Zmiany powierzchniowej temperatury wody jezior w Polsce

Transkrypt

1 1. Imię i nazwisko Mariusz Ptak AUTOREFERAT (załącznik nr 2a do wniosku o wszczęcie postępowania habilitacyjnego) 2. Posiadane dyplomy, stopnie naukowe/ artystyczne z podaniem nazwy, miejsca i roku ich uzyskania oraz tytułu rozprawy doktorskiej 2010 stopień doktora nauk o Ziemi w zakresie geografii uzyskany na Wydziale Nauk Geograficznych i Geologicznych Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu po odbyciu studiów doktoranckich w latach Tytuł rozprawy: Zmiany jeziorności w środkowym i dolnym dorzecza Warty od końca XIX wieku, promotor: prof. dr hab. Adam Choiński, recenzenci: prof. dr hab. Zbigniew Babiński (UKW w Bydgoszczy) oraz prof. dr hab. Alfred Kaniecki (UAM Poznań) 2005 magisterium na kierunku geografia ze specjalnością Hydrologia, Meteorologia i Klimatologia na Wydziale Nauk Geograficznych i Geologicznych UAM w Poznaniu, po odbyciu 5-letnich studiów magisterskich w latach Praca magisterska pt.: Zmiany powierzchni jezior we wschodniej części Pojezierza Wielkopolsko-Kujawskiego, promotor: prof. dr hab. Adam Choiński egzamin zawodowy w Zespole Szkół Zawodowych nr 1 w Pleszewie, uzyskanie tytułu: Technik naprawy pojazdów samochodowych; egzamin maturalny w Zespole Szkół Zawodowych nr 1 w Pleszewie. 3. Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu w jednostkach naukowych/ artystycznych od do Biblioteka Główna UAM Poznań od obecnie adiunkt, Zakład Hydrologii i Gospodarki Wodnej UAM Poznań 4. Wskazanie osiągnięcia wynikającego z art. 16 ust. 2 ustawy z dnia 14 marca 2003 r. o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki (Dz. U. nr 65, poz. 595 ze zm.): a) tytuł osiągnięcia naukowego/artystycznego, Zmiany powierzchniowej temperatury wody jezior w Polsce b) autor/autorzy, tytuł/tytuły publikacji, rok wydania, nazwa wydawnictwa, Na osiągnięcie naukowe składa się pięć wymienionych poniżej recenzowanych publikacji naukowych, które zostały przygotowane i opublikowane po otrzymaniu stopnia naukowego doktora. Artykuły zostały wydane w czasopismach znajdujących się na liście Journal Citation Reports (JCR). [P 1]. Wrzesiński D., Choiński A., Ptak M., Effect of the North Atlantic Oscillation on the thermal characteristics of lakes in Poland, Acta Geophysica, 63, 3:

2 [P 2]. Ptak M., Wrzesiński D., Choiński A Long-term changes in the hydrological regime of high mountain lake Morskie Oko (Tatra Mountains, Central Europe). Journal of Hydrology and Hydromechanics, 65, 2: [P 3]. Ptak M., Tomczyk A. M., Wrzesiński D., Effect of teleconnection patterns on changes in water temperature in Polish lakes, Atmosphere, 9, 2, 66 [P 4]. Ptak M., Sojka M., Choiński A., Nowak B Effect of environmental conditions and morphometric parameters on surface water temperature in Polish lakes. Water, 10, 5, 580 [P 5]. Czernecki B., Ptak M., The impact of global warming on lake surface water temperature in Poland - the application of empirical-statistical downscaling, , Journal of Limnology, doi.org/ /jlimnol Sumaryczny Impact Factor osiągnięcia naukowego (zgodnie z rokiem opublikowania): 7,110 Sumaryczna liczba punktów za publikacje składające się na osiągnięcie naukowe według punktacji MNiSW (zgodnie z rokiem opublikowania): 115 c) omówienie celu naukowego/artystycznego ww. pracy/prac i osiągniętych wyników wraz z omówieniem ich ewentualnego wykorzystania. WSTĘP Jeziora spełniają szereg ważnych funkcji w środowisku przyrodniczym, wpływając zarówno na kształtowanie jego elementów naturalnych (obieg wody, mikroklimat, bioróżnorodność, itd.) jak i sztucznych - związanych z życiem człowieka (rolnictwo, przemysł, itd.). Niejednokrotnie obecność jezior była sprzyjająca dla rozwoju danego regionu, czego przykładem w Polsce może być chociażby rejon Konina (branża energetyczna) czy Pojezierze Mazurskie (turystyka i rekreacja). Cechy jezior kwalifikujące lub dyskwalifikujące je do tworzenia określonych siedlisk (których tło stanowią warunki troficzne, termiczne, itd.) lub wykorzystania w określonych dziedzinach gospodarki, podlegają ciągłej transformacji, której dynamika jest coraz większa wraz z postępującą aktywnością człowieka. W ujęciu systemowym, jeziora stanowią system otwarty - tak więc następuje w nich dopływ oraz odpływ energii i materii. Sytuacja taka sprawia, że funkcjonowanie jezior jest wypadkową wielu współoddziałujących na siebie procesów, odbywających się zarówno w jeziorach, jak i ich otoczeniu (warunki klimatyczne i zlewniowe). Złożoność interakcji pomiędzy powyższymi składowymi sprawia, że trudno jest niekiedy w jednoznaczny sposób określić dominujący czynnik wpływający na cechy danego jeziora. Jednak w oparciu o dotychczasową literaturę można wskazać, że do elementarnych cech wód jeziornych zaliczana jest jej temperatura. Parametr ten ma decydujący wpływ m.in. na bilans wodny (Sima i in. 2

3 2013), warunki hydrobiologiczne (Haberman, Haldna 2017), przebieg miksji (Perroud, Goyette 2010) czy cechy fizyczno-chemiczne wody (Yang i in. 2018). Wysoka zdolność akumulacji energii sprawia, że zbiorniki wodne w wyraźny sposób zmieniają warunki mikroklimatyczne w swoim sąsiedztwie, a średnia roczna temperatura wody jest wyższa od temperatury powietrza. Reżim termiczny jakim charakteryzuje się jezioro jest efektem odziaływania miksji, występowania zjawisk lodowych, cech fizyczno-chemicznych wody, itd., jednocześnie tworząc układ sprzężeń zwrotnych, tj. wykształcone uwarunkowania termiczne odgrywają kluczową rolę dla występowania i przebiegu tych składowych. Sytuację taką można zobrazować na przykładzie relacji pokrywa lodowa - temperatura wody. Wyższa temperatura wody sprawia, że skróceniu ulega czas trwania sezonu lodowego. Szybszy zanik pokrywy lodowej, wpływa z kolei na wydłużenie okresu w którym masa wody nie jest izolowana od czynników zewnętrznych, a w konsekwencji wydłużeniu ulega czas w którym może się nagrzewać. Większe nagromadzenia ciepła wiosną i latem powoduje, że w okresie jesieni jest ono dłużej oddawane do atmosfery a to z kolej opóźnia powstawanie pokrywy lodowej zamykając cały cykl. Badania dotyczące termiki wody w jeziorach można rozpatrywać dwuwątkowo, a kluczowym elementem różnicującym to zagadnienie jest ich głębokość. W przypadku jezior głębokich (w warunkach polskich, najczęściej kilkanaście metrów i więcej), analizy mogą obejmować rozkład temperatury w pionie (ryc.1) oraz temperaturę powierzchniowej warstwy wody (z którą utożsamiany jest epilimnion). W przypadku jezior płytkich, pomiary ograniczają się w zasadzie do tej ostatniej. Strefa ta uchodzi za najbardziej dynamiczną w całym akwenie, co uwarunkowane jest turbulentnym ruchem cząstek wody, wywołanym bezpośrednio czynnikami atmosferycznymi. Ryc.1. Warstwy termiczne jeziora stratyfikowanego Jednocześnie należy podkreślić dużą dysproporcję w długości i częstotliwości pomiarów temperatury wód głębinowych i powierzchniowych (na korzyść tych drugich). 3

4 Historia badań termicznych jezior w Polsce jest dość odległa i sięga drugiej połowy XIX wieku (pierwsze pomiary prowadzone na stawach tatrzańskich), które z upływem lat i rozwojem aparatury pomiarowej obejmowała nowe jeziora w różnych regionach. Jednak systematyczne obserwacje temperatury wód powierzchniowych jezior w Polsce rozpoczęto w latach 50 XX wieku, i początkowo były prowadzone na dwóch zbiornikach (Skowron 2011). Wielokrotna reorganizacja sieci obserwacyjnej Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej-Państwowego Instytutu Badawczego (IMGW-PIB), pozwala obecnie wytypować kilkanaście jezior, posiadających co najmniej kilku dekadowe serie danych- a więc takie, w oparciu o które można dokonywać szczegółowych analiz i konstruować wiarygodne wnioski. Współcześnie jednym z największych problemów przed którym staje ludzkość są zmiany klimatyczne. Zmiany te są wyraźnie widoczne we wszystkich składowych hydrosfery. Ważnym jej elementem są jeziora, które m.in. dzięki dużym zdolnościom retencyjnym, zapewniają łatwe i powszechne wykorzystanie wody, stanowiąc jednocześnie element łagodzący skrajne sytuacje hydrologiczne- tj. powodzie i susze. W przypadku jezior, mając na uwadze elementarne znaczenie temperatury wody dla ich funkcjonowania, istotne są zagadnienia związane z konsekwencjami zmian odbywających się w atmosferze, w tym m.in. globalnego ocieplenia. Ścisłe powiązanie temperatury powietrza i temperatury wody (Livingstone, Padisak 2007) sprawia, że proces ocieplania wód powierzchniowych jest traktowany jako wyznacznik zmian klimatycznych (Adrian et al. 2009). Tempo wzrostu temperatury wody w określonych przypadkach może być wyższe niż temperatury powietrza (O'Reilly et al. 2015), a sytuacja ta oddaje złożoność procesów wpływających na reżim termiczny jezior. Wzrost temperatury powierzchniowej wody jezior na świecie jest powszechny (Hampton i in. 2008, Schneider, Hook 2010, Jeppesen et al. 2012, Apsite i in. 2014, Katsev i in. 2014), a jego skala uzależniona od szeregu czynników (od warunków klimatycznych obszaru w którym zlokalizowane jest dane jezioro, jego otoczenia po cechy morfometryczne każdego z nich). Proces związany z globalnym ociepleniem już obecnie doprowadza do daleko idących przeobrażeń ekosystemów jeziornych, które przy uwzględnieniu dalszych zmian klimatu będą dalej postępowały. Wzrost temperatury wody sprzyja antropogenicznej degradacji wód, m.in. poprzez zmniejszenie możliwości rozpuszczania tlenu a tym samym ograniczeniu zdolności samooczyszczania wody. Innym równie istotnym zagadnieniem jest kwestia dostępności do wody, w sytuacji kiedy wiele państw już obecnie posiada niewystarczające lub niskie jej zasoby. Zwiększenia strat związanych z parowaniem, może w konsekwencji powodować pogłębienie deficytu wodnego. Problem ten zaczyna coraz bardziej dotyczyć m.in. obszaru Polski, dla której zasoby wodne w przeliczeniu na jednego mieszkańca są 4

