REGIONALNE RAZLIKE JAKIH KRATKOTRAJNIH OBORINA U ISTRI

Transcription

1 Izvorni znanstveni rad (Original scientific paper) Primljeno (Received): 9. oæujka 9. UDK ( Istra) Marjana GajiÊ-»apka, Melita Horvat REGIONALNE RAZLIKE JAKIH KRATKOTRAJNIH OBORINA U ISTRI HidrotehniËki objekti koji sluæe za sprjeëavanje ili ublaæavanje poplavljivanja ili navodnjavanje trebaju biti projektirani uzimajuêi u obzir i meteoroloπke uvjete, prije svega oborinske, smanjujuêi klimatski rizik. Poznavanje uzroka tih pojava podloga je za najave potencijalnih uvjeta hidroloπkih nepogoda. Ovaj rad analizira koliëinu (projektni parametar) i uzroke (prognostiëki ulaz) kratkotrajnih oborinskih ekstrema na podruëju Istre. Ombrografski podaci su sa Ëetiri meteoroloπke postaje:,, i PoreË. Osnovne znaëajke vremenskih tipova prikazane su s prizemnim poljima tlaka zraka te na 85 hpa. Primjenom OpÊe razdiobe ekstremnih vrijednosti (GEV distribution) na godiπnje oborinske maksimume za trajanja do dva sata procijenjeni su oëekivani maksimumi za razliëita povratna razdoblja. U prosjeku, jake kratkotrajne oborine najëeπêe su ljeti, s podjednakom regionalnom varijabilnoπêu. OËekivani maksimumi veêi su u unutraπnjosti Istre nego na obali i odstupanja se poveêavaju za pojedina trajanja s poveêanjem povratnog razdoblja. NajËeπÊe su se javljali uz prednju stranu ciklone (tip N 1 ) (26 posto sluëajeva u unutraπnjosti -, i 31 posto sluëajeva na obali - ). Zatim kao uzrok slijedi tip dolina niskog tlaka (-dol 2 12 posto, dol 1 14 posto) i pomalo neoëekivano u Ëak 11 posto sluëajeva bezgradijentno anticiklonalno polje pri tlu. Analizirana su dva sluëaja kiπnih epizoda koje su prethodile poplavama u Istri. KljuËne rijeëi: jake kratkotrajne oborine, uëestalost, analiza ekstremnih vrijednosti, tipovi vremena, Istra, Hrvatska REGIONAL DIFFERENCES IN HEAVY SHORT-TERM PRECIPITATION IN ISTRIA Hydrotechnical facilities which are used for prevention/mitigation of floods and irrigation should be designed under considerations of meteorological conditions as well, primarily precipitation, thus reducing the climate risk. The knowledge of the causes for these phenomena is the basis for forecasts of potential conditions of hydrogeological disasters. This paper analyzes the quantity (design parameter) and causes (forecast input) of short-term precipitation extremes in Istria. The ombrographic data were collected from four meteorological stations:,, and PoreË. The basic characteristics of weather types are presented by ground-level field of air pressure and at 85 hpa. The expected maximums for different return periods were estimated by the application of the General Extreme Value distribution (GEV distribution) on the annual precipitation maximums of 2-hour duration. On average, heavy short-term precipitation mostly occurs in the summer, with similar regional variability. The expected maximums are higher in the Istrian inland than on the coast, with deviations increasing for some durations in correlation with the increase in the return periods. These occurred mostly along the cyclonal front (type N 1 ) (26% cases in the inland - and 31% cases on the coast - ). This cause was followed by the low pressure valley type (-dol 2 12%, dol 1 14%), and, slightly unexpectedly, ground-level non-gradient cyclonal field in as many as 11% cases. Two cases of rain episodes preceding floods in Istria were analyzed. Key words: heavy short-term precipitation, frequency, analysis of extreme values, weather types, Istria, Croatia REGIONALE UNTERSCHIEDE IN STARKEN UND KURZEN NIEDERSCHLÄGEN IN ISTRIEN Hydrotechnische Anlagen, die zur Hochwasserverhütung und -milderung oder zur Bewässerung dienen, sind unter Einbeziehung von meteorologischen Bedingungen, vor allem Niederschlägen, zu planen, damit das Klimarisiko reduziert werden kann. Das Wissen um die Ursachen dieser Phänomene ermöglicht die Vorhersage von Wasserkatastrophen. Diese Arbeit analysiert die Menge (Projektparameter) und die Ursachen (Prognoseinput) von kurzen Niederschlagsextremen auf dem Gebiet Istriens. Ombrographische Aufzeichnungen stammen von vier meteorologischen Stationen:,, und PoreË. Die Grundeigenschaften der Wettertypen werden durch Luftdruckfelder am Boden und im 85 hpa-niveau dargestellt. Durch die Anwendung der generalisierten Extremwert-Verteilung (GEV distribution) auf die jährlichen, bis zu zwei Stunden dauernden Extremniederschläge wurden die erwarteten maximalen Niederschlagsmengen für unterschiedliche Rückperioden eingeschätzt. Im Durchschnitt kommt es zu starken und kurzen Niederschlägen meistens im Sommer und zwar mit ungefähr gleicher regionaler Variabilität. Die erwarteten Maximalwerte sind höher im Inneren Istriens als an der Küste, und die Abweichungen vergrößern sich für einzelne Dauer mit der Vergrößerung der Rückperiode. Die maximalen Niederschlagsmengen wurden meistens auf der Vorderseite des Tiefs (Typ N1) beobachtet (26% der Fälle im Inneren - - und 31% der Fälle an der Küste - ). Die nächste Ursache der kurzen Niederschlägen ist der Typ Tiefdruckgebiet (-dol 2 12%, dol 1 14%) und, etwas unerwartet, in sogar 11% der Fälle das Bodenhoch ohne Gradienten. Zwei Fälle von Regenepisoden, die die Überschwemmungen in Istrien verursachten, sind auch analysiert worden. Schlüsselwörter: starke und kurze Niederschläge, Häufigkeit, Analyse von Extremwerten, Wettertypen, Istrien, Kroatien Hrvatske vode, 17 (9) 68,

