Modele klimatyczne a klimat Polski

Transkrypt

1 Modele klimatyczne a klimat Polski W poprzednim wpisie trochę ponarzekałem na to, jak przeciętny Kowalski odbiera niusy na temat zmian klimatu. Niestety trzeba przyznać, że przeciętny Kowalski jest na pozycji przegranej jeśli chodzi o zrozumienie, jak maja przebiegać zmiany klimatu i jak dokładnie wyglądają wyniki poszczególnych scenariusze. Wyniki te można pobrać ze strony Climate Explorer znakomitego źródła wszelakich danych. Postanowiłem pobrać dane dla obszaru Polski (konkretnie dla obszaru 15E-25E, 50N-55N), aby w łatwy sposób porównać je z moją serią temperatur. Opracowałem również wyniki dla każdego scenariusza emisji z osobna od RCP26 do RCP85. Więcej na temat tych scenariuszy można przeczytać np. tutaj. Wyniki znajdują się w katalogu Podzielone są one na katalogi odpowiadające poszczególnym scenariuszom RCP w każdym z nich znajdują się cztery pliki png: gcm 11 letnie średnie ruchome temperatury od 1960 do 2030 z nałożonymi danymi dla Polski oraz zakresem od -2σ do +2σ dla konkretnego scenariusza. gcm2 Jak wyżej, dla okresu gcm3 Jak wyżej, dla okresu hist Jak wyżej, serie historyczne Dodatkowo dla każdego scenariusza są trzy katalogi danych: 11yr jedenastoletnie średnie ruchome temperatury dla każdego modelu z osobna (za ostatnie 132 miesiące wstecz od danej daty).

2 11yr2000 Jak wyżej, ale od roku tables Dane rozbite na poszczególne miesiące. Plik stat.csv zawiera wyniki dla wszystkich modeli dla konkretnego miesiąca. Pierwsza kolumna to średnia z modeli, a 4 kolejne to -2σ, -1σ, 1σ, 2σ. Plik stat11.csv zawiera dokładnie to samo co stat.csv, ale w przeliczeniu na 11-letnie średnie ruchome. Plik poltemp11.txt to rzeczywiste dane dla Polski (11-letnie średnie ruchome). Wyniki w postaci wykresów: RCP85

3 RCP60

4

5 RCP45

6

7 RCP26

8

9 Porównanie średnich scenariuszy: wszystkich

10 Czy zimy zniknąć? w Polsce miały Co jakiś czas pojawia się argument jakoby głupi naukowcy (częściej naukoffcy ) prognozowali iż w chwili obecnej ocieplenie klimatu miało być już na tyle zaawansowane, że zimy miały zniknąć a tu proszę, są dalej. Czy na pewno tak było? Zima w Polsce, wyrażona jako średnia z miesięcy grudzień-luty, przyjmuje średnio w wieloleciu wartości ujemne niemal na obszarze całego kraju. Nawet w Słubicach jest to -0.2 C, a

11 dodatnie wartości pojawiają się jedynie na Pomorzu Zachodnim w Świnoujściu dla lat było to +0.2 C. Im dalej na wschód tym rzecz jasna jest chłodniej w Suwałkach średnia temperatura zimy spada poniżej -4 C. Rzecz jasna zima w Polsce z roku na rok znacznie się różni, poruszając się w pewnym zakresie wartości dla Wrocławia jest to np. od -7.1 C w 1963 do +3.8 C w 2007 (+3.3 w 1990), w Suwałkach średnie temperatury najmroźniejszych zim potrafią spadać poniżej -10 C (1940) zaś najcieplejszych do +1.0 C (1990). Jak należy rozumieć termin zimy znikną?. Dość trudno określić czy w danym roku zima była, czy jej nie było. Nawet w najcieplejszej zimie zdarzają się epizody śnieżne i mroźne (np. w styczniu 2007 we Wrocławiu spadło 25 cm śniegu i temperatura spadła do C był to jednak najcieplejszy styczeń w historii obserwacji). Śnieg często pada w kwietniu, gdy średnia miesięczna temperatura wynosi około 8 C, zdarza się nawet w maju średnia miesięczna temperatura około 13 C. Jeśli za wyznacznik przyjmiemy średnie temperatury sezonu zimowego > 0 C, również możemy wpaść w pewną pułapkę, gdyż po dwóch ciepłych miesiącach może nadejść miesiąc mroźny i śnieżny, a mimo to średnia całości może być dodatnia. Wydaje się jednak, że ogół społeczeństwa, który podnosi wspomniany we wstępie zarzut uznaje każdy zimowy epizod jako fakt wystąpienia zimy w tym sensie zima pojawiała się na terenie Polski w każdym roku od początku obserwacji. Oznacza to również, że biorąc pod uwagę fakt iż znaczące epizody zimowe pojawiają się jeszcze w kwietniu, średnia temperatura najzimniejszego miesiąca musiałaby wzrosnąć do 10 C, aby niemal całkowicie je wyeliminować a nawet wtedy powinny co jakiś czas pojawiać się opady śniegu, podobnie jak ma to obecnie miejsce w maju. Co to oznacza? Mianowice to, że średnia temperatura stycznia musiałaby wzrosnąć o grubo ponad 10 stopni, aby epizody zimowe

