Doc. RNDr. Jan Pokorný, CSc. absolvoval Přírodovědeckou fakultu UK v Praze (biologie – chemie, fyziologie rostlin). Působil na Třeboňském pracovišti Botanického ústavu AVČR, je spoluzakladatelem a od roku 1998 ředitelem výzkumné organizace ENKI, o.p.s. Přednáší na našich a zahraničních vysokých školách. Pracoval ve výzkumném centru pro zavlažování CSIRO Austrálie/NSW, řešil výzkumné projekty ve východní Africe. 8 let byl členem Výzkumné rady Technologické agentury ČR. Je autorem četných vědeckých publikací. Úlohu vegetace v oběhu vody a utváření klimatu vysvětluje srozumitelně propojením znalostí známých ze základní školy.

1. Na suché pole neprší aneb plýtvají
stromy vodou?
Doc. RNDr. Jan Pokorný, CSc.
RNDr. Petra Hesslerová, PhD
ENKI, o.p.s. Třeboň
Baobaby Stavby z přírodních materiálů
KZ Domovina Praha 10. března 2019

2. Vegetace chladí:
Porost akacie: 20 C
holá půda, písek: až 70 C

3. • Civilizace vyschly a nespalovaly uhlí ani
jiná fosilní paliva

4. Zopakujme dva poznatky z fyziky pro základní školy
• Jednotkou výkonu je watt (W). Při výkonu 1watt se vykoná práce 1
joulu za sekundu: 1W =1J/1s. Výkon vyžaduje energii. Spotřebu
elektrické energie vyjadřujeme ve wattech za čas.
• Například vařič má příkon 1000W, za hodinu spotřebuje 1000Wh =
1kWh
• Sluneční energie ohřívá těleso o ploše 1m2
například výkonem 1000W. Intenzita toku sluneční
energie je 1000W m-2
• Tok sluneční energie měříme a vyjadřujeme ve
W m-2
• Za plného slunečního svitu přichází na m2 až 1000W. Při
zatažené obloze je to 100W.m-2 i méně. V místnosti je intenzita
světelného záření nejvýše několik W.m-2.

5. Skupenské teplo výparné vody
• Na vypaření 1litru vody při 20 oC se spotřebuje
2439 kJ = 0,68 kWh
• Při kondenzaci/srážení vodní páry zpět na
kapalnou vodu se skupenské teplo uvolňuje
• Vodní pára z 1litru vody má objem přibližně
1200 litrů a je v ní „uschováno“ 0,7kWh
energie (= kapacita jedné autobaterie)
• Výpar vody a kondenzace vodní páry zpět na vodu
kapalnou jsou perfektní procesy vyrovnávající teplotní
rozdíly na Zemi.

6. Měsíční sumy slunečního záření (Třeboňsko)

7. Sluneční energie přicházející na povrch země za
slunného dne (až 1000Wm-2)
a při zatažené obloze (max 200Wm-2)
Oblačnost redukuje příkon slunečního záření

8. ENERGIE V BIOMASE
Roční produkce biomasy (tedy i uhlí)
0,5 %
z celkového množství energie přicházející za rok
Produkce: 1 kg sušiny z 1 m2
1 kg obsahuje 5 – 6 kWh, využijeme 1 – 2kWh
Tj. 10 – 20MWh z 1ha (kolik spotřebuje rodina)?

9. LATENTNÍ TEPLO se spotřebovává při výparu vody a uvolňuje při
kondenzaci
ochlazení ohřev
Energie ve vodní
páře
Objem vodní páry!!
Více než 1000 litrů kondenzace
Mírné změny tlaku vzduchu,
Vyrovnávání teplot na Zemi

10. Letní povrchové teploty kulturní krajiny jsou v
rozsahu více než 20 oC (snímáno termovizní
kamerou nesenou vzducholodí)

11. Rostliny se chladí výparem vody – legenda
k termoviznímu obrázku krajiny na Třeboňsku
• V letním dnu má posečený trávník vysokou teplotu (42
oC),asfalt 49 oC
• mokřadní porosty (olše) les mají teplotu pod 30 oC
• Výpar vody rostlinou se nazývá transpirace, na jednu
molekulu přijatého oxidu uhličitého se vypaří i několik set
molekul vody.
• Výpar vody z porostů (rostlin a půdy) se nazývá
evapotranspirace.
• Odvodněné plochy bez vegetace se přehřívají, ohřívá se
od nich vzduch, který rychle stoupá vzhůru. Viz
následující schéma odvodněná půda x krajina s vodou

12. Kolik litrů vody odpaří jedna
autobaterie?
• Srovnání skupenského tepla 1 litru vody
(0,7 kWh) s kapacitou průměrné
autobaterie

13. Na osluněném chodníku měříme intenzitu slunečního záření 877W. m-2 a povrchovou
teplotu 51 oC. Ve stínu stromu je povrchová teplota 26,9 oC a intenzita slunečního záření
82W. m-2. Pod stromem je intenzita slunečního záření 10x nižší a teplota o 24 oC nižší
nežli na osluněném chodníku, jak to vysvětlíme?

