Streszczenie

Praca omawia związki między zmiennością intensywności AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation) a temperaturą powietrza w Polsce. Badany okres obejmuje lata 1961-2010. Zmienność AMOC charakteryzuje opracowany przez autora wskaźnik DG3L (jego przebieg – patrz ryc. 5). Stwierdzono występowanie na obszarze Polski umiarkowanej siły, ale istotnych statystycznie ( r od +0,45 do 0,55) związków temperatury rocznej z tym wskaźnikiem (ryc. 1 i 2). Analiza związków miesięcznych wykazała występowanie w niektórych miesiącach roku (ryc. 3, tab. 1) istotnych statystycznie (p < 0,05) korelacji między DG3L a temperaturą na części lub całym obszarze kraju. Najsilniejsze i obejmujące cały obszar Polski korelacje występują w kwietniu, lipcu i sierpniu (ryc. 3; IV, VII, VIII). Stwierdzono również występowanie słabszych związków asynchronicznych, w których zmiany DG3L wyprzedzają w czasie o rok zmiany temperatury.
Badania nad przyczynami występowania tych związków wykazały, że wraz ze wzrostem intensywności AMOC rośnie frekwencja wystąpienia makrotypu cyrkulacji środkowotroposferycznej W i jednocześnie maleje frekwencja makrotypu E według klasyfi kacji Wangengejma-Girsa (tab. 2, ryc. 4). Stanowi to odbicie rozkładu przestrzennego zasobów ciepła w Atlantyku Północnym. Każdy z tych makrotypów, poprzez powiązane z nim sytuacje synoptyczne (pola SLP), modyfi kuje kierunki napływu mas nad Polskę, zmieniając udział składowych strefowych i merydionalnych wiatru geostrofi cznego na dolnych poziomach. Wzrost frekwencji makrotypu W pociąga za sobą wzrost częstości napływu powietrza z W i S (tab. 3), a jednocześnie ogranicza frekwencję makrotypu E, z którym związane są napływy z kierunków N i E, co ostatecznie prowadzi do zmian temperatury powietrza w kierunku jej wzrostu.
Z gwałtownym wzrostem natężenia AMOC po roku 1988 związany jest równie gwałtowny wzrost frekwencji makrotypu W i jednoczesny spadek frekwencji makrotypu E. Doprowadziło to do wzrostu częstości i intensywności napływów powietrza z SW i W, co skutkuje zróżnicowanym co do wartości wzrostem temperatury we wszystkich miesiącach roku. Ograniczenie frekwencji makrotypu E w chłodnej porze roku (ryc. 6) zmieniło charakter zim, w kierunku eliminacji zim ostrych i protekcji zim łagodnych. W rezultacie po roku1988 doszło do zmiany reżimu termicznego zim, co w konsekwencji zmieniło przebieg temperatury rocznej (nagły wzrost o 1°C i zmniejszenie zakresu jej zmienności (patrz ryc. 1 i 7).
Konkluzją pracy jest stwierdzenie, że zmiany stanu termicznego Atlantyku Północnego, powodowane przez zmienność AMOC, poprzez sterowanie zmianami cyrkulacji atmosferycznej w atlantycko-eurazjatyckim sektorze cyrkulacyjnym, sterują zmianami klimatu na obszarze Europy i Polski. Przyczyną nagłej zmiany klimatycznej (climate shift) między rokiem 1987 a 1989 nad Europą, w tym i Polską, było gwałtowne przejście AMOC (i AMO) z fazy negatywnej do fazy pozytywnej. Wnioski te potwierdzają wyniki wcześniejszych badań Suttona i Donga (2012) oraz tych badaczy, którzy w zmianach stanu termicznego Atlantyku i zmianach intensywności cyrkulacji termohalinowej dopatrują się głównej przyczyny multidekadowych zmian klimatu.

