Nonstationarity of the effects of modes of atmospheric circulation variability on surface climate elements

• Název práce v češtině: Nestacionarita vlivu módů proměnlivosti atmosférické cirkulace na přízemní klimatické prvky
• Název v anglickém jazyce: Nonstationarity of the effects of modes of atmospheric circulation variability on surface climate elements
• Klíčová slova: atmosférická cirkulace, módy proměnlivosti, analýza hlavních složek, klima, proměnlivost
• Klíčová slova anglicky: atmospheric circulation, modes of variability, principal component analysis, climate, variability
• Akademický rok vypsání: 2015/2016
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Katedra fyzické geografie a geoekologie (31-330)
• Vedoucí / školitel: prof. RNDr. Radan Huth, DrSc.
• Řešitel: skrytý - zadáno vedoucím/školitelem
• Datum přihlášení: 15.10.2015
• Datum zadání: 15.10.2015
• Datum odevzdání elektronické podoby: 09.02.2023
• Datum proběhlé obhajoby: 14.06.2023
• Oponenti: prof. RNDr. Petr Dobrovolný, CSc.

Předběžná náplň práce

Módy proměnlivosti (někdy nazývané dálkové vazby – teleconnections) lze pokládat za základní stavební kameny atmosférické cirkulace, zejm. v intrasezónním a meziročním časovém měřítku. Módy proměnlivosti jsou rovněž hlavním faktorem utváření lokálních klimatických podmínek v mimotropických oblastech. Ukazuje se, že vlivy módů proměnlivosti na klimatické prvky nejsou stálé v čase, naopak se znatelně mění. Tato nestacionarita vlivu módů proměnlivosti na klimatické poměry byla podrobně popsána pro Evropu v zimě na základě cirkulačních dat z jedné reanalýzy (NCEP/NCAR). Za hlavní příčinu nestacionarity byly označeny posuny akčních center jednotlivých módů, jež modifikují atmosférickou cirkulaci.
Hlavní cíle navrhované dizertační práce proto jsou:
1. Popsat časovou proměnlivost vlivu módů proměnlivosti na přízemní klimatické prvky (zejm. teplotu a srážky) v mimotropických oblastech severní polokoule.
2. Srovnat projevy této nestacionarity mezi různými datovými soubory popisujícími atmosférickou cirkulaci (tj. reanalýzami), příp. i mezi různými databázemi klimatických prvků (staniční vs. pravidelná geografická síť vs. reanalýzy).
3. Pokusit se identifikovat příčiny tohoto nestacionárního chování.
Základním nástrojem pro detekci módů proměnlivosti bude rotovaná analýza hlavních složek, aplikovaná na geopotenciální výšky střední troposféry (500 hPa). Analýzy budou realizovány po jednotlivých klimatických ročních obdobích (zima = prosinec až únor atd.), s důrazem na zimu. Datové zdroje pro atmosférickou cirkulaci: reanalýzy NCEP/NCAR, ERA-40, 20CR a další. Datové zdroje pro klimatické prvky: databáze staničních dat – GHCN, ECA&D, databáze dat v pravidelné geografické síti – CRU, E-OBS.
Základní literatura:
Barnston, A. G., Livezey, R. E., 1987: Classification, seasonality and persistence of low-frequency atmospheric circulation patterns. Mon. Wea. Rev., 115, 1083-1125.
Barry A.G., Carleton A.M., 2001: Synoptic and Dynamic Climatology. Routledge.
Beranová R., Huth R, 2007: Time variations of the relationships between the North Atlantic Oscillation and European winter temperature and precipitation, Studia geophysica et geodaetica, 51: 575-590.
Beranová R., Huth R., 2008: Time variations of the effects of circulation variability modes on European temperature and precipitation in winter, Int. J.Climatol., 28:139-158.
Chen D, Hellström C. 1999. The influence of the North Atlantic Oscillation on the regional temperature variability inSweden: spatial and temporal variations. Tellus A 51: 505-516.
Jung T, Hilmer M, Ruprecht E, Kleppek S, Gulev SK, Zolina O. 2003. Characteristics of the recent eastward shift of interannual NAO variability. Journal of Climate 16: 3371-3382.