Masarykova univerzita Přírodovědecká fakulta Geografický ústav Seminární práce z meteorologie a klimatologie Lucie Maršálkova Klimatografie povodí Svratky a Svitavy 2.ročník, B-GK, GEOG (FG) Brno, listopad 2017 OBSAH 1. Obecná charakteristika 1.1. Vymezení polohy 1.2. Charakteristika vybraného povodí 1.3. Klimatologické a srážkoměrné stanice v povodí 2. Teplotní poměry 2.1. Geografické rozložení teplot vzduchu 2.2. Roční chod teploty vzduchu 2.3. Roční chod minim a maxim teplot vzduchu 2.4. Roční chod průměrného počtu charakteristických dní 2.5. Malé vegetační období, mrazové období, výpočet teplotních sum 3. Srážkové poměry 3.1. Geografické rozložení srážek 3.2. Roční chod srážek 3.3. Roční chod průměrného počtu srážkových dní 3.4. Výpočty průměrných ročních úhrnů srážek 3.5. Geografické rozložení průměrného počtu dní se sněhovou pokrývkou 4. Větrné poměry 4.1. Frekvenční rozložení směrů větru 4.2. Převládající směry větru a jejich frekvence 5. Klimatické oblasti 6. Klimagram 7. Zdroje 2 1 OBECNÁ CHARAKTERISTIKA 1.1 Vymezení polohy Studované povodí v této seminární práci se skládá ze tří dílčích povodí III. řádu a to povodí Svratky po Svitavu (4-15-01), Svitavy (4-15-02) a Svratky od Svitavy po Jihlavu (4-15-03). Takto vymezené povodí Svratky a Svitavy se nachází na Moravě, ve středovýchodní části České republiky. Jeho celková rozloha je 4123 km2. Hlavními toky povodí j sou řeky Svratka a Svitava, vedlejšími Loučka, Bobrava, Litava. Reka Svratka pramení ve Žďárských vrších v nadmořské výšce 772 m n.m.. Řeka Svitava ve Svitavské pahorkatině v nadmořské výšce 472 m n. m. (mapy.cz, 2017). S tokem řek nadmořská výška klesá, což je zřetelné i z přiložené mapy (obr. 1). Soutok obou řek se nachází v nadmořské výšce 191 m n.m. Od soutoku řeka dále teče pod názvem Svratka až k vodnímu dílu Nové mlýny na Dyji, do kterého se vlévá. Dyje dále odvádí vodu do řeky Moravy, která se následně vlévá do Dunaje. Dunaj ústí do Černého moře. Zadané povodí tak patří k umoří tohoto moře. Nejvýše položenou oblastí jsou Žďárské vrchy. Do povodí však náleží pouze do výšky 810 m n.m., nejvyšší bod (Devět skal 836 m n.m.) do území již nespadá. Naopak nejnižším místem v povodí s nadmořskou výškou 169 m n.m. je místo, kde řeka Svratka opouští dané povodí. Pokud bychom vzali do úvahy administrativní členění České republiky, vymezené povodí se rozprostírá na území tří krajů, a to Pardubického, kraje Vysočina a Jihomoravského. 3 vodní tok nadmořská výška [m n.m.] | | 169 - 287 | | 288 - 402 403-513 1\ 514 - 616 J 617 - 810 Obr. 1: Poloha a reliéf povodí Svratky a Svitavy Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 1.2 Orografické, geomorfologické a hydrologické poměry Z geomorfologického hlediska bychom oblast zařadili jak k provincii Česká vysočina, tak k provincii Západní Karpaty. Území zasahuje celkem do čtyř soustav, a to do České tabule, Krkonošsko-jesenické soustavy, Českomoravské soustavy a Vněkarpatských sníženin. Z Orlické podsoustavy se území rozprostírá na části Podorlické pahorkatiny, z podsoustavy Východočeské tabule zabírá část Svitavské pahorkatiny, zde také pramení řeka Svitava. Z Českomoravské soustavy zasahuje povodí jak do podsoustavy Českomoravská vrchovina, kde zasahuje do celků Hornosvratecká vrchovina, prameniště Svratky, a části Křižanovské vrchoviny, tak do podsoustavy Brněnská vrchovina, kde zasahuje do všech celků - Drahanská vrchovina, Boskovická brázda a Bobravská vrchovina. Z Vněkarpatských sníženin povodí zasahuje do Dyjsko-svrateckého úvalu a Vyškovské brány. Obecně můžeme říci, že povodí se svažuje z pahorkatin a vrchovin v severní části území do nížin a úvalů na jihu. Nej významnější překážkou pro atmosférické hmoty je tedy oblast Žďárských vrchu na severozápadě území. Zde tedy můžeme očekávat nejvyšší orografické zesilování srážek, ale také nej nižší teploty vzduchu či nejdéle trvající sněhovou pokrývku. Ze Žďárských vrchů dále atmosférické hmoty překonávají Železné hory a dále stékají do údolí. (DEMEK, 2014) Severní, zejména severozápadní, část povodí je tvořena křídovými sedimenty, převážně vápnitými jílovci. Sníženiny Vyškovské brány jsou vyplněny terciérními štěrky a písky, vyvýšená Drahanská vrchovina je tvořena zejména břidlicemi. Systém Boskovické brázdy je tvořen permskými pískovci, slepenci a arkózami, dále křídovými prachovci, pískovci, slepenci a jílovci a v neposlední řadě také permskými slepenci, Bobravskou vrchovinu tvoří zejména granity a granodiority, které zasahují až k severozápadní části Brna. Východní část území je tvořena muskovity. Geologické složení má značný vliv na vznik a zadržování podzemní vody v povodí. Z křídových oblastí v okolí Březové nad Svitavou je jímána podzemní pitná voda pro značnou část Moravy. (Geoportál, 2017) Hlavním tokem povodí je řeka Svratka. Tento tok, jak již bylo zmíněno, pramení ve Žďárských vrších. Reka teče mírně k severu, dále k východu a poté se stáčí k jihovýchodu. Jihovýchodním a jižním směrem teče až ke svému ústí. Do řeky Svratky ústí mnoho říček a potoků. Mezi významnější přítoky v povodí můžeme zahrnout z levé strany Bílý potok, Lubě, Svitavu a Litavu, z pravé strany potom Fryšávku a Bobravu. Na Svratce také leží dvě významné vodní nádrže a to Vír a Brněnská přehrada. Vírská vodní nádrž byla vystavěna jako zásobárna pitné vody. Vodní nádrž je I. pásmem hygienické ochrany, není zde tedy umožněn rybolov ani 5 rekreace. Mimo vodárenský odběr vody plní taky účel protipovodňové ochrany a výroby elektrické energie. Brněnská přehrada, která leží jižněji než Vír na řece Svratce v blízkosti Brna, je určena především k rekreaci a výrobě elektrické energie. Dalším z toků je řeka Svitava, která pramení ve Svitavské pahorkatině a u Brna se vlévá do Svratky. Od pramene teče jižním směrem až ke svému ústí. Z levostranných přítoků můžeme zmínit Semíč, Bělou či Punkvu, z pravostranných přítoků potom Křetínku, na které je vystavěna vodní nádrž Letovice, a Býkovku. (VÚV TGM, 2017) 1.3 Klimatologické a srážkoměrné stanice v povodí V povodí se nachází celkem 18 klimatologických stanic (obr. 2). Klimatologické stanice jsou v povodí rozmístěny rovnoměrně. I tak jsou v některých částech území zastoupeny řidčeji, chybí zejména v jižní části území, zde však absentují pravděpodobně z důvodu rozsáhlé zástavby města Brna, kde již existující stanice dostatečně pokrývají území pro vystižení a zachycení všech potřebných informací. Nejvýše položenou klimatologickou stanicí je stanice Žďárná v nadmořské výšce 640 m n.m., druhou nejvýše položenou stanicí je Nové Město na Moravě s nadmořskou výškou 614m n.m.. Naopak stanicí s nej nižší nadmořskou výškou je stanice Židlochovice ve výšce 185 m n.m. Tato stanice je stanicí nejdále po proudu, tedy nejblíže k ústí ze stanic v povodí. Můžeme si povšimnout, že nejvýše položená stanice je o 180 m níže než nejvyšší bod území. Data z nejvyšších poloh zde tak chybí, případně jsou doplňována ze stanic v přilehlých povodí. 