2 M. GajiÊ-»apka, M. Horvat REGIONALNE RAZLIKE JAKIH KRATKOTRAJNIH OBORINA U ISTRI 1. UVOD U osnovnim meteoroloπkim podlogama, potrebnim za projektiranje odvodnje u svrhu zaπtite poljoprivrednih povrπina, prometne infrastrukture ili naselja, obra uju se oborinski parametri s teæiπtem na jakim kratkotrajnim oborinama. Njihova velika prostorna i vremenska promjenjivost, prisutna na podruëju Hrvatske, ispitana je u ovom radu za poluotok Istru. Provedena je analiza koliëina (projektna veliëina) i uzroka (prognostiëki ulaz) oborinskih ekstrema. Ombrografski podaci analizirani su za Ëetiri lokacije, dvije smjeπtene u unutraπnjosti ( i ) i dvije na obali ( i PoreË) kako bi se utvrdile regionalne razlike (slika 1.). Rezultati upuêuju na prostorne razlike pojavnosti jakih kratkotrajnih oborina s obzirom na doba godine, procjene oëekivanih godiπnjih maksimuma oborine za trajanja do 2 sata za razliëita povratna razdoblja odnosno vjerojatnosti pojave, te uëestalost vremenskih situacija tijekom kojih su bile zabiljeæene jake kratkotrajne oborine. Analizirane su vremenske situacije i oborinske prilike koje su prethodile dvjema poplavama u Istri. hvaêaju koliëine oborine koje su u odre enom intervalu premaπile zadani prag, a vrijednosti pragova za pojedina trajanja preuzete su iz RubiniÊ (3.) (tablica 1.). Prema tim nizovima podataka analizirano je pojavljivanje tijekom godine (godiπnji hod) jakih oborina koje mogu imati πtetno djelovanje na hidrotehniëku infrastrukturu. Za analizu je odabrano najdulje raspoloæivo zajedniëko razdoblje za koje postoje ombrografski zapisi na sve Ëetiri postaje ( ), kako bi dobiveni rezultati bili usporedivi. Odabranim razdobljem obuhvaêen je relativno kratak niz mjerenja za analizu kratkotrajnih oborina (GajiÊ-»apka, 1999.,.). S obzirom na to da meteoroloπke postaje, i raspolaæu s duljim nizom mjerenja, u analizu su ukljuëeni podaci iz razdoblja , koji omoguêuju klimatoloπki pouzdanu statistiëku analizu ekstrema i ocjenu kraêeg razdoblja u usporedbi s duljim. Zbog nedostajuêih zimskih registracija oborine, te razliëitog poëetka i kraja rada ombrografa, za analizu su uzeti podaci od travnja do listopada. To je dio godine kada se jake kratkotrajne oborine uglavnom javljaju. Trajanje kiπe (mm) Donje granice (mm) Tablica 1. Vrijednosti pragova za pojedina trajanja (preuzeto iz: RubiniÊ, 3.) Slika 1. Karta s ombrografskim i kiπomjernim postajama u Istri i dijelu Kvarnera 2. PODACI U radu su koriπteni oborinski podaci koji se odnose na koliëine oborine oëitane iz kontinuiranih zapisa oborine (ombrograma) na Ëetiri meteoroloπke postaje u Istri: (H=85 m nm, ϕ=45 26, λ=13 56 ), (H=291 m nm, ϕ=45 14, λ=13 56 ), (H=43 m nm, ϕ=45 42, λ=13 51 ) i PoreË (H=15 m nm, ϕ=45 13, λ=13 36 ). Prema digitaliziranim podacima oborine odre ene su godiπnje maksimalne koliëine za trajanja 1,,,, 5, 6 i 1 minuta i ti su podaci primijenjeni u analizi ekstremnih vrijednosti. Nizovi prekoraëenja (POT - peeks over threshold) obu- 3. U»ESTALOST JAKIH KRATKOTRAJNIH OBORINA TIJEKOM TOPLOG DIJELA GODINE 3.1. Regionalne znaëajke, UËestalost godiπnjih maksimuma oborine po mjesecima, od travnja do listopada, za odabrana trajanja kiπa u razdoblju pokazuje da se apsolutni godiπnji maksimumi mogu najëeπêe oëekivati u ma u lipnju i kolovozu, a u u u srpnju i kolovozu (za trajanja od do 6 minuta i u rujnu). Na postaji PoreË godiπnji maksimumi najëeπêi su za sva trajanja u rujnu, a u Puli za trajanja do minuta u listopadu i kolovozu, za trajanja, 5 i 1 minuta u listopadu, te neπto rje e joπ i u srpnju i rujnu, dok su 6-minutni godiπnji maksimumi najëeπêi u kolovozu. U travnju nije zabiljeæeno niti jedno pojavljivanje godiπnjeg maksimuma niti za jedno trajanje na promatranim lokacijama (slika 2.). Za godiπnje nizove prekoraëenja ( ), tj. jake kratkotrajne oborine iznad praga riziënog za hidrotehniëke sustave, uëestalost po mjesecima prika- 88 Hrvatske vode, 17 (9) 68, 87-11