5 porównywane do krajów półpustynnych. Wzrost temperatury wody może w bezpośredni sposób zagrażać zdrowiu a nawet życiu człowieka. Sytuacja taka występuje w okresie lata, gdzie coraz częściej notowane są przypadki w których dochodzi do zakwitu sinic, a jeziora w których wystąpiło to zjawisko są na pewien okres wyłączone z jakiegokolwiek użytkowania. W Polsce istniej ponad jezior (o powierzchni równej 1 ha lub większej), które są zlokalizowane głównie w pasie pojezierzy (ryc. 2) związanych z ostatnim zlodowaceniem skandynawskim - występuje tam 96% wszystkich jezior naturalnych. Badania dotyczące ich termiki na przestrzeni ostatnich kilkudziesięciu lat były intensywnie rozwijane (Chojnowski 1972, Kowalska 1972, Bernatowicz 1981, Łajczak 1982, Dąbrowski i in. 2004, Girjatowicz 2011, Skowron 2011, Koźmiński, Michalska 2016). Jednak jak zauważa Choiński (2007) problematyka ta, ciągle nie doczekała się wyczerpującej syntezy. W licznym zbiorze publikacji, można odnaleźć pewne nieporuszane dotychczas szerzej kwestie lub takie, które na przestrzeni ostatnich kilkunastu lat wymagają aktualizacji. Stan ten sprawił, że podjęte w ramach osiągnięcia naukowego badania mają uzupełnić istniejące luki. Celem osiągnięcia naukowego jest: - określenie wpływu makroskalowych typów cyrkulacji atmosfery na powierzchniową temperaturę wody jezior w Polsce, - określenie tendencji zmian powierzchniowej temperatury wody jezior w Polsce, - określenie roli czynników klimatycznych i elementów pozaklimatycznych w kształtowaniu powierzchniowej temperatury wody jezior w Polsce, - określenie prognozy dalszych zmian powierzchniowej temperatury wody jezior w Polsce. W ujęciu czasowym powyższe cele badawcze były realizowane w odniesieniu do zmian miesięcznych, sezonowych i rocznych temperatur wody. Przyjęte cele w odniesieniu do jezior w Polsce, nawiązują do podobnych badań limnologicznych prowadzonych w różnych rejonach na świecie (Austin, Colman 2007, Nõges i in. 2011, Kintisch 2015, Lepori, Roberts 2015, Magee, Wu 2017, Richardson i in. 2017). W takim ujęciu uzyskane wyniki, wpisują się w globalny stan wiedzy o jeziorach, wzbogacając go o szczegółowe informacje dotyczące uwarunkowań kształtujących cechy i zmiany temperaturę wody akwenów położonych w strefie klimatu przejściowego średnich szerokości geograficznych. Zmiany ekosystemów jeziornych wynikające z faktu sukcesywnej transformacji reżimu termicznego mają rozległy charakter a ewentualne łagodzenie skutków tych przeobrażeń na dzień dzisiejszy jest trudne. Jak dotychczas w przypadku jezior nie ma wypracowanych koncepcji, które mogłyby niwelować ten proces. Warto nadmienić, że działania takie są już 5

6 podejmowane w przypadku niewielkich rzek (np. nasadzenia buforowe drzew w strefie brzegowej). Nowe, wielowątkowe podejście zrealizowane w toku realizacji postawionych celów badawczych, precyzuje stan dotychczasowej wiedzy o temperaturze wody w jeziorach a informacje te mogą przyczynić się do szybszego wypracowania najbardziej optymalnych działań ochronnych i naprawczych. Przekroczenie bowiem wartości progowych w danym ekosystemie, może skutkować uruchomieniem całego łańcucha trudnych do przewidzenia reakcji, zmieniających nieodwracalnie jego dotychczasowy stan. OBIEKTY I METODY BADAŃ Szczegółowe informacje dotyczące obiektów badań oraz przyjętej metodyki są ujęte w poszczególnych publikacjach stanowiących osiągniecie naukowe. Poniższe zestawienie obrazuje generalne założenia odnoszące się do wyboru obiektów badań oraz metod wykorzystanych w celu realizacji postawionych celów badawczych. Wybór obiektów badań podyktowany był ciągłością pomiarów prowadzonych przez IMGW-PIB. Pomiary te na wytypowanych jeziorach wykonywane są codziennie o godzinie 6 UTC. Założenia metodyczne, nakazują wykonywanie pomiarów punktowo, przy brzegu jeziora (możliwość dostępu obserwatora) na głębokości 0,4 m pod powierzchnią wody. Uwarunkowania takie pozwalają na skompletowanie porównywalnych względem siebie pomiarów. Dane wejściowe stanowiły codzienne temperatury wody, które były interpretowane w ujęciu średnich miesięcznych, sezonowych i rocznych. Łącznie wykorzystano dane dotyczące piętnastu jezior (schemat rozmieszczenia na ryc. 2, opis jezior wraz z podaniem ich podstawowych charakterystyk morfometrycznych zamieszczono w każdej z prac: podrozdziały odnoszące się do obiektów badań). W poszczególnych artykułach liczba jezior była uzależniona od możliwości pozyskania kompletnych danych z IMGW-PIB, które były sukcesywnie uzupełniane na przestrzeni kilku ostatnich lat i wynosiła odpowiednio: praca [P1]-10, [P2]-1 (jezioro wysokogórskie), [P3]-12, [P4]-14 i [P5]-10. Zestawione informacje obejmowały ostanie kilkadziesiąt lat: [P1]-40 lat (14600 pomiarów dla każdego jeziora), [P2]-45 lat (16425 pomiarów), [P3]-45 lat (16425 pomiarów), [P4]-45 lat (16425 pomiarów) i [P5]-45 lat (16425 pomiarów). 6

7 Ryc. 2. Lokalizacja obiektów badań, 1- analizowane jeziora, 2- zasięg ostatniego zlodowacenia skandynawskiego, 3- procentowy udział jezior w strefie ostatniego zlodowacenia spośród wszystkich jezior naturalnych w Polsce Wielowątkowość podjętych badań, wymagała zestawienia szeregu danych stanowiących tło dla analizowanej charakterystyki. Były to m.in. temperatura powietrza, indeksy makrsokalowych typów cyrkulacji atmosfery, prędkości wiatru, współrzędne jezior, usytuowania nad poziomem morza, parametry morfometryczne jezior, długość zalegania pokrywy lodowej, czas retencji wody w jeziorze, przezroczystość wody. Dane te były pozyskane z ogólnodostępnych baz (m.in. NOAA, IMGW-PIB, raporty WIOŚ), innych opracowań naukowych (Cydzik i in., 1988, 1992, 2000, Skowron 2011, Choiński i in. 2015a) oraz własnych obliczeń, m.in. określających czas retencji wody w poszczególnych jeziorach. Metodyka badań bazowała na analizach statystycznych, związków powierzchniowej temperatury wody jezior z różnymi elementami, które wpływały na jej przebieg i zmiany. W pracy [P1] wykorzystano korelację liniową Pearsona (r). Współczynniki korelacji obliczono pomiędzy miesięczną, sezonową i roczną temperaturą wód jeziornych a zimowym indeksem NAODJFM Hurrella. Zmiany termiki badanych jezior w różnych fazach NAODJFM określono na podstawie różnic temperatur wody w pozytywnej i negatywnej fazie NAODJFM względem wielkości przeciętnych z lat W pracy [P2] wykorzystano test Manna-Kendalla w celu wykrycia i wyznaczenia trendów w analizowanych szeregach czasowych. Dla ustalenia zależności termiki wody Morskiego Oka od temperatury powietrza obliczono współczynniki korelacji liniowej Pearsona między standaryzowanymi miesięcznymi wartościami tych zmiennych. 7

8 W artykule [P3] wyliczono współczynnik korelacji Spearmana pomiędzy średnią temperaturą wody i powietrza oraz pomiędzy miesięcznymi wskaźnikami analizowanych typów cyrkulacji atmosferycznych a średnią miesięczną temperaturą wody. Zmiany miesięcznych temperatur wody i powietrza w różnych fazach badanych makroskalowych typów cyrkulacji określono na podstawie różnic tych parametrów w pozytywnej i negatywnej fazie względem wartości przeciętnych z lat Istotność statystyczną różnic badano testem T dla prób zależnych. W pracy [P4] wykorzystano: współczynnik korelacji Pearsona (zależność pomiędzy temperaturą wody w jeziorach a temperaturami powietrza), test Manna-Kandalla, test Sen s (analiza kierunków oraz wielkość zmian temperatur), test Kruskala Wallisa (analiza istotności różnic), analizę skupień CA (ocena podobieństw pomiędzy jeziorami), analiza składowych głównych PCA (do określenia wpływu czynników klimatycznych i nieklimatycznych na kształtowanie się termiki wód w jeziorach). W pracy [P5] prognoza przyszłych zmian temperatury wody jezior w Polsce opierała się na dotychczasowych danych dotyczących temperatury wody z okresu , w oparciu o które skonstruowano model statystyczno-empiryczny. Do określenia scenariuszowych zmian powierzchniowej temperatury wody wykorzystano symulacje pochodzące z 36. modeli AOGCMs (Atmosphere-ocean coupled general circulation model) wchodzących w skład projektu Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5). OPIS PUBLIKACJI STANOWIĄCYCH OSIĄGNIĘCIE NAUKOWE Na osiągnięcie naukowe składa się pięć publikacji [P1] [P5]. Na wstępie punktu 4. autoreferatu zostały one wymienione w układzie chronologicznym, natomiast poniżej zostaną omówione w układzie tematycznym. Dwie pierwsze odnoszą się do wpływu makroskalowych typów cyrkulacji atmosfery na zmiany temperatury wody, kolejne trzy łączy problematyka jej długoterminowych zmian. [P1] Wrzesiński D., Choiński A., Ptak M., Effect of the North Atlantic Oscillation on the thermal characteristics of lakes in Poland, Acta Geophysica, 63, 3: Pierwsza praca dotyczy określenia wpływu Oscylacji Północnoatlantyckiej (NAO) na zmiany temperatury wody jezior w Polsce. Powyższy typ makroskalowej cyrkulacji atmosfery jest uważany za istotny element kształtujący warunki klimatyczne i ściśle z nimi związaną sytuacją hydrologiczną na półkuli północnej. Wpływ ten jest widoczny m.in. na: wzrost 8