6 0 5 10 20 km 1 i i i I i i i I klimatologická stanice . - + i 1:650 000 vodní tok Obr. 2: Rozložení klimatologických stanic v povodí Svratky a Svitavy Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 7 Srážkoměrné stanice jsou v povodí rozloženy také rovnoměrně. Vyšší koncentraci nacházíme podél řeky Svratky. Najdeme jich zde celkem 50. Je jich tedy mnohem více než stanic klimatologických (obr. 3). To je však běžné, jelikož srážky jsou velmi variabilní. Proto pokrytí povodí srážkoměrnými stanicemi je mnohem hustší, aby co nejlépe vystihovalo veškeré srážkové události v členitém reliéfu. Ze srážkoměrných stanic je nejvýše položenou stanicí Lísek, Viliamov s nadmořskou výškou 700 m n.m. a nejníže položenou stanicí je stanice Měnín, Jalovisko v nadmořské výšce 195 m n.m.. Na výše položených stanicích sledujeme vyšší úhrny srážek, jak bude dále zmíněno. Dostatečně jsou poryty jak vyšší polohy, tak i sníženiny. 8 • Srážkoměrná stanice -Vodní tok rotní —Ar úhrn nadmořská Jhrn nadmorscá srážek výška m sráľat výška t ID stanice náicťstanice Imm] xi n.n.] r D stanice ná:cv stařice Imra]xi n.mV ml .- Babice 652 45Q 504 Lornri ice 596 378 10 Banín 624 444 528 Lysice 618 465 11 Banín. vodárna 619 398 541 Meniri.Jalwisko 513 195 60 Boskovíte 626 370 556 Mi ovy 832 630 73 Branec 615 375 591 Ncdvedice 630 331 75 Brna- Bohunice 537 >>'_. 617 Nové M*sro na Moravě 724 514 76 Brno Komárov 505 100 629 Oleinkc 577 564 77 Brno - Královo pole 531 221 532 Olornučany 520 36 C 78 Brno Pisárky 547 204 699 Polička 705 355 82 Brjmotf 6GS 539 765 RoESlini 7C7 S65 92 Buiovidc 575 250 804 Skfhárav, Hfl rohách 656 595 102 BiAovinb 592 l ■■-5 EU Sljvka. j Brna 544 21. 105 Bystré 667 £10 sis siocp 641 470 108 Bystrice nad Pernílejnen i 651 SS4 822 Sokolnice 520 206 124 Cebín 565 280 866 Stwlcwá,Vtow 513 «5 186 Dolní Lhota 610 280 884 Šlapankc 566 230 190 Palní Raíinla 614 5 OS B90 Stépsnovnadívratkcj 605 340 243 Hora kou 607 358 902 Teleti m 523 439 fflianatf m 52S 907 Tli nov 579 274 441 Krtiny 644 42-; 35.5 Vtlki Bíttš Í45 494 445 Kunltíl 669 458 968 Víverski Hity s ta, v*vě:í 359 277 449 Kjfim 57á Z91 9B5 Vranov 635 450 473 Letov ice 602 337 iQi4 • j- t.;-. -, 664 HO 492 Lišek, Viliamov 744 700 1034 2dárná 652 640 495 Lilenôce «41 367 1043 Židlodiovk* 551 185 0 5 10 20 km 1 ' ' ' I ' ' ' I 1:650 000 Obr. 3: Rozložení srážkoměrných stanic v povodí Svratky a Svitavy Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 9 2 TEPLOTNÍ POMĚRY 2.1 Geografické rozložení teplot vzduchu Z mapy rozložení průměrných ročních teplot je patrná závislost teploty vzduchu na reliéfu (obr. 1 a obr. 4). Ve vyšších nadmořských výškách, zejména sever a severozápad území, najdeme nižší průměrné teploty. Ty najdeme také ve vyvýšené části území na východě. Naopak čím se blížíme do nižších poloh, dostáváme se do teplejší části území na jihu. Průměrné roční teploty na území kolísají zhruba od 3°C po 10°C. Teplotu však neovlivňuje pouze výšková členitost, ale také zástavba, závětrnost a návětrnost svahů apod. Z přiložené mapy je patrná vyšší průměrná teplota vzduchu v údolích řek, kdy izotermy tvoří výběžky v těchto údolích a kopírují tak tvary reliéfu. 10 Obr. 4: Geografické rozložení průměrné roční teploty vzduchu v povodí Svratky a Svitavy v období 1901-1950 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 11 2.2 Roční chod teploty vzduchu Roční chod teploty vzduchu na vybraných stanicích Brno a Bystřice nad Pernštejnem není v našich zeměpisných šířkách nijak překvapivý. Nejnižší teploty jsou zaznamenány v lednu, dále narůstají a nejvyšší teploty zaznamenáváme v červenci. Po dosažení letních maxim teploty opět klesají. Z tabulky i grafu (tab. 1, obr. 5) je patrné, že v absolutních číslech jsou teploty na stanici Bystřice nad Pernštejnem nižší než na brněnské stanici. To je způsobeno nejen nadmořskou výškou, ale také vlivem městské zástavby. Tab. 1: Roční chod teploty vzduchu na vybraných stanicích v letech 1901-1950 1 II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Průměr Brno -2,1 -0,7 3,6 8,5 13,8 16,7 18,4 17,4 13,8 8,6 3,5 -0,2 8,4 Bystřice nad Pernštejnem -3,9 -2,5 1,4 6,2 11,9 14,6 16,6 15,6 11,8 6,6 1,4 -2,0 6,5 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) iv v •Brno — VI VII VIII IX X • Bystřice nad Pernštejnem XI XII Obr. 5: Roční chod teploty vzduchu na vybraných stanicích v letech 1901-1950 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 12 2.3 Roční chod minim a maxim teplot vzduchu Roční chod průměrných maxim a minim (tab. 2 a 3, obr. 6 a 7) je na porovnávaných stanicích shodný. Hodnoty se liší pouze v absolutních číslech, často o 1 až 3°C. To je opět dáno výškovou polohou stanic, vlivem zástavby a návětrnosti. Průběh absolutních maxim a minim (tab. 4 a 5, obr. 8 a 9) již není tolik podobný na porovnávaných stanicích, křivky grafů jsou kostrbatější a to zejména proto, že se nejedná o průměrné hodnoty, jako v předchozím případě, ale o hodnoty absolutně nejnižší a nejvyšší. Zde hodnoty ovlivňují i větší cirkulační systémy atmosféry v daném roce apod. Stále ale zaznamenáváme vyšší teploty na brněnské stanici a nižší v Bystřici pod Pernštejnem z výše zmíněných důvodů. Pokud porovnáme tabulky a grafy průměrných a absolutních minim, zjistíme, že nejvyšší hodnoty průměrných minimálních teplot vzduchu jsou uváděny pro leden, zatímco absolutní hodnoty jsou nejnižší v únoru. Při porovnání průměrných a absolutních maxim teploty vzduchu nacházíme podobný trend pouze v Bystřici nad Pernštejnem, kdy nejvyšší průměrné teploty jsou zaznamenány pro červenec, absolutní pro srpen. V Brně jsou průměrné i maximální teploty zaznamenávány v červenci. Tab. 2: Roční chod průměrných měsíčních maxim na vybraných stanicích v období 1901-1950 1 II III IV V VI VII VIII IX X XI XII rok Brno 0,2 2,8 8,6 14,8 19,8 23,1 25,3 24,8 21,1 13,9 7,3 2,0 13,6 Bystřice nad Pernštejnem -1,7 0,6 5,2 11,8 17,2 20,6 23,2 22,0 18,4 11,3 4,3 -o,i 11,1 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (20 7) 13 -35 IV V VI VII VIII IX X • Brno Bystřice nad Pernštejnem XI XII Obr. 6: Roční chod průměrných měsíčních