HC 1 - Vytvoření nástrojů pro simulaci systému atmosféra-hydrosféra umožňující podrobné simulování chování tohoto systému v měřítku České republiky

Adaptace aktuální verze předpovědního modelu ALADIN na ALADIN-CLIMATE, jeho provoz a příprava vstup pro další řešitele a návazný výzkum. Budou probíhat výpočty povrchové vodní bilance v krátkodobém a dlouhodobém výhledu. Přechodem k distribuovanému modelu hydrologické bilance se dosáhne lepší vzájemné kompatibility s novým modelem SoilClim_2, a dále snazší adaptace k asimilaci dat dálkového průzkumu. Pro podzemní vodu je rozhodující nalezení vztahu srážka/dotace (infiltrace nebo tvorba přírodních zdrojů)/stav hladin podzemních vod (kolísání hladin podzemních vod)/základní odtok, který bude použit pro hodnocení zásob podzemní vody a pro predikci vlivu změny klimatu na tyto zásoby. Pro potřeby vodoprávních úřadů bude sestavena aktualizovaná mapa základního odtoku.

DC 1.1 - Adaptace numerického předpovědního modelu na klimatický model rozlišující konvekci v regionu střední Evropy se zaměřením na území České republiky a jeho validace

Model ALADIN-CLIMATE/CZ je nainstalován na superpočítači NEC-SX Aurora Tsubasa. Aurora je novou HPC technologií, která kombinuje klasickou x86 architekturu s vektorovými kartami. Tyto vektorové karty využívá zejména model, zatímco drobnější úlohy, post-processing výstupů a uspořádání dat pro přenos a archivaci využívají procesory x86. Technické podrobnosti např. zde. Kromě modelu ALADIN je na Auroru instalována celá řada dalších podpůrných nástrojů a skriptů. Toto je především úkol týmu ČHMÚ, podrobný popis např. v rozhovoru s Radmilou Brožkovu z roku 2021.

V současnosti již probíhají intenzivní výpočty. Mezi ně patří scénář změny klimatu SSP5-8.5 v rámci CMIP6 (Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 programu World Climate Research Program). Scénáře zahrnují období od 2015 do 2100. Výpočet prvního scénáře, který patří k nejméně optimistickým, je nyní zpracováván. Mezitím byla zahájena simulace druhého scénáře SSP2-4.5. Kromě toho jsou též zpracovávány a využívány výstupy z historických výpočtů od roku 1989, které jsou též dostupné ve velmi vysokém rozlišení 2,3 km. Výstupy jsou zpracovávány ve spolupráci ČHMÚ, ÚFA a MFF UK.

DC 1.3 - Hodnocení stavu a vývoje přírodních zdrojů podzemních vod pomocí měřených hladin podzemní vody v kombinaci s podzemním (základním) odtokem

V roce 2022 došlo k rozdělení všech 1213 aktivních vrtů pozorovací sítě ČHMÚ do kategorií dle charakteristických kolísání hladin podzemní vody. Proběhla konfrontace základních odtoků s vybranými vrty za účelem nalezení vztahu mezi kolísáním hladin podzemní vody a základními odtoky pro vrty dané skupiny. V roce 2023 dojde k prodloužení časových řad hladin podzemní vody o data roku 2022 a následně boudou zahájeny práce na tvorbě metodiky.

Výsledky budou použity mimo jiné i pro náplň DC 5.3 „Nástroj metodického řízení pro vodoprávní úřady při povolování studní“, jehož součástí bude aktualizovaná mapa základního odtoku celé ČR na základě všech dostupných dat a vztah základní odtok/kolísání hladin podzemní vody bude testován na vybraných modelových lokalitách v rámci DC 1.4.

DC 1.4 - Zpracování a verifikace komplexních modelů podzemních vod pro vybrané oblasti vodohospodářsky významné akumulace podzemních vod včetně potenciálního objemu akumulované vody (Nol)

V 5 modelových oblastech (křída Dolní Kamenice a Křinice, vysokomýtská a ústecká synklinála, jihočeské křídové pánve, terciér karpatské předhlubně a kouřimská kotlina a pravostranné přítoky Labe) byly v roce 2022 sestaveny transientní modely proudění podzemní vody. Na těchto transientních modelech proběhlo podrobnější hodnocení vztahu infiltrace – kolísání hladin podzemní vody – základní odtok, které probíhá v DC 1.3 na celorepublikové úrovni. Hlavním cílem je sestavení transientních hydraulických modelů, na kterých bude mimo jiné testováno hodnocení stavu a zásob podzemních vod (DC 1.3), a na kterých bude dále podle výstupů z klimatických modelů resp. jejich propojení spolu s optimalizací celého hydrologického cyklu simulován vliv sucha na hladiny podzemní vody (DC 6.2).

HC 2 - Zpřesnění scénářů změny klimatu pro území České republiky

Scénáře změny klimatu do roku 2100 budou obsahovat nejen základní klimatické a agroklimatické charakteristiky, ale i popis hydrologického cyklu a změn půdního klimatu. Scénáře budeme připravovat pro dva tzv. emisní scénáře, nejprve pro SSP2-4.5 a podle průběhu rozhodneme o dalším postupu. Připravený scénář změny klimatu bude využíván dalšími řešiteli projektu a bude samozřejmě dostupný i veřejnosti.

