METEOROLOGICKÉ ZPRÁVY - iris.env.cziris.env.cz/ris/ekodisk-new.nsf/e75c7074f3a42826c1256b0100778c9a...Jan Kyselý Radan Huth: Úmrtnost související se stresem z horka

METEOROLOGICKÉZPRÁVYMETEOROLOGICAL BULLETIN

Pavel Lipina – Miroslav Řepka – Martin Stříž – Dušan Židek:Klimatologická databáze CLIDATA – vybrané hlavní funkce a nástroje . . . . . . . . . . . 93

Martin Setvák – Petr Novák – Milan Šálek: Tornáda 31. května 2001 na území České republiky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

Jan Kyselý – Radan Huth: Úmrtnost související se stresem z horka v České republice v současném a budoucím klimatu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

Informace – Recenze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

Barevná příloha k článku Martina Setváka – Petra Nováka a Milana Šálka . . . . . I–VIII

RO

âNÍK

57 – 2004 – âÍSLO 4

Pavel Lipina – Miroslav Řepka – Martin Stříž – Dušan Židek:Climatological database CLIDATA – selected main functions and tool . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

Martin Setvák – Petr Novák – Milan Šálek: Tornadoes on May 31 2001on the territory of the Czech Republic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

Jan Kyselý – Radan Huth: Heat related imortality in the Czech Republic in present and future climates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

Informations – Reviews . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

Colour Annex to the paper of Martin Setvák – Petr Novák – Milan Šálek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I–VIII

Meteorologické zprávy, časopis pro odbornou veřejnost ● Vydává Český hydrometeorologický ústav ● Redakce:Český hydrometeorologický ústav, Na Šabatce 17, 143 06 Praha 4 – Komořany, telefon 244 032 722, 244 032 725, fax 244 032 721, e–mail: [email protected] ● Řídí vedoucí redaktor RNDr. Luboš Němec, redaktor Mgr. Zdeněk Horký● Redakční rada: Prof. RNDr. Jan Bednář, CSc., Ing. František Hudec, CSc., RNDr. Karel Krška, CSc., Mgr. Stanislav Racko, RNDr. Daniela Řezáčová, CSc., RNDr. Jan Strachota, RNDr. Karel Vaníček, CSc., RNDr. HelenaVondráčková, CSc. ● Za odborný obsah podepsaných článků odpovídají autoři. Proti dalšímu otiskování, uvede–li sepůvod a autor, není námitek ● Sazba a tisk: 3P s.r.o. ● Rozšiřuje a informace o předplatném podává a objednávky přijímá Český hydrometeorologický ústav, SIS, Na Šabatce 17, 143 06 Praha 4 – Komořany; Offers for MeteorologicalBulletin arranges ČHMÚ, SIS, Na Šabatce 17, 143 06 Praha 4 – Komořany, Czech Republic. Annual subscription is 42,–USD for 6 issues ● Ročně vychází 6 čísel, cena jednotlivého čísla 20,– Kč, roční předplatné 180,– Kč včetně poštovného,do zahraničí 42,– USD. Reg. číslo MK ČR E 5107. ISSN 0026 – 1173

Meteorologické zprávy, 57, 2004 93

Pavel Lipina – Miroslav Řepka – Mart in Stř íž – Dušan Židek (ČHMÚ)

KLIMATOLOGICKÁ DATABÁZE CLIDATA – VYBRANÉHLAVNÍ FUNKCE A NÁSTROJE

Climatological database CLIDATA – selected main functions and tools. Climatological database application CLIDATA isdeveloped in co-operation of Czech Hydrometeorological Institute and private software firm ATACO, Ltd. Staff of climatolo-gical department in Prague and Database department in Ostrava started analysis of climatological databases during the year1996. After hard analysis the developing work was begun. Database CLIDATA has been installed also in various developingcountries, for example Latvia, Lithuania, Macedonia and Ghana, since 2000 and administrators have been trained. This data-base became one of the most important tool of present climatology and hydrology. This report informs users on positions ofclimatologists, workers of forecast workstation, hydrologists, etc. CLIDATA contains basic geographical data of all stations,which includes station’s indicative, observation period, name, elaboration of station’s location, geographical latitude and lon-gitude, type of station, maps with station’s location in various map scales, photos. Station’s observation description form isunderlying information for data deposition. Extended metadata promote information about station, its surround and measure-ment quality influence. It includes vegetation’s surrounding, type of antropogenic influence, soil type and georelief.Hydrological geography enables to insert geographical information for water gauging stations. Very important tool for admi-nistrators is inventory which can show count of days in month where data are failed or missing. Products of this saved data canbe used for wind roses, x-day functions (for example 3-days precipitation amount), precipitation intensity or user’s EDATAwhere is possible to calculate extremes of meteorological elements for abnormal period. Form for data input provides primarydata check by defined limits for scale of every element. Forms for data check work with various control equations. Data fieldswith equivocal values are distinguished with colour scale. Users can also work with form for meteorological phenomena or forprecipitation amounts from totalizators.

System administration is available only for administrators of this database. They can modify and add historical units, instru-ments or elements that users can meet with but also change control equations or valid flags. Spatial data check is connectedwith GIS and provides to find and correct failed or improbable values of various meteorological elements. SQL plus is the pro-duct based on commands which can easily choose and screen data from database but also rather complicated requests such assum of effective temperatures, cumulative precipitation amounts for chosen regions, etc. Users have to know charts, relations-hip between them and special commands. Oracle Discoverer is used by climatologists that want to access, overlook and ana-lysis data in CLIDATA and make various types of outputs and analysis. Forms for permanent requests make easy publishing ofexpertise for firms that challenge the same data regularly. Relationship between CLIDATA and geographic information systemis very important. Users can create maps of various types of stations and also process data of precipitation, temperature andother characteristics. Administrators of CLIDATA database created e-mail conference called PANDORA. They inform usersand administrators about news and system changes in CLIDATA. Users can discuss their problems connected with service anduse of database.

KLÍČOVÁ SLOVA: klimatologie – databáze klimatologická – CLIDATA – Oracle

1. ÚVODPředkládaný příspěvek není zamýšlen jako manuál či pří-

ručka pro uživatele systému CLIDATA. Ty již byly zpracová-ny autory a tvůrci systému. Nabízí se zde spíše pohled z dru-hé strany, tj. pohled uživatele. Je obohacen o skutečnost, žesystém CLIDATA postupně vznikal na pobočce v Ostravě,v Oddělení klimatologické databáze. Do Oddělení meteoro-logie a klimatologie v Ostravě byl zaváděn formou testovací-ho poloprovozu, při jeho vývoji byla v plné míře využívána

zpětná vazba a reakce pracovníků tohoto útvaru, na základějejich podnětů a názorů došlo k řadě úprav a zlepšení.

Samotný vývoj databáze již byl popsán [1], podrobnástruktura, detailní členění a metody práce jsou převážně obsa-ženy v příspěvcích, na které odkazujeme v seznamu použitéliteratury.

Tento příspěvek má za cíl poskytnout čtenáři přehlednouinformaci o práci s databází, jejich nástrojích, možnostecha výhodách z pohledu uživatelů na pozicích provozních pra-

METEOROLOGICKÉ ZPRÁVYMeteorological Bul le t in

ROČNÍK 57 (2004) V PRAZE DNE 31. SRPNA 2004 ČÍSLO 4

94 Meteorologické zprávy, 57, 2004

covníků klimatologie poboček, předpovědních pracovišť,hydrologů a jiných. Podrobněji se proto budeme věnovatzákladním problémům při správě dat, posudkové činnosti,zmíněno bude operativní využívání dat a možnosti pro vědec-kou a odbornou práci.

Článek tedy můžeme strukturovat následně:– příprava aplikace CLIDATA pro vstup dat,– vstup dat a jejich primární zpracování – formální, logické

a plošné kontroly,– nástroje pro práci s daty, produkty, výstupy.

Jako doplňkové a rozšiřující je možno chápat části:– systémová správa,– operativní využití.

2. PŘÍPRAVA APLIKACE CLIDATA PRO VSTUPDAT

2.1 Základní a současně nezbytné údaje o staniciNa počátku stojí uživatel před hlavním úkolem, kdy má

k dispozici měřicí bod, stanici, popisné údaje, tj. předevšímgeografické informace, naměřené hodnoty z této stanice,a potřebuje veškerá uvedená data vložit do databáze. Jakozákladní a první krok, nezbytný před jakýmkoliv vstupemnaměřených dat do databáze, je vložení a definice metadatodpovídající stanice a jejich geografických informací. K tomuslouží příslušný formulář Geografie stanice. Zásady pro vypl-ňování formulářů jsou uvedeny v příspěvku [2] a uživatelsképříručce [3]. Zmíníme ty nejdůležitější a stručně se zastavímeu jejich významu a funkce.

Stanice ID – databázový indikativ stanice. Je vždy osmi-místný. První znak v indikativu udává pobočku v jejíž působ-nosti stanice leží, druhý obvykle ucelené povodí, může rov-něž indikovat stanice jiných útvarů, popř. meteorologické sta-nice v příhraničních oblastech sousedních států. Třetí až šestýje vlastní zkratka stanice, sedmý a osmý znak je pořadové čís-lo stanice v dané lokalitě.

Pro ilustraci uvádíme členění používané na ostravsképobočce:

O1 – meteorologické stanice v povodí řeky Odry,O2 – stanice v povodí řeky Moravy, O3 – stanice v povodí řeky Bečvy, O4 – hydrologické stanice,O5 – stanice čistoty ovzduší, O6 – vybrané polské a slovenské meteorologické stanice,Ox – výstupy z modelu ALADIN, TxO – technická řada.Indikativ a jeho struktura umožňuje snadnou orientaci při

výběru stanice, popř. okruhu nebo typu stanic. Používanýsystém zkratek poskytuje rezervy pro případné další členění.

Období pozorování stanice – jedná se o další nezbytnýúdaj, na nějž jsou v rámci systému přímo vázána uloženánaměřená a napozorovaná data.

Geografické informace – zeměpisná šířka, zeměpisnádélka, nadmořská výška. Z takto zadaných údajů se vypočíta-jí Gaussovy souřadnice, které jsou základem pro práci v GIS.

Ve stejném formuláři, kde vyplňujeme základní údajeo stanici, je nabídka Upřesnění. Poskytuje možnost detailnějispecifikovat umístění stanic, je vhodné ji využít např. pro sta-nice umístěné ve větších obcích nebo městech nebo naopakv horském terénu. I několik vhodně naformulovaných pozná-mek může usnadnit práci a hledání. Zvláště v dnešní době,kdy postupně odcházejí na zasloužený odpočinek pracovníci,kteří si pamatují umístění stanic a jejich zvláštnosti, které sebuď předávaly ústním sdělením, v lepším případě se zapiso-

valy do dokumentace stanice. Za několik let to budou možnájediné informace, které budou k dispozici. Již dnes jsou tytoinformace důležité při hodnocení homogenity řad. Stručněřečeno, záznam v geografii stanice by měl postihnout jakou-koli změnu v pozorování stanice, které může mít vliv na kva-litu dat.

Referenční stanice – slouží pro zápis indikativu stanices měřením atmosférického tlaku vzduchu, pomocí které sepočítají hodnoty relativní vlhkosti vzduchu a tlaku vodní páry.

Časový posun – podle zadaných souřadnic vypočítáváčasový posun stanice na střední místní sluneční čas a posky-tuje tak údaj pro přesné určení klimatologických termínůměření.

Typ stanice – dohodnutá heslovitá zkratka označující typstanice:– SRA – srážkoměrné stanice, – KLIMA – klimatologické stanice, – KLIMA-SYNOP-INTER – synoptické a interové profesi-

onální stanice, – KLIMA-INTER – ostatní interové stanice– KLIMA-AMS – automatizované stanice,– TOTAL – totalizátory,– HYDRO – hydrologické stanice,– SRA – HYDRO – hydrologické stanice měřící srážky.

Poznámka – ostatní záznamy, např. poznámky o přechoduna automatické měření, popř. referenční stanice pro měření srá-žek totalizátorem a další poznámky, které se nedají zapsat dojiných formulářů a jsou nějakým způsobem důležité.