maxim na vybraných stanicích v období 1901-1950 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) Tab. 3: Roční chod průměrných měsíčních průměrných minim na vybraných stanicích v období 1901-1950 1 II III IV V VI VII VIII IX X XI XII rok Brno -5,8 -4,3 -0,7 4,0 8,3 11,4 13,3 12,8 9,3 4,7 1,8 -2,9 4,3 Bystřice nad Pernštejnem -8,3 -6,9 -3,3 1,2 5,4 8,1 9,9 9,3 6,4 2,1 -0,8 -5,5 1,5 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 35 T[°C] 25 15 5 -5 -15 -25 -35 IV V VI VII VIII IX X • Brno Bystřice nad Pernštejnem XI XII Obr. 7: Roční chod průměrných měsíčních minim na vybraných stanicích v období 1901-1950 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 14 Tab. 4: Absolutní maximální teploty v jednotlivých měsících na vybraných stanicích v období 1901-1950 1 II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Brno 14,4 14,5 21,8 27,0 31,6 35,4 36,1 35,4 32,0 27,6 19,8 14,0 Bystřice nad Pernštejnem 13,2 13,8 19,0 25,0 29,7 34,5 33,5 33,7 31,7 25,1 17,5 11,3 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 5 -5 -15 -25 -35 IV V VI VII VIII IX X XI XII • Brno Bystřice nad Pernštejnem Obr. 8: Absolutní maximální teploty v jednotlivých měsících na vybraných stanicích v období 1901-1950 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) Tab. 5: Absolutní minimální teploty v jednotlivých měsících na vybraných stanicích v období 1901-1950 1 II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Brno -21,6 -30,4 -20,2 -7,9 -2,6 0,8 5,7 5,1 -2,7 -7,2 -9,1 -22,7 Bystřice nad Pernštejnem -29,0 -31,5 -25,0 -12,5 -5,4 -1,5 0,5 2,0 -4,1 -7,0 -12,5 -29,4 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 15 -35 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Brno Bystřice nad Pernštejnem Obr. 9: Absolutní minimální teploty v jednotlivých měsících na vybraných stanicích v období 1901-1950 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 2.4 Roční chod průměrného počtu charakteristických dní Pro následující charakteristiky je třeba znát, čím se charakteristické dny vyznačují. Za tropický den považujeme ten, kdy maximální teplota byla vyšší nebo rovna 30°C, za letní den poté uvažujeme den, kdy maximální teplota byla vyšší nebo rovna 25°C. V chladnější části roku rozeznáváme mrazové, ledové a arktické dny. Mrazový den se vyznačuje minimální teplotou nižší než -0,1 °C, ledový den maximální teplotou nižší než -0,1 °C a arktický den maximální teplotou nižší než -10°C. Na obou sledovaných stanicích zaznamenáváme nejvyšší četnost mrazových dnů, které se také vyskytují v nejdelším období (patrnéz tab. 6, obr. 10-14). Naopaknejméně se v průběhu roku vyskytují dny tropické. Můžeme si povšimnout, že na stanici v Brně zaznamenáváme více tropických dní než v Bystřici nad Pernštejnem. Zde hraje svoji roli opět nadmořská výška a reliéf. Město Brno se nachází v reliéfu hrástí a prolomů. Svahy zde zůstávají déle prohřáté a jistou roli hraje tepelný ostrov města Brna, kdy zástavba a pozemní komunikace zadržují zářivou energii a během nocí ji vyzařují. Tento efekt je nejvýraznější v zimním období. V Brně tak zaznamenáváme i více letních dní, pravděpodobně ze stejných důvodů, jako při dnech tropických. 16 Naopak v zimním půlroce zaznamenáváme více typických dní v Bystřici nad Pernštejnem a to jak mrazových, tak ledových a arktických. To je dáno nadmořskou výškou stanice, která je o 331 výškových metrů vyšší než u stanice v Brně, ale také vlivem zástavby v Brně a vznikem teplotních inverzí a délkou trvání sněhové pokrývky. Tab. 6: Průměrný počet charakteristických dní během roku v období 1926-1950 1 II III IV V VI VII VIII IX X XI XII tropické dny Brno - - - - 0,1 1,8 4,2 3,2 0,9 - - - Bystřice n P. - - - - - 0,5 1,5 0,7 0,2 - - - letní dny Brno - - - 0,7 4,8 10,7 17 15,2 6,1 0,2 - - Bystřice n P. - - - 0,0 1,8 5,5 9,8 8,6 2,6 0,2 - - mrazov é dny Brno 26,8 21,8 17 4,6 0,6 - - - 0,1 3,2 9,6 21,5 Bystřice n P. 29,1 25,8 23,8 11,3 2,7 0,2 - - 1,0 8,3 17,3 27 ledové dny Brno 14,3 6,8 1,2 - - - - - - - 0,7 9,3 Bystřice n P. 18,1 10,5 4,1 0,2 - - - - - 0,1 2,8 14,2 arktické dny Brno 0,8 0,4 - - - - - - - - - 0,2 Bystřice n P. 0,6 1,3 - - - - - - - - - 0,6 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 30 Počet dní 25 ■ 20 ■ 15 ■ 10 ■ 5 ■ o_■- !■ !■ ■_ I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII ■ Brno ■ Bystřice nad Pernštejnem Obr. 10: Průměrný počet tropických dní během roku v období 1926-1950 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 17 30 Počet dní 25 20 ■ 1 1 1. . 1. 1 ■ Brno ■ Bystřice nad Pernštejnem Obr. 11: Průměrný počet letních dní během roku v období 1926-1950 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 30 Počet dní 25 20 15 10 ■ 1 ll . . ll II IV V VI VII VIII IX ■ Brno ■ Bystřice nad Pernštejnem Obr. 12: Průměrný počet mrazových dní během roku v období 1926-1950 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) XI XII 18 25 20 1 .1 .1 II III IV V VI VII VIII IX X XI XII ■ Brno ■ Bystřice nad Pernštejnem Obr. 13: Průměrný počet ledových dní během roku v období 1926-1950 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 30 Počet dní 25 ■ 20 ■ 15 ■ 10 ■ 5 ■ o — _■ I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII ■ Brno ■ Bystřice nad Pernštejnem Obr. 14: Průměrný počet arktických dní během roku v období 1926-1950 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 2.5 Malé vegetační období, mrazové období, výpočet teplotních sum Malým vegetačním obdobím rozumíme část roku, kdy průměrné denní teploty jsou vyšší nebo rovny 10°C. Tato teplota je vhodná pro klíčení a růst většiny rostlin. Charakteristika je důležitá zejména pro zemědělství, je však využívána i v některých klimatických klasifikacích. V brněnské stanici je zaznamenané delší malé vegetační období a to o 24 dní než v Bystřici nad 19 Pernštejnem. To může být způsobeno jak jižnější polohou a polohou v úvalu, tak již zmiňovanými vlivy na teplotu vzduchu. Teplotní šumaje zde logicky také vyšší. (tab. 7) Tab. 7: Začátek, konec a trvání malého vegetačního období na vybraných stanicích v období 1901-1950 >=10 začátek konec trvání [dny] Teplotní suma [°C] Brno 27. IV 7. X 168,0 2546,8 Bystřice nad Pernštejnem 6. V 26. IX 144,0 2061,0 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) Teplotní sumu vypočteme jako součty součinů počtu dní, který spadá do malého vegetačního období a průměrné teploty daného měsíce. Pro zadané stanice vypočteme následovně: Pro stanici Brno: £ T = 4*8,5+31*13,8+30*16,7+31*18,4+31*17,4+30*13,8+7*8,6=2546,8 °C Pro stanici Bystrice