Aktuální počasí na Šumavě - stanice Churáňov

Karel Matějka

Aktualizováno 1. 8. 2017

V regionu Šumavy a jejího okolí má pro posouzení vývoje počasí a změn klimatu zvláště vysoký význam meteorologická stanice Churáňov (nadmořská výška 1118 m) Českého hydrometeteorologického ústavu (Staněk et Bednařík 1998).

Na stanici jsou sledovány tři základní charakteristiky - teplota vzduchu, úhrn srážek a délka doby slunečního svitu. ČHMÚ publikoval průměry a úhrny těchto charakteristik pro jednotlivé pentády a měsíce v rámci Měsíčních přehledů počasí pro roky 1983 až 2011. Vyhodnocení těchto dat proběhlo v práci Matějka (2011) a v doplněné a upřesněné podobě v Matějka (2014). V rámci řešení projektu GAČR P504/12/1218 "Vliv přirozeného rozpadu horských smrkových porostů na mikroklima, chemismus a biodiversitu terestrických a vodních ekosystémů" ve spolupráci s Hydrobiologickým ústavem Biologického centra AV ČR v Českých Budějovicích byla data z Měsíčních přehledů počasí doplněna o údaje od roku 1961. Měsíční charakteristiky od roku 2009 byly přebírány z webu ČHMÚ. Od začátku roku 2015 jsou z webu ČHMÚ zpracovávány rovněž údaje o denním chodu počasí na stanici. Poslední údaje jsou níže periodicky (zpravidla měsíčně) doplňovány a průběžně vyhodnocovány.

V rámci práce Matějka (2014) bylo dokázáno, že statisticky průkazná byla změna klimatu na stanici mezi roky 1994 a 1995. Při srovnání dalších dat se jeví, že toto období končilo rokem 2008, po němž následovaly roky s významnějšími odchylkami počasí - jedná se především o srovnání průměrných měsíčních teplot v zimním až jarním období. Proto byla jako standard pro srovnání chodu aktuálního počasí vzata perioda 1995-2008.

Porovnání naměřených hodnot s předchozím obdobím bylo provedeno tak, že byla spočítána pravděpodobnost dané hodnoty, jakoby se jednalo o náhodnou proměnnou s normálním rozdělením s aritmetickým průměrem a směrodatnou odchylkou, které jsou rovny odhadům těchto veličin na základě hodnot z období 1995-2008.

Perioda od roku 2009 je charakteristická výraznějším přechodem mezi chladným (zimním; měsíce leden a únor) a teplým (jarním; březen) obdobím. Průměrné měsíční teploty v zimním období jsou v posledních letech většinou nižší, nežli by odpovídalo průměru z let 1995-2008, a naopak následující období je teplejší, než odpovídá předchozí periodě (Obr. 4). Následující jarní měsíce v posledních letech vykazují výraznější teplotní rozkolísanost. Tato situace je dokumentována následujícím přehledem (Tabulka 1). Graf průměrných teplot v roce 2011 (Obr. 1) je typickou ukázkou odlišnosti posledních let oproti předchozí periodě. Ještě výraznější přechod mezi chladným zimním obdobím a a nádledujícím jarem (spíše předjařím) byl pozorován v roce 2012, kdy byl meziměsíční rozdíl průměrných teplot vyšší než 10 °C. Květen až červen (až červenec) jsou od roku 2009 většinou chladnější, nežli by odpovídalo předchozí periodě.
Rozdíly lze nalézt i v rozložení srážek - od roku 2009 můžeme pozorovat snížení srážkových úhrnů v zimním období (přibližně do dubna), jarní až letní období je charakterizováno zvýšením objemu srážek, přičemž velká část srážek může přicházet v přívalové formě. Závěr léta a podzim jsou často srážkově podprůměrné (Tabulka 2). Celkově bylo v období 1995-2008 poměrně časté střídání relativně krátkých vlhkých a suchých period, ale od roku 2009 je zřetelná pravidelnější diferenciace těchto period, které jsou delší (Obr. 5).
Z ekosystémového hlediska je možno tedy očekávat zvýšený vliv jarních mrazíků, neboť rašení dřevin a začátek růstu dalších rostlin, jakož i aktivita ostatních organismů začíná dříve. To lze dokumentovat poškozením Vaccinium myrtillus na některých místech v povodí Čertova jezera (2012) a Plešného jezera (2013). V zimě nedochází k takové akumulaci sněhu, jak tomu bylo dříve, takže vegetační sezona začíná s vláhovým deficitem a přívalové srážky v jarním až letním období nestačí tento deficit nahradit, protože velká část vody rychle odteče. Pozdní léto a podzim jsou většinou suché. Celkově lze tedy zdůraznit zvýšený vliv mrazů na začátku vegetační sezony a vliv častých období sucha. Výrazné střídání sucha a intenzivních srážek akumulovaných v krátkém období bylo patrné v roce 2011 (Obr. 2). Obecně se zvyšují odchylky od předcházejícího průměru jak teplotního, tak srážkového.