3 REGIONALNE RAZLIKE JAKIH KRATKOTRAJNIH OBORINA U ISTRI M. GajiÊ-»apka, M. Horvat 5 1, 1 min 5 1, 5 min 5 1, min 5 1, 6 min 5 1, min 5 1, 1 min 5 1, min Slika 2. Relativne Ëestine kratkotrajnih oborina trajanja 1,,,, 5, 6 i 1 minuta za nizove godiπnjih maksimuma za Ëetiri lokacije u razdoblju zana je za svako trajanje posebice za sve Ëetiri postaje (slika 3.) i za svaku postaju posebice za skupinu trajanja: 1, i minuta,, 5 i 6 minuta i 1 minuta (slika 4.-7.). Na postaji jake oborine za trajanja do minuta pojavljuju se najëeπêe u kolovozu, a za dulja podjednako Ëesto u kolovozu i rujnu (slika 4.). U u za sva trajanja maksimum u godiπnjem hodu je u kolovozu (slika 5.). To je mjesec kada se i u panonskom i pretplaninskom podruëju Hrvatske mogu najëeπêe oëekivati najintenzivnije dnevne oborine (GajiÊ-»apka, 1997.,.). U ma su jake oborine krajem proljeêa (svibanj) neπto ËeπÊe nego u u, i to na πtetu uëestalosti u srpnju i kolovozu. Na postaji PoreË jake kratkotrajne oborine najrje e se pojavljuju u travnju i svibnju (slika 6.). U razdoblju od lipnja do listopada javljaju se s podjednakom uëestaloπêu, neπto ËeπÊe u lipnju i listopadu. Za postaju jake kratkotrajne oborine trajanja od minuta i dulje uëestalije su u lipnju, kolovozu i listopadu nego u srpnju i rujnu (slika 7.). Desetminutni maksimumi najëeπêi su u srpnju, dok se podjednako Ëesto pojavljuju u lipnju, kolovozu i listopadu. Za postaje i postoji dulji zajedniëki vremenski niz mjerenja od godine. Analizom duljeg niza moguêe je dobiti pouzdaniju sliku o prosjeënom godiπnjem hodu uëestalosti kratkotrajnih oborina, jer se oborinski reæim tog parametra stabilizira u klimatskom smislu u duljem razdoblju no πto je to sluëaj npr. sa srednjim mjeseënim ili godiπnjim koliëinama oborina. Hrvatske vode, 17 (9) 68,

4 M. GajiÊ-»apka, M. Horvat REGIONALNE RAZLIKE JAKIH KRATKOTRAJNIH OBORINA U ISTRI, 1 min, 5 min 1 1 1, min 1, 6 min 1, min 1, 1 min 1, min Slika 3. Relativne Ëestine kratkotrajnih oborina trajanja 1,,,, 5, 6 i 1 minuta za nizove prekoraëenja za Ëetiri lokacije u razdoblju Niz godiπnjih maksimuma duljeg razdoblja ukljuëuje veêi broj oborinskih situacija i prikaz godiπnjeg hoda pokazuje razliëit oblik od onog iz kraêeg niza. U ma (unutraπnjost Istre) u razdoblju pojavljuju se dva podjednaka maksimuma u srpnju i kolovozu za trajanja do jednog sata, dok se za dvosatna trajanja maksimalne godiπnje koliëine javljaju podjednako Ëesto u kolovozu i rujnu (slika 8. - lijevo). Od sredine 8-ih poveêalo se njihovo pojavljivanje u lipnju, a smanjilo ili izostalo u rujnu za trajanja kraêa od jednog sata. Posebno je uoëena promjena u obliku godiπnjeg hoda pojavljivanja maksimuma iz duljeg trajanja, dvosatnih. U posljednjih dvadesetak godina kod njih je dominantan glavni maksimum u kolovozu i smanjeno pojavljivanje u rujnu Usporedba razdoblja i U Puli (obalno podruëje) uëestalost maksimalnih godiπnjih kratkotrajnih oborina, prema podacima iz razdoblja , istiëe kolovoz i rujan kao mjesece u kojima se najëeπêe javljaju maksimumi. Za 1-minutna trajanja to je ËeπÊe u kolovozu, podjednako Ëesto u oba mjeseca za trajanja i minuta te dva sata, a ËeπÊe u rujnu za trajanja od jednog sata (slika 9. - lijevo). Prema podacima, od do 2. smanjeno je pojavljivanje godiπnjih maksimuma u 9 Hrvatske vode, 17 (9) 68, 87-11

5 REGIONALNE RAZLIKE JAKIH KRATKOTRAJNIH OBORINA U ISTRI M. GajiÊ-»apka, M. Horvat 1 1 min min min, 1 1 min min min, 1 min 5 min 6 min, 1 min 5 min 6 min, 1 1 min, min, Slika 4. Relativne Ëestine maksimalnih oborina po skupinama trajanja za nizove prekoraëenja., Slika 6. Relativne Ëestine maksimalnih oborina po skupinama trajanja za nizove prekoraëenja. PoreË, min min min, min min min, 1 min 5 min 6 min, 5 1 min 5 min 6 min, 1 1 min, 1 1 min, Slika 5. Relativne Ëestine maksimalnih oborina po skupinama trajanja za nizove prekoraëenja., rujnu, a poveêano u listopadu, kojem pripada glavni maksimum u godiπnjem hodu. Godiπnji hodovi uëestalosti jake kratkotrajne oborine iz nizova prekoraëenja za dulje i kraêe razdoblje prikazani su za Abrame na slici 8. - desno i Pulu na slici 9. - desno. Na postaji nema znatnijih razlika u Slika 7. Relativne Ëestine maksimalnih oborina po skupinama trajanja za nizove prekoraëenja., obliku godiπnjeg hoda za sva razmatrana trajanja do 2 sata. To znaëi da je posljednjih dvadesetak godina pojavljivanje jakih kratkotrajnih oborina iznad zadanih pragova, znaëajnih za projektante, podjednako kao πto se moæe oëekivati u prosjeënom hodu tijekom toplog dijela godine. Hrvatske vode, 17 (9) 68,

6 M. GajiÊ-»apka, M. Horvat REGIONALNE RAZLIKE JAKIH KRATKOTRAJNIH OBORINA U ISTRI 5, 1 min , 1 min IV II VI VII VIII IX X IV II VI VII VIII IX X 5, min , min , 6 min , 6 min ,1 min , 1 min Slika 8. Relativne Ëestine kratkotrajnih oborina trajanja 1,, 6 i 1 minuta za nizove godiπnjih maksimuma (lijevo) i nizove prekoraëenja (desno) za Abrame za dva razdoblja: i U Puli, prema nizu , uëestalost kratkotrajnih koliëina oborine tijekom toplog dijela godine u prosjeku postiæe maksimum u kolovozu, a zatim po uëestalosti slijedi rujan. U razdoblju od gubi se maksimum u kolovozu, a poveêava uëestalost u lipnju, srpnju i listopadu. Moæe se oëekivati da se godiπnja maksimalna koliëina kratkotrajnih oborina u unutraπnjosti Istre () i uz obalu () neêe pojaviti u travnju (u ma za dvosatna trajanja i u svibnju), dok se kratkotrajne oborine iznad zadanih pragova mogu oëekivati i u tim mjesecima za sva trajanja, iako rijetko. 4. PROCJENE MAKSIMALNIH KRATKOTRAJNIH KOLI»INA OBORINE Procjena oëekivanih maksimalnih kratkotrajnih koli- Ëina oborine za promatrane lokacije provedena je pomoêu opêe razdiobe ekstremnih vrijednosti (GEV distribution - Generalized extreme value distribution) u skladu s postupkom Jenkinsona (Jenkinson, 1955., 92 Hrvatske vode, 17 (9) 68, 87-11

