R

Radiace

Radiace (angl. radiation) je přenos energie prostřednictvím elektromagnetického záření, který nevyžaduje hmotné prostředí. V meteorologii, klimatologii a fyzické geografií označuje zářivou energii* přicházející ze Slunce nebo vyzařovanou Zemí a její atmosférou.

Více

Rozlišujeme dva hlavní typy radiace:

  • krátkovlnnou (solární) radiaci – záření o vlnových délkách přibližně \(0,3–3 \mathrm{\mu m}\), které vyzařuje Slunce; část je pohlcena, rozptýlena nebo odražena atmosférou a zemským povrchem,

  • dlouhovlnnou (terestrickou) radiaci – záření s vlnovými délkami přibližně \(4–100 \mathrm{\mu m}\), které Země a atmosféra vyzařují zpět do prostoru.

Radiace je hlavním zdrojem energie pro počasí, klima a biogeofyzikální procesy – ovlivňuje teplotu vzduchu, výpar, fotosyntézu, tvorbu oblačnosti i energetickou bilanci povrchu. Měří se pomocí pyranometrů (celková krátkovlnná radiace), pyrgeometrů (dlouhovlnná radiace) a aktinometrů, obvykle v jednotkách W·m⁻².

Radiační bilance

Radiační bilance (angl. radiation balance nebo radiation budget) je rozdíl mezi celkovým příjmem a výdejem zářivé energie na povrchu Země nebo v atmosféře. Vyjadřuje, kolik slunečního (krátkovlnného) a zemského (dlouhovlnného) záření daný systém přijímá a kolik ho vyzařuje zpět do okolí.

Více

Základní rovnice radiační bilance povrchu je:

\[ R_n = (K_\downarrow - K_\uparrow) + (L_\downarrow - L_\uparrow) \]

kde: - \(R_n\) – čistá radiační bilance (\(\mathrm{W·m^2}\)),

  • \(K\downarrow\) – dopadající krátkovlnné (sluneční) záření,

  • \(K\uparrow\) – odražené krátkovlnné záření (závislé na albedu),

  • \(L\downarrow\) – dopadající dlouhovlnné (atmosférické) záření,

  • \(L\uparrow\) – vyzařované dlouhovlnné záření povrchu.

Kladná hodnota Rₙ znamená přebytek energie (ohřev povrchu), záporná naopak ztrátu energie (ochlazování). Radiační bilance je klíčovou složkou energetické bilance Země, určuje teplotní režim povrchu, ovlivňuje evapotranspiraci, konvekci, fotosyntézu a je zásadní pro modelování klimatu a ekosystémových procesů.

Relativní vlhkost vzduchu

Relativní vlhkost vzduchu (angl. relative humidity, značka RH) je poměr mezi aktuálním množstvím vodní páry ve vzduchu a maximálním množstvím, které by vzduch mohl při dané teplotě obsahovat (tedy nasycením). Vyjadřuje se v procentech a udává, jak blízko je vzduch stavu nasycení vodní párou.

Více

Matematicky: \[ \mathrm{RH} = \frac{e_a}{e_s} 100 \] kde:

  • \(e_a\)– skutečný tlak vodní páry (\(\mathrm{kPa}\)),

  • \(e_s\) – nasycený tlak vodní páry při dané teplotě (\(\mathrm{kPa}\)).

Relativní vlhkost závisí především na teplotě vzduchu – při zahřívání vzduchu klesá (vzduch pojme více vodní páry), při ochlazování stoupá a může dosáhnout 100 %, kdy nastává kondenzace (tvorba rosy, mlhy nebo oblaků).

Relativní vlhkost je důležitým ukazatelem pohody prostředí, výparu, transpirace, stability atmosféry i energetické bilance, a měří se vlhkoměry (hygrometry) nebo psychrometry.

RCM

RCM (Regional Climate Model) je regionální klimatický model používaný k simulaci klimatu na menších územních měřítkách než globální modely (GCM). RCM pracuje s jemnější prostorovou rozlišovací schopností a popisuje podrobněji regionální procesy, jako jsou orografické srážky, místní větry nebo vliv vodních ploch. Model obvykle využívá okrajové podmínky z GCM (tzv. downscaling), aby zpřesnil globální klimatické výpočty pro konkrétní oblast. RCM se používají pro analýzy dopadů změny klimatu na regionální úrovni, např. pro hodnocení rizik sucha, povodní nebo extrémních teplot.

Recyklace srážek

Recyklace srážek (angl. precipitation recycling) je proces, při němž se část srážkové vody, která spadne na určité území, znovu odpaří (evaporací z povrchu a transpirací vegetace) a následně přispívá ke vzniku dalších srážek ve stejné oblasti. Jde tedy o uzavřenou část regionálního koloběhu vody, kdy se vlhkost vyprodukovaná v daném regionu vrací zpět ve formě srážek.

Více

Míra recyklace srážek se vyjadřuje pomocí koeficientu recyklace (ρ): \[ \rho = \dfrac{P_\mathrm{lokální}}{P_\mathrm{celkové}} \] kde:

  • \(P_{\mathrm{lokální}}\)– srážky vzniklé z lokální evapotranspirace,
  • \(P_{\mathrm{celková}}\) – celkové srážky v oblasti.

