Termiczno-opadowe zróżnicowanie południowego wybrzeża Bellsundu w sezonie letnio-jesiennym 1988 r.

Transkrypt

1 Jan Rodzik Instytut Nauk o Ziemi Uniwersytet Marii CurieSkłodowskiej w Lublinie Wyprawy Geograficzne U M C S w Lublinie na Spitsbergen J Sesja Polarna 1989 'Pt ermicznoopadowe zróżnicowanie południowego wybrzeża Bellsundu w sezonie letniojesiennym 1988 r. hermal and precipitation differentiation in the southern coast of Bellsund in summer and autumn 1988 WSĘP Podczas III Wyprawy Geograficznej UMCS kontynuowano badania topoklimatyczne prowadzone podczas poprzednich wypraw w rejon Bellsundu (Rodzik, Ryżyk 1987, Piasecki, Rodzik 1988). Przy pracy terenowej wykorzystano klatki meteorologiczne zianstalowane w poprzednich sezonach badawczych W stosunku do roku 1987 zrezygnowano z punktu na Renardbreen RA oraz na przedpolu Scottbreen SP (Piasecki, Rodzik 1988). Rozszerzono teren badań o zachodni odcinek omawianego wybrzeża (omtvika). Prowadzono pomiary w ośmiu punktach terenowych (rye. 1). Wykorzystano również niektóre dane ze stacji bazowej Calypsobyen, gdzie prowadzone były standardowe obserwacje meteorologiczne (Gluza 1989). Sezon badawczy w 1988 r. był dłuższy od poprzednich. Pomiary w niektórych punktach rozpoczęto w pierwszej dekadzie lipca, a wszystkie zakończono w pierwszej dekadzie października w warunkach zimowych. Okres pracy poszczególnych stanowisk przedstawia tabela 1. MEODYKA BADAŃ Podobnie jak w latach poprzednich badania objęły rejestrację temperatury i wilgotności względnej powietrza termohigrografami tygodniowymi oraz pomiar opadów deszczomierzami Hellmanna. Kontrolne pomiary wykonywano psychrometrem Assmanna, a w niektórych punktach posłużono się zainstalowanymi termometrami ekstremalnymi. Po zakończeniu obserwacji i demontażu sprzętu wszystkie termohigrografy poddano dodatkowo serii pomiarów sprawdzających. Pozwoliło to na wyznaczenie poprawek dla poszczególnych przyrządów. Dla każdej doby odczytano po 8 wartości w terminach obserwacji w stacji bazowej oraz wartości ekstremalne. 29

2 Pomiary opadów wykonywano raz w tygodniu podczas zmiany pasków w termohigrografach. Porównanie z codziennymi sumami opadu w Calypsobyen pozwoliło wyznaczyć sumy dekadowe zazwyczaj bez konieczności interpolacji. Zebrany materiał obserwacyjny jest w trakcie opracowania. W pierwszej kolejności porównano warunki termicznoopadowe równin nadmorskich południowego obrzeżenia Bellsundu ifiordu Recherche (rye. 1). Stanowiska pomiarowe zlokalizowano tu w odległości 79 km na podniesionych terasach morskich 0 wysokości 1030 m npm, w sąsiedztwie strefy brzegowej. ZRÓŻNICOWANIE ERMICZNE Pod względem termicznym sezon badawczy 1988 wyróżnił się dość ciepłym 1 słonecznym latem (Gluza 1989) oraz bardzo szybkim przejściem od temperatur letnich do zimowych. Okres przejściowy (termiczna jesień z 2,5 C > ; > 2,5 C) trwał za4edwie 10 dni, tj. od 10 do 19 września i w świetle wieloletnich danych z Hornsundu (Rodzik, Stępko 1985) należy uznać go za wyjątkowo krótki. Większych ociepleń nie notowano już do końca pobytu ekspedycji (ryc. 2) ani później (wg informacji z Polskiej Stacji Polarnej w Hornsundzie). emperatura powietrza w obrębie poszczególnych odcinków wybrzeża wykazuje znaczne zróżnicowanie (ryc. 2). Przedstawiono je w postaci odchyleń średnich dobowych temperatur od temperatury na stacji w Calypsobyen. Położenie jej warunkuje stosunkowo mało zakłócony napływ mas powietrza ze wszystkich kierunków, toteż przebieg temperatury powietrza jest w porównaniu z innymi stanowiskami na wybrzeżu najmniej zróżnicowany. Największe różnice temperatury powietrza (7,0 C) zanotowano między Calypsobyen a jórndalen w dniu 2 sierpnia o 03 i 09 GM, podczas wielkoskalowego fenu z E. W tym czasie (1 sierpnia) wystąpiła największa różnica średniej dobowej temperatury powietrza (3,8 C) między Calypsobyen a omtiviką, gdzie zanotowano najwyższą w tym sezonie średnią dobową temperaturę powietrza w całym regionie równą 9,8 C. Największe różnice średnich pentadowych i dekadowych temperatur powietrza wystąpiły między Chamberlindalen a jórndalen w ostatniej dekadzie sierpnia, odpowiednio 1,8 C i 1,6 C, a średnich miesięcznych między omtviką a jórndalen we wrześniu 0,6 C (tab. 2). W świetle tych danych latem 1988 roku najcieplejszy okazał się rejon Dyrstadflyi i Lyellstrandy. W porównaniu z Calypsobyen średnia temperatura powietrza obliczona za okres 6.VII9.IX była w jórndalen wyższa o 0,6 C, a w porównaniu z omtviką za okres 24.VII9.IX wyższa o 0,8 C. Marciniak i Przybylak (1987) określają średnie różnice temperatury powietrza między centrum Spitsbergenu a zachodnim wybrzeżem na 1,52,0 C w lipcu i 0,8 C 1,0 C w sierpniu. Różnice temperatury na wybrzeżu Bellsundu są nieco mniejsze, ale odnoszą się do krótkiego odcinka wybrzeża. 30