7 REGIONALNE RAZLIKE JAKIH KRATKOTRAJNIH OBORINA U ISTRI M. GajiÊ-»apka, M. Horvat 5 1, 1 min , 1 min , min , min , 6 min , 6 min , 1 min , 1 min Slika 9. Relativne Ëestine kratkotrajnih oborina trajanja 1,, 6 i 1 minuta za nizove godiπnjih maksimuma (lijevo) i nizove prekoraëenja (desno) za Pulu za dva razdoblja: i ; MakjaniÊ, 1977.). Ispitivanje prilago avanja razli- Ëitih teorijskih razdioba maksimalnim kratkotrajnim oborinama u Hrvatskoj istaknulo je tu razdiobu kao najprikladniju (GajiÊ-»apka i»apka, 1997.). U ovom radu primijenjen je program za izraëunavanje parametara troparametarske GEV razdiobe i oëekivanih maksimalnih koliëina za razliëita povratna razdoblja, koji je sastavni dio izvjeπêa Faragóa i Katza (199.) u seriji publikacija koje izdaje Svjetska meteoroloπka organizacija (World Meteorological Organization - WMO) u sklopu Svjetskog klimatskog programa - primjena (World Climate Programme - Applications). Procjene parametara izraëunate su metodom maksimalne vjerojatnosti. ProraËuni su provedeni za nizove godiπnjih maksimuma za Ëetiri postaje za zajedniëki raspoloæivi niz , a za Abrame i (unutraπnjost Istre), te Pulu (juæna istarska obala) i za dulji niz Prema dosadaπnjim istraæivanjima, kratkotrajne oborine, u usporedbi s godiπnjim i mjeseënim koliëinama, obiljeæava veêa vremenska i prostorna promjenjivost pa je potrebno raspolagati s duljim nizovima podataka kako bi se dobili pouzdani rezultati proraëuna u klimatskom Hrvatske vode, 17 (9) 68,

8 M. GajiÊ-»apka, M. Horvat REGIONALNE RAZLIKE JAKIH KRATKOTRAJNIH OBORINA U ISTRI, Trajanje (min) R sred (mm) sd (mm) c v R maks (mm) T (god) 1 14,2 4,4,31 22, ,3 6,9,31 36, ,9 8,5,32 44,2 24,4 9,4,31 46, ,8 9,9, 5, ,7 1,6,31 56, ,2 11,1,25 68,1 62, ,8 6,3, 42,1 6 23,7 8,3,35 51, ,1 9,8,35 56, ,2 1,7,34 57, ,4 11,6,35 59, , 12,6,36 62, ,8 18,5,32 72,6, , , ,2 4,2,32, 21, 6,4,, ,4 7,5, 39, ,7 8,5,31 47, , 8,9,31 49, ,8 9,1,31 5, ,3 14,4, 75, 44, ,8 4,6,33 29, 1 22, 8,5,38 58, ,5 1,3,37 71,5 263,7 11,4,37 78, ,8 11,9,36 82, ,5 12,3,36 85, ,8 15,4,37 94,5 138 PoreË, ,2 5,2,39 22, ,7 7,4,34 35,6 26,8 8,3,31 45, ,8 8,1,27 49, ,2 8,3,26 52, 6 34, 8,7,26 52, , 1,6,25 57,3 Tablica 2. Osnovna statistika nizova godiπnjih maksimuma kratkotrajnih oborina do dva sata (R sred -srednjak, sd-standardna devijacija, c v -koeficijent vatijacije, R maks - najveêa registrirana koliëina oborine, T-pripadno povratno razdoblje). smislu (GajiÊ-»apka, 1999.). Stoga su rezultati procjena dobiveni iz kraêeg niza podataka prije svega iskoriπteni da se odredi poloæaj PoreËa (zapadna istarska obala) u odnosu na druge lokacije, buduêi da u PoreËu ne postoji tako dugi niz registracija oborine kao na ostale tri promatrane lokacije. U tablici 2. navedene su vrijednosti osnovnih statistiëkih parametara nizova godiπnjih maksimuma kratkotrajnih oborina za dva promatrana razdoblja. Prema vrijednostima koeficijenta varijacije, kao mjere vremenske promjenjivosti, godiπnji maksimumi kratkotrajnih oborina pokazuju male prostorne razlike promjenjivosti, kao i podjednake raspone promjenjivosti na promatranim lokacijama: od 32 do posto u ma, od 31 do 38 posto u Puli, od 33 do 38 posto u u, te od 25 do 39 posto prema podacima u kraêem nizu za PoreË. Izmjereni apsolutni godiπnji maksimumi, kojima pripadaju i duga povratna razdoblja, odnosno male vjerojatnosti prekoraëenja, zabiljeæeni su u ma i u, te u Puli za najkraêa trajanja (do minuta) u razdoblju do OËekivane godiπnje maksimalne kratkotrajne oborine malo se razlikuju izme u a i Abrama za trajanja od do 1 minuta (od -9 do 12 posto), a za trajanje od 1 min oëekivani maksimumi za povratna razdoblja od 2 do 1 godina manji su u u za -24 do -1 posto (slika 1. i 12.). Odstupanja izraæena u mm navedena su u tablici 3. U Puli se, u usporedbi s ma mogu oëekivati znatno manje, maksimalne jake kratkotrajne oborine. Za trajanja minuta i dulja i povratna razdoblja do 1 godina iznose uglavnom izme u -18 i -1 posto, a za dulja povratna razdoblja i trajanja do 6 minuta izme u -39 i -15 posto. Najmanja su odstupanja za vrlo kratka trajanja (1 min) i mala povratna razdoblja (2 i 5 godina), te za dvosatna trajanja za povratna razdoblja i viπe godina (-8 do -2 posto). U u se mogu oëekivari veêe koliëine oborine nego u Puli za sva trajanja od minuta i dulja i sva povratna razdoblja (2 do 43 posto). Za trajanja do 6 minuta ta odstupanja rastu s poveêanjem povratnog razdoblja, dok su odstupanja za dvosatne koliëine podjednaka za sva povratna razdoblja (14 do 17 posto). U najveêem broju sluëajeva (trajanja) procijenjeni godiπnji maksimumi za PoreË najbliæi su vrijednostima za Abrame (slika 11.). Za vrlo kratkotrajne oborine do minuta trajanja oëekivani godiπnji maksimumi u PoreËu vrlo se malo razlikuju od koliëina u ma i ta odstupanja iznose od -8 do 6 posto. S produljenjem trajanja poveêavaju se razlike i najveêe su za trajanje od 1 minuta, ali s istim tipom krivulje procjene (parametar zakrivljenosti k>), pa se odstupanja kreêu od -4 posto za povratna razdoblja T = 5 god do -14 posto za T = 5 god. Odstupanja PoreËa od Abrama prema proraëunima u razdoblju izraæena u postocima prikazana su na slici 18., a izraæena u mm u tablici JAKE OBORINE U ISTRI I TIPOVI VREMENA Vremenski tipovi, koji uzrokuju oborinske maksimume veêe od zadanih pragova za sva promatrana trajanja, 94 Hrvatske vode, 17 (9) 68, 87-11

