'.|.j AH I ; i >KT liliiKnlv.l i! ni; ./> KUM ft ul ir.ut . ,'VK'K ! KUtilo i !‘i K : H • HM >1 JA i 1 MAK- 4MA1 Hit i : .j J| ; MSI I ul «11 '.i-AH ; yj/v, ji- 6 o KS HIDROMETEOROLOŠKI ZAVOD SRS LJUBLJANA Danilo ŠTUDIJA S N E Ž N Furlan O MAKSIMALNIH IH OBTEŽBAH Ljubljana, september 1970 . I. KAZALO I. UVOD A. Značaj in cilji študije B. Dokumentacija 1. Opazovanja višin snežne odeje 2. Opazovanja teže snežne odeje II. SPECIFIČNE ANALIZE SNEŽNE ODEJE A. Višina snežne odeje kot odsev klimatskih razmer 1. Vpliv temperaturnih zakonitosti 2. Vpliv splošnih padavinskih razmer B. Prostorska razporedba višin novozapadlega snega 1. Enodnevne maksimalne snežne padavine 2. Dvo in trodnevne .maksimalne snežne padavine C. Razmerje med višino in težo snežne odeje 1. Gostota snežne odeje oh njeni maksimalni višini 2. Gostota snežne odeje ob njeni maksimalni teži 3. Kombinirana gostota snežne odeje II, D. Ekstrapolacije 1. Stopnja reprezentativnosti 20 letnega niza 1948 - 1968 2. Rezultati, dobljeni z uporabo Štefanove formule a. Utemeljenost uporabe formule b. Rezultati 3. Uporaba Rubinsteinove metode a. Utemeljitev metode b. Osnovne značilnosti v razporedbi maksimalnih snežnih razmer (dokumen taci ja po Rubinsteinu) III. ANALIZA VETROVNIH RAZMER A. Dokumentacija B. Razdelitev Slovenije v jakostna področja IV. SKLEP III SEZNAM GRAFIKON, TABEL IN KART Grafikoni stran Gr. 1. Enodnevne maksimalne snežne padavine ............. 6 Gr. 2. Lvo- in trodnevne maksimalne snežne padavino ...... . 8 Gr. 3. Maksimalna višina in ustrezna teža snežne odeje ........ 11 Gr. 4. Maksimalna teža in ustrezna višina snežne odeje ....... 12 Gr. 5. 5 letne drseče sredine letnih. : maksimalnih višin snežne odeje v Ljubljani ........... 16 Gr. 6. Zaporedne srednje vrednosti maksi rnalnih višin snežne odeje v Ljubljani ...... . 17 Tabele Tab. 1. Razmerje med višino in težo snežne odeje .......... 14 Tab. 2. 50 in 100 letne, maksimalne višine snežne odeje v Sloveniji.. 25 Tab. 3. Maksimalne dnevne jakosti vetra v dneh po maksimalni višini snežne odeje .......... 30 Karte II. 1 Karta maksimalnih snežnih obtežb v Sloveniji . . . 26 : ' ■ ■ ' 1 I. UVOD A. Značaj Visoka s4^^a odeja v zimskih mesecih 1952 in 1969 je pov¬ zročila mnogo škode. Zrušene strehe so hile znak za re¬ vizijo obstoječega normativa o dimenzioniranju strešnih konstrukcij. Do zime 1952 je veljala kot osnova obtežba 80 kg/m2, po tem letu pa jemljejo projektanti kot osnovo 125 kg/m2, vendar brez ustreznega predpisa?V februarju 1952 je dosegla obtežba 268 kg/m2. V letu 1969 je bila nova vrednosti 125 kg/m2 zopet preko¬ račena. Zato je postalo vprašanje pravilnejšega dimenzioni ranja ponovno aktualno. Pokazalo se je kot neodložljivo, rešiti ta problem za celotno Slovenijo in ne le za Lju¬ bljano, to se pravi, upoštevati našo klimatsko raznoli¬ kost, ki se kaže^ed drugim tudi v različni debelini sne_ žne odeje, tako poprečne, kot tudi ekstremne. Pri tem je bilo od vsega začetka jasno, da sicer obstoja odvisnost med višino odeje in njeno težo, da pa je korelacija ven¬ dar zapletena. Skeptičnost je temeljila na dejstvu, da najdebelejša odeja ni vedno naj težja (2) Cilj prvega dela zastavljene naloge je, preveriti mož¬ nost uporabe poprečne gostote snežne odeje, medtem ko je v drugem delu glavno vprašanje, kako preskočiti vrzel,ki jo predstavlja šibka dolrumentacija. 2 B. Dokumentacija 1. Opazovanja višine snežne odeje Najstarejša sistematična opazovanja snežne odeje segajo na področju Slovenije še v preteklo stoletje. V Ljubija ni so namreč opazovanja začela že 1895, potem ko je na tovrstna opazovanja, bolje na nujnost takih opazovanj, opozorila izjemno visoka odeja leta 1895, saj jo/fcirešla v Ljubljani 1 meter. Mreža postaj, ki so sistematično merile višino snežne o- deje, se je le postopno širila. Do odločitve, da na.j vsa ka postaja, ki meri padavine, meri tudi višino snežne o- deje, je žal prišlo šolo ob organiziranju Hidrometeorolo škega zavoda SRS, torej 1947. Današnja mreža postaj, ki opazujejo tudi višino snežne odeje, zajame ca 310 krajev, od katerih jih ima le polovica že 20 letno opazovalno do; bo. Za te postaje razpolaga hidrometeorološki zavod tudi s tabelarnimi pregledi o absolutnih in srednjih letnih ekstremnih višinah snežne odeje. Ocene stopnje reprezentativnosti 20-lotnega opazovalnega niza bo obravnavana kasneje 5 na tem mestu pa že' lahko p_o vemo, da ni velika. 2. Opazovanja teže snežne odeje Še manj razveseljiva je informacija o stanju dokumentaci je o teži snežne odeje. V Ljubljani so ustrezna opazova¬ nja začela januarja 1952, v Šmartnem pri Slovenj Gradcu, na Jezerskem, v Gel ju, Brniku. Novem mestu, Planici, Po¬ stojni, Murski Soboti, Kopru in Mariboru pa šele 1963. Opazovanja le 1 postaje z 19 letno opazovalno dobo in 9 postaj s 7 letno ne predstavljajo prepričljive dokumenta cije. Nujnost rešiti zastavljeni problem v čim krajšem času, pa je tolikšna, da ne dovoljuje čakanja na primer¬ no, kaj šele ustrezno dokumentacijo. 