SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA V

NITRE

FAKULTA ZÁHRADNÍCTVA A KRAJINNÉHO

INŽINIERSTVA 2117663

ZRÁŽKOVÉ PERIÓDY A ICH ZMENA V PODMIENKACH

MENIACEJ SA KLÍMY V LOKALITE HURBANOVO

V ROKOCH 1961-2009

2010 Lenka Mesárošová, Bc.

SLOVESNKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA V

NITRE

FAKULTA ZÁHRADNÍCTVA A KRAJINNÉHO

INŽINIERSTVA

ZRÁŽKOVÉ PERIÓDY A ICH ZMENA V PODMIENKACH

MENIACEJ SA KLÍMY V LOKALITE HURBANOVO

V ROKOCH 1961-2009

Diplomová práca

Študijný program: Krajinné inžinierstvo

Študijný odbor: 6.1.11 krajinárstvo

Školiace pracovisko: Katedra biometeorológie a hydrológie

Školiteľ: Ing. Ján Čimo, PhD.

Nitra, 2010 Lenka Mesárošová, Bc.

Čestné vyhlásenie

Podpísaná Lenka Mesárošová vyhlasujem, že som diplomovú prácu na tému „Zrážkové

periódy a ich zmena v podmienkach meniacej sa klímy v lokalite Hurbanovo v rokoch

1961-2009“ vypracovala samostatne s použitím uvedenej literatúry.

Som si vedomá zákonných dôsledkov v prípade, ak uvedené údaje nie sú pravdivé.

V Nitre 10.5.2010

Poďakovanie

Touto cestou vyslovujem poďakovanie pánovi Ing. Jánovi Čimovi, PhD. za pomoc,

odborné vedenie, cenné rady a pripomienky pri vypracovaní mojej diplomovej práce.

ABSTRAKT

V tejto práci sme sa zaoberali výskytom zrážkových periód v oblasti

Podunajskej nížiny v lokalite Hurbanovo.

Atmosférické zrážky (hydrometeory) sú produktmi kondenzácie alebo

sublimácie vodnej pary, ktoré v kvapalnom, alebo tuhom skupenstve vypadávajú

z oblakov (hmiel) na zemský povrch (zrážky vertikálne), alebo sa usadzujú - vyčesávajú

na povrchu predmetov a pôdy (zrážky horizontálne).

Voda sa do pôdy dostáva prostredníctvom zrážok. Horizontálnymi ale aj

vertikálnymi a to najčastejšie dažďom, snehom, hmlami, rosou. Taktiež sa môže

dostávať do pôdy pri kondenzácii vodných pár, kapilárnom výstupe a infiltráciou pri

záplavách. Pri suchu rastliny upadajú do šoku vplyvom spomalenej transpirácie

vyvolanej nedostatkom pôdnej vody, čo môže viesť až k ich úhynu. Preto pri hodnotení

zrážkových periód vychádzame hlavne z údajov o zrážkach.

Vo výskume diplomovej práce sme hodnotili výskyt zrážkových periód 5-9 dní,

10-14 dní, 15-19 dní, 20 a viac dní v Hurbanove za roky 1961-2009. Analýzy ukázali,

že v priebehu roka pripadá na zrážkové periódy 5-9 dňové 93%, 10-14 dňové 7%.

Zrážkové periódy sa najviac vyskytovali v 5-9 dňových periodách a 10-14 dňových

periódach v zimných mesiacoch december- február a najmenej v letných mesiacoch jún-

august. V podmienkach meniacej sa klímy množstvo zrážkových periód stúpalo

v rokoch 1961-1990, v rokoch 1991-2009 mali zrážkové periódy, v podmienkach

meniacej sa klímy, tendenciu klesať.

Kľúčové slová: zrážkové periódy, klimatická zmena, pôdna voda.

ABSTRACT

In this work we address the occurrence of precipitation periods in the Danube

plain in the area Hurbanovo.

Precipitation (hydrometeor) are products of condensation or sublimation of

water vapor in liquid or solid form outside of the cloud (fog) on the surface

(precipitation vertical) or settle on the surface of objects and soil (horizontal

precipitation).

Water gets into the soil by rain. Horizontal and vertical but also the most rain, snow,

fog, dew. It may get into the soil when the water vapor condensation, capillary exit and

the infiltration of flood. The dry plants fall into the influence of shock-induced delayed

transpiration soil water deficiency, which may lead to their death. Thus, in evaluating

rainfall periods is largely based on rainfall data.

The research thesis, we evaluated the incidence of withholding periods 5-9 days

10-14 days 15-19 days 20 days or more Hurbanovo the years 1961-2009. Analysis

showed that during periods of precipitation falls on 5-9 days 93% 7% 10-14 days.

Period, most rainfall occurring in the 5-9 day period and 10-14 day periods during the

winter months from December to February, and at least during the summer months of

June-August The changing climate conditions, the amount of withholding periods

increased in the years 1961-1990, the years 1991-2009 were withholding period, in

terms of changing climate, declining path.

Key words: rainfall events, climates change, soil water.

Obsah

Zoznam ilustrácií ...........................................................................................................8

Zoznam tabuliek ............................................................................................................9

Zoznam skratiek a značiek ..........................................................................................10

Úvod ...............................................................................................................................11

1. Súčasný stav riešenej problematiky doma a v zahraničí .....................................12

1.1 Klimatická zmena ................................................................................................12

1.1.1 Klíma (podnebie) na Slovenska .....................................................................12

1.1.2 Čo je to klimatická zmena .............................................................................13

1.1.3 Príčiny vzniku klimatických zmien ...............................................................15

1.1.4 Skleníkový efekt ............................................................................................17

1.1.5 Skleníkové plyny ...........................................................................................19

1.1.6 Modely všeobecnej cirkulácie atmosféry a scenáre klimatickej zmeny ........21

1.1.7 Dohovory a záväzky SR súvisiace so zmenou klímy ....................................22

1.1.8 Klimatické zmeny a zrážky ...........................................................................25

1.2 Vlhkosť pôdy .......................................................................................................26

1.2.1 Pôdna voda ....................................................................................................26

1.2.2 Voda v pôde a jej vodnofyzikálne vlastnosti ................................................27

1.2.2.1 Statika a dynamika pôdnej vody ................................................................27

1.2.3 Pôdna vlhkosť ...............................................................................................28

1.2.3.1 Hydrolimity ................................................................................................29

1.2.4 Základné metódy posudzovania vlhkosti pôd ...............................................31

1.3 Zrážky ..................................................................................................................31

1.3.1 Vertikálne tvary a druhy zrážok ....................................................................31

1.3.1.1 Delenie dažďov ..........................................................................................34

1.3.1.2 Meranie vertikálnych zrážok ......................................................................34

1.3.1. 3 Meranie snehovej pokrývky ......................................................................35

1.3.2 Horizontálne tvary a druhy zrážok ................................................................36

1.3.2.1 Meranie horizontálnych zrážok ..................................................................37

1.3.3 Charakteristiky zrážok ..................................................................................38

1.3.4 Periódy zrážok a hodnotenie zrážok podľa klimatického normálu ...............39

1.3.5 Fyzikálna podstata zrážok .............................................................................41

1.3.6 Monitorovanie množstva zrážok ...................................................................42

1.3.7 Základné matematicko-štatistické charakteristiky časového rozdelenia zrážok

.............................................................................................................................43

2. Cieľ práce .................................................................................................................44

3. Metodika práce a metódy skúmania ......................................................................45

3.1 Charakteristika objektu skúmania .........................................................................45

3.2 Analýza, spracovanie a triedenie dát .....................................................................45

4. Výsledky práce a diskusia .......................................................................................47

4.1 Zrážkové periódy v ročných obdobiach ................................................................47

4.2 Súhrn výsledkov ....................................................................................................54

Záver ..............................................................................................................................56

Zoznam použitej literatúry ..........................................................................................57

8

Zoznam ilustrácií

Obr. 1 Schéma skleníkového efektu .......................................... 18 Obr. 2 Koncentrácia hlavných skleníkových plynov v atmosfére ........................ 18 Obr. 3 Počet 5-9 dňových zrážkových periód v ročných obdobiach po

desaťročiach (Hurbanovo, 1961-2009) ......................................... 47 Obr. 4 Počet 10-14 dňových zrážkových periód v ročných obdobiach po

desaťročiach (Hurbanovo, 1961-2009) .......................................... 48 Obr. 5 Počet dní 5-9 dňových zrážkových periódach ročných obdobiach po

desaťročiach (Hurbanovo, 1961-2009) ......................................... 48 Obr. 6 Počet dní 10-14 dňových zrážkových periód v ročných obdobiach po

desaťročiach (Hurbanovo, 1961-2009) ..................................... 49 Obr. 7 Počet 5-9 dňových periód v zimných mesiacoch december- február

po desaťročiach (Hurbanovo, 1961-2009) .......................................... 49 Obr. 8 Počet 10-14 dňových periód v zimných mesiacoch december-

február po desaťročiach (Hurbanovo, 1961-2009) ................................... 50 Obr. 9 Počet dní 5-9 dňových periód v zimných mesiacoch december-

február po desaťročiach (Hurbanovo, 1961-2009) ................................... 50 Obr. 10 Počet dní 10-14 dňových periód v zimných mesiacoch december-

február po desaťročiach (Hurbanovo, 1961-2009) ................................... 51 Obr. 11 Počet 5-9 dňových periód v letných mesiacoch jún- august po

desaťročiach (Hurbanovo, 1961-2009) ......................................... 51 Obr. 12 Počet dní 5-9 dňových periód v letných mesiacoch jún- august po

desaťročiach (Hurbanovo, 1961-2009) ......................................... 52 Obr. 13 Počet zrážkových periód po desaťročiach .......................................... 52 Obr. 14 Počet dní zrážkových periód po desaťročiach ......................................... 53 Obr. 15 Celkový počet zrážkových periód .......................................... 53 Obr. 16 Celkový počet dní v zrážkových periódach ......................................... 54

9

Zoznam tabuliek

Tab.1 Charakteristiky mesačných úhrnov zrážok podľa odchýlky v % od klimatického normálu ……………………………………………….39

Tab. 2 Klimatická klasifikácia územia podľa Langovho dažďového faktora 40

10

Zoznam skratiek a značiek

CCCM- Atmosféricko- oceánsky model

CO2- oxid uhličitý

FCCC- Rámový dohovor o zmene klímy (Framework Convention on Climate

Change)

GIS- Geografické informačné systémy (Geographic Information System)

HFCs- perfluorovaný vodík

CH4- metán

IPCC- Medzivládny panel pre klimatické zmeny (Intergovernment Panel on

Climate Change

ms- hmotnosť vysušenej vzorky pôdy

mw- hmotnosť vody v odobranej vzorke pôdy

N2O- oxid dusný

O3- ozón

OSN- Organizácia spojených národov (United Nations Organization)

PFCs- perfluorovaný vodík

SF6 - hexafluorid síry

Vt- objem pôdnej vzorky

Vw- objem vody v pôdnej vzorky

w- hmotnostná vlhkosť pôdy

WCP- Svetový klimatický program (World Climate Programme)

WMO- Svetová meteorologická organizácia (World Meteorological Organization)

Θ- objemová vlhosť pôdy

ρd - objemová hmotnosť pôdy

ρw- merná hmostnosť vody

11

Úvod

Vo všeobecnosti prezentujeme, že voda je základnou stavebnou zložkou

organizmov, kde plní rôzne životné funkcie. Vytvára disperzné prostredie v bunkách pre

plazmy v ktorých prebiehajú životné procesy, procesy rastu a látkovej výmeny. Voda

v rastlinách transportuje živiny, zlúčeniny a ochladzuje rastliny počas transpirácie. Aby

mohli tieto procesy prebiehať musia byť bunky dostatočne hydratované. Keďže obsah

vody v rastline je dynamický, môže nastať kladná alebo záporná bilancia. Kladná

bilancia značí dosycovanie vodou, záporná bilancia znamená vodný deficit.