9 REGIONALNE RAZLIKE JAKIH KRATKOTRAJNIH OBORINA U ISTRI M. GajiÊ-»apka, M. Horvat odre eni su prema klasifikaciji koju je uveo Poje (1965.) i o Ëijoj je primjeni na sjeverni Jadran potanko prikazano u radu LonËar i VuËetiÊ (3.). Osnovne znaëajke vremenskih tipova prikazane su s pomoêu prizemnih polja tlaka zraka i u nekim sluëajevima s pomoêu karte apsolutne topografije 85 hpa njemaëke meteoroloπke sluæbe (Europäischer Wetterbericht des Deutschen Wetterdienstes). Prema toj tipizaciji postoji raspodjela vremenskih stanja unutar Ëetiri osnovne skupine. To su: podruëje niskog tlaka, u koje su ukljuëene ciklone i dolina, podruëje visokog tlaka koje ukljuëuje anticiklonu, greben i most visokog tlaka, bezgradijentna polja (situacije s malim gradijentom tlaka sa slabim strujanjem ili tiπinama), te prijelazna stanja s advekcijom (uz pravocrtne izobare) iz nekog od osam osnovnih smjerova strujanja (N, NE, E, SE, S, SW, W, SW). Veliki bariëki sustavi ciklone i anticiklone dijele se na prednju, donju, straænju i gornju stranu te srediπte, a doline na prednju i straænju te na os doline. U ovom radu prikazana je analiza tipova vremena na podruëju Istre za razdoblje Preuzeti su veê postojeêi tipovi vremena odre eni za sjeverni Jadran, te modificirani u skladu s podacima o ekstremnim oborinama (Horvat, 4.). Tipovi vremena u praksi se najëeπêe odre uju u dnevnom terminu (12 UTC). Stoga je u nekim sluëajevima bilo potrebno, ovisno o vremenu pojave pojedine kiπne epizode, tijekom dana pridruæiti novi tip vremena. To je uëinjeno uzimajuêi u obzir karte Ëiji je termin odre ivanja bliæi vremenu nastupa analizirane oborine. U skladu s time je na postaji, od ukupno 75 promatranih situacija, promijenjen vremenski tip u 16 sluëajeva (21 posto). Od ukupno 35 razmatranih slu- Ëajeva na postaji promjena vremenskog tipa provedena je u 8 sluëajeva (23 posto). Pokazalo se da je odre ivanje vremenskih tipova iz raspoloæivog materijala nad malim podruëjem kao πto je Istra priliëno oteæano. Spomenute sinoptiëke karte hemisferski su prikaz vremenskih obiljeæja i odnose se na dva termina dnevno ( i 12 UTC). Zbog mjerila raspoloæivih karata dobiva se gruba procjena tipova vremena za podruëje poput Istre i pretpostavlja se da isti vremenski tip djeluje na cijelom podruëju. PraÊenje razvoja kratkotrajnih sustava, koji se brzo izmjenjuju i uzrokuju kratkotrajne oborine, mogu ostati nezabiljeæeni na kartama u dva dnevna termina. Bez obzira na ovakvu relativno grubu procjenu vremenskih tipova uz pojavu jakih oborina, rezultati daju vrijednu preliminarnu ocjenu njihovih uzroka. UËestalost vremenskih tipova odre ena je za dvije lokacije, Abrame i Pulu, u razdoblju Vremenski tip koji se najëeπêe javio uz jake kratkotrajne oborine je prednja strana ciklone (N 1 ) (tablica 4. i slika 13.), i to u 26 posto sluëajeva jakih kratkotrajnih oborina u ma i u 31 posto sluëajeva u Puli. Bile su to plitke ciklone s tlakom u srediπtu od oko 1 Hrvatske vode, 17 (9) 68, T(god) 1 min min min min 5 min 6 min 1 min PoreË Tablica 3. Odstupanja (mm) procijenjenih maksimalnih godiπnjih kratkotrajnih koliëina oborine za trajanja 1,,,, 5, 6 i 1 minuta i povratna razdoblja 2, 5, 1,, 5 i 1 godina za, Pulu i Abrame prema podacima iz razdoblja i odstupanja (mm) PoreËa od Abrama prema podacima za povratna razdoblja do 5 godina. Vremenski tipovi Opis N 1 Prednja strana ciklone 11 N 2 Donja strana ciklone 2 N 3 Straænja strana ciklone 2 N 4 Gornja strana ciklone 1 1 N c Srediπte ciklone 4 3 Dol 1 Dolina niskog tlaka-prednja strana 5 5 Dol 2 Dolina niskog tlaka-straænja strana 9 3 Dol 3 Dolina niskog tlaka-os 3 1 zodol 2 Zonalna dolina-straænja strana 1 2 zodol 3 Zonalna dolina-os 3 Dol Dolina niskog tlaka 1 V 1 Prednja strana anticiklone 1 1 g Greben visokog tlaka 3 3 SS Juæno stanje 1 SWS Jugozapadno stanje 2 1 B a Bezgradijentno anticiklonalno polje 8 1 B c Bezgradijentno ciklonalno polje 9 3 NEOD neodre eno 1 Tablica 4. Vremenski tipovi klasificirani prema Poji i njihova uëestalost kod jakih oborina iznad zadanog praga zabiljeæenih na meteoroloπkim postajama i u razdoblju