Popis pozorování stanice – tento formulář je zásadní prouložení dat v rámci stanice. Zásady vyplňování a popisy nabí-dek jsou uvedeny v [3]. Považujeme za důležité věnovat vel-kou pozornost pravidelné aktualizaci tohoto formuláře.Databáze umožňuje (vyžaduje) jednoznačně definovat prokaždý prvek období, za jaké jsou data v databázi. Pokuddochází k přerušení pozorování a ukládání dat, je potřeba uči-nit pro každý prvek další zápis s jednoznačně definovanýmobdobím. Formulář rovněž umožňuje zaznamenat změnu výš-ky přístroje při přemístění (např. změna polohy slunoměru,větroměrného přístroje, tlakoměru) v rámci stanice. Totéž pla-tí o změně přístroje pro měření meteorologických prvků. Tatomožnost je aktuální zejména při přechodu staniční sítě naautomatizované měření. K provádění těchto změn jsou urče-na doplňková tlačítka v horní části formuláře. Využití tlačítekje nezbytné při práci s formulářem, pokud jsou v databázi jižuložena příslušná data. Tlačítka dovolují přerušit záznamk požadovanému datu, změnit začátek a konec záznamu, popř.sloučit stejné záznamy k jednomu prvku, pokud záznamy nasebe časově navazují. Tuto úpravu si vyžádala praxe, neboťtyto úpravy se z různých důvodů nepodařilo nebo nedaří pro-vádět před uložením dat.

2.2 Doplňkové údaje a informace o staniciV následující části bychom rádi přiblížili rozšiřující geo-

grafické informace. Mapa – nabídka umožňuje vkládat mapy s lokalizací sta-

nice různých měřítek. Mapy je možno zvětšovat či zmenšovata je možné si požadovanou mapu uložit do souboru. Aplikaces vazbou na ArcView má možnost zobrazení mapy v prostře-dí GIS, spolu s několika nejbližšími stanicemi. Mapa je plat-ná pro zadané období v geografii stanice.

Fotografie – umožňuje vkládat soubory s fotografiemistanic a přístrojů. Každá fotografie je charakterizována datempořízení a popiskem. Rovněž se tyto fotografie dají uložit do


souboru mimo databázi. Dá se tedy říci, že tato nabídkaposkytuje cenné informace o umístění stanic a přístrojůa může rovněž sloužit jako jakýsi archiv fotografií.

Slunoměrný obzor – zaměřený slunoměrný obzor je zdemožno i graficky zobrazit, nabídka je detailně popsána v [3].

Podle vzoru – nabídka umožňuje předpřipravit geogra-fické informace pro novou stanici podle rozvrhu pozorováníjiné stanice s podobným nebo stejným programem pozorová-ní, práce s definováním se značně zjednoduší, stačí pak pro-vést jen úpravy pro novou stanici.

Rozšířená metadata – rozšiřuje popisné informace o sta-nici, jejím okolí a vlivu na kvalitu měření. Obsahuje čtyřipoložky: Vegetační okolí, Typ antropogenního vlivu, Půdnítyp a Georeliéf. Každá položka obsahuje jednoznačně danádatabázová hesla, pomocí kterých se dají snadno vyhledávatstanice se stejnými vlastnostmi. Tyto základní položky se dajíexportovat z databáze. Je zde možno uvádět např. údaje z půd-ního rozboru, doplňkové informace z protokolů při revizíchstanic, atd.. Databáze umožňuje měnit tyto údaje při každémstěhování stanice, tj. pro každý zápis ve formuláři Geografie.

Přerušení a Sloučení – nabídka funguje obdobně jako veformuláři Popis pozorování stanice. Slouží k dodatečnémurozdělení nebo sloučení záznamu v geografii.

3. VSTUP DAT A JEJICH PRIMÁRNÍZPRACOVÁNÍ – FORMÁLNÍ, LOGICKÉA PLOŠNÉ KONTROLY

3.1 Vstup dat do databázeVe chvíli, kdy jsme dokončili práce popsané v předchozím

odstavci a máme do tabulky Geografie vloženy veškerénezbytné údaje včetně popisu pozorování, můžeme přistoupitk dalšímu kroku. Tím je logicky přísun dat získaných na danéstanici a jejich kontrola. Forma vstupu dat do databáze se lišípodle typu stanice, na níž byla získána.

Základní formou je pořizování dat do pořizovacích for-mulářů. Příprava formulářů není běžnému uživateli přístupná,tuto činnost obvykle vykonává osoba s vyššími přístupovýmiprávy, oprávněná vstoupit a plně pracovat v části aplikaceCLIDATA nazvané Systémová správa. Uživatel (v tomto pří-padě obvykle revizor) pracuje a má přístup k již hotovémuformuláři.

Jinou formou je import již digitalizovaných dat z nejrůz-nějších zdrojů, jedná se zejména o data z automatických sta-nic, data od partnerských subjektů a také data digitalizovanámimo aplikaci jinou cestou.

3.1.1 Pořizování dat

Pořizování základních datV této časti jsou připravené zmiňované pořizovací formu-

láře pro pořizování jak základních klimatologických dat, takdalších dat, které je potřeba z provozních důvodů ukládat dodatabáze. Jedná se především o základní pořizovací formulá-ře pro pořizování srážkoměrných a klimatologických dat, dáleformuláře pro pořizování historických dat s možností použí-vat historické jednotky, pořizování hodinových úhrnů délkytrvání slunečního svitu, pořizování termínových teplot půdy,pořizování maximálních denních nárazů větru spolu s časema směrem maximálního nárazu. Pořizovací formuláře umož-ňují provádět primární kontrolu vkládaných dat tím, že prokaždý prvek jsou definovány horní a dolní limity. Nelze tedyvložit relativní vlhkost vzduchu nad 100 %, směr větru nad36, nepovolený příznak ke srážkám a sněhu atd.

Pořizování meteorologických jevůTento formulář je novinkou při pořizování meteorologic-

kých dat. Do dřívější databáze CLICOM se pořizovala pouzestatistika meteorologických jevů, tedy počty dnů v měsícis jevem. Od února 2000 se na pobočce Ostrava pořizují mete-orologické jevy tak jak jsou zapsány v měsíčním výkazupozorování. Revizorka si zobrazí pořizovací formulář pro sta-nici, rok a měsíc. Pro každý den a jev revizorka pomocí klá-vesového klíče vybere značku meteorologického jevu, zapíšezačátek a konec jevu (časem nebo časovou zkratkou), zapíšepřerušovaný jev a doplní intenzitu jevu.

Pořizování naměřených dat z totalizátorůTento formulář umožňuje vkládat data z měření srážek

totalizátory. Při definování stanice je nutno definovat i poři-zovaný meteorologický prvek – v případě srážkových úhrnůz totalizátorů je to prvek SRATOT. Do pořizovacího formulá-ře obsluha zapíše indikativ příslušné stanice s totalizátorem,doplní počátek a konec měřeného období a srážkový úhrnzadaného období. Pro výpočet srážek je potřeba zadat takéindikativ referenční stanice. Po splnění všech výše uvedenýchpodmínek se do tabulky RDATA_N (nepravidelná, termínovádata) poměrovou metodou napočítají denní úhrny srážek pod-le úhrnů referenční stanice. Z denních dat se vypočítají měsíč-ní a roční úhrny. Z praktického hlediska byl pro tento srážko-vý úhrn zvolen jiný prvek než prvek srážky (SRA). Pro stan-dardní výpočty a výpisy se data z totalizátorů nezobrazujía nepoužívají jako data z klasických srážkoměrů. Vzhledemke způsobu výpočtu se při využití uvažuje pouze s měsíčnímiúhrny.

I když je stanovení měsíčních úhrnů srážek z měření tota-lizátorem zatíženo chybou, je rozhodně přínosné, že můžemepoměrně jednoduchým a rychlým způsobem zjistit měsíčníúhrny srážek v horských oblastech. Data z těchto míst jsouvelmi žádaná jak pro vnitřní potřeby ústavu, tak pro zákazní-ky. Většinou je v horských oblastech umístěno málo stanic.Změřený srážkový úhrn totalizátorem za období např. 29. 10.2001– 4. 5. 2002 činí 392 mm. Pro běžné využití je tento údajnepoužitelný a ruční přepočítávání je velmi pracné. Z důvodůzískání kvalitních dat je potřeba volit vhodnou referenční sta-nici. Je nutné nejdříve zkontrolovat, zda má referenční stani-ce pro požadované období k dispozici všechna data a je rov-něž při pořizování důležité, aby srážkové úhrny časovýchobdobí na sebe plynule navazovaly (jedno období končí4. května a další začíná 5. května, nesmí být překryv, ani chy-bějící dny).

3.1.2 Import datV souladu s rozsáhlou automatizací staniční sítě ČHMÚ

postupně klesá podíl dat, která je nutno vkládat do databázemanuálně. Úměrně tomu narůstá objem dat, která jsou pomo-cí předdefinovaných procedur do připravených tabulekv systému importována.

V aplikaci CLIDATA je pro tuto činnost připravena uce-lená část. Zde je administrátorovi umožněno nadefinovatimportní proceduru pro požadovaná data.

V současné době jsou touto cestou do databáze ze zdrojůČHMÚ dodávána data z profesionálních meteorologickýchstanic (SYNOP, INTER, data z měsíčního výkazu pozorová-ní), data z automatizovaných meteorologických stanic(15minutová data, INTER, data z měsíčního výkazu v denníma měsíčním kroku), data z pořizovacího programu METOBS(data z měsíčního výkazu pozorování), importy po kontrolách


dat (vlhkosti vzduchu, srážková a sněhová data apod.) impor-ty historických dat, importy měsíčních úhrnů srážek a další.

Meteorologické jevy se importují současně s daty z auto-matizovaných stanic, stanic profesionální sítě a ze stanic, kte-ré vkládají data do programu METOBS. Meteorologické jevybyly importovány i zpětně od počátku provozu automatizova-ných stanic a do budoucna se počítá s dalším pořizovánímstarších dat.

Podmínkou úspěšnosti importů je neměnnost formátudodávaných datových souborů s jednotnou příponou, kterámá pro importní procedury řídící funkci a přísun souborů dourčeného importního adresáře na příslušném databázovémserveru pobočky. Aplikace umožňuje dle potřeb a možnostínadefinovat interval importů (hodinový, denní, týdenní inter-val, atd.). Podrobnosti týkající se importů dat jsou uvedenyv [8].

Jako příklad je možno uvést importní soubory z automa-tizovaných meteorologických stanic, řídící pro import jeextenze souboru:– O1OPAV0120030101.D01 je importní soubor s meteoro-

logickými jevy za leden 2003 ze stanice Opava,– O1OPAV0120030101.D02 bouřkové jevy,– O1OPAV0120030101.D11 denní data podle měsíčního

výkazu pozorování, – O1OPAV0120030101.D16 hodinové úhrny délky trvání

slunečního svitu, – O1OPAV0120030101.D20, .D22 15minutová data ze sta-

nice, – O1OPAV0120030101.D21 minutové úhrny srážek.

Pro vkládání dat z manuální meteorologické stanice pro-střednictvím programu METOBS slouží další soubory, uvádí-me pouze extenze:– *.D13 vlhké termínové teploty vzduchu,– *.D14 termínové hodnoty atmosférického tlaku vzduchu, – *.D15 denní hodnoty výparu, termínové teploty vody– *.D17 maximální denní náraz větru, směr a čas nárazu, – *.D25 hodinové hodnoty teploty a vlhkosti vzduchu, atmo-

sférického tlaku vzduchu a směru a rychlosti větru.

3.2 Kontroly datZákladním kritériem použitelnosti dat je jejich kvalita.

Data vstupující do CLIDAT procházejí kontrolami v několikaúrovních. Základní kontroly a srovnávání probíhají již v rám-ci pořizování dat, jak již bylo uvedeno (např. kontrola relativ-ní vlhkosti vzduchu nad 100 %, směru větru nad 36 atd.).Obdobnými kontrolními mechanizmy je vybaven i softwareautomatizovaných klimatologických stanic a pořizovací pro-gram METOBS. Další kontroly bychom mohli členit na logic-ké kontroly v rámci jedné stanice na základě známých obec-ných vztahů mezi prvky a jejich porovnáváním a na plošnékontroly, které využívají plošné zobrazení hodnot více stanica známé vztahy mezi stanicemi ležícími v jedné oblasti.