12 zostały całkowicie wyeliminowane. Żaden scenariusz zmian klimatu nie przewidywał ani nie przewiduje takiego ocieplenia do 2100 roku, a tym bardziej do Nawet jeśli uznamy, że brak zim oznacza brak sezonu zimowego z średnią temperaturą ujemną, to przy zachowaniu jego zmienności z zeszłych dziesięcioleci wymagałoby to ocieplenia o co najmniej od 7 do 10 C, co przewidują chyba tylko najbardziej skrajne scenariusze i to na rok 2100, nie Jeszcze gorzej jest w przypadku pojedynczych miesięcy o średniej temperaturze ujemnej na terenie Polski najmroźniejsze z nich potrafiły mieć średnie temperatury grubo poniżej -10 C, a nawet poniżej -15 C. O ile musiałoby się ocieplić, aby one znikły? W rzeczywistości żaden scenariusz nie przewiduje aż takiego ocieplenia, a znaczna część z nich prognozuje pojawianie się zim mroźnych w stosunku do lat nawet w końcówce XXI wieku. Tak zmiany temperatury prognozowało IPCC w 1990 roku: Od 1990 do chwili obecnej średnia temperatura globalna miała się podnieść o jakieś C, jakim więc cudem miało to

13 spowodować brak zim w Polsce? Nie bardzo wiadomo. A oto wyniki z modelu GFDL-ESM2M, styczeń 2039: Jak widać blisko połowy XXI w. pojawia się styczeń o 2-3 stopnie poniżej średniej z lat Podobnie nie wykluczony jest w tym czasie chłodny lipiec:

14 Czy bardzo zimny maj:

15 Oznaką postępującego ocieplenia klimatu nie jest fakt całkowitego zaniku miesięcy zimnych, a jedynie stopniowe zmniejszenie częstości ich występowania i wzrost częstości występowania miesięcy ciepłych. A że tak się dzieje obecnie, pokazałem na przykład tutaj. Jako ciekawostka: tegoroczny marzec wg GFDL ESM2M:

16 Wspominałem również o zimach pod koniec bieżącego wieku np. chłodny luty w Europie jest widziany przez GFDL w 2094 roku:

17 W lipcu 2082 pojawia się niemal rok bez lata w Rosji:

18 Czy jest się zatem czym martwić i czy coś się zmienia, skoro chłodne miesiące będą mogły się pojawiać nawet za 80 lat mimo postępującego ocieplenia? Owszem, proszę zwrócić uwagę, że plamy chłodu są raczej niewielkie, generalnie w skali globalnej jest bardzo ciepło. Pokazałem przypadki chłodne, teraz czas na choć jeden ciepły:

19 Umówmy się pojawienie się sierpnia z temperaturą o 12 przekraczającą normę z lat nie było by dla nas ani przyjemne, ani zdrowe. Oznaczałoby to średnią temperaturę miesięczną zbliżającą się do 30 C, a więc cały miesiąc z temperaturami przekraczającymi 36 C. W rzeczywistości znaczna część sezonów letnich w II połowie XXI w. zaczyna tu przypominać lipiec 2006 roku. A więc odpowiadając na pytanie ze wstępu nie, zimy nie miały zniknąć. W rzeczywistości poszczególne modele widzą mroźne zimy nawet w II połowie XXI wieku. Dotyczy to ogólnie wszystkich miesięcy, nie tylko sezonów zimowych. Zmniejsza się jedynie częstość ich występowania. Dla marca pokazałem to już parę miesięcy temu, przypomnijmy wykres:

20 Wyniki z 39 modeli klimatycznych dla marca w latach Anomalie w stosunku do okresu bazowego Jak widać zimnych marców jest dość sporo aż do 2080, któryś z modeli wyrzucił marzec podobny do tegorocznego nawet w połowie lat 80-tych XXI w. Nie bardzo więc wiadomo skąd się wziął mit o zaniku zim prognozowanym już na chwilę obecną, bowiem żaden model nigdy tego nie prognozował. Być może chodzi o takie artykuły, jak ten: g-do-historii-a51274 Co jest pewnie streszczeniem tego: atu-widoczne-w-europie

21 Co tam czytamy? Na przykład, że Europa w późniejszych dekadach XXI wieku będzie o 2.5 do 4 C niż w latach a to w żaden sposób nie może wyeliminować przypadków mroźnych zim. Poziom bzdetu umieszczony na sfora.pl jest wysoki, szczególnie zaś fragmenty typu: W naszym rejonie Europy śnieg zastąpią nieprzyjemne, zimne, ale nie zamarzające deszcze. Również tytuł takiego artykułu woła o pomstę do nieba sugerowanie jakoby zima 2013 miałaby być ostatnią mroźną w Europie jest niczym nie uprawnione i jest zapewne wynikiem radosnej twórczości dziennikarskiej. Niestety szary czytelnik zapamięta z tego jedno: Zima 2013 będzie ostatnią zimną, tak mówili klimatolodzy. Co jest oczywistą bzdurą. Problemem nie jest tu więc głupota naukoffców, a raczej niekompetencja dziennikarzy, a pośrednio również niefrasobliwość czytelników, którzy wydaja sądy w oparciu o newsy z portali o wątpliwej reputacji, zamiast sięgnąć do źródeł. Czy liczba zimnych miesięcy się zwiększa? Od pewnego czasu w półroczu chłodnym obserwujemy pojedyncze, bardzo chłodne miesiące (marzec 2013, luty 2012, grudzień 2010, styczeń 2010). W ogólnym mniemaniu liczba miesięcy zimnych zwiększyła się (i stale się zwiększa), co można zauważyć czytając różnorakie fora, czy komentarze pod artykułami na portalach pogodowych.