Rok 2012 byl na stanici Churáňov celkově teplotně normální (pravděpodobnost hodnoty vzhledem k obdobá 1995-2008 p = 62%), přičemž však byl extrémně chladný únor (p = 1%) a naopak teplý březen (p = 97%). Z ekologického hlediska se tedy jednalo o výrazný teplotní zvrat, který mohl vyvolat například stres u jehličnatých stromů, které náhle začaly transpirovat, ale ze zmrzlé půdy nemohly čerpat vodu. Srážkově byl celý rok opět normální (p = 59%), ale jarní měsíce březen a květen byly srážkově deficitní (p = 2% resp. 5%), po nichž následovalo vlhké léto (červen p = 83% a především červenec p = 97%).

Celkově byl rok 2013 teplotně neodchylující se od průměru 1995-2008 (p = 43%), obdobně tomu bylo se srážkami (p = 35%). Na začátku roku přetrvává výrazně chladné zimní období déle, nežli v letech předchozích, až do března (p = 7%). Tento měsíc je stejně jako v předchozím roce srážkově deficitní (p = 9%). Duben 2013 byl teplotně i srážkově normální (ve srovnání s obdobím 1995-2008). Květen i část června byly poměrně chladné a současně výrazně srážkově nadnormální (p = 94% pro květen, respektive p > 99.9% pro červen). Naopak červenec 2013 teplotně nevybočoval z předchozího období (p = 89%), ale srážkově byl výrazně podprůměrný (p = 1.4%), což bylo způsobeno náhlou změnou globální cirkulace nad střední Evropou. Obdobný charakter počasí pokračoval i v srpnu, kdy se relativně zvýšilo množství srážek. V září se teploty neodlišovaly od průměru předchozího období a srážky byly pouze nevýrazně nižší. Podobné počasí přetrvávalo i v říjnu a listopadu. Zato prosinec byl výrazně teplotně nadprůměrný (p = 98%). Přestože je podzimní období (jednotlivé měsíce) statisticky nevýznamně odchylné od referenčního období, je potřeba poukázat na snížení úhrnu srážek v období od července do prosince (370 mm v roce 2013 oproti průměrným 598 mm v letech 1995-2008). Výjimečný průběh počasí v roce 2013 korespondoval se zvláštní cirkulací vzduchu nad střední Evropou (Sandev et Dvořák, 2013). Toto proudění sice přineslo vysoké srážkové úhrny v květnu a v červnu, ale z pohledu posledních let (od roku 2009) se na stanici Churáňov nejedná o žádný extrém. Úhrn srážek v květnu až červenci byl v roce 2013 434 mm, přičemž ze čtyř let 2009-2012 byl ještě vyšší v letech 2009 (632 mm) a 2010 (463 mm) a srovnatelný v roce 2012 (421 mm). Vzhledem k tomu, že v období 1995-2008 bylo množství srážek z roku 2013 překročeno pouze v jediném roce (1996; 446 mm), je zřejmé, že již dříve vytipovaná hranice změny klimatické periody, která byla položena mezi roky 2008 a 2009, byla zřejmě určena správně. Je tedy možno očekávat v následujících letech vysoké srážkové úhrny v květnu až červenci s vyšší pravděpodobností - tato předpověď se potvrdila již v následujícím roce 2014.

