Klima

Teplota

Vyhodnocení průměrných měsíčních teplot v Libereckém kraji, které jsou zveřejňovány Českým hydrometeorologickým ústavem (dále jen ČHMÚ), ukazuje nárůst dlouhodobé průměrné teploty vzduchu mezi obdobími 1961 – 1990 a 1991 – 2018 o 1,3 °C (6,4 °C vs. 7,7 °C). Série teplých let 2011 – 2018 však v Libereckém kraji dosáhla průměrné celoroční teploty dokonce 8,2 °C (viz graf 1), tedy o 1,8 °C vyšší.

Graf: Průměrná celoroční teplota vzduchu v Libereckém kraji v referenčních obdobích, doplněných obdobím po roce 2010 a průměrnou roční teplotou v roce 2018 (°C)

Nárůst průměrné měsíční teploty vzduchu se projevuje v průběhu celého kalendářního roku s nejvýraznějším rozdílem v letním období a nejnižším nárůstem v podzimních měsících.

Graf: Chod průměrných měsíčních teplot vzduchu v Libereckém kraji v referenčních obdobích (°C).

Srážky

Dlouhodobý průměrný roční srážkový úhrn při tom zůstává bez významnějších změn (zdroj dat ČHMÚ). Rozložení srážek během kalendářního roku však vykazuje trend k rostoucí rozkolísanosti krátkodobých úhrnů s pravděpodobným poklesem srážek v jarních měsících a jejich nárůstem v letním období (viz graf 4). Narůstající rozkolísanost distribuce srážek se projevuje i v měřítku celoročních úhrnů (viz graf 3).

Graf 3: Průměrný srážkový úhrn v Libereckém kraji v referenčních obdobích, doplněných obdobím po roce 2010 a úhrnem za rok 2018 (mm).

Graf 4: Roční chod průměrných měsíčních srážkových úhrnů v Libereckém kraji v referenčních obdobích, doplněných obdobím po roce 2010 a chodem měsíčních úhrnů v roce 2018 (mm).

Zpracoval: marek.neveceral@kraj-lbc.cz.

Vláhová bilance

Rostoucí teploty zapříčiňují rostoucí intenzitu výparu vody a transpirace rostlin, což v kombinaci s nenarůstajícími srážkovými úhrny vede ke klesající vláhové bilanci území. V extrémních letech, jako byl např. rok 2018, může na území Libereckého kraje nastávat výrazný vláhový deficit i na lokalitách dlouhodobě považovaných za vláhově bohaté. Na stanici Liberec dosáhla v roce 2018 celoroční potenciální vláhová bilance travního porostu deficitu více než 300 mm (výpočet Ivanovovou metodou, zdroj vstupních dat ČHMÚ), což odpovídá 35 % průměrného ročního úhrnu srážek. I v průměrných hodnotách se vláhová bilance v jarních měsících na této stanici dostává do záporných hodnot v důsledku jarního poklesu srážek a vyšších teplot.

Vyšší teploty v zimním, vláhově pozitivním, období snižují podíl sněhových srážek, které jsou při pozvolném tání zdrojem doplňování podzemních vod.

Půdní vláha

Rozkolísanost distribuce srážek, kdy v různých místech kraje mohou nastávat periody i 4 týdnů prakticky beze srážek (např. na stanici Liberec 29. 3. – 25. 4. 2019), doprovázená vyšší teplotou vzduchu, vyvolává období sucha s významnými dopady na vegetaci, zemědělství, lesnictví i přírodní biotopy. Taková období mohou přechodně nastávat i v roce s průměrným srážkovým úhrnem, jak dokazuje 1. polovina roku 2019, která byla v Libereckém kraji srážkově průměrná (srážkový úhrn prvních 6 měsíců dosáhl 96,5 % průměru let 1991 – 2018 a 95,7 % průměru let 1961 – 1990). Přesto byl na začátku července v Libereckém kraji výrazný deficit půdní vláhy, stejně jako v celé České republice (viz obr. 1). 

Obr. 1: Deficit půdní vláhy v týdnu 1. – 7. 7. 2019 (zdroj: www.intersucho.cz)

Na území Libereckého kraje byl v půdním horizontu hloubky 0 – 100 cm deficit nejméně 40 mm vody v porovnání s dlouhodobým průměrem pro daný měsíc. Ani vlhké první 3 týdny měsíce srpna (za celý měsíc napršelo průměrně 60 mm srážek, tj. 67 % normálu), s rovnoměrně rozloženými srážkami, situaci v Libereckém kraji významněji nezlepšily. Zhruba 75 % rozlohy kraje vykazovalo v polovině srpna deficit půdní vláhy nejméně 40 l na m2 oproti dlouhodobému normálu a Liberecký kraj zůstával krajem s nejvyšším relativním deficitem půdní vláhy v ČR (viz obr. 2). Částečné doplnění zásob srpnovými srážkami se při tom projevilo pouze ve vrchních 40 cm půdy.