Pre pestovanie poľnohospodárskych plodín má najväčší význam pôdna voda,

ktorá je prístupná pre tieto plodiny. Ide o vodu nachádzajúcu sa v koreňovej zóne a v jej

dosahu s dostatočným obsahom rozpustených živín a v dostatočnom množstve.

Množstvo vody v pôde môže vplyvom rôznych podmienok byť rozmedzí úplne suchá

pôda, ktorej v trojfázovom systéme pôdy úplne chýba kvapalná zložka, až po stav kedy

sú zaplnené vodou v pôde všetky póry a evidujeme chýbajúcu plynnú zložku.

Atmosférické zrážky sú najväčším zdrojom pôdnej vody.Zrážky predstavujú tú

časť atmosférickej vody, ktorá sa v kvapalnom alebo tuhom skupenstve dostáva na

zemský povrch. Klimatické zmeny vyvolajú väčšie zrážky, ale tiež aj väčšie

odparovanie. Vo všeobecnosti toto zosilnenie hydrologického cyklu vedie k vlhšej

klíme. IPCC predpokladá, že priemerné globálne zrážky vzrastú počas 21. storočia o 5

až 20 %, hoci na regionálnej úrovni sa predpokladá tak nárast ako aj pokles zrážok.

Z modelovania klímy tiež vyplýva, že odparovanie vody je v dôsledku narastania

teploty intenzívnejšie, čím vzrastá tak množstvo, intenzita ako aj výskyt zrážok.

12

1 Súčasný stav riešenej problematiky doma a v zahraničí

1.1 Klimatická zmena

1.1.1 Klíma (podnebie) Slovenska

Klímu chápeme ako dlhodobý režim počasia so všetkými jeho zvláštnosťami,

pestrosťou a premenlivosťou, ktorými sa na danom mieste prejavuje. Pri analýze klímy

(podnebia) Slovenskej republiky vychádzame z geografickej polohy územia v Európe,

resp. strednej Európe a z nej vyplývajúcej príslušnosti ku klimatickému pásmu a

klimatickej oblasti. Územie Slovenska patrí z hľadiska globálnej klimatickej

klasifikácie do severného mierneho klimatického pásma s pravidelným striedaním

štyroch ročných období a premenlivým počasím s relatívne rovnomerným rozložením

zrážok počas roka. Podnebie Slovenska je ovplyvňované prevládajúcim západným

prúdením vzduchu v miernych šírkach medzi stálymi tlakovými útvarmi, Azorskou

tlakovou výšou a Islandskou tlakovou nížou. Západné prúdenie prináša od Atlantického

oceánu vlhký oceánsky vzduch miernych šírok. Zmierňuje teplotné amplitúdy v

priebehu dňa i roka a prináša atmosférické zrážky. Pri vhodných synoptických

(poveternostných) podmienkach môže byť počasie v oblasti strednej Európy

ovplyvnené aj kontinentálnymi vzduchovými hmotami prevažne miernych šírok.

Prejavujú sa väčšími dennými a ročnými amplitúdami teplôt vzduchu a menším úhrnom

atmosférických zrážok. Kontinentálny vzduch miernych šírok prináša teplé, slnečné a

menej vlhké letá a chladné zimy s nízkymi úhrnmi zrážok. Avšak okrem uvedených

dvoch prevládajúcich vzduchových hmôt sa môžu nad územím Slovenska v priebehu

roku vystriedať aj ďalšie, svojimi fyzikálnymi vlastnosťami špecifické vzduchové

hmoty (v. h.) vznikajúce v tropickom a arktickom podnebnom pásme (napr.: tropická

morská a kontinentálna v. h., resp. arktická morská a kontinentálna v. h.). Tropické

vzduchové hmoty k nám prenikajú prevažne od juhozápadu, juhu a juhovýchodu a pri

svojej ceste prechádzajú cez Stredomorie. V závislosti najmä od vlhkostných pomerov

môže ich prienik do strednej Európy viesť k vzniku diametrálne odlišného charakteru

počasia. Všeobecné platí, že vzduch prichádzajúci k nám od juhu až juhovýchodu je

prevažne suchší a teplejší (v lete sa u nás prejavuje suchým a teplým až horúcim

počasím) ako ten, ktorý k nám prúdi od juhozápadu a má spravidla vyšší obsah vodnej

pary (v lete sa u nás prejavuje vlhkým a teplým počasím). V zime môže občas k nám

preniknúť z Balkánu pomerne studený a vlhký vzduch. V zime vedie prítomnosť

13

pôvodom tropických vzduchových hmôt v našich prírodných podmienkach k

zmierneniu chladnejšieho charakteru počasia s možnosťou výskytu častejších a niekedy

aj výdatnejších zrážok. Arktické vzduchové hmoty ovplyvňujú podnebie strednej

Európy prevažne v zime. Kontinentálny arktický vzduch od severovýchodu je veľmi

studený, stabilne zvrstvený a suchý, morský arktický vzduch od severozápadu až severu

je vlhkejší, obvykle labilne zvrstvený a v malej nadmorskej výške menej chladný.

Výsledkom striedania sa vyššie uvedených vzduchových hmôt v priebehu roka a

skutočnosti, že územie Slovenska je vertikálne značne členité, je genéza pestrej

mozaiky regionálne veľmi odlišných klimatických regiónov na našom území. Horské

pásma, najmä vysoké, tvoria významné klimatické predely a spolu s členitým terénom

podstatne ovplyvňujú jednotlivé klimatické prvky, najmä teplotu vzduchu, atmosférické

zrážky, vlhkosť vzduchu, oblačnosť, slnečný svit a veterné pomery a pod. Preto

klimaticky odlišný charakter majú nížiny, kotliny, doliny, svahy a hrebene horských

masívov. Tvar územia Slovenska, pretiahnutý v západo-východnom smere taktiež

podmieňuje rozdiely teplotných a zrážkových pomeroch západného a východného

Slovenska. V porovnaní so západne ležiacou Českou republikou a Rakúskom sa klíma

na Slovensku prejavuje výraznejšími kontinentálnymi znakmi. Vplyv Atlantického

oceánu na klimatické pomery Slovenska v priemere postupne klesá od západu na

východ, čo sa prejavuje napríklad aj tým, že zimy bývajú na východnom Slovensku v

rovnakej nadmorskej výške až o 3 °C chladnejšie ako na západe územia. Vplyv

Stredozemného mora je komplexnejší, pretože závisí od ročnej doby, smeru prúdenia a

expozície orografie. Všeobecne má stredomorský vplyv najvýraznejšie prejavy na

území južne od Slovenského Rudohoria. Podnebie konkrétneho územia ovplyvňujú i

mikroklimatické faktory, najmä tvar reliéfu (konvexný alebo konkávny), orientácia

reliéfu voči svetovým stranám a prevládajúcemu prúdeniu, relatívna výšková členitosť,

vegetácia i antropogénne vplyvy (www.shmu.sk).

1.1.2 Čo je to klimatická zmena

Podnebie, čiže klíma danej oblasti sa vyznačuje určitou stálosťou. V priebehu

geologických epoch Zeme došlo k významným zmenám klímy ale aj k miernejším

výkyvom klímy v priebehu kratších časových etáp. V tejto spojitosti možno rozlišovať

dva pojmy:

14

Klimatické zmeny, čiže kolísanie a premenlivosť klímy ako dôsledok vplyvu

klimatogenetických faktorov nezávislých od aktivít človeka

Klimatická zmena, alebo zmena klímy, ktorá je zapríčinená antropogénne

podmieneným rastom skleníkového efektu atmosféry (Antal, Špánik, 2004).

Podľa Lapina (2004) pod pojmom klimatická zmena sa rozumie komplex zmien

klímy vyvolaných antropogénne podmieneným zosilneným skleníkového efektu

atmosféry, nezahrňujeme sem prirodzené zmeny a premenlivosť klímy.

Klimatická zmena – pod týmto pojmom rozumieme iba tie zmeny v klimatických

pomeroch, ktoré súvisia s antropogénne podmieneným rastom skleníkového efektu

atmosféry od začiatku priemyselnej revolúcie (po roku 1750). Od konca poslednej doby

ľadovej do roku 1750 sa menila koncentrácie skleníkových plynov v atmosfére iba

nepatrne, odvtedy sa zrýchľuje prírastok všetkých skleníkových plynov v atmosfére

okrem H2O (Lapin, Tomlain, 2001).

Klimatické zmeny – tento termín sa v minulosti používal pre všetky zmeny súvisiace

s klímou. Zmeny klímy prirodzeného charakteru sú najmä zmeny v minulých

geologických dobách Zeme.

1. Premenlivosť klímy – klimatické pomery charakterizujeme stredovými,

rozptylovými, trendovými a cyklickými charakteristikami. Premenlivosť klímy môžeme

podobne charakterizovať aj pre dlhšie časové obdobia ako jeden rok, ako aj pri použití

rôzne dlhých časových období pre hodnoty vstupných údajov spracovania (10 minút,

hodina, deň, pentáda, dekáda, mesiac sezóna, rok, 5, 10, 30 rokov a iné.

2. Kolísanie klímy – prirodzené kolísanie klimatických charakteristík je dané

predovšetkým solárnou klímou (ročný chod, 11 ročný cyklus), iné cykly súvisia

s cykličnosťou niektorých klimatotvorných procesov (napr. 2-ročný cyklus výmeny

medzi južnou a severnou pologuľou ), okrem ročného chodu sú všetky vyjadrené veľmi

slabo, cyklus ľadových dôb má periódu okolo 100 000 až 120 000 rokov, za

nízkofrekvenčné cykly sa považuje kolísanie s periódou dlhšou ako 11 rokov.

Klimatická zmena – pod týmto pojmom rozumieme iba tie zmeny v klimatických

pomeroch, ktoré súvisia s antropogénne podmieneným rastom skleníkového efektu

atmosféry od začiatku priemyselnej revolúcie (po roku 1750). Od konca poslednej doby

ľadovej do roku 1750 sa menila koncentrácie skleníkových plynov v atmosfére iba

15

nepatrne, odvtedy sa zrýchľuje prírastok všetkých skleníkových plynov v atmosfére

okrem H2O (Lapin, Tomlain, 2001).