9 temperatur w chłodnej porze roku (Przybylak i in. 2003), warunki radiacyjne, wilgotnościowe (Bryś, Bryś 2002), czas trwania i grubość pokrywy śnieżnej (Falarz 2007). Głównym celem pracy jest ustalenie zakresu zmian temperatur, jakim podlegają wody badanych jezior w poszczególnych fazach NAODJFM względem wartości przeciętnych oraz ich przestrzenne i czasowe zróżnicowanie. W artykule podjęto także próbę wyjaśnienia zaobserwowanego zróżnicowania. Temperatury wód jezior wyraźnie wzrastają w pozytywnej a maleją w negatywnej fazie NAODJFM, zwłaszcza w okresie najsilniejszego oddziaływania Oscylacji Północnoatlantyckiej tzn. w sezonie zimowym i wiosennym. W pozytywnej fazie NAODJFM w okresach tych obserwuje się wyraźnie wyższe temperatury wód jeziornych niż przeciętnie. Najbardziej istotne statystycznie różnice temperatur wód występują od stycznia do marca (wzrost temperatury od 0.6 C do 1 C, istotność statystyczna różnic p<0.05) i dotyczą jezior położonych w centralnym (południkowo zorientowanym), pasie omawianego obszaru. Różnice temperatur zmniejszają się wraz z przemieszczaniem zarówno na zachód obszaru (najmniejsze różnice temperatur C, zaobserwowano na jeziorze Lubie), jak i na wschód (Hańcza o 0.1 C i Studzieniczne o 0.3 C). W kwietniu różnice temperatur są również wysokie i wynoszą od 0.6 C w centralnej do 1 C we wschodniej części (z wyjątkiem Hańczy). Jeszcze większe różnice temperatur wszystkich badanych jezior obserwuje się w maju (ponad 1 C w przypadku jeziora Charzykowskiego i Sępoleńskiego różnica temperatur wód wynosi nawet 1.2 C jednak w obu przypadkach są one statystycznie nieistotne p>0.05). W pozytywnej fazie NAODJFM w sezonie zimowym i wiosennym obserwuje się podobne przestrzenne zróżnicowanie różnic temperatur wód jeziornych od wartości przeciętnych. Temperatury zimą są wówczas wyższe niż przeciętnie maksymalnie o ponad 0.6 C, wiosną o ponad 0.8 C, a obserwowane różnice są statystycznie istotne (p<0.05). Natężenie Oscylacji Północnoatlantyckiej w sezonie zimowym nie wpływa na temperaturę wód jeziornych w pozostałych porach roku, tzn. latem i jesienią. Wzrost temperatur wód jeziornych w sezonie zimowym i wiosennym sprawia jednak, że także roczne temperatury wód jezior są wyższe w tej fazie NAODJFM niż przeciętnie. Także w przypadku tej zmiennej największy wzrost temperatury wód obserwuje się na jeziorach centralnej części obszaru (o 0.5 C), a zaobserwowane różnice są statystycznie istotne (p<0.05). Odmienna sytuacja występuje w negatywnej fazie NAODJFM. Temperatura wód jezior w sezonie zimowym i wiosennym jest wyraźnie niższa niż przeciętne. W styczniu największe spadek temperatury wynosi 0.8 C, w lutym 0.6 C a w marcu nawet ponad 1.0 C. Tak jak w przypadku zmian temperatury w pozytywnej fazie NAODJFM przestrzenne zróżnicowanie zaobserwowanych różnic temperatur wskazuje, że największy spadek temperatury wód 9

10 obserwuje się na jeziorach położonych w centralnej i południowej części obszaru. W negatywnej fazie NAODJFM temperatury wód w sezonie zimowym, wiosennym oraz w całym, są niższe niż przeciętnie odpowiednio o 0.4 C, ponad 0.6 C i 0.2 C. Zaobserwowane różnice są jednak statystycznie nieistotne (p>0.05). Przyczyny obserwowanych zmian temperatur wód jezior w różnych fazach NAODJFM należy upatrywać z oczywistych względów w zmianach temperatur powietrza. Różnice temperatury powietrza w różnych fazach NAODJFM od wielkości przeciętnych są jeszcze większe niż temperatury wód jeziornych. W pozytywnej fazie NAODJFM są wyższe niż przeciętnie w styczniu o ponad 3 C, w lutym o ponad 2 C a w marcu o 1.5 C. Zwraca uwagę mniejsze przestrzenne zróżnicowanie obserwowanych różnic temperatur powietrza z charakterystycznym ich wzrostem na wschód obszaru. W negatywnej fazie NAODJFM temperatury powietrza są znacznie niższe niż przeciętnie. W styczniu o ponad 3.5 C, w lutym o 2 C, a w marcu o 1.5 C. [P 3]. Ptak M., Tomczyk A. M., Wrzesiński D., Effect of teleconnection patterns on changes in water temperature in Polish lakes, Atmosphere, 9, 2, 66 Praca stanowi kontynuację wcześniej podjętych badań nad wpływem makroskalowych typów cyrkulacji atmosfery na temperaturę wody jezior w Polsce. O ile wpływ NAO na warunki klimatyczne (a w konsekwencji i hydrologiczne) jest stosunkowo dobrze poznany, to w przypadku innych cyrkulacji ciągle wymaga bardziej szczegółowych badań (Bednorz 2009). Poza NAO na warunki klimatyczne w Europie, wpływ mają inne typy cyrkulacji, do których można zaliczyć m.in.: Oscylację Arktyczną (AO), typ wschodnioatlantycki (EA), typ skandynawski (SCAND) oraz typ wschodnioeuropejski (EAWR). W przypadku obszaru Polski, jak dotychczas nie podjęto badań, w jaki sposób powyższe typy cyrkulacji wpływają na temperaturę wody jezior. W pracy uwzględniono także odziaływanie NAO (w innym wieloleciu, niż we wcześniejszej pracy) aby uzyskać możliwe największą liczbę, porównywalnych względem siebie cyrkulacji atmosferycznych. Relacje poszczególnych typów makroskalowej cyrkulacji atmosfery z temperaturą wody przedstawiono poniżej: NAO Związki korelacyjne pomiędzy miesięczna temperaturą wody jezior a miesięcznym indeksem NAO od grudnia do marca były istotne statystycznie na poziomie 0,01. Przeprowadzona analiza wykazała korelację dodatnią. Zmienność NAO we wskazanych miesiącach tłumaczyła od 5% do 34% zmienności temperatury wody jezior z maksimum w styczniu i lutym. 10

11 Wpływ NAO na zmiany temperatur wód jezior obserwuje się tylko w okresie od grudnia do marca. W ujemnej fazie NAO temperatury wód jezior w tym okresie są niższe od 0,2 do 0,9 o C od wartości przeciętnych. Z wyjątkiem grudnia, w którym istotne statystycznie różnice obserwuje się jedynie na jeziorach w zachodniej części obszaru, w pozostałych miesiącach różnice są bardziej istotne, zwłaszcza w styczniu (p<0,001). W dodatniej fazie NAO temperatury wód jezior w okresie od grudnia do marca są wyższe niż przeciętnie od 0,4 do 1,1 o C, przy czym w styczniu obserwowane różnice są wyraźnie mniejsze do 0,5 o C i nieistotne statystycznie. W pozostałych miesiącach obserwowane różnice temperatur wód badanych jezior są istotne na poziomie p < 0,05. AO Zmiany natężenia AO najsilniej wpływają na temperaturę wód jezior w Polsce w okresie zimowo-wiosennym (od stycznia do kwietnia) oraz we wrześniu. Korelacje miesięcznych temperatur wody (Jan-Mar) z indeksami AO dla wszystkich jezior są dodatnie, a na większości (z wyjątkiem jezior na wschodzie) bardzo istotne statystycznie (p<0,001). Nieco słabsze zależności stwierdzono dla miesiąca września (p<0,01). Wyliczone współczynniki korelacji są rzędu (od 0,33 do 0,63). W miesiącach tych zmienność intensywności AO tłumaczyła od 11 do 40% części wariancji temperatury wody. W ujemnej fazie AO temperatury wód jezior są niższe od wartości przeciętnych, w styczniu i w lutym maksymalnie o 0,7 o C. Na większości jezior obserwowane różnice są istotne statystycznie (p < 0,05), przy czym najbardziej istotne są w lutym na 5. jeziorach. Znacznie większe różnice obserwuje się w przypadku temperatur w marcu. Temperatura wód jest wówczas niższa od 0,4 o C (jezioro Hańcza) do 1,2 o C (jezioro Gardno) niż przeciętnie. Zaobserwowane różnice temperatur są w tym miesiącu na wszystkich jeziorach na północnym wschodzie (z wyjątkiem Hańczy), bardzo istotne statystycznie (p < 0,01). W ujemnej fazie AO niższe od przeciętnych temperatury wód od 0,3 do 0,8 o C obserwuje się także we wrześniu. Największe i najbardziej istotne statystycznie różnice temperatur obserwuje się na jeziorach w południowej i centralnej części obszaru pojeziernego (Sławskie, Charzykowskie i Sępoleńskie). W pozytywnej fazie AO temperatury wód jezior są wyższe niż przeciętnie, w styczniu i lutym od 0,3 do 1,0 o C, a w marcu i wrześniu odpowiednio od 0,5 do 1,2 o C i od 0,7 do 1,0 o C. Istotność zaobserwowanych różnic jest jednak mniejsza i wyraźnie maleje z zachodu na wschód. Największe odchylenia temperatur od wartości przeciętnych obserwuje się w marcu na zachodzie kraju (ponad 1 o C), a zaobserwowana różnica w przypadku jeziora Lubie jest bardzo istotna statystycznie (p < 0,001). EA 11

