The influence of long-term changes of atmospheric circulation on observed trends of surface climatic elements in the Czech Republic and Europe

• Název práce v češtině: Vliv dlouhodobých změn atmosférické cirkulace na pozorované; trendy přízemních klimatických prvků v ČR a Evropě
• Název v anglickém jazyce: The influence of long-term changes of atmospheric; circulation on observed trends of surface climatic elements; in the Czech Republic and Europe
• Klíčová slova: atmosférická cirkulace, klasifikace, cirkulační typ, klima, podnebí, trend, Česká republika, Evropa
• Klíčová slova anglicky: atmospheric circulation, classification, circulation type, climate, trend, Czech Republic, Europe
• Akademický rok vypsání: 2004/2005
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Katedra fyzické geografie a geoekologie (31-330)
• Vedoucí / školitel: prof. RNDr. Radan Huth, DrSc.
• Řešitel: skrytý - zadáno vedoucím/školitelem
• Datum přihlášení: 23.08.2010
• Datum zadání: 23.08.2010
• Datum odevzdání elektronické podoby: 16.11.2010
• Datum proběhlé obhajoby: 14.12.2010
• Oponenti: RNDr. Ladislav Metelka, Ph.D.

Předběžná náplň práce

Cílem této práce je kvantifikovat vztahy mezi současnými změnami atmosférické cirkulace v Evropě a lokálními klimatickými trendy. K tomuto účelu používáme několik paralelních klasifikací cirkulačních typů, které byly shromážděny a vyvinuty v rámci projektu COST733 "Harmonizace a využití klasifikací typů počasí v evropských regionech". Pokud je nám známo, nebyl dosud takový srovnávací přístup uplatněn.
Změny atmosférické cirkulace v Evropě byly studovány pomocí trendů sezónní četnosti a persistence (doby trvání) denních cirkulačních typů ve druhé polovině 20. století. Nejvýraznější trend - zimní nárůst počtu dní se západní složkou proudění - je způsobován zesilováním Severoatlantické oscilace. V objektivních klasifikacích nebyla zjištěna žádná systematická změna v době trvání synoptických situací ve sledovaném období, zatímco v subjektivních katalozích (Brádkův český-československý, německý Hesse a Brezowského, maďarský Péczely) se projevují nehomogenity - náhlé změny doby trvání.
Zkoumali jsme souvislost mezi změnami četnosti cirkulačních typů a sezónními trendy jedenácti přízemních klimatických prvků na území České republiky v období 1961-1998. Vybrané klasifikace atmosférické cirkulace byly vytvořeny pomocí osmi metod, z nichž každá byla aplikována na pole tlaku vzduchu přepočítaného na hladinu moře ve třech variantách s předdefinovaným počtem typů (9, 18 a 27). Dále jsme použili tři subjektivní klasifikace. Významný vliv cirkulačních změn na klimatické trendy byl nalezen pouze v zimě u teploty vzduchu, což naznačuje, že současné klimatické trendy jsou převážně způsobovány změnami klimatických vlastností jednotlivých cirkulačních typů.
V měřítku Evropy byl vliv cirkulačních změn na trendy maximální a minimální teploty vzduchu a srážek studován na 29 vybraných stanicích v období 1961-2000. Sezónní trendy klimatických prvků v období 1961-2000 jsou jen částečně způsobovány změnami četnosti cirkulačních typů, přičemž největší vliv byl opět pozorován v zimním období. Při zkoumání příčin současných klimatických trendů v Evropě opět nacházíme velké rozdíly mezi výsledky získanými pomocí 24 paralelních, plně srovnatelných objektivních klasifikací atmosférické cirkulace. Proto se domníváme, že tento srovnávací přístup může být pro synopticko-klimatologické studie velmi přínosný.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

The aim of this thesis is to quantify the links between recent atmospheric circulation changes over Europe and local surface climatic trends. We employ several parallel classifications of circulation types that were collected and developed within the COST733 Action "Harmonisation and Applications of Weather Types Classifications for European Regions". To our knowledge, such a comparative approach has not been used so far.
Atmospheric circulation changes over Europe were studied in terms of changing seasonal frequency and persistence of daily circulation types in the second half of the 20^th century. The most prominent trend - winter increase in the number of days with westerly flow - clearly stems from the strengthening of the North Atlantic Oscillation. The objective classifications did not show any systematic change of persistence of synoptic situations in the study period, whereas in the subjective catalogues (Brádka's Czech-Czechoslovak, German Hess-Brezowsky, and Hungarian Péczely) we have detected inhomogeneities - sudden shifts in the persistence.
We have studied the influence of changes in the frequency of circulation types on seasonal climatic trends of eleven surface climatic variables on the territory of the Czech Republic in the period 1961-1998. The selected circulation classifications were created using eight methods, each applied on sea level pressure fields in three variants with fixed numbers of types (9, 18, and 27). Additionally, three subjective catalogues of circulation types were used. We only found substantial influence of circulation changes on winter temperature trends, which suggests that it is rather the change of climatic properties of individual circulation types (within-type change) that drives most of the observed climatic trends.
At the scale of Europe, the influence of circulation changes on seasonal climatic trends in the period 1961-2000 was studied using daily maximum and minimum temperature and precipitation at 29 stations. Seasonal climatic trends in the period 1961-2000 can be only partly explained by the changing frequency of circulation types, the link being again the strongest in winter. The attribution of European climatic trends again showed marked differences within the results obtained using 24 parallel, fully comparable objective circulation classifications. We therefore think such a comparative approach is highly desirable in synoptic-climatological studies.