22 Na początku warto sobie zadać pytanie co to jest miesiąc zimny. Odpowiedź wydaje się prosta taki ze znacznym odchyleniem od normy wieloletniej. Niestety każdy miesiąc ma różną zmienność w wieloleciu, co oznacza, że to co dla jednego miesiąca jest znacznym odchyleniem, dla drugiego już takim nie będzie. Dla przykładu na południowo-zachodnich krańcach Polski kwiecień ma średnią wieloletnią równa około 8 C, zaś najchłodniejsze kwietnie (po 1951) spadały nieco poniżej 5 C, co oznacza że najzimniejszy z kwietni miał średnią temperaturę zaledwie o około 3-4 C poniżej średniej wieloletniej. Inaczej jest w miesiącach zimowych tu zakres odchyleń jest znacznie większy w lutym najniższe średnie miesięczne potrafią być o 10 C niższe od średniej wieloletniej (nawet do 12 C w 1929). Oznacza to, że odchylenie bezwzględne o 1 stopień w kwietniu nie jest równoważne takiemu samemu odchyleniu w lutym, bowiem normy nie można postrzegać jako jednej konkretnej liczby (np. średniej temperatury w danym trzydziestoleciu), ale jako zakres temperatur normalnych dla danego miesiąca. Przyjęło się, że za normalne uznaje się takie średnie miesięczne, które są w zakresie od -0.5 do 0.5σ (odchylenia standardowego dla danego miesiąca). Miesiące, których średnia spada poniżej -1σ uznaje się za miesiące zimne, powyżej 1σ za miesiące ciepłe. W skali całego kraju odchylenie standardowe dla miesięcy wynosi od zaledwie 0.9 w sierpniu do 3.5 w styczniu. Oznacza to, że sierpień z odchyleniem < -0.9 C uznajemy za miesiąc zimny, zaś te z odchyleniem > 0.9 C za miesiąc ciepły. Normalny sierpień posiada zakres odchyleń temperatury od -0.4 C poniżej średniej wieloletniej do 0.4 C powyżej. Dla stycznia zakres ten jest oczywiście znacznie szerszy normalny styczeń zawiera się w zakresie odchyleń bezwzględnych od -1.7 C do +1.7 C. Standaryzując odchylenie danego miesiąca dzielimy więc jego odchylenie bezwzględne przez jego odchylenie standardowe. Dzięki standaryzacji możemy więc porównywać odchylenia miesięczne bez niej możemy dojść do pewnego absurdu w

23 przypadku ustawiania przedziałów charakterystycznych dla danego miesiąca w oparciu o wartości bezwzględne co uznamy bowiem za miesiąc ekstremalny? Miesiąc ekstremalny to taki, którego wartość jest już ekstremum, czyli czymś co w skali wielolecia zdarzało się bardzo rzadko. W przypadku stycznia we Wrocławiu nie można uznać jego odchylenia równego -4 C za anomalne, bowiem zdarza się zwykle 1-2 razy w dziesięcioleciu, ale w przypadku lipca takie odchylenie byłoby skrajnie niezwykłe (w rzeczywistości w ponad 200-letniej serii pomiarowej dla Wrocławia ani razu nie zdarzył się lipiec z odchyleniem poniżej -4 C poniżej średniej z lat ). Widzimy więc, że bardzo trudno ustanowić jednakowe przedziały charakterystyczne dla wszystkich miesięcy bez standaryzacji. Oczywiście w przypadku sezonów (np. zima, czy cały rok), standaryzacja nie polega na wyliczeniu średniej arytmetycznej z odchyleń standaryzowanych miesięcy wchodzących w ich skład, tylko osobnym wyliczeniu anomalii standaryzowanych w oparciu o ich serię temperatur. W poniższych rozważaniach za dane wejściowe wzięto odchylenia temperatury od średniej z lat uśrednione dla obszaru Polski, które poddano standaryzacji. Za miesiące zimne wzięto takie, których odchylenie standaryzowane jest niższe od -1, zaś za ciepłe takie z odchyleniem standaryzowanym >1. W wieloleciu w oparciu o które robiliśmy standaryzację ( ) liczba miesięcy zimnych i ciepłych jest z grubsza podobna i w skali roku wynosi 59 oraz 56, zatem w obu przypadkach około 16%. Oznacza to, że zimnych lub ciepłych miesięcy jest w okresie referencyjnym około 32%, a więc niemal 1/3. Zmiany klimatyczne w stosunku do okresu referencyjnego zaburzają ten bilans. W wieloleciu klimat znacznie się ocieplił, co miało swoje odzwierciedlenie w zmianie stosunku ilości miesięcy zimnych do ciepłych w tym okresie tym razem miesięcy zimnych było zaledwie 39, a miesięcy ciepłych aż 105, a więc niemal trzykrotnie więcej. Zmieniła

24 się również ogólna liczba miesięcy charakterystycznych wzrastając o 8%, co z uwagi na zmniejszenie się miesięcy zimnych było główną zasługą wzrostu liczby miesięcy ciepłych. Zmiany liczby miesięcy ciepłych i zimnych W latach przebieg 11-letniej średniej ruchomej liczby miesięcy zimnych i ciepłych w roku wyglądała następująco: Jest to średnia ruchoma centrowana, zatem ostatni punkt (2007) zawiera dane za okres Pierwszą rzeczą, która się rzuca w oczy jest fakt, że od początku serii liczba miesięcy zimnych niemal bez przerwy spada. Inaczej wszak się dzieje z miesiącami ciepłymi do

