by Škola: OŠ Antuna Augustinčića, V. Nazora 2a, 10290 Zaprešić
Učenici: Marinko Barišić. Josip Brešić, Ivan Grgurić, Dean Maleković, Goran Studak, Hrvoje Škrlin-Vučina.
Nastavnik-mentor: Nenad Buzjak, prof.
Mentor: Doc. dr. sc. Anita Filipčić, Geografski Odsjek PMF
Godina: 2001.
Uvod
Spilje i jame se kao podzemni reljefni oblici odlikuju posebnim mikroklimatskim značajkama. One su najuočljivije u hodu temperature i vlage zraka. Za razliku od površine gdje su promjene vrlo velike, u spiljama i jamama one su s udaljavanjem od ulaza sve manje. Ovisne su o mikroklimatskim značajkama područja u kojem se nalaze, morfologiji kanala i značajkama ulaza koji ih povezuju s površinom. Temperatura zraka u podzemlju je slična srednjoj godišnjoj temperaturi zraka područja u kojem se spilja/jama nalazi, a relativna vlaga zraka je cijele godine vrlo visoka (90-100%). Pojedine speleološke pojave, poput spilje Veternice, poznate su po strujanju zraka (vjetru). Na njegovu pojavu i značajke utječu brojni čimbenici: temperatura zraka površine i podzemlja, vlaga i tlak zraka itd. (Cigna 1968; Malinar 2000). Mikroklimatske značajke spilja i jama bitne su za proces oblikovanja kanala, njihov živi svijet i mogućnosti gospodarskog iskorištavanja kao što je uređenje za posjete turista (Božić 1999).
Cilj istraživanja
Cilj istraživanja bio je utvrditi mikroklimatske značajke ulaznog dijela spilje Veternice u višednevnom vremenskom razdoblju. Prikupljeni su podaci o dnevnom hodu temperature i vlage zraka tijekom 8 dana, te trenutačnom zračnom strujanju po kojem je spilja poznata. Analizom prikupljenih podataka određen je odnos i razlike u dnevnom i tjednom hodu unutarnje temperature i vlage zraka, te ovisnost strujanja zraka o promjeni temperatura zraka.
Dosadašnja istraživanja
Prema dostupnim podacima u spilji Veternici su nekoliko puta do sada obavljana meteorološka mjerenja različitog karaktera. Rezultate svojih mjerenja objavio je M. Malez (Malez 1965). U okviru biospeleoloških istraživanja mjerenja meteoroloških elemenata obavljala je B. Žulić (Žulić 1960), a u novije vrijeme mjerenja termohigrografima u duljem razdoblju D. Hamidović (Hamidović 1997). U sklopu pripreme ovog projekta obavljena su mjerenja trenutačne temperature i vlage, te strujanja zraka u ulaznom dijelu spilje čiji su rezultati također objavljeni (Buzjak 2000).
Područje istraživanja i metode
Spilja Veternica nalazi se na južnim padinama jugozapadnog dijela Medvednice (sl. 1). Ulaz je na nadmorskoj visini od 320 m, okrenut prema jugu. Smješten je u uskoj potočnoj dolini smjera pružanja od SSI prema JJZ. Ispred ulaza je prostrani plato nastao nasipavanjem materijala iskopanog u spilji. Okolica ulaza obrasla je gustom šumom.
Spilja Veternica nalazi se na južnim padinama jugozapadnog dijela Medvednice (sl. 1). Ulaz je na nadmorskoj visini od 320 m, okrenut prema jugu. Smješten je u uskoj potočnoj dolini smjera pružanja od SSI prema JJZ. Ispred ulaza je prostrani plato nastao nasipavanjem materijala iskopanog u spilji. Okolica ulaza obrasla je gustom šumom.
Mjerenje temperature i relativne vlage zraka obavljeno je elektroničkim termohigrografima (sl. 2) i ručnim obrtnim psihrometrom. Elektronički termohigrografi su tipa Hobo RH/Temp proizvođača Onset Computer Corporation (SAD). Raspon mjerenja instrumenata je -30°C do 50°C, 0-100% relativne vlage. Uređajima se upravlja preko PC računala (programiranje, očitavanje i analiza podataka pomoću programa BoxCar Pro 4.2).
Ručnim obrtnim psihrometrom sa mokrim i suhim živinim termometrima mjerena je trenutačna temperatura i vlaga zraka. Smjer zračnog strujanja određen je pomoću dima svijeće, a mjerenje brzine pomoću anemometra TurboMeter (Davis Instruments, SAD). Raspon mjerenja
instrumenta je 0-44,8 m/s, s rezolucijom od 0,1 m/s i pouzdanošću od 0,1 m/s (sl. 3).
Mjerenja su obavljena na šest točaka (sl. 4). Na točkama 1 i 2 mjerenje je obavljeno elektroničkim termohigrografima u 8-dnevnom razdoblju. Točka 1 nalazi se na početku “Koncertne dvorane” – proširenju kanala 65 m daleko od ulaza. Točka 2 nalazi se na desnoj padini doline oko 8 m iznad ulaznog platoa. Točke 3 i 4 su otvori u zidu u koji su vrata ugrađena. Vrata su dimenzija 195 x 101 cm. Budući da su zatvorena, u zidovima su ostavljeni otvori poznati po vrlo jakom vjetru. Njihove dimenzije su 20 x 27 cm (desni) i 23 x 20 cm (lijevi). Točka 5 je uz rub padine doline 14,6 m od ulaza (kraj klupe), a točka 6 na rubu platoa 21 m od ulaza. Na točkama 3-6 obavljena su mjerenja trenutačnih vrijednosti 9. lipnja 2001. u 10 i 14 sati obrtnim psihrometrom i anemometrom.
