1. Klima a klimatologie
Klimatologie – věda o klimatech Země, o podmínkách a příčinách jejich utváření a rovněž o
působení klimatu na objekty činnosti člověka, na samotného člověka i na různé přírodní děje,
a naopak. Jejím cílem je studovat
- obecné klimatické zákonitosti
- genezi zemského klimatu
- změny a kolísání klimatu (prognóza a meliorace klimatu).
Hipparchos z Nikei (190-120 BC)
- rozdělil Zemi na 5 zón: Řecko v zóně příznivého klimatu, severně zóna studeného drsného
klimatu, jižně zóna horkého klimatu bez života, která je překážkou k dosažení zóny jižního
mírného klimatu
- odlišnosti jednotlivých pásů jsou dány úhlem dopadu slunečních paprsků – „klinein“
(sklánět se)
1.1 Definice klimatu
A. von Humboldt (1817):
Pojem klima značí v nejobecnějším slova smyslu všechna kolísání v atmosféře, která
ovlivňují citlivě naše orgány. Jsou to teplota, vlhkost, změny atmosférického tlaku, bezvětří
nebo vliv silných větrů, hodnota elektrického napětí, čistota atmosféry nebo její znečištění
víceméně škodlivými plynnými substancemi a konečně průzračnost a čistota oblohy, což
všechno ovlivňuje vyzařování povrchu, organický vývoj rostlin a zralost plodů, ale také cítění
a psychologii člověka.
J. von Hann (1883):
Klimatem se rozumí soubor meteorologických jevů, které charakterizují průměrný stav
atmosféry v nějakém místě na zemském povrchu.
B. P. Alisov, O. A. Drozdov, J. S. Rubinštejnová (1952):
Klima nějakého místa je dlouhodobý režim počasí, podmíněný energetickou bilancí,
atmosférickou cirkulací a charakterem aktivního povrchu.
V. M. Skljarov (1975):
Klima je souhrn a postupné střídání všech stavů atmosféry (podmínek počasí) možných v
daném místě. Je důsledkem různých, nepřetržitě probíhajících klimatotvorných procesů.
Pojmem klimatotvorné procesy se rozumějí fyzikální procesy v atmosféře a aktivní vrstvě
půdy – příjem a výdej záření a tepla, přeměna a přenos energie, oběh vody atd. Jsou
důsledkem nepřetržitého působení klimatotvorných faktorů a podmiňují vytváření klimat na
celé Zemi i v jednotlivých částech. Klimatotvorné faktory, které vyvolávají a udržují
klimatotvorné procesy, se dělí na:
a) astronomické – plynou z vlastností Země jako planety, ovlivňují přítok sluneční
energie k povrchu a její transformaci, stejně jako pohyb vzduchu
b) geografické – jsou dány polohou a vlastnostmi různých částí zemského povrchu
c) cirkulační – přenos vzduchových hmot různých vlastností na Zemi
d) antropogenní – živelné a záměrné změny vlastností atmosféry a zemského povrchu
související s činností člověka
Úplný klimatický systém
Počasí – okamžitý stav úplného klimatického systému.
Klima – statistický soubor stavů, jimiž prochází úplný klimatický systém během několika
desetiletí.
WMO (Světová klimatická konference, 1979):
Klima je syntézou počasí přes celé období dostatečně dlouhé pro určení statistických
vlastností (průměr, rozptyl, pravděpodobnost extrémů atd.) a je nezávislé na nějakém
okamžitém stavu.
W. J. Gibbs (1982):
Klima je pravděpodobnost výskytu různých typů počasí na daném místě a v dané části dne,
měsíce nebo roku. Klima je tak nejlépe popsáno pravděpodobnostním rozdělením různých
meteorologických prvků a jejich řadových a křížových korelací.
M. Hantel, H. Kraus, C.-D. Schönwiese (1987):
Klima je statistické chování atmosféry, které je charakteristické pro relativně dlouhý časový
úsek.
Normálová období: 1901-1930, 1931-1960, 1961-1990 a jejich kombinace
1979 – světová konference Klima a lidstvo v Ženevě z popudu WMO – poukázáno na
nutnost ochrany světového klimatu
Ustavení Světového klimatického programu (WCP - World Climate Programme) při WMO
Mezivládní panel pro klimatické změny (IPCC – Intergovernmental Panel on Climatic
Change) v rámci WCP
- v pětiletých intervalech připravované zprávy o stavu světového klimatu k rokům 1990, 1995,
2000 a nyní 2005
Nastolení problému ochrany světového klimatu v mezinárodním měřítku – různé iniciativy
(např. Kjótský protokol)
1.2 Vlastnosti úplného klimatického systému
Prostorová proměnlivost ÚKS:
a) topická až chorická
b) regionální
c) globální
Časová proměnlivost ÚKS:
a) sezónní
b) meziroční (interannuální)
c) sekulární – změny a kolísání klimatu
• změna klimatu – klimatické výkyvy se zřetelně vyjádřeným dlouhodobým trendem
(ochlazování, oteplování) v časovém intervalu 103 roků a více, podmíněné změnou
základních klimatotvorných faktorů
• kolísání klimatu – klimatické výkyvy s nejasným dlouhodobým trendem v časovém
intervalu 100-102 roků, podmíněné vnitřní variabilitou klimatického systému a
kolísáním klimatotvorných faktorů
Ergodický systém (tranzitivní)
Neergodický systém (netranzitivní)
Klimatická kostka
Zpětné vazby v ÚKS (feedback)
- část výstupu je působením systému dodávána na vstup a současně mění výstup
Pozitivní zpětná vazba (zesílení působení)
Negativní zpětná vazba (zeslabení působení)
Zpětná vazba led-albedo (Ice-albedo feedback)
Zpětná vazba vodní páry (Water vapour feedback)
Zpětná vazba oblaků (Cloud feedback)
Čas odezvy
(equilibrium time, response time, adjustment time)
Ovlivňuje význam a váhu zpětných vazeb v systému. Krátký čas odezvy znamená, že systém
reaguje rychle na změnu – je kvazi-nestále rovnovážný.
Koncepce klimatologického výzkumu – data, diagnóza, modelování