Słowa kluczowe

Polska, temperatura powietrza, cyrkulacja termohalinowa, Atlantyk Północny, cyrkulacja atmosferyczna

Cytowanie

Marsz A.A., 2015 Cyrkulacja termohalinowa na Atlantyku Północnym a temperatura powietrza w Polsce (1961-2010).. Przegląd Geofizyczny, z. 3-4, 109-132

Summary

The work discusses the relationship between variability of intensity of AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation) and the air temperature in Poland. The examined period covers the years from 1961 to 2010. AMOC variability is characterized by the author’s own DG3L index (its course - see Fig. 5). Statistically signifi cant (r from 0.45 to 0.55), although not very strong, correlation between DG3L and annual air temperature was noted in Poland (Fig. 1 and 2). Analysis of monthly correlations showed the presence of statistically signifi cant (p <0.05) correlation between DG3L and temperature all over the country or over part of its region in certain months of the year (Fig. 3, Tab. 1).
The strongest correlations occur in April, July and August and are observed all over Poland (Fig. 3, IV, VII, VIII). Weak asynchronous correlations were also noted but changes in DG3L occur one year before changes in temperature are observed.
Research into the reasons for the occurrence of these correlations showed that the increase in the intensity of AMOC is accompanied by increase in frequency of occurrence of mid-tropospheric circulation of W macro-type, according to the Wangengejm-Girs classifi cation, while the frequency of E macro-type decreases (Tab. 2, Fig. 4). This refl ects spatial distribution of heat resources in the North Atlantic. Each of these macro-types, via their synoptic situation (SLP fi eld), modifi es the direction of fl ow of the masses over Poland, changing the share of meridional and zonal components of geostrophic wind in lower levels.
The increase in frequency of W macro-type entails increase in the frequency of air fl ow from W and S (Tab. 3) at the same time reducing the frequency of E macro-type, which is connected with infl ow from directions N and E. This eventually leads to changes in air temperature, i.e. its increase.
The sharp increase in intensity of AMOC after 1988 is associated with an equally rapid increase in frequency of W macro-type and simultaneous decrease in frequency of E macro-type. This led to an increase in the frequency and intensity of air infl ows from SW and W, which results in differing values of temperature increase in all months of the year. Limitation of E macro-type frequency in the cold season (Fig. 6) changed the nature of winters, i.e. eliminating severe winters and protecting mild winters. As a result, after 1988, there was a change in thermal regime of winters, which, in turn, changed the course of the annual temperature (sudden increase by 1°C and a reduction in the range of its variability (see Fig. 1 and 7).
The conclusion of the work is that the changes in the thermal state of the North Atlantic, caused by the variability of AMOC, control climate changes in Europe and Poland, by controlling changes in the atmospheric circulation in the Atlantic-Eurasian circulation sector. The reason for abrupt climate shift between 1987 and 1989 over Europe, including Poland, was the violent transition of AMOC (and AMO) from a negative phase to a positive phase. These conclusions are confi rmed by the results of earlier research by Sutton and Dong (2012), as well as by these researchers, who claim that the main cause of multi-decade changes in climate is attributed to thermal state of the Atlantic and changes in the intensity of thermohaline circulation.

Keywords

Poland, surface air temperature, thermohaline circulation, North Atlantic, atmospheric circulation

Quotation

Marsz A.A., 2015, Thermohaline circulation in the North Atlantic and the air temperature in Poland (1961-2010). (in polish), Review of Geophysics, z. 3-4, 109-132

Streszczenie

Zweryfikowano prognozy klimatu powstałe w Zakładzie Klimatologii UW, opracowane na podstawie najdłuższych w danym czasie serii obserwacyjnych w Europie: Warszawa (1779-1979), środkowa Anglia (1660-1973), Greenwich (1763-1969), Paryż (1757-1995), Berlin (1769-1990), Moskwa (1780-20020, Sztokholm (1756-1994) i Rzym (1811-1989). Porównano zmierzone wartości temperatury powietrza (T) w latach 1951-2012 z prognozowanymi f(t) z wyprzedzeniem wieloletnim (w Warszawie 35 lat, 1951-2014). Dobrą sprawdzalnością cechują się prognozy temperatury powietrza w Warszawie na lata 1980-2010 i 1991-2010 z lat 1984 i 2000, według cykli wykrytych metodą J. Boryczki (1998) „sinusoid regresji” w seriach wyników pomiarów. Ta pozytywna ocena prognoz wynika z synchronicznych przebiegów wieloletnich wartości zmierzonych i obliczonych (wypadkowa interferencji cykli), a także z istotnej statystycznie korelacji T i f(t) na poziomie 0,05. Synchroniczność wahań zmierzonych wartości temperatury powietrza i prognozowanych w Warszawie i innych miejscach Europy świadczy o poprawności metody „sinusoid regresji” wyznaczania cykli zastosowanej w prognozach (interferencji).

