Vliv návštěvníků na mikroklima Kateřinské jeskyně Influence of

Vliv návštěvníků na mikroklima
Kateřinské jeskyně
Influence of Visitors on Kateřinská Cave
Microclimate
Český hydrometeorologický ústav, pobočka Brno
Mendelova univerzita
H. Středová, T. Středa, J. Rožnovský
I. Project introduction
Projekt SP/2d5/07
PROGRAM VĚDA A VÝZKUM
Ministerstvo životního prostředí České republiky
Stanovení závislosti jeskynního mikroklimatu
na vnějších klimatických podmínkách
ve zpřístupněných jeskyních ČR
Assessment of cave microclimate dependence on
external climatic conditions in accessible caves in CR
Řešitelská organizace:
Správa jeskyní České republiky
Spoluřešitelská organizace:
Český hydrometeorologický ústav,
pobočka Brno
Project tasks:
PT 1
Evaluation of cave microclimate in relation
to external environment
• Estimation of cave microclimate
• Establish of external climatic stations
• Analyses of relation between external and internal
meteorological conditions
• Assessment of visitors impact on cave microclimate
• Prediction of external climatic conditions according to
climate change scenarios with possible impact on cave
conditions
CHMI
Areas of interest
1. Cave microclimatic conditions
• Punkevní cave
– Stationary measurement system
• Kateřinská cave
– Stationary measurement system
– Mobile measurement
• Amatérská cave
– Partial hydrological measurement
Areas of interest
2. Mezoclimatic conditions
• Macocha abyss
– Vertical profile of air temperature and moisture
• Mezo-climatological stations
–
–
–
–
Macocha
Výtok Punkvy
Punkevní cave
Kateřinská cave
Amet
Ekotechnika
• Standard climatological stations
– Ostrov
– Blansko
Ad 1.) Microclimatic cave conditions
Punkevní cave
Microclimatic cave conditions
Kateřinská cave
Microclimatic cave conditions
Amatérská cave
Chrochtadlo
Řícený dóm
Bahňáky
Macocha
tlakové hladinoměry ALA
Ad 2.) Mezoclimatic conditions
Vertical profile in Macocha Abyss
Mezoclimatological stations (Amet)
II.
Monitoring of microclimate
in Kateřinská cave
Vchod do jeskyně
Fotografie
Vrápenec,netopýr
Bambusový lesík
Čarodějnice
Venkovní meteostanice
Vstupní chodba v zimě
Methodology (1)
Definition of critical areas with the highest dynamics of temperature
and the most significant visitors influence on the microclimate on
the basis of:
•
•
observation results
series of occasional measurements
observed parameters:
• air temperature
• rock surface temperature
• air moisture
measurement inervals:
• 1 min – cave sensors
• 15 min – external sensors and control sensor in the cave
Methodology (2)
Measurement, sensors
Prohlídková trasa s vyznačením
umístění čidel HOBO
Čidlo HOBO
- měření teploty
a vlhkosti vzduchu
IČ teploměr
- měření teploty
skalní stěny
Monitoring results
(Dependence of internal
temperature on external
temperature)
(Annual air temperature dynamics
inside and outside the cave)
patrný vliv vnější teploty, způsobující
teplotní změny uvnitř jeskyně o 2 °C
(minimum 6,56 °C, maximum 8,56 °C).
9,0
8,6
8,8
8,4
28,0
8,6
8,2
24,0
8,4
20,0
8,2
16,0
8,0
12,0
7,8
8,0
7,6
4,0
7,4
0,0
7,2
-4,0
7,0
-8,0
6,8
6,6
-12,0
6,6
6,4
-16,0
6,4
6,2
-20,0
6,2
-24,0
6,0
09/09/10
14/08/10
18/07/10
21/06/10
25/05/10
29/04/10
02/04/10
06/03/10
08/02/10
12/01/10
16/12/09
19/11/09
27/09/09
31/08/09
Teplota vnitřní = 7,449+0,0564*x-0,001*x^2
r=0,70
8,0
7,8
Teplota vnitřní (°C)
32,0
24/10/09
vnější teplota
vnitřní teplota
°C
36,0
°C
vyjádřená polynomem 2. stupně
s odhadem trendu
7,6
7,4
7,2
7,0
6,8
6,0
5,8
-20,0
-15,0
-10,0
-5,0
0,0
5,0
10,0
15,0
Teplota vnější (°C)
20,0
25,0
30,0
35,0
Basic statistical parameters
(3.3.2010 – 3.3.2011)
sensor
average
Minimum
Maximum
Amplitude
out
6,98
-15,55
(-20,83*)
32,77
48,32
(53,60*)
Int1
4,35
-3,81
7,62
11,43
Int4
7,50
6,74
8,12
1,38
Int5
7,28
6,64
(6,56*)
8,56
1,92
(2,00*)
Int6
7,97
7,59
8,77
1,18
Návštěvníků
int.1
int.2
int.3
int.4
int.6
04.06.2010 06:20
04.06.2010 05:24
04.06.2010 04:28
04.06.2010 03:32
04.06.2010 02:36
04.06.2010 01:40
