Tekst / Artykuł

Transkrypt

Tekst / Artykuł

PRZEGLĄD GEOFIZYCZNY
Rocznik LIX
2014
Zeszyt 3–4
Urszula KOSSOWSKA-CEZAK, Jolanta WAWER
Zakład Klimatologii UW
ZMIANY WIELOLETNIE ŚREDNIEJ DOBOWEJ TEMPERATURY
POWIETRZA W WARSZAWIE (1947-2013)
MULTIANNUAL CHANGES OF DAILY MEAN AIR TEMPERATURE
IN WARSAW (1947-2013)
Według ostatniego raportu IPCC (2013) wzrost średniej temperatury powietrza na kuli ziemskiej w latach 1880-2012 wyniósł 0,85°C. Wzrost ten, podobnie
jak w wielu innych źródłach dotyczących tego zagadnienia, jest zawsze określany
za pomocą wartości średnich rocznych, sezonowych lub miesięcznych. Tak uśrednione wartości są jednak dla człowieka żyjącego w ocieplającym się klimacie
zupełną abstrakcją, wynikiem obliczeń, podczas gdy człowiek przebywa w środowisku atmosferycznym o rzeczywistej temperaturze powietrza występującej każdego dnia – taką temperaturę odczuwa, reaguje na nią i do niej się dostosowuje
dzięki mechanizmowi termoregulacji. Dlatego celem artykułu jest charakterystyka
częstości dni o różnej wartości średniej temperatury i określenie zmian, jakie
zaszły w tej częstości w Warszawie od czasu uruchomienia po działaniach wojennych stacji synoptycznej Warszawa-Okęcie w jesieni 1946 do końca roku 2013.
Warto też wspomnieć, że temperatura średnia dobowa jest podstawową charakterystyką stanu termicznego powietrza w danym dniu i miejscu. To na jej podstawie oblicza się równie podstawowe charakterystyki klimatu, jak wartości średnie
miesięczne i roczne, wyznacza się długość termicznych pór roku i okresu wegetacyjnego, a także określa się warunki odczucia termicznego (Bokša, Boguckij, 1966).
Podstawą opracowania są codzienne wartości temperatury powietrza ze stacji
Warszawa-Okęcie z 67-lecia 1947-2013. W tych latach stacja uległa niewielkiemu
przesunięciu, pozostając przez cały czas na skraju lotniska, poza terenem
128
U. Kossowska-Cezak, J. Wawer
zabudowanym, na południowo-zachodnich peryferiach miasta. W tym czasie jednak uległy zmianom terminy pomiarów, jak i zasady obliczania wartości średnich
dobowych temperatury. W świetle wyników opracowania L o r e n c i S u w a l s k i e j
(1995) można jednak przyjąć, że wynikłe stąd różnice nie powinny w istotny
sposób wpłynąć na zaburzenia jednorodności serii pomiarowej.
Dane wykorzystane w pracy pochodzą głównie z archiwum PIHM i IMGW,
tylko z ostatnich trzech lat z bazy danych z hiszpańskiej strony internetowej
Ogimet (www.ogimet.com).
Ogólna charakterystyka termiczna wielolecia 1947-2013
w Warszawie
W przyjętym w opracowaniu wieloleciu średnia roczna temperatura powietrza
w Warszawie na Okęciu wyniosła 8,1°C; średnia miesięczna wahała się od -2,7°C
w styczniu do 18,6°C w lipcu (tab. 1). Średnia wieloletnia temperatura maksymalna wyniosła 12,4°C, w styczniu 0,0°C, w lipcu 24,0°C, średnia minimalna
odpowiednio 4,0, -5,4 i 13,3°C (Kossowska-Cezak, Wawer, 2014).
Tabela 1. Średnia miesięczna temperatura powietrza (Tśt) oraz najwyższa i najniższa temperatura
średnia dobowa (tśt)
Table 1. Monthly mean air temperature ((Tav) as well as highest and lowest daily mea temperature
(tav) (Warszawa-Okęcie, 1947-2013)
Temperatura
Temperature
tśr
tav
Tśr
Tav
tśr
tav
I
najwyższa
11,3
highest
(ºC)
data
date
(ºC)
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
Rok
11,4
15,1
21,9
25,4
26,8
29,1
28,6
22,6
20,1
13,5
12,7
29,1
10`07 26`89 26`10 30`12 29`05 22`00 29`13 8`13 7`51 3`01 5`10 5`61
8,2
13,7
17,0
18,6
17,9
13,4
8,2
najniższa
-24,6 -24,0 -14,3 -2,5
lowest
(ºC)
1,8
6,6
10,6
9,6
4,1
-5,5 -13,6 -21,3 -24,6
data
date
-2,7
-2,0
1,9
3,3
-0,6
29
VII`13
8,1
31
31`56 1`56
I`56
4`71 8`03 2`70 6`58 6`64 19`49 28`77 31`56 22`98 21`69
14`87 8`56
14
I`87
Zmiany wieloletnie średniej dobowej temperatury powietrza w Warszawie...
129
Temperatura średnia miesięczna wahała się w styczniu od -12,4°C (1963) do
3,7°C (2007), w lipcu od 15,0°C (1973) do 23,5°C (2006). Roczna amplituda
temperatury wyniosła 21,3°C, a zakres wahań temperatury średniej miesięcznej
35,9°C.