DC 2.1 - Úplné a podrobné scénáře změny klimatu do roku 2100, tj. průběhu, změn a trendů klimatických prvků a z nich odvozených prvků hydrologického cyklu (včetně doplňování a stavu podzemních vod). Včetně ověření na pozorovaných datech

Přípravu datových zdrojů pro validaci modelu ALADIN-CLIMATE/CZ je nutné sjednotit s přípravou obdobných dat potřebných pro jiné projekty (např. Centrum voda) nebo návazné aktivity v rámci projektu PERUN. Následné interpolace za období 1961-2020 v kroku 500x500 metrů budou probíhat zvlášť pro vybranou sadu stanic (úplné, doplněné, homogenizované stanice) a zvlášť pro všechny dostupné stanice v daném čase.

Práce směřují k přípravě scénářů pro průměrnou, maximální a minimální teplotu vzduchu, srážky, vlhkost vzduchu, rychlost větru a sluneční záření. Po provedených korekcích v gridových bodech budou připraveny klimatické indexy (např. studená a teplá období, dny a noci, mrazové dny, ledové dny, tropické dny, letní dny, tropické noci, dny s definovanými úhrny srážek, vlhká a suchá období, apod.) a charakteristiky evapotranspirace.

Systém pro tvorbu sezónních předpovědí klimatických podmínek a sucha pro území České republiky v kontextu střední Evropy (HC 3)

Příprava a testování prostředků pro sezónní předpovědi klimatických podmínek se zaměřením na sucho jsou velkou výzvou celého projektu. Analyzujeme možnost využití stávajících systémů sezonních předpovědí, porovnáváme jejich výstupy s výsledky měření na území ČR a testujeme přínos statistického post-processingu výstupů ke zvýšení úspěšnosti předpovědí. Budeme se zabývat také možnostmi downscalingu pomocí regionálního modelu ALADIN-CLIMATE s cílem predikovat základní charakteristiky na období 1 až 6 měsíců a na 7 až 12 měsíců a testování předpověditelnosti sucha v podmínkách ČR s předstihem v řádu měsíců.

DC 3.1 Vývoj a ověření systému produkce sezónní předpovědi pro předstih 1 až 12 měsíců s využitím nástroje pro provádění řízených experimentů pro aktuální fyzickogeografické a atmosférické podmínky

Byly získány, dekódovány a částečně zpracovány výstupy sezónních předpovědí pro vybrané globální modely ze serveru Climate Data Store. Probíhá validace pro vybrané meteorologické prvky (například teplotu vzduchu a srážky) pro 2 domény (větší pro Evropu a menší pro okolí České republiky), a předstih předpovědí maximálně 6 až 7 měsíců vůči validačnímu datasetu E-OBS. Začaly práce na zpracování indexů sucha z výsledků globálních modelů pro sezónní předpovědi. Pracuje se na výpočtech SPI (Standardized Precipitation Index) a SPEI indexů (Standardized Precipitation Evapotranspiration Index), které budou dále vyhodnocovány (v prvním kroku porovnány oproti datům E-OBS). Zabýváme se také technickými možnostmi tzv. dynamického downscalingu pomocí regionálního modelu ALADIN-CLIMATE a přidanou hodnotou tohoto downscalingu vůči globálním systémům.

DC 3.2 Vyhodnocení systému produkce sezónních predikcí (1-12 měsíců) a zpřístupnění veřejnosti předpovědí nebezpečí sucha a disponibility vodních zdrojů

V prvním roce řešení docházelo k identifikaci a k hodnocení dostupnosti potřebných datových vstupů pro tvorbu návazných modelových produktů s ohledem na plánované aktivity jednotlivých členů týmu. Dále byly průběžně zpracovávány každý měsíc sezónní předpovědi ze čtyř globálních modelů (DWD, Meteo-France, ECMWF - IFS, a CMCC), všechny běžné meteorologické prvky potřebné pro výpočet referenční evapotranspirace podle metodiky FAO. V roce 2022 také probíhaly výpočty na všech těchto predikcích v systému HAMR se zaměřením především na možnost predikce průtoků a její následnou interpretaci.

HC 4 - Komplexní vyhodnocení rizik v kontextu variability a změny klimatu

Vyhodnocení rizik souvisejících s aktuální změnou klimatu, včetně odhadů vývoje těchto rizik do konce století s cílem definovat hydrometeorologické jevy, které představují samostatně nebo v spolupůsobení riziko pro společnost. Podrobněji budou zpracované extrémní srážky s ohledem na mechanizmus jejich vzniku. Součástí jsou i scénáře vývoje bioklimatu ČR v závislosti na předpokládaném vývoji klimatu s využitím souhrnné bioklimatologie ČR v období od roku 1961, stanovení trendů bioklimatologických charakteristik s důrazem na tepelný komfort/diskomfort člověka za období 1961-2020.