3 Przyczyną dodatnich odchyleń temperatury w jórndalen są sprzyjające warunki fenizacji powietrza przy napływie mas z sektora południowego, dominującego nad Spitsbergenem w lipcu i sierpniu (Niedźwiedź 1987). Podczas krótkiego i chłodnego lata ż dominującą cyrkulacją NW, wpływ fenizacji może być równoważony przez ochładzające działanie mas powietrza znad Morza Grenlandzkiego (Piasecki, Rodzik 1987). Ujemne odchylenia średniej dobowej temperatury powietrza w jórndalen w stosunku do Calypsobyen wystąpiły głównie w I i II dekadzie sierpnia (ryc. 2). Największą wartość tego odchylenia 2,7 C zanotowano w dniu 3 sierpnia, bezpośrednio po największych odchyleniach dodatnich. Zjawisko to spotęgowane zostało przez oddziaływanie rozległego pola lodowego wpływającego w tym czasie do Bellsundu. Wychładzanie wód przez topniejące pole lodowe miało niewątpliwy. wpływ na obniżenie się temperatury powietrza w I i II dekadzie sierpnia szczególnie w rejonie środkowej i zachodniej części wybrzeża. Niewielki ochładzający wpływ otwartego morza zaznaczył się na zachodnim wybrzeżu w ciągu całego sezonu (ryc. 2). Oddalenie od grzbietów górskich sprawia, że jedynie wielkoskalowy fen z E powoduje w omtvice znaczne podwyższenie temperatury. Zastanawiające są w tym rejonie stosunkowo niskie temperatury na początku zimy. Mogą się one wiązać ze spływami mroźnego powietrza z Lognedalen i stagnacją na płaskiej powierzchni Lognedalsflyi. Największym zróżnicowaniem termicznym (największymi amplitudami) wyróżnia się wewnętrzny odcinek wybrzeża Recherchefjorden reprezentowany przez punkt pomiarowy w Chamberlindalen. Wyrywkowe raczej dane z okresu letniego uniemożliwiają dokładną charakterystykę. Układ grzbietów górskich sprzyja fenizacji powietrza przy napływie mas z E, W a przede wszystkim z NW przez masyw Activekammen, co zaznaczyło się w 1987 r. (Piasecki, Rodzik 1988). Podczas lata chłodnego z przewagą cyrkulacji NW może być tó więc najcieplejszy odcinek wybrzeża. Natomiast otwarcie ku S przez południkowy ciąg dolin i niskich przełęczy umożliwia napływ mało przekształconych mas powietrza z tego kierunku, tak jak to miało miejsce w trzeciej dekadzie sierpnia 1988 r. Znaczne spadki temperatury wystąpiły w tej części wybrzeża na początku zimy (ryc. 2). Wywołane były spływem mroźnego powietrza z głębi Chamberlindalen i okolicznych lodowców. Przy bezwietrznej radiacyjnej pogodzie spływy takie zdarzają się również latem w porze nocnej". Przy końcu lata i jesienią mogą powodować tworzenie się cienkiej, szklistej powłoki lodowej w zatokach Recherchefjorden zasilanych przez wody lodowcowe. W trzeciej dekadzie września 1988 r. przy południowych wybrzeżach Recherchefjorden pojawił się śryż lodowy, a na brzegu płytkiej zatoki Vestervagen wystąpił lód brzegowy i lód denny tworzący się podczas odpływu. ego typu zjawiska lodowe na wybrzeżu Belsundu wystąpiły dopiero pod koniec pierwszej dekady października. Do wcześniejszego wystąpienia zjawisk lodowych w głębi fiordu Recherche obok niższego zasolenia i temperatury wody (dopływ wód glacjalnych), łatwiejszego 31