Słowa kluczowe

temperatura powietrza, sinusoida regresji, okres, interferencja, prognozy, weryfikacja

Cytowanie

Boryczka J, Stopa-Boryczka M., Kossowska-Cezak U., Wawer J., 2015, Prognozy okresowych zmian temperatury powietrza w Europie w XX-XXI wieku i ich weryfikacja. Przegląd Geofizyczny, z. 3-4, 133-162

Summary

This paper offers a verification of the climate forecasts developed at the Department of Climatology of the University of Warsaw as part of a series of observations in Europe: Warsaw (1779-1979), Central England (1660-1973), Greenwich (1763-1969), Paris (1757-1995), Berlin (1769-1990), Moscow (1780-2002), Stockholm (1756-1994) and Rome (1811-1989). The air temperatures (T) recorded in 1951-2010 were compared with those predicted f(t), i.e. 31, 43 and 20 years in the future. Accurate predictions of air temperatures in Warsaw in 1980-2012 and 1991-2010 from 1984 and 2000 were obtained by using the cycles identified by applying the sinusoidal regression method to a series (Boryczka, 1998). The good accuracy of these forecasts is a result of a similar progression of measured and forecast values over a number of years. The synchronicity of air temperature fluctuations in Europe and forecasted, corroborated the correctness of the applied research methods and periodic forecasts concerning the climate changes. The longest cycles of air temperatures over approximately 100- and 180-year periods determined on the basis of a not very long measurement series, also proved reliable; they are still present in the chronological sequences of the ring widths of some trees growing in Europe .

Keywords

air temperature, regression sinusoid, period, interference, forecast, verification

Quotation

Boryczka J, Stopa-Boryczka M., Kossowska-Cezak U., Wawer J., 2015, Predictions of periodic changes of air temperature in Europe in 20th-21th centuries and its verification. (in polish), Review of Geophysics, z. 3-4, 133-162

Streszczenie

W pracy scharakteryzowano częstość, czas wystąpienia i zasięg przestrzenny okresów zimowych i letnich o skrajnych warunkach termicznych w Europie w 60-leciu 1951/2010. Na podstawie kryterium statystycznego plus/minus dwa odchylenia standardowe od średniej wieloletniej temperatury w zimie i lecie wyłoniono niezwykle mroźne zimy (NMZ) i niezwykle gorące lata (NGL) na 60 stacjach meteorologicznych. Dla celów porównawczych wyróżniono też tą samą metodą zimy niezwykle łagodne (NŁZ) i lata niezwykle chłodne (NCL).
Stwierdzono, że NMZ i NGL w 60-leciu w Europie wystąpiły odpowiednio w 18 i 24 latach. Były one znacznie częstsze niż zimy i lata o cechach przeciwnych. Chociaż NMZ było mniej niż NGL, to były one groźniejsze, gdyż obejmowały większe obszary. Do rekordowo rozległych anomalnych pór roku należały: NMZ 1962/63 i 1953/54 oraz NGL 2010 i 2003.
Wykazano, że najwięcej NMZ było w 10-leciu 1961-1970, a najmniej w XXI wieku, NGL natomiast w 10-leciu 1961-1970 nie było w ogóle, a w XXI najwięcej (9) w ciągu 10 lat.

