Ivan Obrusník: Přínos výstrah z ČHMÚ k úspěšnému zvládání povodně 2024

Letošní povodeň v Česku začala v pátek 13. září 2024 jako výsledek srážky dvou frontálních systémů nad oblastí střední Evropy, které přinesly vytrvalý déšť. Zasáhla velkou část naší země a svým katastrofickým průběhem a způsobenými ztrátami na majetku je srovnatelná s povodněmi v roce 1997 nebo 2002. Bez rychlé a adekvátní reakce na letošní extrémní povodeň by však ztráty na majetku i životech byly mnohem větší. K celkově úspěšnému zvládání skutečně katastrofické povodně značnou měrou přispěl svými kvalitními a včasnými výstrahami i Český hydrometeorologický ústav (ČHMÚ). Uznal to nejen ministr životního prostředí Hladík (KDU-ČSL), premiér Fiala (ODS), ale i řada odborníků a „obyčejných“ občanů. Ke kvalitě výstrah na povodeň pomohlo numerické modelování počasí. Velkou měrou k tomu přispělo úsilí vedoucí numerického modelování dr. Brožkové, která úspěšně vede modelování počasí v ČHMÚ již od roku 1993! Ovšem k dobré reakci na povodeň pomohla i dobrá připravenost dalších složek a vedení ČHMÚ, všech částí integrovaného záchranného systému (IZS), orgánů veřejné správy a v neposlední řadě i občanů. Proč byly výstrahy na extrémní srážky a s tím spojenou katastrofickou povodní z ČHMÚ při letošní povodni tak úspěšné? Podílelo se na tom více faktorů, ale primární roli hrály přesné výstupy z numerických modelů počasí, zejména regionálního modelu ALADIN. Pomohla i řada opatření zejména v organizaci předpovědní a výstražné služby a také předstih a srozumitelnost výstrah i rychlost a kapacita pro jejich šíření.

Numerický model počasí ALADIN a jeho historie

Výstrahy a předpovědi povodňové situace z ČHMÚ se opíraly o regionální model počasí ALADIN, který prošel v posledních víc než třiceti letech náročným vývojem díky mezinárodní spolupráci. ALADIN, který slouží především pro krátkodobější předpovědi (původně do dvou, později do tří dnů), má počátek v roce 1991. Právě tehdy začal ČHMÚ spolupracovat s francouzskou meteorologickou službou (Météo France) a národními meteorologickými službami především středoevropských zemí na vývoji regionálního modelu předpovědi počasí, nazvaném ALADIN. Projekt, do kterého se zapojuje stále více meteorologických služeb, se jmenuje LACE (Limited Area for Central Europe), je výhodný, protože jeho výstupy může současně využívat více meteorologických služeb z oblasti střední Evropy. Vývoj ALADINa stále pokračuje a v současné době se na něm podílí asi 100 vědců z 15 zemí. Protože počasí se mění poměrně rychle v čase, musí být oblast, pro kterou se model počítá, o něco větší než zeměpisná oblast střední Evropy, jak je znázorněno na obr. 1.

Pro kvalitu modelu počasí a jeho výstupů je velmi důležité tzv. prostorové rozlišení. Čím je toto rozlišení jemnější, tím lépe je model schopný vystihnout vliv reliéfu zemského povrchu (tzv. orografie) v oblasti výpočtu, což je důležité zejména v oblastech s horami a obecně s členitým terénem. Poměrně složitý tvar povrchu v některých částech střední Evropy ukazuje mapa na obr. 1. Při svém prvním nasazení pro včasné varování před povodní v roce 1997, kdy byl model ještě počítán na superpočítači v Météo France, pracoval ALADIN s poměrně hrubým rozlišením 15 km. Toto první nasazení modelu při extrémní povodňové situaci u nás jednoznačně prokázalo užitečnost využití modelování počasí při povodních.

V současnosti už model vystihuje vliv terénu na počasí daleko lépe než v roce 1997, protože jeho rozlišení dosahuje podstatně lepší hodnoty 2,3 km! Vidíme, že se rozlišení za téměř 30 let vývoje modelu zlepšilo téměř sedmkrát, a má výrazný podíl na zpřesňování jeho výstupů především pro předpověď srážek a následně i povodní. Zlepšení rozlišení modelu však vyžaduje zvýšení výkonu počítače, především tzv. superpočítačů s velkou výpočetní rychlostí, nutnou rychlé získání dat pro předpovědi a výstrahy. I proto se model počítá několikrát denně, aby byl stále aktuální. Zpočátku vývoje se počítal dvakrát denně, dnes již čtyřikrát (v 0, 6, 12 a 18 hodin) a brzy se bude počítat osmkrát denně!