1.1.3 Príčiny vzniku klimatických zmien

Príčinami klimatický zmien sa zaoberá veľké množstvo hypotéz, ktoré možno

rozdeliť do niekoľkých skupín:

Hypotézy opierajúce sa o faktory, ktorých pôsobenie sa predpokladá, ale

nedokazuje:

Dlhodobé kolísanie solárnej konštanty- predpokladá sa, že pokles hodnoty

solárnej konštanty spôsobuje ochladzovanie a naopak. Príčiny zmien klímy však

niektorí autori videli v zmene solárnej konštanty vplyvom prechodu slnečnej

sústavy v kozmickom priestore cez oblasti s rozdielnym obsahom medzihviezbej

hmoty,

Kolísanie slnečnej aktivity- predpokladá sa, že pri nezmenenej hodnote solárnej

konštanty sa menia toky žiarenia v rôznych častiach spektra a tie vplývajú na

všeobecnú cirkuláciu atmosféry,

Terestrické príčiny- vznik zaľadnení sa predpokladá ako dôsledok zníženej

priepustnosti atmosféry v obdobiach so zvýšenou vulkanickou činnosťou

(Špánik, 1997).

Hypotézy založené na analýze reálne existujúcich faktorov:

Astronomická hypotéza- vychádza zo zmien parametrov dráhy Zeme.

Predpokladajú sa zmeny excentricity dráhy Zeme, zmeny sklonu ekliptiky

k rovine rovníka, zmeny dĺžky perihélia,

Orografická hypotéza- podľa tejto hypotézy sú zmeny klímy spôsobené

zmenami zemského povrchu, čiže zmenami rozmerov a vzájomného rozloženia

pevnín a oceánov zmenami systému morských prúdov a pod (Špánik,1997).

16

Hypotézy založené na štúdiu reálne prebiehajúcich procesov s uvažovaním

spätných väzieb:

Hypotéza o samovoľnom narastaní ľadovcov- pre vznik zaľadnení vo vysokých

zemepisných šírkach postačuje relatívne malý pokles teploty vzduchu.

Kolísanie obsahu CO2 (Špánik, 1997).

1.1.4 Vznik klimatickej zmeny

Výsledky výskumu odborníkov viacerých vedných disciplín poukazujú na to že

klíma prešla v histórii Zeme hlbokými zmenami s klimatickými cyklami trvajúcimi

státisíce až milióny rokov. Počas týchto dlhodobých výkyvov klímy sa výrazne menili

také činitele, akými sú rozloženie pevnín a oceánov, orografia, smery morských prúdov,

zloženie atmosféry, kozmické vplyvy na Zem, sopečná činnosť a pod. (Špánik, 1997).

Informácie o klimatických pomeroch prekambria a paleozoika majú len

približný charakter. Počas prevažnej časti paleozoika a mezozoika prevládala pomerne

teplá klíma s rôznym stupňom zavlaženia. Predovšetkým mierne a vysoké zemepisné

šírky boli v porovnaní so súčasnosťou teplejšie a preto klimatická zonálnosť nebola

ostro vyjadrená. Od polovice treťohôr sa začal proces globálneho ochladzovania, ktorý

bol najmarkantnejší v miernych a najmä vo vysokých zemepisných šírkach. Teplota tu

v zime klesala pod bod mrazu a vytvárala sa snehová pokrývka. Zosilnila sa termická

zonálnosť, vzrástli kontrasty teplôt počas roka a došlo k väčšej diferenciácii

klimatických oblastí Zeme. Proces globálneho ochladzovania sa zosilnil koncom

neogénu v súvislosti so vznikom kontinentálneho zaľadnenia Antarktídy po jej odtrhnutí

od Južnej Ameriky a oddelení od teplej rovníkovej cirkulácie studeným

cirkumantarktickým prúdom. Globálne ochladzovanie Zeme vyvrcholilo v pleistocéne.

Základným rysom pleistocénu bolo striedanie studených období (glaciálov) s teplými

(interglaciálmi) obdobiami. Počas glaciálov sa existujúce pevninské ľadovce a morské

ľady rozširovali smerom k nízkym zemepisným šírkam a v interglaciáloch ustupovali

smerom k pólom. Glaciály boli sprevádzané výrazným znížením hladiny svetových

morí o 100 až 150 m. Klimatické pomery glaciálov sa na celej Zemi vyznačovali

výrazným poklesom teploty vzduchu (pre celú Zem okolo 5 °C, medzi obratníkmi o 4

°C a vo vysokých zemepisných šírkach o 8 až 12 °C. Holocén sa vyznačoval

17

niekoľkými výraznými výkyvmi klímy. Okolo 12 tisíc rokov pred naším letopočtom

nastúpilo intenzívne otepľovanie, ktoré o tisíc rokov neskoršie vystriedalo silné

ochladenie. Po tomto období došlo k ústupu pevninských ľadovcov a otepľujúca

tendencia klímy vrcholila asi pred 7 000 až 5 000 rokmi, keď priemerné ročné teploty

v miernych zemepisných šírkach boli o 2 až 3 °C vyššie ako v súčasnosti. Na počiatku

nášho letopočtu bola klíma podobná súčasnej klíme. Výrazné oteplenie sa vyskytlo

koncom prvého a začiatkom druhého tisícročia nášho letopočtu. V 13. až 18. storočí sa

opäť vyskytlo výrazné ochladenie, zväčšila sa plocha ľadu na oceánoch. Od druhej

polovice 19. storočia sa na severnej pologuli začalo obdobie otepľovania, ktoré sa

výrazne zintenzívnilo v 80. a 90. rokoch 20. storočia (Špánik, 1997).

Globálne otepľovanie je problémom "moderným", t.j. komplexným, týkajúcim

sa celého sveta a prepleteným s inými zložitými problémami akými sú chudoba,

hospodársky rozvoj a populačný rast. Nebude jednoduché tento problém vyriešiť,

ignorovať ho je však oveľa horšie.

1.1.5 Skleníkový efekt

Veľmi vážnym rizikovým faktorom, ktorý úzko súvisí s činnosťou človeka je

trvalý rast koncentrácií plynov spôsobujúcich skleníkový efekt atmosféry. K

skleníkovým plynom sa zaraďuje antropogénne neovplyvňovaná vodná para, ktorá tvorí

asi dve tretiny celkového skleníkového efektu, stratosféricky ozón , oxid uhličitý,

metán, oxid dusný a plyny, ktorých prítomnosť je spôsobená výlučne ľudskou

činnosťou (ww.enviro.gov.sk).

Pod pojmom skleníkový efekt atmosféry rozumieme sumu dôsledkov radiačne

aktívnych plynov v atmosfére, ktoré absorbujú tepelné vyžarovanie Zeme, zohrievajú tú

časť atmosféry, kde sa nachádzajú a spätným vyžarovaním atmosféry udržujú určitú

bilanciu dlhovlnného žiarenia Zeme. V dolnej časti troposféry a na zemskom povrchu sa

tak pri existujúcom skleníkovom efekte atmosféry dlhodobo stabilizuje na Zemi ako

celku určitá priemerná teplota (globálna teplota prízemnej atmosféry), (Lapin, 2002).

18

Obrázok 1 Schéma skleníkového efektu (www.gep.szm.com)

Obrázok 2 Koncentrácia hlavných skleníkových plynov v atmosfére (IPCC, 2001)

19

1.1.5.1 Skleníkové plyny

K skleníkovým plynom patria:

Emisie CO2

Najvýznamnejším antropogénnym zdrojom CO2 je spaľovanie a transformácia

fosílnych palív, ktoré predstavujú viac ako 95 % celkových emisií CO2 v SR. Okrem

toho oxid uhličitý vzniká v technologických procesoch pri výrobe cementu, vápna,

magnezitu a používaní vápenca. V tejto bilancii je zahrnutá aj výroba koksu, železa a

ocele a emisie CO2, vznikajúce pri produkcii hliníka a amoniaku. Pre stanovenie emisií

boli použité emisné faktory, určené na základe obsahu uhlíka v palivách. Do ovzdušia

sa CO2 dostáva aj pri konverzii lúk a lesných plôch na poľnohospodársku pôdu, pri

lesných požiaroch a spaľovaní odpadov.

Očakávaný rast emisií je spojený s oživením priemyselnej produkcie v SR, aj

s prírastkom nových zdrojov, či prechodom na pevné palivá v dôsledku významného

zvýšenia cien zemného plynu. Rovnako vzrastajúcu tendenciu má aj podsektor doprava,

kde sa podľa projekcií budú emisie skleníkových plynov naďalej zvyšovať (Štvrtá

národná správa SR o zmene klímy a Správa o dosiahnutom pokroku pri plnení

Kjótskeho protokolu, 2005).

Emisie CH4

Najväčším zdrojom metánu na území SR je poľnohospodárstvo, veľkochovy

hovädzieho dobytka a ošípaných. Metán vzniká ako priamy produkt látkovej výmeny

bylinožravcov a ako produkt organického odbúravania živočíšnych exkrementov.

Výpočty emisií vychádzajú z údajov uvedených v Štatistickej ročenke SR a v Zelenej

správe, ktorú každoročne publikuje ministerstvo pôdohospodárstva. Odporúčané emisné

faktory IPCC boli modifikované podľa špecifických národných podmienok na základe

zvýšenej efektivity chovov. Najdôležitejšie zmeny, súvisiace s emisiami metánu boli

zaznamenané v podsektore fugitívne emisie z ťažby hnedého uhlia a ťažby a transportu

ropy a zemného plynu, kde boli v spolupráci s expertmi prehodnotené doteraz

používané emisné faktory a vybraté vhodnejšie parametre pre národné podmienky.

Najvýraznejší nárast zaznamenali emisie metánu zo skládkovaného odpadu. (Štvrtá

národná správa SR o zmene klímy a Správa o dosiahnutom pokroku pri plnení

Kjótskeho protokolu, 2005).

20

Emisie N2O

V porovnaní s inými skleníkovými plynmi mechanizmus emisií a záchytov

oxidu dusného nie je celkom preskúmaný. Hodnoty sú zaťažené pomerne značným

stupňom neistoty. Hlavnou príčinou priamych a nepriamych emisií N2O sú prebytky

minerálneho dusíka v pôde (dôsledok intenzívneho hnojenia) a nepriaznivý vzdušný

režim pôd (používanie ťažkých mechanizmov pri obrábaní).

Emisie v energetike a v doprave boli stanovené na základe bilancie spotreby fosílnych

palív, aplikovaním takzvaných default alebo odporúčaných emisných faktorov podľa

IPCC. Zdrojom emisií N2O sú čistiarne komunálnych a priemyselných odpadových vôd

(Štvrtá národná správa SR o zmene klímy a Správa o dosiahnutom pokroku pri

plnení Kjótskeho protokolu, 2005).

Emisie HFCs, PFCs a SF6

Zdroje a emisie fluórovaných plynov sa vyhodnocujú podľa metodiky IPCC a sú

stanovené ako skutočné a potenciálne emisie v rokoch 1995-2003. Tieto plyny sa v SR

nevyrábajú. Zdrojom emisií je ich používanie ako chladivá, hasivá, napeňovadlá v

rozpúšťadlách, SF6 ako izolačný plyn v transformátoroch a v metalurgickom priemysle.

Pri výrobe hliníka vznikajú CF4 a C2F6.