4 wychłodzenia płytkiego zbiornika i małego falowania niewątpliwie przyczyniają się większe niż na pozostałym wybrzeżu nawet o 23 C spadki temperatury powietrza. Spadki temperatury w trzeciej dekadzie września wpłynęły na wzrost dobowych amplitud w Chamberlindalen, częściowo również w omtvice (tab. 3). W jóndalen i Calypsobyen wzrost amplitud był mniejszy. Lokalizacja stanowisk w pobliżu klifu i rozcięć erozyjnych ułatwiła spływy mroźnego powietrza. Zazwyczaj, szczególnie w środkowym odcinku wybrzeża największe amplitudy notowano latem, podczas zjawisk fenowych. Dla wszystkich faz fenu charakterystyczne są gwałtowne zmiany temperatury (Marciniak, Przybylak 1987, Niedźwiedź 1987). Amplitudy temperatury maleją w czasie letnich ochłodzeń, zmniejszają się też wtedy różnice między poszczególnymi stanowiskami (ryc. 2). Różnice te były wyraźnie najmniejsze w przejściowym okresie drugiej dekady września (tab. 3). Przyczynia się do tego wydzielanie ciepła zamarzania wód gruntowych podczas temperatur ujemnych i pobieranie ciepła tajania świeżego śniegu podczas temperatur dodatnich. Należy przypuszczać, że w pełni zimy przy dominującej cyrkulacji z E i NE (Niedźwiedź 1987) zachodzi zjawisko fenizacji głównie na zachodnim wybrzeżu. Nie zamarznięte w tym rejonie morze działa również ogrzewająco na wybrzeże. Po zamarznięciu fiordów różnice termiczne mogą się pogłębiać. Prawdopodobnie zimą najcieplejsze jest więc zachodnie wybrzeże, podobnie jak w rejonie Hornsundu (Pereyma 1983). ZRÓŻNICOWANIE OPADOWE Dotychczasowe dane o wysokości opadów na południowym wybrzeżu Bellsundu nie pozwalały na określenie ich zróżnicowania. Zbyt mała była ilość punktów pomiarowych, krótkie okresy obserwacji i niskie opady w tym czasie. Badania prowadzone w 1988 r. objęły miesiące o najwyższych na Spitsbergenie opadach, którymi są sierpień i wrzesień (Rodzik, Stępko 1985, Niedźwiedź, Ustrnul 1988). Sumy opadów notowane na poszczególnych stanowiskach wskazują na znaczne zróżnicowanie wzdłuż południowego wybrzeża Bellsundu (ryc. 3). Najwyższe sumy dobowe notowane są na Spitsbergenie przy cyrkulacji S + SW (Niedźwiedź, Ustrnul 1988). Przy tym kierunku napływu mas powietrza uprzywilejowany jest zachodni odcinek wybrzeża. Suma opadów dla sierpnia i września w omtvice wyniosła 50,2 mm i była prawie 1,5 raza wyższa niż w Calypsobyen i prawie 2 razy wyższa niż w jórndalen. Nieco wyższe opady niż na środkowym odcinku wybrzeża wystąpiły w Chamberlindalen, a w trzeciej dekadzie sierpnia zanotowano tu najwyższe na całym 32