3 II« SPECIFIČNE ANALIZE SNEŽNE ODEJE A. Višina snežne odeje kot odsev klimatskih razmer Vsakoletna maksimalna višina snežne odeje je odvisna od njenega življenja, to je; naraščanja in izginjanja. Obo je pa je odsev klimatske sredine, predvsem temperaturnih in padavinskih razmer(3). 1. Vpliv temperaturnih razmer Slovenija je v klimatskem pogledu neeno^tna in zato je tudi višina snežne odeje različna. Temperaturna nasprotja med notranjo in obalno Slovenijo se kažejo med drugim tudi v različnem trajanju snežne o- deje v istih nadmorskih višinah, s krajšim trajanjem pa je znižana posredno tudi višina (3,4). Ker je v obalnem pasu snega manj, je,$roblematika kritične obtežbe zato predvsem problematika notranje Slovenije. In ker je tem peraturni režim v notranji Sloveniji v glavnem enoten, temperaturne razlike pa so pogojene močno z absolutno višino, moramo računati s tem, da bo tudi višina snežne odeje močno odvisna, vsaj v poprečju, od absolutne viši. ne področja. To potrjujeta tudi grafikona 1 in 2. 2. Vpliv padavinskih razmer Višina, padavin je v. Sloveniji odvisna predvsem od odda¬ ljenosti od glavne padavinske cone, od dinarsko-alpske pregrade. Čim bližje smo pregradi, tem več je padavin in obratno (5, 6, 7)• Komplikacije, ki bi jih utegnil povzročiti različni let ni hod padavin, so v glavnem izključene zaradi ugodne 4 okoliščine j da ima praktično vsa Slovenija v kritičnih mesecih, januarju, februarju in marcu, minimum padavin (8). Osnovno pravilo je torej; v Sloveniji je snežna o- deja tem višja, čim bližje je področje dinarsko-alpski pregradi in čim višja je njegova absolutna višina Žal veljajo gornje 'ugotovitve predvsem za poprečja, le v manjši meri pa tudi za ekstreme. Prav ti pa so v predlo¬ ženi študiji osrednji problem. Vzrok je,$reprost! Strešne konstrukcije moramo dimenzionirati tale o, da je odmetava nje snega s streh potrebno kvečjemu vsakih 10 ali 20 let enkrat. To pa pomeni v naših, komaj 20 letnih opazovanjih, prvo, najvišjo vrednost.. Dober pregled nad posledicami,' ki jih imata, čeprav le posredno, na višino snežne odeje osnovna elementa, tempe, rature in padavine, spoznamo z analizo padavinskih razmer v dneh z maksimalnimi .snežnimi padavinami. B. Prostorska razporedba novozapadlega snega Višina in teža snežne odeje sta zrcalo njene zgodovine. Med. značilnimi dogodki te zgodovine zavzemajo najvidnej¬ še mesto dnevi, ko je odeja močno porasla, torej dnevi, ko je papadlo mnogo novega snega, število takih primerov se na izbranem mestu spreminja iz lota v leto, med poedi- nimi lokacijami pa se kažejo zlasti razlike, ki so posle¬ dica' različnega trajanja snežne odeje. Ni vseeno, ali o- bleži snežna odeja šele januarja, februarja pa že izgine, kot je to primer na prvih kraških planotah; ali pa sta to meseca november in junij, kot je to primer v našem vi¬ sokogorskem. svetu (4). 5 V reliefno zelo razgibani Sloveniji bi študij zgodovine vsakoletne'odejo verjetno n^pripeljal daleč, saj je raz¬ nolikost prevelika. Zato bo pozornost v naslednjih od¬ stavkih posvečena le primerom, ko je bila na izbranih „ nova postajah zabeležena absolutna najvisja/snežna odeja, in to v enem, dveh ali treh zaporedjih dneh. V analizo so vključene le tiste postaje, za katere imamo istočasno vsaj 7 letne meritve tudi teže snežne odeje. Analiza naj bi pokazala, kako je višina novozapadlega snega odvisna od nadmorske višine in padavinskega rejona. 1. Enodnevne snežne maksimalne padavine Pri enodnevnih maksimalnih snežnih padavinah (graf.l) je trend naraščanja padavin z višino očiten. Prav tako je nesporna razlika v višini padavin kot posledica različne oddaljenosti od cone maksimalnih padavin (dinarsko-alpska pregrada). Zveznica 1, ki bi jo mogli imenovati tudi "ori entacijski gradient" v vertikalni smeri, se opira na po¬ staje, ki so najbolj oddeljeno od Dinarsko-alpske pregra de, našega najbolj namočenega področja, tako v topli,kot tudi v zimski polovici leta (9, 10). To so postaje i Sobota (A), Maribor (C), Šmartno (E) in Jezersko (H). Ker so postaje različno oddeljene od dinarsko-alpske pregrade, zveznice ne moremo imenovati "gradient" v pravem smislu besede. Osnovno orientacijo pa le posredujejo. Na vsakih 100 m absolutne višine je v severnem in severovzhodnem delu Slovenije v dneh z maksimalnimi snežnimi padavinami porasla odeja za ca 4 cm. Drugo zveznico dobimo s pomočjo postaj; Novo mesto (B), Ljubljana (D) in Planica (G). Tudi v tem primeru lahko 6 Gr.l MAKSIMALNE 1 DNEVNE (ZAPOREDNE) SNEŽNE PADAVINE absolutna viSina v dkm govorimo le o "orientacijskem" gradientu in znaša ca 6 cm/100 m. Obe zveznici prepričljivo potrdita supozicijo, da je no vega snega vse več, čim bližje smo glavnemu padavinske¬ mu področju naše republike« Novo pa je spoznanje, da se s približevanjem glavnemu padavinskemu področje poveču¬ je tudi gradient. Po poteku obeh zveznic naj bi bila med njima razlika v višini 500 m le 25 cm, na višini lOOCto pa že 40 cm novega snega. Na zveznici I je tudi postaja Postojna, čeprav leži tik pred dinarsko-alpsko pregrado in torej nima nič skupnega s severovzhodno Slovenijo, od katere se razlikuje med drugim tudi po tem, da ima ca 75 % več padavin. Plitve j. ša novozapadla snežna odeja je v Postojni pogojena z vi šjimi temperaturami, torej z drugačnim klimatom (11), zaradi česar leži meja med padavinami v obliki dežja in onimi v obliki snega višje. Tako potrdi grafikon I v za četku postavljeno trditev, da je maksimalna snežna ode¬ ja odvisna od nadmorske višine in oddaljenosti od glavne padavinske cone, seveda v okviru istega klimata. 