O PROBLEMACH TERMINOLOGICZNYCH Z ZAKRESU ZACHMURZENIA. Dorota Matuszko

Transkrypt

1 O PROBLEMACH TERMINOLOGICZNYCH Z ZAKRESU ZACHMURZENIA Dorota Matuszko Zachmurzenie uważane jest za jeden z ważniejszych elementów meteorologicznych, jednak obserwowanie chmur, rozpoznawanie, a następnie opisywanie i analiza sprawiają pewne trudności. Stosunki nefologiczne należą do zjawisk jakościowych, które charakteryzuje nieciągłość czasowa i przestrzenna, a ich zasięg często bywa lokalny. Nie istnieje przyrząd, którym można by precyzyjnie zważyć lub zmierzyć chmury, a obserwacje wizualne tylko w przybliżeniu pozwalają na oszacowanie wielkości pokrycia nieba chmurami i określenie ich rodzajów. Ocenianie zachmurzenia może być obarczone wadą subiektywności obserwatora. Ważnym problemem dotyczącym zachmurzenia jest również terminologia, której zastosowanie w polskiej literaturze klimatologicznej bywa często niejednoznaczne, ponieważ używane są pojęcia, które przez różnych autorów rozumiane są w wieloraki sposób. Zachmurzenie jest elementem meteorologicznym, w związku z którym jest popełnianych najwięcej błędów terminologicznych (Kossowska-Cezak, Bajkiewicz- Grabowska, 2008). Celem niniejszego opracowania jest próba uporządkowania terminów dotyczących chmur i zachmurzenia. Praca ta stanowi przyczynek do tego, by język publikacji naukowych był prosty, komunikatywny, precyzyjny, czyli jednakowo rozumiany przez wszystkich. Zachmurzenie Według Słownika meteorologicznego (2003) zachmurzenie to: 1) chmury pokrywające nieboskłon w określonym miejscu, 2) stopień pokrycia nieboskłonu przez chmury. Podobną definicję podają inni autorzy (między innymi: Chromow, 1977; Martyn, 1985; Woś, 1996; Kossowska-Cezak i inni, 2000; Matuszko, 2003; Instrukcja dla stacji meteorologicznych, 1988). Zatem nie powinno używać się określenia przykrycie nieba. Ponadto nie ma potrzeby dodawanie zachmurzenie nieba, bo już pod pojęciem zachmurzenie rozumie się pokrycie nieba chmurami. Termin zachmurzenie ogólne nieba sugeruje bowiem, jakoby chmury mogły występować także w jakimkolwiek innym miejscu niż sklepienie niebieskie. 1

2 Nefologia (gr. néphos chmura) jest nauką o chmurach i zachmurzeniu, nie dotyczy wyłącznie fizyki chmur. Można stosować zamiennie termin stosunki nefologiczne i zachmurzenie, analogicznie jak stosunki anemologiczne i wiatr. Stopień pokrycia nieboskłonu przez wszystkie chmury widoczne w momencie obserwacji to zachmurzenie ogólne, w odróżnieniu od zachmurzenia składowego, to znaczy wielkości zachmurzenia w różnych piętrach wysokościowych (rodzinach). W tym przypadku nie powinno się używać określenia zachmurzenie szczegółowe. Gdy niebo całkowicie pokryte jest przez chmury (w zależności od stosowanej skali 8/8, 10/10 lub 100%) oznacza to zachmurzenie całkowite, niepoprawnie brzmi termin pełne zachmurzenie. Błędem jest także nazywanie zachmurzenia ogólnego zachmurzeniem całkowitym, co niekiedy zdarza się zapewne pod wpływem języka angielskiego (total cloud cover). Należy pamiętać, że słowo zachmurzenie nie ma liczby mnogiej. Nie należy więc mówić o zachmurzeniach, ponieważ zachmurzenie jest charakterystyką pogody/klimatu, która w danym miejscu i czasie przyjmuje tylko jedną