Mám tady jednu úvahu.

Na některých meteorologických stanicích se měří půdními teploměry teplota v hloubce pod povrchem 5 cm, 10 cm, 20 cm, 50 cm a 1 m. A vím, že se měřila i hloubka zamrzání půdy pomocí trubky a hadice. Teď s automatizací asu moc ne.

V nižších polohách nikdy k 1 m pod povrchem voda-půda nezamrzá. Teplotní amplituda denní je v 5 cm docela znát, i když je o dost menší, než na povrchu. Postupně směrem do hloubky se denní teplotní amplituda poměrně výrazně snižuje a ne jen to. Doba Tmax a Tmin se vůči teplotě vzduchu (ve 2 m, v 5 cm) opožďuje s přibývající hloubkou i o více než 24 hod. Postupně pak denní amplituda mizí.

V 1 m už denní chod teploty by neměl být znát, vlna postupně disipovala. Roční chod teploty ale je i v hloubce 1 m znát velmi dobře. Zatímco venku je obvykle nejteplejší červenec a nejchladnější leden, v hloubce 1 m už roční Tmax a Tmin bude časově posunuté. A navíc každý rok jsou průměrné teploty jiné a variace jsou i v hloubce 1 m.

Postupně několik metrů do hloubky i roční teplotní amplituda slábne, čas Tmax a Tmin se postupně posouvá o více než rok. V hloubce 10 m bude teplotní amplituda posunutá, nebo už neznatelná. A v hloubce 20 m už vymizí. Stále se ale budou projevovat chladnější-teplejší více-letá období.

Měří se někde teplota pod povrchem v hloubce více než 1 m ? Data by to byla jistě zajímavá. Několik m pod povrchem roční amplituda slábne, doba Tmax a Tmin se opožďuje. Desítky m pod povrchem (20 m, 50 m, 100 m) už roční amplituda zcela vymizela. Ale je znát změna průměrné teploty za delší období.

Hluboko pod povrchem, tam se spíš než počasí venku projevuje geologická aktivita od spodu. Hlouběji než 100 m pod povrchem tipuji, že změna klimatu moc poznat nebude, ale geopogická aktivita ano. A 200 m, 500 m 1000 m pod povrchem nebo hlouběji, to ani nemluvě.

Na teplotu pod povrchem desítky m hluboko bude mít i vliv změna struktur na povrchu za delší časová období.

S měřením teploty ve větších hloubkách jsem se prakticky nesetkal. A určitě by to byla velmi užitečná data ne jen ke změně klimatu. Má s tím někdo zkušenosti ?

Zkouknul jsem na webu s otevřenými daty - opendata.chmi.cz teplotu v půdě na 6 stanicích CHMI. Data CSV jsou zde:
https://opendata.chmi.cz/meteorology/climate/histo...

Teplota půdy je udána v 5, 10, 20, 50, 100 cm a já jsem se zabýval teplotou půdy ve 100 cm za celé dostupné období. Tento údaj často je k dizpozici za kratší časové období, než klasická klimatologická data ze stanice. Teplota půdy je udána pro časy 00, 06, 13, 20. Podle všeho půjde o UTC čas, ale nejsem si jistý.

Dokumentace dat žádná sláva, ale u SYNOP stanic jsem snadno našel podle čísla ke které stanici soubor patří. Vybrány tyto stanice:

11509 Doksany
11520 Praha Libus
11624 Caslav (letiště Chotousice)
11659 Pribyslav
11723 Brno Turany
11782 Ostrava Mosnov

Na stanicích v horách (Churáňov, Lysá hora a pod.) jsem teplotu v houbce 100 cmv datech nenašel, asi se neměří. Samozřejmě, je to v hloubce 100 cm půdy, bez ohledu na sněhovou pokrývku.

I v hloubce 100 cm se velmi projevuje roční chod teploty a překvapive trochu i kolísání denní ale s velkým zpožděním o proti povrchu. V grafech je teplota v hloubce 100 cm za celé dostupné období, pro každý den data k času 00 (nejspíš 00 UTC). Ve 100 cm by nemělo mrznout, údaje 0 °C a méně jsou velmi nečekaní, možná i chybné. Dříve před automatizací, zejména za období Rudého Moru byly samozřejmě větší zimy (zejména 1955-1956) a pak i ta kvalita dat bude horší.

V případě 11659 Přibyslav už ve větší výšce na Vysočině se uprostřed dat objevuje delší pauza. V roce 2012 i ve 100 cm klesla teplota téměř k 0 °C. U stanice 11520 Praha Libuš některé roky je maximum vysoko. V roce 2016 se tam objevil až mráz, co spíše vypadá na chybu.