nad Pernštejnem =26*11,9+30*14,6+31*16,6+31*15,6+26*11,8=2061,0 °C Mrazovým obdobím je doba, kí^Je průměrná denní teplota vzduchu nižší nebo rovna 0°C. Zde je logické delší trvání mrazového období naopak v Bystrici pod Pernštejnem z výše uvedených vlivů na chod meteorologických prvků. Teplotní sumu vypočteme stejným způsobem jako v předchozím případě, (tab. 8) Tab. 8: Začátek, konec a trvání mrazového obdobína vybraných stanicích v období 1901-1950 <=0 začátek konec trváňTjciny] Teplotní suma [°C] Brno 14. XII 18. II 67,0 -81,1 Bystřice nad Pernštejnem 28. XI 3. III 96,0 -244,5 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) Výpočet: Pro stanici Brno: £ T = 17*(-0,2)+31*(-2,l)+18*(-0,7)= - 81,1 °C Pro stanici Bystřice nad Pernštejnem: £ T = 3*l,4+31*(-2)+31*(-3,9)+28*(-2,5)+3*l,4= - 244,5 °C 20 3 SRÁŽKOVÉ POMĚRY 3.1 Geografické rozložení srážek Na celkové rozložení srážek v povodí má vliv několik faktorů. Jsou to například vyvýšeniny, jako jsou Žďárské vrchy a Železné hory, které orograficky zesilují srážky. Dále má na rozložení srážek vliv proudění vzduchu. Obecně můžeme říci, že na našem území převládá západní přenos vzduchu. Není tedy překvapivé, že nej vyšší srážkové úhrny jsou pozorovány na SZ území ve Žďárských vrších a Železných horách, kde spolupůsobí jak převažující proudění ze západu, tak vyšší členitý reliéf. Spolu s nadmořskou výškou úhrn srážek klesá. (obr. 15) Pokud se podíváme na rozložení srážkových úhrnů během vegetačního období (obr. 16), pozorujeme zde stejné závislosti rozložení srážek na orografických překážkách a větrných poměrech. Tvary a prohyby izolinií opět kopírují reliéf a nijak výrazně se od předchozí mapy neliší. Liší se zde pouze výška srážkových úhrnů, která je dána obdobím, za které je vypočítána. V mapě ročního rozdělení srážek je vymezeno více kategorií, což může být dáno změnami převažujícího proudění v letním a zimním půlroce. 21 Obr. 15: Geografické rozložení průměrných ročních srážkových úhrnů v povodí Svratky a Svitavy v období 1901-1950 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 22 0 5 10 20 km 1 i i i I i i i I 1:650 000 350 400 450 500 600 Obr. 16: Geografické rozložení průměrných srážkových úhrnů ve vegetačním období v povodí Svratky a Svitavy v období 1901-1950 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 23 3.2 Roční chod srážek Na obou zvolených srážkoměrných stanicích, jak v Brně-Pisárkách, tak v Bystrém, se nej vyšší srážkové úhrny vyskytují v létě a nejnižší v zimě (tab. 9, obr. 17). To souvisí také s teplotami vzduchu. V létej sou teploty vzduchu nejvyšší, je také vyšší výpar a tedy i vyšší srážkové úhrny. Pozorovat můžeme i závislost na nadmořské výšce, kdy na stanici Bystré, která se nachází v nadmořské výšce 610 m n.m. jsou srážkové úhrny vyšší během celého roku, než na stanici Brno-Pisárky, která leží v nadmořské výšce 204 m n.m.. Rozdíl mezi úhrny srážek je na vybraných stanicích menší v létě. V letním období je vyšší výpar a také v okolí brněnské zástavby se tvoří kondenzační jádra, ze kterých mohou vznikat dešťové kapičky. Za posledních 65 let, která však již graf nepostihuje, může být rozdíl v grafech větší vzhledem k nesrovnatelně většímu vlivu města Brna. V zimním období jsou rozdíly v úhrnech srážek vyšší. Tab. 9: Roční chod srážek na vybraných stanicích v období 1901-1950 1 II III IV V VI VII VIII IX X XI XII rok Brno-Pisárky 27 24 27 37 57 70 77 63 42 46 41 36 547 Bystré 41 37 38 48 65 76 83 76 50 53 46 44 657 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 [mm] II IV V VI VII VIII ■ Brno-Pisárky ■ Bystré IX XI XII Obr. 17: Roční chod srážek na vybraných stanicích v období 1901-1950 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 24 Podíl jednotlivých ročních období na ročním úhrnu vychází z ročního chodu srážek. Na obou stanicích tak pozorujeme nejvyšší srážkové úhrny v letním období, naopak nejnižší v zimě. Podzimní a jarní podíl na ročním úhrnu srážek je velmi podobný, (tab. 10) To je způsobeno již zmíněným vyšším výparem v létě, kdy z vodních par dále vznikají oblaka, ze kterých mohou vznikat srážky. V létě jsou také srážky podmíněny spíše konvektivně, naopak v zimním období záleží spíše na pohybu vzduchových hmot. Tab. 10: Podíl ročních období na ročním srážkovém úhrnu na vybraných stanicích v období 1901-1950 BRNO-PISÁRKY (204 m n.m.) podíl na ročním období úhrn srážek [mm] úhrnu [%] Jaro (lll-V) 121,00 22,12 Léto (VI-VIII) 210,00 38,39 Podzim (IX-XI) 129,00 23,58 Zima (Xll-ll) 87,00 15,91 BYSTRÉ (610 m n.m.) podíl na ročním období úhrn srážek [mm] úhrnu [%] Jaro (lll-V) 151,00 22,98 Léto (VI-VIII) 235,00 35,77 Podzim (IX-XI) 149,00 22,68 Zima (Xll-ll) 122,00 18,57 Zdroj: Studijní materiály IS MUN] [(2017) 3.3 Roční chod průměrného počtu srážkových dní Z níže uvedených grafů a tabulky (tab. 11, obr. 18-20) je patrné, že nejvíce srážek spadne v létě. Srážek nad 0,1 mm spadne v letním období více v okolí stanice Bystré, naopak v zimním období spadne více srážek nad 0,1 mm na stanici Brno-Pisárky. Celkově pozorujeme nejnižší úhrny srážek v zimních měsících, kdy na naše území přichází suchý arktický vzduch, naopak nejvyšší srážky pozorujeme v létě, kdy vznikají hlavně konvektivně podmíněné srážky. Obecně však srážek pod 0,1 mm spadne nejvíce, což je jasné z charakteristiky ukazatele (nižší hranice srážkového úhrnu, vyšší četnost). Srážek nad 1 mm spadne po celý rok více na stanici Bystré. Srážky nad 10 mm se nejvíce vyskytují v letním období a jejich výskyt je obdobný na 25 obou porovnávaných stanicích. Vydatnější srážky však pozorujeme ve stanici Bystré, což je způsobeno polohou stanice. Tab. 11: Roční chod průměrného počtu srážkových dní na vybraných stanicích v období 1901-1950 >= 0,1 mm 1 II III IV V VI VII VIII IX X XI XII rok Brno -Pisárky 12,2 10,9 10,2 11,7 12,6 12,7 12,8 12,0 10,0 12,2 13,0 14,5 144,8 Bystré 12,0 10,6 10,0 12,2 12,9 12,7 13,5 12,6 10,0 10,6 10,7 11,7 139,5 >=1 mm 1 II III IV V VI VII VIII IX X XI XII rok Brno -Pisárky 6,9 5,8 5,7 7,7 8,5 8,8 9,2 8,3 7,0 7,4 7,6 7,8 90,7 Bystré 9,4 8,3 7,9 9,0 9,5 9,9 11,0 10,3 7,9 8,8 8,2 8,9 109,1 >=10 mm 1 II III IV V VI VII VIII IX X XI XII rok Brno -Pisárky 0,2 0,3 0,6 0,9 1,6 2,1 2,5 1,8 1,1 1,3 1,1 0,6 1,1 Bystré 0,5 0,7 0,9 1,0 1,8 2,0 2,2 2,2 1,6 1,3 1,4 0,8 16,4 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 16 [mm] 1 A I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII ■ Brno - Pisárky ■ Bystré Obr. 18: Roční chod průměrného počtu srážkových dní s úhrnem >=0,1 mm na vybraných stanicích v období 