Temperatura średnia dobowa (dalej tśr) w poszczególnych dniach stycznia osiągnęła wartości od -24,6°C (31 I 1956, 14 I 1987) do 11,3°C (10 I 2007), a w lipcu
od 10,6°C (10 VII 1964) do 29,1°C (29 VII 2013) (tab. 1). Zakres zmienności tśr
wyniósł zatem w wieloleciu 53,7°C. Amplituda absolutna osiągnęła 67,7°C – od
-30,7°C (8 I 1987) do 37,0°C (8 VIII 2013) (Kossowska-Cezak, Wawer 2014).
W tym czasie temperatura powietrza w Warszawie wzrastała, szczególnie
w zimie i na wiosnę. W latach 1881-2000 wzrost ten wyniósł w zimie 0,97°C/100
lat, na wiosnę 0,92°C/100 lat, w lecie 0,88°C/100 lat i jesienią 0,57°C/100 lat
(Brakoniecka, Boryczka, 2005). Od połowy XX wieku ocieplenie następowało
szybciej i w 63-leciu 1947-2009 wzrost temperatury w Warszawie osiągnął w zimie
0,3°C/10 lat, na wiosnę 0,25°C/10 lat i w lecie 0,1°C/10 lat, a w jesieni wzrostu
temperatury nie stwierdzono; wzrost ten w zimie i na wiosnę był istotny statystycznie na poziomie 5%, w lecie 10% (Kossowska-Cezak, 2010).
Częstość dni o różnej temperaturze średniej dobowej
Badanie częstości takich dni w okresach wieloletnich nie należy do metod
badawczych często stosowanych, aczkolwiek jest to metoda znana od dawna. Już
w monografii Klimatologia ziem polskich Mereckiego (1914) możemy znaleźć zestawienie „Układ i prawdopodobieństwo w promilach średnich dziennych temperatur
(1872-1896)”, z których jedno dotyczy Warszawy. Z prac późniejszych, zresztą
dotyczących okresów dłuższych niż w pracy Mereckiego, należy wymienić opracowania Kossowskiej-Cezak (1977, 2005), oparte na danych z Warszawy z lat 19201970 (Warszawa-Obserwatorium Astronomiczne) i 1951-2000 (Warszawa-Okęcie).
Zestawienie częstości dni z różną tśr w latach 1947-2013 na Okęciu podano
w dwojakim ujęciu – w przedziałach 2-stopniowych (tab. 2A) i 5-stopniowych
(tab. 2B). Rozkład częstości tśr w roku odznacza się dwoma praktycznie równorzędnymi maksimami (tab. 2A), które przypadają na przedziały 0,1-2,0°C i 14,116,0°C – odpowiednio 8,6 i 8,4%, tzn. średnio w roku po ok. 31 dni. Porównanie
z podobnymi zestawieniami odnoszącymi się do lat wcześniejszych (aczkolwiek
mogą to być porównania tylko orientacyjne, gdyż dotyczą innych miejsc w Warszawie i są wykonane w nieco inny sposób) potwierdza ten wynik, ale maksimum
w zakresie temperatury 0-2°C było nieznacznie mocniej zaznaczone, a maksimum
wtórne przypadało na przedział 16-18°C, aczkolwiek we wszystkich okresach
różnica częstości między przedziałami 14-16 i 16-18°C była znikoma (ułamek
procenta, tab. 2A).
130
Tabela 2. Częstości (%) temperatury średniej dobowej powietrza (tśr)
Table 2. Frequency (%) of values of daily mean temperature (tav)
(Warszawa-Okęcie, 1947-2013)
A. Przedziały 2-stopniowe – 2°C ranges
Temperatura
(ºC)
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
Rok
28,1 – 30,0
-
-
-
-
-
-
0,1
0,0
-
-
-
-
0,0
26,1 – 28,0
-
-
-
-
-
0,2
1,3
0,5
-
-
-
-
0,2
24,1 – 26,0
-
-
-
-
0,2
1,6
4,5
2,1
-
-
-
-
0,7
22,1 – 24,0
-
-
-
-
1,4
5,8
9,4
6,5
0,2
-
-
-
2,0
20,1 – 22,0
-
-
-
0,3
3,9
12,5
17,9
15,1
2,2
0,0
-
-
4,4
18,1 – 20,0
-
-
-
1,3
9,4
19,5 21,9* 22,4
7,5
0,1
-
-
6,9
16,1 – 18,0
-
-
-
2,8
14,1 20,2* 21,2 23,0* 12,4
1,3
-
-
8,0
14,1 – 16,0
-
-
0,1
4,6
18,1* 18,8
16,2
19,5
18,7
4,5
-
-
8,4
12,1 – 14,0
-
-
0,5
8,9
18,3 12,6
6,8
8,9
21,9* 10,2
0,6
0,0
7,4
10,1 – 12,0
0,1
0,3
2,4
13,8
15,8
7,6
0,7
1,9
20,8
17,0
2,7
0,2
6,9
8,1 – 10,0
0,5
0,7
6,2
17,8* 11,0
1,1
-
0,1
10,5 20,1*
8,7
1,1
6,5
6,1 – 8,0
2,3
2,8
10,1 17,6
5,0
0,1
-
-
4,8
18,2
14,7
4,3
6,7
4,1 – 6,0
5,2
6,2
12,7
14,9
2,0
-
