Teplotní režim půdy a horninového podloží a jeho vztah k teplotě vzduchu a dalším meteorologickým prvkům

• Název práce v češtině: Teplotní režim půdy a horninového podloží a jeho vztah k teplotě vzduchu a dalším meteorologickým prvkům
• Název v anglickém jazyce: Thermal regime of soil and bedrock and its relation to air temperature and other meteorological variables
• Klíčová slova: roční teplota půdy, rozdíl teploty půda-vzduch, klimatické změny, teplota ve vrtech
• Klíčová slova anglicky: annual soil temperature, air-ground temperature difference, climate change, borehole temperatures
• Akademický rok vypsání: 2013/2014
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Ústav hydrogeologie, inženýrské geologie a užité geofyziky (31-450)
• Vedoucí / školitel: RNDr. Jan Šafanda, CSc.
• Řešitel: skrytý - zadáno vedoucím/školitelem
• Datum přihlášení: 01.12.2013
• Datum zadání: 01.12.2013
• Konzultanti: RNDr. Luděk Šefrna, CSc.

Předběžná náplň práce

Obecným cílem doktorského projektu je prohloubení znalostí o vazbě mezi teplotou vzduchu, půdy a skalního podloží. Tato informace je nezbytná ke klimatické interpretaci historie povrchové teploty získané analýzou nestacionární složky profilů teplota – hloubka měřených v hlubokých vrtech. Pozornost bude zaměřena zejména na časovou stabilitu rozdílu průměrné roční teploty půdy a vzduchu a analýzu faktorů, které ji ovlivňují. Současná interpretace dlouhodobých změn povrchové teploty jako změn teploty vzduchu je založena na předpokladu, že v měřítku desetiletí a delším je rozdíl průměrné roční teploty půdy a vzduchu stálý. K experimentálnímu ověření (či vyvrácení) této hypotézy bylo Geotermickým oddělením Geofyzikálního ústavu AV ČR postupně od roku 1994 zřízeno několik stanic, kde se měří teplota vzduchu, půdy a skalního podloží až do hloubky 40 m spolu s dalšími meteorologickými prvky. Rozsáhlá databáze měření z těchto stanic bude pro řešení doktorského projektu plně k dispozici.
Konkrétní cíle doktorské práce zahrnují zejména (i) zpracování naměřených časových řad teploty a dalších meteorologických prvků z hlediska pronikání povrchových změn teploty do hloubky, (ii) analýzu mechanismu přenosu tepla mezi povrchem a skalním podložím, (iii)odvození kvantitativních vztahů mezi průměrnou roční teplotou v různých hloubkách pod povrchem a vybranými meteorologickými prvky jako například teplotou vzduchu, množstvím srážek a slunečního svitu, půdní vlhkostí a případně dalšími parametry.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

The PhD project addresses the problem of the air, ground and bedrock coupling. This information is crucial for climatic interpretation of the ground surface temperature histories obtained by analyzing the transient component of the temperature - depth profiles measured in deep boreholes. The pivotal question to be solved is the long-term stability of the annual mean of the ground-air temperature difference and causes of its variation. The current interpretation of long-term changes of the ground temperature in terms of the air temperature is based on the assumption that the annual air-ground difference is stable on the scale of decades and longer. In order to confirm (or disprove) this hypothesis, several stations monitoring air, ground and bedrock temperatures down to 40 m together with other meteorological variables have been established by Department of Geothermics of the Institute of Geophysics Prague since 1994. An extended data set from these stations will be available for this PhD project.

Specific goals of the project include (i) processing of the observed time-temperature series and other variables from the point of view of the downward penetration of the surface temperature changes , (ii) analysis of the heat transfer mechanism between the surface and bedrock and (iii) finding quantitative relations between mean annual temperature at different depths and selected meteorological variables like air temperature, sum of precipitation and solar irradiation, soil moisture and possibly other parameters.