25 okolic roku 1977 (okres ). Za wyjątkiem okresu wzrost liczby miesięcy ciepłych nie był tu tak oczywisty i przeważnie liczba ta zawierała się w zakresie charakterystycznym dla XIX w. Skłania to ku stwierdzeniu, że do roku 1982 ocieplenie w Polsce było bardziej skutkiem zmniejszenia się liczby miesięcy zimnych, niż zwiększenia liczby miesięcy ciepłych (mogło być inaczej, jeśli standaryzowane odchylenia miesięcy ciepłych były znacznie wyższe od standaryzowanych odchyleń miesięcy zimnych). Jeszcze mniej oczywiste były zmiany liczby miesięcy zimnych i ciepłych latem: Tu do lat 30-tych XX w. nie da się wyznaczyć żadnego konkretnego trendu. Zmiana nastąpiła w latach 30-tych i 40tych, kiedy mocno wzrosła liczba miesięcy ciepłych i jednocześnie spadła liczna miesięcy zimnych. Po tym krótkim okresie już w latach pięćdziesiątych XX w. liczba miesięcy

26 ciepłych latem spadła do wartości obserwowanych w XIX w., ale co ciekawe o ile liczba miesięcy zimnych nieco wzrosła, nie osiągnęła wartości charakterystycznych dla okresu , dodatkowo zmiany liczby miesięcy charakterystycznych nie były synchroniczne najpierw spadła liczba miesięcy ciepłych, dopiero później wzrosła liczba miesięcy zimnych widać to wyraźnie na powiększonym fragmencie z tego okresu: Liczba miesięcy ciepłych osiągnęła swoje maksimum 11-letnie w roku 1942 ( ) i od tego momentu obserwujemy jej spadek. Minimum liczby miesięcy zimnych następuje dopiero w ( ) i od tego momentu następuje jej wzrost. Po 1980 roku liczba miesięcy ciepłych latem wzrosła gwałtownie aż do ponad 2 w ostatnim okresie. Oznacza to, że przeciętnie latem tylko jeden miesiąc nie był miesiącem ciepłym. Jednocześnie liczba miesięcy zimnych spadła do 0 ostatnim

27 letnim miesiącem zimnym w skali całego kraju był czerwiec Najmniejsze zmiany obserwujemy zimą: Otóż, dość zaskakująco, w okresie zimowym największy spadek liczby miesięcy zimnych nastąpił w końcówce XIX w., przy czym równocześnie w tym samym okresie nastąpił spadek liczby miesięcy ciepłych do 0, na ponad dekadę. Od tego momentu liczba miesięcy zimnych nie wykazywała już istotnego trendu do chwili obecnej, zaś liczba miesięcy ciepłych wzrosła osiągając maksimum w latach , po czym do chwili obecnej spadła niemal dwukrotnie w dalszym ciągu jednak pozostając powyżej dowolnej wartości z lat Również nieco zaskakująco liczba miesięcy zimnych nie osiągnęła swego minimum na przełomie lat 80-tych i 90-tych, tylko pod koniec lat 70-tych w okresie Po raz kolejny więc liczba maksymalna liczba miesięcy ciepłych i minimalna liczba miesięcy zimnych

28 nie były ze sobą synchroniczne. Warto również sprawdzić bilans dla zimy tj. liczbę ciepłych miesięcy minus liczbę miesięcy zimnych. Jak widać, w całym okresie obserwacyjnym bilans ten rzadko był dodatni, tj. liczba miesięcy zimnych była najczęściej przeciętnie wyższa od liczby miesięcy ciepłych. Inaczej było tylko na początku XX w., oraz w okresie po Ostatniego spadku nie można również brać jako odwrócenie ogólnego trendu, ponieważ wyraźnie widać, że podobne krótkotrwałe spadki miały miejsce już wcześniej. Należy jednak zwrócić uwagę, że ostatnie ochłodzenia nie koniecznie wypadały w okresie zimowym (tj. grudzień-luty) np. w tym roku pojawiło się ono w marcu. Sprawdźmy więc jak stosunek ilości miesięcy ciepłych do zimnych zmieniał się w chłodnej połowie roku (październik-marzec).

29 Wykres jest w zasadzie zbliżony do pierwszego z prezentowanych wykresów, odzwierciedlającego zmiany w skali roku. Ostatni spadek liczby miesięcy ciepłych w chłodnym półroczu nie jest niezwykły na tle krótkoterminowych zmian w zeszłych dziesięcioleciach, podobnie jak wzrost liczby miesięcy zimnych. Należy również zauważyć, że najmniej miesięcy zimnych w chłodnym półroczu nie było wcale na początku lat 90-tych, tylko w okresie Bilans miesięcy ciepłych i chłodnych wygląda dla półrocza chłodnego następująco:

30 Faktycznie w ostatnim czasie nastąpił spadek przewagi liczby miesięcy ciepłych nad zimnymi, ale to nie on jest tu niezwykły jest to raczej korekta gwałtownego wzrostu, jaki nastąpił wcześniej. Reasumując: nie da się obecnie powiedzieć, że liczba miesięcy zimnych w Polsce wzrasta. W skali rocznej jest ona najmniejsza w historii obserwacji. Pewien wzrost da się zaobserwować w ostatnich latach w półroczu chłodnym, ale póki co zmiana ta nie jest istotna na tle zmian, jakie obserwowaliśmy w zeszłych dziesięcioleciach i bardziej przypomina krótkotrwałe oscylacje z jakimi wcześniej wielokrotnie mieliśmy do czynienia.