10 M. GajiÊ-»apka, M. Horvat REGIONALNE RAZLIKE JAKIH KRATKOTRAJNIH OBORINA U ISTRI T( god) y P(%) min T( god) min y P(%) T( god) min y P(%) T( god) min y P(%) T( god) min y P(%) T( god) min y P(%) T( god) min y P(%) Slika 1. Procjene maksimalnih godiπnjih kratkotrajnih koliëina oborine za trajanja 1,,,, 5, 6 i 1 minuta za tri lokacije u razdoblju hpa, koje su svojom prednjom stranom zahvaêale podruëje Istre i sjevernog Jadrana, zatim po uëestalosti slijedi tip dolina niskog tlaka (-dol 2 12 posto, -dol 1 14 posto), te bezgradijentno ciklonalno polje ( 12 posto, 9 posto) i pomalo neoëekivano u Ëak 11 posto sluëajeva zabiljeæena je oborina uz bezgradijentno anticiklonalno polje pri tlu. Detaljnije je analiziran razvoj vremenskih prilika vezanih uz vremenski tip B a. U veêini takvih sluëajeva, u slojevima iznad prizemnog, zabiljeæeno je postojanje ili visinske ciklone ili doline niskog tlaka. S obzirom na to da se takve situacije doga aju preteæno u toplom dijelu godine, visinski se poremeêaji nalaze iznad relativno tople podloge, πto pogoduje razvoju konvektivne naoblake i lokalnih oborina. SluËaj vremenskih prilika najëeπêeg tipa vremena, prednja strana ciklone, za vrijeme kojih su pale velike koliëine oborine na podruëju Istre uzrokujuêi velike poplave, posebno je analiziran u radu. TreÊi primjer opisuje kiπnu epizodu koja je rezultirala plavljenjem nekih rijeka u Istri, a koju je uzrokovala vremenska situacija uz vremenski tip centar ciklone Vremenske prilike uz dvije poplave u Istri Kad neka velika koliëina oborine svojim popratnim pojavama ugroæava ljude i infrastrukturu, vaæno je zna- 96 Hrvatske vode, 17 (9) 68, 87-11

11 REGIONALNE RAZLIKE JAKIH KRATKOTRAJNIH OBORINA U ISTRI M. GajiÊ-»apka, M. Horvat T( god) min T( god) min 1 y P(%) y P(%) T( god) min T( god) min 1 y P(%) y P(%) T( god) min T( god) min 1 y P(%) y P(%) T( god) min 1 y P(%) Slika 11. Procjene maksimalnih godiπnjih kratkotrajnih koliëina oborine za trajanja 1,,,, 5, 6 i 1 minuta za Ëetiri lokacije u razdoblju ti πto takvu oborinu uzrokuje i koliko Ëesto se mogu oëekivati sliëne situacije, kako bi se ta znanja mogla primijeniti u predvi anjima izvanrednih prilika radi sprjeëavanja ili ublaæavanja njihovog djelovanja. Na podruëju je Istre u promatranom razdoblju od do 2. bilo nekoliko sluëajeva oborina popraêenih pojavom poplava. Prvi primjer je situacija popraêena vremenskim tipom N 1, tj. prednjom stranom ciklone nad Istrom. Na vrijeme u Istri 22. i 23. listopada utjecala je ciklona nastala na podruëju Genovskog zaljeva, a pod Ëijim je utjecajem bilo podruëje Italije, Hrvatske i Slovenije. Tom je prilikom u Istri zabiljeæena kiπa, koja svojim satnim intenzitetima nije predstavljala izvanredne vrijednosti, ali je bila dugotrajna, prekinula je razdoblje suπe i poveêala vodotoke rijeka. U Biltenu iz podruëja meteorologije, hidrologije, primijenjene meteorologije i zaπtite okoliπa, listopad/1993 (DHMZ, Bilten 1/1993) stoji komentar: NajveÊe poplave su bile u Istri, gdje su na Ëitavom podruëju bile proglaπene izvanredne mjere obrane od poplava. U istom izvoru, u opisu vremenskih prilika, nalazi se da je do formiranja ciklone doπlo joπ 21. listopada na podruëju sjeverne Italije i Genovskog zaljeva. Pritjecanjem hladnog zraka sa sjevera 22. listopada formirala se i ciklona po visini, πto potvr uje i prikaz Hrvatske vode, 17 (9) 68,