Používanie HFCs, PFCs a SF6 od roku 1995 narastá a tento trend sa očakáva aj v

budúcnosti. Celkové emisie F-plynov v roku 2003 opäť výraznejšie vzrástli, čo je v

súlade s očakávaným vývojom v tejto oblasti. Emisie F-plynov sú zvláštna oblasť pre

bilancovanie vzhľadom na svoju dlhú životnosť, okrem aktuálnych emisií sa počíta aj s

potenciálnymi emisiami. Najvýraznejší nárast zaznamenali emisie HFCs, ktorými sa

nahrádzajú doteraz používané PFCs, ktoré naopak výrazne klesli oproti základnému

roku. Emisie CF4 a C2F6 sa uvoľňujú pri výrobe hliníka a podobne ako emisie SF6 bol

ich nárast spôsobený zvyšovaním výrobnej kapacity (Štvrtá národná správa SR o

zmene klímy a Správa o dosiahnutom pokroku pri plnení Kjótskeho protokolu,

2005).

Ozón O3

Ozón je vysoko jedovatou a korozívnou zlúčeninou ako aj bežnou znečisťujúcou

látkou. Ozón vzniká v atmosfére reakciou oxidov dusíka, uhľovodíkov a slnečného

žiarenia. Ďalšími zdrojmi, ktoré vytvárajú určitú časť ozónu a ktorá môže by

identifikovaná čuchom sú elektrické prístroje ako napr. televízne prijímače, kopírovacie

21

stroje a elektrické motory (Štvrtá národná správa SR o zmene klímy a Správa o

dosiahnutom pokroku pri plnení Kjótskeho protokolu, 2005).

1.1.6 Modely všeobecnej cirkulácie atmosféry a scenáre klimatickej zmeny

Z uvedených informáciího vyplýva, že zosilňujúci skleníkový efekt atmosféry

bude veľmi pravdepodobne viesť ku globálnemu otepleniu a následne k zmene ďalších

charakteristík klímy na Zemi, teda k „zmene klímy“. Keďže sú stále ešte závažné

neistoty v uvedených zmenách, nie sme schopní pripraviť prognózu budúceho vývoja

klímy ale iba viac-menej pravdepodobný vývoj v tvare alternatívnych scenárov (Lapin,

2002).

Klimatický scenár je definovaný ako vnútorne konzistentný odhad budúcich

klimatických zmien, konštruovaný metódami založenými na zdravých vedeckých

princípoch, ktorý môže poskytnúť rozumné odpovede o fungovaní environmentálnych

a sociálnych systémov pri zmene klímy v budúcnosti (Viner, Hulm, 1994).

Alternatívne (krajné hodnoty najpravdepodobnejších prípadov) scenáre sa

pripravujú aj preto, lebo nevieme s dostatočnou presnosťou predpovedať ani počet

obyvateľov na Zemi a ani budúcu spotrebu fosílnych palív a emisiu skleníkových

plynov do atmosféry. Konvenčne pripravované klimatické scenáre nepredpokladajú

náhlu (skokovú) zmenu globálnej a ani regionálnej klímy na Zemi do roku 2100

(Lapin, 2002).

Podľa Lapina (2002) scenáre klimatickej zmeny by mali spĺňať niekoľko

predpokladov, medzi ktorými nesmú chýbať predovšetkým scenáre, ktoré musia

reprezentovať budúcu klímu vybraných lokalít čo najvernejšie a musia byť okrem toho

aj alternatívne.

Scenáre SR pre zmeny teploty vzduchu (T), úhrnov zrážok (R) a hustoty toku

globálnej slnečnej radiácie (GR) boli vypracované v rokoch 1995 a 1996 na základe

výstupov. V súčasnosti sa pre identifikáciu očakávanej klimatickej zmeny využívajú

novovytvorené scenáre klimatickej zmeny (Lapin, Melo 2002) modifikované na

podmienky SR podľa modelárskych centier v Kanade a USA (CCCM z Kanadského

strediska pre modelovanie klímy a GISS z Goddardovho ústavu pre vesmírne štúdie

v NASA). Ide o najnovšie prepojené atmosféricko-oceánické modely CCCM1997

a CCCM2000 (Kanada) a GISS1998 (USA), pre modelovanie ktorých bola použitá

rozsiahla údajová základňa z meraní v sieti klimatologických a zrážkomerných staníc

22

SHMÚ z obdobia 1901 – 2000, pričom väčšina z týchto údajov prešla testami časovej

homogenity klimatických radov. Ide o scenáre na báze GCM modelované pre časové

rady mesačných hodnôt obdobia 2001 – 2090, pri ktorých sa preferovalo referenčné

obdobie 1901 – 1990 (prípadne 1951 – 1990). 10 ročná perióda 1990 – 2000 sa

z hodnotenia vynechala v dôsledku výskytu častých extremít počasia. Ukážky nových

scenárov pre Slovensko sú uvedené na obr. 1.4 a 1.5. V rokoch 2000 – 2003 sa už

objavili aj prvé regionálne modely všeobecnej cirkulácie atmosféry s detailnejšou

orografiou a hustejšou sieťou uzlových bodov – RCMs (GCMs majú rozlíšenie okolo

300 x 300 km). Objavili sa aj výstupy GCMs s denným krokom, vrátane uvažovania

extrémov a variability (Sobocká et al., 2005).

1.1.7 Dohovory a záväzky SR súvisiace so zmenou klímy

Svetový klimatický program (WCP) bol prijatý na 8. zasadaní Kongresu

Svetovej meteorologickej organizácie (WMO) v r. 1979, Valné zhromaždenie

Organizácie spojených národov v decembri 1988 prijalo rezolúciu „Ochrana klímy

Zeme pre súčasnú a budúcu generáciu ľudstva“. Táto rezolúcia vyzýva vlády,

medzivládne a nevládne organizácie a vedecké inštitúcie k tomu, aby prednostne

venovali pozornosť štúdiu zmien klimatického systému Zeme a na tento účel vytvárali

skupiny odborníkov a riešili výskumné programy smerujúce k lepšiemu pochopeniu

mechanizmu klimatických zmien vrátane ich regionálnych

aspektov a dopadov na vzťahy človek – klíma.

Konferencia OSN o životnom prostredí a rozvoji, ktorá sa konala v Rio de

Janeiro v júni 1992, bola vyvrcholením úsilia početných medzinárodných organizácií

a vlád v oblasti globálnych environmentálnych problémov. Na konferencii bolo

predložených 5 rámcových dohôd, resp. konvencií OSN na podpis vyše 160 prítomným

vládnym delegáciám. Problematiky klimatickej zmeny (zmeny charakteru podnebia

v globálnom meradle vplyvom antropogénne podmieneného rastu skleníkového efektu

atmosféry) sa bezprostredne dotýka „Rámcový dohovor OSN o klimatickej zmene“

(FCCC) a „Agenda 21. storočie“. Slovenská republika podpísala FCCC 18. 8. 1994

a uložením ratifikačných listín v príslušnej inštitúcii OSN koncom augusta 1994 sa

Slovenska republika stala 89. právoplatným členom FCCC (Framework Convention on

Climate Change). Všetky štáty sveta, teda aj Slovenská republika, by mali podľa svojich

možností plniť nasledujúce záväzky zahrnuté do FCCC:

23

robiť inventarizáciu emisie a záchytu skleníkových plynov (CO2, CH4, N2O,

H2O a i.),

zabraňovať zbytočným únikom skleníkových plynov z rezervárov a kontajnerov,

redukovať spotrebu skleníkových plynov,

pripravovať sa na adaptáciu proti dôsledkom očakávanej zmeny klímy,

v strategických zámeroch prihliadať na možné zmeny klímy v budúcnosti,

podporovať výskum zameraný na zmiernenie rizika očakávanej zmeny klímy,

podporovať informovanosť o príčinách možných dôsledkov očakávanej zmeny

klímy v najbližších desaťročiach,

informovať príslušné medzinárodné inštitúcie o realizácií opatrení.

Konečným cieľom FCCC je stabilizovať koncentrácie skleníkových plynov

v atmosfére na takej úrovni, ktorá by umožňovala predísť nebezpečným dôsledkom

interakcie ľudstva a klimatického systému Zeme. Táto úroveň by sa mala dosiahnuť

v prijateľnom časovom horizonte tak, aby sa mohli ekosystémy prispôsobiť zmene

klímy prirodzenou cestou, pričom by nebol ohrozený ekonomický rozvoj a produkcia

potravín (Špánik, 1997).

Obdobie od prijatia Rámcového dohovoru o klimatickej zmene na Konferencii

o životnom prostredí a rozvoji v Riu de Janeiro v roku 1992 možno charakterizovať ako

obdobie zvýšeného úsilia o sformovanie efektívnej stratégie znižovania emisií

skleníkových plynov do právne záväznej podoby s čo možno najpresnejšie

definovanými pravidlami a kontrolným mechanizmom.

V máji 2002 SR ratifikovala „Kjótsky protokol“. Podľa znenia záverečného

protokolu z Kjóta sa krajiny Prílohy I dohodli na znížení výslednej emisie všetkých

šiestich skleníkových plynov (CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs a SF6) v priemere o 5,2%

z úrovne roka 1990 počas cieľového obdobia rokov 2008-2012. Slovenská republika,

rovnako ako EÚ, prijala záväzok na 8% zníženie v porovnaní s úrovňou emisií

v základnom roku 1990. Kjótsky protokol vo všeobecnosti rozšíril možnosti krajín pri

výbere spôsobu a nástrojov, ktoré sú na splnenie redukčných cieľov, s ohľadom na

špecifické podmienky krajiny najvhodnejšie. Podstatou spoločného plnenia záväzkov

a mechanizmu čistého rozvoja je získanie emisných redukčných kreditov na základe

investície (vrátane transferov technológií) v krajinách s transformujúcou sa

ekonomikou, resp. v rozvojových krajinách, obchodovanie s ušetrenými emisiami zasa

24

umožňuje nákup a predaj emisných redukčných kreditov podľa dohodnutej schémy

v rámci krajín Prílohy I. (Tretia národná správa o zmene klímy, 2001).

Európska únia v záujme splnenia tohto záväzku prijala v októbri 2003 smernicu

2003/87/ES, ktorou sa ustanovuje schéma obchodovania s emisnými kvótami

skleníkových plynov a ktorou sa dopĺňa smernica 96/61/ES o integrovanej prevencii

a kontrole znečisťovania. Slovenská republika ako členský štát bola povinná túto

smernicu transponovať do národnej legislatívy a následne implementovať. Slovensko

transponovalo smernicu zákonom 572/2004 Z.z. o obchodovaní s emisnými kvótami.

Jedným z prvkov smernice je potreba prideliť kvóty skleníkových plynov jednotlivým

zdrojom emisií prostredníctvom národného alokačného plánu (Národný alokačný plán

na roky 2005-2007, 2005).

V roku 2009 sa v Kodani konalo rokovanie delegátov svetového summitu

o klimatickej zmene, ktorého cieľom bola príprava podkladov pre dokument, ktorý by

nahradil Kjótsky protokol. V Kodani rezonovali predovšetkým odlišné názory

rozvinutých a rozvojových krajín na riešenie problému klimatickej zmeny, pretože je

známe, že hlavnými producentmi skleníkových plynov sú dlhodobo rozvinuté krajiny

s vysokým podielom spotreby fosílnych palív (uhlie, ropa, zemný plyn) (Lapin, 2009).