DC 4.1 - Kvantitativní odhad rizik hydrometeorologických jevů a jejich očekávaných změn v průběhu 21. století

Pro stanovení odhadu očekávaných změn rizik hydrometeorologických jevů bylo provedeno porovnání územních průměrů vybraných indexů za období 1961-1990 a 1991-2020 a vyhodnocen jejich trend. Pozorovaný nárůst počtu dní s maximální teplotou vzduchu 34 °C a více na jednotlivých stanicích mezi obdobím 1961-1990 (průměr 0,2 a maximum 1,3 dne) a 1991-2020 (průměr 1,6 a maximum 4,1 dne) je ca o 1,5 dne, v nižších polohách o 2 dny. Taktéž je pozorován nárůst ročního počtu dní s minimální teplotou vzduchu 20 °C a více na jednotlivých stanicích mezi obdobím 1961-1990 (průměr 0,1 a maximum 1,2 dne) a 1991-2020 (průměr 0,7 a maximum 6,3 dne) o ca 0,5 dne, ve velkých městech o 2 dny (extrém Praha, Klementinum). U denních úhrnů srážek dosáhl průměrný roční počet dní se srážkami 50 mm a více na stanicích za období 1961-1990 0,2 dne, maximum 1,8 dne, za období 1991-2020 0,3 dne s maximem 2,3 dne.

V rámci hodnocení plošné extremity extrémních meteorologických událostí byla provedena časová analýza všech druhů událostí z hlediska dekádních četností, sezonality a vzájemného vztahu obojího. Známý fakt růstu četnosti vln veder kontrastuje s poklesem četnosti studených vln a silných sněžení. Detekované události byly shromážděny v nově vytvořené České databázi extrémního počasí (CZEXWED), která byla představena v článku v časopise Weather and Climate Extremes.

DC 4.2 Identifikace strategických adaptačních potřeb (nástrojů a opatření) v podmínkách ČR

V průběhu dosavadního řešení byly zpracovány analýzy PEST (analýza externích driverů strategických adaptací), SWOT analýza adaptační strategie v rámci prostředí strategických dokumentů ČR. Jednotlivé relevantní strategie byly analyzovány z hlediska z nich vyplývajících strategických potřeb. Podrobněji byl prozkoumán vztah adaptační strategie s koncepcí pro zvládání dlouhodobého sucha a nedostatku vody na území ČR.

DC 4.3 Návrh klasifikace projevů a klasifikace sektorových dopadů změny klimatu pro tvorbu politik a decision making

Prvotním krokem řešení dílčího cíle byla analýza možných přístupů k tvorbě strategií ze zahraniční ve srovnání s definicí reportingových povinností EU a stávajícím pojetím členění adaptační strategie v ČR. Cílem bylo vyhodnotit možné varianty konstrukce logické struktury (projevy vs. sektory), které by umožnilo vhodné provázání vlastní adaptační strategie s dalšími strategickými a implementačními materiály na straně jedné a současně umožnilo ucelené nahlížení na rizika ze změny klimatu vyplývající v celém komplexním socioekonomickém a environmentálním systému.

DC 4.4 - Biometeorologické aspekty změny klimatu

Hlavním úkolem pro řešitele DC 4.4 bude bioklimatologické zmapování území ČR, které dosud nikdy nebylo pro naše území uceleně zpracováno. Bioklimatologické ocenění bude orientováno zejména na humánní bioklimatologii. Počítáme proto s tím, že kromě klasických klimatických charakteristik (tedy teploty vzduchu, vlhkosti vzduchu, rychlosti větru, slunečního záření apod.) bude zpracována také klimatologie speciálních bioklimatologických faktorů, zaměřených zejména na tepelný komfort/diskomfort člověka. V této části počítáme hlavně s využitím už testovaného Universal Thermal Climate Index (UTCI).

V dalších krocích budeme navazovat na další DC (hlavně DC 1.1 a 2.1) a budeme se zabývat bioklimatologickou interpretací očekávaných klimatických změn v prostoru střední Evropy a ČR, včetně zvýšení rozlišení pro studium vlivu městského prostředí. Soustředíme se i na vliv změn na chov hospodářských zvířat. V obou případech počítáme ve finále s formulací základních doporučení v oblasti adaptace na očekávané změny klimatu s cílem zmírnění jejích dopadů.

V roce 2023 budou probíhat hlavně práce soustředěné na zmíněné vyjádření tepelného komfortu/diskomfortu pro lidský organizmus. V praxi to znamená volbu vhodných postupů pro bioklimatologické zpracování za období delší než jedno normálové období (připravenu již máme řadu UTCI pro území ČR z reanalýz ERA5 počítaných Evropským centrem pro střednědobou předpověď počasí ECMWF). Data z tohoto zdroje máme připravena za období 1941-2020.

Podrobnější pohled umožňují v současné době (jaro 2023) dopočítávané reanalýzy ALADIN-CLIMATE/CZ. Ty jsou ale k dispozici jen za normálové období 1991-2020, a tak budou pro studium trendů za delší období použita právě data ERA5. V neposlední řadě se bude část týmu nadále věnovat mapování městského klimatu se zaměřením na tepelný ostrov města a jeho závislost na urbanistických prvcích.