S postupným vývojem modelu se zlepšovala jeho kvalita, což vedlo i k nárůstu výkonu použitého superpočítače. První superpočítač zakoupil ČHMÚ v roce 1998 s výkonem 6 Gigaflops a ALADIN měl v té době rozlišení 15 km. V současné době používá ČHMÚ pro výpočet počasí modelem ALADIN již čtvrtý superpočítač [2] s mnohem vyšším výkonem - 270 teraflops! Dokáže dostatečně rychle spočítat model s vysokým rozlišením 2,3 km (!) až na tři dny dopředu. Pro výstražnou službu se paralelně využívají i tzv. globální modely s hrubším rozlišením (v současné době mezi 10 až 20 km), avšak umožňující předpověď až na cca 10 dní. Při letošní povodni bylo pozitivní, že se výsledky globálních modelů od výstupů z ALADINa prakticky nelišily a umožnily tak vydat první varování na přicházející povodeň už s čtyři až pětidenním předstihem!

Výpočty numerického modelu ALADIN probíhají tak, že do něho vstupují okrajové podmínky z francouzského globálního modelu ARPÉGE pro celou oblast výpočtu a také data z celé řady meteorologických měřeni ze sítí konvenčních přístrojů (teploměrem, vlhkoměrem, barometrem, anemometrem ad.) i dálkových metod měření (pomoci radiosond, družic, radarů, letadel atd.). ČHMÚ kontinuálně přijímá toto velké množství dat z mezinárodních sítí i z měření u nás a tímto způsobem zajišťuje datové vstupy do modelu ALADIN. V konečné fázi vždy následuje celkové vyhodnocení výsledků z modelů počasí meteorologickým specialistou. Při povodňových situacích vstupují v hydrologické části předpovědní služby ČHMÚ takto získaná data o srážkách spolu s naměřenými daty o průtocích řek v oblastech ohrožených povodní do srážko-odtokových modelů pro výpočet průtoků a vzestupů hladin a dosažení stupňů povodňové aktivity. Teprve po společných konzultacích hydrologů s meteorology vydává ČHMÚ výstrahy a informační zprávy předpovědní povodňové služby, které jsou pak distribuovány všem koncovým uživatelům.

Šíření výstrah v době povodně

Ovšem výstrahy a předpovědi povodňových stavů samy o sobě nestačí. Je potřeba je rychle doručit uživatelům z integrovaného záchranného systému s příslušnými krizovými orgány jako jsou povodňové komise (PK) a krizové štáby (KŠ), orgány státní a veřejné správy v krajích a obcích s rozšířenou působností (ORP), ostatních obcích a také přímo občané v územích ohrožených povodní. Schematicky je systém šíření výstrah z ČHMÚ znázorněn na obr. 2.

Z centrálního předpovědního centra (CPP) a regionálních předpovědních pracovišť ČHMÚ (RPP) se výstrahy, předpovědi a další informace šíří elektronicky přes Operační a informační středisko Generálního ředitelství Hasičského záchranného sboru GŘ HZS (OPIS) do krajských center OPIS KŘ HZS, krizových štábů (KŠ) a povodňových komisí (PK) krajů a dále na KŠ a PK obcí s rozšířenou působností a ostatních obcí. ČHMÚ poskytuje výstrahy přímo Ústřednímu krizovému štábu (ÚKŠ) a Ústřední povodňové komisi (ÚPK). Navíc si ústav neustále vyměňuje informace a výstrahy s příslušnými dispečinky správců toků, podniků Povodí, s.p. Ty pak řídí operace na přehradách a nádržích. Právě letos se díky několikadennímu předstihu modelů předpovědi počasí podařilo včas odpouštět vodu z nádrží a tím snížit povodňové vlny způsobené dopadem přicházejících obrovských srážek.

Důležité je i posílání výstrah médiím včele s rozhlasovými a televizními stanicemi, četným provozovatelům webových stránek i sociálním sítím, které pro informace občanů postupně hrají stále větší roli. Veškeré výstrahy a další informace vydává ČHMÚ společně s armádní meteorologickou službou (Společná výstražná a informační služba – SIVS), což zajišťuje jednotné výstrahy pro civilní a armádní sektor.