12 M. GajiÊ-»apka, M. Horvat REGIONALNE RAZLIKE JAKIH KRATKOTRAJNIH OBORINA U ISTRI Slika 12. Odstupanja (%) procijenjenih godiπnjih maksimalnih kratkotrajnih koliëina oborine za trajanja 1,,,, 5, 6 i 1 minuta i povratna razdoblja 2, 5, 1,, 5 i 1 godina za, Pulu i Abrame prema podacima iz razdoblja i odstupanja (%) PoreËa od Abrama prema podacima za povratna razdoblja do 5 godina visinske sinoptiëke situacije na slici gore. PodruËje Istre toga je dana bilo zahvaêeno prednjim sektorom ciklone (slika 14., sredina i dolje) Ëiji je tlak u srediπtu N1 N2 N3 N4 Nc Dol1 Dol2 Dol3 zodol2 zodol3 DOL V1 Tip vremena g SS SWS Ba Bc NEOD Slika 13. Relativne Ëestine vremenskih tipova kod jakih oborina iznad zadanog praga na meteoroloπkim postajama i u razdoblju iznosio 1 hpa, te su na nekim postajama zabiljeæene vrlo velike vrijednosti dnevnih koliëina oborine. Ista ciklona zadræala se nad Istrom odnosno nad cijelom Hrvatskom i 23. listopada, kada je bila popra- Êena i hladnom frontom, koja se toga dana premjeπtala preko Hrvatske (slika 15.). Maksimalne dnevne koliëine oborine izmjerene su 22. listopada, i to 2,5 mm na postaji Matulji i, mm na postaji Hum. U u je izmjereno 13,6 mm oborine. VeÊa dnevna koliëina oborine od ove (DHMZ, Bilten 1/93) u u je izmjerena samo godine (134, mm) i 19. godine (14,8 mm). Kako je Ëitava Istra bila zahvaêena oborinom tijekom oba dana, radi πto boljeg praêenja cjelovite kiπne epizode promatrane su dvodnevne koliëine oborine. Pri izradi karte izohijeta (slika 16.) koriπteni su podaci 98 Hrvatske vode, 17 (9) 68, 87-11

13 REGIONALNE RAZLIKE JAKIH KRATKOTRAJNIH OBORINA U ISTRI M. GajiÊ-»apka, M. Horvat Slika 15. Prizemna sinoptiëka situacija u UTC (gore) i u 12 UTC (dolje) Slika 14. Visinska sinoptiëka situacija AT 5 hpa u 12 UTC (gore), prizemna sinoptiëka situacija u UTC (sredina) i prizemna sinoptiëka situacija u 12 UTC (dolje) dnevnih koliëina oborine za pedeset postaja s podruëja Istre i obliænjih otoka, Krka i Cresa. Time je dobivena prostorna raspodjela oborine na πirem podruëju Istre. NajveÊa dvodnevna koliëina oborine izmjerena je na postajama Matulji (289,7 mm), Veprinac (283, mm) i u Malinskoj na otoku Krku (264,1 mm). Drugi je primjer jaka kiπa i poplave u Istri 11. kolovoza 2. godine kao posljedica djelovanja ciklone Ëije se srediπte nalazilo nad Istrom. Dan prije, 1. kolovoza, preko podruëja Hrvatske prolazila je hladna fronta iz NW smjera, koja je donosila polje niskog tlaka (slika 17., gore lijevo). Na plohi AT 5 hpa postoji visinska ciklona, tada joπ zapadnije od naπih krajeva (slika 17., gore desno). Do sljedeêeg dana premjestila se istoënije te se nalazila upravo iznad Hrvatske (slika 16., dolje desno). Slika 16. Karta izohijeta dvodnevnih koliëina za kiπnu epizodu 22/ Dne 11. kolovoza doπlo je do produbljavanja ciklone koja se pomicala zajedno s hladnom frontom, a u UTC njezin je srediπnji dio bio iznad Istre (slika 17., dolje lijevo). Tlak u srediπtu ciklone iznosio je 1 hpa. O premjeπtanju ciklone svjedoëi i podatak da je u Puli ta ciklona glavninu oborine prouzroëila 1. kolovoza u 22 sata, dok je na postaji najveêa koliëina oborine zabiljeæena 11. kolovoza u 3 sata ujutro. Hrvatske vode, 17 (9) 68,

14 M. GajiÊ-»apka, M. Horvat REGIONALNE RAZLIKE JAKIH KRATKOTRAJNIH OBORINA U ISTRI Slika 17. Prizemna sinoptiëka situacija u UTC (gore lijevo) i (dolje lijevo) te visinska sinoptiëka situacija AT 5 hpa. u 12 UTC (gore desno) i (dolje desno). Tijekom ove kiπne epizode kiπa je padala devetnaest sati razliëitim intenzitetom. I u ovom sluëaju satne koliëine nisu predstavljale izvanredne vrijednosti, a najveêe su bile oko ponoêi, kada su tijekom Ëetiri sata iznosile od 1 do 34 mm. Ukupna dnevna koliëina oborine koja je pala na podruëju Istre oznaëena je kao natprosjeëna, a kako je tlo veê bilo zasiêeno vlagom, doπlo je do pojave velikog vala na bujiënim tokovima sliva Mirne i skog potoka (DHMZ, Bilten 8/2). SudeÊi prema kiπomjernim podacima sa πireg podruëja Istre (slika 18.), najveêa dnevna koliëina oborine izmjerena je na postaji Veprinac (17,5 mm). S unutraπnje strane UËke je i drugi izmjereni maksimum na postaji GrdiniÊi (17,5 mm). U u je izmjereno 132,6 mm oborine. 6. ZAKLJU»CI Jake kratkotrajne oborine javljaju se u Istri preteæito u toplom dijelu godine. U ma (unutraπnjost Istre) pojavljuju se dva podjednaka maksimuma u srpnju i kolovozu za trajanja do jednog sata, dok se za dvosatna trajanja maksimalne godiπnje koliëine javljaju podjednako Ëesto u kolovozu i rujnu. Od sredine 198-ih poveêalo se njihovo pojavljivanje u lipnju, a smanjilo ili izostalo u rujnu za trajanja kraêa od jednog sata, a kod dvosatnih maksimuma postao je dominantan glavni maksimum u kolovozu i smanjeno pojavljivanje u rujnu. U Puli (obalno podruëje) istiëu se kolovoz i rujan kao mjeseci u kojima se najëeπêe javljaju maksimumi. Prema podacima, od do 2. smanjeno je pojavljivanje godiπnjih maksimuma u rujnu, a poveêano u listopadu, kojem pripada glavni maksimum u godiπnjem hodu. Tijekom razdoblja godine vremenski tip koji obiljeæava prednja strana ciklone uzrokovao je jake oborine u 26 posto kiπnih epizoda na obali i u 31 posto epizoda u unutraπnjosti. Zatim slijede vremenski tipovi s niskim tlakom, prednja strana doline s 12 posto epizoda u unutraπnjosti i straænja strana doline s 14 posto epizoda na obali. NeoËekivano, 11 posto kiπnih epizoda uzrokovalo je bezgradijentno anticiklonalno polje. U veêini sluëajeva bile su popraêene visinskom ciklonom ili dolinom niskog tlaka. Prema vrijednostima koeficijenta varijacije, nisu prisutne velike prostorne razlike promjenjivosti kratkotrajnih maksimuma tijekom godina. Rasponi vrijednosti koeficijenata varijacije maksimuma za odabrana trajanja podjednaki su na svim promatranim lokacijama. Regionalna usporedba procjena oëekivanih maksimalnih kratkotrajnih oborina provedena je prema rezultatima za dugogodiπnji niz koji omoguêuje dobivanje rezultata pouzdanih u klimatskom smislu. Procjene prema podacima kraêeg razdoblja posluæile su prije svega da se odredi poloæaj PoreËa (zapadna 1 Hrvatske vode, 17 (9) 68, 87-11

