RESEARCH PAPER
Climate change research
 
 
More details
Hide details
1
Katedra Agrometerologii, Uniwersytet Przyrodniczy, ul. Piątkowska 94, 60-649 Poznań, Poland
 
 
Publication date: 2022-04-11
 
 
Acta Agroph. 2010, 4(183), 1-142
 
KEYWORDS
ABSTRACT
The next chapter uses the records of mean daily precipitation during the period of 1954-2003 gathered from 7 stations located in the Baltic coast. The annual variability patterns of precipitation and the occurrences of weak and heavy precipitation were analyzed. Using selected characteristics (annual amplitudes of monthly precipitation, irregularity index, precipitation semi period) the following parameters were determined: the level of pluvial continentalism and the season of maximum concentration of precipitation, as well as the dependence of the atmospheric precipitation on regional advection of air masses. Chapter 4 was also devoted to precipitation analysis, it used monthly the results of the atmospheric precipitation measurements conducted in the period of 1951-2005 in 6 meteorological stations located in the middle section of the Oder catchment area. The work examined the variability of precipitation and trends of the changes in different time ranges on the basis of the analysis of 30-year moving sequences. The statistical measurements of precipitation were presented (means, variation coefficient, standard deviation and values of quantiles 10 and 90%), as well as the linear functions illustrating the trends in precipitation changes both during 4 seasons and annually. The results indicate that there is a downward trend in the precipitation but the variability is on the increase; the amount of precipitation and its variability increase in winter, whereas they tend to decrease in spring and autumn. The amount of precipitation influences the amount of water in the environment, its shortage leads to drought which can be described using various indexes. Two of them were used in the following chapter: one is the standard precipitation index SPI, which was estimated on the basis of precipitation during the warm half-year (IV-IX) as well as particular months, and the other is the standardized index of climatic water balance. The research used meteorological data from Wrocław-Swojec station, gathered during the period of 1964-2006. The obtained results indicate heavy precipitation shortage in the region of Wrocław. The biggest negative climatic water balance was observed in 1992 and in the very year both indexes defined drought as extreme. Statistically confirmed increase of air temperature in the years 1964-2004, as well as the downward trend in precipitation, makes the water shortage even worse. The classification of droughts according to two indexes SPI and SCWB gave almost the same quantitative results only the intensity was differently qualified. The next two chapters were devoted to the length of snow cover lingering and snowfall. Chapter 6 examined the data gathered in the period of 1951-2008 from 83 meteorological stations in the area of the whole Poland. The number of days with different thickness of snow cover during two seasons was analyzed: October-May and December-March, as well as the frequency of occurrence of snow cover, length of its lingering, and the medium and maximum thickness of the snow cover. Chapter 7 uses the observations from the meteorological station of the Jagiellonian University gathered in the period of 1951-2008. Long-term changes in the dates of occurring and declining of snow precipitation, the length of the snowy period and also the number of days with snow precipitation and the level of precipitation were analyzed. The trends of changes in the whole winter season and individual months from November to March were studied, both for the 58-year research period and for shorter 30-year periods. The work estimated also the dependence of the number of days and the level of snow precipitation on the index of the regional atmospheric circulation and NAO. It is interesting that, despite noticeable warming, the length of the snowy season in Kraków increases by nearly 4 days every 10 years. A very important scientific task is to determine how the climate changes influence various ecosystems. One of the possible methods of