14. 50 – 100 průduchů na mm2
Každý průduch působí
jako ventil,
reaguje na teplotu,
vlhkost vzduchu
a množství vody v rostlině.
Průduchy odpařují vodu a
přijímají oxid uhličitý
vydávají kyslík

15. Strom se chladí výparem vody (transpirací)
• Transpirační proud kmenem stromu lze měřit.
• Náš strom vydal (vytranspiroval) například 20 litrů vody za hodinu.
Voda přijatá kořeny prošla kmenem, přes průduchy listů se odpařila
a vodní pára v sobě nyní obsahuje sluneční energii. Tak strom
zabránil svému přehřátí – ochladil se.
• Strom vypařil 20 litrů vody za hodinu a chladil tedy výkonem 20 x 0,7
= 14kW.
• Klimatizační jednotky v hotelových pokojích, kancelářích mívají
výkon kolem 3kW. Klimatizační jednotka pouští chladný vzduch do
místnosti a teplý vzduch ven. Klimatizační jednotka ohřívá město.
• Kam předává teplo strom, který ochladil sebe a své okolí výparem
vody? Vodní pára vydá teplo na chladných místech, kde se sráží. Strom tedy vyrovnává teploty 2x: a) chladí výparem vody místa s
nadbytkem sluneční energie b) vodní pára předává tuto energii místům chladným, kde kondenzuje. V lednici, v klimatizačním zařízení
cyklují nezdravé chemikálie, strom čistí vodu na úroveň vody destilované.

16. Teplý povrch Chladný povrch

17. Benešovsko, 26.8. 2017, c.650Wm-2
ohřátý vzduch vysušuje krajinu. Teplota
sklizeného pole je jako teplota asfaltu 48 oC
Odvodněná krajina bez vody se přehřívá

18. Měření výdeje vody (transpirace listů? Tok
vody ve kmeni – prof. J. Čermák, A. Tomková)

19. 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0:00
0:45
1:30
2:15
3:00
3:45
4:30
5:15
6:00
6:45
7:30
8:15
9:00
9:45
10:30
11:15
12:00
12:45
13:30
14:15
15:00
15:45
16:30
17:15
18:00
18:45
19:30
20:15
21:00
21:45
22:30
23:15
0:00
transpirationlh-1
radiationWm-2
time during the 6th of Aug 2013
Sluneční záření a transpirace/výdej vody
solar radiation
transpiration of oak
T
W m-2
L.h-1
6. Srpen 2013
Skupenské teplo výparu ja 2,5kJ/g. Gram/s = 2,5kW
7.2 L.h-1 = 2gramy/s, 5kW
7

20. Měření:
- transpirace listů
- transpirace stromů
- povrchové teploty listů
- tloušťky listů
- slunečního záření
- meteorologických podmínek
- efektivní teploty oblohy
Přístroj TPS-1
- transpirace
jednotlivých listů
tepelná bilance kmene –
měření transpiračního
proudu

21. Výsledky a diskuze
průměrná
teplota vzduchu
v Soběšicích,
2013 (°C)
průměrná
teplota
vzduchu v JM
kraji, 2013
(°C)
dlouhodobý
teplotní normál
v JM kraji
(1961 – 1990)
(°C)
celkové
srážky
v Soběšicích,
2013 (mm)
celkové
srážky v JM
kraji, 2013
(mm)
dlouhodobý
srážkový normál
v JM kraji (1961
– 1990) (mm)
5. 4. – 30. 4. 13 9,7 8,6 16,3 19 38
1. 5. – 31. 5. 14,5 13,6 13,5 32,4 102 65
1. 6. – 30. 6. 19 17,2 16,6 32,6 121 75
1. 7. – 31. 7. 23,8 20,9 18,1 1 9 64
1. 8. – 24. 8. 23,3 19,5 17,6 10,6 72 61
0
2
4
6
8
10
12
0
200
400
600
800
1000
1200
9:45
17:45
1:45
9:45
17:45
1:45
9:45
17:45
1:45
9:45
17:45
1:45
9:45
17:45
1:45
9:45
17:45
1:45
9:45
17:45
1:45
9:45
17:45
1:45
9:45
18:00
2:00
10:00
18:00
2:00
10:00
18:00
2:00
10:00
18:00
2:00
10:00
18:00
2:00
10:00
18:00
2:00
10:00
18:00
2:00
10:00
18:00
2:00
10:00
18:00
2:00
10:00
18:00
2:00
10:00
transpiracelh-1
radiaceWm-2
čas
radiace transpirace dubu
4. 8.
2,9 mm
7. 8.
0,5 mm 9.-10. 8.
2,9 mm
19. 8.
3,4 mm
0
0.2
0.4
0.6
0.8
9:45
17:45
1:45
9:45
17:45
1:45
9:45
17:45
1:45
9:45
17:45
1:45
9:45
17:45
1:45
9:45
17:45
1:45
9:45
17:45
1:45
9:45
17:45
1:45
9:45
17:45
1:45
9:45
17:45
1:45
9:45
17:45
1:45
9:45
17:45
1:45
9:45
17:45
1:45
9:45
17:45
1:45
9:45
17:45
1:45
9:45
17:45
1:45
9:45
17:45
1:45
9:45
17:45
1:45
9:45
mm
čas
srážky
DUB

