In this paper hydrological scenarios of changes in the long-term mean annual and the mean monthly runoff due to the climate change in the upper part of the Hron River basin were evaluated. The Hron river basin was selected as a representative mountainous basin in Central Slovakia. An empirical raster-based and a conceptual hydrological balance model were used for modelling changes in runoff with an annual and monthly time step. Both models were calibrated using data from a standard period 1951-1980, which is considered to be representative for the distribution of runoff in unchanged conditions. Four different climate change scenarios were used in the study. Two scenarios were downscaled from the outputs of the CCCM and GISS Global Circulation Models (GCMs), the others represent analogies with warmer climatic periods in the past. The runoff change scenarios developed for the upper Hron River basin for future time horizons 2010, 2030 and 2075 show the decrease in the long-term mean annual runoff and changes in the runoff distribution within the year. and V článku sú odvodené scenáre zmien dlhodobých priemerných ročných a priemerných mesačných prietokov, vyjadrujúce možný vplyv zmeny klímy na odtok v budúcnosti na povodí horného Hrona. Na modelovanie dlhodobých priemerných ročných prietokov bol použitý rastrovo-orientovaný empirický model hydrologickej bilancie, na modelovanie priemerných mesačných prietokov bol použitý koncepčný hydrologický bilančný model so sústredenými parametrami. Obidva modely boli kalibrované na údajoch z obdobia 1951-1980, ktoré sme považovali za reprezentatívne obdobie pre nezmenené podmienky hydrologického režimu. Ako scenáre zmeny klímy boli použité scenáre CCCM a GISS, regionalizované z najnovších výstupov globálnych cirkulačných modelov atmosféry, a scenáre SD a WP, vyvinuté v rámci Národného klimatického programu SR na základe analógie s teplými obdobiami v minulosti u nás. Scenáre zmeny odtoku, odvodené pre časové horizonty 2010, 2030 a 2075 ukazujú možný pokles dlhodobých priemerných ročných prietokov, ako aj zmenu priemerných mesačných prietokov na povodí horného Hrona v budúcnosti.
In this paper the seasonality of summer, winter and annual maximum discharges in mid-sized catchments of Slovakia was analysed. The seasonality measure represents an important indicator of flood processes and can be used as a pooling characteristic in regional flood frequency analysis. The seasonality characteristics such as mean date of flood occurrence (DQ) and seasonal concentration index (r) were derived in 142 Slovak catchments, with the lengths of observation 20 to 70 years. The DQ value represents the fictive centre of the occurrence of Qmax within a year and the weighted value of all dates of Qmax occurrence; the index r expresses a measure of the variability of the date of occurrence and it is based on the principles of directional statistics. The analysis of summer, winter and annual flood seasonality in the territory of Slovakia showed that a majority of the catchments show higher potential for summer floods than winter floods. Catchments with high flood risk are located mainly in the flysch region of Slovakia, the Spis Region and the Laborec Mountains, the Slovenske Rudohorie, the Slovenske stredohorie Mts. and the Fatra Region. and Predložený príspevok sa zaoberá analýzou charakteristík sezónnosti letných, zimných a ročných maximálnych prietokov na vybraných povodiach Slovenska. Charakteristiky sezónnosti sú významným ukazovateľom procesu tvorby povodní, a sú často typizačnou hodnotou pre následné regionalizačné analýzy. Do procesu vyhodnocovania sezónnosti letných, zimných a ročných maximálnych prietokov bolo vybraných 142 povodí Slovenska s radom pozorovaní do roku 2001 s dĺžkou časového radu od 20 do 70 rokov. Sezónnosť bola definovaná dvoma charakteristikami: priemerným dňom výskytu povodní (DQ) a indexom sezónnej koncentrácie r. Veličina DQ charakterizuje fiktívne ťažisko výskytov Qmax v kalendárnom roku a v jej hodnote sú vážené všetky dátumy výskytov prietokov. Index sezónnej koncentrácie maximálnych ročných prietokov (r) indikuje rozptyl dní výskytu maximálnych prietokov v priebehu roka a jeho výpočet je založený na princípoch teórie centroidných dát (directional statistics). Na základe vykonanej analýzy bolo možné začleniť povodia Slovenska z hľadiska náchylnosti na výskyt povodní v jednotlivých ročných sezónach do viacerých oblastí. Za najrizikovejšie oblasti sa javia povodia západného flyšového pásma, povodia v oblasti Spiša, Šariša, Slovenského Rudohoria, Slovenského stredohoria a FatranskoTatranskej oblasti, a to z hľadiska výskytu letných ako aj ročných maximálnych prietokov.
