Hodnotenie mesačných a sezónnych priemerov a extrémov teploty vzduchu
Hodnotenie priemerov teploty vzduchu
Každý mesiac máme pre jednotlivé meteorologické stanice na Slovensku (ale aj inde v zahraničí) k dispozícii tzv. mesačné priemery teploty vzduchu vypočítané štandardnou metódou (z 3 klimatických termínov denne), ktorá celosvetovo platí už od roku 1781. Pozorovanie sa robí v klimatických termínoch o 7., 14. a 21. hodine stredného miestneho času a denný priemer (Mean) teploty vzduchu (T) sa vypočíta podľa vzorca: Priemer (Mean) = (T7 + T14 +2T21)/4. Opakovaným kontrolným výpočtom sa zistilo, že takýto postup výpočtu priemerov teploty vzduchu je v prípade mesačných a sezónnych priemerov teploty prakticky zhodný s výpočtom podľa 24 meraní denne (každú celú hodinu) pre všetky nižšie položené stanice ako 1000 m n.m.
Z mesačných priemerov teploty vzduchu môžeme vypočítať nielen sezónne priemery (pre rok (I-XII), jar, leto, jeseň, zimu (XII-II), teplý polrok, chladný polrok (X-III) - pozrite Tabuľku 2) ale aj tzv. kvantily (percentily) výskytu priemerov teploty vzduchu za dlhé obdobie (Tabuľky 1 a 2). V týchto trabuľkách znamená d1 dolý decil (spodných 10% údajov zoradených podľa veľkosti) a q1 - dolný kvartil (25% údajov), podobne je horný decil - d9 a horný kvartil - q3, pričom q2 označuje medián, čiže prostredú hodnotu v zoradenom rade údajov. Rozpätie od q1 do q3 označujeme v klimatológii ako interval normálu a hodnoty pod d1 a nad d9 ako silne podnormálne a silne nadnormálne priemery teploty vzduchu. Všetky údaje sú podľa meraní Slovenského hydrometeorologického ústavu v Hurbanove.
Podobné hodnotenie teplotných pomerov máme k dispozícii pre všetky meteorologické stanice s kvalitným dlhším radom pozorovaní ako 30 rokov. Potvrdilo sa, že odchýlky q3-q1, q3-Mean a Mean-q1 sa s dĺžkou pozorovacieho radu príliš nemenia, rad pozorovaní musí mať ale najmenej 30 rokov.
1) Zhodnotenie mesačných priemerov teploty vzduchu v Hurbanove v období 1901-2000 v °C
|
1901-2000 |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
|
Mean |
-1,5 |
0,3 |
5,1 |
10,4 |
15,5 |
18,5 |
20,3 |
19,5 |
15,4 |
10,0 |
4,6 |
0,6 |
|
d1 (10%) |
-5,4 |
-3,4 |
2,2 |
8,0 |
13,6 |
16,8 |
18,6 |
17,9 |
13,6 |
7,9 |
2,1 |
-2,4 |
|
q1 (25%) |
-3,5 |
-0,8 |
3,8 |
9,3 |
14,3 |
17,4 |
19,4 |
18,6 |
14,5 |
9,1 |
3,2 |
-0,5 |
|
q2 (50%) |
-1,3 |
0,7 |
5,3 |
10,5 |
15,5 |
18,6 |
20,2 |
19,5 |
15,4 |
10,0 |
4,8 |
0,9 |
|
q3 (75%) |
0,2 |
2,2 |
6,5 |
11,4 |
16,6 |
19,6 |
21,1 |
20,3 |
16,3 |
11,2 |
6,0 |
2,1 |
|
d9 (90%) |
2,4 |
3,9 |
7,7 |
12,6 |
17,3 |
20,2 |
21,9 |
21,1 |
17,2 |
12,1 |
7,0 |
3,2 |
|
q3-q1 |
3,8 |
3,0 |
2,8 |
2,1 |
2,3 |
2,2 |
1,8 |
1,7 |
1,9 |
2,1 |
2,9 |
2,6 |
|
Mean-q1 |
2,0 |
1,1 |
1,3 |
1,1 |
1,2 |
1,1 |
0,9 |
0,9 |
0,9 |
0,9 |
1,5 |
1,1 |
|
q3-Mean |
1,7 |
1,9 |
1,5 |
1,0 |
1,1 |
1,1 |
0,8 |
0,8 |
0,9 |
1,2 |
1,4 |
1,5 |
|
q2-Mean |
0,2 |
0,4 |
0,2 |
0,1 |
0,0 |
0,0 |
-0,1 |
0,0 |
0,0 |
-0,1 |
0,2 |
0,3 |
|
Mean-d1 |
3,9 |
3,7 |
2,9 |
2,4 |
1,9 |
1,7 |
1,7 |
1,6 |
1,8 |
2,1 |
2,5 |
3,0 |
|
d9-Mean |
3,9 |
3,6 |
2,6 |
2,2 |
1,8 |
1,7 |
1,6 |
1,6 |
1,8 |
2,1 |
2,4 |
2,7 |
2) Zhodnotenie sezónnych priemerov teploty vzduchu v Hurbanove v období 1901-2000 v °C
|
1901-2000 |
I-XII |
XII-II |
III-V |
VI-VIII |
IX-XI |
IV-IX |
X-III |
|
Mean |
9,90 |
-0,2 |
10,3 |
19,4 |
10,0 |
16,6 |
3,2 |
|
d1 (10%) |
8,79 |
-2,8 |
8,9 |
18,3 |
8,7 |
15,6 |
1,7 |
|
q1 (25%) |
9,38 |
-1,1 |
9,6 |
18,8 |
9,3 |
16,1 |
2,6 |
|
q2 (50%) |
10,00 |
0,1 |
10,3 |
19,5 |
10,1 |
16,6 |
3,3 |
|
q3 (75%) |
10,37 |
1,1 |
11,2 |
19,9 |
10,8 |
17,1 |
3,9 |
|
d9 (90%) |
10,79 |
2,2 |
11,8 |
20,6 |
11,5 |
17,7 |
4,7 |
|
q3-q1 |
0,99 |
2,2 |
1,5 |
1,2 |
1,6 |
1,0 |
1,3 |
|
Mean-q1 |
0,51 |
0,9 |
0,7 |
0,7 |
0,8 |
0,5 |
0,6 |
|
q3-Mean |
0,47 |
1,2 |
0,9 |
0,5 |
0,8 |
0,5 |
0,7 |
|
q2-Mean |