HC 5 - Zpřesnění a doplnění systému operativního řízení během suché epizody

Výstupem analýz souvisejících s nástupem a průběhem suchých epizod bude hodnocení a případně návrhy změn operativního řízení. Bude zdokonalen monitoring suchých epizod a připraveny podklady pro varování.

DC 5.1 - Syntéza dostupných dat a doplnění chybějících dat nutných pro vznik Plánu pro zvládání sucha a stavu nedostatku vody pro území České republiky

Po konzultaci s odborem ochrany vod MŽP a v návaznosti na proběhlá jednání o aktualizaci metodiky pro přípravu Plánů pro sucho v rámci DC 5.2, jsou zpracovávány sady hydro-klimatických dat pro krajské úřady a zpracovatele plánů s využitím zejména pro Základní část plánu. Analyzovány budou klimatické, hydrologické a hydrogeologické poměry, dopady sucha na množství povrchové a podzemní vody a vyhodnocení nejvýraznějších suchých epizod 1991–1993, 2003, 2015–2019.

V letošním roce budou zpracovány níže uvedené veličiny v měsíčním kroku a v prostorovém rozlišení krajů a ORP. Po schválení struktury dat ze strany vodoprávních úřadů je možné v rámci kompatibility např. se systémem HAMR přistoupit k řešení v týdenním kroku. Za srovnávací období 1981–2020 jsou připravovány statistické charakteristiky (průměr, min, max, decily) a časové řady standardizovaných odchylek od normálu (podle indexu typu SPI) pro srážky, teplotu vzduchu, průtok měřený a přirozený, ovlivnění odtoku užíváním vody, stav hladiny podzemní vody ve vrtech a vydatnost pramenů. V návaznosti na data projektu Intersucho budou ve stejných formátech zpracovány charakteristiky aktuální evapotranspirace a vláhové potřeby rostlin.

DC 5.2 - Zajištění metodického řízení orgánů pro sucho při zpracování plánů pro zvládání sucha a stavu nedostatku vody a při zabezpečení operativního řízení

Zvládání sucha a nedostatku vody je od roku 2021 podpořeno novou hlavou X vodního zákona (takzvanou suchou hlavou). Novela vodního zákona, která nabyla účinnosti 1. 2. 2021, zavádí povinnost zpracovat plány pro zvládání sucha a stavu nedostatku vody pro území ČR (do 36 měsíců) a pro kraje (do 24 měsíců). Ve spolupráci s MŽP, MZe a krajskými úřady je v rámci DC 5.2 tvořena metodika pro tyto “suché plány” a datová základna potřebná pro zpracování plánů.

V polovině roku 2021 byla předána krajským úřadům metodika pro zpracování plánů. Na jejím doplňování a upřesňování se bude pracovat rámci PERUNu až do konce roku 2024. Databáze odběrů a vypouštění vody pro jednotlivé kraje byly předány krajským úřadům koncem srpna 2021. Mapové vrstvy potřebné pro zpracování plánů jsou převážně volně dostupné na webu Výzkumného ústavu vodohospodářského, Českého hydrometeorologického ústavu nebo Ministerstva životního prostředí. Další vrstvy mají k dispozici krajské úřady ve svých Plánech rozvoje vodovodů a kanalizací. V druhé polovině roku 2021 probíhaly práce směřující k vytvoření pracovní pomůcky pro stanovení místních směrodatných limitů (MSL), která byla rozeslána krajským úřadům na konci ledna 2022. MSL budou sloužit k iniciaci jednání o vyhlášení stavu nedostatku vody v jednotlivých krajích a budou podnětem pro zahájení monitoringu, informování, kontroly apod. a vydávání opatření omezujících nakládání s vodami.

Stěžejní částí plánů bude seznam uživatelů vody, jejichž významnost bude ohodnocena podle § 87b, odst. 4 (tj. 1. kritická infrastruktura, 2. obyvatelstvo, 3. zajištění potřeb zvířat a ekologické funkce vody, 4. další hospodářské využití, 5. rekreace a sport). Pokud uživatel vody zajišťuje dodávky vody pro odběratele s různým stupněm významnosti, budou se uvádět procentuální podíly všech 5 typů odběratelů. V případě nedostatku vody budou uživatelé a odběratelé vyzýváni k využití technologií omezujících spotřebu vody a jejich odběry mohou být postupně omezovány až zakázány pomocí opatření obecné povahy nebo pomocí rozhodnutí v případě jmenovitě určené osoby.

DC 5.4 - Zdokonalení systému monitoringu sucha včetně varovného systému

ČHMÚ každý týden již od září 2022 v testovacím provozu vyhodnocuje a predikuje stav hydrologického sucha na území České republiky. Od přelomu září a října 2022 jsou tyto výstupy plně k dispozici na webových stránkách IS HAMR v sekci „Výstražné informace“. Navíc byla přidána doplňková mapa, která zobrazuje pro jednotlivé ORP porovnání průměrného 7denního průtoku v příslušných referenčních vodoměrných profilech ve vztahu k M-denním průtokům za nové referenční období 1991–2020. Od začátku vegetační sezóny v roce 2023 bude systém o stavu a vývoji sucha na území ČR již v plném operativním provozu. Metodika je popsána v článku „Informační systém o stavu a vývoji sucha na území České republiky“, který vyšel na konci roku 2022 v 6. čísle časopisu Meteorologické zprávy. V rámci další samostatné mapy bude v průběhu roku 2023 možné sledování vývoje místních směrodatných limitů (MSL) pro vybrané vodní zdroje, ale až po definitivním schválení krajských plánů pro sucho. Závažnost sucha ve vegetačním období již může být pro území ČR vyhodnocována prostřednictvím kombinovaného indexu SPEIc. Terénní monitoring suchých period v povodích ohrožených suchem bude i nadále probíhat také mimo profily ČHMÚ (PřF UK).

