Vliv atmosférických faktorů na sezónní variabilitu půdní vlhkosti na ostrově Jamese Rosse, Antarktida

Bc. Filip Hrbáček, Ph.D.

Diplomová práce

The effects of atmospheric factors on seasonal variability of the soil moisture on James Ross Island, Antarctica

Anotace:

Tato diplomová práce se zabývá studiem objemové půdní vlhkosti a její závislosti na vybraných meteorologických prvcích v období únor 2010 až únor 2013 na stanicích Johnson Mesa (340 m n. m.) a J. G. Mendela (10 m n. m.) na ostrově Jamese Rosse v maritimní Antarktidě. Na základě změn v režimu objemové půdní vlhkosti byly vymezeny letní sezóny charakteristické táním činné vrstvy. Jejich délka se v období říjen až březen pohybovala kolem 172 dní. Průměrná denní objemová vlhkosti činné vrstvy během letní sezóny se pohybovala mezi 0,25 a 0,26 m3m-3. V období souvisle rozmrzlé činné vrstvy se průměrná denní objemová vlhkost pohybovala mezi 0,27 a 0,32 m3m-3. Dále byla řešena závislosti objemové půdní vlhkosti na vybraných meteorologických prvcích a vliv tání sněhu na půdní vlhkost. Pomocí korelační analýzy byla zjištěna nejtěsnější závislost půdní vlhkosti na teplotách půdy (r = 0,82 až 0,93) a teplotě vzduchu (r = 0,63 až 0,75). Vliv tání sněhové pokrývky se projevil pouze na stanici Johnson Mesa v 25 ze 137 případů. Změna půdní vlhkosti způsobena táním sněhu se pohybovala mezi 0,03 a 0,12 m3m-3. V závěru práce byla řešena problematika různých metodik stanovení regelačních cyklů v 5 cm. Díky znalosti teploty tuhnutí činné vrstvy a změn půdní vlhkosti se zjistilo, že k zamrzání činné vrstvy docházelo při teplotách -0,3 °C respektive -0,8 °C. Práce přináší nové poznatky o charakteru variability teplotního a vlhkostního režimu činné vrstvy na ostrově Jamese Rosse. Pravděpodobně nejdůležitějším zjištění velmi důležité pro další studium permafrostu bylo určení bodu tuhnutí činné vrstvy, který byl v jednotlivých hloubkách stanoven na teplotu v rozmezí 0,0 až -1,4 °C.

Abstract:

This master´s thesis is concerned with the study of volumetric water content and its dependence on selected meteorological elements during the period from February 2010 until February 2013 at Johnson Mesa (340 metres above sea level) and Johan Gregor Mendel (10 m a.s.l.) weather stations on James Ross Island in maritime Antarctica. On the basis of difference in volumetric water content regime, summer seasons characterized by thawing of the active layer were defined. Their average length between October and March was 172 days. Average daily volumetric water content of active layer during thawing season was between 0,25 and 0,26 m3m-3. During the time, when the active layer was fully thawed, the average daily volumetric water content fluctuated from 0,27 to 0,32 m3m-3. Further, dependence of volumetric water content on selected meteorological elements and snow cover melting was studied. Using correlation analysis, close dependence was discovered between volumetric water content and soil (r = 0,82 to 0,93) and air temperature (r = 0,63 to 0,75). Impact of snow cover melting on volumetric water content was visible only in 25 out of 137 cases at Johnson Mesa station. Volumetric water content change due to snow cover thawing was between 0,03 and 0,12 m3m-3.Final part of this thesis is concerned with different methodical procedures for the determination of freeze-thaw cycles in 5 cm under soil surface. Knowing the active layer freezing point and changes in volumetric water content, freezing of the active layer occures at temperatures of -0,3 °C and -0,8 °C for Johnson Mesa and Johan Gregor Mendel respectively. Thesis brings new knowledge about the nature of temperature and water content regime variability on James Ross Island. Probably the key knowledge for further permafrost studies was the determination of active layer freezing point, which was depending on depth between 0,0 and -1,4 °C.

Klíčová slova

Antarktida, ostrov Jamese Rosse, permafrost, činná vrstva, půdní vlhkost, Antarctica, James Ross Island, active layer, soil moisture

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 9. 5. 2013

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 5. 6. 2013
• Vedoucí: doc. Mgr. Kamil Láska, Ph.D.
• Oponent: prof. RNDr. Pavel Prošek, CSc.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Geografie a kartografie / Fyzická geografie