Využití generátorů počasí pro zjišťování dopadů klimatické změny v povodích

Ing. Marta Martínková

Disertační práce

Using Weather Generators for the Assessment of the Impact of Climate Change in Catchments

Anotace:

Hlavním cílem této disertační práce je nová metoda downscalingu výstupů z regionálních klimatických modelů a simulace budoucího klimatu. Výsledná metoda se skládá z generátoru srážek, který pracuje v šestihodinovém časovém kroku. Generátor dobře reprodukuje pozorovaná data. Nejdříve jsou šestihodinové kumulativní srážky rozděleny na konvektivní a stratiformní události. Pak je nafitován Markovovův řetězec prvního řádu se třemi stavy. Stratiformní události jsou nafitovány smíšeným lognormálním a generalizovaným Paretovým rozdělením. Konvektivní události jsou nafitovány generalizovaným rozdělením extrémních hodnot. Dopady klimatické změny jsou hodnoceny pomocí tzv. faktorů změny, které jsou určeny pro výskyt srážek (pomocí porovnání tranzitivních matic pro kontrolní a budoucí období) a pro množství srážek (pomocí porovnání parametrů statistického rozdělení pro kontrolní a budoucí období). Pomocí faktorů změny jsou pak upravena pozorovaná data. Z vyhodnocení pozorovaných dat vyplynulo, že průměrný objem konvektivního jevu je vyšší pro západní část České republiky a že objem konvektivních srážek je nejvyšší v létě. Z analýzy výstupů z regionálních klimatických modelů vyplynulo, že sice modely projektují nižší celkové srážky, ale poměr konvektivních vůči stratiformním bude vyšší. Modely také projektují nižší počet konvektivních událostí, ale vyšší objem jednotlivých konvektivních událostí.

Abstract:

The main objective of this dissertation is to provide a novel approach to downscaling of outputs from regional climate models and to simulation of future climate. The resulting method consists of rain generator that operates in 6-hour time step. The generator performs well for the observational data. It consists of following steps: disaggregation of 6-hour cumulative precipitation into convective and stratiform types, fitting of first order 3-state discrete time Markov chain to the data and simulation of long time series of precipitation. Then the mixture of log-normal and Generalized Pareto distribution is fitted to stratiform events and the Generalized extreme value distribution is fitted to convective events.The impact of climate change on precipitation is evaluated by using change factors that are identified for precipitation occurrence (by comparing the transition matrices for the future and control period) and for precipitation amount (by comparing the scale and location parameters of distributions fitted for the future and control period). The observational data are then altered with obtained change factors.From evaluation of observational data it stems that the average volume of an convective event is higher for the western region than for eastern region of the Czech Republic. Additionally, statistically significant trends in number and volume of convective events were identified for the region. The relative portion of convective precipitation is the highest in summer for observational data. From analysis of RCMs simulations, it stems that even though the overall precipitation is projected to be lower in future, the proportion of convective events (versus stratiform ones) would be higher. The number of convective events is projected to be lower in the future, while the volume of a convective event to be bigger.

Klíčová slova

generátor počasí, konvektivní srážky, změna klimatu

Keywords

weather generator, convective precipitation, climate change

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 7. 9. 2016

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: doc. Ing. Martin Hanel, Ph.D.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta životního prostředí

Doktorský studijní program / obor:
Krajinné inženýrství / Environmentální modelování