5 wybrzeżu opady (ryc. 3) przy najniższej temperaturze powietrza (ryc. 2). Południkowy ciąg dolin i niskich przełęczy umożliwia tu napływ wilgotnych mas powietrza z S lub nawet SE. Przy tym kierunku w omtvice mogą oddziaływać spływy powietrza z Dunderdalen i Lognedalen, a do jórndalen spływa suche powietrze o podwyższonej temperaturze co wyraźnie zmniejsza wysokość opadu. akie położenie w cieniu opadowym sprawia, że środkowy odcinek wybrzeża jest najbardziej suchy. Jedynie przy cyrkulacji NW jest on uprzywilejowany (Rodzik, Ryżyk 1987), ale opady przy napływie mas z tego kierunku chociaż dość częste, nie są wysokie (Niedźwiedź, Ustrnul 1988). Mniejszą wysokość opadów na tym odcinku potwierdzają zarówno obserwacje pokrywy śnieżnej, jak i obserwacje botaniczne (Święs 1988). Uprzywilejowanie opadowe Calypsostrandy zaznacza się jedynie przy kierunku NE i E, kiedy w cieniu opadowym znajduje się zachodni odcinek wybrzeża. Opady przy cyrkulacji z tego kierunku nie występują jednak często na zachodnim wybrzeżu Spitsbergenu (Niedźwiedź, Ustrnul 1988). Porównanie dekadowych sum opadów w poszczególnych punktach pozwala przypuszczać, że sytuacja taka miała miejsce w pierwszej dekadzie sierpnia i drugiej dekadzie września. Niewielkie opady rozłożone w czasie w dużym stopniu wyparowują. Wskazuje na to stosunkowo wysokie w rejonie Calypsobyen parowanie potencjalne, znacznie przewyższające wysokość opadów (Gluza 1989). W tej sytuacji rośnie znaczenie opadów wysokich, występujących przy cyrkulacji S + SW w rejonie Lognedalsflyi i Chamberlindalen. Rozkład opadów latem 1988 r. potwierdza dotychczasowe dane o ich największym natężeniu w końcu lata. Poza opadem z przełomu sierpnia i września kilkumilimetrowe sumy opadów notowano jedynie w drugiej dekadzie lipca i pierwszej dekadzie sierpnia (ryc. 3). Suma opadów dla lipca, sierpnia i września w Calypsobyen wyniosła 43,9 mm (Gluza 1989). Była ona trzykrotnie niższa od średniej wieloletniej z Hornsundu (Rodzik, Stępko 1985, Niedźwiedź, Ustrnul 1988). Opady na południowym wybrzeżu Bellsundu należy uznać za niskie. Jedynie suma opadów z września 1989 r. w omtvice (tab. 3) porównywalna jest ze średnią wieloletnią w Hornsundzie. WNIOSKI Wyniki pomiarów temperatury powietrza i opadów na południowym wybrzeżu Bellsundu pozwalają na wyciągnięcie następujących wniosków: 1. Mimo sprzyjających warunków do przenikania mas powietrza w głąb wyspy obserwuje się istotne zróżnicowanie termiczne i bardzo istotne opadowe na krótkich (kilkukilometrowych) odcinkach wybrzeża. Zróżnicowanie to 33

6 spowodowane jest orografią terenu, modyfikującą przepływy mas powietrza i zmieniającą ich cechy (fenizacja). 2. Oddziaływanie innych czynników lokalnych (ciepłe wody rzeczne, wiatry katabatyczne) zaznacza się głównie w Chamberlindalen, gdzie wystąpiły największe amplitudy temperatury powietrza. Bezpośredni wpływ otwartego morza latem nie odgrywa dużej roli z powodu niewielkiej różnicy średniej temperatury wody i powietrza. Wskazują na to zbliżone średnie temperatury powietrza w Calypsobyen i omtvice. 3. Przy dominacji latem napływu mas powietrza z sektora S, najcieplejsze i najbardziej suche są równiny Lyellstranda i Dyrstadflya, a najchłodniejsza i naj wilgotniej sza Lognedalsflya. Średnie różnice termiczne wynoszą 0,5l,0 C a stosunek opadów jak 1:2. Przy tym kierunku cyrkulacji istotną rolę dla przepływu mas powietrza odgrywa południkowy układ dużych dolin (Chamberlindalen). 4. Zimą, wobec stwierdzonego znacznego wychładzania wybrzeży fiordu Recherche, dominacji cyrkulacji E i NE powodującej fenizację na zachodnim wybrzeżu oraz pogłębiania się różnicy temperatury morza i powietrza, należy spodziewać się odwrócenia kierunku ogólnego zróżnicowania termicznego. Najcieplejsza powinna być wtedy Lognedalsflya, a najchłodniejsza Chamberlindalen. LIERAURA Gluza A. F., 1989 Warunki pogodowe w Calypsobyen w lipcu, sierpniu i wrześniu 1988 r. (Spitsbergen). Wyprawy Geograficzne UMCS na Spitsbergen, Sesja Polarna Lublin. Marciniak K Przybylak R 1987 Zróżnicowanie przestrzenne temperatury powietrza w sezonie letnim na zachodnim wybrzeżu Spitsbergenu. XIV Sympozjum Polarne, Lublin. Niedźwiedź Т., 1987 Wpływ cyrkulacji atmosfery na temperaturę powietrza w Hornsundzie, Spitsbergen. XIV Sympozjum Polarne, Lublin. Pereyma J 1983 Climatological problems of the Hornsund area, Spitsbergen. Acta Univ. Vratisl Piasecki J., Rodzik J., 1988 opoklimatyczne zróżnicowanie regionu południowego' Bellsundu na tle ogólnych cech cyrkulacji atmosferycznej w sezonie wiosennoletnim 1987 r. (Zachodni Spitsbergen). Wyprawy Geograficzne UMCS na Spitsbergen, Lublin. Rodzik J Stępko W., 1985 Climatic conditions in Hornsund ( ). Pol. Polar Res., 6,4. Rodzik J Ryzyk E 1987 Zróżnicowanie przestrzenne warunków termicznowilgotnościowych południowego obrzeżenia Bellsundu w sierpniu 1986 roku. XIV Sympozjum Polarne, Lublin. Swięs F., 1988 Rośliny naczyniowe południowego obrzeża Bellsundu (Spitsbergen Zachodni). XV Sympozjum Polarne, Wrocław. 34