12 Wyliczony współczynnik korelacji pomiędzy miesięczną temperaturą wody jezior a miesięcznym indeksem EA wykazał, że niniejszy typ (istotnie statystycznie, p = 0,05) oddziaływał od lipca do października z maksimum w październiku (p = 0,01). We wskazanych okresie zmienność intensywności EA tłumaczyła od 5% do 29% części wariancji temperatury wody jezior. Odchylenie temperatur wód jezior w Polsce w związku ze zmianami natężenia EA obserwuje się przez cały rok na różnych jeziorach. W ujemnej fazie EA najsilniejsze zmiany przypadają jednak na miesiące jesienne - wrzesień i październik. Temperatura wód jezior jest wówczas niższa od 0,5 do 1,4 o C niż przeciętnie. Najbardziej istotne statystycznie różnice temperatur obserwuje się w październiku na jeziorach położonych w zachodniej i północnej części obszaru pojeziernego (p < 0,001). W dodatniej fazie EA temperatura wód jezior jest wyższa niż przeciętnie, a najniższe i najbardziej istotne statystycznie różnice obserwuje się w grudniu. W tym miesiącu temperatury są wyższe niż przeciętnie maksymalnie o 1 o C, jednak tylko w przypadku połowy badanych jezior są one statystycznie istotne (p < 0,05). SCAND Wyliczony współczynnik korelacji pomiędzy miesięczną temperaturą wody jezior a miesięcznym indeksem SCAND wykazał, że niniejszy typ najsilniej oddziałuje w lutym (p < 0,001) i marcu (p < 0,01). Zmienność intensywności SCAND tłumaczyła od 13% do 49% części wariancji temperatury wody w lutym i od 11% do 32% w marcu. Największy wpływ na tej cyrkulacji na temperaturę wody obserwuje się w fazie ujemnej. W lutym temperatura wód jezior jest wyższa niż przeciętnie od 0,5 do 1,1 o C, obserwowane różnice są bardzo istotne statystycznie (p < 0,05). EAWR Związki korelacyjne pomiędzy miesięczną temperaturą wody jezior a miesięcznym indeksem EAWR były istotne statystycznie (p < 0,01) tylko we wrześniu. Wówczas zmienność intensywności EAWR tłumaczyła od 11% do 30% części wariancji temperatury wody. Zmiany natężenia cyrkulacji EAWR najsłabiej wpływają na zmiany temperatury wód jezior. W ujemnej fazie EAWR nie obserwuje się przez cały rok żadnych istotnych zmian w temperaturach wód, natomiast w fazie dodatniej największe i najbardziej istotne statystycznie różnice temperatur wód jezior obserwuje się we wrześniu. Temperatury wód są wówczas od 0,9 (Hańcza, Charzykowskie) do ponad 1,3 o C (Gardno) niższe niż przeciętnie, a obserwowane różnice na większości jezior są bardzo istotne statystycznie (p < 0,01). 12

13 [P 2]. Ptak M., Wrzesiński D., Choiński A Long-term changes in the hydrological regime of high mountain lake Morskie Oko (Tatra Mountains, Central Europe). Journal of Hydrology and Hydromechanics, 65, 2: W pracy przeanalizowano zmiany reżimu hydrologicznego jeziora Morskie Oko (Tatry Wysokie), na który wg Apsite i in. (2014) składają się wahania poziomu wody, warunki lodowe oraz termiczne. Jeziora wysokogórskie z uwagi na swoje położenie i ograniczoną bezpośrednią aktywność człowieka, powszechnie uchodzą za najmniej przekształcone w wyniku antropopresji. Stąd też obserwowane w nich zmiany należy upatrywać głównie w przebiegu warunków naturalnych. Ponadto położenie omawianego jeziora na terenie Tatrzańskiego Parku Narodowego, będącego jednocześnie światowym rezerwatem biosfery UNESCO, dodatkowo chroni je od skutków potencjalnego oddziaływania człowieka. Biorąc pod uwagę powyższe fakty oraz kilkudziesięcioletnią serię pomiarów można stwierdzić, że w przypadku Polski, Morskie Oko jest najbardziej naturalnym wyznacznikiem długoterminowych zmian temperatury wody. Zmiany termiki jeziora omawianego w artykule, rozpatrywane były w odniesieniu do wartości średnich rocznych, sezonowych i miesięcznych temperatur wody. We wszystkich trzech ujęciach stwierdzono znaczne zmiany na przestrzeni ostatnich kilkudziesięciu lat. Dominowała tendencja do ocieplania wody, która w ujęciu średniorocznym jest aktualnie wyższa o 1,4 C w stosunku do stanu wyjściowego, tj. początku lat 70 XX wieku. Do sytuacji takiej przyczyniła się przede wszystkim ciepła pora roku, gdzie w okresie lata średni wzrost temperatury wody wyniósł 0,83 C dek -1. W pozostałych porach roku był on mniejszy i wynosił jesienią 0,29 C dek -1 oraz wiosną 0,25 C dek -1. W przypadku zimy odnotowano nawet ochłodzenie temperatury wody, lecz długoletnia tendencja zmian w tym okresie była nieistotna statystycznie. Powyższa sytuacja jest wynikiem obserwowanego wzrostu temperatury powietrza. Po okresie zlodzenia obserwuje się silnie dodatnie związki temperatury powietrza z temperaturą wód jeziora od kwietnia do września. Z wyjątkiem kwietnia dla pozostałych miesięcy obliczone współczynniki korelacji są wysokie i bardzo istotne statystycznie (p<0,001, ryc. 3). 13

14 Ryc. 3. Macierz współczynników korelacji miesięcznych temperatur wody Morskiego Oka (MO) i temperatur powietrza (Kasprowy Wierch, KW) Uzyskane wyniki wskazują, że omawiane jezioro może być traktowane jako wskaźnik skutków globalnych zmian klimatycznych, stanowiąc swego rodzaju reper w odniesieniu do ekosystemów wodnych zarówno w Polsce jak i tej części Europy. Z perspektywy samego jeziora, utrzymujące się na aktualnym poziomie tendencje przemian, będą prowadziły do transformacji obecnego stanu Morskiego Oka, co będzie widoczne m.in. w procesach związanych z miksją wody, rozwarstwieniem termiczno-gęstościowym czy zmianach w składzie gatunkowym flory i fauny. [P 4]. Ptak M., Sojka M., Choiński A., Nowak B Effect of environmental conditions and morphometric parameters on surface water temperature in Polish lakes. Water, 10, 5, 580 Celem pracy jest określenie kierunków i wielkości zmian powierzchniowej temperatury wody w jeziorach w Polsce, ocena podobieństw i różnic warunków termicznych jezior oraz wskazanie czynników klimatycznych i nieklimatycznych wpływających na temperaturę wody w jeziorach oraz tempo i kierunki ich zmian. Analiza 14. jezior w latach wykazała, zróżnicowanie średnich rocznych temperatur wody pomiędzy nimi na poziomie 2,3 C. Najwyższą zmienność średnich rocznych temperatur wody zaobserwowano w jeziorze Hańcza a najniższe w Jeziorze Sławskim. Pod względem podobieństwa temperatur wody w jeziorach, wyznaczono dwie zasadnicze grupy, a w ich obrębie mniejsze podgrupy. Pierwszą z tych grup stanowią cztery jeziora w których średnia roczna temperatura wody wynosi 10,5 C. Jeziora te są położone w różnych regionach klimatycznych, a ich wspólną cechą jest najmniejsza z analizowanych (poza jeziorami przymorskimi) głębokość średnia. Pozostałe jeziora stanowią grupę drugą, w obrębie której 14

15 wydzielono trzy podgrupy. Podobnie jak w grupie pierwszej jeziora usytuowane są w różnych częściach analizowanego obszaru, a ich cechą charakterystyczną jest także głębokość, która decyduje o wykształceniu stratyfikacji termicznej w okresie lata. Temperatura wody tych jezior wynosi 9,6 C. Podgrupę drugą stanowią jeziora znajdujące się w strefie przymorskiej (Łebsko, Gardno), które poddane są bezpośredniemu odziaływaniu intruzji wody morskiej. Z kolei ostanie wydzielenie stanowi jezioro Hańcza, będące najgłębszym akwenem w tej części Europy. W kontekście długoterminowych zmian powierzchniowej temperatury wody analiza wykazała, że w okresie nastąpił znaczny jej wzrost. Średnio dla wszystkich jezior wyniósł on 0.43 C dec -1. Najwyższy wzrost temperatur wody zaobserwowano w jeziorze Lubie (0.64 C dec -1 ) a najniższy w jeziorze Hańcza (0.32 C dec -1 ). W układzie miesięcznym w większości przypadków statystycznie istotnie związki były notowane cały rok. Dla wybranych jezior charakterystyczny był okres zimy, w którym to nie odnotowano istotnych zmian temperatury wody. Były to m.in. jeziora przymorskie (wskazane jako specyficzne na tle pozostałych), kiedy to właśnie w sezonie zimowym najczęściej dochodzi do wlewów wody (Girjatowicz 2008) o innych parametrach fizyczno-chemicznych. Pozostałe przypadki to jezioro Jeziorak i Sępoleńskie przylegające do miast (Iława i Sępólno Krajeńskie), w związku z czym mogą być poddane zanieczyszczeniom (w tym termicznym). W odniesieniu do Hańczy, za obserwowaną sytuację mogą być odpowiedzialne wertykalne ruchy wody i jej dostarczanie do warstwy przypowierzchniowej ze strefy hypolimnionu o znacznej miąższości. Największe tempo wzrostu temperatury wody odnotowano w maju (średnia 0,74 C dec -1 ) a najniższe w styczniu (średnia 0,16 C dec -1 ) i w lutym (średnia 0,16 C dec -1 ). Zaobserwowano, że najwyższe zróżnicowanie trendów zmian temperatury wody pomiędzy jeziorami występowo w listopadzie, grudniu, maju, czerwcu i wrześniu średnia różnica wynosiła około 0,59 C dec -1. Natomiast najmniejsze zróżnicowanie trendów temperatury pomiędzy analizowanymi jeziorami występowało w styczniu, lutym i sierpniu średnio 0,29 C dec -1. Przebieg średniej rocznej temperatury wody uwidacznia jej wyraźny wzrost, który nawiązuje do temperatury powietrza. Charakterystyczna dla przebiegu temperatury wody jest druga połowa lat 80 XX wieku. Po tym okresie tylko dwukrotnie średnia roczna temperatura wody była niższa niż 9.5 C. Sytuację tą w przypadku jezior w Europie Środkowej wyjaśniają Woolway i in. (2017), dochodząc do wniosku, że jest to reakcja na zmianę reżimu klimatycznego. Analiza różnic trendów rocznych temperatur wody i temperatur powietrza wykazała, że są one statystycznie istotne na poziomie p = 0,05. Temperatury wody w jeziorach 15

