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

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.

Slika 1: Položaj ulaza spilje Veternice

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 -30ĄC do 50ĄC, 0-100% relativne vlage. Uređajima se upravlja preko PC računala (programiranje, očitavanje i analiza podataka pomoću programa BoxCar Pro 4.2).

Slika 2: Elektronički termohigrograf Hobo Pro RH/Temp

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).

Slika 3: Ručni anemometar TurboMeter

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.

Slika 4: Položaji mjernih točaka

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 ĄC 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.

Slika 5: Temperatura zraka ispred spilje (T2) i u Koncertnoj dvorani (T1)

Slika 6: Vlaga zraka ispred spilje (T2) i u Koncertnoj dvorani (T1)

Tablica 1: Minimalne, maksimalne i prosječne vrijednosti temperature i vlage zraka na T1 i T2

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.

Slika 8. Ovisnost brzine strujanja zraka o porastu temperature zraka na T5

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 CĄ, a na T2 (izvan domašaja hladnog strujanja iz spilje) je zabilježeno 22,2 CĄ

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, Schreber
1774) 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