Obr. 2: Deficit půdní vláhy v týdnu 11. – 18. 8. 2019 (zdroj: www.intersucho.cz)

Výsledné dopady klimatické změny však nejsou ovlivněny jen průběhem počasí. Vodní kapacita půdy je snížená jejím utužením těžkou mechanizací, ztrátou organické složky a dalšími zásahy člověka, regulace vodních toků a odvodnění zemědělské půdy, s přispěním rostoucího podílu zastavěných ploch, urychlily odtok vody z krajiny. To vše působí synergicky s rostoucím výparem zaviněným rostoucí teplotou vzduchu. Uvedené vlivy pak vyvolávají pokles intenzity doplňování zásob podzemních vod.

Zpracoval: marek.neveceral@kraj-lbc.cz.

Dle mapového výstupu předpovědního modelu pro střední emisní scénář (zdroj: Ústav výzkumu globální změny AV ČR – Czech Globe) bude kolem roku 2050 průměrná roční teplota vzduchu v Libereckém kraji v závislosti na místě vyšší o 1 - 2 °C v porovnání s průměrnou teplotou v období let 1981 – 2010 (viz obr. 7 a 8).

Obr. 7: Mapa průměrných ročních teplot vzduchu v období 1981 – 2010 (zdroj: www.intersucho.cz, Czech Globe).

Obr. 8: Mapa průměrných ročních teplot vzduchu v období 2040 – 2060 při středním emisním scénáři v porovnání s obdobím 1981 – 2010 (zdroj: www.intersucho.cz, Czech Globe).

Následkem rostoucích teplot je předpokládán pokles vláhové bilance. Dle předpovědního modelu Czech Globe, založeného na stejném emisním scénáři, se pokles vláhy nejvýrazněji projeví ve vegetační sezóně, kdy zhruba 2/3 území Libereckého kraje budou kolem roku 2050 vykazovat zápornou vláhovou bilanci (viz obr. 9). Mírně pozitivní vláhovou bilanci ve vegetační sezóně by kolem roku 2050 měla mít pouze zhruba 1/5 území Libereckého kraje, přičemž se jedná výhradně o horské polohy Jizerských hor a Krkonoš a vrchol Ještědu.

Obr. 9: Mapa vláhové bilance za vegetační sezonu kolem roku 2050 při středním emisním scénáři v porovnání se stavem v období 1981 – 2010 (zdroj: www.intersucho.cz, Czech Globe).

Zpracoval: marek.neveceral@kraj-lbc.cz.

Vláhová bilance počítá pouze s rozdílem srážkových úhrnů a evapotranspirace, což je součet velikosti výparu a ztráty vody transpirací rostlin. I vyrovnaná vláhová bilance tedy ve výsledku znamená pokles hladiny podzemních vod a průtoku vody ve vodních tocích, nemluvě o vodním stresu rostlin (v reálu totiž nebude 100 % srážkové vody rostlinám k dispozici). 

Klesající průtoky ve vodních tocích budou mít jednak přímé dopady na vodní organismy, jednak bude docházet ke zhoršování chemických vlastností vody v důsledku rostoucího podílu vypouštěných odpadních vod v řekách. Samočistící schopnost vodních toků bude dále snižována vyššími teplotami. 

Opakování let s jen mírně pozitivní až zápornou vláhovou bilancí vede nejen v Libereckém kraji k dlouhodobému úbytku zásob podzemní vody, což se projevuje dlouhodobě sníženou vydatností mělkých zdrojů podzemní vody a pramenů (viz obr. 3 a 4).

V podnormálních stavech jsou i vodní toky, které jsou v bezesrážkových periodách zcela závislé na podzemních vodách. S výjimkou krátkodobých vzestupů po vydatných deštích zůstávají vodní toky v Libereckém kraji v posledních letech dlouhodobě pod svými průměrnými stavy pro daný měsíc (viz obr. 5). 

Chronický deficit podzemních vod je v Libereckém kraji z hlediska významu nejmarkantnější
u hlubokých zvodní v Severočeské křídové pánvi, které byly na území Libereckého kraje v červenci roku 2019 na mimořádně podnormální úrovni (viz obr. 6), a to i přes výše uvedený průměrný srážkový úhrn první poloviny roku. Závažnost tohoto stavu zvyšuje skutečnost, že tyto hluboké zvodně reagují relativně pomalu na dlouhodobý vývoj vláhových podmínek, nikoli na aktuální ani krátkodobou situaci na povrchu.

Obr. 6: Stav hlubokých podzemních vod v červenci 2019 (zdroj: ČHMÚ, www.chmi.cz)

Obr. 3: Stav mělkých podzemních vod v červenci 2019 (zdroj: ČHMÚ, www.chmi.cz)

Obr. 4: Stav pramenů v červenci 2019 (zdroj: ČHMÚ, www.chmi.cz)

Obr. 5: Poměr velikosti průtoku ve vodních tocích dne 21. 8. 2019 vůči dlouhodobému měsíčnímu průměru (zdroj: ČHMÚ, www.chmi.cz)

Zpracoval: marek.neveceral@kraj-lbc.cz.

