Državni hidrometeorološki zavod DHMZ

Saznajte više o temperaturnim sumama

---

Temperaturne sume

Primjena temperaturnih suma

Metode određivanja temperaturnih suma

Pojašnjenje prikazanih grafova temperaturnih suma

---

Temperaturne sume

Poznato je da je za razvoj biljnog svijeta neobično važna toplina. Budući da se na meteorološkim postajama ne mjeri toplina već temperatura zraka, kao zamjena za akumuliranu toplinu koja je biljkama potrebna od jedne do druge razvojne faze, izračunavaju se temperaturne sume. Možemo reći da su temperaturne sume najjednostavniji način da se pokaže utjecaj topline na biljke.

Prema definiciji, temperaturne sume ili stupanj-dani (degree days) su, dakle, mjera koja odražava akumuliranu toplinu iznad specifičnog temperaturnog praga u nekom određenom razdoblju npr. tijekom dana, mjeseca, u toplom ili hladnom dijelu godine kao i od jedne do druge razvojne faze određene biljke. Rast biljaka je manje ili više koreliran s akumuliranom temperaturom zraka ispod ili iznad određenog temperaturnog praga. Kad se od srednje temperature zraka oduzme temperaturni prag, dobijemo temperaturnu sumu.

Početak vegetacije ovisi o duljini i intenzitetu zime, što je od iznimne važnosti za gorska područja, gdje je vegetacijsko razdoblje kraće nego u ostalim područjima Hrvatske. Stoga postoji podjela temperaturnih suma na negativne temperaturne sume, CDD (cooling degree days) pri kojima se zbrajaju sve srednje temperature zraka ispod 0 °C i pozitivne temperaturne sume, HDD (heating degree days) pri kojima se zbrajaju srednje temperature zraka koje su iznad ili jednake 0 °C. Zbrajaju li se samo srednje temperature zraka iznad 5 °C, tada govorimo o GDD (growing degree days) koje se onda povezuju s prirastom vegetacije.

---

Primjena temperaturnih suma

Planiranje uzgoja određenih biljnih vrsta

Poznavajući srednje temperaturne sume tijekom vegetacijskog razdoblja, moguće je procijeniti temperaturne uvjete na nekom području i na taj način planirati uzgoj određenih biljnih vrsta.

Temperaturni pragovi tipični za određene biljne vrste u njihovom različitom stadiju razvoja su: apsolutni minimum, vegetacijska nulta točka, optimalna temperatura zraka i apsolutni maksimum. Kada temperatura padne ispod vegetacijske nulte točke, biljka prestane rasti. Ako temperatura zraka padne ispod apsolutnog minimuma, hladnoća dovodi do uvenuća biljke. Aktivnost biljke je najbolja pri optimalnoj temperaturi zraka. Rast temperature zraka iznad apsolutnog maksimuma rezultira time da zbog previsoke temperature biljke uvenu.

Zaštita od biljnih bolesti i štetnika

Računanje temperaturnih suma je također korisno u zaštiti bilja. Naime, temperaturne sume mogu poslužiti uzgajivačima i savjetnicima pri suzbijanju štetnika i biljnih bolesti kao vremenska orijentacija po pitanju razvoja generacije štetnika u svrhu učinkovitijeg tempiranja primjene preparata za njihovo suzbijanje. To često rezultira smanjenjem troškova i štete od štetnika i biljnih bolesti.

Ako na nekom mjestu postoje istovremeni podaci o štetnicima i meteorološki podaci za izračunavanje temperaturnih suma, može se poboljšati kvantificiranje štetnika, ali i bolje predvidjeti njihovu najezdu što je u izravnoj vezi s prinosom usjeva.

Predviđanje nastupa razvojnih faza

Poznavanjem srednjih vrijednosti temperaturnih suma na nekom mjestu za određene temperaturne pragove i određene biljke moguće je predvidjeti početak neke razvojne faze te biljke npr. početak listanja, cvjetanja, zrenje plodova i sl.

---

Metode određivanja temperaturnih suma

Postoji više načina procjene temperaturnih suma, od sasvim jednostavnih do složenih metoda koje zahtijevaju uporabu računala. Od najjednostavnije do najsloženije metode su redom:

1. metoda srednjaka ili metoda pravokutnika (slika 1),
2. metoda jednostrukih trokuta,
3. metoda dvostrukih trokuta,
4. metoda jednostruke sinusoide ili Baskerville-Eminov ili BE metoda,
5. metoda dvostruke sinusoide ili modificirana sinusoidna metoda ili Allenova metoda
6. Huberova metoda

Sve navedene metode računaju temperaturne sume iz podataka minimalnih i maksimalnih dnevnih temperatura i temperaturnog praga kao područje ispod krivulje dnevnog hoda temperature. Te metode se smatraju linearnima jer se pretpostavlja da je stopa razvoja biljke ili štetnika linearno povezana s temperaturom zraka.