V rámci rokovaní sa navrhlo vytvorenie Kodanského zeleného klimatického fondu, kde

Kodanská dohoda zabezpečila dodatočnú finančnú pomoc na klimatické projekty

v období rokov 2010 – 2012. Ide o peniaze na tzv. „rýchlo začínajúce“ projekty, ktoré

budú realizované v najchudobnejších krajinách a ich cieľom bude pomoc v

prispôsobovaní sa zmenenému podnebiu. V záverečnej „Dohode z Kodane“ je prísľub

zúčastnených krajín, že sa vynasnažia prijať také opatrenia, aby človekom spôsobené

globálne otepľovanie neprekročilo 2 ºC v priemere na celej Zemi. Očakáva sa, že do

novembra 2010 prebehne ešte rad rokovaní na národnej aj medzinárodnej úrovni. Každá

krajina spomedzi 193 zúčastnených delegácií si musí pripraviť vlastnú stratégiu

redukcie emisií skleníkových plynov do atmosféry a adaptačné opatrenia na zmiernenie

negatívnych dôsledkov klimatickej zmeny s vyhodnotením ziskov a nákladov

1.1.8 Klimatické zmeny a zrážky

Klimatické zmeny vyvolajú väčšie zrážky, ale tiež aj väčšie odparovanie. Vo

všeobecnosti toto zosilnenie hydrologického cyklu povedie k vlhšej klíme. IPCC

predpokladá, že priemerné globálne zrážky vzrastú počas 21. storočia o 5 až 20 %, hoci

25

na regionálnej úrovni sa predpokladá tak nárast ako aj pokles zrážok. Z modelovania

klímy tiež vyplýva, že odparovanie vody bude v dôsledku narastania teploty

intenzívnejšie, čím vzrastie tak množstvo, intenzita ako aj výskyt zrážok (Bédi, 2002).

Odborníci tiež očakávajú stále viac silných zrážok kratšieho trvania a

následkom toho častejšie záplavy. Vo svete klimatického zmätku si budeme musieť

pravdepodobne zvykať na zdanlivo protichodné súčasné udalosti ako sú suchá a

záplavy. Súvisí to s tým, že zmena zrážkovej činnosti ovplyvní množstvo zachytenej

vody. Viaceré modely poukazujú na to, že odtok vody z krajiny sa stane

intenzívnejším. To zvýši prietoky v riekach a následne záplavy, pričom sa zníži

schopnosť pôdy pohlcovať vodu (Bédi, 2002).

Podľa Bédiho (2002) sezónne zmeny zrážkovej činnosti môžu tiež ovplyvniť

regionálne rozloženie zásob tak podzemnej ako aj povrchovej vody. Čím suchšia

klíma, tým citlivejšia je miestna hydrológia. Relatívne malé zmeny teploty a zrážok

môžu spôsobiť relatívne veľké zmeny prietokov. Púštne a polopúštne oblasti budú

preto obzvlášť citlivé na zníženú zrážkovú činnosť a zvýšené odparovanie a rastlinné

dýchanie. Vyššie položené oblasti môžu vykazovať vyššie prietoky v dôsledku

väčších zrážok. Prietoky vody sú ovplyvňované aj zníženým snežením

a zmenšovaním ľadovcov obzvlášť na jar a v lete kedy sa voda využíva

v poľnohospodárstve a prispieva najviac k výrobe elektrickej energie vo vodných

elektrárňach. Všetky klimatické modely poukazujú na zvýšenú pôdnu vlhkosť v

severnejšie položených oblastiach v zimných mesiacoch. Väčšina modelov

predpokladá zníženie pôdnej vlhkosti v severných a stredných zemepisných dĺžkach

v letných mesiacoch, ktoré zahrňujú niektoré dôležité poľnohospodárske oblasti

Európy a Severnej Ameriky.

Stúpajúca hladina morí povedie k zaplaveniu pobrežných zásob sladkej vody.

Pobrežné rezerváry sladkej vody môžu byť úplne zničené prienikom slanej morskej

vody po tom ako sa zvýši hladina morí. Pohyb slanej vody smerom hore ústím riek

ovplyvní zavlažovanie sladkou vodou na hornom toku riek.

Znížené zásoby vody budú vytvárať dodatočný tlak na ľudí,

poľnohospodárstvo a životné prostredie. Regionálne zásoby vody obzvlášť

v rozvojových krajinách sa dostanú v 21. st. do viacerých problémov. Klimatické

zmeny znásobia problémy spojené so znečistením vodných zdrojov.

Najzraniteľnejšími oblasťami sú púštne a polopúštne regióny, niektoré nízkopoložené

26

miesta, delty riek a malé ostrovy. Dodatočné problémy s vodou môžu vyvolať

konflikty medzi národmi. Existuje viacero súvislostí medzi klimatickými zmenami,

dostupnosťou vody, produkciou potravín, rastom populácie a ekonomikou krajín.

Avšak klimatické zmeny pravdepodobne prispejú k ekonomickým a politickým

problémom obzvlášť v regiónoch, kde už dnes je nedostatok vody. Vo svete existuje

viacero krajín, ktoré sa delia so svojimi susedmi o zdroje vody, pričom často tieto

zdroje boli príčinou medzinárodných konfliktov (Bédi, 2002).

1.2 Vlhkosť pôdy

1.2.1 Pôdna voda

Podľa Sotákovej (1981) pôdna voda predstavuje súborné označenie celkového

množstva vody v pôde v kvapalnom, pevnom i plynnom skupenstve. Pôdna voda je

neoddeliteľnou súčasťou vody cirkulujúcej medzi vodou litosféry, hydrosféry

a atmosféry pri aktívnej účasti biosféry.

Podľa Antala (1996) má z hľadiska pestovania poľnohospodárskych plodín

najväčší význam tá časť podpovrchovej vody, ktorá sa nachádza v dosahu koreňovej

sústavy pestovaných poľnohospodárskych plodín, a ktorá sa nachádza v kvapalnom

skupenstve. Táto časť podpovrchovej vody sa označuje termínom pôdna voda.

Pôdna voda je časť podpovrchovej vody (bez ohľadu na skupenstvo), ktorá

nevytvára súvislú hladinu a nevypĺňa všetky póry. Vyskytuje sa v prevzdušnenom

pásme, kde sú póry vyplnené vodou a vzduchom.

Hlavným zdrojom pôdnej vody sú atmosférické zrážky, prípadne podzemné

vody, ktoré v prípade nie veľkej hĺbky výskytu môžu byť súčasťou pôdnej vody. Pôda

prijíma vodu atmosférických zrážok, zadržiava ju, akumuluje ju a postupne

prerozdeľuje medzi jednotlivými zložkami prírodného prostredia. Pôda obmedzuje

povrchový odtok a významným spôsobom usmerňuje tvorbu a doplňovanie zásob

atmosférických zrážok. Rozčlenenie pôdneho profilu na zákonite usporiadané genetické

horizonty, charakteristické pre každý pôdny typ je do značnej miery výsledkom

translokačného účinku kvapalnej vody. To znamená, že voda je významným činiteľom

zvetrávania a pôdotvorného procesu a výsledky jej účinnosti sa výrazne prejavujú

v stratigrafii a morfológii pôdotvorných substrátov i pôdnych typov (Sotáková S.,

1981).

27

Nesmierny význam má pôdna voda pre život rastlín a úrodnosť pôd. Zachováva

existenciu a umožňuje reprodukciu všetkých živých organizmov. Voda, ktorú čerpajú

rastliny z pôdy pomocou koreňov tvorí podstatnú časť ich tela. Okrem toho pôdna voda

rozpúšťa a privádza živiny a kyslík ku koreňom a rozvádza ich po rastlinnom

organizme. Voda v pôde má vplyv na formovanie všetkých vlastností. Voda pôsobí

v pôde ako termolegulátor, určuje príjem a výdaj tepla z pôdy a cez rastliny, pri výpare

a transpirácii (Sotáková S., 1981).

1.2.2 Voda v pôde a jej vodnofyzikálne vlastnosti

Podľa Sotákovej (1981) sú okrem atmosférickým zrážok ďalším zdrojom

pôdnej vody aj vnútorný a povrchový prítok, ako aj vzlízanie podzemnej vody. Menej

výdatným zdrojom je kondenzácia vodných pár. Účinnosť vody v pôde závisí od stupňa

vlhkosti, čiže od toho množstva vody, ktoré sa do pôdy dostane. O tomto množstve

rozhoduje veľa faktorov, ako je svahovitosť, rastlinný pokryv, zrnitosť, štruktúrnosť

a pórovitosť pôdy, ktoré určujú schopnosti pôdy prijímať, zadržiavať a prepúšťať vodu.

1.2.2.1 Statika a dynamika pôdnej vody

Vzťah pôdy k vode z rôznych zdrojov ovplyvňuje množstvo prijímanej vody,

formu vody i jej pohyb. Podľa vzťahov pôdy k vode môžeme rozlišovať statiku

a dynamiku pôdnej vody.

Podľa Sotákovej (1981) statiku pôdnej vody charakterizuje obsah vody v pôde

a vyjadruje ju momentálna vlhkosť a vodná kapacita.

Podľa Antala (1996) na pôdnu vodu pôsobia sily rôznej podstaty, rôzneho

smeru i rôznej veľkosti. Výsledkom síl je buď rovnovážny alebo nerovnovážny stav

pôdnej vody. Statika pôdnej vody sa vlastne zaoberá štúdiom rovnovážneho stavu

pôdnej vody, t.j. stavom, v ktorom sa pôdna voda nepohybuje.

Dynamika pôdnej vody vyplýva z pôsobenia rôznych síl, ktoré umožňujú pohyb

vody v pôde zasakovaním, presakovaním a vzlínaním, alebo tento pohyb obmedzujú.

Na vodu v pôde neustále pôsobia sily gravitácie, kapilarity, sorpcie, osmotického tlaku,

sacie sily koreňov (Sotáková, 1981).

Podľa Antala, Špánika a kol., (2004) celkový potenciál pôdnej vody je

množstvo práce na jednotkové množstvo vody, ktoré muselo byť reverzibilne

28

a izotermne vykonané vonkajšími silami, aby sa prenieslo nekonečne malé množstvo

vody z referenčného stavu k danému bodu systému voda – pôda.

Potenciál pôdnej vody umožňuje charakterizovať súčasné pôsobenie všetkých síl

na vodu v pôde, a to gravitačných , kapilárnych, osmotických, sorpčných, tlakových

a pneumatických. Súčtom potenciálov pôsobiacich na vodu v pôde je celkový potenciál

pôdnej vody, ktorý vyjadruje množstvo práce, ktoré treba vykonať, aby sa jednotkové

množstvo vody dostalo z rovinnej voľnej hladiny vody bez solí k určenému bodu

systému voda – zemina pri určitej vlhkosti, koncentrácií pôdneho roztoku a tlaku

(Sotáková, 1981).

1.2.3 Pôdna vlhkosť

Pôdna vlhkosť sa zaraďuje medzi najvýznamnejšie faktory, ovplyvňujúce stav

a produktívnosť poľnohospodárskych plodín.

Pod pojmom vlhkosť pôdy máme na mysli všetku pôdnu vodu (v rôznych

formách) využiteľnú rastlinami, ktorá sa v pôde nachádza v okamžiku merania (Pevný,

1972).

Vlhkosť pôdy je základnou kvantitatívnou charakteristikou vzťahu pôdy a vody.

Udáva sa pomerom hmotnosti alebo objemu pôdnej vody k hmotnosti alebo objemu

vysušenej pôdy (Sotáková S., 1981).