-
-
0,9
13,7 19,3
8,3
6,9
2,1 – 4,0
11,5
11,7
16,0
11,1
0,7
-
-
-
-
9,1
16,9* 16,1
7,7
0,1 – 2,0
18,3 19,6 20,0*
5,7
0,0
-
-
-
-
3,8
15,4 20,5
8,6
-1,9 – 0,0
15,1
15,1
13,5
1,1
-
-
-
-
-
1,7
11,9 17,7*
6,3
-3,9 – -2,0
11,9* 12,3*
8,7
0,1
-
-
-
-
-
0,2
5,4
11,3
4,1
-5,9 – -4,0
9,3
10,8
5,8
-
-
-
-
-
-
0,0
2,7
7,8
3,0
-7,9 – -6,0
9,0
6,7
2,5
-
-
-
-
-
-
-
0,6
4,8
2,0
-9,9 – -8,0
5,4
4,5
0,9
-
-
-
-
-
-
-
0,6
2,9
1,2
-11,9 – -10,0
4,6
3,9
0,2
-
-
-
-
-
-
-
0,3
2,4
0,9
-13,9 – -12,0
2,7
2,3
0,3
-
-
-
-
-
-
-
0,1
1,0
0,5
-15,9 – -14,0
1,7
1,8
0,1
-
-
-
-
-
-
-
-
0,8
0,4
-17,9 – -16,0
0,8
0,6
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,5
0,2
-19,9 – -18,0
0,9
0,5
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,2
0,1
-21,9 – -20,0
0,4
0,1
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,1
0,1
-23,9 – -22,0
0,2
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,0
-25,9 – -24,0
0,1
0,1
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,0
Pogrubiono największe wartości; * przedział, w którym mieści się średnia wieloletnia wartość
miesięczna
The highest values are bolded; * range in which is contained mean monthly temperature
131
B. Przedziały 5-stopniowe – 5°C ranges
Temperatura
(ºC)
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
Rok
25,1 – 30,0
-
-
-
-
0,0
0,9
3,5
1,6
-
-
-
-
0,5
20,1 – 25,0
-
-
-
0,3
5,4
19,2
29,7
22,6
2,4
0,0
-
-
6,7
32,5 48,8 52,2 55,6 28,0
3,3
15,1 – 20,0
-
-
0,0
6,2
10,1 – 15,0
0,1
0,3
3,0
25,2 43,2 29,9
5,1 – 10,0
4,8
6,5
22,5 43,5 17,3
0,1 – 5,0
32,9 34,6 42,5 23,5
14,5
-
-
19,0
3,3
0,2
18,6
16,0 47,0 32,5
8,9
16,7
20,1 53,3 29,8
1,2
-
0,1
1,5
-
-
-
0,3
17,9 42,5 41,5 19,7
-4,9 – 0,0
31,7
33,3
25,5
1,2
-
-
-
-
-
1,9
18,8
33,3
12,1
-9,9 – -5,0
19,0
16,1
5,8
-
-
-
-
-
-
0,0
2,5
11,1
4,5
-14,9 – -10,0
8,2
7,3
0,7
-
-
-
-
-
-
-
0,4
3,9
1,7
-19,9 – -15,0
2,6
1,7
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1,1
0,4
-24,9 – -20,0
0,8
0,1
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,1
0,1
W tym miejscu należy zwrócić uwagę, że zgodnie z powszechną praktyką
częstość dni w poszczególnych przedziałach wartości temperatury przedstawiono
w procentach (tab. 2). Trzeba jednak pamiętać, że w rzeczywistości podstawową
jednostką czasu, której dotyczy opracowanie, jest jeden dzień, a ten w roku stanowi 0,27%. Różnice dziesiątych części procenta odpowiadają zatem różnicom
1-3 dni w roku. Niewielkie różnice procentowe częstości dni między poszczególnymi przedziałami temperatury w miesiącach tym bardziej nie powinny być przeceniane, gdyż jeden dzień w miesiącu stanowi od 3,2% (w miesiącach 31-dniowych) do 3,6% (w 28-dniowym lutym). Częstość 1% oznacza zatem, że dzień
w danym zakresie tśr zdarza się raz na 3-4 lata, a 0,1% oznacza zaledwie 2 dni
w 67-leciu.
Najczęstsze w 67-leciu dni o tśr 0,1-2,0°C występują od października do maja
(w maju 1 dzień w wieloleciu), w tym od grudnia do marca są one najczęstsze,
osiągając frekwencję 18-20% (tzn. 5-6 dni w miesiącu). Dni z tśr 14,1-16,0°C
występują od marca (w marcu 3 przypadki w wieloleciu) do października, ale
w żadnym z tych miesięcy nie są najczęstsze; najwięcej jest ich w sierpniu (19,5%,
tzn. 6 dni). Natomiast niewiele rzadziej występujące dni o tśr 16,1-18,0°C (8,0%,
tzn. 29 dni w roku), pojawiające się od kwietnia do października, są najczęstszymi
w czerwcu (10,2%, tzn. 6 dni) i w sierpniu (23,0%, tzn. 7 dni). Są one również
częste w lipcu (21,2%, tzn. 6-7 dni), ale w tym miesiącu maksimum częstości
osiągają dni o tśr 18,1-20,0°C (21,9%, tzn.7 dni).