2. Pvo in trodnevne maksimalne padavine Slična je situacija pri zaporednih dvo in trodnevnih maksimalnih padavinah (graf. 2), saj je vpliv absolutne višine postaje in njene oddaljenosti od glavne padavinske cone še očitnejši. Predvsem velja to za postaje, ki leže bliže pregradi. Medtem ko izkazujejo postaje Sobota (A), Maribor (C), Šmartno (E) in Jezersko (H) v drugem dnevu zaporednih dvodnevnih padavin razmeroma nizke vrednosti, 10 in manj cm novega snega, se pri postajah bliže ali v pregradi (Ljubljana, Postojna, Planica) skoro ponovi vred nost iz prvega dne. - 8 - Gr.2 MAKSIMALNE 2 IN 3 DNEVNE (ZAPOREDNE) SNEŽNE PADAVINE absolutna višina v d km Prikazano nasprotje terja zadovoljivo tolmačenje! V zmernem pasu so izdatne padavino pogojeno z zamenjavo zračne mase, torej vezane na prehod fronte, zlasti hlad¬ ne (12, 13)* Gorski sistemi prejmejo še dodatne padavine in to zaradi zajezitvenih procesov, ki so tem manj razvi ti, čim bolj je področje oddaljeno od glavnega grebena (14). Takšna je situacija tudi pri nas. Ker se pa nad se. vernim Sredozemljem prav v primerih izdatnih padavin po¬ gosto formira (predhodno) sekundarna depresija z lastno cirkulacijo vsaj v najnižjih plasteh, pride do relativne stagnacije hladne fronte in s tem do časovnega podaljša¬ nja in tudi ojačitve padavinskih procesov (15). Področje, ki je pod direktnim vplivom sekundarnih ciklonov, ima za¬ to lahko tudi v drugem dnevu enako višino padavin, v na¬ šem primeru, enako visoko novo snežne odejo, kot v prvem dnevu (16). Manjše vrednosti v severovzhodni Sloveniji, vključno s Savinjskimi Alpami, v drugem dnevu povedo,da je ta del Slovenije ob maksimalnih snežnih padavinah izven vplivnega področja sredozemskih ciklonov ali pa le na nje¬ govi periferiji. Zato je tudi razumljivo, zakaj se pri zaporednih dvodnevnih snežnih padavinah Postojna priklju¬ či postajam na zapadni zveznici (graf. 1) Na področju Ljubljane so bile padavine v zaporednih 2 dneh enako izdatne in zato izstopa ta postaja tako zelo, da je ni mogoče vključiti v zveznico ostalih postaj, ki so prejele drugi dan le ca 50 $ snežnih padavin prvega dne. Analiza trodnevnih zaporednih maksimalnih padavin poka¬ že, da so padavine tretjega dne zelo šibke, saj predstav ljajo le neznaten del padavin prvega dne. Sodeč po podat kih obravnavanih 9 postaj je taka situacija po vsej Slove ni ji. Analiza eno, dvo in trodnevnih maksimalnih snežnih padavin v zaporednih dneh je pokazala veliko zamotanost prostor¬ ske razporedhe sneženja in s tem posredno tudi življenja snežne odeje v Sloveniji. Pravkar zaključena analiza ni pripomogla k rešitvi zastavljene naloge. Nasprotno! Spo¬ znanje, da more edino jugozahodna Slovenija prejeti tudi v drugem dnevu sneženja, izdatne padavine in zelo visoko novo snežno odejo, ustvarja dvom o možnosti uporabe enot ne, to je poprečne gostote snežne odeje za vso Slovenijo. C. Razmerje med višino in težo dnežne odeje Že v uvodu je bilo naglašeno, da najdebclejša odeja ni vedno naftežja, Tudi če bi imeli 100 letna opazovanja za mnogo postaj, bi to torej še ne pomenilo dobre dokumenta cije za pravilno dimenzioniranje strešnih konstrukcij. 1. Gostota snežne odeje ob njeni maksimalni višini Razmerje med višino in težo odeje ponazarja graf.3, upo¬ rabljenih pa je bilo 9 postaj. Zveznica največjega pri¬ lagajanja je krivulja in teža odeje narašča pri večji de belini hitreje, kot njena višina. Pri maksimalni višini odeje 50 cm znaša obtežba 80 kg/m2, med 150 in 20C cm višine, odeje pa njena teža ne naraste le za 80 kg/m2, ampak mnogo bolj, od 320 na 548 kg, torej kar za 228 kg ali skoro 300 Ker so odstopi posameznih postaj od zve znice zmerni, bi bilo smiselno izkoristiti ugotovljeno zveznico in na osnovi 20 letnih maksimalnih višin za ca 150 postaj izdelati ustrezno karto maksimalnih 20 letnih obremenitev. 11 - Gr. 3 MAKSIMALNA VIŠINA IN USTREZNA TEŽA - 12 - Gr.4 MAKSIMALNA TEŽA IN USTREZNA VIŠINA 13 - Stvar ni tako enostavna. Najvišja, v našo analizo vklju¬ čena postaja, je Jezersko, v višini 814 m. Gradbena akt tivnost pa sega pri nas v najvišje predele Julijskih Alp tudi preko 2.500 m. Za take višine pa krivulje ne moremo uporabiti, saj je ne moremo opreti na postajo z opazova¬ nji. 2. Gostota, snežne odeje ob njeni maksimalni toži Drugo, še težje vprašanje, smo že omenili. Maksimalna teža odeje pe nastopi samo ob največji višini. Ako vza¬ memo kot osnovo maksimalno težo in vnesemo na ordinati ustrezno višino (graf.4), dobimo tudi krivuljo, razsi¬ panje pa je nekoliko večje. Ker je zveznica manj izbo¬ čena, je zato primernejša za ekstrapolacijo v nadmorske višine, v katerih nimamo opazovanj. Ne oziraje se na eventualno prednost te krivulje pa je dokumentacija taka, da si s to zveznico no bi mogli p_o magati, saj imamo podatke za 150 postaj le o višini o- deje, ne pa o teži. Ostane nam na uporabo le zveznica grafikona 3. 