozemí, čemuž napovídají i ostatní zjišťované charakteristiky. Avšak její srážkové těžiště v grafu se i velmi přibližuje I.kvadrantu, což by svědčilo o tom, že se nachází též na pomezí středomořského či vysokohorského klimatu. Vzhledem k její poměrně nízké nadmořské výšce (156 m n. m.) se pravděpodobně bude jednat spíše o kombinaci se středomořským klimatem.[M11] Lze si všimnout, že pokud by body stanice Eskadelmuir a Malin Head byla proložena přímka, pak by byla přibližně rovnoběžná s osou x. S kvadrantů, v nichž nejsou umístěny, mají obě blízko ke třetímu kvadrantu, tedy v jejich případě ke klimatu přechodnému než kontinentálnímu. Britská stanice, oproti té irské, má blízko i k prvnímu kvadrantu, tedy s ohledem na její nadmořskou výšku ke klimatu středomořskému než vysokohorskému. Tato vzdálenost je však větší než u ukrajinské stanice. Tab. 10.: Výsledné hodnoty vybraných charakteristik na sledovaných stanicích 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 Klima kontinentální/ Oceanické Eskadelmuir (GB) 55° 19´ s. š. 196 3,17 2,76 6,76 II.Kvadrant Oceanické Malin Head (IRL) 55° 22´ s. š. 25 2,63 3,45 6,7 II.Kvadrant Oceanické Ovruch (UA) 51° 19´ s. š. 156 32,52 20,69 4,65 II.Kvadrant Oceanické (Zdroje: Vlastní výpočty, ELEVATIONMAP.NET, ISMUNI.CZ, FLOODMAP.NET, MÜHR, B.) ZÁVĚR Ze zjišťovaných charakteristik podnebí plyne, že britská stanice Eskadelmuir a irská klimatická stanice Malin Head mají oceanický typ klimatu, což je velmi pravděpodobné už na základě jejích zeměpisné polohy na ostrovních resp. souostrovních státech. Kromě polohy stanice Ovruch ve druhém (oceanickém) kvadrantu grafu polohy těžiště srážek další zjišťované klimatické charakteristiky (pluviometrický koeficient, index termické kontinentality, index ombrické kontinentality, doba polovičních srážek) včetně polohy směřují k závěru, že jde o klimatickou stanici s kontinentálním klimatem. ZDROJE[M12] ELEVATIONMAP.NET (©2016): Eskdalemuir, Langholm DG13, UK, http://elevationmap.net/eskdalemuir-height--uk#menu2 (29. 9. 2016) FLOODMAP.NET (© 2014): ElevationofOvruch,UkraineElevation Map, Topo, Contour, http://www.floodmap.net/elevation/ElevationMap/?gi= (29. 9. 2016) ISMUNI.CZ (2016): Klimatologické indexy. Zadání cvičení, https://is.muni.cz/auth/el/1431/podzim2016/Z0076/64909295/64909924/Indexy_zadani_2016.pdf(29. 9. 2016) ISMUNI.CZ (2016): Zeměpisná šířka klimatologických stanic, https://is.muni.cz/auth/el/1431/podzim2016/Z0076/64909295/64909924/zem_sirka_stanice_indexy.pdf (29. 9. 2016) MÜHR, B. (2007): Malin Head, http://www.klimadiagramme.de/Europa/malinhead.html (29. 9. 2016) MAPY.CZ (©2016): Vyhledání stanice Eskadelmuir, https://mapy.cz/zakladni?x=-3.6721308&y=54.1967664&z=6&q=Eskdalemuir (29. 9. 2016) MAPY.CZ (©2016): Vyhledání stanice Malin Head, https://mapy.cz/zemepisna?x=-7.6645933&y=54.3946259&z=7&source=osma&id=13484308&q=Malin%20Head (29. 9. 2016) MAPY.CZ (©2016): Vyhledání stanice Ovruch, https://mapy.cz/zemepisna?x=32.9873360&y=50.1861214&z=6&source=osmm&id=101566 (29. 9. 2016) [M13] WMO (1996): Climatologicalnormals (CLINO) forthe period 1961 - 1990. Geneva, 768 s. ________________________________ [M1]Doporučuju zarovnávat grafické výstupy k levému kraji, takhle je v rámci textu každý jinde [M2]Obrázky a tabulky zarovnávat do textu [M3]Zbytečné používat úplnou citaci, stačí ji uvést v seznamu literatury a zde na ni pouze odkázat (např. WMO, 1996) [M4]U všech tabulek dodržet stejné formátování [M5]Vlastní tvorba se necituje [M6]Na této stránce máš jiné formátování než ve většině práce [M7]Chybná hodnota [M8]V odborném textu není vhodné začínat větu spojkou [M9]Zajímavá formulace J [M10]Chybná hodnota [M11]Jak píšeš, tahle stanice je dost atypická. V tomto případě nelze vzhledem k velmi nízkým srážkám brát graf těžišť úplně vážně. Už jen z geografické polohy je jasné, že zdejší klima bude kontinentální, maximálně přechodné [M12]Doporučuju jednotlivé zdroje oddělovat mezerou, popř. používat odrážky [M13]Nemusíš citovat zvlášť každé vyhledávání, stačí jedna citace pro celý server mapy.cz