Všechny orgány pro sucho mají následně k dispozici nástroje pro zahájení řešení nepříznivé situace již od počátku reálné hrozby hydrologického sucha. Nemusí tedy čekat až na vyhlášení stavu nedostatku vody.

1. Bude vytvořen vlastní soubor ve formátu CAP (jedná se o jiný typ jevu, než na které nyní vydáváme v rámci ČHMÚ výstrahy), informace o suchu navíc nebude distribuována přes HZS.
2. Pro tyto potřeby informování o nebezpečí vzniku sucha bude vytvořena nová informační mapa v rámci HAMRu (rozdělení na kraje a ORP) a zároveň bude dostupná na portále ČHMÚ.
3. Předpovědní službou ČHMÚ bude vydávána informace o nebezpečí vzniku sucha (pokud budou dosaženy nastavené limity) v týdenním kroku (větší setrvačnost oproti ostatním nebezpečným jevům), tradičně vždy ve středu až do pominutí hrozby sucha a natočeno bude vždy také vysvětlující video v rámci HAMRu, kde bude také naznačen vývoj v následujícím týdnu a v dalších týdnech. V návaznosti na tyto informace bude vodoprávní úřad činit různá opatření a bude se rozhodovat o vyhlášení stavu nedostatku vody.

Zkušební provoz a testování nastaveného systému informační služby o suchu bude probíhat nejpozději od začátku letní sezóny v roce 2022 (v případě potřeby i dříve).

HC 6 - Zpřesnění informací o hydrologickém režimu

Je nutné sledovat změny charakteristik hydrologického režimu. Budou připraveny regionální odhady návrhových srážek pro různé délky trvání deště (10min až 3denní), odvozeny regionální IDF křivky a odhady změn návrhových srážek s ohledem na změny klimatu. V oblasti povrchových vod budou zkoumány změny v režimu zejména minimálních průtoků, kdy povrchové toky jsou napájeny výhradně ze zdrojů podzemních vod. Dále bude posuzován vývoj délky trvání hydrologického sucha a hodnot příslušných minimálních průměrných průtoků daného trvání (7 dnů, 30 dnů). Výstupy z klimatických modelů umožní posoudit pravděpodobné změny velikosti minimálních průtoků v budoucnu. Bude hodnocen výběr adaptačních opatření v nezastavěné krajině a to se zaměřením na projevy sucha a extrémních srážko-odtokových událostí. V návaznosti na zpřesněné klimatické a srážkové scénáře bude prostřednictvím matematického modelování vzorových oblastí hodnocen vliv těchto opatření na hydrologický režim dotčené složky krajiny s přihlédnutím k dalším proměnným modelů. Vyhodnocená efektivita opatření bude využita pro rajonizaci území ČR z hlediska vhodnosti vybraných opatření.

DC 6.1 - Standardizace návrhových hodnot srážek (regionální časové řady srážek, aktualizované tabulky a čáry náhradních vydatností) se zahrnutím možného vlivu změny klimatu

V rámci DC 6.1 budou připraveny odhady návrhových srážek pro různé délky trvání deště (10min až 3denní) a hodnocení jejich možných změn s ohledem na změny klimatu. Dále se zaměříme na odvození vztahu mezi návrhovou plošnou srážkou a velikostí uvažované plochy na povodích 1. až 4. řádu pro potřeby hydrologické praxe za využití dat z meteorologických radarů.

V předchozích letech řešení proběhla příprava staničních dat intenzit srážek (myšlena srážková data měřená ve vysokém časovém rozlišení, tj. v 1minutovém a 15minutovém nebo 10minutovém kroku), které budou vstupovat do dalšího zpracování sub-denních návrhových srážek. U radarových dat byly připraveny časové řady radarových odhadů úhrnů srážek adjustovaných denními úhrny ze stanic a bylo přistoupeno k zpracování návrhových plošných úhrnů srážek pro plochy povodí IV. až I. řádu.

V dalším roce řešení proběhne výpočet návrhových srážek ze staničních měření na základě vybraných metod frekvenční analýzy a bude přistoupeno k regionalizaci návrhových srážek. Návrhové plošné srážky spočtené z radarových dat budou studovány s ohledem na velikost uvažované plochy, příp. délku trvání srážky. Dále bude provedeno hodnocení možných změn extremity (návrhových hodnot) sub-denních srážek v budoucím klimatu na základě připravené metodiky z dat denních srážkových úhrnů i sub-denních srážkových úhrnů dle simulací GCM a RCM modelů.