Podľa Antala, Špánika a kol. (2004) sa vlhkosťou pôdy nazýva obsah vody

v pôde, ak je vyjadrený v relatívnych jednotkách. Relatívny obsah vody v pôde sa

vyjadruje ako:

hmotnostná vlhkosť pôdy

w= [ M. M-1] (1)

w = .100 [% hm.] (2)

objemová vlhkosť pôdy

Θ = [L³. L-³] (3)

Θ = . 100 [ % obj. ]. (4)

29

Medzi objemovou a hmotnostnou vlhkosťou pôdy platí vzťah :

Θ = [t. m-³] (5)

1.2.3.1 Hydrolimity

V prírodných podmienkach sa môže pôdna vlhkosť pohybovať vo veľmi veľkom

rozpätí, a to od úplne suchej pôdy až po úplne vlhkú pôdu. Medzi týmito dvomi

hraničnými hodnotami sa vlhkosť pôdy mení, napr. vplyvom evapotranspirácie,

infiltrácie zrážkovej alebo závlahovej vody a pod., pričom dosahuje určité

charakteristické hodnoty, tzv. hydrolimity, ktoré podľa pôvodných predstáv o pôdnej

vode má charakterizovať:

hranice medzi jednotlivými kategóriami pôdnej vody,

hranice rôznej pohyblivosti pôdnej vody,

hranice rôznej prístupnosti pôdnej vody pre rastliny (Antal, Špánik a kol.

2004).

Sotáková (1981) charakterizuje, podľa toho, ktoré sily najviac ovplyvňujú správanie sa

pôdnej vody, že sa rozoznávajú 3 základné kategórie pôdnej vody:

adsorbčná pôdna voda- Vzniká pri vsakovaní zrážok do zeme a preteká

prevzdušneným pásmom do pásma nasýtenia. Ovplyvňovaná prevažne

adsorbčnými silami, ktoré vznikajú na povrchu pôdnych častíc,

kapilárna pôdna voda- Vzniká pri vsakovaní zrážok a vzlínaním z hladiny

podzemnej vody. Ovplyvňovaná prevažne kapilárnymi silami, ktoré vznikajú

zakrivením vodnej hladiny v pôdnych póroch, nie je homogénna,

gravitačná pôdna voda- ovplyvňovaná prevažne silou zemskej gravitácie.

Akumuláciou prebytku gravitačnej vody na vodonosných horizontoch a vrstvách

vzniká podzemná voda.

Podľa Antala (1996) hranice medzi jednotlivými kategóriami pôdnej vody predstavujú

nasledovné vlhkosti pôdy, resp. hydrolimity:

1. Adsorbčná vodná kapacita (ΘA, wA) – hydrolimit charakterizovaný vlhkosťou

pôdy na hranici medzi adsorbčnou a kapilárnou pôdnou vodou. Vyjadruje

maximálne množstvo vody, ktoré je v pôde viazané adsorbčnými silami.

30

2. Poľná vodná kapacita (ΘB, wPK)- hydrolimit, charakterizovaný vlhkosť pôdy na

hranici medzi kapilárnou a gravitačnou vodou. Vyjadruje maximálne množstvo

zavesenej vody v skutočne pôdnom profile, odmerané v poľných podmienkach.

3. Plná vodná kapacita (Θs, ws) – hydrolimit, charakterizovaný vlhkosťou pôdy pri

úplnom zaplnení pôdnych pórov vodou. Vyjadruje maximálne množstvo vody,

ktoré sa môže v pôde nachádzať.

Prístupnosť pôdnej vody pre rastliny podrobnejšie charakterizujú hydrolimity:

1. Bod zníženej dostupnosti (Θzd, wzd) – hydrolimit, charakterizovaný vlhkosťou

pôdy, pri ktorej sa už podstatne znižuje pohyblivosť pôdnej vody a jej

prístupnosť pre rastliny.

2. Bod vädnutia (Θv, wv) – hydrolimit, charakterizovaný vlhkosťou pôdy, pri ktorej

sú rastliny trvale nedostatočne zásobované pôdnou vodou, pretože intenzita

absorbcie vody koreňmi rastlín je podstatne nižšia, ako je intenzita transpirácie,

v dôsledku čoho rastliny vädnú a hynú. Vädnutie rastlín pritom neprestáva ani

po ich vložení do atmosféry nasýtenej vodnou parou.

1.2.4 Základné metódy posudzovania vlhkosti pôd

Medzi základné metódy posudzovania vlhka pôd patria napr.:

Agrolimatický teplotný ukazovateľ (TS10) - čo je teplotná suma za obdobie s

priemernou dennou teplotou >10°C (Kurpelová a kol., 1975),

Agroklimatický vlahový ukazovateľ KVI-VIII [mm] je daný rozdielom

potenciálneho výparu E0 a úhrnu zrážok v letných mesiacoch VI-VIII, ZVI-VIII (Tomlain, 1997),

Palmerova metóda výpočtu vodnej bilancie- pri výpočte PDSI sa používa

dvojvrstvový model pre stanovenie zásoby pôdnej vody, pričom horná vrstva je

tá, z ktorej je možné odobrať 25,4mm (1“) vody (od stavu poľnej vodnej

kapacity po bod vädnutia). Podľa druhu pôdy je mocnosť tejto vrstvy rozdielna,

zásoba v dolnej vrstve podobne. Algoritmus výpočtu predpokladá, že:

doplnenie, (spotreba) vody v dolnom horizonte nastáva až vtedy, ak je nasýtený

(vyčerpaný) horný horizont

strata vody evapotranspiráciou nastáva vtedy, keď prevyšuje vo výpočtovom

období zrážky,

31

strata vody evapotranspiráciou v hornom horizonte je rovná potenciálnej

evapotranspirácii,

strata vody v dolnom horizonte je funkciou počiatočného obsahu vody v tomto

horizonte, potenciálnej evapotranspirácie a využiteľnej vodnej kapacity oboch

horizontov,

odtok (priesak) vody nastáva vtedy, a len vtedy, ak je v oboch horizontoch

dosiahnutá ich využiteľná vodná kapacita.

1.3 Zrážky

Podľa Pevného (1972) atmosférické zrážky (hydrometeory) sú produktami

kondenzácie alebo sublimácie vodnej pary, ktoré v kvapalnom, alebo tuhom skupenstve

vypadávajú z oblakov (hmiel) na zemský povrch (zrážky vertikálne), alebo sa usadzujú

- vyčesávajú na povrchu predmetov a pôdy (zrážky horizontálne).

Rozdelenie zrážok:

1) zrážky vertikálne - zrážky padajúce - tvoriace sa v atmosfére, padajúce na aktívny

povrch v dôsledku gravitácie. Patria sem: dážď, sneh, krúpy a iné,

2) zrážky horizontálne

a) zachytené - vytvorené v atmosfére a v dôsledku horizontálneho prúdenia

zachytené na prekážkach. Patria sem horizontálne zrážky z hmly, zrnitá

námraza,

b) zrážky usadené - vznikajúce v dôsledku kondenzácie, resp. sublimácie vodnej

pary na povrchu a predmetoch, napr.: horizontálne zrážky z rosy, srieň, osuheľ,

šedý mráz, kryštalická námraza – inovať

1.3.1 Vertikálne tvary a druhy zrážok

Dážď padá najčastejšie z oblakov Nimbostratus a Cumulonimbus. Vodné

kvapky majú priemer 0,5–8,0 mm. Dažďová voda nie je chemicky čistá. Obsahuje

okrem pevnej, alebo rozpustenej látky ešte pohltený kyslík, dusík, oxid uhličitý,

amoniak, oxidy dusíka, baktérie a iné nečistoty, s ktorými sa stretli vodné kvapky vo

vzduchu. Teplota dažďových kvapiek je obyčajne o 3,0 až 5,0 °C nižšia ako teplota

vzduchu (Špánik, Šiška a kol., 1996).

32

Mrholenie tvoria veľmi drobné kvapky s priemerom 0,05 až 0,5 mm. Sú to

slabé rovnomerne husté zrážky. Rýchlosť pádu kvapiek je veľmi malá a vietor ich

zanáša aj pod kryté miesta. Mrholenie pri hmle sa nazýva mženie. Zdrojom mrholenia

sú nízke oblaky Stratus (Pevný, 1972).

Zmrznutý dážď pozostáva zo zmrznutých vodných kvapiek guľového alebo

pretiahnutého tvaru, najčastejšie s priemerom 1 až 4 mm. Tvrdé guľôčky sa pri páde na

zem počuteľne odrážajú. Padá obyčajne na teplom fronte (Špánik, Šiška a kol., 2004).

Sneh tvoria elementárne ľadové kryštáliky vznikajúce pri záporných teplotách

sublimáciou pary. Snehová hviezdica môže obsahovať 2-3 tisíc elementárnych

ľadových kryštálikov. Pri teplotách okolo 0,0 °C padá tzv. mokrý sneh alebo sneh

s dažďom, pre ktorý sú typické veľké chumáče snehu, vznikajúce zlepovaním

ovlhnutých snehových hviezdice (Antal, Špánik a kol., 2004).

Snehové krúpky sú opálovo biele, približne guľovitého tvaru s priemerom 2 až

5 mm. Majú kryštalickú snehovú štruktúru s drsným povrchom a sú krehké. Vypadajú

z oblakov Nimbostratus alebo Cumulonimbus, pri prízemných teplotách okolo 0, 0°C

(Antal, Špánik a kol., 2004).

Snehová krupica sa podobá snehovým krúpkom, jej častice sú však menšie ako

1 mm, nepriehľadné, s kryštalickou štruktúrou. Padajú najčastejšie z oblakov Stratus

a hustej hmly (Špánik, Šiška a kol., 2004).

Ľadové krúpky majú rovnakú veľkosť ako snehové, tvar guľovitý až vajcovitý

s hladkým povrchom, sú polopriesvitné, tvrdé, pri náraze na zem sa odrážajú. Padajú

z Nimbostratus alebo Cumulonimbus pri záporných teplotách (Špánik, Šiška a kol,

2004).

Krúpy vznikajú v Cumulonimbus pri búrkach v letnom období ako veľké

ľadové častice, guľového až nepravidelného tvaru s priemerom 5 až 50 mm. Sú

nepriehľadné. Krúpy sú tým väčšie, čím väčšiu dráhu prekonali v prechladenom oblaku

(Špánik, Šiška a kol., 2004).

Ľadové ihličky majú tvar šesťlúčových ľadových hranolčekov a doštičiek.

Tvoria sa při silných mrazoch. Sú dobre viditeľné, vo vzduchu sa trblietajú odrazom

slnečných lúčov. Vznikajú spolu s prechladenou hmlou za anticyklonálnej situácie

(Špánik, Šiška a kol., 2004).

V prízemnej vrstve atmosféry kondenzáciou vznikajú dymno a hmla.

33

Dymno predstavuje začiatočné štádium vzniku hmly. Tvoria ho mikroskopické

čiastočky vody. Nevyvoláva pocit vlhka, zoslabuje však farby krajiny a zmenšuje

dohľadnosť. Dohľadnosť je vždy väčšia ako 1 km (Antal, Špánik a kol., 2004).