3. Kombinirana gostota snežne odeje t Isti problem, ugotoviti maksimalno obtežbo snežne ode¬ je, so reševali tudi v Zvezni republiki Nemčiji. Čeprav so razpolagali z dvakrat gostejšo mrežo postaj, ki meri jo tudi gostoto snega in je bila njihova opazovalna do¬ ba v času, ko so problem reševali, trikrat daljša od na še, so se odločili Za radikalno poenostavitev. Izračuna' li so srednjo gostoto odeje v primerih maksimalne višine in v primerih maksimalne teže in debili srednjo gostoto 0,215 gr/m3 (17)• 14 S to srednjo gostoto so pomnožili maksimalne, doslej opa¬ zovane višine odeje in tako prišli so izkanih kritičnih obtežitev, pa čeprav je šlo za odstope tudi, preko 50 %, In kakšna je situacija pri nas? Iz tabele 1 je razvidno, da znaša na naših 9 postajah srednja gostota v dneh z maksimalno višino odeje 0,18 gr/cm3, v dneh z maksimalno težo pa 0,26 gr/cm3. Srednja gostota ekstremno visokih in ekstremno težkih odej za vso Slovenijo pa je 0,22 gr/cm3, torej praktično ista vrednost,kot v Zapadni Nemčiji. Tabela 1 Postaja I. II. III. Srednja skupna gostota ... . 0,22 Razmerje med višino in težo snežne odeje v gr/cm3 (niz 1963 - 1969) 15 Polog obravnavanih 9 postaj s 7 letno opazovalno dobo so bila v okviru hidrometeorološke službe Slovenije or ganizirana opazovanja teše snožne odeje še na nadalj¬ njih 9 postajah, vendar je opazovalna doba teh postaj še krajša. To so postaje; Komna, Radeče, Lepena, Ja¬ vornik, Vojsko, Planina pod Mrzlo goro, Bovec, Babno polje in Mrzli studenec. Srednja gostota v dneh z mak¬ simalno višino znaša pri teh postajah 0,16 gr/cm ,v dneh z maksimalno težo pa 0,27 gr/cm3, srednja gosto¬ ta vseh maksimalnih primerov, pa točno toliko, kot v Zapadni Nemčiji, namreč 0,215 gr/cm3. Skladnost v izračunani srednji vrednosti med postajami s krajšo in onimi z daljšo opazovalno dobo je gotovo razveseljiva, prav tako pa tudi skladnost med srednji¬ ma vrednostima, kakršni smo ugotovili za Slovenijo in Zapadno Nemčijo. Problem pa s tem vendarle še ni rešen. D. EKSTRAPOLACIJE 1. Stopnja reprezentativnosti 20-letnega niza Pri pregledu dokumentacije o višini snežne odeje smo še povedali, da 20 letni opazovalni niz, ki bi moral služi r ti kot osnova za izdelavo karte o snežnih obtežbah, ni reprezentativen, ker je prekratek. Taka ocena temelji na analizi podatkov o višini snežne odeje v Ljubljani, kjer trajajo opazovanja še preko 60 let. Na grafikonu 5 so prikazane 5 letne drseče sredine let¬ nih maksimalnih višin padavin postaje Ljubljana od prve ga leta opazovanj, to je od 1895 pa do 1970. Očitno je, Gr.5 5 LETNE DRSEČE SREDINE LETNIH MAKSIMALNIH VIŠIN SNEŽNE ODEJE - 16 - 0 o o vo o ITv O ■'d' o 1897/98 1907/08 1917/18 1927/28 1937/38 1947/48 1957/58 1967/68 Gr.6 MPOREDNE SREDNJE VREDNOSTI LETNIH MAKSIMALNIH VIŠIN SNEŽNE ODEJE - 17 ~ 1968/69 1958/59 1948/49 1958/39 1928/29 1918/19 1908/OS 1898/99 - 18 - da so razlike med posameznimi leti zelo velike in zato znaša standardna devijacija 0,24• Tolikšna devijacija gotovo ni vzpodbudna in je opozorilo, da je potreben daljši niz. Do istega zaključka nas pripelje tudi grafikon 6, ki pri kazuje zaporedne srednje vrednosti letnih maksimalnih vi šin odeje v Ljubljani. Zveznica se umiri šele po 40 let¬ nih opazovanjih, torej smemo z reprezentativnimi vrednost mi računati šele po ca 40 letih opazovanj. To pomeni, da se v nadaljnjem reševanju problema ne more¬ mo nasloniti na 150 postaj obsegajoči 20 letni dokumenta- rij o maksimalnih višinah snežne odeje v Sloveniji. Tako spoznanje je podprto tudi u dejstvom, da nimamo, bolje, da sploh ne obstoja, trdna korelacija med višino in go¬ stoto snežne odeje, kot je bilo to tudi ugotovljeno v prejšnjem poglavju. Poiskati moramo drugo, boljšo pot, ako naj ustvarimo realnejšo osnovo za izdelavo normati¬ vov o maksimalnih obtežbah strešnih konstrukcij. 