250 let souvislého měření teplot v pražském Klementinu

Jezuita a první ředitel klementinské hvězdárny Josef Stepling zavedl měření v roce 1752, původní latinou psané záznamy v už nepoužívaných jednotkách jsou dodnes pokladem. Samotné měření teplot v českých zemích začalo ještě o 40 až 50 let dříve, byla to však spíše nahodilá pozorování a záznamy o nich se dochovaly pouze v soukromé korespondenci, v kalendářích či farních kronikách.

Samotná klementinská měření teploty a tlaku vzduchu jsou do roku 1774 značně neúplná, za počátek ucelené klementinské řady měření se tak pokládá teprve rok 1775, jak potvrzuje i Český hydrometeorologický ústav (ČHMÚ) na svém webu.

Už v roce 1752 zde měřili také atmosférické srážky, tedy déšť a sníh, ale pravidelná a spolehlivá srážkoměrná měření v Klementinu se datují až od 1. května 1804.

Teplota a tlak vzduchu se v Klementinu měřily zpočátku dvakrát denně - ráno při východu slunce (v létě dvě hodiny po východu) a odpoledne kolem třetí hodiny. Později se pozorovalo a měřilo každé dvě hodiny, od východu slunce až do deseti hodin večer. Základní pozorovací termíny připadaly na tzv. mannheimské hodiny, což je v 7:00, 14:00 a 21:00 SEČ (v letním čase SELČ tedy o hodinu později).

Po roce 1840 se pozorovalo každou hodinu od deseti ráno do osmi večer. Pak ale nastal pokles pozorování, na konci 19. století to bylo už jen třikrát denně - opět v časech tzv. mannheimských hodin (7, 14 a 21 hodin). Ty se pro udržení jednotnosti historické řady dodržují dodnes (přestože je i tato stanice automatizovaná a měří dnes vše po 10 minutách) a průměrná denní teplota se vypočítává pomocí teploty v těchto časech.

Počátek 20. století přinesl všeobecný úpadek významu observatoře v Klementinu, pravidelná meteorologická pozorování se však povedlo udržet. Ve 30. letech minulého století začali meteorologové na celém světě věnovat pozornost kolísání klimatu, a tak vzrostl i zájem o dlouhodobá historická měření.

Astronomická věž v Klementinu měří 68 metrů a je z ní působivý výhled na historické centrum Prahy. Na vrcholu věže stojí téměř dva a půl metru vysoká a 600 kilogramů těžká olověná postava Atlanta, který nese nebeskou sféru. Budova Klementina se nachází v centru města a sídlí v ní Národní knihovna ČR.

Budky s měřicími přístroji jsou dodnes v Klementinu umístěny na severní fasádě v 1. patře přístavku vnitřního bloku jižního křídla vedle kostela sv. Klimenta, přičemž historická je ta s plechovými obruči a stříškou, modernější je dřevěná žaluziová. V minulosti ale měření teploty vystřídalo různá stanoviště. Dříve meteorologové docházeli na Klementinum pozorovat a odečítat přístroje třikrát denně manuálně, dnes se vše odehrává automaticky. Lidé sem chodí jen kontrolovat, čistit a kalibrovat přístroje. Přístroje v budkách měří teplotu a vlhkost, v místnosti za nimi potom tlak vzduchu.

Další měření se odehrávají na střeše budovy východního křídla, kde se nachází další automatické přístroje jako slunoměrné čidlo, klopný srážkoměr, na měření rychlosti větru anemometr a směrovka pro určení směru proudění, ale i jejich předchůdci - hrnec původního srážkoměru, „korouhev“ na měření směru větru, a hlavně skleněná koule heliografu, který sloužil k měření délky slunečního svitu.

Skleněná koule fungovala jako lupa, jež soustředila sluneční paprsky do jednoho bodu. „Slunce propalovalo stopu do speciální pásky, jako přes čočku,“ vysvětlila pro Novinky meteoroložka Ilona Zusková, vedoucí oddělení meteorologie a klimatologie z pražské pobočky ČHMÚ. Po západu slunce (ve večerním termínu 21:00 SEČ) bylo potřeba tuto pásku každý den vyměnit.