Kontrola dat – jedná se o první zmiňované kontroly.Kontrolní formuláře pracují s vloženými kontrolnímu rovni-cemi, jako jsou porovnání maximálních, minimálních a ter-mínových teplot mezi termínem 21 h předešlého dne a 21 haktuálního dne, rozdíl mezi měřenou a vypočtenou relativnívlhkostí vzduchu do 12 %, vazba nového sněhu a celkové sně-hové pokrývky a další. Pokud hodnoty nevyhovují zadanýmrovnicím, jsou datová pole s podezřelými hodnotami barevněodlišena. Dalším rozdílem oproti pořizovacím formulářům jenapř. to, že jsou pro kontrolu doplněny sloupce vypočtenérelativní vlhkosti. Tato informace umožní revizorce odhalit

chyby v suché nebo vlhké teplotě, pokud je vypočtená vlhkostpřes 100 %. Opravením dat v kontrolním formuláři se původ-ní hodnota neztrácí, ale je dále archivovaná v pomocnýchtabulkách a je možné se k ní po dalších opravách vrátit.Zkontrolovaná data získají validační příznak různé úrovněa není možné je již dále běžně měnit. Změna validace je mož-ná, s příslušným oprávněním, v systémové správě.

Plošná kontrola dat – jedná se o vzájemné srovnávání hod-not údajů v určité oblasti. Samotné plošné kontrole dat před-chází příprava plošné kontroly dat, která se spouští zadánímpříslušného roku a měsíce ve výše popsané systémové správě.Pro přehlednost a snadnější orientaci je vhodné „zbavit se“nadbytečných dat u jednotlivých poboček tím, že se vymažoudata stanic z oblastí působnosti ostatních poboček pomocí pří-kazu v SQL, jemuž je věnována další kapitola. Např. proostravskou pobočku se vymažou nadbytečná a pro ni nepo-třebná data stanic ústecké, plzeňské, českobudějovické a praž-ské pobočky. Prostorová kontrola dat se provádí v prostředíGIS, které je s databází CLIDATA provázáno. Po zadání roku,měsíce, typu dat a požadovaného prvku se na mapě republikyv místech, kde se nacházejí stanice s měřením tohoto prvku,objeví čtverečky v barevné škále, charakterizující intervalpravděpodobnosti empirického rozdělení daného prvku.Pokud jsou prvky v dané oblasti zobrazeny stejnou barvou,hodnoty jsou pravděpodobně správné. V opačném případě jeto pro revizory signál, že hodnota daného prvku bude pravdě-podobně chybná. Po kliknutí na čtvereček se objeví informa-tivní tabulka s indikativem stanice a naměřenou hodnotoudaného prvku příslušného dne v zadaném měsíci spolu s hod-notami předchozích dvou termínů z tří nejbližších stanic. Poopravení hodnoty prvku v této tabulce je správná hodnota ulo-žena do databáze. I v tomto případě je původní hodnota archi-vována v pomocné systémové tabulce.

3.3 Inventarizace datJedná se o velmi důležitý nástroj pro správce dat v data-

bázích jednotlivých poboček. Umožní mu celkem jednodušezískat přehled o úplnosti dat za zvolené předcházející obdobía na základě získaného výsledku zjednat nápravu.

V příslušné části aplikace CLIDATA je připravena tabul-ka, do níž uživatel zadá stanici, prvek, období a druh dat (pra-videlná nebo nepravidelná), která je zapotřebí inventarizovat.

Procedura porovnává data v databázi a záznamy v geo-grafii. Na základě získaného přehledu správce databáze nebouživatel zjistí, která data scházejí. Jsou-li k dispozici, je nut-no je doplnit. Může ovšem nastat i opačný případ, tj. kdy sta-nice měla určitý výpadek, došlo ke změně ve vybavení čikategorii stanice, a pak je nutno opravit záznam v geografiiu příslušného meteorologického prvku.

S touto tabulkou se na pobočce v Ostravě intenzivně pra-cuje již tři roky. Nutno poznamenat, že je velmi užitečná,pomohla odhalit velké množství chyb a práce v tomto směruještě není ukončena. Nezřídka scházejí celé roky, někdy jenměsíce, popř. jeden a více dnů v měsíci. Data pracovníciOddělení meteorologie a klimatologie postupně doplňují, pří-padně provádějí nutné opravy v záznamech o prvcích v geo-grafii.

Skvěle se tabulka osvědčila v případě importu historic-kých dat do databáze. Tato data jsou vesměs pořizována v pro-středí MS Excel. Data se pořídí, převedou se do formátu vhod-ného pro import a připravenou importní metodou se uloží dodatabáze. Tímto způsobem se doplňují velké objemy dat, aletéměř vždy se objeví chyby a dojde k výpadkům v importu.


Pro zajímavost uvádíme, že dosud mezi nejčastěji zazname-nané chyby se řadí špatné označení roku nebo měsíce, chybě-jící hodnoty z 29. února přestupného roku a malá písmenapoužitá pro příznak u srážek a sněhu.

Inventarizace umožňuje kontrolovat i pravidelná data(15minutová, hodinová, 3hodinová, atd.). Z časových důvodůse rutinně nedaří kontrolovat pravidelná data pro jejich velkýrozsah. Připravují se metody a postupy na doplňování chybě-jících dat u vybraných prvků (GIS, interpolace). Po zavedenítěchto metod do rutinního provozu a volné pracovní kapacitězíská tento nástroj velký význam při vyhledávání chybějícíchdat.

4. NÁSTROJE PRO PRÁCI S DATY, PRODUKTY,VÝSTUPY Dospějeme-li v naší práci až do tohoto bodu, tj. máme

nadefinovanou stanici, její popis pozorování, podařilo se námúspěšně do databáze vpravit naměřené hodnoty získané natéto stanici a na dovršení všeho jsme se úspěšně prokousaliúskalím všech kontrol a inventarizací, máme data připravenáa můžeme s nimi začít odbornou práci, přípravu posudků,popř. začít nad nimi bádat.

K tomuto účelu nám systém nabízí celkem pestrou pale-tou nástrojů, která může posloužit pro operativní i režimovézpracovávání dat.

4.1 Nástroje a software v rámci aplikace CLIDATA Pro tyto účely slouží část databáze Produkty – pracuje

s uloženými daty a vytváří z nich některé produkty podlezadání uživatele. Jsou to větrné růžice, x-denní funkce, inten-zity srážek a uživatelská EDATA, k dispozici je program, kte-rý zpracovává stálé dotazy, tj. pravidelně se opakující výběrydat dle definovaných kritérií pro větší množství stálýcha dlouhodobějších zákazníků.

Větrné růžice. V tomto formuláři si může uživatel připra-vit data pro větrné růžice podle vlastních požadavků. Můžemezvolit požadované období s přesností na den, jednu nebo libo-volný počet stanic, výpočet z pravidelných či nepravidelnýchdat. Dále si uživatel volí způsob výstupu (měsíční, roční, celéobdobí, ..), tabulkové či grafické zobrazení (+ výběr grafu),typ růžice (8směrná, 16směrná, nebo dělení po 10 či 20 stup-ních), růžici relativní nebo absolutní, popis český nebo ang-lický a rychlostní intervaly. Připravená data v grafické podo-bě je možno uložit do souboru. Tabulkové zobrazení je mož-no spustit v prostředí Oracle Discoverer k dalšímu zpracovánía využití.

X-denní funkce. Na příkladu denních úhrnů srážek ze sta-nice Lysá hora v červenci 1997 vysvětlíme tento formulář.Potřebujeme znát jedno, dvou, nebo třídenní úhrny srážek nad100 mm. Pro zvolený počet dnů najde databáze všechny dny,které vyhovují podmínce a pro každý den zobrazí hodnoty pětdnů dopředu. Volitelné funkce jsou suma a průměr, pravidelnádata či data termínových měření a výběr větší nebo menší než.

Intenzity srážek. Pro zvolenou stanici a období (např. 1. 9.2002, 7.00 h–15. 9. 2002, 7.00 h) umí aplikace vytvořit kumu-lativní nebo klouzavý graf s možností zvolit si jednotku, popř.velikost skluzu.

Uživatelská EDATA. V této nabídce je možno počítat uži-vatelem definované extrémy prvků pro nestandardní období.Pro zvolený okruh stanic, prvků, typu měření (pravidelnénebo nepravidelné) a období (roky). Vypočtená data jsoudostupná v aplikaci nebo v prostředí Oracle Discoverer.

Stálé dotazy. Toto rozšíření aplikace CLIDATA vzniklojako odezva na požadavek naší pobočky a je využíváno pře-

devším pracovníky, kteří se zabývají pravidelnou posudkovoučinností. Na jednotlivých listech jsou zadány údaje o firmách(název, adresa, IČO, DIČ, tel., fax), které pravidelně vyžadu-jí stejné údaje, ve formulářích jsou nadefinovány požadovanéprvky. Ihned po pořízení dat do databáze jsou požadovanéhodnoty přístupné i v těchto formulářích. Pak již stačí klik-nout na ikonu „Tisk stálých dotazů“ pro příslušnou firmua vytiskne se formulář v podobě tabulky s požadovanými daty.Velmi důležitý z hlediska rychlého vybavení posudku je typdotazu. Umožňuje dotazy strukturovat do různých skupin, dlepožadavku uživatele, např. v Ostravě číslo označující typdotazu rozlišuje typ místní, tzn., že firma požaduje dataz „domácí stanice“, další profesionální stanice, automatizo-vané stanice a stanice dobrovolnické. Podle typu dotazu lzetak posudek vybavit okamžitě nebo až po doručení přísluš-ných výkazů bez zbytečného čekání a průtahů. Programposkytuje možnost odeslání stálého dotazu na disk PC ve for-mě souboru (poté může být odeslán faxem), vytvoření větr-ných růžic ze stanic měřících větrné charakteristiky, a takéformulář srážkových charakteristik s daty poskytovanýmipolským pobočkám IMGW v Katowicích a Wroclawi.

4.2 Standardní databázové nástroje SQL*Plus – jedná se o standardní softwarový produkt,

pomocí kterého můžeme vykonávat příkazy SQL (pro přístupk databázovým datům) a PL/SQL (procedury pro vykonávánípříkazů jazyka SQL. Je dodáván uživatelům spolu s aplikacíCLIDATA. Podrobněji v [9] a [10]. Pomocí jednoduchých pří-kazů SQL si uživatel může rychle zobrazit požadovaná data.Práce s SQL vyžaduje jistou znalost struktury dat v databázi,nejprve je nutno zvolit příslušnou tabulku kde jsou data ulo-žena (denní data – RDATA_N, měsíční data – MDATA,extrémní data – EDATA, normálová data – NDATA, 15minu-tová, 1, 3, 6hodinová data – RDATA_R, meteorologické jevy –MET_PHENOMENA, …), poté pomocí příkazů zvolit stani-ci (skupinu stanic), meteorologický prvek, jev, časové obdobía další podmínky. Pro složitější dotazy je nutná detailnějšíznalost tabulek a vazeb mezi nimi a řady speciálních příkazů.Nezbytný je PL/SQL pro práci správce pobočkových databá-zí. Jedná se především o správu a údržbu dat, např. výmazšpatných, popř. nepoužitelných dat z databáze, používá serovněž pro přesun dat mezi stanicemi při změně indikativu.Dále se používá pro přípravu plošné kontroly dat.