Cytowanie

Kossowska-Cezak U., Twardosz R., 2015, Niezwykle zimne zimy i niezwykle ciepłe lata w Europie (1951-2010). Przegląd Geofizyczny, z. 3-4, 163-188

Summary

The paper explores the frequency, timing and geographical coverage of exceptional winters and summers in Europe during the 60 years between 1951 and 2010. Exceptional seasons, namely exceptionally cold winters (ECWs) and exceptionally hot summers (EHSs), were identified at 60 weather stations using the criterion of a double standard deviation from the relevant long-term seasonal temperature. For comparative purposes the same method was used to identify exceptionally mild winters (EMWs) and exceptionally cool summers (ECSs).
ECWs were registered in 18 years, while EHSs in 24 years. Both kinds of exceptional seasons were much more frequent than their milder versions. The smaller number of ECWs in
79
comparison to EHSs belied the true significance of the former, as the exceptional winters tended to cover larger areas, including particularly in 1962/63 and 1953/54. Large coverage of EHSs was recorded in 2010 and 2003.
The study found that the decade with the largest number of ECWs, 1961-1970, included not a single EHS, while the decade when EHSs peaked, the first decade of the 21st century, was also the time with the lowest number of ECWs.

Quotation

Kossowska-Cezak U., Twardosz R., 2015, Exceptionally cold winters and exceptionally hot summers in Europe (1951-2010). (in polish), Review of Geophysics, z. 3-4, 163-188

Streszczenie

W pracy zaprezentowano wstępne wyniki pomiarów parowania terenowego z pola uprawnego z wykorzystaniem metody kowariancyjnej, które następnie posłużyły do porównania otrzymanych rezultatów z oszacowaniem tego parametru za pomocą metody Penmana-Monteitha i metody ewaporometrycznej. Na podstawie rocznej serii pomiarowej (w roku 2013) wyznaczono średnie dobowe przebiegi ewapotranspiracji w poszczególnych miesiącach (wraz z wartościami minimalnymi, maksymalnymi oraz średnią zmiennością). Uzyskane wyniki wskazują wyraźny roczny rytm badanego zjawiska z najwyższymi wartościami parowania występującymi na przełomie wiosny i lata. W okresie wegetacyjnym charakterystyczny jest wyraźny przebieg dobowy parowania terenowego z najwyższymi wartościami w godzinach południowych (np. w maju i lipcu przekraczają 0,3 mm/h). Stosując model Penmana-Monteitha, otrzymano dość dużą zgodność wyników oceny ewapotranspiracji z wynikami pomiarów kowariancyjnych. Szczególnie w okresie wegetacyjnym otrzymane modelowane średnie przebiegi dobowe ewapotranspiracji, a także sumy dobowe i sumy miesięczne wykazują dużą zgodność z wynikami uzyskanymi metodą kowariancyjną. Największe rozbieżności między wymienionymi metodami występują w okresie zimowym. Zastosowana formuła Penmana-Monteitha wskazuje bardzo niskie wartości ewapotranspiracji w stosunku do tych z pomiarów.

Słowa kluczowe

parowanie terenowe, metoda kowariancji wirów, metoda Penmana-Monteitha, klimat pola uprawnego

Cytowanie

Siedlecki M., Pawlak W., Fortuniak K., Zieliński M., 2015, Wstępne wyniki oceny zmienności ewapotranspiracji aktualnej nad polem uprawnym z wykorzystaniem metody kowariancyjnej, metody Penmana-Monteitha i pomiarów ewaporometrycznych. Przegląd Geofizyczny, z. 3-4, 189-206

Summary

This work presents the preliminary results of measurements of actual evapotranspiration from cultivated field using the eddy covariance method. This results was compared with Penman-Monteith model and pan evaporation technique. Based on 1 year measurement experiment (during the year of 2013) the mean daily course of evapotranspiration in months was calculated (with the daily course of minimum, maximum values of observed evapotranspiration). The results indicate a clear annual rhythm of the evapotranspiration with the highest values of this phenomenon occurring in the late spring and summer. During the vegetation season is a clear daily course of evapotranspiration with the highest values noticed in the afternoon (eg. in May and July exceed 0.3 mm/h). Using the Penman-Monteith model was obtained fairly good agreement with the results eddy covariance method. Especially during the vegetation season modeled average daily course of evapotranspiration as well as daily and monthly sum of evapotranspiration presents good agreement with eddy covariance measurement values. The largest discrepancies between the above-mentioned methods are in the winter when the Penman-Monteith approach present much lower result compared to this from measurement.