Adaptabilita přírodních ekosystémů je významně snížena předchozími zásahy člověka do krajiny. Z nejvýznamnějších lze uvést odlesnění krajiny, regulace vodních toků a odvodnění zemědělské a lesní půdy, scelování polí a nešetrné postupy v zemědělství, přeměnu lesních ekosystémů na ekologicky silně labilní hospodářské porosty či zástavbu a fragmentaci krajiny. Velká část zemědělských ploch v Libereckém kraji je odvodněna, jak ukazují obr. 10 až 13 (v mapách je zanesena pouze zdokumentovaná část odvodňovacích zařízení, která však zdaleka nepokrývá 100 % skutečně odvodněných ploch). 

Mapa odvodnění zemědělských ploch v Libereckém kraji (zdroj: https://geoportal.kraj-lbc.cz/voda

Schopnost organismů a celých přírodních biotopů odolávat nepříznivým tlakům měnícího se klimatu a zásahům člověka do krajiny je dále snížena plošnou eutrofizací půdy a vodních biotopů, stejně jako kontaminací půdy a vod škodlivými chemickými látkami. Znečištění vodních toků odpadními látkami bude v důsledku snížených průtoků vody relativně narůstat. Řadu chemických látek s prokázanými i neznámými škodlivými účinky (např. farmaceutické látky a jejich metabolity, pesticidy) při tom nelze stávajícími, ekonomicky dostupnými technikami z odpadních vod a smyvů z polí odstranit a v důsledku klesajících průtoků v řekách se budou jejich koncentrace ve vodách zvyšovat. 

Ve městech lze očekávat zejména dopady spojené s městským tepelným ostrovem, jako je např. častější výskyt horkých vln, či zvýšené koncentrace troposférického ozonu a dalších škodlivých látek v ovzduší. Dalším nebezpečím pro obce, posilovaným přímo zástavbou území, jsou přívalové srážky a související lokální povodně. Plošně omezená zaplavení povrchu mohou nastávat i zcela výhradně uvnitř intravilánu v důsledku přetížení ideově i technicky zastaralých městských odvodňovacích systémů. 

S ohledem na stále stoupající emise CO2 a pokračující odlesňování, stejně jako nedostatečné změny legislativy i v případě států, které ratifikovaly Pařížskou dohodu, se nelze v dohledné době spoléhat na zvrat stávajícího trendu. S rostoucí globální teplotou se při tom bude blížit okamžik (předpokládán při oteplení o přibližně 2 °C ve srovnání s teplotou před průmyslovou revolucí), kdy se proběhlé změny stanou z hlediska lidských možností nevratnými a vývoj klimatu nabere v současnosti nepředvídatelný charakter (např. oceány v důsledku teplotou snížené rozpustnosti plynů přestanou být příjemcem rostoucího množství CO2 v atmosféře a stanou se jeho novým zdrojem).

Zpracoval: marek.neveceral@kraj-lbc.cz.

Z pohledu lokálně aplikovatelných opatření, která mají potenciál významně přispět k adaptabilitě krajiny v regionálním měřítku, lze za nejefektivnější považovat revitalizace vodních toků a niv a plošná revitalizace krajiny směřující k posílení a podpoře jejich přirozených hydrologických funkcí. To zahrnuje i regulaci odtoku vody z odvodňovacích zařízení a změnu agrotechnických postupů, která povede k vyššímu podílu organické složky v půdě a nižšímu utužování podorniční vrstvy půdy.

Podpůrný význam má i zmenšování půdních bloků zřizováním mezí a další opatření zvyšující retenční kapacitu zemědělské krajiny.

Revitalizace vodních toků a niv zvýší nejen odolnost krajiny vůči obdobím bez frontálních srážek, ale zásadní měrou se tím zvýší i samočistící schopnost vodních toků, které tak budou schopné účinněji odbourávat rostoucí koncentrace znečištění produkovaného člověkem.

Významný pozitivní vliv na hydro-klimatický systém krajiny mají i lesní porosty, zejména přírodě blízké lesní ekosystémy, které vedle podpory malého vodního cyklu plní i významnou roli v ochraně globálního klimatu díky intenzivní fixaci vzdušného CO2 v biomase stromů a v lesní půdě.

Lokálně významných efektů lze dosáhnout také snižováním podílu zastavěného a vodě nepropustného povrchu, zodpovědným hospodařením se srážkovými vodami v intravilánech obcí i na větších zastavěných plochách v krajině, včetně dopravní infrastruktury, zelenou a modrou architekturou atp.

Zvýšené úsilí je třeba věnovat osvětě jak laické, tak i odborné veřejnosti, která se přímo účastní změn v krajině ovlivňujících její adaptabilitu, i změn ve fungování lidské společnosti s dopady na samotný vliv člověka na vývoj klimatu.

Zpracoval: marek.neveceral@kraj-lbc.cz.