22. 0
0.5
1
1.5
2
2.5
0
200
400
600
800
1000
1200
16:00
19:45
23:30
3:15
7:00
10:45
14:30
18:15
22:00
1:45
5:30
9:15
13:00
16:45
20:30
0:15
4:00
7:45
11:30
15:15
19:00
22:45
2:30
6:15
10:00
13:45
17:30
21:15
1:00
4:45
8:30
12:15
16:00
19:45
23:30
3:15
7:00
10:45
14:30
18:15
22:00
1:45
5:30
9:15
13:00
transpiracelh-1
radiaceWm-2
čas
radiace transpirace břízy
Výsledky a diskuze
BŘÍZA
19. 8.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
16:00
19:45
23:30
3:15
7:00
10:45
14:30
18:15
22:00
1:45
5:30
9:15
13:00
16:45
20:30
0:15
4:00
7:45
11:30
15:15
19:00
22:45
2:30
6:15
10:00
13:45
17:30
21:15
1:00
4:45
8:30
12:15
16:00
19:45
23:30
3:15
7:00
10:45
14:30
18:15
22:00
1:45
5:30
9:15
13:00
°C
čas
teplota vzduchu

23. Ekosystémová služba stromu
• Strom transpiruje/vypaří např. 200 litrů za den
• 0.7 kWh/l skupenské teplo výparu vody
• 200 x 0.7 = 140 kWh
• 140 kWh se neuvolnilo jako zjevné teplo. Strom
„uchladil“ 140kWh.
• Kolik bychom zaplatili za elektrickou energii
140kWh spotřebované klimatizačním zařízením?
(c.420 Kč)
• Strom má dvojí klimatizační efekt (a) chladí, b)
ohřívá mísa chladná

25. Termosnímky z telekomunikační věže
na Žižkově

26. Praha z telekomunikační věže na
Žižkově
IR obrázek 20 to 58 oC

27. Mahlerovy sady
Teplota ve stínu stromů 23 – 25 oC

28. Studie pro Magistrát Hradec
Králové
Severní terasy a jejich vliv na
místní klima. Vykácení cca 100
stromů?
červenec 2015

29. 22.7. 2015 pohled přes střechu Magistrátu k
Severním terasám
Povrch střechy má teplotu 63 oC

30. Strom před budovou magistrátu má teplotu 33 oC, stromy v
Žižkových sadech mají teplotu 31 oC, trávník na svahu
Severní terasy 43 oC, ve stínu stromu 28 oC.

31. Vcházíme do Žižkových sadů a porovnáváme
povrchovou teplotu osoby s teplotou osluněného trávníku
a stínu stromu.
Teplota v trávníku ve stínu stromu je 27 oC,
teplota trávníku na slunci je 45 oC,
teplota povrchu cesty 38 oC, teplota povrchu stromu 31 oC.

32. Hledíme ze Severních teras na trávník a fontánu
v Žižkových sadech
Lidské postavy jsou nápadně chladnější nežli okolí.
Pokosený trávník 53 oC, tráva 46 oC, písková cesta 40 oC.
Voda 29 oC, stín pod stromy 32 – 34 oC, keř 39 oC.

33. Vystoupali jsme na Bílou věž a skenujeme povrchové
teploty náměstí.
Osluněné střechy mají teplotu až 54 oC, dlažba náměstí až 55 oC,
osluněné fasády domů 45 oC a fasády ve stínu 30 oC.

34. Pohled z Bílé věže na Gočárovu třídu, která postrádá
liniovou zeleň
Povrch silnice a chodníku na Gočárově třídě má teplotu 47 o
C

35. Gočárova třída téměř bez stromů
Teplota povrchu silnice 50 oC, teplota chodníku 52 oC, strom na okraji má 34 oC

36. Třída Karla IV. s alejí stromů.
Teplota chodníku ve stínu stromů 33 oC, teplota osluněného povrchu chodníku 47 oC,
teplota povrchu stromu 33 oC.

37. Jak chladí stromy na Severních terasách ve srovnání s
technologickou klimatizací? Klimatizační jednotka na
obrázku má příkon 3,4 kW

38. Zapojené porosty Severní terasy o ploše
cca 5000 m2 chladily v době naší návštěvy
nejméně výkonem 1500 kW (počítám, že
se na metr čtvereční spotřebovává 300 W
na evapotranspiraci). Je to ekvivalent 440
klimatizačních zařízení umístěných na
budově Magistrátu. Víme, co činíme, když
chceme odstranit vzrostlou zeleň Severní
terasy.?