1901-1950 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 26 16 [mm] 14 ■ 12 ■ 1 r\ c - /l ~) r\ U 1 II III IV V VI VII VIII ■ Brno - Pisárky ■ Bystré IX X XI XII Obr. 19: Roční chod průměrného počtu srážkových dní s úhrnem >=1 mm na vybraných stanicích v období 1901-1950 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 -- -.....II II ll ll ll II ll I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII ■ Brno - Pisárky ■ Bystré Obr. 20: Roční chod průměrného počtu srážkových dní s úhrnem >=10 mm na vybraných stanicích v období 1901-1950 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 3.4 Výpočty průměrných ročních úhrnů srážek Určení průměrného úhrnu srážek v povodí není jednoduché. Úhrn srážek se měří bodově na srážkoměrných stanicích. Tento bodový údaj je třeba přepočítat na plošnou jednotku povodí. Na stanicích, kde se měří srážky, působí na měřidla různé vnější vlivy jako je cirkulace kolem 27 měřidla a další systematické chyby srážkoměrů, dále také vegetace v okolí apod. Pro určení průměrného úhrnu srážek v povodí se využívá několik metod. Za nej přesnější je považována metoda izohyet. Další z metod s výsledkem této metody porovnáváme. Metoda prostého aritmetického průměru: Metoda prostého aritmetického průměru je jednoduchou metodou, která počítá se sumou srážek z jednotlivých stanic ku počtu stanic(tab. 12). Tato metoda však nezohledňuje prostorové rozmístění stanic, tudíž ani vliv reliéfu na stanice. Výpočet: x = IHJ12Ě1= 621,2800 = 621,3mm x......průměrný roční úhrn srážek v povodí [mm] xi.....průměrný roční úhrn srážek na jednotlivých stanicích [mm] n......počet srážkoměrných stanic Metoda váženého aritmetického průměru: Výpočet průměrného úhrnu srážek v povodí touto metodou již více zohledňuje reliéf, jelikož jako váhu ve výpočtu využívá nadmořské výšky dané srážkoměrné stanice (tab. 12). Opět však nezohledňuje jejich rovnoměrnost rozložení. Výpočet: Zxi.mí 12709697 ^Ar\nr\r\c sak n xv=-=-= 640,9005 = 640,9mm ími 19831 xv.......průměrný roční úhrn srážek v povodí [mm] xi.......průměrný roční úhrn srážek jednotlivých stanic [mm] mi......nadmořská výška srážkoměrných stanic [m n.m.] 28 Tab. 12: Vybrané stanice pro metodu váženého aritmetického průměru a prostého aritmetického průměru v povodí Svratky a Svitavy v období 1901-1950 ID stanice název stanice roční úhrn srážek [mm] xi nadmoř ská výška [m n.m.] mi ID stanice název stanice roční úhrn srážek [mm] xi nadmoř ská výška [m n.m.] mi 8 Babice 652 460 504 Lomnice 596 378 10 Banín 624 444 528 Lysice 618 465 11 Banín, vodárna 619 398 541 Měnín, Jalovisko 513 195 60 Boskovice 626 370 556 Milovy 832 630 73 Brněnec 615 375 591 Nedvědice 630 331 75 Brno - Bohunice 537 225 617 Nové Město na Moravě 724 514 76 Brno - Komárov 509 200 629 Olešnice 677 564 77 Brno - Královo pole 531 221 632 Olomučany 620 360 78 Brno - Pisárky 547 204 699 Polička 705 555 82 Brumov 665 539 765 Rozstání 707 565 92 Bučovice 579 250 804 Skřinářov, Na rohách 656 595 102 Bukovinka 592 245 813 Slavkov u Brna 544 212 105 Bystré 657 610 815 Sloup 641 470 108 Bystřice nad Pernštejnem 651 554 822 Sokolnice 520 205 124 Čebín 565 280 866 Stvolová, Vlkov 613 415 186 Dolní Lhota 610 280 884 Šlapanice 566 230 190 Dolní Rozinka 614 506 890 Štěpánov nad Svratkou 605 340 248 Horákov 607 358 902 Telecí 768 523 439 Křižanov 666 526 907 Tišnov 579 274 441 Krtiny 644 426 955 Velká Bíteš 645 494 446 Kunštát 669 458 968 Veverská Bítýška, Veveří 559 277 449 Kuřim 576 291 985 Vranov 635 450 473 Letovice 602 337 1014 Zastávka 564 340 492 Lísek, Viliamov 744 700 1034 Žďárná 652 640 495 Litenčice 643 367 1043 Židlochovice 551 185 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) Metoda čtverců: Tato metoda výpočtu využívá grafického podkladu a to mapy povodí (obr. 21). Na milimetrovém papíře nebo pomocí GIS je třeba si vykreslit čtvercovou síť, která pokryje celé území. To provedeme v GIS pomocí funkce Create fishnet. Dále aritmetickým průměrem vypočítáme hodnotu průměrného úhrnu srážek a to tak, že sečteme srážkové úhrny ze stanic, 29 které se ve čtverci nacházejí, poté je podělíme jejich počtem. Ve čtvercích, kde se žádná stanice nenachází, vypočítáme průměr ze čtyřech sousedních čtverců, takové hodnoty jsou uvedeny v mapě v závorkách. Do výpočtu zahrnuj eme pouze čtverce, které j sou pokryty územím alespoň z poloviny. Některé čtverce však nejsou z poloviny pokryty plochou území, avšak do výpočtu jsou zahrnuta proto, že se v nich nachází srážkoměrná stanice. Výpočet: 27063 = 615,0682 = 615,lmm n 44 x. .. .průměrný roční úhrn srážek v povodí [mm] xi. .. .průměrný roční úhrn srážek pro jednotlivé čtverce [mm] n.....počet čtverců 30 /832, -758 ^ 768 ^7Q5 +705^ /(662) i "(7^3) (704) 657^ 624 618+61 + 9 615\ / + 744 697651+ 605 605 + 677 . 645613 ) +602 K (668) \666 .6,14 614 630 6Í8 + 6 «65 65161+8 \ 666 +656 656 V 596+ 587 5791 (604) 565 610 61Í 620 +641 > V + \645 \ (591) 566 + 576 +559 + + 635 644 V 2+6te92 ť Ľ x+564 ^564 H 537+ 525 509 531 . 563 +547 + 607 (575) 566 (600) 643 X \ (532) 5205+3 + 544 544 579+ 579 ^rjo> \ + V551 55« ^ . 513 513 , r 0 5 10 20 km 1 i i i I i i i I 1:650 000 Obr. 21: Výpočet průměrného úhrnu srážek metodou čtverců v povodí Svratky a Svitavy Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 31 Metoda polygonů: Pro výpočet průměrného úhrnu srážek touto metodou je třeba vykreslit polygony kolem srážkoměrných stanic (obr. 22). Ty vykreslíme buď pomocí GIS, nebo opět na milimetrový papír vedením kolmic ze středů stran trojúhelníků, které vytvoříme propojením sousedních stanic. Metoda zohledňuje reliéf. Jako váhu ve vzorci využíváme plochu polygonů kolem srážkoměrných stanic a to nejen ze zadaného povodí, ale také přilehlých stanic z okolních povodí (tab. 13). 