Organizace předpovědní a výstražné služby ČHMÚ

Kromě zavedení numerických modelů počasí a srážko-odtokových modelů do předpovědí a výstrah, pomáhaly pro zlepšování výstrah i operativnosti předpovědní služby důležité organizační změny. Od roku 2000 přešel ČHMÚ na integrací meteorologické a hydrologické služby do jednotného systému 6 regionálních předpovědních pracovišť na pobočkách a jednom centrálním předpovědním pracovišti v Praze. V nich byly meteorologové a hydrologové vždy pohromadě pod jedním vedoucím. Přínos této změny pomohl již při povodni v roce 2002. Dalším krokem k integraci bylo v roce 2000 vytvoření výše uvedeného Systému integrované výstražné služby (SIVS). Povodňovou situaci v roce 1997 totiž komplikovaly poněkud odlišné předpovědi a výstrahy pro civilní sektor, zabezpečované ČHMÚ a armádní služby, poskytující výstrahy armádě, která při povodni pomáhala. Tato společná výstražná služba se v průběhu let osvědčila a trvá dodnes.

K poslednímu kroku ve vývoji organizace předpovědní a výstražné služby došlo v roce 2023, kdy byla část úseku meteorologie v ČHMÚ, která se věnuje předpovědím jak meteorologickým, tak hydrologickým, vyčleněna do samostatného útvaru [3]. To umožnilo ještě větší využití potenciálu společného umístění meteorologické a hydrologické předpovědní služby do jedné instituce (hydrometeorologické službě), což je v Evropě přes výše zmíněné výhody zvláště pro povodňové situace, velmi vzácné. Nelze také opomenout postupnou automatizaci meteorologických i hydrologických sítí měřicích sítí i jejich modernizaci.

Stručný vývoj Předpovědní a výstražné služby ČHMÚ při katastrofických povodních v posledních téměř 30 letech

• Předpovědní a výstražná služba ČHMÚ při povodni 1997[4]

Zatěžkávací zkouškou pro výstražnou službu ČHMÚ i prakticky pro celý stát byla velká povodeň v roce 1997, která zasáhla především Slezsko a Moravu. Přišla po mnoha letech, které se bez katastrofických povodní zcela obešly. Při této povodni došlo u nás poprvé k nasazení numerických meteorologických modelů pro tvorbu stále přesnějších předpovědí a výstrah, především pomocí nově vyvinutého regionálního modelu počasí ALADIN. Důležitá modelová data o srážkách slouží jako vstupní údaje do hydrologických modelů pro předpovědi povodňových stavů. Tyto modely však nebyly pro toky na Moravě a Slezsku ještě k dispozici. Na nižší kvalitu výstrah v roce 1997 mělo vliv i poměrně hrubší rozlišení 15 km tohoto modelu, i když v té době patřil ke špičce v Evropě. Situaci komplikovalo i to, že se výstupy z globálních modelů při meteorologické situaci, která vyvolala povodeň, mezi sebou i od ALADINa poměrně výrazně lišily. Přesnost a předstih výstrah se s postupným vývojem modelů, měřicích sítí i organizace předpovědní a výstražné služby postupně zlepšovaly.

Ne zcela adekvátní reakci na přicházející povodeň v roce 1997 také ovlivnilo nejasně definované řízení činností a kompetence jednotlivých resortů a institucí v době povodně i nedostatečné spojení mezi jednotlivými částmi krizového řízení. V té době nebyly ještě k dispozici zákony o krizovém řízení, přijaté až v roce 2000, které tento problém vyřešily. Většina zpráv mezi jednotlivými institucemi probíhala obvykle faxem a komunikační sítě byly často zahlcovány. Naměřená data, zejména o průtocích na řekách, byla často posílána pouze po telefonních linkách. Navíc u nás po mnoho let až do roku 1997 nebyla opravdu velká povodeň a lidé proto mnohdy neuvěřili, že povodeň může mít tak extrémně nebezpečné dopady, a proto na ni dostatečně nezareagovali. V roce 2002 už mohly být zkušenosti z roku 1997 využity, i když tato povodeň zasáhla jinou část republiky.