Klementinská měření ovlivňuje řada faktorů. Stanice nemá standardní umístění měření teploty ve 2 m nad travnatým povrchem, většinu dne je ve stínu (proti standardu) a nachází se v historickém centru Prahy, kde panuje výrazně odlišné klima než v okolí města. Vliv tzv. tepelného ostrova města zvyšuje výslednou průměrnou teplotu a způsobuje více teplotních rekordů než na okolních stanicích. Přesto zůstávají klementinské záznamy pro moderní vědu cenným zdrojem informací o stavu počasí a podnebí v novodobé historii.

K výročí 250 let nepřetržitého měření je v areálu Klementina v roce 2025 plánována výstava a po zpracování dat včetně končícího roku 2024 bude celá historická řada měření publikována v připravované monografii.

„V současnosti jsou u nás profesionální meteorologické (synoptické) i ‚dobrovolnické‘ klimatologické stanice (měří teplotu a vlhkost - synoptické i tlak - vzduchu, úhrn srážek, rychlost a směr větru, sluneční svit) automatizované, data jsou ukládána online do databáze ČHMÚ v desetiminutových intervalech. Oddělení meteorologie a klimatologie má na starosti správu staniční sítě, kontrolu dat a správu databáze, nad daty zpracovává posudky a expertizy,“ doplnila Zusková pro Novinky.

„Jelikož ČHMÚ je členem Světové meteorologické organizace (WMO), jdou naše data do mezinárodní výměny a pozemní měření jsou tak k dispozici jako jeden ze vstupů nejen našemu předpovědnímu modelu Aladin, ale také ostatním modelům předpovídajícím počasí,“ zmínila dále.

Klementinum časem doplnily další meteorologické stanice, třeba jedna z profesionálních observatoří je v pražské Libuši. Tento typ „synoptických“ stanic zaznamenává, kromě standardních prvků (jako v Klementinu), také i přízemní teplotu a půdní teplotu a vlhkost půdy v různých hloubkách, v teplém období se měří výpar, rychlost a směr větru pomocí ultrasonického čidla, kromě slunečního svitu se zde měří i globální záření, dále také ozon a další veličiny kvality ovzduší.

Na stanici se zaznamenává i oblačnost, stav počasí a půdy, měří výška sněhové pokrývky a vodní hodnota sněhu a další meteorologické jevy (např. bouřky, námraza, ledovka, kroupy apod.). Data ze synoptických stanic odcházejí ve zprávě SYNOP každou hodinu do mezinárodní databáze WMO, ze které čerpají různé předpovědní modely.

Sledování počasí postupně vedlo k prvním meteorologickým předpovědím, cesta to ale byla dlouhá. První světová meteorologická společnost (Societas Meteorologica Palatina) byla založena v roce 1780 a spojila síť 39 měřicích stanic včetně Klementina. Meteorologové až později začali shromážděné údaje z pozorování zanášet do map, což umožňovalo porovnávat záznamy ze stávajícího pozorování s těmi předchozími. Tyto možnosti nastaly až po vynálezu telegrafu, kdy došlo k rychlejšímu přenosu informací o počasí pro stejný okamžik na různých místech.

Přehled meteorologických stanic, které v Evropě fungovaly na konci 18. století a byly zařazeny do Societas Meteorologica Palatina:

Andechs, Berlín, Düsseldorf, Erfurt, Göttingen, Hohenpeißenberg, Ingolstadt, Mannheim, Mnichov, Regensburg, Zaháň, Tegernsee, Würzburg, St. Zeno

Ofen, Praha-Klementinum

Ženeva, Saint Gotthard

Bologna, Chioggia, Padova, Řím

Dijon, Marseille, La Rochelle

Brusel, Delft, Haag, Middelburg

Eidsberg, Spydeberg, Kodaň, Stockholm

Moskva, Pyschminsk, Petrohrad

Bradford, Cambridge

Zdroj: J. Vrchota, J. Šrámek, ČHMÚ

Prudký rozvoj předpovědní meteorologie nastal na začátku 20. století. V roce 1922 vypočítal britský matematik Lewis Richardson pomocí rovnic první šestihodinovou předpověď počasí pro oblast západní Evropy. Trvalo mu to celých šest týdnů. Skutečné předpovědi počasí umožnil až rozvoj počítačů po 2. světové válce.