04.06.2010 00:44
03.06.2010 23:48
03.06.2010 22:52
03.06.2010 21:56
03.06.2010 21:00
03.06.2010 20:04
03.06.2010 19:08
03.06.2010 18:12
03.06.2010 17:16
03.06.2010 16:20
03.06.2010 15:24
03.06.2010 14:28
03.06.2010 13:32
03.06.2010 12:36
03.06.2010 11:40
03.06.2010 10:44
03.06.2010 09:48
03.06.2010 08:52
03.06.2010 07:56
03.06.2010 07:00
teplota (°C)
8.20
135
8.00
120
7.80
7.60
7.40
90
7.20
75
7.00
60
6.80
6.60
45
6.40
30
6.20
15
6.00
0
počet návštěvníků
Course of temperature in cave interior and
number of visitors in given time in day with
the highest visitors amount (3.6.2010)
105
Course of temperature in cave interior and
number of visitors in given time in day with
the lowest visitors amount (13.6.2010)
8.1
8.0
7.9
7.8
7.7
7.6
7.5
°C
7.4
7.3
7.2
7.1
7.0
6.9
6.8
6.7
6.6
6.5
1
103 205 307 409 511 613 715 817 919 1021 1123 1225 1327 1429 1531 1633 1735 1837
minut
Course of temperature during the year
in dependence on the distance from
entrance
300
280
260
240
220
Dynamika teploty vzduchu:
vzdálenost od vchodu (m)
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
0
20
40
60
80
100
Den
120
140
160
180
8.5
8.0
7.5
7.0
6.5
6.0
5.5
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
• poměrně výrazná ve vstupní části
• slábne s vzdáleností od vstupu
• od části „Bambusový les“ v podstatě homogenní teplota
čidlo 54 – Medvědí komín
8000
Průměr = 7,6268; Sm.odch. = 0,2545; Max = 8,1033; Min = 7,091
34%
7000
Závislost vnitřní teploty na vnější
(všechna vnitřní čidla a čidlo vnější)
Dependence of internal on external
temperature (all sensors)
Počet pozorování
6000
5000
4000
15%
3000
2000
9%
7%
7%
8%
7%
8%
5%
1000
1%
0
7,0
7,1
7,2
7,3
7,4
7,5
7,6
7,7
7,8
7,9
8,0
teplota
9,0
8,0
7,0
čidlo 53 –Dóm Chaosu
5,0
4,0
9000
3,0
2,0
31:51:
31:32:
31:53:
31:54:
31:55:
31:56:
1,0
0,0
-1,0
-2,0
-20
-16
-12
-8
-4
0
2
r = 0,5830;
r2 = 0,5233;
r2 = 0,5134;
r2 = 0,4445;
r2 = 0,5487;
r2 = 0,5862;
4
8
8000
y = 2,8988 + 0,2433*x
y = 7,271 + 0,0467*x
y = 7,8448 + 0,0135*x
y = 7,3119 + 0,0253*x
y = 4,659 + 0,141*x
y = 4,5283 + 0,1767*x
12
16
20
24
51
32
53
54
55
56
28
Průměr = 8,014; Sm.odch. = 0,1282; Max = 8,3158; Min = 7,645
39%
7000
6000
32
Počet pozorování
čidla vnitřní (°C)
6,0
26%
5000
4000
14%
3000
čidlo 31 (venkovní) °C
12%
2000
1000
0
7,6
5%
4%
0%
7,7
7,8
7,9
8,0
teplota
8,1
8,2
8,3
Teplota vzduchu ve vertikálním profilu
0,5 ;2; 3; 4; 5 m (Př: 15. - 26.6.2010)
8,65
Air
temperature measured in vertical profile
8,55
8,45
8,35
T (°C)
8,25
8,15
8,05
7,95
7,85
7,75
0.5 m
7,65
16.6
17.6
18.6
19.6
20.6
21.6
22.6
2m
23.6
3m
24.6
4m
25.6
5m
26.6
Maximální a minimální vertikální gradient
Max and min vertical gradient (26.6.)
8,60
8,50
8,47 °C
8,40
8,20
8,17 °C
8,10
7,97 °C
8,00
7,90
7,80 7,87 °C
0.5 m
2m
3m
4m
5m
22:00
21:00
20:00
19:00
18:00
17:00
16:00
15:00
14:00
13:00
12:00
11:00
9:00
10:00
8:00
7:00
6:00
5:00
4:00
3:00
2:00
1:00
7,70
0:00
T (°C)
8,30
Vertikální profil
13.4.2010
(max. 7,8; min. 3,1; avg. 6,48 °C)
230
220
210
200
190
180
170
160
150
140
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
59:05.9
58:33.1
58:00.3
57:27.5
56:54.8
301
56:22.0
55:49.2
271
55:16.4
54:43.6
241
54:10.8
53:38.6
150.0
53:05.3
211
52:32.5
100.0
51:59.7
181
51:26.9
50.0
50:54.2
151
50:21.4
0.0
49:48.6
121
49:15.8
91
48:43.2
61
48:10.2
8.7.2010
(max. 8,5; min. 6,6; avg. 7,81 °C)
31
47:37.4
1
47:04.8
6.5
46:32.1
7.0
45:59.3
7.5
45:26.5
8.0
44:53.8
8.5
44:21.3
9.0
°C
11:29:05
11:28:43
11:28:21
11:27:59
11:27:36
11:27:14
11:26:51
11:26:29
11:26:06
11:25:44
11:25:21
11:24:59
11:24:36
11:24:14
11:23:51
11:23:29
11:23:07
11:22:44
11:22:22
11:22:00
11:21:38
11:21:15
11:20:53
11:20:30
11:20:08
11:19:45
11:19:23
11:19:00
°C
Teplota skalní stěny (Rock surface temperature)
8.6
8.4
8.2
8.0
7.8
7.6
7.4
7.2
7.0
6.8
6.6
6.4
6.2
6.0
5.8
5.6
5.4
5.2
5.0
4.8
4.6
4.4
4.2
4.0
3.8
3.6
3.4
3.2
3.0
331
200.0
8.0
7.5
7.0
6.5
6.0
5.5
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
Děkujeme za Vaši
pozornost