• Předpovědní a výstražná služba ČHMÚ při povodni 2002

Při katastrofické povodni v roce 2002, která na rozdíl od povodně 1997 zasáhla spíše Čechy, byl ČHMÚ již plně napojen do systému krizového řízení ČR a integrované záchranného systému díky platnosti nových krizových zákonů z roku 2000. Tok výstrah, předpovědí a dalších informací směřoval z ČHMÚ na všechna důležitá místa podle schématu na obr. 2. Hydrometeorologové zlepšili své předpovědi a výstrahy díky důslednějšímu využívání radarů a satelitů, kvalitnějších a četnějších dat z automatických pozorovacích stanic i zlepšení meteorologických předpovědních modelů, především ALADINa. Předpovězené srážky pak vstupovaly do hydrologických srážko-odtokových modelů pro Vltavu a její přítoky v oblastech zasažených povodní. Tento systém byl vyvinut ve spolupráci s americkou povětrnostní službou. Po povodni 2002 k dalšímu zlepšování předpovědní a výstražné služby přispěl i projekt její modernizace v letech 2004 až 2007.

• Předpovědní a výstražná služba ČHMÚ při povodni 2024

Letošní povodeň v září zasáhla velkou část státu. Kromě Karlovarského a většiny Plzeňského kraje byly významně překročeny i nejvyšší, třetí (a často i čtvrté – extrémní) povodňové stupně ve všech ostatních krajích. Takový plošný rozsah povodně nebyl ani v roce 1997, ani v roce 2002 [5]. Způsobily jej rekordní srážkové úhrny v zasažených oblastech, které byly často vyšší než při povodni 1997. Celkový úhrn srážek, které u nás během letošní povodně spadly, je na obr. 3, ze kterého je snadno rozeznat zasažené oblasti.

Letošní velká povodeň ukázala velkou přesnost a zároveň včasnost výstrah a předpovědí z ČHMÚ, což ukázalo důležitost výstražné služby ČHMÚ pro snížení ztrát na životech i majetku. Přesto měly letošní srážky a související povodeň obrovské negativní dopady způsobené velikostí spadlých srážek a povodeň tak v řadě oblastí přesáhla úroveň staleté a někdy i pětisetleté vody. Bez kvalitních výstrah by však negativní dopady povodně byly mnohem větší. Podrobnosti a přesnější údaje o povodni 2024 a zejména o činnosti Předpovědní a výstražné služby se teprve zpracovávají, a proto je zde nebudu uvádět.

ČHMÚ jako jediná autorita pro vydávání výstrah na hydrometeorologické extrémy

Úspěšné předpovědi a výstrahy z ČHMÚ při letošní povodni plně potvrdily, proč je ČHMÚ jedinou autoritou pro poskytování výstrah na extrémy počasí (a tedy zejména povodně), a s tím spojené krizové situace. Prvním důvodem je tzv. princip jediného hlasu, tj. oprávnění pouze jediné organizace ve státě vydávat výstrahy. Tím se především zamezí nebezpečným zmatkům a panice vzniklých z odlišných výstrah z více zdrojů, které komplikují reakci na přicházející krizovou situaci. Důkazem nutnosti jediného hlasu za krizových situací jsou zmatky a nejednotná reakce na nedávnou covidovou pandemii u nás, kdy se mnoho lidí i některých organizací, i z naprosto odlišných oblastí, cítilo být oprávněnými šířit často protichůdné výstražné informace.

Druhým důvodem je personální, odborné a technické zabezpečení vysoké úrovně výstrah s vysokou přesností, nepřetržitě a s co nejdelším předstihem, kterou jiné organizace v zemi nejsou schopny poskytnout. Přispívá k tomu i nepřetržitý přístup k velkým objemům dat jak z měřicích sítí, tak z modelů a to nejen z území ČR, ale i z celého světa. Uvádím to proto, že během nedávného přijímání zákona o ČHMÚ vyjadřovala řada lidí z privátního i akademického sektoru nárok na to, aby mohli vydávat výstrahy a aby ČHMÚ neměl na vydávání těchto výstrah „monopol“. Zákon byl však naštěstí přijat i s přiznáním autorizace ČHMÚ a právě kvalitní činnost ČHMÚ za letošní povodně plně podpořila užitečnost tohoto aktu. Komplexní charakter krizových situací a problémy s připraveností a odolností

V tomto článku jsem se zabýval zejména otázkou včasného varování, především předpovědí a výstrahami při letošní katastrofické povodni, a jejich významem pro co nejrychlejší adekvátní reakci i úlohou ČHMÚ. Je však třeba zdůraznit, že předpovědi a výstrahy, případně i dlouhodobé monitorování počasí, které u nás provádí ČHMÚ, pro co nejúčinnější snížení dopadů velkých povodní i jiných krizových situací nestačí. Celková situace nejlépe vyplyne z obrázku 4, kde je ukázán celý „cyklus průběhu katastrof“.