39. Pokud strom vypařil za den 3 litry vody na m2
plošného průmětu, přeměnilo se do skupenského
tepla 2,1 kWh denně na m2. Na ploše 5000 m2 to
představuje 10500 kWh skupenského tepla výparu,
o toto množství energie se neohřál povrch
Severních teras. Kdybychom myšlenkově nahradili
stromy technologickým klimatizačním zařízením,
spotřebovala by klimatizační zařízení za den na
chlazení 10500kWh, což představuje cenu
elektrické energie cca 21000 Kč za den.
Technologická klimatizace ohřívá okolí

40. Vodoretenční a vodočistící služba dotčených
stromů:
5000 m2 ploch korun x 300 litrů/m2 x 2,85 Kč/litr
destil. vody = 4 275 000 Kč

41. Jeden hektar listnatého opadavého lesa v podmínkách
mírného pásma vyprodukuje za rok průměrně 10 tun
kyslíku. Pro přepočet mezi kilogramy a litry 02 platí vztah
1,429 kg/m3 neboli 1 kg 02 představuje 700 litrů 02
(32gramů 02 má za normálního tlaku objem 22,4 litru).
Roční služba produkce kyslíku dotčených stromů je tudíž
odhadnutelná následujícím způsobem:
0,5 ha x 10 000kg kyslíku x 700 litrů/kg x
0,50 Kč/litr = 1 750 000 Kč

42. Celkem každoroční hodnota tří
ekosystémových služeb lesního parku činí
10 225 000 Kč (ve spolupráci s doc. J. Sejákem, CSc.)
Smýcením dotčené městské vegetace na ploše
5 tis. m2 budou občané Hradce Králové
dlouhodobě přicházet každý rok o přibližně 10
mil. Kč základních klimatizačních,
vodozádržných a kyslíkotvorných služeb.
Nepočítáme: antidepresiva ve volatilních
organických látkách, filtraci prachu, estetické
vjemy, biodiverzitu, sekvestraci CO2. atd.

43. Klimatizační zařízení je ovšem ve
srovnání se stromy nedokonalé,
protože chladí a současně na druhé
straně vzduch ohřívá. Vodní pára
uvolněná při transpiraci stromů
částečně unikla do atmosféry, částečně
se srazí v noci na listech zpět a teplo se
uvolní v noci. (viz: Co dokáže strom,
www.enki.cz)

44. Neshody, kontraverze: (Poradní sbor
„Koncepce sucho“, schváleno vládou 28.7.
2017)
• Rybníky mají otevřenou hladinu vody, vypařují mnoho
vody, nebudeme je stavět (K)
• Mokřady nemohou zadržovat vodu, jsou jí plné.
Vypařují mnoho vody. Nepodporovat (P)
• Stromy vypařují mnoho vody, kazí hydrologickou
bilanci. Uschlý les vypařuje méně než živý
• Uschlý les na Šumavě nemá vliv na hydrologii. Tráva
les nahradí (JH, profesoři UK)
• Odpověď: krajina vysychá ohřátým vzduchem z
odvodněných ploch. Stali jsme se donorem vody
(vodní páry), vysycháme progresivně.
• Trvalá vegetace a voda ochlazují krajinu a přitahují
vodu

45. Zásadní rozpor
Evapotranspiraci je třeba omezit, je to
„plýtvání vodou“ (cíl: nízký transpirační
koeficient, co nejnižší spotřeba vody)
X
Evapotranspirace chladí, vyrovnává teploty
v čase a prostoru a přitahuje vodu

48. Landcover Ta Ts Rh
obsah vody
g/m3
Rychlost
výstupného
proudění
m/s
objem ohřátého
vzduchu (m3) 1m2
/ hod
odnos vody
l/hod z 1m2
les 30 29 20 5,5 -0,33 -1177,20 -6,47
zástavba 30 45 20 5,5 4,91 17658,00 97,12
suchá
vegetace 30 42 20 5,5 3,92 14126,40 77,70
mokřad 30 30 20 5,5 0,00 0,00 0,00
plodiny 30 35 20 5,5 1,64 5886,00 32,37
Teplý vzduch vysušuje: vzduch o teplotě 25 °C
obsahuje 22 g/ m3 vodní páry, při 40 ° C více
než dvojnásobek - 50 g / m3
suchý vzduch vynáší do atmosféry více vody
nežli je několik mm evapotranspirace lesa,
mokřadu (neměříme)
modely nejsou schopny odpovídajícím
způsobem popsat/modelovat vztah mezi
různým krajinným pokryvem- atmosférou-
teplotou- evapotranspirací- srážkami

49. Ohřátý vzduch vysušuje
• Mokřady a lesy se chladí výparem vody, vodní
pára pomalu stoupá vzhůru, relativní vlhkost
vzduchu je vysoká (aktuální evapotranspirace (ET)
je blízká potenciální ET). ET = několik mm za den
• Odvodněné plochy se ohřívají, ohřátý vzduch
stoupá vzhůru a nedosahuje rosného bodu.
Vzduch 40 oC obsahuje 50g vody v m3 (při 20%
vlhkosti 10g). Při rychlosti 1,0m/s se „z m2 “ za
1hodinu transportuje vzhůru 36000g vody (36
litru) = mechanismus vysychání krajiny, tedy
až stovky litrů za den