16 na przestrzeni lat charakteryzowały się wyższym przyrostem na poziomie średnim 0.43 C dec -1 a temperatury powietrza na poziomie 0.34 C dec -1. Relacje temperatury wody z temperaturą powietrza kształtowały się na wysokim poziomie. Jednocześnie, można odnaleźć zróżnicowane współzależności nawet w przypadku jezior położonych blisko siebie. Fakt ten obrazuje rolę indywidualnych cech jezior w odbiorze odziaływań klimatycznych. Rolę zróżnicowanego zbioru czynników klimatycznych i pozaklimatycznych na przebieg temperatury wody jezior, wyjaśniono za pomocą analizy PCA (ryc. 4). Ryc. 4. Wyniki analizy PCA między parametrami termicznymi wód w jeziorach a parametrami klimatycznymi i nieklimatycznymi. Jest to pierwsze tego typu opracowanie dla obszaru Polski, które uwzględnia szeroki zbiór czynników mogących wpływać na tą charakterystykę. Koncentrując się na wzroście temperatury wody ustalono, że proces ten pozytywne relacje przyjmował jedynie z temperaturą powietrza. Pozostałe elementy (szerokość geograficzna, długość geograficzna, wysokość położenia jezior nad poziomem morza, czas trwania pokrywy lodowej, prędkość wiatru, średnia i maksymalna głębokość, powierzchnia jeziora, przezroczystość wody, czas retencji wody) były skorelowane ujemnie. Uzyskane wyniki rzucają nowe światło na zagadnienia związane z łagodzeniem negatywnych skutków ocieplenia klimatu. Jak pokazują uzyskane wyniki, rozwiązań takich można szukać chociażby w hydrotechnicznej regulacji wymiany wody w jeziorach (czas retencji) czy zagospodarowaniu przestrzennym w zlewni jezior (kształtowania pola wiatru), itd. [P5] Czernecki B., Ptak M., The impact of global warming on lake surface water temperature in Poland - the application of empirical-statistical downscaling, , Journal of Limnology, doi.org/ /jlimnol

17 Celem artykułu było utworzenie wielowiązkowych scenariuszy zmian powierzchniowej temperatury wody jezior w Polsce do końca XXI wieku w oparciu o istniejące pomiary temperatury wody oraz o dostępne symulacje zmian klimatycznych. Temperatury wody powierzchniowej jezior do roku 2100 wykazują silną zależność od przyjętego scenariusza RCP oraz wybranego podokresu XXI wieku. Na rycinie 5 przedstawiono prognozowane zmiany temperatury wody uśrednionej łącznie dla wszystkich 10. jezior analizowanych w pracy. Ryc. 5. Projekcje zmian średniej rocznej temperatury wody powierzchniowej do końca XIX wieku Wyniki uzyskane w modelach na podstawie wybranych symulacji CMIP5 wskazują dużą zbieżność trendów rocznych w okresie ( ) i zakładają dalszą kontynuację obecnie zdiagnozowanych zmian bez względu na scenariusz RCP do ok roku. Daje to wzrost średniej rocznej temperatury wody w jeziorach o 0,8 C. Po tym okresie rozpoczynają się zauważalne rozbieżności pomiędzy scenariuszami RCP. W okresie największe średnie zmiany sugerują symulacje wykonane w oparciu o RCP 8.5 (+1.4 C), przy najniższych dla RCP 6.0 (+1.1 C). W latach rozbieżności pomiędzy najcieplejszymi i najchłodniejszym scenariuszami wynoszą już 0,8 C przy zmianie temperatury wody dla RCP 8.5 równej +2,2 C i zauważalnym wyhamowaniu wzrostu dla ścieżki RCP 2.6 (zmiana o +1,4 C). W drugiej połowie XXI wieku zdecydowanie największe zmiany uzyskano dla RCP 8.5, który w okresach oraz przekłada się na wzrost średniej rocznej temperatury wody w jeziorach na poziomie odpowiednio 3,2 i 4,2 C, przy czym niektóre spośród wybranych modeli GCM sugerują wyraźnie wyższy wzrost temperatur, przekładający 17

18 się na ponad 5-cio stopniowe wartości w okolicach roku Scenariusze RCP zakładające redukcję emisji gazów szklarniowych wskazują na mniej drastyczne zmiany, i są one proporcjonalne do zakładanej redukcji w emisji antropogenicznej. Ze względu na relatywnie długi czas reakcji systemu klimatycznego na zmiany wymuszania radiacyjnego i dodatkowy czas konieczny do osiągnięcia równowagi temperatury powierzchniowej jezior (Schmid i in. 2014) jeszcze w latach scenariusze dla RCP 4.5 i 6.0 są dość zbieżne, natomiast po tym okresie rozbieżności pomiędzy nimi narastają i w ostatnim 20-leciu średnia różnica między nimi wynosi już 0,4 C (anomalie zmian wynoszą odpowiednio +2,3 i +2,7 C). Najbardziej optymistyczny scenariusz zakłada ścieżka RCP 2.6, która po roku 2060 jako jedyna przewiduje spadek powierzchniowej temperatury wody jezior i jej dalszą stabilizację na poziomie z okresu Ogólne prawidłowości dotyczące różnic w temperaturze wody powierzchniowej jezior w zależności od scenariuszy RCP w różnych podokresach XXI wieku potwierdzają się także w ujęciu miesięcznym (ryc. 6). W tym przypadku największe różnice pomiędzy poszczególnymi RCP dotyczą okresu po 2050 r., z najcieplejszym RCP 8.5, następnie 6.0 i 4.5 oraz 2.6. Na uwagę zasługuje jednak fakt nierównomiernego wzrostu temperatury wody w cyklu rocznym oraz rozszerzającego się zakresu niepewności trendów zmian pomiędzy RCPs. Najniższe tempo zmian temperatury wody do roku 2100 powinno być obserwowane w lutym ( : RCP 2.6 = +0.5 C, RCP 8.6 = +1.8 C), i w związku z nieco większym trendem prognozowanych zmian dla stycznia ( : RCP 2.6 = +0.6 C, RCP 8.6 = +2.5 C) to luty będzie coraz częściej miesiącem z najniższą temperaturą wody. Najniższy wzrost temperatury wody w lutym wynika z zakładanych zmian temperatury powietrza zachodzących we wcześniejszych miesiącach i znaczenia czynnika autokorelacyjnego w modelach ESD. W okresie historycznym temperatura powietrza w grudniu, styczniu i lutym wynosiła odpowiednio -0.4 C, -2.1 C oraz -1.5 C, co w konsekwencji zakładanego ocieplenia będzie sprzyjać późniejszemu występowaniu pokrywy lodowej i skróceniu czasu jej trwania. Ujemne wartości średnich temperatur powietrza w styczniu oraz w lutym utrzymujące się według różnych scenariuszy nawet w drugiej połowie XXI wieku sprawiają, że to właśnie w okresie od stycznia do marca zakładane są najmniejsze wzrosty temperatury wody w jeziorach, które dopiero po roku 2080 mogą przekroczyć próg 2 C (i to tylko w RCP 8.5). Dla porównania trendy zmian na początku sezonu ze zjawiskami lodowymi wskazują na zdecydowanie większe tempo zmian. W grudniu, dla którego już obecnie temperatura powietrza przekracza 0 C, prognozowany trend zmian temperatury wody nie odbiega zasadniczo od wartości dla listopada, dla którego pod koniec XXI wieku wzrosty te będą się wahać od 1.1 C (RCP 2.6) do 4.2 C (RCP 8.5). 18

19 Wraz z zanikiem pokrywy lodowej postępującej od początku wiosny rośnie także prognozowane tempo zmian temperatury wody w jeziorach. Według scenariusza RCP 8.5 w okresie od maja do sierpnia zmiany te przekroczą 5 C (nawet do 6.0 C w czerwcu). Również bardziej wyraźne stają się dysproporcje pomiędzy pozostałymi ścieżkami w tym okresie w porównaniu do pozostałych sezonów. Przykładowo anomalie w tych miesiącach dla RCP 6.0 i 4.5 wahają się w przedziale od 2,7 do 3,5 C. Jesienią prognoza zmian wyraźnie się zmniejsza, choć jest ona średnio o niespełna 1 C wyższa od poziomu zakładanego dla okresu wiosennego, co wynika z bardzo silnego nagrzania powierzchni zwierciadła wody latem. W skrajnym scenariuszu RCP 8.5 w tych miesiącach wzrost temperatur może osiągnąć pod koniec wieku 3,7-4,8 C, przy najbardziej optymistycznych prognozach RCP 2.6, który zakłada zmiany około +1.5 C. Ryc. 6. Projekcje zmian średniej miesięcznej temperatury wody powierzchniowej jezior w Polsce Uzyskane w pracy wyniki wskazują, iż w ciągu kilku najbliższych dekad będzie nadal postępował wzrost temperatury wody, powodując znaczną transformację reżimu termicznego jezior na omawianym obszarze. Trudno jest jednak stwierdzić, który z zakładanych wariantów stanie się najbardziej wiarygodny a decydująca w tym względzie okaże się globalna strategia związana z redukcją emisji gazów cieplarnianych. Każdy z przyjętych scenariuszy, zakłada wzrost temperatury wody w jeziorach. Najbardziej optymistyczny z nich RCP 2.6. wskazuje na wyhamowanie tego procesu a w drugiej połowie XXI wieku, nawet jej spadek. Jednakże 19

20 obserwując dynamicznie zmieniającą się sytuację geopolityczną na świecie i gospodarcze aspiracje różnych państw, wariant ten staje się mało realny. W skrajnym przypadku za około 80 lat, średnia roczna temperatura wody jezior w Polsce będzie wyższa na poziomie 4 C. PODSUMOWANIE Przedstawione badania wskazują na złożoność elementów kształtujących reżim termiczny jezior i jego zmiany. Cykl prac porusza dotychczas nieanalizowane zagadnienia odnoszące się do termiki jezior w Polsce oraz uaktualnia kwestie poruszane we wcześniejszych badaniach. Do najważniejszych osiągnięć przedłożonego cyklu artykułów zaliczam: 1) Ustalanie wpływ makroskalowych typów cyrkulacji atmosfery na zmiany temperatury wód powierzchniowych jezior w Polsce, który jest zróżnicowany zarówno pod względem skali jak i zasięgu oddziaływania. Istotnie statystyczne związki z temperaturą wody w ujęciu rocznym występowały w okresie zimowym (AO, NAO) oraz letnim (EA). Zmiany temperatury wody w stosunku do średnich z rozpatrywanego wielolecia oscylowały na poziomie 1,0 C, maksymalnie osiągając 1,4 C 2) Określenie długoletnich zmian temperatury wody wysokogórskiego jeziora Morskie Oko, którego z uwagi na swoje położenie może stanowić swojego rodzaju reper dla określenia globalnych zmian klimatycznych (pozbawionych bezpośredniego wpływu antropopresji) w Europie Środkowej, 3) Określenie tendencji zmian temperatury wody jezior niżowych bazujący na największym jak dotychczas zbiorze, dający możliwe najdokładniejszy ich obrazszczególnie w ujęciu przestrzennym, 4) Wykazanie szybszego wzrostu temperatury wody niż powietrza co świadczy o tym, że proces ten w przypadku jezior nie jest jedynie pochodną zmian klimatycznych, ale złożoną interakcją pomiędzy wieloma komponentami środowiska przyrodniczego, 5) Wykazanie roli czynników pozaklimatycznych (w tym. m.in. długości zalegania pokrywy lodowej, czasu retencji wody, głębokości jeziora, przezroczystość wody) na rozkład i zmiany temperatury wody. Ustalenia te, mogą stanowić podstawę do podjęcia działań aplikacyjnych, których celem będzie zahamowanie niekorzystnego zjawiska jakim jest wzrost temperatury wody w jeziorach, 6) Ustalenie przyszłych zmian temperatury wody jezior w Polsce z których wynika, że w większości wykonanych symulacji, nastąpi dalsze znaczne ocieplenie. W skrajnym 20