DC 6.2 - Dosavadní a očekávaná změna zdrojů povrchových vod a zásob podzemních vod v kontextu změny klimatu a sucha

V roce 2022 byla provedena statistická analýza vícedenních minimálních průměrných denních průtoků (7denních Qmin7d a 30denních Qmin30d) pro 297 vodoměrných profilů s úplným pozorováním v období 1981–2020. Výpočet klouzavých průměrů pro zjištění 7denních a 30denních minimálních průměrných denních průtoků proběhl pro jednotlivé vodohospodářské roky začínající 1. dubnem a končící 31. březnem následujícího roku v období 1981–2020. Následně došlo k porovnání charakteristik vícedenních minimálních průměrných denních průtoků pro referenční období 1981–2010 a období 1991–2020.

DC 6.3 - Modelové posouzení dopadů adaptačních opatření v krajině na vodní režim v návaznosti na dílčí cíl 2.1 a volba rajonizace území z pohledu vhodnosti typů adaptačních opatření

(začátek řešení až v roce 2022)

• Modelové hodnocení efektivity omezeného souboru adaptačních opatření na vodní režim v nezastavěné krajině.
• Odhad nejistoty dopadu posuzovaných opatření s ohledem na variabilitu a nejistotu vstupních dat.

DC 6.4 - Změny vodního režimu a hydrologických extrémů - vliv změny klimatu a dalších antropogenních změn

• Zhodnocení dopadů změn klimatu a využití krajiny na časovou a prostorovou dynamiku změn v režimu odtoku a výskytu hydrologických extrémů v různých měřítkových úrovních.
• Ověření údajů z experimentálních povodí v rámci celé ČR a jejich použitelnosti pro hodnocení hydrologického režimu v lokálním měřítku.

HC 7 - Zpřesnění informací o hydrologickém režimu

Budeme hodnotit a analyzovat dopady změny klimatu na krajinu. K dispozici bude detailní analýza řešící dopady změn půdně klimatických podmínek a fenologického vývoje na ekosystémy v období 1961-2020 a v budoucích podmínkách simulovaných klimatickými modely. U neřízených ekosystémů půjde především o posun vegetačních stupňů a změn fenofází vybraných rostlin a škůdců. U řízených ekosystémů půjde o posun rajonizace produkčních oblastí, dopadů na výnosy a kvalitu vybraných plodin a změn fenofází. Zjištění a popis dopadů hydrologických extrémů, zvláště pak hydrologického sucha, na změny kvality povrchových vod ve vybraných parametrech znečištění. Do výzkumu budou zahrnuty základní fyzikálně-chemické parametry i vybrané mikropolutanty. Budeme se věnovat změnám klimatické variability a jejího vlivu na krajinu, budou připraveny modely umožňující odhadovat míru ohrožení produkčních služeb krajiny. Rajonizace míry ohrožení bude připravena na základě podrobných analýz vybraných charakteristik a jejich předpokládaných změn. Připravíme variantní kvantifikaci emisí a propadů CO² na zemědělské a lesní půdě v ČR podle definovaných scénářů vývoje (projekcí) produkčních podmínek (změny v regionalizaci a využívání obhospodařovaného území) a implementace adaptačního managementu, v případě lesních ekosystémů včetně variant očekávaného režimu disturbancí. Změny v rámci klimatických podmínek zvýrazňují nutnou implementaci adaptačních opatření pro udržitelnost klíčových ekosystémových služeb kulturní krajiny na nejvyšší možné úrovni a to jak z hlediska produkčního, tak mimoprodukčního.

DC 7.1 - Změny půdně klimatického režimu a fenologického vývoje a vyhodnocení dopadů pro řízené i neřízené ekosystémy

Hlavním výstupem je detailní analýza řešící dopady změn půdně klimatických podmínek a fenologického vývoje na ekosystémy v období 1961-2020 a v budoucích podmínkách simulovaných klimatickými modely. U neřízených ekosystémů půjde především o posun vegetačních stupňů a změn fenofází vybraných rostlin a škůdců. U řízených ekosystémů půjde ve spolupráci s DC 2.2 o posun rajonizace produkčních oblastí, dopadů na výnosy a kvalitu vybraných plodin a změn fenofází. Dopady klimatické změny budou vyhodnocovány i na konkrétních lokalitách a budou využity nové technologie pozorování, především satelitní data a záznamy z fenokamer. Získané výsledky najdou uplatnění především ve veřejné správě a přispějí k udržitelnosti ekosystémů. Neméně důležitá bude možnost využití výsledků při návrhu adaptačních opatření na změnu klimatu. Bez těchto opatření by došlo k podstatnému narušení obou ekosystémů s velkými dopady na ekosystémové služby a mohlo by dojít k narušení základní enviromentální bezpečnosti.

DC 7.2 - Změny dílčích parametrů kvality povrchových vod v kontextu změny klimatu

Jednou z problematik řešení projektu PERUN je rovněž výzkum změn dílčích parametrů kvality povrchové vody v závislosti na hydrologických podmínkách. Cílem ochrany vod v kontextu změny klimatu je totiž nejen zajištění jejího dostatečného množství pro vodní ekosystémy a užívání vod člověkem, ale také její vyhovující kvalita.