wartość (Kossowska-Cezak, Bajkiewicz- Grabowska, 2008). Niepoprawne jest stosowanie pojęcia mierzenie zachmurzenia, bowiem ten element oceniany jest wizualnie, bez użycia przyrządów meteorologicznych. Zatem zachmurzenie określamy, szacujemy, bądź oceniamy. Obecnie na stacjach meteorologicznych stopień pokrycia nieba przez chmury oceniany jest w ósmych częściach sklepienia niebieskiego, czyli oktantach (nie oktanach jak błędnie podają niektóre podręczniki). W sieci stacji synoptycznych na przełomie 1965 i 1966 roku wprowadzono zmianę systemu notowania zachmurzenia ze skali dziesiętnej na skalę oktantową, zaś na stacjach klimatologicznych określanie wielkości zachmurzenia w oktantach obowiązuje od 1 stycznia 1989 roku. W rezultacie w opracowaniach klimatologicznych podawana jest wielkość zachmurzenia w częściach dziesiętnych, ósmych lub w procentach. Oczywiście zamiana części dziesiętnych na setne nie stanowi problemu, także zamiana oktantów na procenty jest łatwa, przy założeniu, że 8/8 pokrycia nieba to 100%. Natomiast powodem pewnych nieścisłości może być zamiana oktantów na części dziesiętne i odwrotnie. Problemy pojawiają się na przykład przy wyznaczaniu dni pogodnych i pochmurnych, gdyż w skali oktantowej liczba klucza 2 odpowiada 2/10 i 3/10, a liczba klucza 6 odpowiada 7/10 i 8/10 (Instrukcja dla stacji meteorologicznych, 1988). Zatem próg 2 dla dni pogodnych ma inną wartość w skali oktantowej niż w skali dziesiętnej, szczególnie gdy wartości te zamienimy następnie na skalę procentową. Należy bowiem zauważyć, że 2/10 pokrycia nieba to 20%, a 2/8 to 25%. 2

3 Podobna nieścisłość pojawia się przy wyznaczaniu dni pochmurnych, ponieważ 8/10 to 80%, a 6/8 to 75%. Przy analizowaniu wielkości zachmurzenia trzeba pamiętać, że niskie zachmurzenie nie oznacza małego zachmurzenia, a wysokie, dużego. Termin niskie bądź wysokie zachmurzenie odnosi się do rodziny chmur. Warto wspomnieć, że w klasyfikacji chmur, podobnie jak w innych naukach przyrodniczych, istnieje podział na rodziny, rodzaje, gatunki i odmiany. Błędne jest zatem używanie terminu: chmury typu Cirrus, Cirrocumulus, Cirrostratus, Altocumulus, Altostratus, Nimbostratus, Stratocumulus, Stratus, Cumulus czy Cumulonimbus, bo są to rodzaje. Pojęcie typ chmur stosuje się na oznaczenie typu zachmurzenia np. konwekcyjnego, warstwowego, mieszanego. W klasyfikacji międzynarodowej nazwy chmur używane są w języku łacińskim. W praktyce stosuje się ich ustalone skróty i zgodnie z regułą nazwy gatunków pisze się małą literą, a skrót ma trzy pierwsze litery nazwy. Zatem, powinno się używać len, a nie lent (lenticularis) i con, a nie cong (congestus). Należy pamiętać, że nazwy rodzajów chmur pisze się dużą literą. Pewną niezręcznością jest używanie spolszczonej formy liczby mnogiej łacińskich nazw rodzajów chmur; Cirrusy, Cumulusy, Stratusy itd. Według obecnie obowiązującej klasyfikacji chmur wyróżniamy chmury deszczowe Nimbostratus i Cumulonimbus. Zatem błędem jest stosowanie nazwy nimbus jako rodzaju chmury, choć rzeczywiście w podziale, który obowiązywał do 1932 roku Nimbus wydzielony był jako chmura deszczowa (Matuszko, 2003). W wielu podręcznikach Nimbostratus zaliczany jest do rodziny chmur niskich, zgodnie