addressing this question are the measurements of the fluxes of mass and energy exchanged between the surface and the atmosphere, particularly the measurements of greenhouse gases such as CO2 and H2O. Unit 8 presented in great detail the Eddy Covariance method used to measure the exchange of the gases between a peat bog and the atmosphere; additionally, the water use efficiency index (WUE) was determined. The measurements were conducted in 2004 in Rzecin. The WUE is a good ecosystem index helpful to estimate the amount of water needed for evapotranspiration and assimilation of CO2 from the atmosphere by a given ecosystem. The presented results show the seasonal variability of this index. In the first quarter of the year, the WUE ranged from 0.8 to about 1.5 g (C-CO2) kg–1(H2O) (a gram of carbon in the form of carbon dioxide per a kilogram of water), while during the full vegetation period, it was 2.8 g (C-CO2) kg–1(H2O). Surprisingly, it turned out that during the autumn-winter period this coefficient continued to grow, which appears to be specific only for wetland environments. The aim of the last chapter of the monograph was to show the capabilities of the Weather Research and Forecasting (WRF) model. The model was used to prepare the weather forecast for countries in the central Europe, especially for the territory of Poland. The paper shows the flowchart for the WRF Modeling System Version 2.2 and the short description of the main blocks. It describes the way of assimilation of the WRF model to Polish climate conditions. It shows the way of preparing climate simulations by means of outputs of ECHAM5 model including different scenarios of CO2 emissions.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Badania zmian klimatu
zmiany klimatu w Polsce, zmienność opadów, temperatury powietrza i usłonecznienia, rodzaje opadów i pokrywy śnieżnej, komponenty wrażliwe na zmiany klimatu, standardowy indeks opadów SPI, strumienie energii i masy wymieniane pomiędzy podłożem a atmosferą, metoda kowariancji wirów, wskaźnik efektywności wykorzystania wody (WUE), asymilacja modelu WRF do polskich warunków klimatycznych, modelowanie warunków klimatycznych
Niniejsza publikacja zawiera wybrane zagadnienia związane z badaniami nad zmianami klimatycznymi obserwowanymi w Polsce. W 1 rozdziale pracy analizowano zmienność opadów, temperatury powietrza i usłonecznienia na podstawie danych zebranych z 14 stacji synoptycznych rozmieszczonych w Wielkopolsce i na terenach przyległych za okres 1966-2005. Dla opadów rozpatrywano ich sumy oraz liczbę dni z opadami o wartościach co najmniej 3 i 20 mm, analizowano liczbę dni z przymrozkami i temperaturami co najmniej 25 i 30°C. Dynamikę zmian wymienionych wyżej elementów klimatu badano za pomocą regresji liniowej przyjmując dwa poziomy istotności statystycznej 0,05 i 0,10. W rozdziale prezentowane są kierunki zmian czynników termicznych i wilgotnościowych, na podstawie których można snuć przypuszczenia co do wielkości ocieplenia klimatu w bliższej lub dalszej przyszłości na terenie Niziny Wielkopolskiej. W rozdziale 2 wykonano analizę rodzajów opadów i pokrywy śnieżnej, uznając je za ważne komponenty systemu klimatycznego, wrażliwe na zmiany klimatu. W tym celu wykorzystano dane dotyczące opadów i temperatury, ze stacji w Krakowie z lat 1958-2008. W opracowaniu pokazano m.in. związek opadów śniegu oraz opadów burzowych z wysokością temperatury powietrza. W kolejnym rozdziale wykorzystano średnie dobowe sumy opadów z lat 1954-2003 zebrane dla 7 stacji położonych w strefie wybrzeża Bałtyku. Analizowano roczne przebiegi zmienności opadów oraz częstości opadów słabych i silnych. Za pomocą wybranych charakterystyk (roczne amplitudy miesięcznych sum opadów, wskaźnik nierównomierności i półokres opadowy) określono stopień kontynentalizmu pluwialnego i porę maksymalnej koncentracji opadów, a także zależność opadów atmosferycznych od regionalnej adwekcji mas powietrza. Rozdział 4 również poświęcono analizie opadów, wykorzystano miesięczne wyniki pomiarów sum opadów atmosferycznych z 6 stacji meteorologicznych, położonych w dorzeczu środkowej Odry z lat 1951-2005. W pracy rozpatrywano zmienności opadów i tendencji zmian w różnych skalach czasowych na podstawie analizy 30-letnich ciągów