Na začátku roku 2014 pokračoval průběh počasí obdobný, jako tomu bylo v předcházejícím prosinci - v lednu bylo velmi teplo (p = 97%) a současně byl zaznamenán nižší úhrn srážek (p = 11%). Stejný charakter počasí byl i v únoru, přičemž kladná teplotní odchylka byla méně významná (p = 89%), ale signifikantní byl snížený úhrn srážek (p = 3%). I březen byl teplotně nadprůměrný (p = 99%) a srážkově podprůměrný (p = 7%). V dubnu byla kladná teplotní odchylka méně výrazná (p = 89%) a srážková bilance se začala mírně vyrovnávat (p = 80%). Výrazně odlišný byl květen - byl chladnější (p = 10%) a současně výrazně vlhký (p > 99%). Hned následující měsíc (červen) byl teplotně normální, ale velmi suchý (p = 6%). V červenci však došlo opět ke změně - tento měsíc byl naopak velmi vlhký (p > 99%).Srpen nebyl z hlediska teplot (p = 12%) ani srážek (p = 57%) signifikantně odchylný od let 1995-2008. Obdobně tomu bylo i v září a v říjnu, kdy však teplotní odchylka byla kladná. Velmi teplé období pokračovalo i v listopadu (p = 96%), nyní se však podstatně snížil objem srážek (p = 4%). V prosinci se teploty ani srážky výrazněji neodlišovaly od průměrných hodnot. Celkově byl rok 2014 ve srovnání s periodou 1995-2008 teplotně výrazně nadprůměrný (p = 99%) a srážkově průměrný (p = 44%). Chod sledovaných charakteristik v roce 2014 neměl celkově odlišný charakter od předchozího období počínajícího rokem 2009 (obr. 6-7).

Extrémní průběh počasí roku 2015 s vysokými teplotami a velmi nízkým úhrnem srážek je popsán samostatně v článku Matějka (2016).

Zvláštní pozornost si zaslouží rozbor variability srážek, především pak identifikace suchých období. Z tohoto pohledu byla výrazně suchá především vegetační období let 1992, 1994, 2003 a 2015. Naopak nejvlhčí byla vegetační období let 1965 a 2009 (Matějka 2017).

Obr. 1. Průměrné denní teploty (°C) na stanici Churáňov v roce 2011 ve srovnání s dlouhodobým průměrem 1995-2010.

Data byla převzata z měření Českého hydrometeorologického ústavu.

Obr. 2. Denní úhrn srážek (mm den^-1) na stanici Churáňov v roce 2011 ve srovnání s dlouhodobým průměrem 1995-2010.

Data byla převzata z měření Českého hydrometeorologického ústavu.

Obr. 3. Průměrná denní doba slunečního svitu (h den^-1) na stanici Churáňov v roce 2011 ve srovnání s dlouhodobým průměrem 1995-2010.

Data byla převzata z měření Českého hydrometeorologického ústavu.

Obr. 6. Pravděpodobnost dosažení průměrných teplot v měsíčním období podle průměrných teplot daného měsíce v období let 1995-2008 za předpokladu normálního rozdělení.

Obr. 7 Pravděpodobnost dosažení úhrnu srážek v měsíčním období podle měsíčních úhrnů srážek v období let 1995-2008 za předpokladu normálního rozdělení.