32 a srážkoměrné stanice mimo povodí ▲ srážkoměrné stanice v povodí úhrn srážek [mm] | 499 - 550 _ 551 -610 _ 611-700 | 701 - 745 ■ 746 - 862 0 5 10 20 km 1 i i i I i i i I 1:650 000 Obr. 22: Výpočet průměrného úhrnu srážek metodou polygonů v povodí Svratky a Svitavy Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 33 Výpočet: _ Zri.pi 2572150 rn. _„„ . rn. „ x=-— =-= 624,8224 = 624,8 mm Zpi 4116,609 x.....průměrný roční úhrn srážek v povodí [mm] ri......průměrný roční úhrn srážek stanice ve středu polygonu [mm] pi......plocha polygonu [km2] Tab. 13: Vybrané stanice pro výpočet průměrného úhrnu srážek metodu polygonů v povodí Svratky a Svitavy v období 1901-1950 ID název stanice úhrn srážek [mm] ri plocha polygonu [km2] pi ri.pi 8 Babice 652,000 44,631 29099,668 10 Banín 624,000 68,795 42927,900 11 Banín, vodárna 619,000 39,389 24381,820 60 Boskovice 626,000 79,952 50050,123 73 Brněnec 615,000 49,486 30433,808 75 Brno - Bohunice 537,000 80,350 43147,884 76 Brno - Komárov 509,000 54,084 27528,808 77 Brno - Královo pole 531,000 55,628 29538,415 78 Brno - Pisárky 547,000 48,924 26761,182 82 Brumov 665,000 57,194 38034,269 92 Bučovice 579,000 117,879 68251,939 102 Bukovinka 592,000 81,231 48088,672 105 Bystré 657,000 109,400 71876,107 108 Bystřice nad Pernštejnem 651,000 61,269 39886,284 124 Čebín 565,000 49,011 27691,018 158 Dambořice 605,000 40,293 24377,006 186 Dolní Lhota 610,000 83,660 51032,417 190 Dolní Rozinka 614,000 109,504 67235,758 201 Drahany 649,000 19,281 12513,056 225 Hamry 764,000 0,413 315,721 248 Horákov 607,000 77,078 46786,583 264 Horní Štěpánov 711,000 38,621 27459,531 299 Hustopeče 563,000 39,124 22026,855 325 Ivančice 530,000 37,353 19797,107 342 Jevíčko 629,000 3,923 2467,510 378 Ketkovice 577,000 12,512 7219,528 389 Klobouky 599,000 11,403 6830,189 390 Kněževes 680,000 21,793 14819,550 393 Koclířov, Hřebec 711,000 28,658 20376,152 404 Koryčany 633,000 3,255 2060,611 408 Košíkov 625,000 22,476 14047,371 436 Křenov 633,000 8,542 5407,081 34 ~^439 Křižanov 666,000 59,982 39947,729 441 Krtiny 644,000 36,008 23189,277 446 Kunštát 669,000 59,415 39748,719 449 Kuřim 576,000 44,731 25764,896 473 Letovice 602,000 74,670 44951,610 492 Lísek, Viliamov 744,000 88,264 65668,689 495 Litenčice 643,000 48,517 31196,743 504 Lomnice 596,000 73,969 44085,264 513 Lubná 807,000 18,215 14699,542 528 Lysice 618,000 83,576 51649,746 541 Měnín, Jalovisko 513,000 88,794 45551,111 548 Mikuleč 781,000 44,328 34620,491 556 Milovy 832,000 120,985 100659,851 591 Nedvědice 630,000 87,057 54845,974 617 Nové Město na Moravě 724,000 104,411 75593,582 629 Olešnice 677,000 77,115 52206,850 632 Olomučany 620,000 46,402 28769,486 663 Paseky 766,000 5,915 4530,640 695 Pohořelice 499,000 18,141 9052,146 699 Polička 705,000 52,896 37291,993 765 Rozstání 707,000 45,628 32258,961 779 Rychtářov 608,000 9,179 5580,815 792 Seč 599,000 2,125 1272,934 804 Skřinářov, Na rohách 656,000 86,212 56555,343 813 Slavkov u Brna 544,000 138,925 75574,982 815 Sloup 641,000 59,527 38157,126 822 Sokolnice 520,000 81,611 42437,729 863 Střílky 665,000 30,180 20069,634 866 Stvolová, Vlkov 613,000 47,234 28954,149 884 Šlapanice 566,000 51,543 29173,285 890 Štěpánov nad Svratkou 605,000 64,858 39239,314 902 Telecí 768,000 78,538 60317,275 907 Tišnov 579,000 85,997 49791,978 955 Velká Bíteš 645,000 100,582 64875,178 968 Veverská Bítýška, Veveří 559,000 101,654 56824,765 980 Vojnův Městec 862,000 12,215 10528,905 985 Vranov 635,000 48,120 30556,239 1005 Vyškov 542,000 10,433 5654,683 1014 Zastávka 564,000 79,388 44774,834 1019 Zbýšov 571,000 15,531 8868,354 1031 Ždánice 593,000 10,378 6154,152 1033 Žďár nad Sázavou 736,000 1,567 1153,574 1034 Žďárná 652,000 49,910 32541,079 1043 Židlochovice 551,000 116,769 64339,971 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 35 Metoda izohvet: Pokud chceme určit průměrný úhrn srážek v povodí touto metodou, je třeba v GIS interpolovat srážkoměrné stanice (funkce Kriging). Pomocí funkce Create contour vytvoříme izolinie a dále mapu upravujeme do výsledné podoby. Je třeba určit středovou hodnotu intervalu, kterou určíme prostým aritmetickým průměrem dvou sousedních izolinií. (obr. 23, tab. 14) K výpočtu je třeba zjistit plochu polygonů, které svírají jednotlivé izolinie. Tyto plochy jsou dále váhou do vzorce. Opět je zde využíváno i stanic mimo zvolené povodí. Metoda je považována za nej přesnější, byť nezvažuje výškovou členitost. 36 575 středová hodnota úhrnu srážek - izohyeta 0 5 10 20 km 1 i i i I i i i I 1:650 000 Obr. 23: Výpočet průměrného úhrnu srážek metodou izohyet v povodí Svratky a Svitavy Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 37 Výpočet: _ Zxi.pi 2570750 - x=-=-= 624,4823 = 624,5 mm Zpi 4115,609015 x.....průměrný roční úhrn srážek v povodí [mm] xi......střed intervalu izohyet [mm] pi......plocha mezi izohyetami [km2] Tab. 14: Údaje pro výpočet průměrného úhrnu srážek metodou izohyet v povodí Svratky a Svitavy: střed intervalu plocha xi.pi 525,00 589,19 309326,74 575,00 926,30 532624,25 625,00 1414,64 884151,13 675,00 701,43 473466,51 725,00 211,56 153381,01 775,00 156,39 121205,76 825,00 117,08 96594,27 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) Nej přesnější metodou, jak již bylo zmíněno, je metoda izohyet. Nejméně rozdílný výsledek jsme získali výpočtem metody polygonů. Překvapivě druhým nejpřesnějším výsledkem je metoda prostého aritmetického průměru. Metoda čtverců celkový úhrn srážek podhodnocuje, což může být způsobeno nezapočtením některých oblastí povodí, které nevyplňovali čtvercovou síť z více než poloviny. Naopak nejvíce nadhodnocuje průměrný úhrn srážek metoda váženého aritmetického průměru, pravděpodobně je zahrnuto vcelku hodně stanic ve vyšších nadmořských výškách a tak po dosazení do vzorce vychází vyšší výsledek průměrného úhrnu srážek touto metodou, (tab. 15) Tab. 15: Shrnutí výsledků výpočtu průměrného ročního úhrnu srážek v povodí Metoda Průměrný roční úhrn srážek % prostý aritmetický průměr 621,3 99,5 vážený aritmetický průměr 640,9 102,6 metoda čtverců 615,1 98,5 metoda polygonů 624,8 100,1 metoda izohyet 624,5 100,0 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 38 3.5 Geografické rozložení průměrného počtu dní se sněhovou pokrývkou Rozložení průměrného počtu dnů se sněhovou pokrývkou vychází nejen z nadmořské výšky, ale také souvisí s teplotou vzduchu a úhrnem srážek. Ve vyšších nadmořských výškách, kde jsou nižší průměrné teploty vzduchu a vyšší úhrny srážek, můžeme očekávat vyšší počet dnů se sněhovou pokrývkou. To potvrzuje i mapa geografického rozložení tohoto jevu, kdy déle než 80 dní leží sníh v nejvyšších oblastech povodí (Žďárské vrchy, Železné hory, okolí Žďárné). Nejkratší dobu je sněhem pokryta jižní část území, tedy Dyjsko-svratecký úval. (obr. 24). 