Lucie Pokorná a její vliv na studium klimatu v České republice

Lucie Pokorná je významnou osobností v oblasti klimatologie, která se aktivně podílí na výzkumu a studiu klimatu v České republice. Její práce zahrnuje širokou škálu témat, od analýzy atmosférických reanalýz až po modelování dopadů klimatických změn.

Analýza atmosférických reanalýz

Trojice vědců z Ústavu fyziky atmosféry Akademie věd České republiky, včetně Lucie Pokorné, pomohla významně upřesnit možnosti využití tzv. atmosférických reanalýz při rozboru příčin a důsledků extrémních srážek. Znalost nepřesností těchto „zpětných“ analýz vůči reálu pomůže při odhadech změn budoucího počasí. Využití reanalýz je však mnohem širší, poskytnutá data jsou základem hydrologických aplikací i klimatologických studií.

Srážky jsou na našem území ze všech meteorologických jevů nejvíc prostorově a časově proměnlivé. Ani velmi hustá síť stanic, která je monitoruje, nedokáže spolehlivě zaznamenat přeháňky a bouřky během letních měsíců. Jednou z možností, jak zpětně získat informace z míst, kde nejsou k dispozici měření, jsou atmosférické reanalýzy. Ty jsou schopné velmi dobře simulovat minulé stavy atmosféry.

Často se proto uplatňují při studiu procesů ve volné atmosféře i v přízemních hladinách, při analýzách příčin extrémních jevů, jako jsou přívalové srážky či období sucha, a v neposlední řadě slouží jako vstup do hydrologických a růstových modelů. V blízké době budou také k dispozici v podobě referenčních databází.

Pokud mají reanalýzy doplnit pozorování v místech a časových obdobích, kdy nebylo dostupné, je potřeba znát možné nepřesnosti reanalýz a příčiny těchto nepřesností. „Reanalýzy jsou založené na numerických předpovědních modelech, jejichž výstupy jsou zpřesněné pozorováním. Příprava pozorovaných dat je však časově i technicky velmi náročná,“ říká spoluautorka studie Lucie Pokorná z Ústavu fyziky atmosféry AV ČR.

Čtěte také: Klimatické podmínky

„Proto aktuálně existuje jen několik globálních reanalýz s prostorovým rozlišením 30 až 50 km. Ty pokrývají celou zeměkouli, respektive nižší hladiny atmosféry, která ji obklopuje. V posledních letech vznikají také regionální reanalýzy s prostorovým rozlišením méně než 10 km. Výsledky studie ukazují, že zatímco měsíční a sezonní úhrny srážek simulují reanalýzy s dobrou přesností, rozložení srážek do jednotlivých dnů se od reality poněkud liší.

„V nížinách je většina dní během teplých měsíců beze srážek. Řadu dní, kdy neprší, pak obvykle přeruší výrazná konvektivní bouře, jako jsme letos zaznamenali v druhé polovině května. A právě s tím mají reanalýzy problém. Ve srovnání s pozorováním simulují až dvojnásobný počet dní se slabými srážkami, naopak úhrny vypadlé během silných epizod jsou často podhodnocené.

Jak důležitá je znalost nepřesnosti v reanalýzách, vysvětluje na konkrétních případech Lucie Pokorná: „Jsou místa, třeba jihovýchodní Morava nebo některé hory, kde reanalýza nadhodnocuje srážky. Pokud výpočet do budoucna vůči této reanalýze ukáže, že se srážky nezmění, závěr bez znalosti chyb bude znít: se srážkami se nic dít nebude. Ale to bude špatný závěr. Jestliže ve skutečnosti je méně srážek než v reanalýze, závěr by měl znít: do budoucna budou v tom konkrétním místě srážky klesat. V článku jsou ale ukázané i opačné chyby, např. v Krkonoších, kde jsou srážky podhodnocené.

Při použití reanalýz v hydrologických modelech spatřujeme jiné riziko: jestliže v reanalýzách prší častěji a přitom při silných srážkách méně, pak modelem spočítané škody způsobené povodní nebudou odpovídat realitě, budou většinou menší než ve skutečnosti.