z zasadą, że przynależność do danej rodziny (piętra) zależy od wysokości, na jakiej znajduje się podstawa chmury. Natomiast według Międzynarodowego Atlasu Chmur (1959) Nimbostratus należy do piętra średniego, bo tu zwykle ma swoją główną masę. Dni pogodne, dni pochmurne W literaturze klimatologicznej istnieją różne kryteria wyznaczania dni pogodnych i pochmurnych. Fakt ten utrudnia porównanie liczby tych dni na podstawie różnych opracowań. Jak podaje Stenz (1952) zgodnie z międzynarodowym kodem meteorologicznym za dzień pogodny uważamy taki, w którym średnie zachmurzenie jest mniejsze od 20%, za 3

4 pochmurny zaś taki, w którym jest ono większe od 80%. W swoich opracowaniach te kryteria stosowali między innymi Michna (1959a,b), Morawska (1963), Hess (1967), Dubicka (1999). Liczbowo identyczną, ale brzmiącą inaczej ze względu na określenie zachmurzenia w częściach dziesiętnych, a nie procentach, definicję dni pogodnych i pochmurnych podali: Kaczorowska (1977) i inni klimatolodzy z Uniwersytetu Warszawskiego (1981) oraz Gluza (1987). Według tych autorów w klimatologii przyjęto uważać za dzień pogodny, gdy średni dzienny stopień zachmurzenia n<2, pochmurny, gdy średni dzienny stopień zachmurzenia n>8. Inne kryterium, bo sumę, a nie średnią wielkość zachmurzenia do wyznaczania dni pogodnych i pochmurnych, zaleca Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej. Według Wskazówek dla posterunków meteorologicznych (Janiszewski, 1975) dni, w których suma zanotowanych wartości zachmurzenia ( ) równa się 5 lub jest mniejsza od 5 to dni pogodne, dni w których suma zanotowanych wartości zachmurzenia ( ) równa się 25 lub jest większa od 25 to dni pochmurne. Definicja ta odnosi się do zachmurzenia wyrażonego w częściach dziesiętnych. Odkąd na stacjach meteorologicznych ocenia się zachmurzenie w oktantach, zmieniło się też kryterium wydzielania dni charakterystycznych. Dni, w których suma wartości zachmurzenia 4, to dni pogodne, zaś dni z sumą zachmurzenia 20 to dni pochmurne (Instrukcja dla stacji meteorologicznych, 1988). Przedstawione powyżej sposoby wyznaczania dni pogodnych i pochmurnych pozornie różnią się, lecz w wyniku obliczeń dają te same wartości (Tab. 1). Tab. 1.Przebieg liczby dni pogodnych i pochmurnych według różnych kryteriów, Kraków, d. pogodne śr.d.n<20% suma d.n śr.d.n<2/ śr.d.n<25% śr.d.n 2/ śr.d.n d. pochmurne śr.d.n>80% suma d.n śr.d.n>6/ śr.d.n>75% śr.d.n 7/ śr.d.n>6,

5 Inni autorzy nie przedstawiają precyzyjnych kryteriów, bądź stosowane przez nich kryteria są odmienne od powyższych, wobec czego wyznaczona ich metodami liczba dni pogodnych i pochmurnych nie jest możliwa do porównania (Tab. 1). Identyczne jak u Kaczorowskiej (1977) progi do wyznaczania dni pogodnych (<2/10) i pochmurnych (>8/10) zastosował Okołowicz (1962), lecz uczony ten w ogólnym zachmurzeniu nie uwzględniał chmur wysokich. Molga (1980) do dni pogodnych zaliczał takie, których zachmurzenie było równe i mniejsze od 20%, a do pochmurnych równe i większe od 80%. Takie samo kryterium dla dni pochmurnych ( 80%) przyjął Tamulewicz (1974, 2000), lecz do dni pogodnych włączał on tylko dni z zachmurzeniem poniżej 20%. Gluza i Kaszewski (2000) wydzielali dni pogodne ( 20%) tak jak Molga (1980), ale według tych autorów dni pochmurne musiały mieć zachmurzeniem większe od 80%. Nowsze podręczniki, w których obowiązuje już skala oktantowa (jak zaznaczono wyżej, z błędną pisownią jako oktanowa, prawdopodobnie z powodu błędu technicznego) definiują pojęcia dni pogodnych i pochmurnych niejednoznacznie. Bac, Rojek (1981) przyjmują za dzień pogodny taki, którego średnia wartość zachmurzenia jest mniejsza lub równa 2 oktanty, zaś pochmurny, gdy średnia wartość zachmurzenia jest większa lub równa 7 oktantów. Według Kożuchowskiego (2005) dni, w których średnie zachmurzenie wynosi 0 2/8 nazywają się pogodnymi, a dni ze średnim zachmurzeniem 7/8 8/8 pochmurnymi. Kossowska-Cezak i inni (2000) podaje, że dni pogodne są to dni o wielkości zachmurzenia mniejszej niż 2/8, pochmurne o większej niż 6/8. Pomijając fakt, że powyższe kryteria różnią się tym czy wartość 2 wchodzi lub nie, do wyznaczenia dni pogodnych, to zamieniając 2/8 i 6/8 na procenty, okazuje się, że dni pogodne wyznaczane są od wartości progowej 25%, a pochmurne 75% (np. w opracowaniu Żmudzkiej, 2005). Metoda ta nie jest zgodna z instrukcją IMGW ani kryteriami (20% i 80%) przyjętymi przez większość klimatologów i dlatego uniemożliwia porównanie z wynikami prezentowanymi w innych pracach. Nie można także porównywać wyliczonej liczby dni pogodnych i pochmurnych zawartej w rocznikach i opracowaniach z XIX wieku. Wówczas istniała instrukcja Wierzbickiego (1889), według której dni pogodne miały średnie dzienne zachmurzenie od 0,0 do 3,3, a pochmurne od 6,7 do 10,0. Również wtedy nie wszyscy uczeni stosowali się do instrukcji, bowiem Satke (1899) uważał, że dni pogodne to takie, których średnie zachmurzenie wynosi najwięcej 2, natomiast zachmurzenie dnia pochmurnego jest większe od 6,7. Należy być także ostrożnym w wyliczaniu dni charakterystycznych na podstawie 5

6 średniego zachmurzenia ze względu na dokładność obliczeń dawniej i obecnie, bowiem z powodu różnic w liczbie cyfr po przecinku wynik może być inny. Należy zwrócić uwagę, że już na początku XX wieku Gorczyński i Wierzbicka (1916) za dzień pogodny przyjęli taki, którego suma trzech wyników obserwacji zachmurzenia jest mniejsza od 6, a za dzień pochmurny taki dzień, w którym suma trzech wyników obserwacji zachmurzenia jest większa od 24. Jest to kryterium podobne do obecnie obowiązującego, ponieważ wówczas wielkość zachmurzenia oceniano w skali od 0 do 10. Wątpliwości budzi stosowanie terminu dni pochmurne do określenia dni z usłonecznienieniem możliwym w przedziale od 0,1 do 25% (Podstawczyńska, 2007), ponieważ jak napisano wcześniej, pojęcie to odnosi się do wielkości zachmurzenia (a nie usłonecznienia) i w literaturze klimatologicznej rozumiane jest od wielu lat w tym znaczeniu. Niebo bezchmurne, dni bezchmurne Można by sądzić, że określenia niebo bezchmurne (0), podobnie jak niebo całkowicie zachmurzone (8/8, 10/10, 100%) powinny wśród obserwatorów i klimatologów budzić najmniej wątpliwości. Zarówno według Instrukcji dla stacji meteorologicznych (1988), jak i Słownika meteorologicznego (2003) termin bezchmurnie oznacza sytuację, gdy niebo jest całkowicie wolne od chmur. Jednak nie wszyscy klimatolodzy