21 przypadku średnia roczna temperatura wody do końca XXI wieku będzie wyższa o ok. 4 C w stosunku do stanu dzisiejszego. Praktyczne wykorzystanie wyników badań Uzyskane wyniki, stwarzają szczegółowe podstawy do dalszych badań prowadzonych w zakresie samej limnologii, jak i wielu innych dyscyplin, m.in. hydrologii, hydrobiologii, ekologii, gospodarki wodnej, itd. Badania te na tle teoretycznego rozpoznania skutków ocieplenia jezior w odniesieniu do każdej ze szczegółowych dziedzin, mogą i powinny stanowić podstawę działań dla wypracowania możliwie jak najszybciej wielowątkowych koncepcji łagodzenia skutków zmian klimatycznych. Jak pokazują uzyskane wyniki, rozwiązań o charakterze aplikacyjnym można szukać chociażby w hydrotechnicznej regulacji wymiany wody w jeziorach (odniesienie do ujemnych korelacji czasu retencji wody w jeziorze ze wzrostem temperatury) czy zagospodarowaniu przestrzennym zlewni jezior (ujemne relacje prędkości wiatru i wzrostu temperatury wody), itd. Oczywiście na tą chwile są to podstawy wymagające szczegółowo osobnych ekspertyz dla każdego jeziora (uwarunkowania środowiskowe, prawne, itd.) lecz dające pewną nadzieję, że w jakimkolwiek stopniu będziemy mogli wpływać na łagodzenie negatywnych skutków własnej działalności, obserwowanej jako ocieplenie klimatu. 5. Omówienie pozostałych osiągnięć naukowo - badawczych (artystycznych) Szczegółowy wykaz publikacji został zestawiony w załączniku nr 3. W za czniku tym zamieszczone zostały także, informacje o działalności dydaktycznej i organizacyjnej. Moje zainteresowania badawcze zaczęły krystalizować si na III roku studiów, czego efektem był wybór specjalności: Hydrologia, Meteorologia i Klimatologia. Od samego początku główny nurt moich zainteresowa związany był z jeziorami. Moim opiekunem naukowym podczas pisania pracy magisterskiej a następnie doktorskiej był prof. Adam Choiński, który jest niekwestionowanym autorytetem w dziedzinie limnologii w Polsce. Praca magisterska, którą złożyłem i obroniłem w 2005 roku dotyczyła zmian powierzchni jezior we wschodniej cz ci Pojezierza Wielkopolsko-Kujawskiego. Kontynuacją tego zagadnienia była praca doktorska, której celem było określenie zmian jeziorności na przestrzeni ponad 100 lat w dorzeczu Warty. Wyniki uzyskane w doktoracie wykazały znaczne zmiany w powierzchni jezior, a główne przyczyny tych przeobrażeń należy wiązać z działalnością cz owieka. W 21

22 okresie studiów doktoranckich poza tematyką jeziorną, uważam że na uwagę zasługuje wykonanie inwentaryzacji wypływów wód podziemnych w Dorzeczu Odry (Choiński, Ptak 2009a). Od momentu zatrudnienia na stanowisku adiunkta w roku 2011, w centrum zainteresowań nadal pozostawały jeziora, jednocze nie rozszerzałem sw j profil badawczy wzbogacając go o tematykę nawiązuj cą m.in. do potamologii oraz gospodarki wodnej. Choć pomiędzy poszczególnymi etapami mojej dzia alno ci naukowej nie ma sztywnych granic, to mogę dokonać pewnej partycypacji. Tak jak określiłem we wstępie punktu 5. szczegółowy wykaz publikacji został zamieszczony w zał. 3, a w poniższym omówieniu pozostałych osiągnięć odnoszę się do wybranych artykułów nawiązujących do poszczególnych zagadnień. W ramach limnologii podejmowane prace nawiązują do podstawowych nurtów badawczych tej dyscypliny: tj. współczesnej ewolucji jezior oraz ich reżimu termicznolodowego. W ujęciu chronologicznym w pierwszej kolejności koncentrowałem się na zagadnieniach związanych z ewolucją jezior, przechodząc następnie do badań dotyczących ich termiki i zlodzenia. Pierwsze z zagadnień jest obecnie najczęściej postrzegane jako zmniejszanie powierzchni, prowadzące ostatecznie do zaniku jezior. Jedną ze składowych tego procesu jest zarastanie jezior, które pomimo kluczowej roli nie doczekało się szerszej syntezy. Jedna z nielicznych prac w Polsce określająca współczesne tempo zarastania powstała w 2013 roku (Ptak 2013a). W oparciu o historyczne materiały kartograficzne oraz współczesne informacje zawarte na ortofotomapie określiłem, że w 15 analizowanych przypadkach średnia wielkość zarastania jezior wynosiła 0,4 ha na rok. Innym zagadnieniem jest spojrzenie na misę jeziorną w układzie trójwymiarowym i określenie, obok horyzontalnej, także wertykalnej składowej odpowiedzialnej za zanik jezior. Zanik ten, w powyższym świetle jest więc, nie tylko kurczeniem się powierzchni ale jest on utożsamiany ze zmianą zasobów wodnych jezior. Problem ten poruszony został m.in. w pracach: Choiński, Ptak (2009b), Ptak, Ławniczak (2011), Ptak (2013b, c), Choiński i in. (2014), Choiński i in. (2016). W ramach tych badań byłem wykonawcą w grancie przyznanym w ramach konkursu NCN: Wpływ antropopresji na zarastanie i wypłycanie jezior. Istotnym w przebiegu zaniku jezior jest ingerencja człowieka. W zależności od potrzeb gospodarczych, mogą one całkowicie przestać istnieć w stosunkowo krótkim czasie. Przykłady drastycznych osuszeń jezior nawet o znacznym areale zostały opisane, m.in. w pracach: Choiński i in. (2012), Ptak i in. (2013). Wynika z nich m.in., że z perspektywy lat decyzje o pracach hydrotechnicznych mających na celu pozyskać nowe tereny kosztem jezior nie zawsze 22

23 były uzasadnione. W wielu przypadkach obserwuje się obecnie powrót wody - zarówno w wyniku konkretnych działań (utworzenie stawów rybnych) jak i będących efektem pośrednim, np. poprzez odstąpienia od melioracji w wyniku czego powstały rozlewiska, itd. Rozwinięciem wątku dotyczącego całkowicie osuszonych jezior, jest ocena zasobów wodnych mogących się w nich znajdować. Analizę taka podjąłem w pracach: Ptak (2014 a, b), Ptak (2015a), Ptak (2017a). Podejście wykorzystane w ostatnich artykułach, może okazać się szczególnie istotne na tle deficytów wodnych Polski oraz obserwowanym natężeniu skrajnych zjawisk o podłożu meteorologiczno-hydrologicznym. Potencjalna możliwość renaturyzacji nieistniejących jezior, może stanowić o znacznym wzroście retencji wodnej na obszarze północnej Polski. Przedstawione założenia (opierające się na przywróceniu do stanu pierwotnego elementów środowiska, które funkcjonowały w nim setki lub tysiące lat) wydają się bardziej optymalne niż tworzenie zupełnie nowych (sztucznych) zbiorników, których oddziaływanie na środowisko w dalszej perspektywie czasu jest trudne lub wręcz niemożliwe do przewidzenia. Kwestie zmian zasobów wodnych w jeziorach skłoniły mnie do podjęcia badań zagadnień ścisłe wiążącym się z tym zagadnieniem, jakim są zmiany stanów wody. Powstała w nawiązaniu do tego problemu seria artykułów (Ptak 2015b, Wrzesiński, Ptak 2016, Wrzesiński, Ptak 2017) wykazała, że kluczową rolę w tym aspekcie odgrywają czynniki zlewniowe nad klimatycznymi. Widoczne jest to wyraźnie w odniesieniu do jezior położonych blisko siebie (w tych samych regionach klimatycznych), gdzie notowany był zróżnicowany przebieg stanów wody. Drugi nurt moich badań w ramach limnologii stanowią zagadnienia związane z termiką wody (którego część stanowi osiągnięcia naukowego) i zjawiskami lodowymi jezior. Oba wątki wpisują się w ogólnoświatową, chętnie podejmowaną ostatnio problematykę prac nawiązujących do transformacji reżimu termicznego jezior w kontekście globalnych zmian klimatycznych. Tak jak wykazano powyżej, jeziora są dobrym indykatorem obserwowanego co najmniej od kilku dekad wzrostu temperatury powietrza. Przejawia się to m.in. wzrostem temperatury wód jeziornych, skróceniem czasu zalegania pokrywy lodowej czy zmniejszeniem jej grubości. Sukcesywnie obserwowana zmiana tych cech, wpływa na przekształcenia dotychczasowych warunków funkcjonowania ekosystemów jeziornych (zmiany w przebiegu i tempie zjawisk i procesów fizycznych, chemicznych i biologicznych). Uzupełnieniem wcześniej wymienionych prac (pkt. 4) dotyczących temperatury wód jeziornych mogą być opracowania analizujące zmiany zasobów ciepła (Choiński i in. 2013), wykorzystanie zdjęć satelitarnych w badaniach termicznych wód powierzchniowych (Ptak i in. 2017) czy opracowania nawiązujące do termiki wód głębinowych (Ptak, Nowak 2016, Ptak Nowak 23