Od marca do października największą częstością odznaczają się dni o tśr z przedziału, w którym zawiera się średnia wieloletnia wartość miesięczna (por. tab. 1 i 2A).
Częstość tych dominujących dni osiąga 18-23% (tzn. średnio 5-7 dni w miesiącu).
132
Od listopada do lutego największą częstość osiągają dni o tśr wyższej od odpowiedniej średniej miesięcznej. Największa różnica pod tym względem występuje w styczniu i lutym, kiedy to – jak wspomniano wcześniej – dominują dni
o tśr 0,1-2,0°C, a wieloletnia temperatura średnia miesięczna wynosi odpowiednio -2,7 i -2,0°C. To „zaniżenie” temperatury średniej miesięcznej w stosunku
do przeważających wartości tśr w tych miesiącach jest wynikiem pojawiania się
od czasu do czasu dni o bardzo niskiej temperaturze, której wartość wpływa na
średnią wieloletnią (tab. 2A).
Dlatego też największym zakresem zmienności tśr odznacza się styczeń i luty
– odpowiednio 35,9 i 35,4°C, oraz niewiele mniejszym grudzień – 34,0°C,
najmniejszym zaś lipiec, sierpień i wrzesień – odpowiednio 18,5, 19,0 i 18,5°C.
Aczkolwiek częstość dni o różnej wartości tśr bardzo wyraźnie zmienia się
w ciągu roku, dni o tśr z zakresu 10,1-12,0°C mogą pojawić się w ciągu całego
roku – zarówno w najcieplejszych dniach stycznia, jak i najchłodniejszych dniach
lipca. Dni takich w roku jest 6,9% (tzn. nieco ponad 25). Najwyższą frekwencję
osiągają w maju (15,8%, tzn. 5 dni) i ponownie we wrześniu i październiku (20,8
i 17,0%, tzn. nieco ponad 5 i 6 dni w miesiącu; tab. 2A).
Należy tu jednak zwrócić uwagę, że pojawienie się dni z tśr powyżej 10,0°C
w najchłodniejszych miesiącach roku jest zjawiskiem dość nowym. I tak, w latach
1872-18961 ogólny zakres wartości tśr był praktycznie taki sam jak w rozpatrywanym 67-leciu, naznaczonym ogólnym ociepleniem: w najchłodniejszych miesiącach
najniższe wartości sięgały -24,0 – -24,9°C, a najwyższe w najcieplejszych miesiącach 29,0-29,9°C (Merecki, 1914). Zakres tśr w miesiącach najchłodniejszych i najcieplejszych jednak całkowicie się wykluczał. W styczniu i lutym najwyższe wartości mieszczą się w przedziale 8,0-8,9°C, a w lipcu najniższa w przedziale
10,0-10,9°C, w sierpniu zaś 9,0-9,9°C, podobnie jak w 67-leciu.
Podobnie w 50-leciu 1921-1970 (stacja Obserwatorium Astronomiczne) najwyższe wartości tśr w styczniu i lutym mieściły się w przedziale 8,0-9,9°C, a najniższe w lipcu w przedziale 10,0-11,9°C (Kossowska, 1977). Dzień z tśr w styczniu
powyżej 10,0°C pojawił się po raz pierwszy w roku 1993 (10,4°C, 17 I), a w roku
2007 wystąpił dzień jeszcze cieplejszy (11,3°C, 17 I). W lutym także pojawiały
się dni z równie wysoką tśr (10,8°C, 25 II 1990; 5 II 2004; 11,4°C, 26 II 1989).
W ogólniejszym ujęciu częstości dni z tśr o różnej wartości w przedziałach
5-stopniowych (tab. 2B) również zaznacza się dwumodalność rozkładu. Najczęstsze okazują się dni z tśr 0,1-5,0°C – 19,7% (tzn. ok. 72 dni w roku) i 15,1-20,0°C
– 19% (69-70 dni), chociaż niewiele rzadziej pojawiają się dni z tśr z przedziału
pośredniego 10,1-15,0°C – 18,6% (ok. 68 dni). Dni z tśr 0,1-5,0°C występują od
Wartości temperatury prawdopodobnie ze stacji przy Obserwatorium Astronomicznym; zestawienie w przedziałach 1-stopniowych, różniących się o 0,1oC od przyjętych w niniejszej pracy (Merecki,
1914, s.100).
1
133
września do maja, w tym od listopada do marca są dniami najczęstszymi, kiedy
to osiągają częstość od 33-35% w styczniu i lutym do 42% w pozostałych miesiącach (tzn. 10-13 dni w miesiącu). Dni z tśr 15,1-20,0°C występują tylko od
marca (w marcu 1 dzień w 67-leciu) do października, a w czerwcu, lipcu i sierpniu są dniami najczęstszymi (odpowiednio 48,8, 52,2 i 55,6%, tzn. średnio 14-15,
16 i 17 dni w miesiącu). Dni z tśr 10,1-15,0°C, w odróżnieniu od poprzednio
omówionych, typowych kolejno dla chłodniejszej i cieplejszej części roku, występują w ciągu całego roku, czego należało się spodziewać. Maksimum częstości
osiągają dwukrotnie w roku – w maju i wrześniu, odpowiednio 43,2 i 53,3% (tzn.
13-14 i 16 dni w miesiącu). Od grudnia do marca pojawiają się bardzo rzadko –
po kilka przypadków w wieloleciu, o czym już wcześniej było wspomniane.