0,11 |
0,2 |
0,0 |
0,0 |
0,1 |
0,0 |
0,1 |
|
Mean-d1 |
1,11 |
2,6 |
1,4 |
1,1 |
1,3 |
1,0 |
1,5 |
|
d9-Mean |
0,90 |
2,4 |
1,5 |
1,2 |
1,5 |
1,1 |
1,5 |
Okrem empirických hodnôt vybraných kvantilov (percentilov) sa v meteorológii a klimatológii (ale podobne aj v hydrológii) robí odhad tzv. návrhových hodnôt výskytu alebo prekročenia s určitou pravdepodobnosťou (zväčša veľmi malou) pomocou teoretických funkcií rozdelenia hustoty pravdepodobnosti (distribučné funkcie). V súčasnosti sa už používajú iba troj- a viacparametrické funkcie, v týchto odboroch často Pearsonove funkcie III. typu (a celý rad iných). Pri takomto postupe sa za určitých podmienok dajú odhadnúť hodnoty s priemernou pravdepodobnosťou opakovania (prekročenia) do raz za 2,5N rokov, pričom N je počet rokov vstupných meraných údajov. Z 40-ročného radu pozorovaní tak môžeme celkom spoľahlivo odhadnúť extrémne hodnoty s priemernou pravdepodobnosťou prekročenia aj raz za 100 rokov.
Vložil: M. Lapin, 6.I.2013 (vstupné údaje na spracovanie poskytol SHMÚ)
Hodnotenie extrémov teploty vzduchu
Podobným spôsobom môžeme hodnotiť aj akékoľvek extrémy teploty vzduchu (tiež úhrnov zrážok, rýchlosti vetra, snehovej pokrývky a iných prvkov), pričom pod pojmom "extrém" chápeme najvyššiu a najnižšiu hodnotu teploty v zvolenom časovom intervale. Každý deň, mesiac, rok alebo iné časové obdobie máme teda jedno maximum a jedno minimum teploty vzduchu, ktoré môžeme potom štatisticky spracovať. V niektorých prípadoch nemá praktický význam hodnotenie miním (napríklad pri rýchlosti vetra). Platí pritom pravidlo, že štatisticky spracúvame iba údaje, ktoré boli získané rovnakou metodikou pozorovania a z rovnakého obdobia. Napríklad, každý rok (mesiac) máme jedno minimum okamžitého merania teploty vzduchu pomocou tzv. minimálneho teplomeru a jedno minimum teploty vzduchu v prípade denných priemerov teploty vzduchu. Časový rad takýchto údajov za 30 alebo 100 rokov môžeme potom štatisticky spracovať.
Trochu iný význam má termín "extrémny". Ak chceme zvýrazniť, že dané počasie je extrémne v konkrétnej ročnej dobe na konkrétnom mieste, tak to môžeme použiť len vtedy, ak máme spracované extrémy daných meteorologických prvkov najmenej za 30 rokov. Za extrémny potom považujeme taký prípad, ktorý predstavuje maximum alebo minimum výskytu nejakého klimatického (meteorologického) prvku od začiatku meteorologických pozorovaní na danom mieste. Napríklad môže ísť o najvyššiu (najnižšiu) teplotu vzduchu, o najvyššiu rýchlosť vetra, snehovú pokrývku atď. Ak ide o hodnotu blízku najnižšej alebo najvyššej nameranej teplote za celé obdobie pozorovaní a má štatisticky spracovanú priemernú pravdepodobnosť opakovania raz za 50 rokov alebo za dlhšie obdobie, tak hovoríme o mimoriadnom a nie o extrémnom prípade teploty vzduchu. Príklady extrémov jednotlivých klimatických prvkov sa pravidelne publikujú v článkoch, ročenkách a monografiách SHMÚ. Niektoré teplotné extrémy čoskoro uvediem aj na tejto stránke.
Javy alebo prípady počasia, ktoré sa vyskytujú v priemere častejšie ako raz za 50 rokov teda nenazývame ani ako "mimoriadne" a ani ako "výnimočné", na ich pomenovanie máme iné formulácie obvyklé v svetovej meteorologickej, klimatologickej a hydrologickej literatúre, "nadnormálny a podnormálny", "silne nadnormálny a silne podnornálny", prípadne ich priamo ohodnotíme pravdepodobnosťou opakovania (prekročenia) "raz za 5, 10, 20, 25 alebo 30 rokov" podľa výsledkov štatistického spracovania historických pozorovaní.
Vložil: M. Lapin, 16.III.2013, doplnené 30.III.2013
Ak používame pojem kvartilová odchýlka zvlášť na hodnoty pod a nad dlhodobým priemerom v násobnom vyjadrení (2-krát, 3-krát kvartilová odchýlka), tak veľkosť kvartilovej odchýlky sa počíta od mediánu a nie od dlhodobého priemeru.
Doplnil: M. Lapin, 9.XI.2014