Dlouhodobý trend vývoje některých charakteristik na stanici Churáňov

Podrobný rozbor změny klimatu na stanici Churáňov je uveden v pracech Matějka (2011, 2014). V následujícím je jednoduchými grafy znázorněn vývoj průměrných teplot vzduchu a průměrných denních úhrnů srážek na stanici Churáňov v období let 1961 až 2014.
Jasně je patrné, že takový vývoj neprobíhá v různých částech roku podobně. Průměrné rožní teploty rostly do roku 1994 pomaleji, poté se jejich vzrůst urychlil. Zajímavé je, že v podzimním období (hlavně září, ale méně výrazně i v říjnu) byla průměrná teplota vzduchu neměnná. Setrvalý vzestup průměrných teplot vzduchu byl pozorován v létě (červenec). U většiny měsíců lze období let 1961-2014 rozdělit na dvě období, v nichž probíhal vývoj odlišně. Hraniční roky se pro teploty mnohndy neshodovaly s mezí 1994/1995, která byla již dříve (Matějka 2014) stanovena na základě rozdělení srážek a výskytu suchých období, ale byly předsunuty až do 80. let 20. století. Nejdříve byla tato změna patrná pro dubnové teploty - ty klesaly do počátku 80. let, ale poté naopak výrazně rostly.
U průměrných ročních srážek vidíme rozdělení na dvě periody: do roku 1994 byl pozorován jejich mírný pokles, ale v hraničním období 1994/1995 došlo k náhlému, skokovému navýšení srážkových úhrnů (cca o 150 mm za rok). Srážkové minimum vidíme v 80. letech 20. století. Mezi lety 1995-2014 se jedná spíš o setrvalý stav s výskytem řady extrémních srážkových situací, které se objevovaly zvláště jako přívalové srážky. V některých měsících však můžeme pozorovat tendenci k úbytku srážek v rámci periody 1995-2014 (únor, březen, listopad, prosinec). Zajímavě se chová měsíc duben, kdy pro období 1961-2014 byl pozorován pokles srážkových úhrnů (zvláště srovnáním period do roku 1980 a po tomto roce).

Období (měsíc)	Teploty	Srážky
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
rok

 

Trochu obecnější pohled na vývoj teplot a srážek mohou přinést jejich průměrné hodnoty za několik let. Zvolen byl pohled po desetiletích, přičemž byl zohledněn zjištěný přelom mezi lety 1994 a 1995, který se stal též hranicí dvou dekád (tabulka 3-4).

Porovnáním těchto průměrných hodnot lze vypočítat průměrné zvýšení teplot vzduchu ve výši 0,031 °C.r^-1, přičemž se vzrůst zrychloval z 0,011 °C.r^-1 mezi prvními dvěma porovnávanými dekádami až na 0,041 °C.r^-1 pro rozdíl dvou závěrečných dekád. Pro různé měsíce bylo maximum průměrných teplot vzduchu dosaženo v různých dekádách, neplatí tedy to, že by oteplování bylo rovnoměrné v různých částech roku.

Minimum průměrných ročních srážek bylo zaznamenáno v dekádě 1985-1994, přičemž toto minimum bylo znatelné především v létě. V posledním hodnoceném desetiletí byly nejvyšší jak průměrné roční úhrny srážek, tak jednotlivé měsíční úhrny v květnu až září. Průměrný přírůstek srážek v období 1985-2014 počítaný na základě rozdílu desetiletých průměrů byl 186 mm, tedy o 19,3%, tedy 9,3 mm.r^-1.

Tabulka 3. Průměrná teplota vzduchu (°C) v desetiletých periodách na stanici Churáňov. Barevně jsou odlišeny periody s nejnižšími a nejvyššími průměrnými teplotami.

Period	Month												Year
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1965-1974	-3.81	-3.30	-1.21	2.69	7.71	11.02	12.77	12.50	9.01	5.04	-0.02	-3.33	4.09
1975-1984	-3.87	-3.94	-0.42	2.02	7.70	11.30	12.85	12.27	9.56	5.48	0.23	-2.83	4.20
1985-1994	-3.22	-3.68	-0.54	3.29	8.62	10.72	13.71	13.43	9.54	5.06	-0.17	-1.94	4.57
1995-2004	-3.51	-2.27	-0.44	3.82	9.64	12.33	13.42	14.26	9.02	5.60	0.31	-2.96	4.93
2005-2014	-3.10	-3.54	-0.14	5.57	9.14	12.58	14.50	13.15	9.87	6.02	2.09	-2.06	5.34

 

Tabulka 4. Průměrný denní úhrn srážek (mm.d^-1) v desetiletých periodách na stanici Churáňov.