U stanice 11509 Doksany v nížině a v místě, kde jsou ranní Tmin i nizko relativně, tam je řada nejdelší 1952-2024. Ze začátku jsou podezřele vysoká roční maxima a také často mráz i ve 100 m (zimu 1955-1956 bych pochopil). Ve 21. století v Doksanech i v hloubec 100 cm teplota překročila +20 °C.

Zdroj:
https://opendata.chmi.cz/meteorology/climate/histo...

Další 3 stanice teplota půdy v hloubce 100 cm za celé dostupné období každý den v čase 00 UTC. Tentokrát vybrány stanice s kratší časovou řadou, roční chod je dobře vidět.

11624 Caslav (letiště Chotousice)
11723 Brno Turany
11782 Ostrava Mosnov

Překvapivě, i ve 100 cm se objevují denní resp. krátkodobé fluktuace, byť malé a s velkým zpožděním. Roční amplituda teploty je stále velká. Ve 100 cm pod povrchem by nemělo mrznout (pokud nejsme na horách). Ale teplota i v hloubce 100 cm může překročit +20 °C v teplých oblastech ČR.

U stanice 11782 Ostrava Mošnov na letišti jsou data ze 60. let 3 roky, je tam vidět jeden nepravděpodobný peak. V případě stanice 11624 Čáslav letiště jde o období ještě z dob Rudého Moru, byt delší. Na stanici 11723 Brno Tuřany (taky letiště) se jedná o období 2016-2024. Dobře je vidět velmi teplé léto v roce 2018 a také v roce 2024.

Zdroj:
https://opendata.chmi.cz/meteorology/climate/histo...

V předchzozích dvou postech jsem ukázal teplotu půdy v hloubce 100 cm u 6 stanic CHMI, za celé dostupné období, ale pouze v termínu 00 (UTC ?). Teplota půdy v hloubce 100 cm se zaznamenává na zmíněných 6 stanicích v časech 00, 06, 13, 20 UTC (podle všeho UTC). To znamená 01, 07, 14, 21 zimního času SEČ a 02, 08, 15, 22 letního času SELČ. Což by souhlasilo s klasickými termíny pozorování plus jeden termín v noci.

Datové struktury na portálu opendata.chmi.cz jsou docela složité , aby se v tom člověk vyznal, respektive aby ty data automaticky a dávkově naformátoval a seřadil pro další použití. Je to složitější, ale podařilo se.

Tady je teplota půdy v hloubce 100 cm pro 3 vybrané stanice za celé dostupné období. V Doksanech je dostupné období opravdu dlouhé. Data v grafu jsou seřazeny chronologicky za sebou termín po terménu, jinak by to nedávalo smysl. Celkem jsou 4 hodnoty pro každý den, v Doksanech je těch údajů více než 100 000.

Teplota v hloubce 100 cm na 3 SYNOP stanicích:
11509 Doksany za období 01.01.1952 - 31.12.2024 celkem 106 344 záznamů
11520 Praha Libuš za období 03.12.1987 - 31.12.2024 celkem 54 174 záznamů
11723 Brno Tuřany (letiště) za období 25.02.2016 - 31.12.2024 celkem 12 929 záznamů

Z dat a grafu je vidět, že denní chod (amplitudy s periodou okolo 24 hodin) se i ve 100 cm objevují,, výkyvy jsou velmi malé a opožděné. Co je ale velice dobře vidět, v ročním chodu se výrazně projevují nadnormální a podnormální teplotní období. Nejnižších teplot i ve 100 cm je dosahováno v lednu-únory a nejvyšších teplot přibližně v srpnu. V Brně Tuřanech jsou roční maxima v roce 2018 a 2024 nad +20 °C, minima se pod nulu nedostávají. Tmax v roce je menší než nejteplejší měsíc a Tmin v roce je vyšší než nejchladnšjší měsíc.

Zdroj:
https://opendata.chmi.cz/meteorology/climate/histo...

Ty samé stanice a období - Teplota v hloubce 100 cm za celé dostupné období, chronologicky, každý den 4x v čase 00 06 13 20 UTC.

11509 Doksany za období 01.01.1952 - 31.12.2024 celkem 106 344 záznamů
11520 Praha Libuš za období 03.12.1987 - 31.12.2024 celkem 54 174 záznamů
11723 Brno Tuřany (letiště) za období 25.02.2016 - 31.12.2024 celkem 12 929 záznamů

Grafy jsou velikosti XXL na dýlku, aby byl dobře vidět v průběh roku, velikost obrázků PNG je malá, rozlišení 20000x1000, 8 bit. V Gnuplotu je uveden datum jednou za rok k 1. lednu, zatím nevím, jak to přenastavit.

Zdroj:
https://opendata.chmi.cz/meteorology/climate/histo...