39 0 5 10 20 km 1 i i i I i i i I 1:650 000 40 50 60 80 Obr. 24: Geografické rozložení průměrného počtu dnů se sněhovou pokrývkou v povodí Svratky a Svitavy v období 1921-1950 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 40 4 VĚTRNÉ POMĚRY 4.1 Frekvenční rozložení směrů větru Na obou z porovnávaných stanic největší část roku panuje bezvětří. Na brněnské stanici většinu roku převládá severozápadní a severní vítr. V Bystřici nad Pernštejnem poté severozápadní a západní vítr. Obecně převládající západní proudění je dáno celkovým převládajícím prouděním tohoto směru na území celé republiky. Vliv zde hraje poloha stanic a to nejen jejich nadmořská výška, ale také tvary reliéfu. K Bystřici nad Pernštejnem vzduch stéká od Žďárských vrchů, k Brnu vítr vane údolím řeky Svratky ze severozápadu, (tab. 16, obr. 25) V průběhu roku se však převládající směr větru mění. Na stanici v Brně během léta převažuje, stejně jako během celého roku severní a severozápadní, severní vítr však v tomto období zesiluje (tab. 17, obr. 26). V zimním období převažuje jihovýchodní a severozápadní vítr. V Bystřici nad Pernštejnem v letním i zimním období převažuje západní a severozápadní vítr, jejich poměry se ovšem mění (tab. 18, obr. 27). Tab. 16: Roční frekvenční rozložení směrů větru na vybraných stanicích S SV V JV J JZ Z SZ Calm Brno 13,0 6,9 10,1 10,3 8,8 6,1 5,8 14,5 24,5 Bystřice nad Pernštejnem 5,1 3,2 4,5 6,7 9,2 4,7 15,7 17,4 33,5 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) • Brno Calm: Brno 24,5 Bystřice nad Pernštejnem 33,5 • Bystřice nad Pernštejnem S 5ř725: Roční frekvenční rozložení směrů větru na vybraných stanicích Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 41 Tab. 17: Frekvenční rozložení směrů větru na vybraných stanicích v letním půlroce S SV V JV J JZ Z SZ Calm Brno 17,5 6,8 7,0 5,8 8,6 7,3 6,6 16,6 23,8 Bystřice nad Pernštejnem 3,4 3,9 3,5 5,1 5,9 3,0 20,7 19,2 35,3 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) Obr. 26: Frekvenční rozložení směrů větru na vybraných stanicích v letním půlroce Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) Tab. 18: Frekvenční rozložení směrů větru na vybraných stanicích v zimním půlroce S SV V JV J JZ Z SZ Calm Brno 10,0 5,1 10,3 13,4 8,7 6,0 6,4 13,8 26,3 Bystřice nad Pernštejnem 5,1 2,2 3,7 6,1 9,3 4,5 14,5 20,6 34,0 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 42 Obr. 27: Frekvenční rozložení směrů větru na vybraných stanicích v zimním půlroce Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 4.2 Převládající směry větru a jejich frekvence Výpočet převládajícího směru větru a jeho frekvenci vypočteme pomocí následujících vzorců: , (n3-nl) a=l +7- , -" (n3-nl)+(n2-n4) a = a * 45 H=n2 + n3 + (n3-nl)+(n2-n4)*(--a)2 2 v2 J a..............střed kvadrantu s nej větší četností nl až n4......označené směry větru v tabulce a..............úhel převládajícího větru, který přičteme ke směru nl ve směru k n2, n3, n4 [°] H..............četnost větru v % Vzorový výpočet pro stanici Brno, celý rok: Pro výpočet je třeba označit si směr s nejvyšší hodnotou n3 a okolní hodnoty jako nl až n4. Pokud nejsou splněny podmínky (n3>nl, n2>n4), označení je možné posunout. S SV V JV J JZ Z SZ Calm Brno 13,0 6,9 10,1 10,3 8,8 6,1 5,8 14,5 24,5 N3 N4 Nl N2 43 Dále hodnoty dosazujeme do následujících vzorců: (n3-nl)+(n2-n4) 7,2+7,6 a = a * 45= 1,5 * 45 = 67,5° po odečtení z růžice vyjde převládající směr S 23,5°Z H= ^ + ^ + (n3-nl)+(n2-n4), (3_ _ fl)2 ^ + ^ + 7^ (£ _ 1<5)2=27>5 % Pro zjištění převládajícího směru ve větrné růžici odčítáme od směru označeného NI směrem k hodnotám N2, N3, N4 úhel a. Výslednou hodnotu zapisujeme ve tvaru S/J - úhel o který je směr odvrácen od S/J - V/Z, což záleží na výsledném úhlu v růžici. Druhý převládající směr větru počítáme pouze v případě, kdy je splněna podmínka n2+n3>25%. (NOSEK, 1971) Na stanici v Brně během roku a v letním půlroce převládá SZ vítr s frekvencí kolem 30%. V zimním půlroce se větrné poměry mění a poměrně vyváženě vítr vane z JV a SZ, převažuje však stále bezvětří. Změny jsou způsobovány zejména polohami tlakových výší a níží, které ovlivňují toto území. Na stanici v Bystřici nad Pernštejnem celý rok i v jednotlivých půlrocích převládá vítr od SZ, jeho frekvence kolísá mezi 33 a 40%. (tab. 19) Tab. 19:Převládající směry větru a jejich frekvence pro zadaná období na vybraných stanicích 1. převládající směr + frekvence II. převládající směr + frekvence Rok Brno S 23,5°Z, 27,5 % Bystřice nad Pernšť=]m S67,5°Z, 33,1% Léto Brno F S67,5°Z, 34,1% Bystřice nad Pernštejnem S &?|°Z, 39,9 % Zima Brno J křV, 24,1% S31,5°Z, 20,4% Bystřice nad Pernštejnem S 63°Z, 35,2 % Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 44 5 KLIMATICKÉ OBLASTI Obě z uvedených klasifikací podnebí vyčleňují tři hlavní klimatické oblasti, které člení do několika podoblastí. Každá klasifikace však dělí jednotlivé oblasti na nižší jednotky na základě jiných kritérií. Quittova klasifikace z roku 1971 člení klima do 3 oblastí (teplé, mírně teplé a chladné), které dále člení do 23 jednotek ( T1-T5, MT1-MT11, CH1-CH7). Při klasifikaci kombinuje 14 charakteristik a to počet letních dní, ledových dní, dní s mrazem a dní s průměrnou teplotou větší nebo rovnou 10°C, dále průměrnou lednovou, dubnovou, červencovou a říjnovou teplotu, průměrný počet dní se srážkami lmm a více, sumu srážek ve vegetačním a v zimním období a počet dní se sněhovou pokrývkou, počet zatažených a jasných dní. Celá klasifikace vychází z hodnot z let 1901-1950. Dnes se také používá v upravených verzích. (Atlas podnebí Česka, 2007) Na území povodí Svratky a Svitavy se dle Quittovy klasifikace nachází následující klimatické oblasti (obr. 28): • CH7: Tato jednotka je jedinou z chladných oblastí, která se na území povodí vyskytuje. Najdeme ji ve vyšších nadmořských výškách území a to ve Žďárských vrších na severozápadě území a v okolí Žďárné na východě území. Z předchozích charakteristik víme, že zde nejdéle leží sněhová pokrývka, jsou zde nejvyšší úhrny srážek a nejnižší průměrné teploty. • MT11: Jednotka je nej teplejší z jednotek mírně teplé oblasti. Můžeme si povšimnout, že lemuje teplou oblast T2 a také mírně teplou oblast MT7. Léto je zde poměrně delší než v chladných oblastech, sněhová pokrývka zde setrvává kratší dobu. Hodnoty charakteristik se blíží spíše teplým oblastem. • MT2: Tuto jednotku najdeme v povodí v blízkosti chladné oblasti CH7. Zde můžeme pozorovat jak je oblast mírně teplá opravdu široká, jelikož oproti jednotce MT11, která také spadá do mírně teplých oblastí, je zde téměř poloviční počet letních dní, průměrné teploty ve vybraných měsících se liší o 1-2°C. • MT4: Jednotka MT4 zabírá většinu území, zejména severozápadní část v oblasti Železných hor. Oblast tvoří jistý přechod mezi chladnou oblastí k oblastím teplejším. Pokud vezmeme do úvahy reliéf, klesáme zde do nižších 45 nadmořských výšek, avšak zcela nezasahují k vodním tokům, pouze na horním toku. MT6: Jednotka zde není hojně zastoupena, najdeme ji jako přechod mezi jednotkami MT4 a MT7. MT7: Tuto jednotku najdeme v ostrůvcích, často v blízkosti MT2, MT4, MT6. T2: Jednotka T2 je druhou nej rozšířenější jednotkou v povodí. Nachází se především na jihu území. Oblast se vyznačuje poměrně nízkou dobou trvání sněhové pokrývky, naopak vcelku vysokým počtem letních dní. T4: Tato jednotka pokrývá pouze malý výběžek na jihozápadě území. Jedná se o nejteplejší oblast v povodí a druhou nejteplejší oblast v celé klasifikaci. 