Keywords

actual evapotranspiration, eddy covariance method, Penman-Monteith method, climate of agriculture area

Quotation

Siedlecki M., Pawlak W., Fortuniak K., Zieliński M., 2015, Preliminary results of assessment of the seasonal variability of areal evapotranspiration over cultivated field using the eddy covariance method, Penman – Monteith method and pan evaporation technique. (in polish), Review of Geophysics, z. 3-4, 189-206

Streszczenie

W pracy scharakteryzowano fale upałów w Lublinie w latach 1951-2010. Dane pochodziły ze stacji meteorologicznej UMCS na Placu Litewskim, w ścisłym centrum miasta. Za falę upałów przyjęto ciąg przynajmniej trzech kolejnych dni z temperaturą maksymalną przekraczającą 30°C. W badanym wieloleciu takich fal wystąpiło 30. Spośród nich wybrano i przeanalizowano 3 szczególnie uciążliwe. Takie fale zostały wyróżnione ze względu na wysokie wartości temperatury maksymalnej, temperatury minimalnej oraz ciśnienia pary wodnej. Do szczególnie uciążliwych fal włączono również fale, które przez swa długość oddziaływają szczególnie niekorzystnie na organizm człowieka. Pierwsza z wyróżnionych fal wystąpiła w dniach 24-26 lipca 1963 i była to fala, gdy zanotowano najwyższą średnią maksymalną temperaturę powietrza (34,2°C). Druga ze szczególnie uciążliwych fal wystąpiła w dniach 26 lipca – 3 sierpnia 1994 i była to najdłuższa fala upałów, która trwała 10 dni. Trzecia szczególnie uciążliwa fala upałów pojawiła się w dniach 15-18 lipca 2010 i w tym czasie zanotowano szczególnie wysokie wartości ciśnienia pary wodnej (średnio 22,5hPa) oraz szczególnie wysoką wartość temperatury minimalnej (średnio 21,2°C). Zaobserwowano wzrost prawie o 3°C średniej dobowej temperatury minimalnej w czasie trwania fal pomiędzy latami 1951-1980 oraz 1981-2010.

Słowa kluczowe

fale upałów, Lublin, szczególnie uciążliwe fale upałów, noce tropikalne

Cytowanie

Krzyżewska A., 2015, Szczególnie uciążliwe fale upałów w Lublinie. Przegląd Geofizyczny, z. 3-4, 207-216

Summary

In this paper heatwaves in Lublin was characterized during years 1951-2010. The data were obtained from UMCS meteorological station, localized in Litewski Square, which is placed 123
in the city center. Heatwave is defined as at least three consecutive days with daily maximum air temperature of 30°C. In the analyzed period there were 30 heatwaves. From this number 3 particularly severe heatwaves were selected and analyzed. Such heatwaves were selected because of very high values of maximum temperature, minimum temperature and water vapor. Also, especially long heatwaves were added, as they have adverse effects on human health. First from analyzed heatwaves, has occurred from 24th to 26th July 1963 and during that time highest average maximum air temperature was noted (34,2°C). The second heatwave has occurred from 26th July to 3rd August and it was the longest heatwave, which lasted 10 days. The third heatwave has occurred from 15th to 18th July 2010 and during that time very high values of water vapor (22,5hPa on average) and very high values of minimum air temperature (21,2°C on average) were noted. There was observed increase of almost 3°C mean minimum temperature during heatwaves between years 1951-1980 and 1981-2010.