24 2017a). Dwie ostatnie prace poza analizą rozkładu temperatury w pionie uwzględniają ściśle z nią związaną zawartość tlenu rozpuszczonego w wodzie. Cykl prac odnoszący się do zlodzenia jezior rozważał kilka wątków, które stanowiły: zróżnicowanie pokrywy lodowej wysokogórskiego jeziora Morskie Oko (Choiński i in. 2015b), długoletnie tendencje zmian oraz określenie głównych elementów wpływających na przebieg zlodzenia (Choiński i in. 2015a) oraz odziaływanie NAO na warunki lodowe (Wrzesiński i in. 2015). Pierwszy z wymienionych powyżej artykułów odnosi się do powierzchniowego zróżnicowania pokrywy lodowej jezior; problematyki wciąż mało omawianej w porównaniu z długoterminowymi badaniami. Wnioski zawarte w pracy stanowią wynik kilkuletnich ekspedycji w wyniku których wykonano łącznie 160 odwiertów w różnych częściach Morskiego Oka. Pozwoliło to stwierdzić, że pokrywa lodowa omawianego jeziora cechuje się dużym zróżnicowaniem grubości w poszczególnych latach, które sięgały od 3 do 31 cm. Głównym czynnikiem takiego zróżnicowania były warunki topograficzne w sąsiedztwie Morskiego Oka związane z zacienieniem powierzchni jeziora przez poszczególne szczyty Tatr. Ponadto jak wykazano innym elementem było krążenie wody pod lodem, która wpływała na jego degradację od spągu. Jak wykazano w drugiej z powyższych prac, w okresie ostatnich 50. lat skróceniu uległ sezon lodowy jezior w Polsce. Odnosząc się do poszczególnych charakterystyk zlodzenia ustalono ze czas trwania pokrywy lodowej skrócił się średnio o 5,6 dnia na dekadę a średnia grubość lodu zmniejszyła się w tempie 6,1 cm na dekadę. Wielowymiarowa analiza redundancji (RDA), stosowana w celu zbadania zależności pomiarów lodu od cech morfometrycznych i położenia jeziora wykazała, że długość i szerokość geograficzna są kluczowymi czynnikami wyjaśniającymi dynamikę lodu odniesieniu do jego zaniku, czasu trwania i grubości. Objętość jezior i ich średnia głębokość wpłynęły głównie na terminy pojawiania się pokrywy lodowej. W pracy odnoszącej się do wpływu NAO na zlodzenie jezior ustalono, że w ujemnej fazie tej cyrkulacji pokrywa lodowa utrzymuje się nawet 30 dni dłużej (w stosunku do wartości średnich) i jest wówczas grubsza nawet o ponad 10 cm. Z kolei w dodatniej fazie NAO czas trwania pokrywy lodowej jest krótszy. W ujęciu przestrzennym związki NAO ze zlodzeniem jezior układają się w charakterystyczną (podobnie jak poprzednio) orientację wschód-zachód. Zagadnienia dotyczące potamologii analizowałem w odniesienie do: zmian poziomu wody (Ptak 2013d, Ptak 2014c), przebiegu warunków termicznych i lodowych (Ptak i in. 2016, Ptak, Choiński 2016, Ptak, Nowak 2017b), zmian biegu rzeki (Kaniecki, Ptak 2016) czy analizy stref powodziowych (Choiński, Ptak 2014). Porównując zaobserwowane zmiany temperatury wód płynących do przedłożonego osiągnięcia naukowego, można stwierdzić ze reakcja rzek na 24

25 zmiany klimatyczne jest podobna jak w przypadku wód stojących. Co warte podkreślenia, w przypadku rzek większy wpływ na ich temperaturę mogą mieć czynniki lokalne. Przykładem tego stwierdzenia może być opracowanie porównujące termikę dwóch rzek (Czerna Wielka i Szprotawa) położonych w tym samym regionie klimatycznym, lecz cechujących się zróżnicowanym stopniem zalesienia zlewni (Ptak 2017b). Z analizy codziennych temperatur wody wynika, że w skali roku zlewnia o większym zalesianiu (Czerna Wielka) posiadała o 1,2 C niższą temperaturę wody w stosunku do zlewni którą cechuje mniejszy udział lasów. Różnica ta jest jeszcze bardziej widoczna w ciepłej porze roku (okres wegetacyjny) i wynosi 2,6 C. Wyniki tej pracy mogą stanowić istotny impuls do podjęcia działań mających na celu łagodzenie skutków ocieplenia klimatu na ekosystemy rzeczne, poprzez strukturę użytkowania zlewni lub tworzenie stref buforowych nad brzegami rzek. Problematyka gospodarowania wodą była podejmowana w kontekście zasobów wodnych magazynowanych w jeziorach, potencjalnymi możliwościami ich odtworzenia, infrastruktury hydrotechnicznej w zlewni czy zagrożeń powodziowych. Jako istotny element mojej aktywności naukowej uważam udział na rzecz kartowania hydrograficznego kraju. Zaproszenie mnie przez Głównego Konsultanta Mapy Hydrograficznej (z ramienia Głównego Geodety Kraju) do zespołu wykonującego takie opracowanie odbieram jako wyróżnienie. Dotychczas wykonałem komentarz naukowy oraz konsultacje merytoryczne dla 10. arkuszy map w skali 1:50000 (zał. 3, pkt. II D). Podjęcie się powyższego zadania wymaga posiadania syntetycznej wiedzy, obejmującej zróżnicowanie dziedziny (m.in. geologia, klimatologia, ekologia, gospodarka wodna), które łącznie wpływają na kształt i rozwój sieci hydrograficznej oraz przebieg procesów hydrologicznych. Trwające sukcesywnie prace, zmierzające do pokrycia powierzchni całego kraju Mapą Hydrograficzną Polski, zaangażowanie odpowiednich władz pokazują potrzebę posiadania możliwie najszerszych informacji w tym zakresie. Dane wykorzystywane w publikacjach pochodziły z ogólnodostępnych źródeł (bazy IMGW-PIB, GUS, Raporty o stanie środowiska, itd.) jak i własnych badań terenowych. Prace takie prowadziłem łącznie na kilkudziesięciu jeziorach, które reprezentowały większość typów genetycznych mis w Polsce- od jezior przymorskich po wysokogórskie (w tym m.in. unikalne w skali światowej jeziora meteorytowe). Część opracowań dotyczyła wód w parkach narodowych, zarówno w Polsce jak i poza jej granicami (Szacki Park Narodowy). Wody występujące w obrębie tych obszarów, objęte najwyższą formą ochrony zasługują na szczegółowe rozpoznanie i opisanie wszystkich cech decydujących o ich właściwościach. Podejście takie jest tym bardziej uzasadnione, że to właśnie specyficzne cechy poszczególnych 25

26 elementów sieci hydrograficznej były niejednokrotnie kluczowe dla podjęcia decyzji o utworzeniu parku. Wyniki moich badań były dotychczas prezentowane w formie referat w i posterów na 15. konferencjach o zasięgu międzynarodowym i ogólnopolskim (zał. 3, pkt. II K, III B). Łączny Impact Factor wszystkich opublikowanych przeze mnie prac według listy Journal Citation Report zgodnie z rokiem wydania wynosi 17,600. Liczba cytowań na dzień wynosi według bazy: Web of Science: 57 SCOPUS: 81 Google Scholar: 308 Indeks Hirscha na dzień wynosi według bazy: Web of Science: 5 SCOPUS: 5 Google Scholar: 10. Łączna liczba punktów wg wytycznych MNiSW (zgodnie z rokiem publikacji) wynosi 743,5. Sumaryczne zestawienie dotychczasowych publikacji zamieściłem w tabeli 1. Tabela 1. Liczba publikacji naukowych. Liczba publikacji (tylko recenzowane) Przed uzyskaniem stopnia doktora ( ) Po uzyskaniu stopnia doktora ( ) Lista A MNiSW Lista B MNiSW Rozdziały w monografiach Ogółem Dotychczasowe efekty mojej pracy badawczej znalazły uznanie wśród redaktorów czasopism i monografii naukowych, czego rezultatem było powołanie mnie jako recenzenta do oceny 11. publikacji (zał. 3, pkt. III P), które stanowiło: 6 artykułów w czasopismach indeksowanych w bazie Web of Science (w tym jedna recenzja w czasopiśmie za 50 pkt wg MNiSW), 3 artykuły w czasopismach indeksowanych w bazie Scopus oraz 2 rozdziały w monografiach. W roku 2016 zostałem członkiem komitetu redakcyjnego czasopisma Badania Fizjograficzne (lista B MNiSW). W ostatnich latach zajmowałem czołowe lokaty w rankingach oceniających działalność naukową pracowników naukowo-dydaktycznych Wydziału Nauk Geograficznych i 26

27 Geologicznych. Spośród ok. 200 osób plasowałem się odpowiednio na 7 (2015), 10 (2016) i 5 (2017) miejscu. Za osiągnięcia w pracy naukowej otrzymałem w 2016 i 2017 roku nagrodę indywidualną III JM Rektora UAM (Zał. 3, pkt. II J). Aktualnie ( ) sprawa tegorocznego wyróżnienia została pozytywnie zaopiniowana przez Wydziałową Komisję ds. Nagród i Wyróżnień ( ) i przekazana do dalszego procedowania. W trakcie zatrudnienia ca y czas podnosi em swoje kwalifikacje zawodowe, czemu s u y y sta e oraz szkolenia (za. 3 III L, III Q) odbyte w jednostkach naukowych, instytucjach realizuj cych dzia ania zwi zane z gospodark wodn oraz w Parku Narodowym. Dalsze badania dotycz ce problematyki ujętej jako osiągnięcie naukowe chcę kontynuować w wymiarze interdyscyplinarnym, odnoszącym się do hydrobiologii (zmiany sk adu gatunkowego flory i fauny jezior w Polsce). Ponadto aktualnie zainicjowałem nowy rozdział w swojej pracy naukowej, a podejmowane w najbliższej przyszłości opracowania b d odnosiły się do osadów jeziornych. Zagadnienia te w aktualnej fazie opierają się na wykorzystaniu zaawansowanych technologii (m.in. zdjęcia georadarowe), a w dalszej perspektywie zostaną rozszerzone m.in. o analizy laboratoryjne. Literatura Adrian, R.; O'Reilly, C.M.; Zagarese, H.; Baines, S.B.; Hessen, D.O.; Keller, W.; Livingstone, D.M.; Sommaruga, R.; Straile, D.; Van Donk, E.; Weyhenmeyer, G.A.; Winder, M Lakes as sentinels of climate change. Limnol. Oceanogr., 54: Apsite, E.; Elferts, D.; Zubaničs, A.; Latkovska I Long-term changes in hydrological regime of the lakes in Latvia. Hydrology Research, 45: Austin, J.A.; Colman, S.M Lake Superior summer water temperatures are increasing more rapidly than regional temperatures: A positive ice-albedo feedback. Geophysical Research Letters, 34, Article number L Bednorz, E Synoptic conditions for rapid snowmelt in the Polish-German lowlands. Theor. Appl. Climatol., 97: Bernatowicz S., Thermal types of lakes in North-Eastern Poland, Ekologia Polska, 29: Bryś K., Bryś T., 2002: Wpływ Oscylacji Północnoatlantckiej na zmienność warunków wilgotnościowych, radiacyjnych, dynamicznych i ewaporacyjnych we Wrocławiu- Swojcu w latach [w:] Marsz A., Styczyńska A., (red.), Oscylacja Północnego Atlantyku i jej rola w kształtowaniu zmienności warunków klimatycznych i hydrologicznych Polski. Akademia Morska w Gdyni, Gdynia, Choiński A., Limnologia fizyczna Polski, Wyd.Nauk. UAM, Poznań Choiński A., Ptak M., 2009a. Obiekty krenologiczne dorzecza Odry. Przegląd Geograficzny, 81, 3: Choiński A., Ptak M., 2009b. Lake Infill as the Main Factor Leading to Lake s Disappearance. Polish Journal of Environmental Studies, 18, 3: Choiński A., Ptak M., Strzelczak A., Examples of Lake disappearance as an effect of reclamation Works in Poland, Limnological Review, 4:

