velikost textu

Extreme precipitation in low mountain ranges in Central Europe: a comparative study between the Vosges and the Ore mountains

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Extreme precipitation in low mountain ranges in Central Europe: a comparative study between the Vosges and the Ore mountains
Název v češtině:
Silné srážky ve středně vysokých pohořích střední Evropy: Porovnávací studie Vogéz a Krušných hor
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Jana Minářová
Školitel:
RNDr. Miloslav Müller, Ph.D.
Oponenti:
Mgr. Michal Žák, Ph.D.
doc. Olivier Caumont, Ph.D.
Konzultant:
prof. Alain Clappier
Id práce:
144198
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra fyzické geografie a geoekologie (31-330)
Program studia:
Fyzická geografie a geoekologie (P1306)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
12. 9. 2017
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
silné srážky, Weather Extremity Index, Grosswetterlagen, povětrnostní situace, kontinentalita, Erzgebirge, Vogézy, Krušné hory
Klíčová slova v angličtině:
heavy rainfall, Weather Extremity Index, Grosswetterlagen, weather types, continentality, Erzgebirge, Vosges Mountains, Krušné hory
Abstrakt:
Abstrakt disertační práce Silné srážky souvisí s povodněmi, tedy jedním z nejčastějších přírodních ohrožení ve střední Evropě. Podrobné pochopení silných srážek je předpokladem k účinnému řízení rizik a přesnějším projekcím srážek, které zvláště na regionální úrovni zahrnují nejistoty. Tato disertační práce se zabývá silnými srážkami ve dvou středně vysokých pohořích ve střední Evropě — v Krušných horách (OM) a Vogézách (VG), kde se projevuje orografický efekt na srážky. Na základě rešerše dostupné literatury o srážkách v OM a VG bylo před analýzou extrémů zapotřebí provést dosud chybějící analýzu časového rozdělení srážek ve VG. Původní soubor denních úhrnů srážek ze 14 meteorologických stanic byl rozšířen na 168 stanic, čímž bylo zahrnuto širší okolí VG. Analýza časového rozdělení srážek ve VG za období 1960—2013 vedla ke klasifikaci stanic na: (i) horské stanice se zimním maximem srážek a nejvyššími průměrnými ročními úhrny díky orografickému zesílení srážek, (ii) stanice na závětrných svazích se dvěma maximy (letním a zimním), (iii) stanice v závětří (Hornorýnská nížina) s letním maximem a nejnižšími průměrnými ročními úhrny vlivem srážkového stínu a kontinentálnějším rysům, (iv) stanice na návětrné straně s minimálním vlivem pohoří a rovnoměrným (oceánickým) ročním chodem a maximem na podzim. Analýza silných srážek vycházela z 1—10denních nenulových úhrnů za období 1960—2013 ze 168 stanic ve VG a 167 stanic v OM. Nejprve byly tři bodové běžně používané přístupy (i.e. Peaks Over Threshold, Block Maxima and Return Period) použity ve VG pro výběr silných srážkových úhrnů. Výsledky sezónní distribuce těchto úhrnů byly závislé na kritériu a naznačily, že orografický vliv na silné srážky je patrnější při vyšším zvoleném prahu. Výběr 54 silných srážkových událostí (EPEs) v OM a VG byl nakonec proveden na základě plošného vyhodnocení srážek, tzv. Weather Extremity Index (WEI), který byl prvně aplikován na regionální úrovni a jehož hodnoty byly pomocí maximální možné hodnoty převedeny do podoby porovnatelné mezi územími. Výsledky ukázaly, že EPEs trvaly v obou územích hlavně 1—2 dny, přičemž zasahovaly větší část OM (až 100 %) oproti VG. Zvlněné studené fronty se nejčastěji vyskytovaly při EPEs ve VG, kdežto tlakové níže v OM. Cyklóny v OM během EPEs převážně vznikaly odříznutím zatečeného studeného vzduchu a často měly Vb dráhu ze Středomoří směrem na severovýchod, která je typická pro velkoplošné srážky a povodně ve střední Evropě. I při dvou z deseti nejsilnějších EPEs ve VG došlo ke vzniku silných srážek vlivem Vb cyklóny, tentokrát výrazně západně vychýlené. Porovnání charakteristik EPEs mezi OM a VG ukázalo silný vztah mezi časovými a synoptickými znaky, zatímco prostorové znaky byly spíše vázány na dané zkoumané území. Výsledky disertační práce přispívají k rozšíření stávajících poznatků o silných srážkách ve střední Evropě a mohou být přínosné jak pro projekce silných srážek, tak pro manažery a inženýry, kteří se zabývají riziky atmosférických srážek. Klíčová slova: silné srážky, Weather Extremity Index, Grosswetterlagen, povětrnostní situace, kontinentalita, Erzgebirge, Vogézy, Krušné hory
