Projevy mimořádných synoptických situací v časových řadách měřených na stanici Halenkovice z let 2006 - 2010

Použité metody a postup zpracování

Použitá data

Všechna data použitá v diplomové práci byla naměřena na experimentální stanici Halenkovice v letech 2006–2010. Následuje popis stanic a na nich napojených přístrojů, ze kterých byla použita data pro výpočty v praktické části práce. Datasheety od jednotlivých přístrojů jsou uloženy na CD.

Halenkovice 1

Stěžejním zdrojem dat pro potřeby diplomové práce byla telemetrická stanice od firmy Fiedler-Mágr M4016 s pracovním názvem Halenkovice 1. Stanice měřila od 14. 9. 2006 do 15. 11. 2010, srážky se měřily až od 31. 10. 2006. Interval měření byl 15 minut.

Na stanici se měřily srážky pomocí automatického člunkového srážkoměru SR03 (výrobce Fiedler-Mágr) se záchytnou plochou 500 cm2. Naměřená data byla v mm, při každém dalším mm se vytvořil záznam.

Teplota vzduchu ve 2 m a přízemní a teplota půdy v hloubce 10 a 60 cm se měřila teplotním odporovým snímačem Pt100.

Srážky - manuální

Manuálně se srážky měřily denně vždy v 7 SEČ pomocí Hellmanova srážkoměru se záchytnou plochou 200 cm2. Manuální měření je spolehlivé i v zimních měsících, kdy se provádí měření vodní hodnoty sněhové pokrývky. Měření probíhalo v období od 1. 1. 2006 do 31. 10. 2010. Naměřené hodnoty představují úhrn denních srážek v mm.

Stela – vrt JP-2, vrt JP-9

Malá telemetrická stanice Stela (výrobce Fiedler-Mágr) měřila hladinu podzemní vody ve vrtech JP-2 a JP-9 pomocí ponorného nerezového tlakového čidla typu LMP od firmy BD Sensors (rozmezí 1-10 m). Čidla zaznamenávají velikost hydrostatického tlaku. To se převádí, ze znalostí délky kabelu a výšky obruby vrtu, na výšku hladiny vody vzhledem k povrchu. Výška hladiny podzemní vody se měřila v mm.

Ve vrtu JP-2 probíhalo měření v období od 8. 11. 06 do 29. 6. 09. Interval měření byl 30 minut a délka kabelu 14,85 m.

Ve vrtu JP-9 probíhalo měření v období od 25. 4. 07 do 5. 5. 10. Interval měření byl 15 minut a délka kabelu 6 m.

ALA 1 – horní

Jedná se o datalogger od společnosti Amet, Velké Bílovice. Stanice ALA 1 – horní měřila v intervalu 15 minut v období od 23. 11. 2006 do 24. 10. 2008. Poté byla přemístěna na spod sesuvu a stala se z ní ALA 1 – dolní.

Teplota půdy se měřila teplotním odporovým snímačem Pt100 v hloubce 5, 10, 15, 20 a 50 cm pod povrchem.

K monitoringu vlhkosti půdy se použily elektromagnetické snímače VIRRIB (výrobce Fiedler-Mágr). Snímač měří objemovou vlhkost pomocí elektromagnetického signálu, a to transmisní fázovou metodou (TDT). Vlhkost půdy se měřila v hloubce 20 a 40 cm v %.

ALA 1 – dolní

Stanice ALA 1 – dolní měřila v intervalu 15 minut v období od 20. 11. 2008 do 15. 10. 2010. Stejně jako ALA 1 – horní zaznamenávala teplotu půdy v hloubce 5, 10, 15, 20 a 50 cm a vlhkost půdy v hloubce 20 a 40 cm.

Stanice je umístěna poblíž sanační studny, kam ústí horizontální vrty. K ní je připojen také průtokoměr, který sleduje výtok vody z vrtů a zaznamenává počet překlopení za 15 minut při objemu nálevky 0,2 l.

ALA 2

Jedná se o datalogger od společnosti Amet, Velké Bílovice. Stanice ALA 2 měřila v intervalu 15 minut v období od 23. 11. 2006 do 11. 11. 2010. Na stanici byla monitorována teplota půdy v hloubce 5, 10, 15, 20 a 50 cm, vlhkost půdy v hloubce 20 a 40 cm a výtok vody z horizontálního vrtu stejně jako na stanici ALA 1 – dolní.

Použité programy

Data byla uložena v databázi MS Office Access. Pro potřeby analýz bylo potřeba data importovat do programu MS Office Excel pomocí databázových dotazů. Veškeré analýzy byly provedeny v programu MS Office Excel 2003 a projektu R verze 2.13.0. Mapy byly vytvořeny v programu ArcGIS verze 9.3, tabulky a grafy v programu MS Office Excel 2003. Text práce byl napsán v programu MS Office Word 2003 podle metodiky V. Voženílka (2002). Webové stránky o diplomové práci byly vytvořeny v programu PSPad verze 4.5.4.

Postup zpracování

V první fázi tvorby diplomové práce bylo třeba prostudovat literaturu, zabývající se teoretickými poznatky o zpracování meteorologických dat.

Důležitým krokem před tvorbou analýz byla úprava dat. Byl vytvořen přehled období, kdy jednotlivá měřicí zařízení fungovala správně, kdy byly výpadky, kdy probíhala kontrolní měření nebo kdy nastaly problémy s měřením. Přehled je přiložen na CD ve formě tabulek v programu MS Office Excel jako soubor s názvem monitoring_prehled.xls. Následně byla data podle vytvořeného přehledu opravena. V místech, kde chyběla pouze jedna hodnota, byla tato hodnota nahrazena průměrem okolních hodnot. Pokud byly výpadky měření delší, hodnoty nahrazeny nebyly. Chybějící část časové řady pak nebyla použita pro žádné analýzy. S největší pravděpodobností v datech stále zůstaly chyby měření, které nebyly rozpoznány. Pro analýzy bylo dále potřeba udělat čtvrthodinové, půlhodinové a jednodenní sumy srážek. K tomuto účelu byl využit jazyk Visual Basic for Applications v programu MS Office Excel. V něm byly vytvořeny skripty pro jednotlivé výpočty.

Pro sledování projevů extrémních srážek v chodu ostatních charakteristik přírodního prostředí byla zvolena korelační analýza. Protože meteorologická data nemají lineární charakter, byl pro výpočty korelace použit neparametrický Spearmanův korelační koeficient (viz kapitola 4.4 Korelace v časových řadách).

Srovnání manuálního a automatického měření srážek bylo provedeno pomocí párového t-testu.