50. ČVUT Praha,Fakulta dopravní Mgr. I. Kameníková

51. ČVUT Praha, Fakulta dopravní, Mgr. I. Kameníková

52. ČVUT Prahä, Fakulta dopravní, Mgr. I.Kameníková

53. ČVUT Praha Fakulta dopravní, Mgr. I. Kameníková

54. ČVUT Praha Fakulta dopravní, Mgr. I. Kameníková

55. Ohřátý vzduch vysušuje
• Mokřady a lesy se chladí výparem vody, vodní
pára pomalu stoupá vzhůru, relativní vlhkost
vzduchu je vysoká (aktuální evapotranspirace (ET)
je blízká potenciální ET). ET = několik mm za den
• Odvodněné plochy se ohřívají, ohřátý vzduch
stoupá vzhůru a nedosahuje rosného bodu.
Vzduch 40 C obsahuje 50g vody v m3 (při 20%
vlhkosti 10g). Při rychlosti 1,0m/s se „z m2 “ za
1hodinu transportuje vzhůru 36000g vody (36
litru) = mechanismus vysychání krajiny, tedy
až stovky litrů za den

56. Vysoušení krajiny způsobují suché/odvodněné
plochy o vysoké povrchové teplotě
• Schéma znázorňuje turbulentní vzestupné
proudění ohřátého vzduchu, na jehož
místo přichází vlhčí vzduch z okolního
lesa, mokřadu. Z odvodněné krajiny s
nedostatkem lesů (uhynulým vzrostlým
lesem) odchází vlhkost z kontinentů do
oceánu.
• Vysvětlení změn proudění vzduchu na
úrovni kontinentů vysvětluje teorie biotické
pumpy

57. Zjevné teplo (ohřátý vzduch), které se uvolňuje z
několika km2 je srovnatelné s výkonem JETE
2000MW.
Výrazně ovlivňujeme teploty a proudění vzduchu a
vodní páry hospodařením v krajině

58. Respektuje EIA změny toků sluneční energie
působené odvodněním, odlesněním?
• V srpnu 2015 - 2018 byla v ČR sklizena řepka
a obilí na 1 800 000ha polí
• do atmosféry z nich proudilo teplo cca
9000GW (12 GW je instalovaný výkon
elektráren v ČR, z toho JE Temelín má 2GW).
• ohřátý vzduch stoupá vzhůru a vytváří bariéru
pro přicházející vlhký vzduch od Atlantiku
(fronty se rozpadají nad Německem, neprší)
• problém politiky a podpor na kontinentu, tedy
EU
O

59. KONGO
OB
AMAZONKA
MACKENZIE
S. AMERIKA
JENISEJ
LENA
Z. AFRIKA ↑
Z. AFRIKA ↓
J. AMERIKA
S.
AUSTRÁLIE
V. ASIE

61. Vysoké teploty povrchu půdy u plodin způsobují ztrátu vody vzestupným
prouděním vzduchu. V lesních porostech se díky teplotní inverzi voda
dokáže zadržet.
Teplota v bylinném patře lesa je v průměru 23 oC a v korunách je teplota vyšší
Teplota povrchu půdy v kukuřici je až 50 oC a povrch porostu je chladnější

62. LATENTNÍ TEPLO se spotřebovává při výparu vody a uvolňuje při
kondenzaci
ochlazení ohřev
Energie ve vodní
páře
Objem vodní páry!!
Více než 1000 litrů kondenzace
Mírné změny tlaku vzduchu
Vyrovnávání teplot na Zemi

63. PRINCIP BIOTICKÉ PUMPY
(Makarieva, Gorškov)
• Intenzivní výpar nad lesími porosty → zvýšená kondenzace →
snížení tlaku → pokles vertikálního tlakového gradientu →
pohyb vzduchu mimo lesy → nasátí vzduchu od oceánů
• Vzduch od oceánů je vlhký → podpora procesů biotické
pumpy
• Po vypadnutí srážky → suchý vzduch zpět nad oceány

64. Biotická pumpa
Makarieva et Gorshkov 2007

65. DŮSLEDKY EXISTENCE BIOTICKÉ
PUMPY
• Vznik AKCEPTORSKÝCH (nízký tlak
vzduchu, převládá vzestupné adiabatické
proudění) a DONORSKÝCH (vysoký tlak,
převládá sestupné adiabatické proudění) oblastí
• Rozdíl teploty mezi oblastmi se vzestupným a
sestupným prouděním (až 3C)
• Rozdělení atmosféry do oblastí se srážkami a bez
srážek
• DONORSKÉ a AKCEPTORSKÉ oblasti jsou
spojeny horizontálním prouděním