Význam recyklace srážek závisí na prostorovém měřítku:

  • v malých povodích (do \(\sim 100\:\mathrm{km}\)) je recyklace obvykle zanedbatelná,
  • v regionálním měřítku (stovky až tisíce kilometrů) může tvořit \(10–30\) % srážek,
  • ve velkých kontinentálních systémech, jako je Amazonie, Sahel nebo Tibet, může dosahovat až \(40–50\) %.

Recyklace srážek je tedy významným mechanismem udržování regionální vlhkosti a stability klimatu, zejména v oblastech s rozsáhlou vegetací nebo slabým přísunem vlhkosti z oceánu. Změny ve využití krajiny (např. odlesňování nebo degradace půdy) mohou tento proces narušit a vést ke snížení srážek a zesílení sucha.

Referenční evapotranspirace

Referenční evapotranspirace (angl. reference evapotranspiration, zkr. \(\mathrm{ET}_0\)) je teoretická hodnota evapotranspirace stanovená pro referenční porost s definovanými vlastnostmi, obvykle pro krátký, dobře zavlažený travní porost s úplným pokryvem půdy. Slouží jako standardní ukazatel klimatického potenciálu výparu nezávislý na konkrétní plodině nebo půdních podmínkách. Referenční evapotranspirace se používá při výpočtu potřeb závlahy a modelování vodní bilance, přičemž se běžně určuje pomocí rovnice Penman-Monteith FAO-56.

Více

Referenční evapotranspirace (ETo) představuje celkovou ztrátu vody výparem z referenčního povrchu, který by nebyl limitován vodou ani živinami. Tento referenční povrch je obvykle definován jako rovnoměrně pokrytý travní porost s výškou \(\mathrm{12\:cm}\) a definovanými vlastnostmi (konstantní albedo \(0,23\) a konstantní povrchový odpor \(\mathrm{70\:s\cdot m^{-1}}\)).

Referenční evapotranspirace je používána jako standardní měřítko pro hodnocení vodní bilance a potřeb zavlažování v zemědělství. Například pomocí \(\mathrm{ET}_0\) se mohou zemědělci rozhodovat, kolik vody je potřeba dodat plodinám, aby nahradili ztráty vody způsobené výparem z půdy a transpirací. Mimo to, je \(\mathrm{ET}_a\) velmi vhodná pro normalizaci hodnot aktuální evapotrapsirace (\(\mathrm{ET}_a\)) napříč různými klimatickými poměry a umožňuje tak lepší zobecnění výsledků měření \(\mathrm{ET}_a\).

Dle metodiky FAO-56 (Allen et al., 1998) je ETo vypočítána pomocí Penman-Monteithovy rovnice, která kombinuje vliv teploty, radiace, vlhkosti a rychlosti větru.

Referenční povrch

Referenční povrch (angl. reference surface) je standardizovaný ideální povrch, na který se vztahuje výpočet referenční evapotranspirace (ET₀). Je definován jako rovinný, homogenní travní porost o výšce přibližně 0,12 m, který je aktivně rostoucí, plně pokrývá půdu a má neomezený přístup k vodě.

Více

Pro tento povrch se obvykle uvažuje:

  • povrchový odpor (\(r_s\)) = \(\mathrm{70\:s·m^{-1}}\),

  • aerodynamický odpor (\(r_s\)) – proměnný, závislý na rychlosti větru a výšce měření.

Referenční povrch slouží jako základní modelová plocha pro výpočet referenční evapotranspirace pomocí např. Penman–Monteithovy rovnice a pro odvozování koeficientů plodin (\(Kc\)), které umožňují převést \(ET_a\) na skutečnou evapotranspiraci konkrétní vegetace nebo ekosystému.

Rychlost větru

Rychlost větru (angl. wind speed) je fyzikální veličina vyjadřující vzdálenost, kterou urazí vzduchová částice za jednotku času, tedy intenzitu horizontálního pohybu vzduchu v atmosféře. Je jedním ze základních meteorologických prvků a důležitým faktorem ovlivňujícím šíření tepla, vlhkosti, znečištění i výpar vody.

Více

Rychlost větru se obvykle vyjadřuje v metrech za sekundu (m·s⁻¹). Měří se pomocí anemometrů (např. miskové, ultrazvukové, lopatkové) nebo meteorologických věží a stanic, standardně ve výšce 10 metrů nad zemí na otevřeném prostranství.

Rychlost větru závisí na tlakových gradientech, drsnosti povrchu, výšce nad terénem a stabilitě atmosféry. Pro popis síly větru se používá také Beaufortova stupnice, která přiřazuje jednotlivým rozmezím rychlosti větru slovní popisy (např. vánek, vítr, bouřlivý vítr, orkán).

Vítr má zásadní vliv na transport energie a hmoty v atmosféře, disperzi aerosolů a plynů, tvarování krajiny, pohyb mořských proudů i funkci ekosystémů.