Keywords

heatwaves, Lublin, severe heatwaves, tropical nights

Quotation

Krzyżewska A., 2015, Severe heatwaves in Lublin. (in polish), Review of Geophysics, z. 3-4, 207-216

Streszczenie

W opracowaniu przedstawiono aktualny stan badań dotyczących zmian klimatu na obszarze Polski, na podstawie polskiej literatury klimatologicznej w ujęciu historycznym. Badaniami objęto głównie prace zawierające analizę długich serii danych pomiarowych poszczególnych elementów klimatycznych. Określono, które charakterystyki poszczególnych elementów klimatu wykazują istotne zmiany w dłuższym czasie i na jakim obszarze Polski, a także zwrócono uwagę na próby określenia przyczyn tych zmian. Przedstawiono poglądy dotyczące przyczyn współczesnych zmian warunków klimatycznych w Polsce, w tym w szczególności na ile obserwowane zmiany klimatyczne są spowodowane czynnikami naturalnymi, a w jakim stopniu działalnością człowieka. Omówiono problemy związane z badaniami współczesnych zmian i wahań klimatu.

Słowa kluczowe

zmiany klimatu, Polska, modele klimatyczne, efekt cieplarniany, współczesne ocieplenie

Cytowanie

Kaszewski B.M., 2015, 100 Zmiany klimatu Polski w pracach polskich klimatologów. Przegląd Geofizyczny, z. 3-4, 217-236

Summary

The elaboration presents the current state of research on climate change in the area of Poland based on Polish dermatological papers in historical perspective. The elaboration was focused on works which included an analysis of long data series measuring the different elements of the climate. It was determined which characteristics of particular climate elements show signifi cant changes in the long term and in what area Polish and also attention was drawn to the attempts of explaining the causes of these changes. The views about the causes of contemporary climate changes in Poland were presented, including in particular the views on to what extent the observed climate changes are caused by natural factors and by human activity. The problems associated with the research of contemporary climate changes and fl uctuations were discussed.

Keywords

climate changes, Poland, climate models, the greenhouse effect, global warming

Quotation

Kaszewski B.M., 2015, The changes of climate in Poland in the papers of polish climatologists. (in polish), Review of Geophysics, z. 3-4, 217-236

Streszczenie

W roku 1914, kiedy Polska nie istniała jako państwo, ukazała się w Warszawie obszerna (ponad 300 stron) monografia klimatu Polski. Jej autorem był Romuald Merecki (1860-1922) – astronom, meteorolog, fizyk i matematyk. W swojej książce, zatytułowanej Klimatologia ziem polskich (ziem polskich w granicach historycznych) pokreślił indywidualne cechy klimatu Polski i podzielił opisywany obszar na regiony („dziedziny”) klimatyczne. Autor skupił głównie uwagę na zmienności czasowej klimatu: wieloletniej, rocznej, dobowej i z dnia na dzień. Przedstawił związki okresowości elementów meteorologicznych (temperatury powietrza, opadów atmosferycznych i ciśnienia atmosferycznego) z aktywnością słoneczną. We wszystkich przedstawianych problemach poszukiwał przyczyn fizycznych.
Ta książka, licząca już 100 lat, ma wciąż wartość naukową – również ze względu na bardzo obszerne tabele, stanowiące wartościowe źródło informacji.

Słowa kluczowe

Romuald Merecki, klimat Polski, zmienność klimatu

Cytowanie

Kossowska-Cezak U., 2015, 100 lat „Klimatologii Ziem Polskich” Romualda Mereckiego. Przegląd Geofizyczny, z. 3-4, 237-244

Summary

In 1914, when Poland did not exist as a state, the comprehensive (over 300 pages) monograph of Polish climate appeared. The author of this book was Romuald Merecki (1860-1922) – astronomer, meteorologist, physicist and mathematician. In this book, entitled Climatology of Polish territory (the territory within historical borders), the author pointed out the individual features of Polish climate and divided the country into climate regions. Author put the main attention on time variability of climate: many-year, annual, daily, from day to day. He demonstrated the relations of the periodicity of meteorological elements (air temperature, precipitations and atmospheric pressure) and solar activity. In every presented problems he made search after the physical causes.
This 100-year old book is still of high scientific value, also due to its very abundant tables – a valuable source of information.

Keywords

Romuald Merecki, climate of Poland, climatic variability

Quotation

Kossowska-Cezak U., 2015, 100 years of Romuald Merecki’s book “Climatology of Polish Territory”. (in polish), Review of Geophysics, z. 3-4, 237-244