31 Dlaczego jest cieplej, skoro jest zimniej? W ciągu ostatnich miesięcy pojawiło się kilka pytań odnośnie tego, jak to możliwe że znaczna część rekordów ciepła to rekordy stare, skoro podobno mamy ocieplenie klimatu. Po pierwsze temperatury ekstremalne nie mogą być wyznacznikiem tego, jak zmienia się klimat. Ba, nie mogą być nawet wyznacznikiem danego miesiąca. Przykładów daleko szukać nie trzeba styczeń 2007 był we Wrocławiu miesiącem skrajnie ciepłym, ochłodziło się na krótko pomiędzy 23 a 27 stycznia i tylko jednego dnia nad ranem temperatura spadła do C. W 1996 roku styczeń był przeciętnie niemal 10 stopni zimniejszy od stycznia 2007, ale temperatura minimalna wyniosła zaledwie C. Podobnie bywało w miesiącach letnich. W najcieplejszym lipcu w 2006 roku we Wrocławiu temperatura wzrosła zaledwie do 35.0 C. W 1998 lipiec był przeciętnie 5 C chłodniejszy, ale maksimum temperatury było wyższe: 35.4 C. To oznacza, że ocena nie tylko całego okresu, ale i pojedynczego miesiąca w oparciu o jego ekstremum jest nieuprawniona i może być źródłem wielu błędnych przekonań. Inną sprawą jest tu też wiarygodność starych rekordów.

32 Powyższe dane pochodzą z Result of Studies of the Climatological Station of the Jagiellonian University in Cracow (więcej tutaj). 30 czerwca odnotowano tu temperaturę 38.4 C, warto jednak zwrócić uwagę, że wielki upał trwał od 29 czerwca do 2 lipca zatem 4 dni każdego dnia notowano ponad 35 C, zaś najzimniej było 2 lipca: 36.0 C. Problem polega na tym, że tak długi okres upalnej pogody sugeruje znaczny jej zasięg, tymczasem maksymalna temperatura dobowa we Wrocławiu tego lata to zaledwie 32 C. Inną sprawą jest to, że tak starego pomiaru nie można w żaden sposób odnieść do pomiarów obecnych był on prowadzony za pomocą zupełnie innych instrumentów, brakowało termografów, nie rejestrowano nawet temperatur skrajnych.

33 Dokładnie ten sam problem jest z temperaturami minimalnymi. Smosarski [1] podaje za Magenerem [2]: W związku z tymi wątpliwościami owe rekordy z Wielkopolski również nie powinny być uznane, a są one o wiele bardziej niezwykłe niż ów rekord z Krakowa. W czasach powojennych najniższą temperaturą zanotowaną w Poznaniu było C, zaś w Bydgoszczy około -32 C Smosarski wspomina o temperaturach rzędu C w Bydgoszczy i C w Poznaniu. Tyle wątpliwości odnośnie samych rekordowych pomiarów. A skąd wiemy, że obecnie jest cieplej? Klimat to nie jeden pomiar, ani nawet nie pojedyncza średnia miesięczna, czy roczna. Jeśli czerwiec 1917 był znacznie cieplejszy od czerwców z ostatnich

34 lat, nie oznacza to automatycznie, że klimat w tamtych latach był cieplejszy. Niedługo po nim wystąpił skrajnie zimny czerwiec 1923, zaś wszystkie czerwce z lat były chłodne, zimne, lub bardzo zimne. Łatwo jednak wskazać pojedynczy miesiąc w serii i powiedzieć: patrzcie, w 1917 czerwiec był cieplejszy, niema ocieplenia klimatu!. Jest to jednak oszustwo. Klimat sam w sobie jest średnią z wielu lat, a więc to zmiany takiej średniej powinniśmy rozpatrywać klasycznym podejściem jest definiowanie normy klimatycznej, jako średnich wartości danego parametru z trzydziestu lat. Poniższy wykres przedstawia zmiany temperatury w Polsce w latach , wyrażony jako dwie średnie ruchome (centrowane) jedną 11-letnią, drugą 30-letnią. Średnie są centrowane, a więc w przypadku 11-letniej pierwszy punkt danych przypada na rok 1830 i określa średnią dla lat , zaś ostatni przypada na 2007 i jest to średnia z lat Z wykresu tego jednoznacznie wynika, że choć w pojedynczych miesiącach mogły padać rekordy ciepła np. pod koniec XIX w.,