Period	Month												Year
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1965-1974	1.75	2.55	2.27	2.88	3.68	4.41	3.28	3.48	2.53	1.81	2.53	3.02	2.85
1975-1984	3.12	1.78	2.36	2.93	2.25	3.67	3.69	3.53	2.31	1.96	2.63	2.93	2.76
1985-1994	2.28	2.22	2.87	2.11	2.52	3.22	3.36	2.81	2.12	2.02	2.53	3.53	2.63
1995-2004	2.72	2.83	3.48	2.25	2.92	3.59	4.09	3.54	2.75	2.56	2.57	2.62	2.99
2005-2014	2.92	2.57	2.64	2.40	3.90	4.44	5.08	4.24	2.76	1.95	2.05	2.79	3.14

Suma aktivních teplot a nástup významných ročních období na stanici Churáňov

Tím, jak se zvyšují teploty vzduchu v průběhu roku, dochází k dřívějšímu nástupu některých ročních období, typicky ke konci zimy s hlubokými mrazy a k nástupu jara (vegetačního období). Pro rozvoj vegetace a vývoj řady organismů je určující taková charakteristika, jako suma aktivních denních teplot (SAT, jednotkou je den.°C [d.°C]) nad určitou mez, typicky se jedná o 0, 5 a 10 °C. Pro tento účel byly v dalším použity průměrné denní teploty počítané jako průměr z teplot v 7, 14 a 21 hodin, jak je tomu běžně v klimatologické praxi. Vzhledem k tomu, že vyšší teploty vzduchu se mohou v omezené míře vyskytovat i v zimním období, lze pokládat za konce zimy s hlubokými mrazy den, kdy suma aktivních teplot nad 0 °C (SAT₀) přesáhne 10 d.°C. Za začátek růstu v dalším považujeme den, kdy SAT₅ přesáhne 10 d.°C. Období plné vegetace nastává v den, kdy SAT₁₀ přesáhne 10 d.°C. Na následujících grafech je znázorněno, jak se datum nástupu těchto období měnilo od roku 1961 do současnosti (2017).

Nejvýrazněji se posouval nástup konce zimy a to v průměru o více jak o 4 dny za deset let (obr.9). Konec zimy nastal nejpozději ke konci března - 28.3.1984, 28.3.1986 a 24.3.2006. Naopak nejdříve byl zaznamenán začátkem ledna 6.1.1988, 5.1.1999 a 5.1.2014, tedy v letech, kdy vlasně hluboká zima ani nenastala.

Obr. 9 Den nástupu konce zimy s hlubokými mrazy (odpovídá prvnímu dni, kdy SAT₀ > 10 d.°C).

Signifikantně se posouvá rovněž začátek růstu vegetace (obr. 10), který byl extrémně pozdě zaznamenán až v květnu 13.5.1965 a 4.5.1982. Druhý extrém tvořil jeho nástup v únoru 15.2.1998 či 25.2.1990. Jedná se tedy o velmi variabilní proměnnou, jejíž změny mohou mít rozsáhlé ekologické důsledky, protože čím časnější je probuzení z vegetačního klidu, tím vyšší existuje riziko koškození organismů případnými následujícími mrazy. Zvláště únorové vysoké teploty mohou vést ke zvýšení transpirace u stálezeleného smrku, přičemž voda v půdě může být stále zmrzlá, tedy nedostupná, čímž se zvyšuje stres ze zimního vysychání.

Obr. 10 Den začátku růstu vegetace (odpovídá prvnímu dni, kdy SAT₅ > 10 d.°C).

Méně výrazný, ale přesto zřetelný je čím dál dřívější nástup plné vegetace (obr. 11). Plná vegetace nastala nejpozději 16.6.1965 a 13.6.1991, v následujících letech to však bylo nejpozději 26.5. (1999), tedy přibližně o 3 týdny dříve. Naopak nejdříve byla zaznamenána plná vegetace 14.4.1961 a 14.4.2009.

Obr. 11 Den nástupu plné vegetace (odpovídá prvnímu dni, kdy SAT₁₀ > 10 d.°C).

Literatura

Matějka K. (2011): Rozbor průběhu počasí na Churáňově (Šumava) v období 1983-2010 a jeho možná interpretace z hlediska dynamiky ekosystémů.

Matějka K. (2014): Počasí na Churáňově (Šumava) v období 1983-2011 a jeho možná interpretace z hlediska dynamiky ekosystémů.

Matějka K. (2016): Počasí na Churáňově v roce 2015.

Matějka K. (2017): Sucho na stanici Churáňov od roku 1962.

Zpět na hlavní stránku IDS

© Karel Matějka - IDS (2011-2017)