Oracle Discoverer – jedná se o nástroj na výběr a zpraco-vání, který je běžnému uživateli mnohem přátelštější nežSQL*Plus. Prostředí na první pohled připomíná obecně zná-mý a velmi rozšířený MS EXCEL, proto je mnohem více pou-žíván klimatology, meteorology a ostatními specialisty, kteříchtějí zpřístupnit, prohlédnout a analyzovat data v klimatolo-gické databázi CLIDATA a produkovat různé typy výstupůa analýz [11]. Využití je opravdu široké a není možné jejobsáhnout v tomto článku. V našich podmínkách se nejčastě-ji využívá pro prohlížení různých typů dat v databázi, která sezobrazí po otevření sešitu a zadání podmínek. Sešitem jev Discovereru myšleno seskupení dat pro řešení různýchzadání. Podmínkou je pak zadání roku nebo období, měsícůči dnů, stanice nebo skupiny stanic a prvků. Výstupem jsoulisty, které obsahují data vyhovující zadaným podmínkám.Tyto listy v podobě jednoduchých tabulek obsahujících datave známém tabelárním formátu nebo v podobě křížovýchtabulek obsahujících data ve více agregované formě, která jeobvykle pro analýzu dat lepší, než jednoduché tabulky. Taktovzniklé tabulky lze jednoduchým kliknutím převést do tabul-


kového souboru Excel, ve kterém lze již snadno doplnit hla-vičku tabulky a upravit vzhled podle požadavku odběrateledat.

4.3 Clidata GIS Soustředění velkých objemů dat a jejich detailního popi-

su v rámci standardního databázového systému ORACLE,spolu s možnostmi, které tento systém nabízí, poskytlo velmidobrý předpoklad pro vytvoření přímé vazby databáze naGeografický informační systém (GIS). Jedná se předevšímo tvorbu map různých typů stanic, přehledových map, ale pře-devším zpracovávání uložených dat srážkových, teplotnícha jiných charakteristik a jejich podrobnou analýzu.

Pomocí GIS byly vypočítány technické řady měsíčníchúhrnů srážek za období 1961–2002 pro stanice s měřením srá-žek v uvedeném období. Významně se tato vazba využilaa využívá při zpracování dat z povodně v roce 2002 (výsled-ky byly prezentovány na internetových a intranetových strán-kách ČHMÚ). Pomocí aplikačního serveru jsou data bezpeč-nou cestou vybrána z databáze a v grafické formě prezento-vána, popř. poskytnuta zákazníkům.

Vazby databáze na GIS se využívá rutinně především v jižzmiňovaných plošných kontrolách dat.

Oddělení klimatologické databáze za pomoci tohotonástroje zpracovalo klimatické oblasti podle Quitta [12] a ma-py zatížení sněhem a větrem [13] – nyní slouží jako služebnípomůcky, které umožňují výrazně lepší interpretaci a přes-nější zařazení lokalit do jednotlivých kategorií.

5. SYSTÉMOVÁ SPRÁVATato část databáze není běžně přístupná a není určena pro

běžného uživatele, který pouze vkládá a kontroluje data, čiprovádí jejich výběr. Zásahy do databáze v této části mohoumít dalekosáhlé důsledky pro uložená data, tzn. mohou být přineodborném či neuváženém zásahu způsobeny značné škody.

V systémové správě pracují pouze pobočkoví správciobsahu dat databáze s příslušným oprávněním. Pokusíme sealespoň částečně poodhalit roušku tajemství a stručně sezná-mit s vybranými zajímavými funkcemi a možnostmi.

Definice pořizovacího formuláře – obsluha databáze s pří-slušným oprávněním může nadefinovat potřebný pořizovacíformulář pro vkládání dat do databáze. Při definování formu-láře je potřebné definovat, jaký typ dat se bude pořizovat (pra-videlné, nepravidelné), pořizované prvky, vzhled pořizované-ho formuláře, kontrolní součty a zvolit název formuláře.Definování formuláře je intuitivní podle nabídek, obsahujei ukázku vzhledu formuláře. Nadefinovaný formulář je mož-no opravovat a doplňovat.

Historické jednotky – tato nabídka umožňuje při pořizová-ní dat data pořizovat do formuláře, jak jsou zapsána v měsíč-ních výkazech pozorování. Jedná se především o data předrokem 1961. Mezi nejpoužívanější historické jednotky patříBeaufortova stupnice pro rychlost větru. Používala se pro ten-to prvek převážně před rokem 1961. V současné době se rych-lost větru udává v m.s–1 a tyto hodnoty se ukládají do databá-ze. Při pořizování dat by se tedy musely stupně Beauforta pře-vádět na m.s–1. Pomocí historické jednotky je nadefinovánpřepočet rychlosti větru ze stupňů Beauforta na m.s–1. Aby sepřepočet mohl při pořizování dat používat, je potřeba v geo-grafii příslušné stanice u záznamu rychlosti větru pořizované-ho období přiřadit historickou jednotku a při otevírání pořizo-vacího formuláře povolit (zatrhnout) její použití. Další histo-rickou jednotkou jsou směry větru udávané anglickými nebočeskými zkratkami směrů (nyní se používají desítky stupňů

0–36). Dalším příkladem je atmosférický tlak vzduchu zazna-menaný v měsíčních výkazech pozorování v torrech (nyní tlakv hPa). Tlak vzduchu se, po splnění výše uvedeného, pořizujev torrech a data se automaticky přepočítávají na hPa. Dalšíulehčení pro pořizování umožňuje nadefinovat zjednodušenéhodnoty tlaku. Pokud se tlak na stanici pohybuje v intervalunapř. 700–800 torr, tak je nadefinovaná jednotka, která umož-ní vkládat hodnotu tlaku 723,3 torr pouze zápisem 23,3.

Přístroje – v tomto formuláři jsou předdefinovány všech-ny používané přístroje, které se na meteorologických stani-cích používají. Nové přístroje se zde dají doplňovat. Pokudsprávce obsahu databáze definuje v geografii pozorování, kekaždému prvku a zadanému období přiřazuje příslušný pří-stroj. Pokud se přístroj změní, provede správce databáze u pří-slušné stanice a prvku nový záznam pro požadované obdobía přístroj. Přístroje není třeba vypisovat, dají se zobrazit v pří-slušném poli klávesou F9 a vyhledávat podle abecedy. Tatonabídka zrychluje práci při práci s různými formuláři a zavá-dí jednotné označení používaných přístrojů v databázi. Dotabulky je možno k přístroji dopsat poznámku a výrobce pří-stroje (srážkoměr, srážkoměr AIM – výrobce Envitech, sráž-koměr automatický – výrobce Meteoservis, srážkoměr hydro-logický – výrobce NOEL). Do poznámek je možno zapsatvelikost záchytné plochy, vyhřívání, popř. další parametry.

Prvky – v tomto formuláři jsou definovány všechny pou-žívané meteorologické prvky v databázi. Zkratka, jméno,definice, měřítko, jednotka prvku, horní a dolní limit prvku,pro výpočet normálů výběr funkce (součet nebo průměr).Formulář dále obsahuje tabulku převodů příslušného prvkuz databáze CLICOM, limity pro výpočet počtu dnů s hodno-tou nad nebo pod stanovenou hodnotu (např. pro TMA 0, 25a 30 oC). Dále se zde definují parametry pro tvorbu produktův měsíčních, normálových a extrémních tabulkách.

Typ času – tabulka obsahuje zkratky požívaných časů(GMT, SEČ, SELČ, UTC), jejich popis a časový rozdíl. Datav databázi jsou uložena v čase SEČ a prostřednictvím tétotabulky je možno data importovat v časech zde uvedených.Nastavením v importní metodě se data správně přiřadí a časo-vé údaje meteorologických jevů nebo synoptických dat sepřepočítávají.

Půdní typ – vymezuje základní půdní typy, vyskytující sena našem území. Vychází se z klasifikace W. L. Kubieny, kte-rá bere ohled na všechna přírodovědecká hlediska a snaží sevystihnout pestré rozčlenění půd v jeho plném rozsahu, tj.včetně málo vyvinutých půd. Zahrnuje tyto kategorie: ranker,rendzina, pararendzina, černozem, paračernozem, slínovatka,hnědozem, hnědá půda, parahnědozem, drnopodzol, pseu-doglej, podzol, terrae calcis, plastosol, latosol, nivní půda,glejová půda, slaná půda, lužní půda, rašelinná půda, antro-pická půda. Pro některé stanice ve vrcholových oblastech nej-vyšších pohoří lze použít kategorii alpínská půda.

Georeliéf – typ georeliéfu je jedním ze základních kritériípro vymezení přírodních krajin. Vychází z relativní výškovéčlenitosti terénu. Pro údolní nivy je to 0–30 m, sníženiny zahr-nují pánve, kotliny a brázdy, ploché pahorkatiny 30–75 m,členité pahorkatiny 75–150 m, ploché vrchoviny 150–200 m,členité vrchoviny 200–300 m, hornatiny 300–600 m a vele-hornatiny s relativní výškovou členitostí nad 600 m.

Vegetační okolí – vytváří přehled o využití půdy v okolístanice mimo antropogenní vlivy. Pro určení kategorie je roz-hodující převládající prvek v okolí stanice. Obsahuje tyto ka-tegorie: travnatý porost, pastvina, louka, orná půda, les jeh-ličnatý, les listnatý, les smíšený, vodní plocha, kosodřevina.


Antropogenní vliv – určuje antropogenní vliv okolí kli-matologické stanice. Pro určení antropogenity je rozhodujícípřevládající prvek v okolí stanice. Obsahuje tyto kategorie:město, zastavěná plocha, park – sad, průmyslová plocha, vod-ní plocha, letiště, zahrada, orná půda, těžební plocha. V pří-padě, že okolí stanice není nijak významně antropogenněovlivněno, lze použít kategorii: bez antropogenního ovlivnění.

Uvedené kategorie rozšířené geografie byly navrženyostravskou pobočkou a byly diskutovány prostřednictvím e-mailové konference k databázi Clidata Pandora.cz. [5, 6, 7].

Klimatologické schéma – tato schémata umožňují vklá-dat, importovat a ukládat data k definovaným časům. Čísloschématu je nutné definovat při popisu pozorování každéhoprvku, tak např.:– schéma č. 1 je definováno pro všechny prvky měřené

v termínech pozorování 7, 14 a 21 h (teplota vzduchu,směr a rychlost větru, vlhkost vzduchu, oblačnost, stav počasí a půdy, atd.),

– schéma č. 2 pro čas 7.00 h (SRA, SCE, atd.), – schéma č. 3 pro 21.00 h (TMA, TMI, atd.),– schéma č. 4 pro 0.00 (SSV), atd.

Příznaky prvků – definice povolených příznaků. (T –neměřitelné množství srážek, N – nesouvislá sněhová pokrýv-ka, R sníh padal a roztál, P – sněhový poprašek, L – led napunčošce vlhkého teploměru, .. a skupina příznaků pro prvkyze zprávy SYNOP)

Příznaky jevů – zde jsou definovány časové zkratky meteo-rologických jevů spolu s příznaky pro rozkódování jevův databázi. Příslušný meteorologický jev se pořídí neboimportuje do databáze s časovou značkou (déšť ma – 15.00 h,databáze zápis rozkóduje a při výpisu jevu se začátek jevuzobrazí s časovým údajem 4.00 h a příznakem začátku 2 (pročasovou zkratku ma))

Seznam jevů – v tomto formuláři jsou definovány všech-ny používané jevy zkratkou jevu, názvem a grafickým sym-bolem. V nabídce si uživatel může nadefinovat skupiny jevů.Jako příklad uvádíme skupinu den s bouřkou (BO) – do tétoskupiny je definována bouřka blízká, vzdálená a velmi vzdá-lená. Pro skupinu den s deštěm jsou definovány jevy – déšť,dešťová přeháňka, mrznoucí déšť a mrznoucí mrholení. Tatonabídka zrychluje práci při výběrech meteorologických jevůpři definici podmínek dotazu. Uživatel si může nadefinovatskupiny podle vlastních požadavků

Změna validačního flagu – data importovaná z databázeCLICOM, data vypočítaná a data kontrolovaná získají vali-dační flag. Validovaná data nelze běžně měnit ani jinak upra-vovat. Pokud se vyskytne potřeba s daty dále pracovat, můžeobsluha s příslušným oprávněním změnit v této nabídce vali-daci. Změna validace se provádí definováním stanice, neboskupiny stanic, prvkem a obdobím. Data s validačním flagemA jsou data, která prošla prostorovou kontrolou dat, flag B pakdata kontrolovaná v CLICOMU [14], flag C mají data vypo-čtená (např. denní průměry) a flag N mají data importovanáz jiných zdrojů nebo pořízená před kontrolou. Změna validaceje možná pouze u flagů A, B nebo N, a to na flagy B nebo N.