35 czy na początku wieku XX, o tyle nie da się znaleźć 30letniego okresu, który by był równie ciepły jak ostatnie 30 lat do Krakowski rekord ciepła padł w wyjątkowo chłodnym okresie, zaraz po minimum Daltona, kiedy zimno było nie tylko w naszym regionie, ale i globalnie. Zresztą okazuje się, że nawet w skali pojedynczego roku owe ekstrema były odosobnione dla przykładu: w 1889 roku w Polsce skrajnie ciepłe były maj i czerwiec. Odchylenie od normy pierwszego z nich wyniosło aż C, zaś drugiego C. Jednak cały rok 1889 zapisał się jako chłodny te dwa miesiące były jedynymi ciepłymi miesiącami w roku, poza październikiem (+0.39 C). Reszta miesięcy była przeważnie zimna styczeń C, luty C, marzec C, kwiecień C, lipiec C, sierpień C, wrzesień C, listopad C, grudzień C. Cały rok 1889 zamkną się więc odchyleniem równym C. Wskazywanie więc pojedynczych miesięcy z tego roku, jako przeczących postępującemu ociepleniu klimatu jest więc zwyczajnie śmieszne. Podobnie było w 1917, kiedy również pojawił się wyjątkowo ciepły czerwiec średnia roczna temperatura była o około 0.7 C niższa od normy, zaś w przypadku 1833 było to około -0.5 C. W przypadku rekordu krajowego zwykle rządzi przypadek czas nadejścia frontu chłodnego, zachmurzenie i ilość wilgoci w napływającej masie powietrza. Odpowiedni układ baryczny musi po pierwsze pojawić się w odpowiednim czasie (obecne temperatury ekstremalne są prognozowane dokładnie w chwili, gdy padł rekord krajowy lipca), po drugie napływające powietrze musi mieć odpowiednią temperaturę, po trzecie nie może być zbyt wilgotne, a zachmurzenie musi być cały czas małe. Dodatkowo nie powinien wiać zbyt silny wiatr, żeby powietrze z dolnych, najbardziej nagrzanych warstw nie mieszało się z warstwami wyższymi. Dopiero zbieg tych wszystkich czynników mógłby dać wartości zbliżone do rekordu Polski (co z tego że masa powietrza będzie nawet gorętsza,

36 jeśli będzie chwiejna i przebieg temperatury będzie zaburzony przez przelotne opady deszczu i burze) nic dziwnego, że rekord nie padł od 92 lat. [1] Smosarski W.: Temperatura i opady w Wielkopolsce. Poznańskie Tow. Przyjaciół Nauk, Poznań [2] Magener A.: Das Klima von Posen. Poznań 1868, GISTEMP drugi najcieplejszy czerwiec w historii obserwacji Ochłodzenie Archibalda zapowiadane na połowę 2013 roku nabiera rozpędu. Czerwiec 2013 wg pomiarów naziemnych (GISTEMP) był drugim najcieplejszym w historii obserwacji. Odchylenie temperatury od normy z lat wyniosło C, cieplej było tylko w czasie rekordowego El Niño 1998: C. Miesięczne dane GISTEMP po 1981:

37 Na kolejnym miejscu po 1998 i 2013 znajduje się czerwiec 2005 i 2009 (0.63 C, 0.65 C), oba wystąpiły przy lekko dodatnim ENSO. Obecnie ENSO jest lekko ujemne, co oznacza że coraz mniej potrzeba, by średnie wartości miesięczne zbliżały się do rekordów. Przy następnym większym El Niño z pewnością rekordy zostaną pobite. Temperatury w Polsce ERA-

38 Interim Na stronie głównej pojawiła się tabela przedstawiająca odchylenia temperatury w obszarze 14E-25E, 49N-55N oparta o dane z reanalizy ERA-Interim. Dane opóźnione są o około trzy miesiące z uwagi na fakt, że właśnie mniej więcej o tyle opóźnione są dane z reanalizy. Porównanie anomalii z reanalizy ERA-Interim z anomaliami, które wyliczam osobiście na podstawie danych ze stacji synoptycznych, wykazują bardzo dużą zgodność (wsp. korelacji na poziomie ). Różnice w wynikach z reguły nie przekraczają 0.3 C, zaś w dłuższych szeregach czasowych są jeszcze mniejsze. Porównanie jedenastoletniej średniej ruchomej anomalii temperatury powietrza pomiędzy reanalizą ERA-Interim (14E-25E, 49N-55N) a danymi z polskich stacji synoptycznych.

39 UAH 5.6 Dr Roy Spencer ogłosił kolejną już wersję swojej serii satelitarnych pomiarów temperatury (UAH). Tym razem do przetwarzanych danych dodano dane z NOAA-19 i METOP-A. Rzecz jasna operacja ta wiązała się z kolejnymi już poprawkami w serii. I tak odchylenie temperatury stycznia 2013 spadło z C na C, a stycznia 2012 z C na C. Jednocześnie temperatury od maja do grudnia uległy nieznacznemu podwyższeniu. W skali roku średnia różnica wyniosła C. Jednocześnie podane zostało aktualne, czerwcowe odchylenie: C ( C na półkuli północnej, C na południowej). Średnie odchylenie pierwszej połowy roku 2013 wyniosło C (w roku ubiegłym C). Globalne anomalie temperatury w serii UAH do czerwca 2013:

40 Arktyka 2013 (4) Tegoroczny zasięg pokrywy lodu dryfującego Arktyki (SIE) dość długo utrzymywał się na stosunkowo wysokim poziomie. Póki co wszystko wskazuje na to, że wrześniowe minimum będzie wyższe, niż w roku ubiegłym. Co prawda w ostatnich dniach odnotowano bardzo silny spadek zasięgu, ale w dalszym ciągu nie wygląda na to, by w tym roku padł kolejny rekord (choć nie wykluczone, że we wrześniu będzie drugi najmniejszy zasięg w historii).

41 Zmiany zasięgu pokrywy lodowej Arktyki wg NSIDC. W porównaniu do roku ubiegłego znacznie dłużej utrzymuje się lód na Morzu Karskim, więcej lodu jest w Zatoce Baffina, w odróżnieniu od zeszłego roku nie topi się jeszcze lód na Morzu Beauforta.