2.Rezultati, dobljeni z uporabo Štefanove formule V klimatologi ji uporabljamo praviloma le vrednosti, dob ljene z opazovanji, ki so trajala daljši in tudi krajši opazovalni niz. Jasno postavljeni principi klimatološke statistike dovoljujejo ekstrapolacijo kratkotrajnih opa zovanj na daljši niz, vendar le za poprečne vrednosti, ne pa tudi za ekstremne (18., 19•) Prav ti ekstremi pa so v središču pozornosti naše študije. £ivijenska doba stavb je preko 50 let in tako zanimajo projektante vred nosti, ki se javljajo morda enkrat ali dvakrat na 50 19 - ali celo 100 let. V Sloveniji pa imamo malo postaj, za katero razpolagamo z nizom daljšim od 60 let, medtem ko so vsi drugi nizi krajši. Dejstvo, da v Sloveniji nima¬ mo enotnega snežnega režima, ne dovoljuje niti okvirnih vzporeditev drugih postaj s sekularno postajo Ljubljana. Ostane odprta le še možnost, da v kaki sorodni discipli ni odkrijemo postopek, ki hi bil sprejemljiv tudi v na¬ šem primeru a j Utemeljenost uporabe Stefanove formule V hidrologiji uperirajo redno s pojmom 50, 100, 500 ali celo 1000 letnih vod, pa čeprav razpolagajo v večini pri merov z opazovanji krajšimi od 50 let (pogosto le 20 let). To pomeni, da se pri projektiranju poslužujejo verjetnih vrednosti, pri čemer predstavlja opazovalni niz v skraj¬ nem primeru tudi manij od 1/20 niza, za katerega so izra¬ čunali maksimalno vodo. Obstoja več formul za določanje vishkih vod (20). Predno pa se odločimo za katerokoli od njih, moramo najprej ugotoviti, ali obstojajo slične zr.a čilnosti med nastopom maksimalnih višin odeje in maksi¬ malnih pretokov. Za oba gornja ekstrema je komaj verjetno, da bi nastopi¬ la brez predhodnih ugodnih pogojev, to je, brez že ob¬ stoječe vsaj relativno visoke vode ali odeje. Nove pada vine v ustrezni količini povzročijo tem izdatnejšo po¬ rast višine, čim gostejša je bila snežna odeja, čim bolj napita je bila površina zemlje. In končno, v obeh prime¬ rih so odločilne višine padavin neposredno pred nastopom, maksimalne odeje (v obliki novozapadlega snega), ali pa trajnih in izdatnih padavin pred ali ob nastopu maksimal no visoke vode. Navedene sličnosti v pogojih za nastop 20 - obeh vrst ekstremov dovoljuje, da prevzamemo metode do¬ ločanja visokih voda tudi za ekstremne primere snežne odeje. Pri izbiri formule je odločitev padla na otefa- novo formulo(21) Vzrok za to odločitev je naslednji; Različne formule da¬ jejo različne rezultate, ki med seboj niso primerjijivi. To je vodilo do velikih zapletljajev in pred leti je vlada ZDA predlagala, da na področju vse države dovci Ijena (v hidrološke namene) pri projektiranju le Stefa¬ nova formula. Pri nas do tolike enotnosti sicer še ni prišlo, vendar jo tudi v Jugoslaviji že na široko uporab 1jajo. V osnovni obliki je formula takale; f(X) = >[2 1 e" 5 x-x s kjer pomeni X srednjo vrednost logaritmov pretokov Q in S standardno devijacijo pogostne gostote loga¬ ritmov X. Osnova za novo metodo je supozicija, da se pogostnost na gostota visokih vod P Q zelo približa normalni logaritmični razporeditvi. Na mesto absolutnih višin pretokov Q je uporabljena verjetna razporedba njihovih Briggovih logaritmov X. S klimatološkcga zornega kota predstavlja btefanova for mula le izhod za silo in z njo dobljeni rezultati le v izjemnem primeru nadomeste ustrezno dolga opazovanja. 21 Izjemni primer bi nastopil, ako bi bila standardna devi¬ acija, ki je osrednja opora enačbe iste, kot v iskanem dolgoletnem in neopazovanem nizu. Seveda ni nikakega doka za, da je takšna situacija res nastopila. Nujno bi tudi bilo, da izvira vsa dokumentacija iz iste \ o- pazovalne dobe za vse postaje. V klimatološki statistiki je to osnovni pogoj za prikaz razporedbe obravnavanega elementa v prostoru. Ako nimamo iste opazovalne dobe, do¬ kumentacija ni homogena in more služiti le kot informativ no gradivo., b) Rezultati Do kako različnih, celo nesprejemljivih rezultatov lahko pridemo, ako gornja pogoja nista izpolnjena, pokaže analiza 50 in 100 letnih maksimalno visokih snežnih odej, izračuna¬ nih s Štefanovo formulo iz 20 letnih opazovalnih nizov v Ljubljani, kjer teko opazovanja od 1895. leta dalje. V obde¬ lavo so vzeti prekrivajoči se 20 letni nizi, tako da traja prvi od 1895 do 1915, drugi začenja od 1905 in tako dalje. Pri 50 letni višini odeje dobimo lahko 146 cm ali pa le 73 cm, za 100 letno maksimalno višino pa 170 cm ali pa le 75 cm Obsežna, žal le 20 letna dokumentacija za 150 postaj torej za našo nalogo ne moro biti izkoriščena tudi v primeru, ako uporabimo Štefanovo formulo. Zato je potrebno ozreti se za drugim izhodom. Kmalu po izjemno visoki odeji v zimi leta 1895/96 so začele z opazovanju višine snežne odeje tudi dokaj številne druge postajo. Opazovanja so bila iz neznanega vzroka prekinjen' 1 v zimi 190l/02 j ij redkimi izjemami pa tudi med prvo sve¬ tovno vojno in ca 10 let po njej in končno od napada na Ju goslavijo pa skoro do začetka 50 let. - 22 Uspelo pa je zbrati vendarle 24 postaj z opazovalno do¬ bo s res da prekinjeno (in to ne povsod v istih letih) od 45 do 65 let. Misel, da bi za vse te postaje vzeli isto opazovalno djo bo, to je isti niz, kot ustreza principom klimatske sta¬ tistike, je bila opuščena, ker, kot že omenjeno, preki¬ nitve niso bile v istih letih na vseh postajah in bi to rej morali izločiti preveč postaj. Tako je bila izkori¬ ščena druga možnost, da se namreč upoštevajo vsa leta, brez ozira na dolžino niza in brez ozira na to, v kate¬ rih letih o e prišlo do začasne prekinitve. Princip homo genosti je s tem opuščen, in to zato, da je lahko izko¬ riščena druga ugodnost, relativno dolga opazovalna doba na vseh postajah. Postaje, ki so bile na razpolago so naslednje; Bled, Bo¬ hinjska Bistrica, Bovec, Celje, Cirkulane, Čepovan, Čr¬ nomelj, Dravograd, Jezersko, Kamnik, Kočevje, Kranj, Kranjska gora, Krekovše, Ljubljana, Maribor, Mašun,Novo mesto, Postojna, Ribnica na Pohorju, Rogaška Slatina, Rovte, Trata, Solčava, Višnja gora. Po Stefanovi formuli izračunane 50 in 100 letne višine snežne odeje so prika¬ zane na tabeli 2, Z ozirom na dejstvo, da sta za vse po¬ staje upoštevani tudi leti 1952 in 1969, ko je bila ode¬ ja po vsej Sloveniji izjemno visoka, je opaziti določeno stopnjo zakonitosti. Dobljeni rezultati so zadovoljivi, vsaj dokler obravnava mo le višino verjetne 50 in 100 letne maksimalne odeje. Čim pa uporabimo poprečno gostoto odeje, 0,215 gr/cm3, in dobimo za 100 letno maksimalno težo v Ljubljani 314 kg/m2, to je skoro 70 kg več kot v izjemnem letu 1952, ko je odeja dosegla, višino 146 cm in težo 2&Q kg/m2, se izgledi za uspešen konec naloge močno zmanjšajo. Saj predstavlja Ljubljana s širšo okolico najintenzivne j še zazidalno področje Slovenije in bi tako povečevanje že 23 - itak enkratno visoke in težke odeje gotovo ne bilo u- pravičeno, saj bi bila realizacija v obliki ustreznega normativa skrajno razsipna. Vzrok za prikazani disproporc smo že omenili na eni prejšnjih strani. Vse področje, ki ga še zajamejo sekun darni cikloni s središčem nad severnim Sredozemljem, u- tegne v 2. dnevu sneženja prejeti prav tolikšne količi¬ ne snega, kot v prvem dnevu. Zato je snežna odeja manj gosta in ne doseže srednje gostote 0,21 gr/cm3. Tako je bilo tudi v Ljubljani v letih 1952 in 1969. Velikost področja, ki pride pod vpliv sredozemskih ci¬ klonov, varira od primera. Poenostavitev, za katero smo se odločili po vzoru v Zapadni Nemčiji, zato pri nas ni možna in tako smo prisiljeni, da iščemo novo pot. 3. Uporaba Rubinsteinove metode a. Utemeljitev metode Med zime, v katerih je padlo mnogo snega, štejemo tudi zimo 1968/69. Odeja ni bila le vishka, ampak tudi tež¬ ka. Tako je bilo v Ljubljani 144 kg/m3, v Novem mestu pa celo 185 kg/m2. V 7 letnem opazovalnem nizu (začenši z lotom 1963), ko so začela opazovanja istočasno na 9 postajah sta bili tako teža kot višina snežne odeje v letu 1969 največji ?d vsega 9 postaj kar na 7 postajah. Ta ugotovitev je važna! Omenili smo že, da je med 7 let nim nizom začelo z opazovanji teše nadaljnjih 9 postaj, 24 za katere imamo torej tudi opazovanja v izjemni zimi 1969. Iz podatkov postaje Ljubljana pa vemo, da med letoma 1952 in 1969 ni bilo primerov izrazito visoke odeje. Z drugimi besedami; ob pomanjkanju boljših po¬ datkov in ob nujni potrebi, da pridemo do vsaj okvirne dokumentacije, lahko operiramo s podatki iz leta 1969 kot s podatki 18 letne opazovalne dobe. Taka, specifi¬ čna oblika ekstrapolacije jev strokovni literaturi poznana, obdelal pa jo je ruski meteorolog Rubinstein ( 21 ). Situacija je torej naslednja; razpolagamo s podatki o teši snežne odeje za 18 postaj in to za 17 letno opa¬ zovalno dobo. Niti dolžina niza, niti število postaj ne predstavlja trdne opore za rešitev zastavljene na¬ loge. Ob upoštevanju reliefno pogojenih temperaturnih in padavinskih razmer v Sloveniji pa taka dokumentacija nikakor ni brez praktične vrednosti. Omogoča namreč iz¬ delavo take skice, ki more služiti statikom ne le kot dobra orientacija, ampak kot dovolj trdna osnova za pra vilno dimenzioniranje strešnih konstrukcij v naših glav nih gospodarskih rejonih. 25 Tabela 2 50-letne in 100-letne višine snežno odeje v Sloveniji K.l KARTA MAKSIMALNIH SNEŽNIH OBTEŽB V SLOVENIJI 26 - 100 27 - b. Osnovne značilnosti v razporedbi maksimalnih, snežnih obtežb Skica je izdelana v merilu 1 : 800,000 in so detajli za¬ to izključeni.-. Kljub temu pa je poučna in za reševanje zastavljene naloge uporabna. Z ozirom na že v uvodu omenjeno prakso, da operirajo projektanti strešnih konstrukcij obtežbo 125 kg/m2, mo ramo z zadovoljstvom ugotoviti, da so naša večja mest¬ na območja s takim normativom v glavnem zaščitena. Spod. nji del Ljubljanske kotline, torej tudi Ljubljana, ima maksimalno odejo sicer nekoliko težjo, 10 - 20 kg, kar nikakor ni pretiran odstop. Maribor in Celje pa imata že ca 10 kg v dobrem. Sicer pa vendar iznenadi, da so povr¬ šine, v katerih je manj od 125 kg/m2 obtežbe v notranji Sloveniji zelo majhne, saj obsegajo le Belo krajino,Bre- žiško-Krško ravan, ožjo okolico Celja in vso severovzhod no Slovenijo od Boča dalje. Na drugi strani, v zaledju Severnega Jadrana pa zajema z obtežbo 125 kg/m2 ves svet do vznožja Trnovskega gozda in Snežnika. Najobsežnejši del Slovenije ima maksimalne obtežbe od 150 do 200 kg in od 200 do 300 kg/m2„ V prvem razponu je veči_ na Bolonjske, dalje Koroška in porečje srednje Savinje,v drugem pa Kočevska, večina Snežnika in Javornikov, Hruši ca, Nanos, Trnovski gozd, Polhovgrajski Polomiti, Škofje loško-cerkljansko hribovje in obsežni deli porečja Save od Kranja navzgor. Najvičji predeli Snežnika, Trnovske¬ ga gozda, dalje Bohinjski greben in sploh Julijske Alpe, višja področja