Kontrolní rovnice – definice kontrolních rovnic používa-ných při kontrolách dat (v současné době 19 kontrolních rovnic).

6. OPERATIVNÍ VYUŽITÍ DATABÁZE ORACLEA APLIKACE CLIDATA Jak již bylo uvedeno v předchozích částech příspěvku,

budovaný databázový systém, původně určený pro potřebyklimatologie, dnes v sobě integruje řadu zdrojů dat, a to

i z jiných oborů a od jiných subjektů, s nimiž ústav v tomtosměru spolupracuje.

Z počátku se přirozeně jednalo především o data z klima-tologických stanic, tj. manuálních i automatických, tomuodpovídá i vytvořená aplikace CLIDATA.

Avšak postupem času, v souladu s obecnými možnostmia nástroji databázového systému, na němž je aplikace posta-vena a který byl v této souvislosti k dispozici, se začalo spekt-rum zdrojů dat a informací rozrůstat. Dnes se tedy jedná o jižzmiňovaná klimatologická data – z automatizovaných stanicse provádí import 8krát denně v tříhodinových intervalechihned po sběru, ostatní data z manuálních stanic se pořizujív pravidelných měsíčních intervalech.

Dále jsou to data z tuzemských a vybraných zahraničníchsynoptických stanic. Po dokončení specifikace metadat hy-drologických stanic začaly pravidelně přibývat údaje z těchtoautomatických měřicích bodů, stejně se postupovalo v přípa-du meteorologických údajů ze stanic AIM. Ve spoluprácis odborem distančních měření ČHMÚ se zařadila do databázejako samostatný prvek sumace srážek počítaná z radarovýchodhadů. Tedy pro každou stanici definovanou geografickýmisouřadnicemi se v hodinovém kroku vypočte příslušná hod-nota, která je poté importována do databáze. Z externích zdro-jů je nutno zmínit především data z měřicí sítě podniku Povo-dí Odry, tj. údaje z automatických srážkoměrů a stanic povr-chových vod (ca 60 objektů), které jsou uživateli k dispoziciv hodinových intervalech.

Právě tyto skutečnosti vedly k myšlence využít databázijako jednotící platformu pro data přicházející na naše praco-viště z různých zdrojů a v různých formátech. Své sehrálai skutečnost, že databázový systém Oracle je již obecně vyba-ven nástroji pro cílené a specifikované výběry dat a provádě-ní výpočtů. K tomu, aby zmíněná data mohla vstupovat dodatabáze a být využívána operativně, postačilo nadefinovatnezbytné popisné údaje, importní procedury a případně pro-vést úpravy v tabulkách.

Budeme-li se zabývat konkrétními možnostmi výběrůa využití dat, pak jako první nástroj pro výběry dat se nabízíSQL*Plus. Vyžaduje na uživateli jistou znalost strukturydatabáze, vazeb mezi tabulkami a přirozeně znalost příkazůa jejich syntaxe. Není však příliš náročné nadefinovat základ-ní dotazy dle potřeb uživatele a je-li k dispozici příručka [10],neměl by to být větší problém. Navíc je zde možnost opaku-jící se standardní dotazy si po nadefinování a odladění uložit(např. dotazy na dlouhodobé charakteristiky pro daný den propotřeby srovnávání s aktuální situací). SQL*Plus disponujei jistými, byť poněkud omezenými, možnostmi úpravy formá-tu výstupu.

Druhou možnost nabízí Oracle Discoverer [11], vytváře-ní pohledů na data je z hlediska uživatele jednoduší. Jedná sev podstatě o grafické rozhraní nad SQL, poskytuje přehlednézobrazení vybraných dat, které uživateli na první pohled při-pomene obecně používaný a známý MS EXCEL. Disponujei jistými možnostmi grafického zobrazení dat, mezi hlavnívýhody však patří celkem široká nabídka výstupních formá-tů, počínaje těmi textovými až po možnost exportovat data veformátu *.html. Pro operativní využití je velmi významnámožnost spouštět předem nadefinované pohledy na data (seši-ty) z dávkových souborů v definovaných časech. Umožňujetedy plně automatizovat např. proces pravidelně se opakují-cích výběrů dat pro uživatele, zákazníka či jiného odběratele.

V naší pobočkové praxi se již několik let tyto požadavkyvyskytují a stále množí. Vychází z obdobné modelové situa-


ce, kdy uživatelé a odběratelé již mají vybudovány své soft-warové systémy. Do nich vstupují jejich specifické údajea také hodnoty vybraných meteorologických prvků, popř.naše údaje slouží k přímému řízení procesů či systémů odbě-ratele (např. v rámci krizového řízení Hasičského záchranné-ho sboru, správců toků, krajských úřadů, z řad komerčníchzákazníků se jedná o energetiku, Státní rostlinolékařskousprávu, teplárny, plynárny atd.).

Požadavek tedy obecně zahrnuje kromě definice prvkůi nutnost jejich dodávání v pravidelných intervalech a v comožná nejkratší době po jejich získání v měřící stanici.

V reakci na tyto požadavky vznikly některé specifickéfunkce aplikace CLIDATA. Jsou přístupné obvykle propobočkové správce databáze s příslušným oprávněním, kteřímají přístup do Systémové správy. Obecně je možno nadefi-novat dvě základní automatizované operace:– odesílání zpráv – umožňuje nadefinovat SQL dotaz a čet-

nost jeho spouštění, výsledek výběru je v těle zprávy auto-maticky odeslán na definovanou adresu elektronické pošty,

– odesílání zpráv FTP – výběr dle dotazu je s předepsanoučetností odeslán na definovanou adresu pomocí FTP pro-tokolu na zvolený server. Popsané funkce však mají jistá omezení z hlediska for-

mátu. Má-li tedy někdo specifičtější požadavky, např. auto-matický export dat na webové stránky ve formátu *.html,export ve formátu MS EXCEL, *.pdf a nebo naopak ve velmičasto používaném formátu pro výměnu dat, tj. v textovém for-mátu s oddělovačem, pak je výhodnější použít již dříve zmí-něné spouštění sešitu Oracle Discovereru, včetně vybranéhoexportu z něj pomocí dávkového souboru. Kombinací libo-volného časového řídícího programu a skriptů FTP lzes výsledkem exportu libovolně nakládat.

Závěrem této části, která se zabývá operativním využitímdat, by bylo dobré uvést zmínku o vazbách na geografickéinformační systémy. Možnosti databázového systému a apli-kace dokumentují celkem dostatečně publikované mapovéprodukty zpracované v rámci hodnocení povodní v roce 2002,přičemž za zmínku stojí především fakt, že pro operativníhodnocení je možno pomocí SQL dotazů definovat i kratšíobdobí než je měsíc nebo den a vykreslovat mapové podkla-dy pro vybrané prvky a provádět plošné výpočty (např. množ-ství srážek na povodí apod.) pro libovolný časový úsek.

7. KONFERENCE UŽIVATELŮ SYSTÉMUCLIDATA – Pandora.czPandora.cz je e-mailová konference uživatelů databáze

CLIDATA, kterou autorský tým zřídil pro výměnu informacío novinkách v aplikaci, o servisních zásazích v databázia v neposlední řadě k diskusi uživatelů k problémům spoje-ných s provozem a využíváním databáze. Je zřízena na veřej-ném serveru pro možnost informování a správy i mimoČHMÚ.

Na webové adrese www.clidata.cz je domovská stránkadatabáze CLIDATA s informacemi o vývoji databáze, infor-mace o kontaktech na autory, manuál k databázi v anglickéverzi. Jsou zde popsány mezinárodní aktivity při šíření data-báze a další informace k databázi [15].

8 ZÁVĚRCílem předloženého článku bylo shrnout čtyřleté zkuše-

nosti s praktickým využíváním databáze, poskytnout běžné-mu uživateli jistý výběr a přehled nejdůležitějších činnostía prací spojených s databází. Věříme, že naše postřehy a infor-

mace pomohou novým správcům databáze na pobočkácha uživatelům při jejich práci. Pro ostatní meteorologickoui laickou veřejnost je to nástin, co mohou od této databázeočekávat a vyžadovat a jaké jsou její další možnosti, popř.nedostatky.

Databáze je jednoznačným přínosem pro klimatologiia operativní meteorologii. Je to velký kvalitativní skok oprotidříve používané databázi CLICOM a je významným pomoc-níkem pro klimatologii. Pro bezchybné fungování vyžadujepoměrně náročné hardwarové zázemí na pobočkách a v cent-ru a operativní servisní zázemí pro centrální správu databáze.Věříme, že i přes významné personální změny v oddělení kli-matologické databáze a odboru klimatologie bude zachovánsoučasný stav databáze.

Za vznik tohoto článku vděčíme programátorům z firmyATACO, pracovníkům oddělení klimatologické databáze,oddělení meteorologie a klimatologie a regionálního předpo-vědního pracoviště v Ostravě, kteří se podíleli na vznikua současné podobě databáze.

Literatura[1] TOLASZ, R., 1998. Nové směry ve vývojích klimatologic-

kých databází. Meteorologické Zprávy, roč. 51, č. 3, s. 85–87.ISSN 0026–1173.

[2] COUFAL, L.–TOLASZ, R., 1999. Klimatologická databá-ze CLIDATA (Část METADATA – informace o měřícíchstanicích). Meteorologické Zprávy, roč. 52, č. 2, s. 55–58.ISSN 0026–1173.

[3] Popis aplikace CLIDATA. Uživatelská příručka. 52 s.[Interní publikace.]

[4] COUFAL, L.–TOLASZ, R., 2001. Klimatologická databá-ze CLIDATA – Datový model a jeho aplikace. Meteo-rologické Zprávy, roč. 54, č. 3, s. 83–93. ISSN 0026– 1173.

[5] MIŠTERA, L., 1985. Geografie ČSSR. Praha: SPN. 385 s.[6] HORNÍK, S. a kol., 1986. Fyzická geografie II. Praha: SPN.

320 s.[7] SMOLÍKOVÁ, L., 1988. Pedologie II. Praha: SPN. 164 s.[8] LIPINA, P. – TOLASZ, R.–ŽIDEK, D., 2000. Automa-

tizovaná staniční síť ČHMÚ pobočky Ostrava – zkušenostis budováním a provozem, vazba na klimatologické databá-ze. Meteorologické Zprávy, roč. 53, č. 3, s. 65 –72. ISSN 0026–1173.

[9] COUFAL, L. – TOLASZ, R., 2001. CLIDATA – Klima-tologická databázová aplikace (SQL pro administrátoraCLIDATA). Praha: Ostrava: ČHMÚ. 99 s.

[10] SQL – struktura aplikace – tabulky. Uživatelská příručka.98 s. [Interní publikace.]

[11] Oracle DiscovererTM Release 3.1. Uživatelská příručka.1999. Praha: ČHMÚ. 156 s.

[12] QUITT, E., 1971. Klimatické oblasti Československa.Studia Geographica, 16. Brno. 13 s.

[13] ČSN 73 0035, 1987. Zatížení stavebních konstrukcí. Praha:Vydavatelství úřadu pro normalizaci a měření. 168 s.

[14] COUFAL, L., 1995. CLICOM – modul pro práci s daty.Meteorologické Zprávy, roč. 48, č. 4, s. 97–104. ISSN 0026–1173.

[15] COUFAL, L.–TOLASZ, R.–KŘIŽKA, F.–VALDER,J.–STŘÍŽ, M., 2001. Clidata manual. English version.www.clidata.cz/manual.zip

Lektor RNDr. M. Hradil, rukopis odevzdán v lednu 2004.


1. ÚVOD Celkovým přehledem význačnějších tornád, které se

vyskytly na území České republiky v letech 2000 a 2001, sezabývá [1]. Dokumentaci tornád na našem území, od prvníhoznámého případu v roce 1119 až do současnosti, a diskusinárůstu dokumentovaných případů za posledních několik letje věnována práce [2].

