Souvislost arktického mořského zámrzu s krátkodobou proměnlivostí teploty v Evropě

• Thesis title in Czech: Souvislost arktického mořského zámrzu s krátkodobou proměnlivostí teploty v Evropě
• Thesis title in English: Relationships of Arctic sea ice with short-term temperature variability in Europe
• Key words: proměnlivost teploty, mořský zámrz, Arktida, změna klimatu
• Academic year of topic announcement: 2024/2025
• Thesis type: diploma thesis
• Thesis language: čeština
• Department: Department of Physical Geography and Geoecology (31-330)
• Supervisor: prof. RNDr. Radan Huth, DrSc.
• Author: hidden - assigned and confirmed by the Study Dept.
• Date of registration: 20.12.2024
• Date of assignment: 20.12.2024
• Confirmed by Study dept. on: 09.01.2025

Guidelines

Klimatická změna a modelování klimatu
Statistické metody ve fyzické geografii
Dynamická a synoptická klimatologie

References

Blackport R, Screen JA, 2021: Observed statistical connections overestimate the causal effects of Arctic sea ice changes in midlatitude winter climate. J Climate 34, 3021-3038, 10.1175/JCLI-D-20-0293.1
Cohen J et al. 2020: Divergent consensuses on Arctic amplification influence on midlatitude severe winter weather. Nature Clim Change 10, 20-29, 10.1038/s41558-019-0662-y
Collow TW, Wang WQ, Kumar A, 2019: Reduction in northern midlatitude 2-m temperature variability due to Arctic sea ice loss. J Climate 32, 5021-5035, 10.1175/JCLI-D-18-0692.1
Hay S et al. 2023: The effect of Arctic sea-ice loss on extratropical cyclones. Geophys Res Lett 50, e2023GL102840, 10.1029/2023GL102840
Hølleland S, Karlsen HA, 2020: Decline in temperature variability on Svalbard. J Climate 33, 8475-8486, 10.1175/JCLI-D-20-0174.1
Houser M, 2024: Arktické zesílení: příčiny, projevy, důsledky. Bakalářská práce, PřF UK Praha
Krauskopf T, Huth R, 2024: Trends in intraseasonal temperature variability in Europe: comparison of station data with gridded data and reanalyses. Int J Climatol 44, 3054-3074, 10.1002/joc.8512
Marshall GJ et al. 2018: The accuracy of climate variability and trends across Arctic Fennoscandia in four reanalyses. Int J Climatol, 38, 3878–3895, 10.1002/joc.5541
McCusker KE, Fyfe JC, Sigmond M, 2016: Twenty-five winters of unexpected Eurasian cooling unlikely due to Arctic sea-ice loss. Nature Geosci 9, 838-842, 10.1038/NGEO2820
Overland J et al. 2015: The melting Arctic and midlatitude weather patterns: Are they connected? J Climate 28, 7917-7932, 10.1175/JCLI-D-14-00822.1
Perlwitz J, Hoerling M, Dole R, 2015: Arctic tropospheric warming: Causes and linkages to lower latitudes. J Climate 28, 2154-2167, 10.1175/JCLI-D-14-00095.1
Screen JA, 2017: The missing Northern European winter cooling response to Arctic sea ice loss. Nature Commun 8, 14603, 10.1038/ncomms14603
Další časopisecká literatura podle pokynů vedoucího práce.

Preliminary scope of work

Krátkodobá (vnitrosezónní) proměnlivost teploty je významnou, a přesto zatím málo prozkoumanou charakteristikou klimatu. Dlouhodobé změny (trendy) krátkodobé proměnlivosti teploty mohou mít různé příčiny; trendy v místech blízkých zamrzajícímu moři pravděpodobně souvisejí s dlouhodobnými změnami mořského zámrzu. Tato souvislost byla dosud studována a prokázána na jednotlivých stanicích; nebyla dosud studována pro větší geografické celky. Trendy proměnlivosti teploty jsou přitom citlivé na volbu dat: trendy se mezi různými datovými soubory (staniční data, data interpolovaná do pravidelné sítě, atmoférické reanalýzy) často významně liší.
Změny proměnlivosti teploty mohou být vyvolány jak přímo, tj. bezprostředním vlivem moře, tak nepřímo, tj. zprostředkovaně např. přes změny atmosférické cirkulace. Situace je dále komplikována tím, že vlastní změny mořského zámrzu jsou ovlivněny změnami teploty, jež se v poslední době projevují tzv. arktickým zesílením; to spočívá ve skutečnosti, že teplota v Arktidě roste v posledních několika desetiletích podstatně rychleji než na ostatních místech zemského povrchu.

Cíle práce
Hlavním cílem práce je identifikace vztahu mezi mořským zámrzem v Arktidě, zejména v okrajových mořích Severního ledového oceánu, a krátkodobou proměnlivostí teploty v Evropě.
Dílčí cíle práce jsou následující:
1. Rešerše prací zabývajících se vlivem mořského zámrzu v Arktidě a jeho změn na klimatické poměry a trendy v Evropě, mj. na atmosférickou cirkulaci, teplotu a srážky.
2. Výběr nejvhodnějšího datového souboru pro popis mořského zámrzu.
3. Popis dlouhodobé proměnlivosti a trendů mořského zámrzu.
4. Analýza vztahů mezi mořským zámrzem v Arktidě a krátkodobou proměnlivostí teploty v Evropě, pokud možno pro několik různých datových souborů.


Použité pracovní metody, zájmové území, datové zdroje
data: mořský zámrz – identifikace nejvhodnějšího datového souboru je jedním z cílů práce; teplota, resp. proměnlivost teploty – údaje z několika datových zdrojů (staniční data ECA&D, data interpolovaná do pravidelné sítě E-OBS, atmosférické reanalýzy) budou převzaty od T. Krauskopfa, proměnlivost teploty bude vyjádřena vnitrosezónní směrodatnou oschylkou, průměrnou mezidenní změnou a perzistencí (autokorelací)
analyzované období: podle dostupnosti dat, co nejdelší možné
analyzovaná oblast: teplota – Evropa vč. ostrovů a přilehlých částí Asie a Afriky; mořský zámrz – Severní ledový oceán s důrazem na jeho okrajová moře
metody: pro nalezení vztahů mezi mořským zámrzem a proměnlivostí teploty bude použita vhodná statistická metoda (zejm. korelace, lineární regrese, kanonická korelační analýza, kompozity)