Hodnocení dlouhodobých změn globálního slunečního záření v Brně

Bc. Marek Lahoda

Master's thesis

Evaluation of long-term changes of global solar radiation in Brno

Abstract:

V této diplomové práci jsou hodnoceny dlouhodobé změny globálního slunečního záření v Brně za období 1961–2015 a analyzovány jejich příčiny. Časová řada denních úhrnů globálního záření je rekonstruována na základě měření slunečního svitu pomocí umělých neuronových sítí, které ve srovnání s běžně užívaným empirickým vzorcem Ångström-Prescotta i jeho polynomem 3. stupně vykázaly vyšší přesnost. Analýza reziduí sestaveného modelu poukazuje na významný vliv druhu a vertikální mocnosti oblačnosti na kvalitu predikce globálního záření. Rekonstrukce řady a analýza působení faktorů prokázala, že globální vyjasnění mezi roky 1980–2000 bylo zapříčiněno kombinací více vlivů včetně poklesu koncentrací aerosolů, a zároveň vyloučila vliv vodní páry. Množství oblačnosti se potvrdilo jako řídící faktor měsíční a meziroční variability globálního záření. Po roce 2000, kdy jsou koncentrace aerosolů již nízké, se rostoucí množství oblačnosti a vodní páry stává hlavní příčinou nástupu dalšího, novodobého globálního stmívání.

Abstract:

This thesis evaluates long-term changes of global solar radiation in Brno, Czech Republic, in the period 1961–2015 and investigates their sources. Sunshine duration measurements are used for reconstruction of global radiation daily sums time series with artificial neural networks. This approach showed higher accuracy in comparison with both common Ångström-Prescott equation and its 3rd degree polynomial. Model residuals analysis exposed that model prediction quality is significantly affected by cloud genera and their vertical dimensions. Time series reconstruction together with an examination of factors’ effect proved multiple influence on the global brightening between 1980–2000 including aerosol concentration decrease, while it excluded water vapour impact in the same time. Cloud cover has been confirmed as a main factor driving the monthly and interannual global radiation variability. With low and stable aerosol concentrations after year 2000, cloud cover and water vapour become the main cause of the emerging modern global dimming period.

Keywords

globální sluneční záření, sluneční svit, rekonstrukce časové řady, umělé neuronové sítě, Brno, globální stmívání, globální vyjasnění, index propustnosti atmosféry, oblačnost, aerosoly, vodní pára, dohlednost, global solar radiation, sunshine duration, time series reconstruction, artificial neural networks, global dimming, global brightening, clearness index, cloudiness, aerosols, water vapour, visibility

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 11. 1. 2018

Thesis defence

• Date of defence: 15. 2. 2018
• Supervisor: doc. Mgr. Kamil Láska, Ph.D.
• Reader: Mgr. Pavel Zahradníček, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Geography and Cartography / Physical Geography