66. Městské tepelné ostrovy (vysoké letní
teploty ve městech, Paříž 2005)
• Jak vypadají „městské tepelné ostrovy“ v
zemědělské krajině jižní Moravy

68. Družicový snímek Landsat 8
19.8.2018; teplota vzduchu
Prostorové rozlišení 100 metrů
povrchová
teplota °C
Brno -
hranice 38,5
Brno-
zástavba 40,6
zástavba 40,5
orná půda 44
sady a vinice 40,9
les 32,5
přírodní
Čas SELČ Teplota
vzduchu 2
m
Relativní
vlhkost
vzduchu %
Rychlost
větru m/s
Přicházejí
cí záření
W/m2
10:50 31,77 39,6 0,15 730,5
Brno Lískovec 19.8.2018 (273
m.n.m)

70. View from the Hotel „Yyldyz“ Ashgabat 6. June
what surface temperatures do you expect?

71. View from our hotel 6. June 2017
landscape temperature: grass 28,5 °C, bare soil 50
°C

72. Vegetace chladí:
Porost akacie: 20 C
holá půda, písek: až 70 C

73. Zadržování vody na půdních blocích
• Návrh záměru aktivity pro dobrovolné
svazky obcí na území Jihočeského kraje
podporovaný vedením Jihočeského kraje
(náměstek hejtmanky pro ekonomiku,
náměstek hejtmanky pro ŽP (zemědělství,
lesy atd.)
• V povodí Vltavy je vymapováno 160 000 kritických míst
soustředěného odtoku, nad kterými je potřeba zadržet
50 – 100 letou dešťovou srážku.

74. Studie a navazující projekty
• Podle Atlasu lokalit ohrožených erozí
budou v roce 2019 zpracovány studie
zadržení vody v subpovodích (cca 100ha)
sestávající z příčného vrstevnicového
zasakovacího pásu, navazujícího mokřadu
a vodní nádrže.
Přemostění umožní pojezd zemědělských strojů.
Současný stav: hledání průniku kritických míst a
ochotných majitelů

75. Zastavit desertifikaci a vrátit zpět
funkční vegetaci:
 Zlepšení klimatu a dostatek vody
 Více biomasy, více potravy
 Zvýšení biodiverzity
 Sekvestrace uhlíku
 Recyklace a zadržení živin, úrodnost půdy
 zaměstnanost
 Nějaký negativní efekt??
Kravčík, M., Pokorný, J., Kohutiar, J. et al: 2009, Water for Recovery of Climate
www.waterparadigm.org
Eiseltová, M., Pokorný, J., Hesslerová, P., Ripl, W. 2011 Evapotranspiration – A
Driving Force in Landscape Sustainability In: Ayse Irmak (ed.)Evapotranspiration –
Remote Sensing and Modeling, InTechopen, pp 305 – 328, Rijeka, Croatia

76. Stín stromu
a slunečníku

77. • Na suché pole neprší
• Suchý vzduch stoupající z přehřátých
ploch vysušuje okolí a brání přísunu
vlhkého vzduchu
• Stromy a les se chladí výparem vody a
udržují krátký oběh vody. Velké lesní celky
přitahují vodu z oceánu

78. Krajina s vodou vytvořená člověkem
Hospodařením s vodou a vegetací usměrňujeme toky
sluneční energie, určujeme kvalitu vody a působíme na
klima

79. Zorané pole
Průměrná teplota 39,5°C
Sousední vegetace 29,3 °C

80. Olšina
Průměrná teplota 19,5°C
Min. 15,7°C
Max. 22°C
20,4°C
20,2°C
17,8°C
20,8°C

83. • Vítr, bouře, tornáda, přívalové deště jsou
poháněny rozdíly (gradienty) teplot a tlaků.
Průměrná teplota tyto gradienty zastírá.
Příkladem může být porovnání pouště a
tropického deštného lesa. Ve dne teploty na
poušti dosahují 40 °C, v noci klesají k nule. V
tropickém deštném lese se přes den pohybují
okolo 25 °C, v noci 15 °C. Průměrná hodnota
teploty v obou ekosystémech je 20 °C. Klima je
však naprosto odlišné.

84. • Vytváříme z krajiny step a poušť a divíme se,
že se krajina tak chová
• Stromy jsou exponovány vysoké povrchové
teplotě a ohřátému suchému vzduchu.
Usychají
• Potřebujeme ochladit krajinu zadržením vody
a podporou trvalé vegetace, která chladí
• Nárůst koncentrace skleníkových plynů
způsobil navýšení toku tepla o 1- 3W.m-2,
vysušením zvyšujeme tok tepla o stovky
W.m-2

85. • Na základní škole se žáci nesetkávají
s pojmem transpirace a neučí se o
zásadní úloze vody v utváření klimatu.
Přitom principy lze pochopit se znalostmi
fyziky základní školy, tj. pojmy práce a
energie a výparné teplo vody.