Výzkum Přírodovědecké fakulty UK zahrnuje jak přírodní oblasti, tak antropogenně ovlivněná povodí ve vhodně zvolených oblastech ČR. V pramenných oblastech je zaměřen na studium dynamiky změn koncentrací vybraných kationtů, aniontů a organických látek (DOC, huminové látky) ve vazbě na změny odtoku a hydroklimatickou prekondici povodí V experimentálních povodích Krušných hor a Šumavy jsou zkoumány jednak dlouhodobé změny teploty vody a koncentrací látek na základě dostupných dat monitoringu, důraz je však kladen na hydrologické extrémy a odezvu koncentrace látek na extremitu odtoku, popř. návaznost na další proměnné: krajinný pokryv, zapojení mokřadů a převládající zdroj vodnosti (dešťové srážky, tání sněhu). Cílem výzkumu v zemědělských povodích je vyhodnocení změn kvality vody ve vazbě na srážko-odtokový režim a hydrologické extrémy. Pro řešení byly vybrány toky: Šlapanka (levostranný přítok Sázavy), Mastník (přítok do VN Orlík) a Rakovnický potok (levostranný přítok řeky Berounky).

Výzkum prováděný Českým hydrometeorologickým ústavem se letos zaměří na tzv. pasivní monitoring ve 43 převáženě závěrových profilech vybraných vodních toků zahrnující osazení membrán pro záchyt polárních organických látek (pesticidů, farmak), které znečištění kontinuálně sorbují po dobu tří týdnů. Pozornost je průběžně věnována získávání informací o nových metabolitech těchto látek, na něž bude monitoring zacílen.

DC 7.3 - Zpřesnění metod pro odhad dopadů změn klimatické variability a rizikových jevů na činnosti v krajině

DC 7.3 využije koncepci "Climate change envelope“, tj. obálky změny klimatu CliChE vyvíjenou ÚVGZ, spolu s tradiční metodou souboru emisních scénářů řady RCP-SSP, ansámblu klimatických modelů spolu s podrobnými výstupy modelu ALADIN-CLIMATE vyvinutém v tomto projektu. Následně budou tato data použita jako vstup pro soubor dynamických modelů reprezentující klíčové činnosti člověka v krajině resp. ekosystémové služby, které krajina člověku poskytuje. Tyto modely budou zaměřené na produkční služby a budou zahrnovat prostorově explicitní simulace zemědělské produkce a komplexu procesů s ní spojených za využití série modelových nástrojů např. HERMES_GoCzech, AgriClim atd. Tyto modely umožní současně odhadnout nejen míru ohrožení produkční služby krajiny, ale i klíčových funkcí mimoprodukčních jako je funkce půdotvorná, půdně ochranná, ale také případnou změnu erozního rizika, výskytu kritických agrometeorologických událostí (např. vegetační mrazy, holomrazy atp.) či změnu v areálu a intenzitě rozšíření klíčových patogenů. Analogickými postupy budou analyzovány dopady klimatické variability a rizikových jevů na lesní ekosystémy, včetně posouzení rizik spočívajících např. ve výskytu přírodních požárů, dlouhotrvajícího sucha, výskytu patogenů či bořivých větrů. Tato analýza bude provedena v těsné spolupráci s DC 7.2, kde budou posuzovány interakce se změnami vodního režimu a jeho dopady na ekosystémové funkce krajiny, neboť tyto jevy jsou těsně provázané.

DC 7.4 Rajonizace území z pohledu rizikovosti a změn frekvence extrémních a rizikových jevů a adaptačních možností na ně

Na základě připravených scénářů změny klimatu a s využitím historických časových řad připravíme rajonizaci území Česka podle vybraných klimatických prvků a jejich kombinací. Zaměříme se na intenzitu, plošný rozsah, délku trvání a frekvenci výskytu v jednotlivých sezónách pro absolutní maxima, minima a 95. percentil maximálních a minimálních teplot, počty dnů se srážkou nad stanovený limit, počet dnů v suché periodě, počty dnů s nízkou půdní vlhkostí a případně další. Rajonizace bude využita při přípravě a aktualizaci národních metodik a strategických dokumentů s vazbou na změnu klimatu.

DC 7.5 - Dopady variability klimatu na uhlíkový cyklus a na objem emisí skleníkových plynů ze zemědělských a lesních ekosystémů včetně vývoje adaptačních opatření

Dílčí cíl 7.5 připraví variantní kvantifikaci emisí a propadů CO2 na zemědělské a lesní půdě v ČR podle definovaných scénářů vývoje (projekcí) produkčních podmínek (změny v regionalizaci a využívání obhospodařovaného území) a implementace adaptačního managementu, v případě lesních ekosystémů včetně variant očekávaného režimu disturbancí. Změny v rámci klimatických podmínek zvýrazňují nutnou implementaci adaptačních opatření pro udržitelnost klíčových ekosystémových služeb kulturní krajiny v jejich optimální sestavě a úrovni. Tento dílčí cíl má vazbu na environmentální politiku EU z hlediska fungování krajiny.