42 Źródło: CryosphereToday. Wszystko to razem sugeruje, że powinniśmy raczej oczekiwać minimalnego zasięgu większego, niż w roku ubiegłym, tym bardziej, że również objętość lodu jest większa, niż ubiegłoroczna na poziomie tej z 2010: PIOMAS źródło: Polar Science Center. Nie jest to jednak zaskakujące: po rekordzie z 2007 na kolejny trzeba było czekać sześć lat, podobnie może być też w tym przypadku. Być może słusznie więc w ubiegłym roku narzekałem na tych, co sugerowali całkowity zanik pokrywy lodowej Arktyki za parę lat. Rzecz jasna najsilniejsze topnienie lodu w Arktyce dopiero się rozpoczęło i potrwa do połowy września tu wiele może się jeszcze zdarzyć, wszystko zależy od pogody. Niewykluczone, że przyjdzie mi jeszcze cofać powyższe słowa, ale w chwili

43 obecnej uważam to za bardzo wątpliwe. Należy również wyraźnie zaznaczyć, że mimo iż SIE jest wyższy od ubiegłorocznego, nadal jest wyjątkowo mały na tle innych lat. Niższy, niż obecnie był w zaledwie 4-5 przypadkach. Noce tropikalne Ostatnio w dyskusji na czacie przewinął się wątek tzw. nocy tropikalnych (dalej NT), czyli takich, w których temperatura minimalna nie spada poniżej 20 C. To, czy w danym miejscu noce tropikalne się pojawiają, jest z grubsza uwarunkowane czynnikami lokalnymi dla przykładu w bardzo ciepłym Wrocławiu noce takie pojawiają się stosunkowo rzadko. W latach (bez 1945, z wiadomych względów) dni z temperaturą minimalną (Tn) wyższą od 20 C było zaledwie 9, średnio nieco ponad 1 na dziesięciolecie (12% szansy na wystąpienie w roku), przy czym aż cztery z nich przypadły na lata 2006 i Żeby zrobić tu rzetelne porównanie obetniemy okres do , aby uzyskać wspólny okres obserwacyjny dla trzech stacji. W tym okresie takich dni było: 6 we Wrocławiu 9 w Jelczu-Laskowicach 90 w Zielonej Górze Skąd taka rozbieżność? Zielona Góra znajduje się na wzniesieniu i charakterystyczne dla tej stacji jest to, że nocne wychłodzenie jest tu często bardzo niewielkie. Stąd mamy tu 15 razy częstsze temperatury minimalne >= 20 C, niż we Wrocławiu. Oczywiście pomijany tu jest zasadniczy problem minimalna

44 temperatura dobowa nie koniecznie odzwierciedla wystąpienie NT, gdyż nie jest wykluczone, że z uwagi na przykładowo przejście chłodnego frontu atmosferycznego, temperatury w dzień będą niższe niż w nocy. Tak było m.in. 27 września 2012 w Bielsku Białej. Tej nocy temperatura spadła do 20.4 C, była to więc wg definicji NT. Natomiast w dzień temperatura rosła do 10UTC, po czym przeszedł front atmosferyczny, zaczęło padać i temperatura szybko spadła. O 18UTC zakodowano temperaturę minimalną na poziomie 13.8 C. Ponieważ temperaturę minimalną dobową określa się na podstawie minimum z dwóch temperatur minimalnych kodowanych o 6 i 18UTC, stąd minimalna temperatura tego dnia to 13.8 C. Bez dostępu do szczegółowych danych z poszczególnych terminów, fakt wystąpienia NT w tym dniu z pewnością by nam umknął. Niestety w znacznej większości przypadków dane terminowe nie są dostępne. Dodatkowo dane z depesz na ogimecie są często niekompletne. Można użyć innych źródeł np danych z ECA&D (EOBS), wtedy jednak musimy pamiętać, że wyszukujemy nie NT, a minimalne temperatury dobowe >= 20 C. Niestety w chwili obecnej jest to jedyne, co można w tej kwestii zrobić. Pierwszym krokiem było zdefiniowanie domeny tu zdecydowałem się na obszar 14-24E i N. Oczywiście w ten sposób domena obejmuje znaczny obszar Czech, oraz fragmenty naszych innych sąsiadów, ale jest to zdecydowanie obszar reprezentatywny dla naszego kraju. Celem było wyliczenie nie tylko, czy w danym dniu na tym obszarze Tn >= 20.0 C się pojawiła, ale też w ilu punktach siatki (o rozdzielczości 0.25 ) się to zdarzyło. W ten sposób z grubsza określimy obszar występowania tej wartości. Interesująca jest również wartość ekstremalnej Tn. Wyniki ilość punktów siatki z Tn

45 >= 20.0 C Przeciętnie w latach liczba punktów siatki w których notowano wartości Tn >= 20 C wynosiła 31 rocznie. W tym okresie w dziesięciu latach wartości takie nie pojawiły się w ogóle, zaś najwięcej ich było w 1963 (271). W stosunku do tego trzydziestolecia, w ostatnim trzydziestoleciu liczba punktów siatki, w których temperatura minimalna nie spadała poniżej 20 stopni, wzrosła drastycznie i osiągnęła 140. W tym okresie w siedmiu latach wartości takie nie pojawiały się w ogóle. Co najbardziej zaskakujące, największy sumaryczny obszar z Tn >= 20 C nie pojawił się ani w 1992, ani w 1994 ani nawet w 2006, tylko w W tym roku wartości te notowano łącznie aż w 1320 punktach siatki. Było to więcej, aniżeli w 1992 (605) i 1994 (656) razem wziętych co najciekawsze 2006 wcale się w tym zbiorze nie wyróżniał (287). Zsumowany roczny obszar w których temperatura minimalna dobowa nie spadła poniżej 20 st. C. Do 2006 roku za to należy rekord najwyższej temperatury minimalnej w punkcie siatki: 22.7 C (24 lipca).