Poszczególnym zakresom wartości tśr odpowiadają różne warunki odczucia
cieplnego. I tak, w zależności od tśr wyróżniono dni (Bokša, Boguckij, 1966):
gorące (25,1-30,0°C), bardzo ciepłe (20,1-25,0°C), ciepłe (15,1-20,0°C), chłodne
(10,1-15,0°C) i zimne (tśr≤ 10,0°C). Na podstawie wartości przytoczonych w tab.
2B możemy zatem stwierdzić, że w Warszawie (i w całej Polsce) zdecydowanie
przeważają dni z odczuciem zimna, stanowiące 55,2% (tzn. 201 dni w roku). Dni
takich nie ma tylko w lipcu, a zdecydowanie przeważają od października do kwietnia, przy czym od grudnia do lutego stanowią ponad 99,5%. Dni z odczuciem
chłodu (10,1-15,0°C) i ciepłe (15,1-20,0°C) występują z bardzo podobną częstością (18,6 i 19,0%); występowanie tych dni omówiono już wcześniej. Dni bardzo
ciepłych (20,1-25,0°C) jest tylko 6,7% (tzn. 24-25 w roku); występują od kwietnia do października (w październiku 1 dzień w ciągu 67 lat), z największą częstością w lipcu 29,7% (nieco ponad 9 dni). Dni gorące (25,1-30,0°C) należą do
rzadkości; jest ich zaledwie 0,5% w roku (niespełna 2 dni). Stwierdzono je wyłącznie od maja (w maju 1 dzień w wieloleciu) do sierpnia, w tym w lipcu średnio
1 dzień w roku, w sierpniu raz na 2 lata, a w czerwcu raz na 3 lata.
Z przedstawionego przeglądu częstości dni z różną tśr wyraźnie widać, że
przebieg roczny temperatury przejawia się zarówno zmianami zakresu wartości
tśr, na który przypada największa liczba dni w danym miesiącu, jak i zmianami
wartości skrajnych w kolejnych miesiącach, silnie odbiegających od tych najczęściej
występujących.
Zmiany wieloletnie częstości dni najchłodniejszych
(tśr≤-5,0°C) i najcieplejszych (tśr>20,0°C)
Porównanie zakresu wartości tśr w Warszawie w latach 1872-1896 (Merecki,
1914), 1920-1970 (Kossowska,1977) i 1947-2013 (tab. 2) nie wykazuje istotnych
różnic, poza tym, że w latach ostatnich zaczęła pojawiać się w zimie tśr powyżej
10,0°C. Zarówno najwyższe wartości w lecie, jak i najniższe w zimie należą do
134
tych samych przedziałów; te pierwsze nie przekraczają 30,0°C, te drugie nie spadają poniżej -25,0°C w żadnym z wymienionych okresów. Pozornie może to zaprzeczać występowaniu ocieplenia, widocznego w tendencjach zmian średniej temperatury.
W celu zbadania, w jaki sposób ocieplenie wyraża się w wartościach tśr, rozpatrzono częstość dni z tśr niższą i równą -5,0°C (tśr≤-5,0°C) i wyższą od 20,0°
(tśr>20,0°C). Z tabeli 2B wynika, że te pierwsze, które można nazwać dniami
najchłodniejszymi, stanowią łącznie 6,7% (tzn. średnio ok. 25 dni w roku), te
drugie zaś 7,2% (ok. 26 dni). Już tu należy zwrócić uwagę, że w podobnym opracowaniu (Kossowska-Cezak, 2005) obejmującym lata 1951-2000 wartości te wyniosły odpowiednio 6,9 i 6,5% (25 i 24 dni). To oznacza, że w serii obejmującej
ostatnie 13 lat (po roku 2000) częstość dni najchłodniejszych prawie się nie
zmieniła, ale dni najcieplejszych zwiększyła się o 0,7% i przewyższyła liczbę dni
najchłodniejszych. Średnią liczbę obu rodzajów dni podano w tab. 3.
Tabela 3. Średnia liczba dni z temperaturą średnią dobową tśr≤-5,0ºC i tśr>20,0ºC
Table 3. Mean number of days with daily mean temperature tav≤-5,0ºC and tav>20,0ºC
tśr
tav
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
Rok
≤-5,0ºC
9,5
7,2
2,0
-
-
-
-
-
-
0,0
0,9
5,0
24,6
>20,0ºC
-
-
-
0,1
1,7
6,0
10,3
7,5
0,7
0,0
-
-
26,3
Dni z tśr≤-5,0°C pojawiają się praktycznie od listopada do marca, aczkolwiek
w październiku stwierdzono jeden taki przypadek w ostatnim dniu miesiąca (31 X
1956, -5,5°C). Najpóźniej dzień z tśr≤-5,0°C wystąpił 27 III 1952 (-5,4°C). W poszczególnych okresach zimowych ich liczba wahała się w szerokim zakresie – od 1 dnia
w zimie 1974/5 do 69 w zimie 1946/7 (rys. 1). Małą ich liczbą (poniżej 10)
wyróżniły się ponadto zimy: 1982/3 (5 dni), 1987/8 (8), 1988/9 (8), 1989/90
(6), 1999/2000 (9), 2000/1 (7), 2006/7 (7) i 2007/8 (8). Jak widać, spośród
9 wymienionych zim o najmniejszej liczbie z tśr-5,0°C na pierwszą połowę rozpatrywanego wielolecia, tzn. do roku 1980, przypada tylko jedna taka zima. Największą liczbą dni najzimniejszych wyróżniły się wymieniona już zima 1946/7
– 69 dni i 1962/3 – 65 dni, a także 1995/6 – 52 dni. Zim, w których takich dni
wystąpiło więcej niż 40, było 8: 1953/4 (48), 1963/4 (44), 1968/9 (45), 1969/70
(48), 1978/9 (46),1984/5 (48), 1985/6 (41) i 1986/7 (46). Jak widać, po roku
1987 wystąpiła już tylko jedna zima z dużą liczbą dni z tśr≤-5,0°C – 1995/6,
a w latach następnych nie było już żadnej.