Podľa Antala, Špánika a kol. (2004) hmla je zložená z drobných vodných

kvapiek, niekedy aj z drobných ľadových kryštálikov. Vzniká vo väčšom priestorovom

rozsahu a dohľadnosť v nej je vždy väčšia ako 1km. Podľa podmienok vzniku sa delia

hmly na:

hmly z ochladzovania,

hmly z vyparovania,

hmly zo zmiešania dvoch vzduchových hmôt.

Intenzitu hmly stanovujeme podľa dohľadnosti:

0 - slabá: dohľadnosť 500 – 1000 m

1 - mierna: dohľadnosť 200 – 500 m

2 - silná: dohľadnosť 50 – 200 m

3 - veľmi silná: dohľadnosť menej ako 50m

1.3.1.1 Delenie dažďov

Dažde možno deliť podľa viacerých kritérií, ale aj podľa pôvodu:

Dažde konvektívne, sú to dažde z tepla. Vznikajú pri termických konvekciách

a vyskytujú sa prudké lokálne dažde s malým plošným rozsahom,

Dažde orografické, ku ktorým dochádza pri výstupe vzduchových hmôt do vyšších

polôh vplyvom reliéfu,

Dažde frontálne vznikajú v cyklónach a v oblasti atmosférických frontov (Antal,

Špánik F a kol., 2004).

Podľa Antala, Špánika a kol. (2004) ďalej dažde delíme podľa trvania

a rozlohy na:

Krátkodobé dažde, ktoré sú obyčajne veľmi výdatné, krátko trvajúce, s malou plošnou

rozlohou, zapríčiňujú rozvodnenie malých tokov a najväčšie zaťaženie kanalizačných

sietí, čiže sú z vodohospodárskeho hľadiska veľmi dôležité.

Dlhodobé- regionálne dažde majú veľkú plošnú rozlohu, ale obyčajne malú intenzitu.

Tieto dažde zapríčiňujú povodne riek.

34

1.3.1.2 Meranie vertikálnych zrážok

Medzi zariadenia, ktorými môžeme vertikálne zrážky patrí:

a) Staničný zrážkomer, tiež označovaný ako ombrometer, patrí k

najjednoduchším, ale k najrozšírenejším meteorologickým prístrojom. Určovanie

množstva zrážok sa uskutočňuje na objemovom princípe. Štandardný zrážkomer tvorí

súprava štyroch súčastí: zrážková nádoba, lievik, kanvica a odmerka. Kompletný

zrážkomer má dve takého nádoby, jedna je rezervná na zimu. Na zrážkomernú nádobu

sa nasadzuje lievik o záchytnom plošnom obsahu 0,05 m2 t.j. 500 cm2. Zrážkomerná 2 l

kanvica sa umiestňuje na dno základnej nádoby. Celý zrážkomer je umiestnený na

podstavci tak, aby horný okraj lievika bol asi 1 m nad povrchom. Zrážkomery majú byť

umiestnené na voľnom priestranstve, ak to nie je možné, majú byť vzdialené od

okolitých objektov v štvornásobnej vzdialenosti výšky objektov. Množstvo vody v

kanvici zrážkomeru sa meria špeciálnou odmerkou, upravenou pre záchytný plošný

obsah 500 cm2 a je kalibrovaná v mm vodného stĺpca. Snehové zrážky sa zachytávajú

do nádoby bez lievika. Zrážky sa merajú v jednom, rannom pozorovacom termíne

o 07,00 h. a odmeraný úhrn sa pripíše k predošlému dňu. Porovnanie hodnôt zrážok

odmeraných zrážkomermi s rôznymi záchytnými plochami umožňuje ich prepočítavanie

na plochu 1 m2 a vyjadrovanie v mm vodného stĺpca.

Pre mikroklimatické meranie v poľnohospodárstve i lesníctve sú veľmi vhodné rôzne

typy malých prenosných zrážkomerov, napr. Krečmerov zrážkomer (100 cm2).

Na odľahlých zriedka navštevovaných stanovištiach sa využívajú zrážkomerné

totalizátory, sú to tzv. súčtové zrážkomery. Sú v podstate riešené ako zrážkomery

obyčajné, majú však primerane veľkú záchytnú nádobu, ktorá musí zodpovedať

očakávaným zrážkam medzi dvoma meracími termínmi (týždeň, mesiac až rok) (

Střelcová, Škvarenina, 2004).

b) Ombrogaf, resp. pluviograf je registračný prístroj, ktorý zaznamenáva

množstvo a časové rozloženie (intenzitu) atmosférických zrážok. U nás je

najrozšírenejší plavákový ombrograf česko-slovenskej výroby IBA (24h registrácia),

v posledných rokoch sa v staničnej sieti používa aj poľsky plavákový ombrograf

(kombinovaná registrácia 24h / 1 týždeň). Ombrograf tvoria tieto hlavné časti:

- záchytný lievik o záchytnom plošnom obsahu 0,025 m2 predĺžený do

spojovacej rúrky,

35

- plaváková komora,

- registračná časť s páskou delenou v mm,

- záchytná nádoba,

- silný plechový obal (Střelcová, Škvarenina, 2004).

1.3.1.3 Meranie snehovej pokrývky

Pri meraní snehovej pokrývky môžeme merať výšku snehovej pokrývky a vodnú

hodnotu a hustotu snehu.

a) Meranie výšky snehovej pokrývky

Výška snehovej pokrývky je doplnkovou charakteristikou merania zrážok. Vhodnými

pomôckami pre jej meranie sú:

Stabilná snehomerná lata je stabilne umiestnená na stanici tak, aby nula stupnice

bola na úrovni pôdy. Je dlhá 1 až 2 m, opatrená stupnicou, ktorá je každých 50

alebo 100 mm odlíšená farebne (obyčajne červenou a bielou).

Prenosná snehomerná lata je asi 1 m dlhá, snehovú pokrývku možno ňou merať

na viacerých miestach a potom sa vypočíta priemer.

Výška nového snehu sa meria na zvláštnej doštičke položenej na úroveň starej snehovej

pokrývky (Střelcová, Škvarenina, 2004),

b) Meranie vodnej hodnoty a hustota snehu

Vodná hodnota a hustota snehu sa meria objemovou a váhovou metódou. Rozšírenejšia

a v bežnej meteorologickej praxi je zaužívanejšia objemová metóda. Pri tejto metóde sa

používa obrátená zrážkomerná nádoba, ktorou vykrojíme valec zo snehovej pokrývky

až po povrch pôdy a zmeriame jeho výšku v mm. Sneh sa nechá v nádobe roztopiť a

potom zmeriame výšku vodnej vrstvy – podobne ako u dažďových zrážok odmerným

valcom vodná hodnota (mm). Vodná hodnota sa v klimatologickej praxi meria spravidla

raz týždenne (v pondelok o 7 h.). Hustota snehu sa vypočíta ako pomer hmotnosti

a objemu vzorky.

36

1.3.2 Horizontálne tvary a druhy zrážok

Podľa Antala, Špánika a kol. (2004) rosa vzniká večer a v noci, najmä v teplom

ročnom období na horizontálnych plochách aktívneho povrchu pôdy, listoch rastlín

a pod. Príčina vzniku rosy spočíva v tom, že povrch predmetov sa nočným vyžarovaním

ochladzuje. Ak jeho teplota klesne pod rosný bod, z bezprostredne sa dotýkajúcej

vzdušnej vrstvy sa na predmete vykondenzujú drobné kvapôčky rosy. Za rok môže rosy

vzniknúť 10 až 30 mm horizontálnych zrážok. Význam rosy nespočíva v množstve, ale

v tom, že vzniká v suchých obdobiach, v ktorých pomáha rastlinám prekonať kritický

nedostatok vody.

Srieň tvoria ľadové kryštáliky rôzneho tvaru, dĺžky niekoľkých milimetrov,

vznikajúce na tráve, pôde, na povrchu snehovej pokrývky a vytvára sa pri tých

podmienkach ako rosa, ale pri záporných teplotách aktívneho povrchu (Antal, Špánik a

kol., 2004).

Ovlhnutie tvorí tenký povlak z vodných kvapiek, ktorý vzniká na vertikálnych

plochách, za zamračeného a veterného počasia. Vzniká pri advekcii teplého a vlhkého

vzduchu nasledujúcej po studenom počasí (Antal, Špánik a kol., 2004).

Námraza vzniká za takých podmienok, ako ovlhnutie, avšak pri záporných

teplotách. Najčastejšie má kryštalickú štruktúru, ale môže ju tvoriť aj tenká priesvitná

vrstvička ľadu (Antal, Špánik a kol., 2004).

Inovať sa vytvára pri silných mrazoch a hmle. Prechladené kvapôčky hmly pri

dotyku s predmetmi zamŕzajú, a tak umožňujú vznik jemných ľadových kryštálikov na

konároch stromov, ihličí, vedení, drôtených plotoch a iných tenkých predmetoch

(Antal, Špánik a kol., 2004).

Ľadovica (poľadovica) vzniká pri teplotách od 0,0 do–15,0°C. Pri takýchto

teplotách môžu padať zrážky v podobe prechladených vodných kvapiek, ktoré pri

dotyku so zemským povrchom, alebo predmetmi na ňom, zmŕzajú a pokrývajú ich

priesvitnou, alebo nepriesvitnou ľadovou vrstvou. Hrúbka vrstvy zmrznutého ľadu

môže dosiahnuť niekoľko desiatok milimetrov. Ak vznikne takáto vrstva na zemskom

povrchu, nazýva sa poľadovica (Antal, Špánik a kol. 2004).

1.3.2.1 Meranie horizontálnych zrážok

Horizontálne zrážky na rozdiel od zrážok vertikálnych predstavujú

v meteorológii metodický problém. Množstvo rosy, námrazy a i. horizontálnych zrážok

37

závisí od vlastností aktívneho povrchu na ktorom sa tvoria, (napríklad množstvo

námrazy vytvorenej na porastovom okraji smrekového lesa je niekoľko násobne vyššie

v porovnaní s lúkou). Meteorologické prístroje určené na meranie množstva

horizontálnych zrážok, preto udávajú iba ich potenciálne množstvo, nie reálne kvantum

pre krajinu a ekosystém, nakoľko toto je závislé od druhu a rozsahu prirodzených

záchytných plôch.

a) Meranie rosy

Kvantum usadenej rosy sa zisťuje opticky (vizuálne), gravimetricky (hmotnostne),

volumetricky, ako aj na princípe elektrickej vodivosti ovlhnutého aktívneho povrchu.

V našich zemepisných šírkach sa najviac používal prístroj Duvdevaniho rosomer

(drozometer). Zariadenie funguje ako vizuálna metóda. Do súpravy Duvdevaniho

rosomeru patria drevené hranolčeky o rozmeroch 300 x 50 x 25mm, natreté špeciálnym

červenohnedým lakom a rosomerná stupnica, pozostávajúca z fotografií s rôzne

veľkými kvapkami rosy prepočítanými na stotiny mm. Na hornej ploche voľne

vystavených hranolčekov sa vykondenzuje rosa.

b) Meranie námrazy a tekutých horizontálnych zrážok z hmly

Nakoľko častejší výskyt námrazy je viazaný spravidla na horské a vysokohorské

hrebeňové polohy (často nad hornou hranicou lesa) námraza je pravidelne sledovaná na

niektorých horských meteorologických observatóriách v denných klimatologických

termínoch (7, 14, 21 h). Záchytné zariadenie na námrazu pozostáva z dvoch drevených

(alebo železných) žrdí s priemerom 32 mm a dĺžkou 1m, ktoré sú umiestnené

vodorovne a kolmo na seba (jedna v smere N-S a druhá v smere E-W). (Střelcová,

Škvarenina, 2004).