The potential impact of climate change on the mean monthly runoff in the upper Hron River basin, which was chosen as a representative mountainous region in Central Slovakia, was evaluated. A conceptual hydrological balance model calibrated with data from the period 1971-2000 was used for modelling changes in runoff with monthly time steps. Changes in climate variables in the future were expressed by two different climate change scenarios developed within the framework of the CECILIA (Central and Eastern Europe Climate Change Impact and Vulnerability Assessment) project. The climate change scenarios were constructed using the pattern scaling method from the outputs of transient simulations made by 2 GCMs - ECHAM4/OPYC3 and HadCM2 (Dubrovský et al., 2005). The runoff change scenarios for the selected basin in the future time horizons of 2025, 2050 and 2100 show changes in the runoff distribution within a year. Changes in the seasonal runoff distribution were compared with previous results (Danihlík et al., 2004), which were achieved with climate change scenarios developed from the outputs of the CCCM97 and GISS98 global circulation models. and Článok sa zaoberá skúmaním vplyvu možnej zmeny klímy na sezónne rozdelenie odtoku na povodí horného Hrona. Na modelovanie priemerných mesačných prietokov bol použitý koncepčný model hydrologickej bilancie v mesačnom kroku, s parametrami kalibrovanými na referenčné obdobie 1971-2000. Zmeny klimatických charakteristík boli vyjadrené podľa 2 klimatických scenárov, spracovaných pre povodie horného Hrona v rámci projektu 6 RP CECILIA (Central and Eastern Europe Climate Change Impact and Vulnerability Assessment). Klimatické scenáre boli spracované na základe výstupov tranzietných simulácií 2 globálnych cirkulačných modelov ECHAM4/OPYC3 a HadCM2 (Dubrovský et al., 2005) pre budúce časové horizonty 2025, 2050 a 2100. Podľa hydrologických scenárov priemerných mesačných prietokov možno v budúcnosti na povodí horného Hrona predpokladať zmeny sezónneho rozdelenia odtoku. Predpokladané zmeny sezónneho rozdelenia odtoku sú konzistentné s výsledkami dosiahnutými v predchádzajúcich prácach (Danihlík et al., 2004), v ktorých boli hydrologické scenáre odtoku na povodí horného Hrona spracované na základe klimatických scenárov, založených na výstupoch globálnych cirkulačných modelov CCCM97 a GISS98.
The objective of this study is to analyse the spatial variability of seasonal flood occurrences in the Upper Danube region for the period 1961-2010. The analysis focuses on the understanding of the factors that control the spatial variability of winter and summer floods in 88 basins with different physiographic conditions. The evaluation is based on circular statistics, which compare the changes in the mean date and in the seasonal flood concentration index within a year or predefined season. The results indicate that summer half-year and winter half-year floods are dominant in the Alps and northern Danube tributaries, respectively. A comparison of the relative magnitude of flood events indicates that summer half-year floods are on average more than 50% larger than floods in winter. The evaluation of flood occurrence showed that the values of seasonal flood concentration index (median 0.75) in comparison to the annual floods (median 0.58) shows higher temporal concentration of floods. The flood seasonality of winter events is dominant in the Alps; however, along the northern fringe (i.e. the Isar, Iller and Inn River) the timing of winter half-year floods is diverse. The seasonal concentration of summer floods tends to increase with increasing mean elevation of the basins. The occurrence of the three largest summer floods is more stable, i.e. they tend to occur around the same time for the majority of analysed basins. The results show that fixing the summer and winter seasons to specific months does not always allow a clear distinction of the main flood generation processes. Therefore, criteria to define flood typologies that are more robust are needed for regions such as the Upper Danube, with large climate and topographical variability between the lowland and high elevations, particularly for the assessment of the effect of increasing air temperature on snowmelt runoff and associated floods.