ruchomych. Przedstawiono miary statystyczne opadów (średnie, współczynnik zmienności, odchylenie standardowe i wartości kwantyli 10 i 90%), a także funkcje liniowe opisujące tendencje zmian opadów w 4 sezonach i roku. Z badań wynika, że dla lata oraz całego roku zachodzi tendencja malejąca opadów, ale rośnie ich zmienność, zimą rosną sumy opadów i ich zmienność, a wiosną i jesienią obserwuje się tendencję malejącą opadów i ich zmienności. Konsekwencją sumy opadów jest ilość wody w środowisku, jej niedobór prowadzi do suszy, którą można opisywać różnymi wskaźnikami. W kolejnym rozdziale wykorzystano dwa wskaźniki: wskaźnik standaryzowanego opadu SPI, który szacowano na podstawie sumy opadów z półrocza ciepłego (IV-IX), jak i z poszczególnych miesięcy oraz standaryzowany wskaźnik klimatycznego bilansu wodnego. Do badań wykorzystano dane meteorologiczne ze stacji Wrocław-Swojec z lat 1964-2006. Uzyskane wyniki wskazują na głęboki niedobór opadów w rejonie Wrocławia. Największy ujemny klimatyczny bilans wodny wystąpił w roku 1992 i w tym właśnie roku oba wskaźniki zdefiniowały suszę jako ekstremalną. Potwierdzony statystycznie wzrost temperatury powietrza w latach 1964-2004 oraz spadkowa tendencja sum opadów, pogłębia deficyt wilgotnościowy. Klasyfikacja susz według dwóch wskaźników SPI i SCWB dawała niemal identyczne wyniki ilościowe, jedynie różnie kwalifikowała ich intensywność. Kolejne dwa rozdziały poświęcono długości zalegania pokrywy śnieżnej oraz opadom śniegu. W rozdziale 6 wykorzystano dane z lat 1951-2008 zebrane na 83 stacjach meteorologicznych z terenu Polski. Analizowano liczbę dni z pokrywą śnieżną o różnej grubości w dwóch sezonach: październik-maj oraz grudzień-marzec oraz częstość pojawiania się pokrywy śnieżnej, czas jej zalegania, a także średnią i maksymalną grubość. W rozdziale 7 wykorzystano obserwacje ze stacji meteorologicznej Uniwersytetu Jagiellońskiego z lat 1951-2008. Analizowano długookresowe zmiany w datach pojawiania się i zanikania opadów śniegu, długości okresu śnieżnego, liczby dni z opadami śniegu oraz wysokości opadów. Badano trendy zmian w całym sezonie zimowym i w poszczególnych miesiącach od listopada do marca, zarówno w 58-letnim okresie badań, jak i w krótszych okresach 30-letnich. W pracy oceniono także zależność liczby dni oraz wysokości opadów śniegu od wskaźnika regionalnej cyrkulacji atmosferycznej oraz NAO. Interesujące jest, że pomimo zauważalnego ocieplenia, w Krakowie zwiększa się długości trwania sezonu śnieżnego o blisko 4 dni na 10 lat. Bardzo ważnym zadaniem dla nauki jest określenie jak zmiany klimatyczne wpływają na różne ekosystemy. Jedną z możliwych dróg odpowiedzi na to pytanie są pomiary strumieni energii i masy wymienianych pomiędzy podłożem a atmosferą, a w szczególności pomiary strumieni gazów szklarniowych takich jak CO2 i H2O. W rozdziale 8 szczegółowo zaprezentowano metodę kowariancji wirów (Eddy Covariance) do pomiarów wymiany tych gazów między torfowiskiem a atmosferą, dodatkowo też wyznaczono wskaźnik efektywności wykorzystania wody (WUE). Pomiary prowadzono w 2004 roku w Rzecinie. WUE jest dobrym wskaźnikiem ekosystemowym do oceny ilości wody potrzebnej do ewapotranspiracji i asymilacji CO2 z atmosfery przez ekosystem. Zaprezentowane rezultaty pokazują sezonową zmienność tego czynnika. W pierwszym kwartale roku WUE wynosiło od 0.8 do około 1.5 g (C-CO2) kg–1(H2O) (gramów czystego węgla w ditlenku węgla na kilogram wody), w okresie rozwiniętej wegetacji było to 2.8 g (C-CO2) kg–1(H2O). Zaskakujące okazało się że w okresie jesienno-zimowym wskaźnik ten kontynuował wzrost co wydaje się specyficzną właściwością obszarów podmokłych. W ostatnim rozdziale monografii omówiono właściwości Modelu Badania Pogody i Prognozowania (WRF). Model ten został użyty do przygotowania prognoz pogody dla państw Europy środkowej, w szczególności dla terytorium Polski. W rozdziale omówiono schemat funkcjonowania modelu WRF w wersji 2.2 wraz z krótkim opisem poszczególnych jego bloków. Przedstawiono sposób asymilacji modelu do Polskich warunków klimatycznych. Opisano też ścieżkę przygotowania symulacji klimatu z wykorzystaniem wyników modelu ECHAM5 zawierającego różne scenariusze emisji CO2.
eISSN:2300-6730
ISSN:1234-4125
Journals System - logo
Scroll to top