46 Tego dnia temperatura minimalna w Poznaniu wyniosła 22.9 C. Oczywiście nie jest to najwyższa znana temperatura minimalna chociażby w Zielonej Górze 29 i 30 lipca 1994 notowano minimalne temperatury równe 23.6 C. 1 sierpnia 1994 minimum z wartości terminowych (co 3h) w Szczecinie wyniosło 24.6 C, jednak nie jest pewne jakie było absolutne minimum tego dnia wszak w Zielonej Górze 30 lipca 1994 minimum z wartości terminowych osiągnęło 24.7 C. Tymczasem maksimum z siatki EOBS w dniu 29 i 30 lipca 1994 to kolejno 21.4 i 22.1 C. Jasne jest więc jest, że wartości te są niedoszacowane. Najprawdopodobniej najwyższe wartości w badanym okresie wystąpiły właśnie pod koniec lipca 1994 i osiągnęły niemal 24 C. Największy obszar w którym temperatury minimalne nie spadły poniżej 20 C pojawił się 10 sierpnia 1992 i objął 353 punkty

47 siatki. Ilość dni z Tn >= 20 C W latach dni, w których na obszarze zdefiniowanej wyżej domeny, temperatury minimalne nie spadały poniżej 20 C było przeciętnie 1.5 na rok (15/10 lat). Najwięcej (6) w W latach liczba ta wzrosła ponad dwukrotnie do 3.6 dnia na rok (36/10 lat). Najwięcej tych dni notowano w 2010 (19), potem kolejno w 1994 (12) oraz 2006 i 2012 (po 10). Fakt, że znaczną ich ilość odnotowano w 2006 oznacza, że w tym roku dni takie były częste, ale jak wspomniałem wcześniej obszar zajmowany przez te wartości był stosunkowo nieduży. Rzeczywiście, największy był on 24 lipca i zajął 95 punktów siatki (mapa z jest już wyżej).

48 Dni w których na obszarze domeny temperatury minimalne nie spadły poniżej 20 st. C. A więc zarówno ilość dni z temperaturą minimalną wyższą od 20 C, jak i obszar przez nie zajmowany, wzrastają to nie ulega wątpliwości. Przyczyna jest oczywiście znana klimat bez wątpienia się ociepla. Maj 2013 dodatkowe. informacje Ponieważ pojawiły się pytania o zasadność pewnych porównań, a także o dodatkowe informacje na temat obecnego maja

49 aktualizacja. Po pierwsze zapomniałem wskazać najzimniejszy maj w całym analizowanym okresie ( ). A był to maj 1864 z odchyleniem równym C. Wg homogenicznej serii H. Lorenc, w Warszawie średnia temperatura tego maja wyniosła zaledwie 7.9 C. Niemieckie źródła podają iż w Tilsit (Tylża, obecnie Sowietsk) średnia temperatura maja 1864 spadła do 6.4 C, zaś w Królewcu do 6.3 C. W Koszalinie było to 7.3 C (ale tutaj identyczną średnią miał jeszcze maj 1871), w Berlinie 10.0 C (Berlin może pochwalić się najdłuższą serią pomiarową w Europie wg danych archiwalnych maj 1740 miał tu średnią temperaturę 8.9 C). Postawione zostało pytanie, czy można porównywać ze sobą maje z XIX w. z obecnymi. Oczywiście, jak najbardziej można, a

50 nawet trzeba, jeśli mamy wiedzieć, o ile jest obecnie cieplej (i czy faktycznie jest cieplej). Oto przebieg temperatury maja w okresie : Widzimy wyraźnie, że w latach maj nie odbiegał znacznie od tego, co obserwowaliśmy w okolicy Widać za to wyraźnie wpływ bardzo zimnej dekady , o której wspominałem w poprzednim wpisie. Od 1890 do okolic 1980 w zasadzie nie można wyznaczyć żadnego konkretnego ocieplenia w maju. Z tego wynika, że jeśli stwierdzimy że nie możemy porównywać maja 1980 z majem 1870 (bo mała epoka lodowa, bo coś tam), to wtedy musimy przyznać, że nie możemy również porównywać maja 1890 z A to już absurd. Co do majowych opadów tak naprawdę trzeba by przeanalizować trend dla wielu miejsc, ale w Warszawie rzeczywiście ostatnie 11 lat odznacza się najwyższą sumą opadu maja w okresie

51 Powyższy wykres przedstawia 11-letnią średnią ruchomą (centrowaną) sumą opadu w maju w Warszawie. Jak widać do okolic 2003 roku (czyli w okresie ) suma opadu w maju odznaczała się tendencją spadkową. Okres był jednak bardzo wilgotny średnia suma opadu maja dla tego okresu to 85 mm, przy przeciętnej z lat równej 51 mm. W chwili obecnej nie można jednak powiedzieć, czy jest to tendencja trwała, czy zwyczajnie złożyły się na to po prostu dwa wilgotne maje z 2010 i 2013.