28 Choiński A., Ptak M. Strzelczak A., Areal variation in ice cover thickness on lake Morskie Oko (Tatra Mountains), Carpathian Journal of Earth and Environmental Sciences 8, 3: Choiński A., Ptak M., Tereny zalewowe w Dorzeczu Prosny, Badania Fizjograficzne, 65, A: Choiński A., Ptak M., Strzelczak A., Present-day evolution of coastal lakes based on the example of Jamno and Bukowo (the Southern Baltic coast), Oceanological and Hydrobiological Studies, 43, 2: Choiński, A.; Ptak, M.; Skowron, R.; Strzelczak, A. 2015a. Changes in ice phenology on polish lakes from related to location and morphometry. Limnologica, 53: Choiński A., Ptak M., Strzelczak A., 2015b. Changeability of accumulated heat content in alpine-type lakes, Polish Journal of Environmental Studies, 24, 6: Choiński A., Ławniczak A., Ptak M., Changes in water resources of Polish lakes as influenced by natural and anthropogenic factors, Polish Journal of Environmental Studies, 25, 5: Chojnowski S., Wstępna charakterystyka zjawisk termicznych w jeziorach konińskich, Prace PIHM, 107: Cydzik, D.; Soszka, H.; Kudelska, D.; Atlas stanu czystości jezior Polski badanych w latach , Wyd. Geol., Warszawa Cydzik, D.; Soszka, H.; Kudelska, D Atlas stanu czystości jezior Polski badanych w latach IOŚ, Warszawa Cydzik, D.; Soszka, H.; Kudelska, D Atlas stanu czystości jezior Polski badanych w latach IOŚ, Warszawa. Dąbrowski, M.; Marszelewski, W.; Skowron, R The trends and dependencies between air and water temperatures in the lakes located in Northern Poland in the years Hydrol. Earth Syst. Sc. 8: Falarz, M Snow cover variability in Poland in relation to the macro- and mesoscale atmospheric circulation in the twentieth century, Int. J. Climatol. 27, 15, , Girjatowicz, J. P Związek między poziomem wody w jeziorach przybrzeżnych i wody morskiej polskiego wybrzeża Morza Bałtyckiego. Przegląd Geofizyczny 53: Girjatowicz J. P, Effects of the North Atlantic Oscillation on water temperature in southern Baltic coastal lakes, Annales de Limnologie, 47, 1: Haberman, J.; Haldna, M How are spring zooplankton and autumn zooplankton influenced by water temperature in a polymictic lake? Proceedings of the Estonian Academy of Sciences, 66: Hampton, S.E.; Izmest'eva, L.R.; Moore, M.V.; Katz, S.L.; Dennis, B.; Silow, E.A Sixty years of environmental change in the world's largest freshwater lake - Lake Baikal, Siberia. Global Change Biology, 14: Jeppesen E., Mehner T.,Winfield I.J., et al Impacts of climate warming on the long-term dynamics of key fish species in 24 European lakes. Hydrobiologia, 694: 1-39 Kaniecki A., Ptak M., Zmiany koryta Noteci w jej środkowym odcinku, Badania Fizjograficzne, 67, A: Katsev, S.; Aaberg, A.A.; Crowe, S.A.; Hecky, R.E Recent warming of lake Kivu. PLoS ONE, 9, Article number e Kintisch, E Earth's lakes are warming faster than its air: First ever global survey reveals summer lake temperatures rising at an alarming rate. Science 350, Kowalska, A Termika jezior północnej Polski. Czas. Geogr., 43:

29 Koźmiński C., Michalska B., Ocena temperatury wody w jeziorach i długości sezonu kąpielowego na pojezierzach w Polsce, Przegląd Geograficzny, 88, 3: Lepori, F.; Roberts; J.J Past and future warming of a deep European lake (Lake Lugano): What are the climatic drivers? Journal of Great Lakes Research, 41: Livingstone, D. M.; Padisak, J Large-scale coherence in the response of lake surfacewater temperatures to synoptic-scale climate forcing during summer. Limnol. Oceanogr., 52: Łajczak A., Wahania temperatury powierzchniowej warstwy wody w jeziorach tatrzańskich o róznej ekspozycji. Czasopismo Geograficzne, 3, 1: O Reilly i in., Rapid and highly variable warming of lake surface waters around the globe. Geophys. Res. Lett. 42: Magee, M.R.; Wu, C.H Response of water temperatures and stratification to changing climate in three lakes with different morphometry. Hydrol. Earth Syst. Sci., 21: Nõges, P.; Nõges, T.; Ghiani, M.; Paracchini, B.; Pinto Grande, J.; Sena, F Morphometry and trophic state modify the thermal response of lakes to meteorological forcing. Hydrobiologia, 667: Perroud M, Goyette S, Impact of warmer climate on Lake Geneva water temperature profiles. Boreal. Environ. Res. 15: Przybylak R., Wójcik G., Marciniak K. 2003: Wpływ Oscylacji Północnoatlantyckiej i Arktycznej na warunki termiczne chłodnej pory roku w Polsce w XVI-XX wiekach. Przegląd Geofizyczny, 48: Ptak M., Ławniczak A.E., Changes in water resources in selected lakes in the Middle and Lower catchment of the River Warta, Limnological Review, 11, 1: Ptak M., 2013a. Historical medium-scale maps as a source of information on the overgrowing of lakes, Limnological Review, 13, 3: Ptak M., 2013b. Lake evolution in the Żnin region in the years (central Poland), Quaestiones Geographicae 32,1: Ptak M., 2013c. Zmiany powierzchni i batymetrii wybranych jezior Pojezierza Pomorskiego, Prace Geograficzne, 133: Ptak M., 2013d. Wahania stanów wody rzeki Kamiennej w latach (profil Piechowice), Parki Narodowe i Rezerwaty Przyrody, 32, 4: Ptak M., Choiński A., Strzelczak A., Targosz A., Disappearance of Lake Jelenino since the end of the XVIII century as an effect of anthropogenic transformations of the natural environment, Polish Journal of Environmental Studies 22 (1): Ptak M., 2014a. Restoration and assessment of water resources of drained lakes. Example of Chełmno Lakeland (Poland), Limnological Review, 14, 1: Ptak M., 2014b. Ocena możliwości zwiększenia zasobów wodnych Polski w wyniku odtworzenia nieistniejących jezior- wybrane przykłady, Słupskie Prace Geograficzne, 11: 5-14 Ptak M., 2014c. Zmienność stanów wody Łomnicy w latach , Przyroda Sudetów, 17: Ptak M., 2015a. Odtworzenie nieistniejących jezior jako element zwiększania retencji leśnej i pozaprodukcyjnych funkcji lasu, Sylwan, 159, 5: Ptak M., 2015b. Wpływ antropopresji na zmienność stanów wody jeziora Wierzchowo w latach , Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Zielonogórskiego, 159, Inżynieria Środowiska, 39: 5-14 Ptak M., Choiński A Ice phenomena in rivers of the coastal zone (Southern Baltic) in the years , Baltic Coastal Zone, 20: Ptak M., Nowak B., Variability of oxygen-thermal conditions in selected lakes in Poland, Ecological Chemistry and Engineering S, 23,4:

30 Ptak M., Choiński A., Kirviel J., Long-term water temperature fluctuations in coastal rivers (Southern Baltic) in Poland, Bulletin of Geography. Physical Geography Series, 11: Ptak M., 2017a. Potential Renaturalisation of Lakes as An Element Building Up Water Resources: An Example of Mosina Lake, Poland, Chinese Geographical Science, 27, 1: 8 12 Ptak M., 2017b. Effects of catchment area forestation on the temperature of river waters, Forest Research Papers, 78, 3: Ptak M., Nowak B., 2017a. Thermal-oxygen conditions in lakes Roś and Rospuda Filipowska (North-Eastern Poland) in the summer half-year , Polish Journal of Natural Science, 32, 2: Ptak M., Nowak B., 2017b. Zmiany temperatury wody w Prośnie w latach , Woda- Środowisko-Obszary Wiejskie, 17, 3: Ptak M., Choiński A., Piekarczyk J., Pryłowski T., Application of Landsat satellite thermal images in the analysis of the temperature of Polish lakes, Polish Journal of Environmental Studies, 26, 5: Richardson, D.C.; Melles, S.J.; Pilla, R.M.; et al Transparency, geomorphology and mixing regime explain variability in trends in lake temperature and stratification across Northeastern North America ( ). Water, 9, 442. Schmid M., Hunziker S., Wuest A., Lake surface temperatures in a changing climate: a global sensitivity analysis. Climatic Change. 124: Schneider, P.; Hook, S.J Space observations of inland water bodies show rapid surface warming since Geophysical Research Letters, 37, Art. No. L Sima, S.; Ahmadalipour, A.; Tajrishy, M Mapping surface temperature in a hyper-saline lake and investigating the effect of temperature distribution on the lake evaporation. Remote Sensing of Environment, 136: Skowron R., 2011., Zróżnicowanie i zmienność wybranych elementów reżimu termicznego wody w jeziorach na niżu polskim, Wyd. Nauk. UMK, Toruń, 346 s. Woolway, R.I.; Dokulil, M. T.; Marszelewski, W.; Schmid, M.; Bouffard, D. Warming of Central European lakes and their response to the 1980s climate regime shift. Climatic Change 2017, 42: Wrzesiński D., Choiński A., Ptak M., Skowron R., Effect of the North Atlantic Oscillation on the Pattern of Lake Ice Phenology in Poland, Acta Geophysica, 63, 6: Wrzesiński D., Ptak M., Water level changes in Polish lakes during , Journal of Geographical Sciences, 26, 1: Wrzesiński D., Ptak M., An investigation of water level fluctuations in Polish lakes in various phases of the winter North Atlantic Oscillation, Geology, Geophysis and Environment, 43, 2: Yang, K.; Yu, Z.; Luo, Y.; Yang, Y.; Zhao, L.; Zhou, X Spatial and temporal variations in the relationship between lake water surface temperatures and water quality - A case study of Dianchi Lake. Science of the Total Environment, 624: