Možné příčiny trendů klimatických prvků v Evropě a jejich prostorové a časové proměnlivosti

• Thesis title in Czech: Možné příčiny trendů klimatických prvků v Evropě a jejich prostorové a časové proměnlivosti
• Thesis title in English: Possible causes of trends and spatio-temporal variability of climate elements in Europe
• Key words: změna klimatu, proměnlivost klimatu, atmosférická cirkulace, teplota
• English key words: climatic change, climate variability, atmospheric circulation, temperature
• Academic year of topic announcement: 2017/2018
• Thesis type: dissertation
• Thesis language: čeština
• Department: Department of Physical Geography and Geoecology (31-330)
• Supervisor: prof. RNDr. Radan Huth, DrSc.
• Author: hidden - assigned by the advisor
• Date of registration: 06.10.2017
• Date of assignment: 06.10.2017

Preliminary scope of work

Velké množství vědeckých prací se zabývá detekcí dlouhodobých změn (trendů) klimatických prvků v kontinentálním, regionálním a lokálním měřítku. Hodnoty trendů vykazují značnou proměnlivost v prostoru, v čase i v rámci ročního chodu. Příčiny této časo-prostorové proměnlivosti jsou však zatím nedostatečně poznány. Studie, jež příčiny hledají mj. ve změnách atmosférické cirkulace, zpětných vazbách spojených s albedem, využitím půdy nebo půdní vlhkostí, výskytu nízké oblačnosti a mlh, proměnlivosti teploty povrchu moří, nebo změnách koncentrace mořského ledu v Arktidě, zatím dávají do značné míry rozporuplné výsledky.
Cílem této disertační práce bude identifikace možných příčin časové a prostorové proměnlivosti trendů teploty (a případně i dalších klimatických prvků) v Evropě. Za základ budou vzaty významné trendové události, tj. období a místa, kdy a kde se vyskytují anomálně vysoké či nízké hodnoty trendů teploty (prudké oteplování resp. ochlazování). Ke zjištění, které z výše uvedených možných příčin jsou s významnými trendovými událostmi spojeny, budou využity statistické metody: regresní a korelační analýza, kanonická korelační analýza, analýza hlavních složek, příp. i jiné vícerozměrné metody. V případě atmosférické cirkulace budeme uvažovat zejm. módy proměnlivosti (teleconnections: severoatlantická oscilace, arktická oscilace a další) a četnosti výskytu a polohu atmosférických bloků.
Práce se soustředí na Evropu. Analyzované období bude určeno podle dostupnosti dostatečně kvalitních dat; předpokládáme analýzu nejméně počínaje 60.lety 20.stol.
Datové zdroje: Přízemní teplota (příp. i další klimatické prvky) bude získána z databáze European Climate Assessment & Database (ECA&D); možné je i využití databází hodnot v uzlových bodech (např. E-OBS, CRUTEM). Údaje o atmosférické cirkulaci a dalších potřebných proměnných (teplota povrchu moře) budou čerpány z atmosférických reanalýz (např. NCEP/NCAR, ERA-40, 20CR) a dalších vhodných databází (HadSST).
Beier, C.M., S.A. Signell, A. Luttman, A.T. DeGaetano, 2012: High-resolution climate change mapping with gridded historical climate products. Landscape Ecol.,27, 327-342.
Brázdil R., K. Chromá, P. Dobrovolný, R. Tolasz, 2009: Climate fluctuations in the Czech Republic during the period 1961–2005. Int. J. Climatol., 29, 223-242.
Cahynová, M., Huth, R., 2016: Atmospheric circulation influence on climatic trends in Europe: An analysis of circulation type classifications from the COST733 catalogue. Int. J. Climatol.,36, 2743-2760.
Ceppi P, Scherrer SC, Fischer AM, Appenzeller C, 2012: Revisiting Swiss temperature trends 1959-2008. Int. J. Climatol., 32, 203-213.
Drijfhout, S., G.J. van Oldenborgh, A. Cimatoribus, 2012: Is a decline of AMOC causing the warming hole above the North Atlantic in observed and modeled warming patterns? J. Climate, 25, 8373-8379.
Fall, S., D. Niyogi, A. Gluhovsky, R.A. Pielke sr., E. Kalnay, G. Rochon, 2010: Impacts of land use land cover on temperature trends over the continental United States: assessment using the North American Regional Reanalysis. Int. J. Climatol.,30, 1980-1993.
Falvey M., and R.D. Garreaud, 2009: Regional cooling in a warming world: Recent temperature trends in the southeast Pacific and along the west coast of subtropical South America (1979-2006). J. Geophys. Res.,114, D04102.
Horton, D.E., N.C. Johnson, D. Singh, D.L. Swain, B. Rajaratnam, N.S. Diffenbaugh, 2015: Contribution of changes in atmospheric circulation patterns to extreme temperature trends. Nature,522, 465-469.
Klok E.J., and A. M. G. Klein Tank, 2009: Updated and extended European dataset of daily climate observations. Int. J. Climatol., 29, 1182–1191.
Li, C., B. Stevens, J. Marotzke, 2015: Eurasian winter cooling in the warming hiatus of 1998-2012. Geophys. Res. Lett.,42, 8131-8139.
Meehl, G.A., J.M. Arblaster, G. Branstator, 2012: Mechanisms contributing to the warming hole and the consequent U.S. east-west differential of heat extremes. J. Climate,25, 6394-6408.
Otterman, J., R. Atlas, S.-H. Chou, J.C. Jusem, R.A. Pielke sr., T.N. Chase, J. Rogers, G.L. Russell, S.D. Schubert, Y.C. Sud, J. Terry, 2002: Are stronger North-Atlantic southwesterlies the forcing to the late-winter warming in Europe? Int. J. Climatol.,22, 743-750.
Pan, Z.T., X.D. Liu, S. Kumar, Z.Q. Gao, J. Kinter, 2013: Intermodel variability and mechanism attribution of central and southeastern U.S. anomalous cooling in the twentieth century as simulated by CMIP5 models. J. Climate,26, 6215-6237.
Pokorná, L., M. Kučerová, R. Huth, 2017: Annual cycle of temperature trends in Europe, 1961–2000. J. Climate (v recenzním řízení)
Saffioti, C., E.M. Fischer, S.C. Scherrer, R. Knutti, 2016: Reconciling observed and modeled temperature and precipitation trends over Europe by adjusting for circulation variability. Geophys. Res. Lett.,43, 8189-8198.
Scherrer SC, Ceppi P, Croci-Maspoli M, Appenzeller C, 2012: Snow-albedo feedback and Swiss spring temperature trends. Theor. Appl. Climatol.,110, 509-516.
Stocker T.F. a kol., 2013: Climate Change 2013. The Physical Science Basis. Working Group I Contribution to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press