86. • Zásadní úlohu vegetace v utváření
lokálního klimatu potřebujeme dostat zpět
do škol. Dříve o ní nikdo nepochyboval –
lidé chodili pěšky, u cest byly proto aleje.
Odpočívalo se ve stínu stromu.
• Dnes jezdíme v klimatizovaných autech, a
vymýšlíme klimatické modely v
klimatizovaných místnostech

87. Projekt TL01000294:
Sluneční energie, voda v krajině, vegetace: nová
metodika vzdělávání pracovníků městských úřadů a
inovace školní výuky k tématu efektu hospodářských
zásahů na regionální klima
Projekt TL01000294 je řešen s finanční podporou TA ČR
(Program na podporu aplikovaného společenskovědního a humanitního výzkumu, experimentálního vývoje a inovací
TAČR ETA )
Řešitelé: Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích (RNDr. Renata Ryplová, Ph.D.)
ENKI, o.p.s. (doc. RNDr. Jan Pokorný, CSc.)
Město Dačice (ing. Jiří Müller)

88. • Hospodář v krajině, zemědělec, lesník,
určují množství a kvalitu odtékající vody a
ovlivňují lokální klima
• Kontinenty na severní polokouli zaujímají
téměř 50% plochy
• Odvodněná, přehřátá krajina v Africe
ovlivňuje proudění atmosféry. Až do
Evropy přichází jemný saharský písek.

89. SlunceStín stromu a stín slunečníku
Strom se chladí výparem vody

90. Obnovou lesa v degradované krajině lze vrátit srážky,
vodu, obnovit úrodnost a ztlumit extrémy počasí.
• Napodobování vertikální struktury lesa v kulturní krajině je strategií
jejího setrvalého užívání, obnovený krátký oběh vody zaručuje
distribuci sluneční energie přes výpar, vyrovnávání teplot, recyklaci
živin, primární produkci, obnovu půdy (ukládání uhlíku): -
• Rajastan v Indii, zakládání terasovitých drobných vodních nádrží na
dešťovou vodu, obnova lesa ze 7% na 40% pokryvu, 1000km2
(Bhatacharya, 2015).
• Darewadi, Indie, na 1500ha aridní půdy byla obnovena trvalá
vegetace, zadržování dešťové vody, zvýšila se hladina vody ve
studních, obnovena zemědělská produkce, (Rao, Mathur 2012).
• Tamera (Portugalsko), Natural Sequence Farming Austrálie (Peter
Andrews), Keňa (Macharia, Oserian Farm).
• Vykácej les (Sci Am), FG review, INTECOL 2018)
• Připravují se rozsáhlé projekty na Arabském poloostrově

91. • WOTR – založená 1992
• O. Hermann Bacher, SJ - otec revitalizácie povodí v Indii
• Wasundhra /Sanskrit/ = ‘Zem’ (v kontexte súcitu,
starostlivosti, spoluzodpovednosti, harmónie...)
• WASUNDHRA je tiež akronym:
• ‘WOTR is Attentive to Social Unity, Nature, Development
and Humanity in Rural Areas.’
• Úsilie o holistické riešenia, ktoré sú „v súlade s Božou
prírodou,“ nie také, ktoré s ňou kolidujú

92. Zadržiavanie a vsakovanie vody
v krajine – od rozvodnice do údolia

93. Spomaľovanie odtoku vody
v korytách tokov...

94. O. Hermann Bacher : „Ak to pôjde v Darewadi,
tak to pôjde kdekoľvek...“
• - náklady v Darewadi (1500 ha)
boli len 12 miliónov rupií (cca
270.000 € v kurzoch v r. 1996)
• Výnosy z poľnohospodárstva
stúpli približne 6x a dosiahli 56
miliónov rupií (cca 850.000 €)
• Počet studní stúpol 20x, plocha
poľnohospodársky obrábanej
pôdy 2x, vlastníci televízorov
40x, motorky z 0 na 83. Objavili
sa i prvé štyri traktory.
• obyvateľstvo sa začalo vracať
späť z miest
Darewadi v r. 1996
...a v r. 2009

95. Zvyšovanie hladiny podzemnej vody
(Darewadi)

96. Sluneční energie přicházející na hranici atmosféry a radiační zesílení
působené skleníkovými plyny (podle IPCC)

97. Temperature (°C)
Watervapourconcentration(g.m-3)
Watervaporconcentration(ppm)
Relative humidity 100%
Relative humidity 50 %
koncentrace CO2 380 ppm
koncentrace CH4 1.5 ppm
Vodní pára několik tisíc až
desítky tisíc ppm
Obsah vodní páry závisí na
krajinném pokryvu
Koncentrace vodní páry v atmosféře je mnohonásobně vyšší nežli
koncentrace oxidu uhličitého a metanu. Změny skupenství vody
(pevné, tekuté, plynné) jsou provázeny vázáním/uvolněním
energie a změnou průchodu slunečního záření (oblačnost, mlha).
Dynamika vodní páry je rychlá.