1.3.3 Charakteristiky zrážok

Medzi základné charakteristiky zrážok patria:

Objem zrážok (Z) je celkový objem vody zo zrážok v m³, ktoré spadnú za uvažované

obdobie ( hodina, deň, mesiac, rok a i. ) na skúmanú plochu,

Úhrn zrážok (Hz) je výška vrstvy vody ( vodného stĺpca ) zo spadnutých zrážok v mm

za uvažované obdobie ( hodina, deň, mesiac, rok a i. ) na mieste merania,

38

Priemerná výška zrážok (Hz) je priemerná výška vrstvy vody zo spadnutých zrážok

v mm na vyšetrovanom povodí za uvažované obdobie,

Doba trvania zrážok (td) je určená časovým údajom začiatku a konca padania

atmosférických zrážok na povrchu pôdy.

Intenzita dažďa je úhrn dažďa v mm za zvolenú časovú jednotku. Rozlišujú sa:

a) Priemerná intenzita dažďa (id) ,

b) Vodná hodnota snehu (s) je objem vody v objemovej jednotke snehu [m³. m-³].

Je definovaná ako pomer objemu vody, ktorý vznikne roztopením snehu,

k pôvodnému objemu snehu,

c) Vodná hodnota snehovej pokrývky ( Hsn) predstavuje výšku vrstvy vody, ktorá

by vznikla roztopením snehovej pokrývky na skúmanej ploche [ mm ]. Vypočíta

sa podľa vzorca: Hsn = 1000 . hsn . s ( Antal, Špánik a kol. 2004).

1.3.4 Periódy zrážok a hodnotenie zrážok podľa klimatického normálu

Klimatický normál zrážok predstavuje zrážkový úhrn, ktorým sú jednotlivé

mesiace roka na danom stanovišti normálne, resp. priemerne zabezpečené. Kladné

odchýlky od normálu predstavujú nadnormálne zrážky a sú kritériom vlhka, záporné

odchýlky predstavujú podnormálne zrážky a sú kritériom sucha.

Tabuľka 1 Charakteristiky mesačných úhrnov zrážok podľa odchýlok v % od

klimatického normálu

Charakteristika mesiaca Úhrn zrážok v intervale

normálny 75-125 % normálu

vlhký 126-150 % normálu

veľmi vlhký 151-200 % normálu

mimoriadne vlhký nad 200 % normálu

suchý 50-74 % normálu

veľmi suchý 25-49 % normálu

mimoriadne suchý pod 25 % normálu

Zdroj: ŠPÁNIK, F., ŠIŠKA, B. A KOL., 2004: Biometeorológia, Slovenská

poľnohospodárska univerzita v Nitre, Nitra, 2004, 227 s. ISBN 80-8069-315-3

39

Metóda biologickej krivky vlahovej potreby rastlín

Požiadavky rastlín na vodu sú rôzne v jednotlivých rastových fázach. Najviac

vody potrebujú rastliny pri vytváraní vegetatívnych orgánov (koreňov, listov, stebiel).

Napríklad pri obilninách je to vo fenofázovom intervale klasenie – kvitnutie, menej

vody vyžadujú pri tvorbe generatívnych orgánov. Túto odlišnosť vlahovej potreby

rastlín počas vegetácie najlepšie vystihuje v súčasnosti najpoužívanejšia metóda

biologickej krivky vlahovej potreby rastlín v mm (Špánik, Šiška, 1996). Vlahová

potreba za dané obdobie (Vp) sa počíta zo vzťahu:

dbp SkV ´ , (6)

kde: bk - súčiniteľ biologickej krivky vlahovej potreby,

dS - súčet denných priemerov sýtostného doplnku v hPa za bilančné obdobie.

Klimatická klasifikácia územia podľa langovho dažďového faktora

Medzi komplexnejšie charakteristiky vlhkostných pomerov územia patrí Langov

dažďový faktor (okrem zrážkových pomerov záujmového územia zohľadňuje aj

priemernú ročnú teplotu vzduchu tr, ako nepriameho ukazovateľa výparu na záujmovom

území) (Antal, 2005).

Matematický vzťah pre Langov dažďový faktor:

(7)

Kde: Df – je Langov dažďový faktor,

HZ, r – dlhodobý priemerný ročný zrážkový úhrn na záujmovom území mm,

tr – dlhodobá priemerná ročná teplota vzduchu na záujmovom území °C

r

rZf t

HD ,

40

Tabuľka 2 Klimatická klasifikácia územia podľa Langovho dažďového faktora

Hodnota Df Charakteristika územia Potrebný zásah

40 suché závlaha nevyhnutné

40 - 60 polosuché závlaha vhodná

60 - 100 polovlhké žiadny

100 - 160 vlhké odvodnenie vhodné

160 extrémne vlhké odvodnenie nevyhnutné

Hodnotenie zrážkových periód pomocou časových období

Premenlivosť výskytu počtu zrážkových dní v jednotlivých mesiacoch býva dosť

značná. Vyskytujú sa mesiace, v ktorých sa zrážky vôbec nevyskytujú, alebo trvajú viac

ako 20 dní. Mesačné a ročné úhrny nedávajú vždy uspokojivú odpoveď na to, či určité

obdobie bolo vlhké.

Ako zrážková perióda sa spravidla definuje obdobie za sebou idúcich dní so zrážkami

najmenej 0,1 mm, 0,2 mm, 0,5 mm atď. podľa účelu a zamerania spracovania. Periódy

zrážok sa určujú takto:

5-9 za sebou nasledujúcich dní so zrážkami,

10-14 za sebou nasledujúcich dní (i vtedy, ak boli prerušené 1 dňom bez

zrážok),

15-19 dní s možnosťou prerušenia dvoch za sebou nenasledujúcich dní bez

zrážok,

20 a viac dní s možnosťou prerušenia troch za sebou nenasledujúcich dní bez

zrážok (Konček, 1979).

Z najdlhšie trvajúcich zrážkových periód v každom roku sa podľa uvedených

kritérií utvorí súbor a metódou Gumbelovou štatistiky extrémov sa vypočíta trvanie

zrážkových období v závislosti od pravdepodobnosti výskytu raz za n rokov (Konček,

1979).

Podľa Končeka (1979) klimatický normál zrážok predstavuje zrážkový úhrn,

ktorým sú jednotlivé mesiace roka na donom stanovišti normálne, resp. priemerne

zabezpečené. Kladné odchýlky od normálu predstavujú nadnormálne zrážky a sú

41

kritériom vlhka, záporné odchýlky predstavujú podnormálne zrážky a sú kritériom

sucha.

1.3.5 Fyzikálna podstata zrážok

Oblaky sú tvorené z vodných kvapiek a ľadových kryštálikov. V oblaku

s dostatočným vertikálnym vývojom sa vyskytujú oba produkty kondenzácie

a zamŕzania. V spodnej časti sa nachádzajú vodné kvapky, v hornej zase ľadové

kryštáliky. V stredných vrstvách sú oba kondenzáty obyčajne premiešané. Množstvo

vykondenzovanej vody, ktoré sa nachádza v jednotke objemu oblaku sa nazýva

vodnatosť oblaku a vyjadruje sa v g. M³. Vodnatosť oblakov je rôzna a mení sa podľa

druhu (Špánik, Šiška a kolektív, 2004).

Podľa Špánika, Šišku a kol. (2004) ak sa majú vytvoriť zrážky, ktoré vypadnú

z oblaku, musia dosiahnuť takú hmotnosť, ktorá im umožní prekonať výstupné prúdy

v oblaku a pod ním. Všetky zrážkové produkty vylučované z oblakov však nedopadnú

na povrch zeme. Po opustení oblaku prechádzajú prostredím nenasýsteným vodnou

parou a čím ďalej teplejším. V tomto prostredí sa kvapky vyparujú a kryštáliky topia.

Veľké zrážkové produkty vznikajú dvoma spôsobmi (Špánik, Šiška, 2004) :

a) spájaním- koaguláciou malých kvapiek, a to buď v dôsledku odlišných

elektrických nábojov, alebo prostou kolíziou pri pohybe rôznymi smermi

a rýchlosťami.

b) difúznym prenosom vodnej pary z vodných kvapiek na ľadové kryštáliky

alebo z menších na väčšie.

1.3.6 Monitorovanie množstva zrážok

Základné princípy merania množstva zrážok:

určenie objemu najbežnejší spôsob, zmeria sa objem spadnutých zrážok (v l

alebo cm3), ktorý sa prepočíta na množstvo zrážok v milimetroch. Pričom platí:

Z (mm) = V /0,1.S (8)

kde: Z – množstvo zrážok

V– objem spadnutých zrážok (cm3)

S–záchytná plocha zrážkomera (cm2),

určenie objemu plavákom, plavák reaguje na rast hladiny spadnutých zrážok,

42

hmotnostný princíp, množstvo zrážok sa určí z hmotnosti zachytených zrážok

(pričom platí 5 g vody = 50 cm3 = 0,1 mm),

člnkový princíp vychádza z použitia preklápacieho dvojkomorového člnka

preklápajúceho sa okolo horizontálnej osi. Po naplnení určitého množstva vody

do jedného z člnkov dôjde k jeho preklopeniu a vyprázdneniu, zároveň sa druhy

člnok začína plniť a celý cyklus sa opakuje. Množstvo zrážok sa určí

vynásobením objemu člnka a počtu preklopení.

1.3.7 Základné matematicko- štatistické charakteristiky časového rozdelenia

zrážok

Charakteristiky zrážok sú náhodné veličiny. Dôležité sú najmä charakteristiky

súboru hydrologických údajov o vyšetrovanom hydrologickom jave tzv. hydrologického

radu: počet členov hydrologického javu, aritmetický priemer, modus, median, variačné

rozpätie, súčtová čiara, čiara prekročenia, čiara podkročenia, periodicita, doba

opakovania, súčiniteľ variácie a asymetrie, atď.

Podľa Antala, Špánika a kol. (2004) sa v hydrologických analýzach

najčastejšie uplatňujú nasledovné charakteristiky:

Zrážkový úhrn je úhrn zrážok na danom mieste za časové obdobie x,

Dlhodobý priemerný zrážkový úhrn Hz, x je priemerný úhrn zrážok na danom mieste za

časové obdobie x, určený ako aritmetický priemer hodnôt Hz,x v jednotlivých rokoch

pozorovania,

Ročný ( mesačný ) zrážkový normál je dlhodobý priemerný ročný zrážkový úhrn,

vypočítaný ako aritmetický priemer hodnôt ročných zrážkových úhrnov ( Hz, R ) za

obdobie konvenčne stanovené ( obyčajne 30 rokov ),

Najvyšší denný zrážkový úhrn za obdobie n- rokov je najvyššia hodnota denného

zrážkového úhrnu v konkrétnom mieste a za konkrétne časové obdobie.

43

2 CIEĽ PRÁCE

Cieľom tejto práce bolo získať potrebné údaje z SHMU o zrážkových periódach

zo skúmanej lokality Hurbanovo a následne po