„Důležitou informaci o množství a rozložení srážek v letních měsících poskytují v posledních 20 letech meteorologické radary. Kombinací zjištěné radarové odrazivosti v určité výškové hladině a úhrnů srážek naměřených sítí srážkoměrných stanic na zemském povrchu lze odvodit úhrny srážek ve vysokém prostorovém i časovém rozlišení,“ vysvětluje hlavní autor studie Vojtěch Bližňák z Ústavu fyziky atmosféry AV ČR.

Čtěte také: Změny v jet streamu v důsledku klimatu

„Proces výpočtu je založený na radarových měřeních v pětiminutových intervalech. Při adjustaci je pak suma radarem detekovaných srážek za 24 hodin zpřesňována staničními daty. Zatímco pole srážek dopočítané z radarových měření je získané nezávisle na jiných charakteristikách, atmosférické reanalýzy poskytují vzájemně provázaná pole meteorologických prvků v sítích s pravidelným prostorovým krokem v několika desítkách hladin od zemského povrchu až po stratosféru.

Ze studie českých vědců tedy vyplývá, že reanalýzy jsou vhodné pro klimatologické studie, detekci dlouhodobého sucha nebo vztahů mezi cirkulací a úhrny srážek. Při jejich využití pro rozbor extrémních epizod srážek a pro hydrologické modelování je třeba zohlednit jejich nepřesnosti.

Modelování klimatických změn

Lucie Pokorná se také zabývá konstrukcí scénářů změn klimatu ze simulací globálních a regionálních klimatických modelů a vývojem stochastických meteorologických generátorů, pomocí nichž se vytváří realistické časové řady přízemních meteorologických charakteristik reprezentujících současné i změněné klima. Tyto scénáře umožní identifikovat možné odlišné odezvy a vývoj.

Dále se podílí na stanovení kvantitativního odhadu rizik hydrometeorologických jevů, ve kterém bude provedena identifikace rizik. Budou provedeny regionální odhady návrhových srážek (tj. hodnot srážkových intenzit s danou dobou opakování) pro různé délky trvání deště (10min až 3denní) a odvozeny IDF křivky (z angl. Intensity-Duration-Frequency), které pro danou dobu opakování zobrazují závislost intenzity dešťových srážek na délce trvání deště.

Tyto údaje představují jeden ze základních podkladů pro zpracování návrhových dat v hydrologii, pro potřeby plánování a údržby odvodňovacích systémů a vyhodnocení dalších rizik spojených s intenzivními srážkami (např. přívalové povodně či plošná eroze půdy).

Čtěte také: Luboše Motla o klimatické změně

Vliv atmosférické cirkulace na klima v Evropě

Lucie Pokorná se ve své práci věnuje vztahům mezi atmosférickou cirkulací a teplotami, výskytem a úhrny srážek na Evropských stanicích a dalšími prvky ve střední Evropě. Pro popis cirkulace v průběhu roku byly zvoleny nízkofrekvenční módy proměnlivosti v hladině geopotenciálních výšek 500 hPa a v poli přízemního tlaku získané statistickou metodou "Analýza hlavních component". Pro popis vztahů mezi módy a klimatickými prvky byl použit Pearsonův korelační koeficient.

Nad Euro-Atlantickou oblastí byly nalezeny čtyři módy ovlivňující klima v Evropě v průběhu celého roku: mód Severoatlantické oscilace (NAO), mód Východoatlantický (EA) a dva módy Euroasijské (EU1, EU2). V SLP byly nalezeny módy, které silně korelují s módy v Z500 a které ovlivňují přízemní klima v Evropě podobným způsobem. Statisticky významné korelace módů v obou hladinách s maximálními, minimálními a průměrnými teplotami a s úhrny a výskytem srážek na Evropských stanicích byly nalezeny ve všech sezónách. Některé módy navíc silně ovlivňují délku slunečního svitu, množství oblačnosti, relativní vlhkost, rychlost a směr větru ve střední Evropě.

tags: #klimaticke #lucie #pokorna

Oblíbené příspěvky:

• Lesy Pošumaví
• Roční objem emisí CO2
• Přístroje pro měření
• Proč jsou měřicí stanice ovzduší důležité?
• Přečtěte si o Principech Přírody od Bernardina Telesia