Miesiącami o rekordowo dużej liczbie z tśr≤-5,0°C był styczeń 1963 i luty 1986
– po 26 dni oraz luty 1947, luty 1956 i styczeń 1986 – po 25 dni.
135
Rys. 1. Przebieg wieloletni liczby dni z temperaturą średnią dobową tśr≤-5,0°C
Fig.1. Multiannual variation of number of days with daily mean temperature tar≤-5,0°C
W wieloleciu 1946/7 – 2012/13 liczba dni najzimniejszych zmniejszała się
o 1,4 dnia/10 lat (spadek istotny statystycznie na poziomie 10%). Podobny wynik
uzyskał Kożuchowski (2004) w odniesieniu do Łodzi (lata 1951-2000). Spadek
ten nie zachodził równomiernie – najmniej takich dni było w 5-leciu 1970/11974/5 – średnio 17, a najwięcej w 5-leciach 1960/1-1964/5 i 1965/6 – po 34
(tab. 4).
Tabela 4. Średnia liczba dni z temperaturą średnią dobową tśr ≤-5,0ºC i tśr >20,0ºC
Table 4. Mean number of days with daily mean temperature tav≤-5,0ºC and tav>20,0ºC
tśr
tav
1947- 1951- 1956- 1961- 1966- 1971- 1976- 1981- 1986- 1991- 1996- 2001- 2006- 20111950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2013
≤-5,0ºC 29,8 27,4 22,0 34,0 33,8 16,8 29,0 24,8 21,8 17,6 25,4 20,0 18,2 28,0
>20,0ºC 26,2 31,4 20,0 22,8 23,8 25,4 15,4 25,0 19,6 29,8 23,8 35,0 37,2 38,0
Badanie okresowości zmian liczby dni z tśr≤-5,0°C metodą sinusoid regresji
Boryczki (2010) wykazało, że odznacza się ona silnym cyklem 8,1-letnim (istotnym
na poziomie 1%) i słabszym 16,5-letnim (tab. 5).
Dni z tśr>20,0°C pojawiają się od kwietnia do października – najwcześniejszy
był 22 IV 1950 (21,2°C), a najpóźniejszy 3 X 2001 (20,1°C). Zakres zmienności
liczby dni najcieplejszych jest zdecydowanie mniejszy niż dni najchłodniejszych
– ich liczba w roku wahała się od 6 (1980) do 49 (2002) (rys. 2). Mniej niż 10 dni
z tśr>20,0°C było ponadto w latach 1956 (8), 1974 (7) i 1987 (8), a więcej niż
40 w latach 1951 (43), 1959 (41), 1992 (44), 2006 (42), 2007 (45), 2010 (43),
2012 (46) i 2013 (41). Jak widać, wszystkie lata o najmniejszej liczbie dni
136
Tabela 5. Okresy Θ, amplitudy b i fazy c cykli liczby dni z temperaturą średnią dobową tśr ≤-5,0ºC
i tśr >20,0ºC; R – współczynnik korelacji, Fobl – wartość statystyki Fishera-Snedecora
Table 5. Periods Θ, amplitudes b and phases c of cycles of numbers of days with daily mean temperature tav ≤-5,0ºC and tav >20,0ºC; R – coefficient of regression, Fobl – Fisher-Snedecor statistic
tśr≤-5oC
Okres Θ
lat
b
c
tśr>20oC
R
Fobl
Okres Θ
lat
b
c
R
Fobl
8,1
10,7743 -0,318200 0,525
12,156
6,0
5,2118
-1,142943
0,353
4,57
16,5
3,8220
1,662
10,0
3,7792
0,290796
0,266
2,44
20,3
2,7182
1,920363
0,185
1,13
33,5
1,7769
2,709475
0,189
1,15
0,723228
0,222
Rys. 2. Przebieg wieloletni liczby dni z temperaturą średnią dobową tśr>20,0°C
Fig.2. Multiannual variation of number of days with daily mean temperature tar>20,0°C
z tśr>20,0°C były przed rokiem 1990, a spośród 9 lat o ich liczbie powyżej 40 aż
6 wystąpiło w wieku XXI. W roku 2014, który nie jest objęty opracowaniem,
takich dni było 44.
Miesiącem o największej liczbie dni z tśr>20,0°C był lipiec 2006 r. – 27 dni.
Ponadto dużo takich dni – 20-22 – było w lipcu 1959, 1994, 1999, 2010 i sierpniu 2002, a także w lipcu 2014.