15 REGIONALNE RAZLIKE JAKIH KRATKOTRAJNIH OBORINA U ISTRI M. GajiÊ-»apka, M. Horvat istarska obala) prema ostalim lokacijama, buduêi da u PoreËu ne postoji tako dugi niz registracija oborine kao na ostalim trima promatranim lokacijama. Regionalna usporedba pokazuje da se u unutraπnjosti ( i ) mogu oëekivati veêe maksimalne kratkotrajne oborine nego na obali ( i PoreË) za sva trajanja i povratna razdoblja. VeliËina tih razlika ovisi o trajanju i povratnom razdoblju. NajveÊa odstupanja Pule od Abrama i a javljaju se za trajanja do jednog sata i povratnog razdoblja veêeg od godina, kada se mogu oëekivati maksimumi manji 15 do 43 posto. Procijenjeni godiπnji maksimumi za PoreË najbliæi su procjenama za Abrame i najveêa razlika iznosi 16 posto za dvosatne koliëine. Najmanje su razlike izme u Abrama i a i iznose od -9 do 12 posto za sva povratna razdoblja i sva trajanja osim 1- minutnih, koji su manji u u od -1 do -24 posto. Ocjenu znaëenja veliëine odstupanja izme u pojedinih lokacija mogu dati korisnici ovakvih ulaznih meteoroloπkih parametara za hidrotehniëke proraëune, ovisno o utjecaju na veliëinu promjena rezultata proraëuna. Dijagnosticiranje regionalnih razlika u reæimu kratkotrajnih oborina pomaæe odre ivanju gustoêe mreæe ombrografa, Ëiji su podaci nuæni za inæenjerske proraëune. Analiza oborine u dva sluëaja poplava u Istri pokazala je vaænost daljnjih analiza viπesatnih koliëina oborine kao riziënog meteoroloπkog parametra za pojavu poplava. ZAHVALA mr. sc. Viπnji VuËetiÊ na pomoêi pri analizi vremenskih tipova. LITERATURA DHMZ (1993.): Bilten iz podruëja meteorologije, hidrologije, primijenjene meteorologije i zaπtite okoliπa. Dræavni hidrometeoroloπki zavod, listopad/1993. DHMZ (2.): Bilten iz podruëja meteorologije, hidrologije, primijenjene meteorologije i zaπtite okoliπa. Dræavni hidrometeoroloπki zavod, kolovoz/2. Faragó, T., Katz, R.W. (199.): Extremes and Design Values in Climatology, World Meteorological Organisation, WMO/TD- NO. 386, WCAP - 14, pp 46. GajiÊ-»apka, M.,»apka, B. (1997.): Procjene maksimalnih dnevnih koliëina oborine. Hrvat. vode, 5,, GajiÊ-»apka, M. (1999.): Duljina normalnog niza za kratkotrajne oborine u Hrvatskoj. Hrvat. vode, 7, 29, Slika 18. Karta izohijeta za kiπnu epizodu GajiÊ-»apka, M. (.): Normal Length Of Maximum Short-term precipitation Series. 5th International Workshop on Precipitation in Urban Areas, From Precipitation Measurements to Design and Forecasting Modelling, Preprints of papers, Ed. P. Burlando and Th. Einfalt, IHP-V / Technical Documents in Hydrology, UNESCO, GajiÊ-»apka, M. (.): Metode klimatoloπke analize kratkotrajnih oborina velikog intenziteta. Disertacija, SveuËiliπte u Zagrebu, Prirodoslovno matematiëki fakultet, Zagreb, str 131. Horvat, M. (4.): Analiza jakih kratkotrajnih oborina u Istri. Diplomski rad, Pririodoslovno-matematiËki fakultet SveuËiliπta u Zagrebu, 58 str. Jenkinson, A. F. (1955.): The frequency distribution of the annual maximum (or minimum) values of meteorological elements. Quart. J. R. Met. Soc. 87, Jenkinson, A.F. (1969.): Statistics of Extremes, Estimation of Maximum Floods. World Meteorological Organisation, Geneve, WMO Technical Note No. 98, Chapter 5. LonËar, E., VuËetiÊ, V. (3.): Tipovi vremena i njihova primjena na sjeverni Jadran, Hrv. meteor Ëasopis, 38, Zagreb, MakjaniÊ, B. (1977.): Primjena teorije ekstrema u geofizici, RepubliËki hidrometeoroloπki zavod, Zagreb, 84 str. Poje, D. (1965.): Vremenski tipovi u Jugoslaviji i njihova ovisnost o cirkulaciji atmosfere nad Jugoslavijom. Disertacija na SveuËiliπtu u Zagrebu, 215 str. RubiniÊ, J. (3.): Inæenjerska obrada kratkotrajnih intenziteta oborina, Zbornik radova, Seminar PraktiËna hidrologija, Zagreb, Autori: dr. sc. Marjana GajiÊ-»apka, dipl. ing. fiz. 1 Melita Horvat, dipl. ing. fiz. 2 1 Dræavni hidrometeoroloπki zavod, 1 Zagreb, GriË 3 capka@cirus.dhz.hr 2 Bregana, Volavec 4 Hrvatske vode, 17 (9) 68,