46 CH7 MT11 MT2 MT4 MT6 MT7 T2 T4 0 5 10 20 km 1:650 000 Obr. 28: Klimatické oblasti podle Quitta v povodí Svratky a Svitavy Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 47 Klasifikace Atlasu podnebí ČSSR z roku 1958 vyčleňuje také 3 hlavní oblasti (teplou, mírně teplou a chladnou), ty dále člení do 6 teplých oblastí (A1-A6), 10 mírně teplých (B1-B10) a 3 chladných oblastí (C1-C3). Teplá oblast je vymezena izočárou průměrného počtu 50-ti letních dní (hodnoty z let 1926-1950) neboli průměrným počátkem žní ozimého žita 15. července (hodnoty z let 1926-1940). Chladná oblast je poté vymezena červencovou izotermou 15°C (hodnoty z let 1901-1950). Mírně teplá oblast je ohraničena izočárami teplé a chladné oblasti. Podoblasti jsou dále vymezeny na základě Končekova závlahového indexu. Dnes se tato klasifikace používá s úpravami a to vymezením dle průměrné červencové a lednové teploty, délky slunečního svitu ve vegetačním období, počátku letních dní, nadmořské výšky a Končekova závlahového indexu. (VESECKY, 1958) Na území povodí Svratky a Svitavy se dle klasifikace Atlasu podnebí z roku 1958 nachází následující klimatické oblasti (obr. 29): • Cl: Chladná oblast Cl je jedinou chladnou oblastí, která se na území povodí vyskytuje. Z chladných oblastí je nej mírnější. Vyznačuje se červencovou teplotou 12-15°C. Najdeme ji opět pouze na severozápadě území ve Žďárských vrších. Zajímavé je, že oblast Žďárné dle této klasifikace pod chladnou oblast nespadá. • B7: Tato oblast je v rámci mírně teplých oblastí řazena do vlhkých oblastí, kdy Končekův závlahový index je mezi hodnotami 60-120. Panuje zde mírně teplé vlhké podnebí s chladnou či studenou zimou. Vyskytuje se častěji v údolích. Do této oblasti řadíme Železné hory svažující se k údolí Svratky. • B4: Tuto oblast řadíme k mírně vlhkému mírně teplému klimatu se studenou zimou v údolích. Tento typ klimatu pokrývá horní tok řeky Svratky a její přítoky a východ povodí. Zajímavostí je, že do údolí Svitavy nezasahuje, zde panuje klima oblasti B3. • B3: Jak již bylo zmíněno, oblast B3 najdeme v údolí řeky Svitavy. Je obklopeno územím s klimatem B4. V údolí Svitavy je klima mírně teplejší než v okolí. Vyskytuje se nejčastěji v pahorkatinách do 500 m n.m. • B2: Oblast je v tomto povodí jistým přechodem mezi oblastí B2 a A3. Oblast již není tak vlhká, ale mírně suchá s mírnější zimou. Lednové průměrné teploty se pohybují okolo -3°C. Takové klima panuje na středním a dolním toku Svitavy. 48 • A3: Oblast je mírně suchou, teplou s mírnou zimou. Lednové průměrné teploty neklesají pod -3°C. Zvětší části pokrývá jih území. Spadá sem také dolní tok řeky Svratky s údolím a soutok Svratky a Svitavy. • A2: Nejteplejší oblast, která se v povodí vyskytuje a to pouze na jihozápadě území v části Dyjsko-svrateckého úvalu. Je zde suché teplé klima smírnou zimou a kratším slunečním svitem. 49 0 5 10 20 km 1 i i i I i i i I 1:650 000 Cl B7 B4 B3 B2 A3 A2 Obr. 29: Klimatické oblasti dle Atlasu podnebí (1958) v povodí Svratky a Svitavy Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 50 6 KLIMAGRAM Klimagram je graf, který nám pomáhá hodnotit klima dané stanice a to pomocí chodu teplot vzduchu a srážek během roku. Klimagram (obr. 30) byl vytvořen v programu CPLOT pro stanici Brno, která leží v nadmořské výšce 223 m n.m.. Klimagram ukazuje chod průměrných teplot a úhrnů srážek, data však nebyla k dispozici za stejná období, to je nutné při jeho vyhodnocení brát v potaz. Dále byly vypočteny průměry těchto veličin. Průměrná hodnota teploty vzduchu vychází +8,9°C, průměrný roční úhrn srážek 521 mm. Dále zde máme absolutní maximum a minimu teploty vzduchu, tyto hodnoty jsou uvedeny na levém okraji osy y. Absolutní maximální teplota vzduchu je pro stanici Brno +36,1°C, absolutní minimální teploty vzduchu -30,4. Amplituda absolutních teplot je tedy velmi vysoká. Dále jsou zde uvedeny hodnoty průměrné teploty nejteplejšího a nej chladnějšího měsíce a to +25,3°C pro nejteplejší měsíc a -5,8°C pro nej chladnější. Modrá linie zobrazuje srážkové úhrny, červená teploty vzduchu. Zobrazení srážek liniově není zcela správné, jelikož se jedná o nespojitou veličinu. Klima stanice můžeme považovat za přechodné mezi oceanickým a kontinentálním typem. Amplituda teplot vzduchu je poměrně výrazná, ne však tak vysoká jako u kontinentálních oblastí. Minima nastávají v lednu, maxima v červenci. Obdobný je i chod srážek, kdy nejvyšší srážkové úhrny zaznamenáváme v letním období. Toto rozložení srážkových úhrnů a teplot vzduchu je dáno nejen reliéfem, ale také všeobecnou cirkulací atmosféry. V letním období se naše území nachází pod vlivem Azorské tlakový výše a íránské tlakové níže, v zimním období pod vlivem Sibiřské tlakové výše. Projevy počasí poté závisí i na blízkosti těchto vzruchových hmot. Stanice nepatří mezi extrémní stanice ani z hlediska úhrnů srážek, ani vzduchů teplot. 51 50 4 404 30 + 20 + Czech repuhlic 49.00^/16.00^/223111 Brno [8-531] +8.9°C 521 m m -10+ VI VII VIII IX XI XII mm Obr. 30: Klimagrampro stanici Brno, období 1901-1950 Zdroj: Studijní materiály IS MUNI (2017) 52 7 ZDROJE DEMEK, J.: Zeměpisný lexikon ČR. Hory a nížiny I. Část, 3.vyd., Brno: Mendelova univerzita v Brně, 2014. KOLEKTIV AUTORŮ: Podnebí ČSSR-Tabulky. HMÚ, Praha 1961. MÍKOVÁ, T, VALERIÁNOVÁ A. a VOŽENÍLEKV.: Atlas podnebí Česka. 1. vyd. Praha: Český hydrometeorologický ústav, 2007. NOSEK, M.: Metody v klimatologii. Brno, Praha:Academia, 1971. VESECKY, A. et al: Atlas podnebí ČSR, l.vyd. Praha: Ústřední správa geodézie a kartografie, 1958. ArcČR 500: 3.1, ARCD AT A PRAHA, s.r.o. 2013. Geoportál (2017): Mapy [online]. Citováno dne 25. 10. 2017. Dostupné z WWW: < https://geoportal.gov.cz/web/guest/map >. Mapy.cz (2017): Základní mapa [online]. Citováno dne 25. 10. 017. Dostupné z WWW: . Studijní materiály IS MUNI (2017): Seminární práce [online]. Citováno dne 25. 10. 2017. Dostupné z WWW: < https://is.muni.cz/auth/el/1431/podzim2017/Z0076/cviceni/seminarni-prace/ >. VÚV TGM: Dibavod [online]. Citováno dne 1. 11. 2017. Dostupné z WWW: < http://www.dibavod.cz/ >. 53