Częstość dni z tśr>20,0°C w latach 1947- 2013 wyraźnie wzrastała. Wzrost
ten wyniósł 1,5 dnia/10 lat (wzrost istotny statystycznie na poziomie 2%). Wynik
ten istotnie różni się od podanego przez Kożuchowskiego (2004) dotyczącego
Łodzi, obejmującego lata 1951-2000 – zaledwie 0,2 dnia/10 lat. Wskazuje to
dobitnie, że wzrost częstości dni najcieplejszych (tśr>20,0°C) silnie się zwiększył
w XXI wieku. Dni najcieplejszych było najmniej w 5-leciu 1976-1980 – średnio
137
ok. 15 w roku, a najwięcej już w XXI wieku – znacznie powyżej 30 (tab. 4). Analiza cykliczności metodą sinusoid regresji Boryczki (2010) wykazała istnienie kilku
cykli, z których najsilniejsze są cykle 6- i 10-letni (istotne odpowiednio na poziomie 5 i 10%) (tab. 5).
Podsumowanie
Ocena warunków termicznych w Warszawie w czasie ostatnich 67 lat (19472013) z punktu widzenia codziennych wartości temperatury średniej dobowej (tśr)
wykazała przede wszystkim cechy charakterystyczne rozkładu ich częstości w roku
i kolejnych miesiącach oraz zakresu ich zmienności.
Najczęściej pojawiały się dni z temperaturą średnią dobową o wartościach
0,1-2,0°C (ok. 31 w roku, od października do maja) i 14,1-16,0°C (również 31 dni,
od marca do października). Dni z tśr 10,1-12,0°C (ok. 25 dni) pojawiały się przez
cały rok, jako najcieplejsze dni stycznia i lutego oraz najchłodniejsze dni lipca.
W najchłodniejszych dniach zimy tśr spadała poniżej -24,0°C, w najcieplejszych
przekraczała 28,0°C. Zakres zmienności tśr wyniósł 53,7°C (od -24,6 do 29,1°C,
tab. 1).
Porównanie wyników z lat 1947-2013 z podobnymi dotyczącymi dawniejszych okresów (1872-1896 – Merecki, 1914; 1920-1970 – Kossowska, 1977; 19512000 Kossowska-Cezak, 2004,2005) wykazało, że zakres wartości tśr w skali roku
w ostatnim czasie nie uległ zmianie, tzn. nie zaczęły pojawiać się wartości wyższe
niż dawniej. Okazało się natomiast, że nastąpił wzrost częstości dni o najwyższej
tśr, bliskiej górnej granicy (w zimie nawet powyżej) dotychczas możliwej w danym
miesiącu, i spadek częstości dni o najniższej tśr.
To przesunięcie częstości tśr ku wyższym wartościom znajduje wyraz w zmniejszeniu liczby dni o tśr≤-5,0°C (o 1,4 dnia/10 lat) i wzroście częstości dni o tśr>20,0°C
(o 1,5 dnia/10 lat). Zmiany te zachodzą poprzez cykliczne wahania; dni najzimniejsze podlegają przede wszystkim zmianom w cyklu 8-letnim, a dni najcieplejsze – 6-letnim.
Z punktu widzenia warunków odczucia cieplnego maleje częstość dni zimnych,
niewiele zmienia się częstość dni chłodnych i ciepłych, wzrasta natomiast częstość
dni bardzo ciepłych i gorących. Jest to zjawisko niekorzystne wpływające na zdrowie i samopoczucie człowieka.
Zagadnienie przyczyn stwierdzonych zmian częstości dni o różnej tśr jest w istocie pytaniem o przyczyny współczesnego ocieplenia. Mimo licznych hipotez, przyczyny te nie są dotychczas jednoznacznie określone, co wynika ze złożoności
procesu, tj. występowania jednocześnie wielu przyczyn i zachodzących między
nimi sprzężeń zwrotnych (np. Kożuchowski, 2004, 2005; Kożuchowski, Żmudzka,
2001).
138
Dlatego też zagadnienie to zostało w pracy pominięte. Nieznajomość przyczyn
sprawia zaś, że przedstawione wyniki nie upoważniają do formułowania jakichkolwiek wniosków na przyszłość, tym bardziej, że tendencje zmian częstości dni
najchłodniejszych i najcieplejszych nie są w pełni zgodne – silnemu wzrostowi
częstości tych ostatnich w XXI wieku nie odpowiada równie wyraźny spadek
częstości tych pierwszych. Zmiany te zresztą są silnie maskowane przez wahania
z roku na rok oraz cykliczne.
Materiały wpłynęły do redakcji 15 X 2014.
Literatura
Bokša V.G., Boguckij B.V.,1966, Klimatologija (rukovodstvo dla vračej). Izd. Zdrove, Kiev.
Boryczka J., 2010, Metoda J. Boryczki „sinusoid regresji” badań okresowości zmiennych przyrodniczych. [w:]
Atlas współzależności parametrów meteorologicznych i geograficznych w Polsce, t.25, Zmiany klimatu Warszawy i innych miast Europy w XVII-XXI wieku, Wyd. UW, Warszawa, 71-87.
Brakoniecka K., Boryczka J., 2010, Okresowe zmiany temperatury powietrza w Europie w XIX i XX wieku
i ich przyczyny. [w:] Atlas współzależności parametrów meteorologicznych i geograficznych w Polsce, t.25,
Zmiany klimatu Warszawy i innych miast Europy w XVII-XXI wieku, Wyd. UW, Warszawa, 272-288.