Rezultati istraživanja
a) Temperatura i relativna vlaga zraka
Mjerenja temperature i relativne vlage zraka dala su pretpostavljene rezultate. S obzirom na toplo godišnje doba, temperatura zraka je na površini viša nego u istraživanom dijelu spilje, dok su vrijednosti relativne vlage zraka obrnute (sl. 5 i 6). Promjene u unutrašnjosti spilje za vrijeme mjerenja bile su vrlo male (temperature 0,1 °C i vlage zraka 0,9%). Ovi se rezultati općenito poklapaju s onima poznatim od ranije (Malez 1965; Buzjak 2000).
U tablicama 1 i 2 prikazane su maksimalne, minimalne i prosječne vrijednosti temperature i relativne vlage zraka na T1 i T2.
Tablica 1: Minimalne, maksimalne i prosječne vrijednosti temperature i vlage zraka na T1 i T2
| T2 | T2 | |||
|---|---|---|---|---|
| t °C | vlaga % | t°C | vlaga % | |
| Min | 7, | 44,8 | 8,63 | 100,2 |
| Max | 23,84 | 99,8 | 8,73 | 101,1 |
| Prosjek | 16,52 | 75,07 | 8,66 | 100,6 |
U unutrašnjosti spilje termohigrograf je zabilježio vrijednosti relativne vlage veže od 100%. Prema podacima proizvođača to nije pogreška instrumenta, nego posljedica potpune zasićenosti zraka vlagom zbog čega dolazi do kondenzacije i pojave kapljica na površini instrumenta.
b) Strujanje zraka
Spilja Veternica je od davnine poznata po vjetru koji puše na njenom ulazu i po kojem je dobila ime. Vjetar je važan čimbenik koji utječe na klimu speleoloških pojava jer je najbrži način izmjene zraka različitih obilježja između površine i podzemlja (Buzjak 2000). Smjer strujanja zraka u prizemnom sloju bio je usmjeren prema van, a pod stropom kanala prema unutrašnjosti spilje. Rezultati mjerenja brzine strujanja zraka prikazani su na sl. 7.
Najbrže strujanje zabilježeno je na desnom otvoru zida (T4). Mjerili smo i u kanalu. Strujanje se osjeća, ali je tako slabo da ga naš instrument nije mogao zabilježiti (manje od 0,1 m/s što je beznačajno). Dakle, brzina strujanja u spiljskom kanalu povećava se sa smanjenjem promjera kanala ili otvora kroz koji struju zrak (Buzjak 2000).
Na svim je točkama, osim na T6, primijećen porast brzine strujanja zraka s porastom temperature zraka. To potvrđuje ovisnost značajki strujanja zraka o razlici između unutarnje i vanjske temperature zraka (Buzjak 2000; Cigna 1968; Malinar 2000). S porastom vanjske temperature zraka u odnosu na stalniju unutarnju temperaturu raste i brzina strujanja zraka. To najbolje potvrđuje slika 8.
Kao i raniji istraživači primijetili smo i zabilježili postojanje dva sloja zraka pred ulazom: prizemnog hladnijeg sloja koji je strujao iz spilje i višeg toplijeg sloja koji. Na T5 visina sloja hladnog zraka koju smo odredili osjetom strujanja hladnijeg zraka bila je do 47,5 cm, a na T6 27 cm. Hladni zrak je teži, pa se zadržava i struji uz tlo. Njegov se utjecaj osjeća i do oko 20 metara daleko od ulaza (T5 i T6). Temperatura zraka na T5 pri tlu u 14 sati bila je 14,5 °C, a na T2 (izvan domašaja hladnog strujanja iz spilje) je zabilježeno 22,2 °C
Zaključak
Mjerenje temperature i relativne vlage zraka u 8-dnevnom razdoblju u ulaznom dijelu spilje Veternice pokazalo je vrlo male promjene vrijednosti u spiljskom kanalu. Temperatura zraka je na površini viša nego u istraživanom dijelu spilje, dok su vrijednosti relativne vlage zraka obrnute.
Mjerenjem je dokazano da brzina strujanja zraka raste s porastom razlike između vanjske i unutarnje temperature zraka. Ispred spilje zabilježen je prizemni sloj hladnog spiljskog zraka koji je strujao prema van. Najviše brzine vjetra zabilježene su na uskim otvorima u izgrađenom zidu na ulazu u spilju. To pokazuje ovisnost brzine strujanja zraka o promjeru otvora ili kanala kojim zrak struji (vjerojatno uz utjecaj ostalih čimbenika).
Literatura
Božić, V. 1999: Speleološki turizam u Hrvatskoj. 1-168, Naklada “Ekološkog glasnika”, Zagreb
Buzjak, N. 2000: Meteorološki elementi u ulaznom dijelu spilje Veternice. Speleozin, 13, 35-39
Cigna, A. 1968: Air circulation in caves. Proceedings of the 4th Int. Congress of Speleology, 43-49, Ljubljana
Čulić, B. 1960: Ekologija nekih vrsta Chiroptera u Hrvatskoj. Disertacijska radnja, Sveučilište u Zagrebu
Hamidović, D. 1997: Hibernacija velikog topira (Rhinolophus ferrumequinum, Schreber1774) i južnog topira (Rh. euryale, Blasius 1853) (Mammalia, Chiroptera) u spilji Veternici kraj Zagreba, diplomski rad, PMF, Zagreb, 51 str.
Malez, M. 1965: Pećina Veternica u Medvednici. I. Opći speleološki pregled. II. Stratigrafija kvartarnih taložina. Acta geologica, V., 185-190
Malinar, H. 2000: Špiljska meteorologija. u: Bakšić, D., Lacković D., Bakšić A. (ur.): Speleologija. 301-310, PDS “Velebit”, Zagreb