Z obrázku je vidět, že při letošní povodni proběhly první, spíše krátkodobé části cyklu označené červenou šipkou - včasné varování, katastrofa (povodňová vlna), odezva (reakce na výstrahy) a částečně i zotavení (obnova infrastruktury a základních funkcí v zasažených oblastech). Čekají nás další, dlouhodobé součásti cyklu, jako je především rekonstrukce území a infrastruktury. To může trvat i několik let a budou k tomu zapotřebí velké finanční prostředky jak ze strany státu, tak i obcí a občanů.

V dlouhodobé fázi cyklu nelze opomenout preventivní opatření proti budoucím katastrofám a zejména zvýšení připravenosti na jejich příchod, ať již jsou to povodně, sucho či další. Odolnost a připravenost na katastrofy přírodního charakteru jsou nedílnou součástí adaptací na klimatickou změnu, a proto je třeba se jim intenzivně věnovat. Měli bychom brát v úvahu i chyby a nedostatky, které se v ochraně proti dopadům současné povodně vyskytly a snažit se z nich poučit. K celé povodňové situaci je třeba se vracet a hledat přístupy ke zlepšení celkové připravenosti. Pro stručnost zde zmíním pouze heslovitě několik příkladů oblastí možného zlepšování připravenosti a odolnosti:

• Budování odolnější infrastruktury a staveb než před povodní (princip BBB – Building Back Better)
• Uvažovat i přesuny některých staveb, které byly v záplavové oblasti
• Zjistit proč někde chyběly či nebyly v dobrém stavu prvky protipovodňové ochrany jako hráze, koryta řek, mosty, odolnější energetické sítě apod., a postupně situaci v této oblasti zlepšovat
• Podporovat i přírodě blízká opatření
• Všemi prostředky zkvalitňovat předpovědní a výstražnou službu a všechny části IZS
• Zlepšit a podpořit systém pojištění staveb a majetku proti povodním a dalším katastrofám
• Zlepšit legislativu a hledat opatření, která zamezí odmítání evakuace i nezodpovědné chování (plavat, jezdit na lodích na rozvodněných tocích atd.)
• Zvýšit celkovou připravenost veřejné správy i jednotlivých občanů především pomocí vzdělávání a také cvičení, kterých je velmi málo

A tak bych mohl pokračovat. Pro zlepšení připravenosti je nutné, aby celá letošní povodňová situace byla vyhodnocena za pomoci a úsilí jak ze strany vlády i jednotlivých resortů, orgánů krizového řízení a IZS, všech úrovní samosprávy, firemního sektoru, školství a také občanů. Je před námi dlouhodobý úkol přes několik volebních období – zlepšit připravenost a odolnost vůči katastrofám, což je problém, který bývá při plánování opatření málokdy brán v úvahu. Jenom tak snížíme možné dopady povodní a dalších katastrof, kterým se pravděpodobně nevyhneme.

Literatura
[1] Radmila Brožková, Antonín Bučánek a spol.: Nová provozní konfigurace modelu ALADIN ve vysokém rozlišení, Meteorologické Zprávy 72, 109-136 (2019)
[2] Radmila Brožková: Oblačno, slunečno, místy matematično aneb jak se počítá počasí, předneseno u příležitosti Světového meteorologického dne, ČHMÚ, březen 2024
[3] Hana Stehlíková, Radim Tolasz: Rozhovor s Mgr. Radkem Tomšů, ředitelem předpovědní služby v Českém hydrometeorologickém ústavu, Meteorologické zprávy 76,69-72( 2023)
[4] Katastrofická povodeň v České republice v červenci 1997, zvláštní číslo časopisu Meteorologické zprávy 50, 161-196(1997)
[5] Předběžné vymezení rozsahu území zasaženého v průběhu povodně, zdroj ČHMÚ, 26. 9. 2024
[6] Úhrn srážek při povodni, spadlých 12. – 16. 9. 2024, zdroj ČHMÚ, 14. 9. 2024

---

reklama

---