V následujícím článku, který je volným pokračováním[1], se autoři vrací s tříletým odstupem ke dni 31. května 2001,kdy se na našem území vyskytlo během odpoledních hodinhned několik tornád, doprovázejících dvě nezávislé konvekč-ní bouře. Tento den však není výjimečným díky celkovémupočtu tornád za jediný den – v tomto směru nejspíš drží dosa-vadní „rekord“ 20. červenec 2001 (podrobnosti viz [1] a [3])– 31. květen 2001 je významným z jiných pohledů.Nejmohutnější tornádo toho dne a konvekční bouře, jež jej„zplodila“, které jsou níže popsány podrobněji, mají totiž dvěvýznamná prvenství: jednak je to první případ, kdy byla nanašem území jednoznačně dokázána přítomnost tzv. sekun-dárních savých vírů, vyskytujících se uvnitř či na periférii pri-márního „mateřského“ tornáda, jednak je to první případ jed-noznačně radarově doložené supercelární struktury bouře, nakteré se toto tornádo vyskytlo.

Článek si nečiní ambice být vyčerpávajícím rozboremmeteorologické situace, která k těmto tornádům a supercelár-ní bouři vedla, všímá si především dvou aspektů: detailůa zvláštností škod způsobených tornády v oblasti měst Zručnad Sázavou, Ledeč nad Sázavou a Světlá nad Sázavou (vevazbě na charakter tornáda a jeho doprovodných jevů) a struk-tury supercelární bouře, která toto tornádo vygenerovala,„zplodila“.

2. SYNOPTICKÁ SITUACE A VLASTNOSTIATMOSFÉRICKÉHO PROSTŘEDÍVývoj celkové povětrnostní situace ze dne 31. května 2001

nad Evropou a přilehlou částí Atlantského oceánu ilustrujeobr. 1, na němž jsou v termínech 06 a 18 UTC zobrazena polegeopotenciální výšky v hladinách 500 a 850 hPa a přízemní tla-kové pole, přičemž geopotenciál hladiny 850 hPa je doplněnstínováním naznačujícím pole teploty v téže hladině. Z obr. 1vyplývá, že střední Evropa ležela uvedeného dne ráno v dobřevyjádřené frontální zóně, patrné z prvního pohledu na pole geo-potenciálu hladiny 500 hPa (viz též obr. 18, snímek z družice

Meteosat). Při zemi se na frontální vlně prohlubovala menšípodružná tlaková níže postupující z Německa dále k východuaž jihovýchodu. Ještě lépe je to patrné z obr. 2, na němž jsouanalýzy mezoměřítkového modelu ALADIN. Tlaková nížes vyvíjející se frontální vlnou, dobře patrnou na teplotním poliv hladině 850 hPa, je lokalizovaná nad územím Čech. V hladi-ně 500 hPa se přitom nad střední Evropu během dne přesouva-la brázda nižšího tlaku vzduchu, což odpovídá nastupující stu-dené advekci a současně probíhající cyklogenezi.

Analýza aerologického měření v Praze-Libuši (obr. 3) ve12 UTC ukazuje podmíněnou instabilitu s horní hranicí kon-vekce v hladině kolem 7 km, přičemž teplota konvekce bylapřibližně 20 °C. Hodnota dostupné konvekční energie (Con-vective Available Potential Energy, CAPE) se pohybovalakolem 260 J/kg, s modifikací CCL 270 J/kg, což je hodnotadostatečná k vývinu bouří, ale nijak mimořádná. Doplňujeme,že podle Sulana et al. [13] začíná výpočet CAPE s modifika-cí CCL v modifikované konvekčně kondenzační hladině, kte-rá se stanoví jako průsečík křivky zvrstvení a izogramy, jejížpočáteční bod při zemi se odvodí ze středního směšovacíhopoměru vrstvy zemský povrch – hladina 850 hPa. HodnotaCAPE je sice poměrně dobrý parametr instability, ale, jak mj.uvádí Doswell [4] nebo Kerr a Darkow [5] a potvrzuje např.Sulan et al. [13], i při relativně malých hodnotách CAPEmůže docházet k vývinu silných konvekčních bouří superce-lárního typu. Z obr. 3 je dále možné vyčíst, že kolem tropo-pauzy dosahovala rychlost větru značných hodnot kolem50 m/s, což znamená přítomnost tryskového proudění.

Pro vývoj supercelárních bouří je důležitý vertikální střihvětru, jak dokumentuje mj. práce Doswella [4], Manzata [6]a Kerra a Darkowa [5]. Pro kvalitativní zhodnocení podmínekvzniku supercelárních bouří se využívá hodograf, tj. graf uka-zující změnu vektoru větru s rostoucí výškou. Hodografy prostanice Praha-Libuš a Brno-Sokolnice je možné analyzovat naobr. 4 a 5. Na těchto grafech je patrné výrazné stáčení větrus výškou směrem doprava především u poledních termínů. Jakpíše Doswell [7], vhodné stáčení směru vektoru větru s výš-kou, charakteristické hodografem zakřivujícím se doprava,vyústí do horizontální vorticity s významnou složkou ve smě-ru proudění. Tato horizontální vorticita se při vývoji kon-vekčního výstupného proudu naklání a výsledná interakce máza následek cyklonálně rotující výstupný proud. Je zřejmé, žei horizontální vorticita s významnou složkou kolmo ke směru

Mart in Setvák – Petr Novák – Milan Šálek (ČHMÚ)

TORNÁDA 31. KVĚTNA 2001 NA ÚZEMÍ ČESKÉ REPUBLIKY

Tornadoes on May 31 2001 on the territory of the Czech Republic. The paper documents a large (F3) tornado on the terri-tory of the Czech Republic, which occurred on 31 May 2001, close to the Sázava River. Though several other smaller torna-does were reported on that day (being spawned by two different tornadic storms), the biggest one caused damage swath of about0.5 km wide and about 4.5 km long. Moreover, this is the first case of an unambiguous radar detection of supercell storm in theCzech Republic, and also the first case of secondary suction vortices being captured in the Czech Republic by amateur videocamera.

KLÍČOVÁ SLOVA: tornádo – supercela – víry sekundární savé – helicita – CAPE – pozorování radarová a družicová

Upozornění: Obrázky 1, 2, 3, 6, 11c, 13, 15, 17, 18, 19 a 20 jsou uvedeny v barevné příloze. Podpisky k obrázkům 11c, 19 a 20jsou vzhledem k rozsahu uvedeny na konci článku. Legends to Figs. 11c, 19 and 20 are for technical reasons at the end of the paper.


proudění může být konvekcí „nakloněna“ do svislého směru.Při tomto naklonění a při rozdělování bouře (storm splitting,viz např. Doswell [16]), které je v těchto případech běžnější,vzniká přibližně rovnocenná dvojice konvekčních buněks divergujícími trajektoriemi, z nichž levostáčivá (tj. pohybují-cí se doleva od průměrného směru proudění) má anticyklonál-ní rotaci a pravostáčivá má rotaci cyklonální. Při případnémrozdělení konvekční bouře v prostředí charakteristickémvýrazně pravostáčivým hodografem (a tedy vysokou hodno-

tou SREH, viz dále) však anticyklonálně rotující levostáčivábuňka poměrně rychle zaniká a je „preferována“ bouře pra-vostáčivá s cyklonální rotací. Doplňme, že u levostáčivéhohodografu jsou tyto závěry „zrcadlově“ opačné [16]. Je všaknutno poznamenat, že tato koncepce je nutně velmi zjedno-dušená, neboť v reálné atmosféře se vyskytují víry a střihy vět-ru různě orientované. Navíc, procesy spojené s konvekčníbouří modifikují pole proudění též významnou měrou.Uvedené koncepční modely slouží spíše k základnímu

Obr. 4 Hodografy odvozené z měření aerologické stanice Praha-Libuš ze dne 31. 5. 2001 z termínů (zleva doprava, shora dolů): 00, 06, 12 a 18 UTC.Jednotlivé kružnice představují rychlosti větru 10, 20, 30, …, 60 m/s. Čísla na křivce průběhu vektoru větru s výškou označují nadmořskou výšku v kilo-metrech a vlevo nahoře je výpis všech hladin a příslušných údajů větru ze zprávy TEMP. Světlými čarami vycházejícími z průsečíku hlavních os jsounaznačeny odhady drah případných supercelárních bouří. Hodografy jsou ve své spodní části doplněny údaji o vektoru přesunu pravostáčivé bouře,hodnotou SREH a údajem o střihu větru mezi zemí a hladinou 200 hPa (přibližně 12 km).

Fig. 4. Hodographs derived from the aerological sounding of the station Prague-Libuš from May 31, 2001, 00, 06, 12 and 18 UTC (from left to right,from top to bottom). The circles denote wind velocity 10, 20, 30, …, 60 m/s. The numbers at the hodograph curve are altitude in kilometers and in theleft top corner is the list of the levels and corresponding wind vectors from the TEMP code. The lines starting at the center of the graph are the esti-mates of the motion of the possible supercells. At the bottom of the hodographs you find the estimate of the right moving supercell motion vector, SREHvalue and wind shear of the layer surface 200 hPa (approx. 12 km)


vysvětlení možnosti vzniku rotace supercelárních konvekč-ních bouří a nečiní si nárok na úplnost.

Na zmíněných obrázcích 4 a 5 je též uvedena hodnotaSREH (Storm-relative Environmental Helicity) a odhadupostupu supercelární bouře. Helicita je parametr udávající„náchylnost“ prostředí tekutiny vytvářet helikální proud, tj.proud, ve kterém se vlivem střihu větru vytváří horizontálnívorticita s významnou složkou ve směru proudění [7]. Mate-maticky je (integrální) helicita H vyjádřena jako integrál ska-lárního součinu horizontálního větru a vektoru horizontálnívorticity:

(1)

Ve vzorci (1) značí vektor horizontálního proudění,představuje vektor horizontální vorticity, z0 a z1 jsou spod-

ní a horní hranice vrstvy, pro kterou se integrál počítá. Většinouje to výška zemského povrchu a výška 3 km nad zemskýmpovrchem, případně výška hladiny 700 hPa. Předpokládá se(např. [9]), že hodnota integrální helicity prostředí vyjádřenáv souřadném systému pohybujícím se s bouří (Storm RelativeEnvironment Helicity, SREH) ve vrstvě sahající od zemskéhopovrchu do 3 km je jedním z parametrů, který naznačujenáchylnost atmosférického prostředí k tvorbě mezocyklon.Symbolicky vyjadřujeme hodnotu SREH pomocí vzorce 2:

(2)SREH v c dzH H

z

z

= −( ) ⋅∫ r r rω

0

1

.H v dzH H

z

z

= ⋅∫ r rω

0

1

.

Obr. 5 Hodografy odvozené z měření aerologické stanice Brno-Sokolnice ze dne 31. 5. 2001 z termínů (zleva doprava, shora dolů): 00, 06, 12 a zedne 1. 6. 2001, 00 UTC. Vysvětlení ke grafu – viz obr. 4.

Fig. 5. Hodographs derived from the aerological sounding of the station Brno-Sokolnice from May 31, 2001, 00, 06, 12 and from June 1, 2001, 00UTC (from left to right, from top to bottom). For details see Fig. 4.

rvHr

ω H


kde značí vektor postupu bouře. Pro vektor , tj. odhadpostupu supercely, byl použit algoritmus Bunkerse et al. [8],který je založen na advekci bouře průměrným větrem a inter-akci uvažovaného výstupného proudu s prostředím. Spočíváv následujících krocích (viz vzorce 3):1. Z příslušného aerologického měření se vypočte průměrný

vítr od zemského povrchu do 6 km nad zemí ( ).2. Je vypočítán vektor střihu větru mezi průměrným větrem

vrstvy 0,0–0,5 km a průměrným větrem vrstvy 5,5–6,0 kmnad zemským povrchem ( ).

3. K vektoru průměrného větru (0–6 km nad zemí) se přičte,resp. odečte vektor, který je kolmý ke střihu větru, vypo-čteného podle bodu 2., a jenž má velikost D = 7,5 m/s.