Usporedba različitih metoda računanja temperaturnih suma s referentnom metodom proračuna temperaturnih suma iz satnih vrijednosti temperature zraka za Zagreb-Maksimir dala je dobre rezultate za metodu srednjaka, koja je ujedno i najjednostavnija metoda. Ova metoda računa temperaturnu sumu (TS) za određeni dan oduzimanjem temperaturnog praga (Tp) od srednje temperature zraka (S) prema sljedećoj relaciji:

gdje su: t_maks maksimalna dnevna temperatura zraka, t_min minimalna dnevna temperatura, te n broj dana u određenom razdoblju. Pozitivne temperaturne sume HDD uobičajeno se uzimaju od 1. travnja do 30. rujna, što se približno poklapa s vegetacijskim razdobljem uglavnom u kontinentalnoj Hrvatskoj. Za negativne temperaturne sume CDD promatra se razdoblje od 1. listopada do 31. ožujka što pak odgovara hladnom dijelu godine.

Pojašnjenje prikazanih grafova temperaturnih suma

Temperaturni pragovi od 5 °C, 7 °C i 12 °C izabrani su na temelju uobičajene prakse u agrometeorološkim analizama, a odgovaraju prosječnim minimalnim temperaturama potrebnim za početak vegetacije različitih skupina biljaka. Prag od 5 °C primjenjuje se za šumsko drveće, grmlje i određene povrtnice, prag od 7 °C za voćke i žitarice, dok se prag od 12 °C koristi za kukuruz, koji zahtijeva više topline za klijanje i rast.

Na dostupnim prostornim kartama temperaturnih suma za odabrane regije imamo nekoliko vrsta informacija.

Boja na karti označava odstupanje od višegodišnjeg prosjeka prema razdiobi percentila koja se određuje na temelju percentilne raspodjele višegodišnjih podataka. Promatrano referentno razdoblje je 1991. - 2020.

Za odstupanje koristi se klasifikacijska skala s granicama određenim prema vrijednostima 2., 9., 25., 75., 91. i 98. percentila dobivenih iz teorijskih razdiobi koje na najbolji mogući način aproksimiraju osnovna obilježja svih podataka referentnog razdoblja. Na osnovi tako dobivenih razdioba moguće je svakoj izmjerenoj vrijednosti pridružiti odgovarajuću teorijsku kumulativnu čestinu ili percentil koji možemo interpretirati kao rang (ili redni broj mjesta) koji bi ta vrijednost imala u hipotetskom nizu od sto vrijednosti skupa koje ta razdioba opisuje. Rang koji promatrana vrijednost ima u skupu svih višegodišnjih vrijednosti mjerenja omogućuje uvid u to da li je ta vrijednost uobičajena ili predstavlja rijedak događaj.

Za ocjenu temperaturnih suma korištena je normalna razdioba. Za procjenu razdiobe percentila izvan postaja na karti korištena je IDW interpolacijska metoda. Ponderirana inverzna udaljenost (IDW) pretpostavlja da svaka izmjerena točka ima lokalni utjecaj koji se smanjuje s udaljenošću.

Vrijednost lijevo od postaje je višegodišnji srednjak temperaturne sume za razdoblje 1991. - 2020. izračunat za ostvareni ili prognozirani promatrani period

Vrijednost desno od postaje (podebljano) je ostvarena ili prognozirana vrijednost temperaturne sume za promatrani period.

Literatura

• Penzar, I, Penzar, B., 2000: Agrometeorologija, Školska knjiga, Zagreb, 228 str.
• Salopek, I, 2007: Različite metode izračuna temperaturnih suma i njihova primjena u poljoprivredi, Diplomski rad, Agronomski fakultet, Sveučilište u Zagrebu
• Vučetić, M, Vučetić, V, 1994: Degreedaysinthemountainarea of Croatia. Annalen der Meteorologie 30, 356–360.
• Vučetić, V, 2009: Secular trend analysis of growing degree-days in Croatia, Quarterly Journal of theHungarianMeteorological Service, 113, 39–46 pp.
• Zalom, FG, Goodell, P. B, Wilson, W. W, Bentley, W.J, 1983: Degree-days: The calculation and the use of heatunitsin pest managment. Leaflet n 21373. Division of Agriculture and Natural Resources, University of California, Davis, 10 pp. [ link ]
• Šarić, T, 2011: Analiza temperaturnih suma u Hrvatskoj, Diplomski rad, Geofizički odsjek Prirodoslovno-matematičkog fakulteta, Sveučilišta u Zagrebu [ pdf ]