Kravank in Kamniških Alp ter Pohorja ima jo preko 500 kg/m2, naj višji vrhovi Julijskih Alp pa imajo obtežbo tudi preko 1000 kg/m2. V nasprotju s tem 28 področjem maksimalne snežne obtožbe imamo ob obali pas minimalne obtežbe z manj od 2b kg/m2. Prikazana raznolikost, ustvarjena na osnovi podatkov 18 postaj in ob upoštevanju splošnih snežnih razmer, pogo¬ jenih z reliefom, dokaj dobro osvetljuje problem maksi¬ malnih snežnih obtežb, istočasno pa govori o potrebi po zgostitvi mreže ustreznih postaj. „ 29 ~ III. ANALIZA VETROVNIH RAZIDE A. Dokumentacija Slovenija leži na prehodu med dvema velikima geografski ma enotama; Panonsko nižino in Jadranskim morjem. Ker je slednje pogosto jedro sekundarnega ciklona, skozi Du¬ najska vrata pa se razširi greben visokega pritiska v Panonsko nižino, nastane med obema navedenima geograf¬ skima enotama močan barični gradient in s tem pogoji za močne severovzhodne vetrove. Relief pa ne dovoljuje mo_č ne advekcije v smeri SV - JZ, saj potekajo glavne dinar sko-alpske planote pravokotno na to smer. Zato se močnej_ ši vetrovi razvijejo šele po tem, ko preide hladni zrak, prodirajoč proti Tržaškemu zalivu, Snežnik in Trnovski gozd, odnosno izkoristi nižje prevale med obema. To je znana burja, katere sunki presežejo na posebno ugodnih mestih tudi 200 km/uro. Taki mesti sta na primer Trst in Ajdovščina. Drugod na Krasu je treba računati z mož nimi hitrostmi 120 do 150 km, vendar so to le ocene, brez instrumentalnih meritev. Tudi za ostalo Slovenijo nimamo ustreznih instrumenta! lnih meritev. To more dati le autograf, anemograf. Pač pa imamo podatke o jakosti vetra, dobljene z Jildovo ploščico, le v manjši meri pa tudi podatke o hitrosti vetra, dobljene z ročnim anemometrom. B. Razdelitev v jakostnem področju Medtem, ko je burja najizrazitejša v hladni polovici le ta, imamo na področju, kjer ni burje, to je v kontinen¬ talni Sloveniji, najmočnejše vetrove v topli polovici le ta. Z ozirom na cilj naše študije, omogočiti pravilno - 30 - dimenzioniranje strešnih konstrukcij, pomeni gornja ugo¬ tovitev močno izravnavo pogojev. V kontinentalni Sloveni ji je odeja višja, vetrovi pa zaradi zimskega časa šib¬ kejši; na Krasu pa je odeja nižja, zato pa je veter (bur ja) mnogo močnejši. Tabela 3 višini snežne odeje Jakost v Bf, hitrost v km/ura 31 - To je razvidno tudi iz tabele 3» ki prikazuje za izbrane postaje nekaj podatkov o vetru v prvih 5 dneh po tem, ko je bila dosežena v posameznih.letih 1959 - 1968 maksimal na višina odeje o V 3. koloni je naveden dan., ko je bila dosežena maksimalna hitrost vetra. Upoštevanih pa je le prvih 5 dni s torej čas,, v katerem naj bi obstojala majhna verjetnost, da bi maksimalno visoka odeja mogla izgubiti občuten del vodne zaloge. Upoštevanih je vsega 11 postaj. Slovenijo, ležečo jugozahodno od Javornika in Trnovskega gozda, reprezentirajo postaje Ajdovščina, Kozina in Po¬ stojna, ostalo Slovenijo pa postaje Rateče, Maribor, Ljubljana, Šmartno, Novo mesto, Murska Sobota, Celje in Jezersko. Razlika med obema deloma Slovenije je očitna! Na jugoza- padu so jakosti 8 in več Bf, ostali del Slovenije pa ima največ 6 Bf. Za ugotovitev največj ^jakosti vetra je v tabeli,kot že omenjeno, upoštevanih le/brvih 5 dni po nastopu maksimal no visoke/>deje. Za tako odločitev, 5 dni, ni nikake čvr¬ ste fizikalne osnove. Temelji le na dveh premisah, ki si. cer nista statistično dokazani, sta pa plod dolgoletnega spremljanja vremenskih procesov. Premisi sta; a. da po zelo izdatnem sneženju dlje ne nastopi odjuga, temveč imamo stabilizacijo vremena, ki traja pri nas v poprečju 4-5 dni $ b. tudi ako nastopi odjuga poprej, obstojna j hna verjet¬ nost, da bi pričela snežnica odtekati, temveč ostane v snežni odeji, katere višina se sicer zmanjša, teža pa ostane več ali manj nespremenjena. 32 - Podatki v tabeli 3 so za 10 lotno obdobje, za postaje; Murska Sobota, Celje in Postojna pa so na razpolago ustrezna opazovanja, razvoj -vremena, le za 7 let. V vsakem primeru je to kratka opazovalna doba. Ker prika zani podatki niso dobljeni z registrirnimi instrumenti, obstoja velika verjetnost, da najmočnejši sunki vetra niso bili opaženi, zlasti še, ker je v nočnih urah (v zimskih mesecih torej več kot polovice dneva) opazova nje zelo oteženo. Zaradi obeh pomanjkljivosti, kratke opazovalne dobe in neustreznega instrumenta bi bilo smiselneje, ako opustimo delitev Slovenije v posamezne, enote, ampak upoštevamo le okvirno delitev v jugozapad no tretjino, ki leži jugozapadno od Snežnika in Trnov¬ skega gozda, in ostalo Slovenijo; in dalje, ako pri pre tvarjanju iz Bf v m/sek ne vzamemo srednje vrednosti, temveč gornjo mejo. Tako dobljeni vrednosti sta; za ju¬ gozapadno tretjino 24 m/sek, za ostalo, notranjo Slove¬ nijo, pa 14 m/sek. 33 - IV. SKLEP Dokumentacija v obliki 20 letnih maksimalnih višin sne¬ žne odeje za 150 postaj je ustvarila zaradi svoje obsež nosti varljivo sliko. Študija naj bi pripeljala, do'hitre, ga rezultata, in sicer na osnovi dobre