Symbolicky je výpočet postupu pravostáčivé, resp. levo-stáčivé supercely vyjádřen následujícími vzorci:

(3)

kde , resp. značí vektor pohybu pravostáčivé, resp.

levostáčivé bouře, a je jednotkový vektor ve směru osyz kolmé k horizontální rovině. Je nutno zdůraznit, že jak roz-sahy vrstev, pro které se počítá vektor větru nebo vek-

tor střihu větru , tak hodnota D byly v práci Bunkerseet al. [8] stanoveny pomocí statistického vyhodnocení sku-tečného pohybu supercell pouze na území USA, nicméně ten-to postup z důvodu nedostatku jiných použitelných metodzatím přejímáme. Výše popsanou metodou byl vypočtennásledující vektor postupu supercely pro 12. hodinu UTC:118°, 18 m/s. Pro srovnání uvádíme změřený vektor postupudále rozebírané „posázavské“ bouře mezi Berounem a oblastíasi třináct kilometrů východně od Havlíčkova Brodu, který bylzjištěný pomocí meteorologických radiolokátorů: 108°, 16 m/s.

Davies-Jones [9] uvádí přibližné hodnoty SREH150–299, 300–449, ≥ 450 m2/s2 pro slabé, střední a silnémezocyklony. Podrobná diskuse tohoto parametru, jehožexperimentální výpočty v ČHMÚ začaly teprve na počátkudubna 2004, sice není předmětem tohoto článku, ale pro srov-nání uveďme v tab. 1 hodnoty SREH pro aerologické stanicePraha-Libuš a Brno, které jednoznačně vykazují maximakolem poledních hodin. Pro úplnost poznamenejme, že hod-noty SREH jsou vztažené pouze k pohybu pravostáčivé super-cely. Pro případné levostáčivé supercely jsou hodnoty SREHpodstatně menší, a proto se většinou neuvádí.

Tab. 1 Integrální hodnoty SREH (0–3km) z měření aerologických stanicPraha-Libuš a Brno dne 31. 5. 2001.

Table 1. Integral values of SREH (0–3 km) from measurements of themeteorological stations Praha-Libuš and Brno on 31 May 2001.

SREH Praha – Libuš SREH Brno[m2/s2] [m2/s2]

31.5. 2001, 00 UTC 0 031.5. 2001, 06 UTC 99 11931.5. 2001, 12 UTC 312 28131.5. 2001, 18 UTC 12 –1. 6. 2001, 00 UTC – 18

Pro hodnotu SREH je důležité stáčení větru s výškoudoprava, jak uvádí např. Doswell [7]. Tento charakteristickýrys je patrný u poledních termínů obou analyzovaných stanic,a to Prahy-Libuše i Brna (viz obr. 4 a 5). Ve večerních hodi-nách je už patrný vliv studené advekce se stáčením větrus výškou doleva.

3. TORNÁDICKÁ1 BOUŘEV SEVEROZÁPADNÍCH A STŘEDNÍCHČECHÁCHPrvní, relativně slabší ze dvou bouří toho dne, na kterých

byla prokázána tornáda, vznikla kolem 11.00 UTC v Němec-ku v okolí Lipska, na naše území přešla přes Krušné horykolem 13.30 UTC a dále pokračovala přes Chomutovsko,Lounsko, Kralupy nad Vltavou, a ve slabší podobě (alespoňdle radarových měření) směrem na Nymburk a Poděbrady. Natéto bouři se v Čechách vyskytla dvě svědecky doložená slab-ší tornáda. Souvislost této bouře s tornádem hlášeným v Saskunení zcela jednoznačná.

První z tornád na našem území, která se vyskytla na tétobouři, je doloženo severozápadně od Kralup nad Vltavou,mezi obcemi Dušníky nad Vltavou a Všestudy, v těsné blíz-kosti dálnice D8. Podle svědka ze Všestud mělo tvar klasic-kého trychtýře. Jeho spodní část lámala vzrostlé topolya poničila část střechy místní sušičky chmele, chmelnicea elektrické rozvody, dle charakteru způsobených škod hod-notíme toto tornádo stupněm F1 (dle tzv. Fujitovy stupnice,viz [1]). Tornádo bylo pozorováno2 po dobu ca 1 minuty, potézesláblo a rozpadlo se. Je možné, že jev souvisel s nepotvrze-ným výskytem tornáda v Kralupech a na Kladensku.

Mezi výskytem tohoto a následujícího pozorovaného tor-náda je pravděpodobně nepřímo doložen výskyt ještě jedno-ho tornáda. Na jeho existenci usuzujeme na základě hodno-věrného popisu charakteru škod v trajektorii bouře, který senám dostal do rukou sice se značným zpožděním od výskytujevu, o to je však zajímavější. Severně od Prahy, mezi obcemiHovorčovice a Měšice, byl po přechodu bouře (tentýž den)nalezen na polích pruh území, široký ca 10 metrů, dlouhýzřejmě několik set metrů, zcela zbavený vegetace („pruh čistéhlíny, jako vyluxován“), orientovaný zhruba ve směru pohybubouře („vysátá stopa byla jen ca 100 m rovná, jinak se různěklikatila a nebyla všude stejně silná“, nejvýraznější část bylaorientována k východu, dále uhýbala k jihovýchodu). Je jenškoda, že o tomto případu jsme se dozvěděli až s odstupem2,5 roku, a ne bezprostředně po výskytu jevu. Byl by to prvnítakový zdokumentovaný případ u nás. Výjimečnost (a záro-veň závažnost) tohoto svědectví spočívá v tom, že taktoodstranit vegetaci dokáží pouze tornáda síly F4 a silnější.

Další, slabší tornádo, doprovázející tuto bouři, je svědec-ky doloženo kolem 15.10 UTC z obce Vyšehořovice, okresPraha-východ. Doba trvání tornáda dle výpovědi svědků bylakolem 3 až 4 minut, odhadovaný průměr přibližně 5 metrů.

rVshear

rVmean

rk

rVLM

rVRM

r rr r

rV V DV k

VLM mean

shear

shear

= − ×⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥

,

r rr r

rV V DV k

VRM mean

shear

shear

= + ×⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥

,

r r rV V Vshear km km= −6 0

rVmean

rc

rc

1 Autoři v tomto článku rozlišují termíny tornádový a tornádický.Zatímco termín tornádový používáme jako běžné přídavné jméno,odvozené od slova tornádo (např. tornádová alej, protitornádový kryt),termín tornádický používáme pouze pro specifikaci typu konvekčníbouře, která alespoň jednou během své existence „zplodí“ tornádo –tornádická bouře. Termín tornádová bouře by totiž znamenal výskyttornád, jejichž počet (na daném území či za určitý čas) nebo intenzitadosáhly mimořádné úrovně, tj. stádia bouře (v analogii s např. sněho-vou bouří, písečnou bouří, větrnou bouří, apod.). Pojem tornádovábouře se spíše blíží překladu anglického termínu tornado outbreak.

2 Vzhledem k velkému počtu svědků, zejména u dalších tornád, jednotli-vá jména (až na výjimky) neuvádíme.


Tornádo, doprovázené výraznými akustickými projevy, způ-sobilo pouze menší škody (F0) na několika střechách; nejzá-važnější škodu způsobil kus střešního eternitu, který po pře-konání vzdálenosti ca 250 až 300 m od místa původu prorazilvakuované okno rodinného domku a vlétl do místnosti –naštěstí se vše obešlo bez zranění osob v zasažené místnosti.

Následné škody na Nymbursku a Poděbradsku byly nej-spíš způsobeny downbursty, žádné tornádo však zde svědec-ky doloženo nebylo. Nicméně vzhledem k předchozím výsky-tům tornád na této bouři je nelze vyloučit ani zde, chybí všakbuď přímé svědectví nebo alespoň popis škod, které by jehopřítomnost indikovaly.

4. TORNÁDICKÁ BOUŘE A TORNÁDAV POSÁZAVÍDruhá tornádická bouře, jednoznačně nejsilnější toho dne

na našem území, začala svou pouť kolem 11.50 UTC na zápa-dě Čech, prošla (ještě ve slabší podobě) přes Křivoklátskoa jižní okraj Prahy, a nad okresem Benešov začíná její „tor-nádická“ etapa – kromě Benešovska řádila tornáda předevšímmezi Zručí nad Sázavou až po Světlou nad Sázavou. Bouřepak zeslábla na Havlíčkobrodsku kolem 16. hodiny UTC(18. hodiny SELČ).

První svědecky prokázané tornádo na této bouři se vyskyt-lo na Benešovsku, mezi obcemi Kochánov a Střížkov. Dlesvědka z Kochánova tornádo rotovalo cyklonálně (čemužodpovídal i charakter škod v obou zmíněných obcích), průměrtornáda odhadl na ca 150 metrů, pozoroval jej po dobu asi tříminut, poté mu zmizelo z dohledu. Další lokalita možnéhovýskytu byla kolem silnice č.111 na Divišov. Zde na výskyttornáda usuzujeme pouze nepřímo, na základě charakterupoškození stromů. Podle neověřených zpráv viděli vír dalšísvědci ze vzdálenějšího okolí ve směru postupu bouře (smě-rem na Býkovice, Třebešice a Bílkovice), tyto svědky se všaknepodařilo identifikovat, na výzvy v oblastním tisku nikdonezareagoval.

Další oblastí, zasaženou tornádem (tornády), byl dlouhýpás území v okolí Sázavy, mezi Zručí nad Sázavou a Světlounad Sázavou (viz obr. 6). Nejvýznamnějšímu tornádu z této

oblasti (Milošovice – Velká paseka) je věnována následujícísamostatná kapitola, zde se stručně zmíníme o ostatních tor-nádech, která se v tomto prostoru vyskytla.

Důvodem, proč si nejsme jisti „počtem“ tornád v tétooblasti, je skutečnost, že nevíme, zda jednotlivá tornáda bylaprojevem zeslabení a opětovného zesílení jediného déle „žijí-cího“ tornáda (a tudíž několika oddělených stop doteku tor-náda se zemí), nebo zda se jednalo o několik skutečně nezá-visle vzniklých jevů. Výpovědi svědků a charakter škodnaznačují spíše druhou alternativu. V mapě (obr. 6) je sytěj-ším odstínem vyznačena oblast, kde je výskyt tornád jedno-značně prokázán; světlejší odstín pak vyznačuje oblastivýskytu dalších škod, které nejspíš s tornády nesouvisí.

První a zároveň nejmohutnější tornádo se vyskytlo při-bližně mezi 14.30 až 14.40 UTC poblíž obce Milošovice a poca 10 až 15 minutách existence se rozpadlo západně od obceZahájí. Jak již bylo naznačeno, podrobnosti k tomuto tornádujsou v následující samostatné kapitole.

V prostoru Pekelsko - Kožlí - Bojiště není výskyt žádné-ho víru doložen, škody zde byly pravděpodobně způsobenysilnějším downburstem, resp. microburstem (například lesnípolom severně od Kožlí). Nicméně podle (bohužel jediného)svědectví z Ledče nad Sázavou byl spatřen „rotující hladkýkornout, nedotýkající se zemského povrchu“ ve směru naBojiště, tudíž ani zde přítomnost tornáda zcela vyloučit nelze.

Další pás nesouvislých škod se táhne od Vilémovic(východně od Světlé) přibližně po Okrouhlice, přičemž svě-decky je doložen výskyt tornáda ve Vilémovicích a jejich oko-lí, jednak v Mrzkovicích (v obou případech více nezávislýchsvědků). V ostatních částech tohoto pásu území není výskyttornáda svědecky doložen, snad jedině u Dobré nad Sázavou(mezi Novou Vsí u Světlé a Babicemi – zde je však k dispo-zici jediné, ne zcela jednoznačné svědectví).

V souvislosti s tornádem u Mrzkovic stojí za zmínku (ved-le dalších, spíše „lokálních“ škod, napáchaných ve vlastníobci) velmi zajímavý charakter poškození stodoly na okrajiobce – viz obr. 7. Tornádo zde prošlo pravou polovinou sto-doly, kterou zcela zničilo, zatímco levá polovina stodoly a jejípravý bok zůstaly prakticky netknuté (pravá boční stěna sto-doly se však následně naklonila do „amputované“ pravé částistodoly). Toto velmi názorně dokumentuje značnou územníomezenost či proměnlivost škod, která je charakteristická prá-vě pro tornáda. Zároveň tento případ názorně dokumentuje, žetakovéto chatrné stavby, jakými stodoly bezesporu jsou, roz-hodně bezpečný úkryt před tornády neposkytují.

Obr. 7 Stodola u Mrzkovic, částečně zničená jedním z tornád. Tornádoprošlo pravou polovinou budovy, levá polovina zůstala nedotčena. FotoM. Setvák.