uznają tę definicję. Kossowski (1972) stosuje określenie niebo bezchmurne zarówno w przypadku zupełnego braku chmur, jak i wtedy, gdy pokryte przez nie niebo stanowiło część nie większą niż 1/8 lub 1/10, w zależności od obowiązującej skali. Również pojęcie dzień bezchmurny nie dla wszystkich oznacza to samo. Według Okołowicza (1962) dzień bezchmurny cechuje brak chmur, lub zachmurzenie warstwowe poniżej 2/10, przy ograniczeniu występowania chmur kłębiastych do 1/10 notowanej co najwyżej w czasie jednej obserwacji na dobę. W większości opracowań klimatologicznych (Michna, 1959a,b; Morawska, 1963; Matuszko, 1991, 1998) rozumiano dzień bezchmurny jako dzień, w którym niebo było bez chmur w czasie trzech obserwacji klimatologicznych. Nowym zagadnieniem, koniecznym do rozwiązania, jest ujednolicenie terminologii dotyczącej zachmurzenia stosowanej w klimatologii satelitarnej i konwencjonalnej. 6

7 Podsumowanie i wnioski Niniejsze opracowanie nie wyczerpuje zagadnień związanych z terminologią w zakresie zachmurzenia. Ma ono na celu wskazanie wybranych nieścisłości i uporządkowanie pewnych pojęć i kryteriów. Stanowi ponadto głos w dyskusji na temat języka prac naukowych w dziedzinie stosunków nefologicznych. Na podstawie przeprowadzonej analizy literatury dotyczącej meteorologii i klimatologii zachmurzenia, w celu ujednolicenia terminologii prac klimatologicznych proponuje się stosowanie podanych poniżej zasad, kryteriów i terminów. 1. Poprawne pojęcia to: zachmurzenie, zachmurzenie: ogólne, składowe, całkowite, wielkość zachmurzenia, stopień zachmurzenia, pokrycie nieba chmurami, stosunki nefologiczne. 2. W opracowaniach wielkości zachmurzenia z okresu wieloletniego podstawowym źródłem niehomogeniczności może być zmiana skali, dlatego w celu ujednolicenia danych najlepiej stosować skalę procentową. 3. Podział i nazwy chmur oraz ich skróty należy podawać zgodnie z klasyfikacją międzynarodową zawartą w Międzynarodowym atlasie chmur (1959). 4. Liczbę dni pogodnych i pochmurnych powinno wyliczać się według obowiązującej Instrukcji dla stacji meteorologicznych (1988) lub tożsamego kryterium z zastosowaniem skali procentowej i średniego zachmurzenia, zgodnie z definicją, że dzień pogodny to taki, w którym średnie zachmurzenie jest < 20%, pochmurny zaś taki, w którym jest ono > 80%. 5. Dobrym wskaźnikiem stanu zachmurzenia, najbardziej obiektywnym przy obserwacjach wizualnych jest niebo bezchmurne i niebo całkowicie zachmurzone. W pierwszym przypadku musi to oznaczać zupełny brak chmur (0), w drugimzachmurzenie całkowite (100%), bez jakichkolwiek przerw w pokryciu nieba chmurami. 6. Mimo iż określenie dnia bezchmurnego, jako dnia, w którym niebo jest bez chmur w czasie trzech obserwacji klimatologicznych nie jest idealne, bo między obserwacjami mogą wystąpić chmury, to jednak nie ma bardziej obiektywnej definicji takiego dnia. Literatura: Bac S., Rojek M., 1981, Meteorologia i klimatologia, PWN, Warszawa, s Chromow S.P., 1977, Meteorologia i klimatologia, PWN, Warszawa, s