DC 7.6 - Návrh adaptačních opatření, posouzení jejich přínosu na úrovni ČR včetně jejich pilotních realizací a ověření jejich účinnosti na již běžících experimentech

Hlavním cílem DC 7.6 je návrh, testování a hodnocení adaptačních opatření včetně managementu pro udržitelnost klíčových ekosystémových služeb krajiny včetně hlediska produkčního i mimoprodukčního. Postupným cílem DC 7.6 je nalezení adaptačních opatření vedoucích k zajištění dostupnosti vodních zdrojů, celkovému zlepšení stavu vodních ekosystémů a zvýšení resilience proti dopadům klimatické změny, zejména před jejími projevy v podobě zvýšeného výskytu suchých období. Část probíhajících studií je zaměřena do pilotních regionů, které se nachází ve dvou nejohroženějších lokalitách z hlediska sucha, a sice na jižní Moravě a na západ od Prahy (Rakovnicko a okolí). Jedná se zejména o využití moderních metod pro diagnostiku klíčových složek vodní bilance ve vysokém rozlišení se zvláštním důrazem na metody měření aktuální evapotranspirace, pro hodnocení dopadů jednotlivých opatření za různých situací. Další část výzkumu je zaměřena na změny srážko-odtokového režimu a geochemismu v povodích s výskytem rašelinišť v Krušných horách a na Šumavě s využitím dat z detailních měření, které umožní vyhodnotit dopady revitalizačních pracích.

V oblasti zemědělského hospodaření se aktivity opírají o dva typy experimentů a to o experimenty modelové a terénní/polní. V případě modelů jde o integrované modelové experimenty, které se soustředí jak na zemědělské systémy, tak krajinu jako celek. Základní myšlenkou pilotních opatření v rámci aktivity 7.6 je použít růstové modely, k definování základních hypotéz a nalezení vhodné kombinace adaptačních opatření při zohlednění scénářů budoucího vývoje zemědělského sektoru i klimatu. Cílem terénního experimentu je pak ověřit použitelnost takových adaptačních opatření (využití tradičních i nejnovějších technologií, volba plodin a odrůd, meziplodin, moderní diagnostika apod.) v praxi a současně získat data pro upřesnění růstových modelů.

HC 8 - Vývoj a aktualizace podkladů pro aktualizaci strategických dokumentů v oblasti adaptace na změnu klimatu (HC 8)

Aktualizace Národního akčního plánu adaptace na změnu klimatu a národní adaptační strategie je průběžný proces, který však vždy vychází z nejaktuálnějších výstupů vědeckých analýz změny klimatu, jejích projevů, dopadů a rizik ohrožujících přírodní i společenské procesy. Připravíme syntézu výstupů celého výzkumného centra tak, aby bylo možné aktualizovat dotčené strategické dokumenty na úrovni resortů i Vlády ČR.

DC 8.1 Zpracování a zpřesňování dopadových modelů vycházejících z klimatických modelů

Dílčí cíl 8.1 je po celou dobu trvání pojat jako syntetizující aktivita zpracovávající výstupy jiných dílčích cílů pro uživatele. Jeho role tedy bude v průběhu řešení narůstat v souladu s dosahováním výsledků v dalších úkolech. V dosavadním průběhu je pozornost věnována zejména sjednocení terminologie a vysvětlení vybraných problémových okruhů jak pro použití v rámci projektu, tak pro veřejnost.

DC 8.2 - Zpracování podkladových materiálů pro aktualizaci Národního akčního plánu adaptace na změnu klimatu a národní adaptační strategie

Připravujeme podklady pro aktualizaci a případně doplnění Komplexní studie dopadů, zranitelnosti a zdrojů rizik souvisejících se změnou klimatu v ČR v souladu s národní adaptační strategií. Studie je připravena podle sektorové logiky, ale již v průběhu přípravy její aktualizace v roce 2019 bylo zřejmé, že budeme navrhovat změnu logického uspořádání této Studie. Návrh možného uspořádání Studie podle jednotlivých dopadů budou připraveny v letošním roce.

DC 8.3 Šíření znalostí v oblasti adaptace na změnu klimatu v podmínkách ČR pro širokou i odbornou veřejnost (klimatické a dopadové modely, zranitelnost, možnosti adaptace, příklady dobré praxe) prostřednictvím médií (internet, TV, rozhlas, periodika), seminářů, odborných i popularizačních publikací

Tento dílčí cíl během celé doby řešení projektu PERUN průběžně informuje veřejnost a cílové skupiny uživatelů různými komunikačními kanály (webové stránky projektu, twitter, newsletter, semináře a konference) o zajímavých výstupech řešitelů z hlavních a dílčích cílů projektu. Ačkoliv řada výstupů bude převážně v druhé části řešení projektu, již letos na podzim připravujeme konferenci řešitelů i s účasti zástupců veřejnosti, kde chceme prezentovat a diskutovat aktuální výstupy a směřování projektu při řešení změny klimatu v podmínkách ČR. Zároveň průběžně naplňujeme naší strategii komunikace, prezentování a sdílení výsledků, kdy očekáváme, že v průběhu nadcházejících let řešení projektu bude tato aktivita stále významnější.