Modelování teploty vzduchu na území Krkonoš

Andrea Miláčková

Master's thesis

Modeling of air temperature in Krkonoše mountains

Abstract:

Teplota vzduchu je řídícím faktorem řady procesů probíhajících na Zemi. V této práci jsou shrnuty informace o teplotě vzduchu, ovlivňujících faktorech a o metodách získávání meteorologických dat. V praktické části je teplota vzduchu modelována pro vybrané pilotní území v Krkonoších a jsou analyzovány faktory ovlivňující teplotu vzduchu. Cílem práce je tedy vytvoření jednoduchého modelu teploty vzduchu, založeného na relativně snadno dostupných datech a určeného pro pilotní zájmovou oblast se specifikou lokální topografií. Meteorologická data se obvykle získávají pomocí bodových měření nebo satelitního snímkování, často ale také pomocí interpolačních technik. Model teploty vzduchu v praktické části práce zahrnuje analýzu vstupních meteorologických dat, samotný model je založený na interpolaci dat a rozdílech v nadmořské výšce. Jako nejlepší se jeví model založený na environmentálním teplotním gradientu, určeným z dat z vybraných meteorologických stanic, v kombinaci s teplotou vycházející z meteorologických stanic, ale interpolované pro celou pilotní oblast. Výsledky práce poukazují na významnost lokálních charakteristik - při validaci modelu na nezávislých datech ze stanice Luční bouda, se model jeví jako relativně vhodný, zatímco pro stanici Pec p. Sněžkou vykazuje mnohem výraznější odchylky simulovaé teploty od měřené. Důležitá je také aktuální meteorologická situace - inverzní podmínky ještě více umocňují specifické lokální podmínky, ale lze říci, že model vykazuje nejlepší výsledky pro dny, kdy nebyly zaznamenány výrazné extrémy počasí, a kdy bylo o něco více oblačnosti v horských oblastech než v podhůří. Z výsledků modelů vychází i další analýza faktorů, na nichž závisí teplota vzduchu, především slunečního záření. Teplota vzduchu je velmi proměnlivá veličina v rámci času i prostoru. Pro specifické oblasti, jakou je i horské prostředí vybrané zájmové oblasti, platí, že při modelování teploty je třeba brát v úvahu lokální podmínky. Pro zpřesnění výsledků je dále potřeba zaměřit se na další faktory ovlivňující teplotu vzduchu, ale také na vstupní data. Meteorologická data jsou v současnosti sice velmi přesná, stále ale přetrvávají problémy související s řídkou sítí měřících stanic, která je především v horském terénu způsobena jejich náročnou údržbou a obsluhou.

Abstract:

Air temperature is driving factor of many processes on Earth. Part of this these is summary of what air temperature is and which factors are affecting air temperature. Another part is about methods how to gain meteorological data. The aim of experimental part is to create a model of air temperature for chosen area and also to analyze factors affecting air temperature. So the main aim of this thesis is to develop simple model based on easily available data and designed for the pilot area with specific local topography. Meteorological data are usually obtained by point measurements or satellite scanning. But interpolation techniques are often used as well. Experimental part include analyze of input meteorological data. Model itself is based on interpolation and differences in altitude. Best results gives a model based on environmental lapse rate (calculated from measurements from meteorological stations) in combination with temperature interpolated for pilot area and based on data from meteorological stations. Results draw attention to local conditions. When the model is validated by independent data form station Luční bouda, it seems like a good model. But for station Pec p. Sněžkou deviations between simulated and measured temperature are bigger. Also meteorological conditions are very important - model gives best results when there is no weather extreme but during inversion deviations connected with local charakteristics are more signifficant. Results are the base for next analysis of factors affecting air temperature, especially solar radiation. Air temperature has huge spatial and temporal variability. For specific areas (like chosen pilot mountain area) is important to consider local conditions. If we want to improve model and get more accurate results we should focus on input data in first steps. Meteorological data are becoming more and more accurate but still there are problems connected with sparse distribution of meteorological stations. Especially in mountain areas the maintenance of meteorological stations is very difficult.

Keywords

teplota zduchu, modelování, interpolace, horská oblast, sluneční záření

Keywords

modeling, interpolation, solar radiation, air temperature, mountains

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 9. 12. 2015

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Jiří Pavlásek, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Science

Master programme / field:
Landscape Engineering / Water in the Landscape