Vývoj teplotní bilance krajiny Českého Švýcarska

 Projekt - Voda v krajině Českého Švýcarska  (TA ČR SS05010090, 2022 – 2025), Univerzita J. E. Purkyně v Ústí nad Labem, Fakulta životního prostředí,  katedra geoinformatiky 

Teplota zemského povrchu (Land Surface Temperature, LST) úzce souvisí se stavem a fungováním krajiny, přičemž souvislosti jsou velmi složité. Teploty povrchu z vegetační sezóny (1.4 - 31.10) let 2016 až 2022 z oblasti Národního parku České Švýcarsko a CHKO Labské pískovce byly odvozeny ze senzorů MODIS a Landsat 8 v cloudové platformě Google Earth Engine. Pomocí regresního modelu a strojového učení bylo možno zvýšit prostorové rozlišení teplotních dat, a zároveň posoudit složité vztahy různých environmentálních faktorů. Satelitní data mohou sloužit jako prostředek k pochopení mechanismů a k přípravě opatření adaptivního managementu, která zvýší odolnost krajiny vůči hrozbám souvisejícím s klimatickou změnou.

Průměrné teploty povrchu (LST) z vegetační sezóny (1. 4 - 31. 10) let 2016 až 2022, odvozené ze satelitních dat MODIS a Landsat 8, se pohybovaly v rozmezí od 18 do 32°C, v průměru 20,3°C. Senzor MODIS s hrubším prostorovým rozlišením (1 km) data zprůměroval a tudíž vyhladil teplotní extrémy, zatímco data z družice Landsat 8 umožnila zachytit lokální rozdíly. Na druhou stranu, senzor MODIS poskytuje výrazně vyšší časové rozlišení (snímá s denní frekvencí) na rozdíl od Landsatu, který data pořizuje v intervalu 16 dní.

Maximální teploty povrchu (LST) z vegetační sezóny (1. 4 - 31. 10) 2016 až 2022 byly v rozsahu od 28 to ​​52°C, v průměru 34,4°C.

Nejnižší teploty povrchu (LST) z vegetační sezóny (1.4 - 31.10) 2016 až 2022 se pohybovaly v rozmezí -12 až 15°C.

Meziroční variabilita průměrných teplot povrchu hodnocená pro území jako celek nevykazuje žádný jasný trend, pravděpodobně kvůli komplexní geomorfologii a heterogenitě pískovcové oblasti. Nicméně na lokální úrovni můžeme pozorovat výrazné rozdíly, zejména v případě detailnějšího snímače Landsat 8. Průměrná roční změna se pohybuje od -0,9°C do +1,5°C pro Landsat 8 a od -0,4°C do +0,4°C pro MODIS.

Prediktivní modelování teplot povrchu umožnilo získat data ve vyšším prostorovém a časovém rozlišení.

• Model: regresní model a strojové učení (algoritmus Random Forest)
• Vstupní data: teploty povrchu z družice MODIS ve vysokém časovém a nízkém prostorovém rozlišení (1 km), krajinný pokryv 2017 a 2022, Normalizovaný vegetační index (NDVI) odvozený z Landsat 8 v rozlišení 30 m, nadmořská výška, Topografický vlhkostní a poziční index (TWI, TPI), a orientace ke světovým stranám
• Výstup: teploty povrchu v časovém rozlišení vstupních dat MODIS a v prostorovém rozlišení 30 m

Blíže si o metodickém postupu a výsledcích můžete přečíst v Bakalářské práci (Šiffel, 2023) a našem  článku  (Müllerová et Šiffel, 2025), který se zabývá mj. také vlivem dostupnosti vody a zdravotního stavu lesa na teploty povrchu ve studovaném území, a srovnáním teplot odvozených ze satelitních dat s terénním měřením (viz níže).

Man, M., Macek, M., Brůna, J., Hederová, L., Klinerová, T., Růžičková, A., Prošek, J., Wild, J., Kopecký M. (2022). Atlas of forest microclimate in the national parks Bohemian and Saxon Switzerland, version 1.0. Institute of Botany of the Czech Academy of Sciences, Průhonice. Dostupné online:  https://gitlab.ibot.cas.cz/matej.man/microclimate-atlas-public .

Müllerová, J., Šiffel, E. (2025). Cooling the Land Surface: Ecosystem Health and Water Availability Drive the Landscape Capacity to Mitigate Climate Change. Dostupné na SSRN 4999192.  http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.4999192  

Šiffel, E. (2023). Vývoj teplotní bilance krajiny Českého Švýcarska. Bakalářská práce, Univerzita Jana Evangelisty Purkyně v Ústí n. L.