98. Zadržováním vody, obnovou lesa v degradované krajině lze
vrátit srážky, vodu, obnovit úrodnost a ztlumit extrémy
počasí.
• Napodobování vertikální struktury lesa v kulturní krajině je strategií
jejího setrvalého užívání, obnovený krátký oběh vody zaručuje
distribuci sluneční energie přes výpar, vyrovnávání teplot, recyklaci
živin, primární produkci, obnovu půdy (ukládání uhlíku): -
• Rajastan v Indii, zakládání terasovitých drobných vodních nádrží
na dešťovou vodu, obnova lesa ze 7% na 40% pokryvu, 1000km2
(Bhatacharya, 2015).
• Darewadi, Indie, na 1500ha aridní půdy byla obnovena trvalá
vegetace, zadržování dešťové vody, zvýšila se hladina vody ve
studních, obnovena zemědělská produkce, (Rao, Mathur 2012).
• Tamera (Portugalsko), Natural Sequence Farming Austrálie (Peter
Andrews), Keňa (Macharia, Oserian Farm).
• Vykácej les (Sci Am), FG review, INTECOL 2018)
• Připravují se rozsáhlé projekty na Arabském poloostrově

99. Vysoké teploty
povrchu půdy u
plodin
způsobují
ztrátu vody
vzestupným
prouděním
Vzduchu
X les teplotní

100. Pár čísel…
• Pro výpar 1litru vody potřebujeme 0,7 kWh
• 1 litr = 1 mm / m2
• Pokles evapotranspirace na 1 km2 o 1 mm/den
= nevypaří se 1 000 000 litrů vody
Uvolněná energie ve formě zjevného tepla do atmosféry 700 000
kWh/den/km2
• 18 000 km2 zemědělské půdy (v srpnu již holá, kromě kukuřice)
• 700 000 kWh x 18 000 = 12, 6 TWh ze sklizených ploch / den v
horkém letním dni (v roce 2014 vyrobily všechny naše
elektrárny 86 TWh)
• hrubý rámcový odhad, vystihuje ovšem jak obrovský dopad má
naše hospodaření v krajině na toky tepla, pohyb vzduchu, pohyb
vodní páry.
výpar kondenza
ce

101. Co s tím???
• Jaká je vize udržitelné krajiny….
• Kapénková závlaha? Šetření s vodou? Odvodněné plochy,
aby se voda nevypařovala?
• Nebo krajina s trvalou vegetací, meziplodiny po sklizni,
volné vodní plochy s litorály, podpora vegetace, která
chladí a této vegetaci zadržujeme dešťovou vodu?
• Positivní příklady obnovy namísto modelů jsou návodem k
řešení
• Dnes: např. Východní Afrika (pol. 20. století přes 50 %
lesa, Etiopie 2 % plochy, podobně ubývají lesy v Keni,
Ugandě a na jihu Afriky); les = water tower
• Snaha o obnovu – např. Austrálie, Portugalsko – Tamera,
Indie, Turkmenistán - Ašchabad
• A co Česká republika????

102. Co s tím…???
• Zvýšení retenční schopnosti krajiny
• teoreticky zmíněno ve strategických koncepcích a dokumentech
(např. Strategie přizpůsobení se změně klimatu v podmínkách ČR,
Národní akční plán adaptace na změnu klimatu, Politika ochrany
klimatu – výhradně CO2)
• Problém lesní i zemědělské půdy – kvalita, struktura krajiny
• Nástroje a kontrolní mechanismy společné zemědělské politiky
nic neřeší a nevyřeší – odpovědnost za stav půdy
• 1. pilíř – přímé platby, cross-compliance, PPH, GAEC, greening…
• 2. pilíř „volitelné nástroje“ – AEKO, program rozvoje venkova
Benevolentní nastavení (vše je v pořádku)
- Zákon č. 254/2001 Sb., o vodách (§27 vlastníci jsou povinni zajistit,
aby nedocházelo ke zhoršování vodních poměrů (odtok, odnos půdy),
zlepšení retenční schopnosti krajiny (zákon č. 334/1992 Sb. o ochraně
ZPF) – vymahatelnost???

103. • Na suché pole neprší
• Suchý vzduch stoupající z přehřátých
ploch vysušuje okolí a brání přísunu
vlhkého vzduchu
• Stromy a les se chladí výparem vody a
udržují krátký oběh vody. Velké lesní celky
přitahují vodu z oceánu

104. Na osluněném chodníku měříme intenzitu slunečního záření 877W. m-2 a povrchovou
teplotu 51 oC. Ve stínu stromu je povrchová teplota 26,9 oC a intenzita slunečního záření
82W. m-2. Pod stromem je intenzita slunečního záření 10x nižší a teplota o 24 oC nižší
nežli na osluněném chodníku, jak to vysvětlíme?

105. Hesslerová, P., Huryna, H., Pokorný, J.
and Procházka, J. (2018)
The effect of forest disturbance
on landscape temperature.
Ecological Engineering 120, 345-354.