Abstract v angličtině:
Abstract of the doctoral dissertation Extreme precipitation is related to flooding which is one of the most frequent natural hazards in Central Europe. Detailed understanding of extreme precipitation is the precondition for an efficient risk management and more precise projections of precipitation, which include uncertainties, especially at regional scale. The thesis focuses on extreme precipitation in the Ore Mountains (OM) and the Vosges Mountains (VG); two low mountain ranges in Central Europe experiencing orographic effect on precipitation. Based on state of the art about precipitation in OM and VG, a currently missing analysis of the temporal distribution of precipitation in VG was needed prior to the analysis of extremes. The original dataset of daily precipitation totals from 14 weather stations used in the initial study was extended to 168 stations covering a broader area of VG. The study of temporal distribution of precipitation during 1960—2013 led to a classification of stations: (i) mountainous stations with winter maxima and highest mean annual totals due to orographic enhancement of precipitation, (ii) stations on leeward slopes with two maxima (summer and winter), (iii) lee side stations with summer maxima and lowest mean annual totals due to rain shadow and more continental character, and (iv) stations on the windward side with no major influence of the mountains and even (oceanic) regime with autumn maxima. The analysis of extreme precipitation was based on 1—10 days non-zero totals during 1960— 2013 from 168 stations located in VG and 167 stations located in OM. Three common pointwise approaches (i.e. Peaks over Threshold, Block Maxima, and Return Period) were firstly employed in VG to select extreme precipitation totals. The results of the seasonal distribution of the totals were dependent on a criterion and suggest that the orographic influence on extreme precipitation is more perceptible at higher selected threshold. In the end, the selection of 54 extreme precipitation events (EPEs) in OM and VG was conducted based on the areal assessment of precipitation, the so-called Weather Extremity Index (WEI). WEI was firstly employed at the regional scale and its values converted to be comparable between regions using maximum theoretical value. The results showed that the EPEs lasted mostly 1—2 days in both regions, whereas affected a larger part of OM (up to 100 %) as compared to VG. Stationary fronts occurred most frequently during EPEs in VG, while lows in OM. Lows in OM during EPEs often originated from cold air cut-off and most of them had Vb track from Mediterranean towards the northeast, which is typical for widespread precipitation and flooding in Central Europe. Even during two of the ten strongest EPEs in VG, the extreme precipitation was related to Vb lows, this time strongly deflected westwards. The comparison of the characteristics of EPEs between OM and VG show strong relationships between the temporal and synoptic attributes, while the spatial attributes are rather site-specific. The results of the thesis contribute to broaden the current knowledge about extreme precipitation in Central Europe and might be helpful not only for projections of extreme precipitation but also for risk managers and engineers, who deal with risks related to atmospheric precipitation. Keywords: heavy rainfall, Weather Extremity Index, Grosswetterlagen, weather types, continentality, Erzgebirge, Vosges Mountains, Krušné hory
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Jana Minářová 17.56 MB
Stáhnout Příloha k práci Mgr. Jana Minářová 624 kB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Jana Minářová 655 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Jana Minářová 501 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Jana Minářová 1.18 MB
Stáhnout Posudek oponenta Mgr. Michal Žák, Ph.D. 385 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. Olivier Caumont, Ph.D. 192 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 1.11 MB