8 Dubicka M., 1999, Zmienność zachmurzenia w Karkonoszach w ostatnim stuleciu [w:] Materiały konferencji: Zmiany i zmienność klimatu Polski, Łódź, Gorczyński W., Wierzbicka S., 1916, O rozkładzie geograficznym dni pogodnych i pochmurnych w Polsce, Sprawozd. Tow. Nauk. Warszawskiego, 9, Wydz. III. Gluza A.F, Kaszewski B.M, 2000, Zachmurzenie ogólne nieba w Lublinie ( ) Acta Universitatis Nicolai Copernici, Geografia, XXXI Nauki Mat. Przyr., 106, Gluza A.F.,1987, Zachmurzenie i częstość występowania poszczególnych rodzajów chmur w lipcu i sierpniu 1986 r. w Calypsobyen (Zachodni Spitsbergen), [w:] XIV Sympozjum Polarne, Lublin, Hess M., 1967, Klimat terytorium miasta Krakowa, Folia Geographica, Series Geographica - Physica, 1, Instrukcja dla stacji meteorologicznych, 1988, IMGW, Wyd. Geol., Warszawa, s Janiszewski F., 1975, Wskazówki dla posterunków meteorologicznych, IMGW, Wyd. Kom. i Łącz., Warszawa, s Kaczorowska Z., 1977, Pogoda i klimat, WSiP, Warszawa, s Kossowska-Cezak U., Bajkiewicz-Grabowska E., 2008, Podstawy hydrometeorologii, Wyd. Nauk. PWN, Warszawa, s Kossowska-Cezak U., Martyn D., Olszewski K., Kopacz Lembowicz M., 2000, Meteorologia i klimatologia. Pomiary obserwacje, opracowania, Wyd. Nauk. PWN, Warszawa- Łódź, s Kossowski J., 1972, Długotrwałość okresów bezchmurnego nieba w Polsce, Prz. Geof., XVII (XXV), 3-4, Kożuchowski K. (red.), 2005, Meteorologia i klimatologia, Wyd. Nauk. PWN, Warszawa, s Martyn D., 1985, Klimaty kuli ziemskiej, PWN, Warszawa, s Matuszko D., 1991, Występowanie nieba bezchmurnego i dni bezchmurnych w Krakowie Zesz. Nauk. UJ, Prace Geogr., 83, Matuszko D., 1998, Zachmurzenie w Krakowie ( ), Prz. Geof., XLIII. 3-4, Matuszko D., 2003, Chmury klasyfikacja, rozpoznawanie, pogoda, Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego, s wkładka fot. Michna, E., 1959a, Zachmurzenie Przemyśla, Ann. UMCS, XII, 5, seria B, Michna, E., 1959b, Zachmurzenie Rzeszowa, w latach , Ann. UMCS, XIII, 8, seria B, Międzynarodowy atlas chmur, Atlas skrócony, 1959, PIHM, seria A., 42, Wydawnictwa Komunikacyjne, Warszawa. Molga M., 1980, Meteorologia rolnicza, PWRiL, Warszawa, s Morawska M., 1963, Zachmurzenie i usłonecznienie Krakowa w latach , Prace PIHM, z. 81, s. 46. Okołowicz W., 1962, Zachmurzenie Polski, Prace Geogr., 34, IG PAN, Warszawa, s Przewodnik do ćwiczeń z meteorologii i klimatologii dla studentów geografii, 1981, Praca zbiorowa, Wydawnictwa UW, Warszawa, s Satke W., 1899, Roczny przebieg stanu zachmurzenia Galicji, Rozprawy Wydz. Mat. Przyr. PAU, Kraków, Słownik meteorologiczny, (red.) T. Niedźwiedź, 2003, PTGeofiz., IMGW, Warszawa, s Stenz E., 1952, Zachmurzenie Polski, Przegl. Meteorol. i Hydrol., z.1-2, Tamulewicz J., 1974, Zachmurzenie ogólne nieba w Poznaniu, Bad. Fizjogr. nad Polską Zach., 27, Seria A, Geogr. Fiz., Poznań, Tamulewicz J., 2000, Zachmurzenie nieba w Poznaniu na tle typów cyrkulacji atmosfery, Bad. Fizjogr. nad Polską Zach., 51, Seria A, Geogr. Fiz., Poznań,

9 Wierzbicki D., 1889, Instrukcya dla stacyj meteorologicznych niezupełnych, Drukarnia UJ, Kraków, s. 12. Woś A., 1996, Meteorologia dla geografów, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa-Łódź, s Żmudzka E., 2005, Pole baryczne sprzyjające występowaniu skrajnie długich ciągów dni pogodnych i dni pochmurnych w Polsce ( ) [w:] Materiały konferencji Cywilizacja i żywioły, wczoraj, dziś, jutro, PTGeof.., IMGW, Warszawa,