Fig. 7. A barn (close to Mrzkovice village) partially damaged by a smal-ler tornado. The tornado passed through the right side of the barn, whi-le the left part remained intact. Photo by M. Setvák.


5. DETAILNÍ POPIS TORNÁDA V OBLASTIMILOŠOVICE – VELKÁ PASEKATato kapitola je pokusem o rekonstrukci jevu, tak, jak na

jeho průběh usuzujeme na základě shrnutí poznatků získa-ných z výpovědí mnohých svědků a z charakteru škod.Přestože se naše verze jevu od jeho skutečného, detailníhoprůběhu a charakteru nejspíš do jisté míry liší, jednotlivévýpovědi svědků do sebe velmi dobře zapadají a vzájemně sedoplňují, čímž můžeme považovat předložený „obrázek“ tor-náda do značné míry za objektivní a kompletní.

Tornádo pravděpodobně vzniklo kolem 14.30 UTC (16.30SELČ) v prostoru nad Milošovicemi (nebo západně od nich),svědci z okolních obcí jej popisují jako mohutný kužel čitrychtýř, který se postupně spustil k zemskému povrchu.V této rané fázi tornáda jsou k dispozici jeho dvě nezávisléfotografie, pořízené ze stejného místa a ve stejnou dobu růz-

nými kamerami, jedna z nich je zde uvedena na obr. 8.Fotografie ukazují mohutný široký, tupý kužel, se zaoblenýmvrcholem, spouštějící se ze spodní základny oblačnosti bouřesměrem k zemskému povrchu. Vlevo od tohoto kužele a podním jsou dobře patrné protáhlé „oblačné chuchvalce“, kteréjsou nejspíš jedněmi z mnoha sekundárních savých vírů, kte-ré se na tornádu vyskytly. Pod hlavním kuželem je pak ne pří-liš zřetelný sloup prachu, který svědčí o tom, že cirkulace tor-náda v době pořízení fotografie již dosahovala až k zemské-mu povrchu, i když jeho vlastní kondenzační trychtýř(= popisovaný kužel) ještě k zemi nedosahuje.

Sekundární savé víry jsou jevem, s jehož konceptem přišel jižzačátkem 70. let na základě analýzy způsobených škod TheodoreFujita [10, 11] (mimo jiné autor známe Fujitovy stupnice inten-zity tornád). Tyto víry menšího měřítka (proto někdy též v češtiněoznačované – ne zcela vhodně – jako „podružné“) vznikají uvnitř

či na periferii hlavního „mateřského“ tornáda,mají velmi krátkou dobu „života“, o to však majísilnější projevy. „Savými“ jsou označovány prosvůj zjevně velmi silný savý efekt, směřující směremvzhůru. Jejich typická doba života se pohybujeřádově v sekundách až desítkách sekund. V „ma-teřském“ tornádu jich může být až několik součas-ně. Mechanizmus jejich vzniku není doposud zcelazřejmý, jejich výskyt, doba života a cirkulace úzcesouvisí s cirkulací, resp. strukturou „mateřského“tornáda, viz [17]. V současnosti jsou předmětemjak teoretických prací, viz např. [18], tak labora-torního modelování,viz např. [19].Záleží pak na kombinaci doby života jednotlivýchsekundárních savých vírů, rychlosti rotace „mateř-ského“ tornáda a rychlosti jeho postupu, jakoukřivku sekundární savé víry na zemském povrchuopisují. Může to být cokoliv, od otevřených oblou-ků či nepravidelných křivek, až po různé cykloidy čiuzavřené smyčky. Ideálním „médiem“ pro za-znamenání těchto stop je travnatý povrch či různézemědělské plodiny. Z hlediska škod to bývají prá-vě tyto sekundární savé víry, které mívají na svědo-mí nejtěžší škody, ostře územně lokalizované.Rovněž značná územní proměnlivost (ostrá vyme-zenost) škod může být projevem výskytu těchto„podružných“ vírů. V našich podmínkách jsme najejich výskyt prvně usuzovali v souvislosti s „Roky-canským“ tornádem, viz [12], resp. tornádem„Málkov“, viz [1].

Na přítomnost sekundárních savých vírů jižv této rané fázi tornáda usuzujeme nejen na zá-kladě výše zmíněných fotografií, ale i na základěcharakteru začátku stopy škod tornáda poblížMilošovic. Zde tornádo mimo jiné „vysálo“ vět-ší část střešní krytiny (tašek), přičemž část těch-to tašek následně „složilo“ do několik desítekcentimetrů široké a několik metrů dlouhé stopy,umístěné ca 15 až 20 metrů proti směru postupubouře (společně s větvemi z okolních stromů).Patrně není nutné dodávat, že si nedokážemepředstavit jiný meteorologický mechanizmus,který by toto dokázal, než právě sekundární savévíry (případně menší tornádo samo o sobě).

Tornádo se následně rozšířilo do podoby širo-kého válce, zužujícího se směrem dolů. V této

Obr. 8 Snímek počáteční fáze tornáda nad Milošovicemi pořízený ze vzdálenosti několi-ka kilometrů v době, kdy se mohutný kondenzační kužel ještě nedotýkal zemského povr-chu. Foto B. Kykalová, Chřenovice.

Fig. 8. Snapshot of the tornado above Milošovice, as captured at its very early stage fromseveral kilometers away. At this stage, the lowest part of the funnel cloud can be seen stillwell above ground. Photo B. Kykalová, Chřenovice.

Obr. 9 Sekundární savé víry podle Theodora Fujita [10, 11]. Obrázek vlevo schematic-ky znázorňuje případ, kdy se na periferii „mateřského“ tornáda vytvořily tři sekundárnísavé víry; obrázek vpravo znázorňuje hypotetickou trajektorii jediného sekundárníhosavého víru v závislosti na poměru rychlosti postupu „mateřského“ tornáda a jeho obvo-dové rychlosti (čím je postup tornáda pomalejší a/nebo obvodová rychlost rotace vyšší,tím se jednotlivé cykloidy trajektorie sekundárního víru více překrývají). Převzato z [10].

Fig. 9. Secondary suction vortices after Theodore Fujita [10, 11]. While the drawing atleft shows a case with three vortices present at the outer part of the parent tornado, theschematics at right shows possible trajectories for a case of one secondary vortex beingpresent, at different combinations of main tornado transition speed and its rotation inten-sity. From [10].


podobě přešlo přes první souvislý lesní porost západně odVelké Paseky, ve kterém zanechalo první ze dvou rozsáhlých,souvislých polomů, přes obec Velká Paseka, a konečně přesdalší souvislý les v prostoru mezi Velkou Pasekou a Zahájím.Celkově byla stopa souvislých škod široká ca 400 až 500 m,dlouhá kolem 4,5 km. Západně od Zahájí pak trychtýř torná-da po ca 10 až 15 minutách jeho existence zanikl („prostěnajednou zmizel“), někteří svědci mluví o úplném zániku jehokužele, jiní popisují rychlý „rozpad tornáda na dvě části“ –nejspíš popisují zánik kondenzační části tornáda (trychtýře),po kterém zřejmě dále přežívaly jednotlivé savé víry (přibliž-ně po Štičí). Hukot tornáda byl přirovnáván k hluku jedoucí-ho metra nebo přeletu několika letadel současně. Většinasvědků rovněž vypověděla, že bezprostředně po přechodu tor-náda se spustil silný déšť s kroupami („bílá stěna“) a silnýmvětrem (zřejmě downburst).

Stromy v obou lesních polomech, převážně vzrostlé smr-ky, byly polámány v různé výšce nad zemí, případně vyvrá-ceny (viz obr.11) . Prvotní dojem byl, že v prvním polomu jed-noznačně převládá v pravé části stopy (míněno z hlediskapostupu tornáda) směr zlomů či vývratů ve směru postupu tor-náda (obr. 11a), zatímco v jeho levé části směr opačný (obr.11b). Tato orientace zlomených či vyvrácených stromů jed-noznačně svědčí o výskytu tornáda – viz obr. 10. Naprotitomu ve druhém polomu se stromy při prvotním ohledání zdá-ly být vyvráceny převážně ve směru postupu tornáda, pouzena konci stopy a na její levé částipřevládal směr polomu zhruba vle-vo od směru postupu tornáda. Tatoorientace by nutně nemusela býtprojevem tornáda, za určité konste-lace by ji mohl způsobit i přiměřeněvelký microburst.

Výraznou změnu náhledu napolomy pak přinesl s dvoutýdennímodstupem provedený letecký prů-zkum oblasti. Zpracované fotogra-fie ukázaly podstatně komplexnějšíobrázek obou polomů, než jaký bylmožný ze země. V prvním polomu,obr. 11c, resp. na jeho okrajích sicepřevládaly směry tak, jak bylonaznačeno výše, avšak uvnitř polo-mu byla situace výrazně složitější,byly zde lokality s velkou proměn-livostí lokálně převládajících smě-rů, která není vysvětlitelná pouhou

Obr. 11a Lesní polom mezi Milošovicemi a Velkou pasekou. Snímekz pravého okraje polomu. Západ je vlevo. Foto M. Setvák.

Fig. 11a. Broken and uprooted trees between Milošovice and VelkáPaseka. Photo taken at right edge of the tornado damage swath. PhotoM. Setvák.

Obr. 10 Schematické znázornění působení směru a rychlosti větru v růz-ných částech stopy tornáda. Silná černá šipka znázorňuje vektor pohy-bu (postupu) samotného tornáda, tenké černé šipky znázorňují vektoryrychlosti rotace tornáda na jeho okrajích. Bílé šipky pak znázorňují vek-torový součet pohybu tornáda a jeho rotace. Dlouhé tenké čáry pakvymezují pravý (P) a levý (L) okraj stopy tornáda. Jak je z obrázku zřej-mé, destrukční působení tornáda (vyvolané horizontální složkou větru)je v rámci stopy tornáda značně proměnlivé. Nejsilnější je vždy (při cyk-lonálně rotujícím tornádu na severní polokouli) v pravé části stopy, pro-měnlivost směru působení větru je zde minimální. Největší změny směrupůsobení větru jsou ve střední části stopy tornáda, kde se v průběhu pře-chodu tornáda změní směr větru téměř o 90° (tento efekt bývá pěkně„zdokumentován“ pravidelnou proměnlivostí směru popadaných stro-mů, jak tomu bylo např. v polomu po tornádu jižně od Kláštera Tepláv noci z 21./22.7.1998, viz [3]). V levé části stopy pak záleží na rychlos-ti postupu a rotaci tornáda, zda zde vůbec k nějakým škodám dojde, resp.jaká je orientace škod. V případě, kdy obvodová rychlost rotace torná-da je větší, než rychlost jeho postupu, lze v této části stopy očekávat směrzlomů či vývratů stromů proti směru postupu tornáda. SchémaM. Setvák.

Fig. 10. This figure illustrates forces imposed by wind vectors at differentparts of a tornado. Thick black arrow depicts the vector of motion (tran-sition) of the tornado itself; thin black arrows indicate vectors of windspeed driven by rotation of a tornado at its periphery. White arrows repre-sent a vector sum of tornado’s transition and rotation. Long thin linesdefine left (L) and right (P) edge of the tornado swath. As obvious, thedestructive potential of the tornado, enforced by its horizontal wind com-ponent, varies a lot within the tornado track. For a cyclonic tornado atnorthern hemisphere, it is always strongest close to its right side, and thedirection variability is lowest here. The biggest wind direction changescan be found within the central part of the tornado damage swath, whe-re the direction of resultant wind vectors changes by almost 90° as thetornado passes overhead (this is typically nicely recorded by treefalldirection variability. At the left part of the tornado swath, the damage canbe minimal and direction of wind forces can have both orientations(along or against the vector of tornado transition), depending on the sumof wind vectors. For those cases, when wind rotation is faster as compa-red to wind transition vectors, the treefall can be expected against themovement of the tornado. By M. Setvák.

Documents

METEOROLOGICKÉ ZPRÁVY - iris.env.cziris.env.cz/ris/ekodisk-new.nsf/e75c7074f3a42826c1256b0100778c9a...Jan Kyselý Radan Huth: Úmrtnost související se stresem z horka