IPCC, 2013, Summary for Policy makers.[w:] Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution
of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Ingovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge – New York.
Kossowska U., 1977, Warunki termiczne Warszawy. Prace i Studia IG UW, Klimatologia 9, 5-37.
Kossowska-Cezak U., 2004, Contemporary warming and daily values of temperature (on example of Warsaw).
Miscellanea Geographica 11, Wyd. UW, 119-126.
Kossowska-Cezak U., 2005, Współczesne ocieplenie a codzienne wartości temperatury średniej dobowej w Warszawie. [w:] Ekstremalne zjawiska hydrologiczne i meteorologiczne (red. E. Bogdanowicz, U. Kossowska-Cezak, J. Szkutnicki), PTGeof./IMGW, Warszawa, 64-69.
Kossowska-Cezak U., 2010, Zmiany warunków termicznych i opadowych w Warszawie określone na podstawie powojennej serii obserwacyjnej z Okęcia (1947-2009). [w:] Atlas współzależności parametrów meteorologicznych i geograficznych w Polsce, t.25, Zmiany klimatu Warszawy i innych miast Europy w XVII-XXI
wieku, Wyd. UW, Warszawa, 363-386.
Kossowska-Cezak U., Wawer J., 2014, Skrajności termiczne w klimacie Warszawy (1947-2013). Prace
i Studia Geograficzne, Wyd. UW (w druku).
Kożuchowski K., 2004, Skala i tendencje współczesnych zmian temperatury powietrza w Polsce. [w:] Skala,
uwarunkowania i perspektywy współczesnych zmian klimatycznych w Polsce (red. K. Kożuchowski), UŁ,
Łódź, 25-45.
Kożuchowski K., 2005, Zmiany i zmienność klimatu. [w:] Meteorologia i klimatologia (red. K. Kożuchowski), Wyd. Nauk. PWN, Warszawa.
Kożuchowski K., Żmudzka E., 2001, Ocieplenie w Polsce: skala i rozkład sezonowy zmian temperatury
powietrza w drugiej połowie XX wieku. Prz. Geof., 46, 1-2, 81-90.
Lorenc H., Suwalska M., 1995, Metody obliczania średniej dobowej temperatury i wilgotności względnej
powietrza i wyniki badań dla ujednolicenia systemu obserwacji na posterunkach meteorologicznych w Polsce.
Materiały Badawcze, seria Meteorologia, 24, IMGW.
Merecki R., 1914, Klimatologia ziem polskich. J. Cotty, Warszawa.
139
Streszczenie
Artykuł dotyczy codziennych wartości temperatury średniej dobowej w latach 1947-2013 w Warszawie (dane ze stacji Warszawa-Okęcie). Rozpatrzono zakres zmienności (tab. 1), częstość różnych
wartości i ich zmiany w ciągu roku (tab. 2) oraz zmiany wieloletnie (tab. 4, rys. 1, 2). Porównanie
uzyskanych wyników z podobnymi z lat 1872-1896 i 1920-1970 wykazało, że zakres wahań temperatury średniej dobowej nie uległ zmianie (od -25,9 – – 24,0°C do 28,1-30,0°C), ale zwiększyła się
częstość dni z temperaturą średnią >20,0°C (1,5 dnia/10 lat) i zmniejszyła liczba dni z temperaturą
≤-5,0°C (1,4 dnia/10 lat). Ponadto w ostatnim 20-leciu zaczęły pojawiać się dni z temperaturą >10,0°C
w styczniu, to znaczy że w najcieplejszym dniu stycznia średnia temperatura powietrza może być taka
sama jak w najchłodniejszym dniu lipca.
S ł o w a k l u c z o w e : temperatura średnia dobowa, częstość dni z różną temperaturą, tendencje
zmian
Summary
The paper focuses on the values of daily mean temperatures in Warsaw during the period 19472013 (the data from weather station Okęcie). The range of variability (table 1), the frequency of
values (table 2) and multiannual variation (figures 1 and 2, table 4) were analysed. Confrontation of
obtained results with similar ones from periods 1872-1896 and 1920-1970 proved that the range of
daily mean temperatures did not change (from -25,9 – -24,0°C to 28,1-30,0°C), but the frequency of
days with average temperature >20,0°C rose (1,5 days/10 years) and frequency of days with temperature ≤-5,0°C dropped (1,4 days/10 years). Moreover during the last 20 years began to occur days
with average temperature >10,0°C in January. It means, that in the warmest day in January daily
mean air temperature may be equal with temperature in the coldest day in July.
K e y w o r d s : daily mean temperature, frequency of days with different temperatures, tendency
of change
Urszula Kossowska-Cezak Jolanta Wawer
[email protected]
Zakład Klimatologii, Wydział Geografii i Studiów Regionalnych UW

Tekst / Artykuł

Transkrypt

Podobne dokumenty

Prognoza temperatury powietrza i opadów w rejonie Bydgoszczy do

WYZNACZENIE OKRESU DRGAŃ WAHADŁA

Ćwiczenie Nr 208

Pełna treść artykułu - Instytut Technologiczno

MECHANIKA PŁYNÓW LABORATORIUM

chwilowa temperatura zasilania