korelacije med vi šino snežne odeje in njeno težo. Analiza je pokazal®,, da Slovenija v pogledu nastajanja snežne odeje ne predstav lja enotnega področja. Snežna odeja, njeno nastajanje in izginjanje, ni odvisna le od absdhlutnc višine podro čja in oddaljenosti od dinarsko-alpske pregrade, temveč tudi od stopnje aktivnosti sredozemskih depresij. Podro čje, ki pride pod vpliv depresij pa je spremenijivo■in prav ta poteza je zasukala potek študije na pot novega iskanja; saj je dokumentacija, ki je v prvih pripravah pomenila trdno osnovo za uspešen zaključek dela, posta la, vsaj za zastavljeni cilj, več ali manj neprimerna. Na koncu iskanja novih poti so ostale na uporabo le ma loštevilne postaje s podatki o izmerjeni teži odeje. Srečen slučaj, da je med maloštevilnimi zimami, v kate. rih so se opazovanja teže odeje vršila na 18 postajah, bila tudi s snegom izjemno dobro založena zima 1968/ 1969, jo omogočil izdelavo ustrezne skice, izdelane na osnovi suponirane 17 letne opazovalne dobre. Primerjava prvotne dokumentacije, ki je obsegala 20- letni niz za 150 postaj z novo dokumentacijo le 18 po staj s krajšim nizom, je dovoljevala na prvi pogled kaj majhne možnosti za usjpeh zastavljene študije. In vendar je uspeh prijemljiv. 34 Do te študije ni bilo nikake pravilne ocene za mesto izjemne obtežbe v Ljubljani 1952 (2#§ kg/m2). Sedaj vemo, da s tolikšno obtežbo ne moremo računati na vsakih 100 let. Nikake slike ni bilo o tem, kaj naj bo osnova za di¬ menzioniranje strešnih konstrukcij v naših glavnih, največjih mestih, kot so Ljubljana, Maribor, Celje in druga. Danes vemo, da je obstoječi normativ 125 kg/m2 zelo blizu dejanskih kritičnih obtežb teh krajev. Pomanjkanje slehernih preverjenih podatkov o kriti¬ čnih obtežbah v pasu največje gospodarske aktivnosti, to je do absolutne višine ca 500 m, ni dovoljevalo ni ■kakršnih ocen o prostorski razporeditvi kritičnih o- bremenitev. Sedaj vemo, da leže naša najnižja podro¬ čja na vzhodu v pasu s pod 100 kg/m2? v visogem svetu s preko 2000 m pa smemo računati s preko 1000 kg/m2, V Julijskih Alpah pa smemo v višinah od 700 do 1500 m računati z vrednostmi preko 500 kg/m.2, in ista obre¬ menitev velja tudi za najvišja mesta Trnovskega gozda in Snežnika. Končno so tu še podatki o jakosti odnosno hitrosti vetra. Prevladovalo je mnenje, da je reden pojav p_o večana hitrost vetra pred prehodom fronte, po preho du pa zavlada relativno zatišje. Podatki o maksimalnih hitrostih vetra v petih dnevih, potem, ko.je v posameznih letih bila zabeležena najvi šja snežna odeja, pokažejo povsem drugo sliko. Ta pa je-taka, da je statik ne more obiti, saj moramo v no 35 - tranji Sloveniji računati s hitrostmi 14 m/sek, v pasu burje pa celo s 25 m/sek. Vsi navedeni podatki pomenijo za statika - projektanta strešnih konstrukcij še neobdelano področje, klimatolo ški službi pa napotek za zgostitev mreže ustreznih opa zovanj o 36 VIRI IN LITERATURA 1. Milan Jeran, dipl, ing., Sekretariat za urbanizem. Raz¬ govor dne 23.6.1956. 2. Nosan B.: Trajanje snežne odeje v Sloveniji. Arhiv HMZ SRS. Ljubljana 1955. 3. Hann J.: Handbuch der Klimatologie, B.D.I: Allgemeine Klimalehre, Stuttgart 1932. obtežba 4. Povše M.: Maksimalna snežna v Sloveniji za dobo 1949 do 1958. Arhiv HMZ SRS. Ljubljana 1961. 5. Flohn H.: Witterung und Klima in Mitteleuropa. Stuttgart 1954. 6. Furlan D.: Padavine v Sloveniji, Geografski vestnik VI. SAZU. Ljubljana 1961. 7. Reya 0.: Padavine na Slovenskem v dobi 1919-1939. Geog. vestnik IVI. Ljubljana 1940. 8. Furlan D.: Padavinske karte Slovenije za obdobje 1925- 1956. Arhiv HMZ-SRS. Ljubljana 1959. 9. Klimatski oris hitrih cest v Sloveniji. Arhiv HMZ-SRS. Ljubljana 1969. 10. Furlan D.: Zona maksimalnih padavin v Julijskih Alpah in njena utemeljitev. Razprave X. Ljubljana 1968. 11. Furlan D.: Temperature v Sloveniji. Institut za geog. SAZU. Ljubljana 1965. 12. Scherhag R.: Neue Methoden der Wetteranalyse und V/etter- prognose. 13. Hromov P,S.: Einfuhrung in die synoptische Wetteranalyse. Wien 1940. 14. Furlan D.: Nekaj novejših podatkov o padavinah v Ju¬ lijskih Alpah. Letno poročilo met. službe za leto 195^» Ljubljana 1955. 15. Reya 0.: Padavinska karta Slovenije. Zavod za geodezijo in geodinamiko. Ljubljana 1945. 37 16, Furlan D.: Snežne padavine v Sloveniji od 11. do 15. februarja 1952, Geog. zb.SAZU, Ljubljana 1955. 17. Caspar W.: Die Schneelast in Bade«i-Wurtenberg. Deutscher Uetterdienst, Zentralamt, Ofenbach/M 1965, 18i Vujevič P c : Klimatološka statistika. Beograd 1956. 19. Conrad V and Pollak H,: Methods in Climatology, Cambrid¬ ge 1950. 20. Linsley R.K., Kohler M,A., Paulus J.H.: Hydrology for Engineers.c Mc Graw-Hill Book Company. New York, Toronto, London .1958« 21. Stefan H.: Ein Einheitliches Verfahren zur Bestimmung von Hochwasserheufigkeiten. Wasserv/itschaft 1968, H 8. Stuttgart 1968. 22. Rubinstein E.S,: Metodi klimatičeskoj obr.abotki meteo- rologičeskib nabludenii, vip.l., 1937. Ciftano v: Klimat Kirgizskoj SSR, Frunze 1965.