7 SUMMARY opoclimatic investigation were continued during the hird Geographical Expedition organized by the Maria CurieSkłodowska University. he observations were carried out in the Recherchefiorden coast region and south Bellsund from thefirst decade in July till thefirst decade in October (Fig. 1, ab. 1). he parts of the coast showed significant thermal differences (Fig. 2). he maximum differences of air temperature reached 7 C, average day and night differences 3.8 C, those of pentads 1.8 C and decades 1.5 C but monthly were 0.6 C (ab. 2). he greatest differences occured during warming up especially with coming of a large scale foen winds from the East while during the autumn chill their decrease was noticeable. Open inflow of damp air from South and South West over the western coast causes more precipitation in omtvika region than in the middle part of the coast (Fig. 3). Chamberlindalen also experiences greater precipitation which is probably caused by its being open southward. Dyrstadflya and Lyellstranda plains proved to be warm and dry because of favourable conditions for foen winds during air inflow from East and South. However, the influence of the open sea makes Lognedalsflya coast the coolest and wettest in summer. Great thermal contrasts and high amplitudes were noticed far into Recherche Fiord (Chamberlindalen, ab. 3). Favourable conditions for foen winds and warming up by water make this region warm in summer and cause significant decrease in temperature in winter. In winter when Recherche Fiord is frozen, the thermal differences between the eastern and western coast of Bellsund become greater. 35

8 Stanowiska pomiarowe Oznaczenie Okres obserwacji Calypsobyen С 1.VII 10.Х Wijkanderberget W 12.VII 4.Х morena czołowa Scottbreen SM 19.VII 2.Х jęzor Scottbreen SC 5.VII 2.Х pole akumulacji Scottbreen SF 26.VII 2.Х przedpole Renardbreen RM 5.VII 2.Х jbrndalen'/lyellstradda/ 6.VII 5.Х omtvika V 24.VII 5.Х Chamberlindalen /Vestervagen/ CH 18.VIII /9.VII б.х б.х/ ab. 1. Okresy obserwacji w punktach badań topoklimatycznych w 1988 r. (w Chamberlindalen w okresie , luki w zapisie termohigrografu z powodu awarii sprzętu) ab. 1. Period of observations in places of topoclimatic investigations in 1988 (gaps in thermohigrograph recordings because of apparatus damage in Chamberlindalen from 9 July till 17 August, 1988) 36

9 VII VIII п X Pentady /р/ V С CH V с CH V 0 CH V с CH dekady /d/ 1 P 2,6 6,1 5, ,8 3,9 4,2 3,7 3,0 3,1 3,7 2 P 5, , ,0 4, ,0 6,0 e,7 3 P 5,9 5, ,8 4, ,2 0,2 0,1 v * P 5,0 4, ,7 3,3 1,8 2,2 2,0 2,0 5 P 7.7 7,3 7, ,4 4,7 4,6 5,3 4,9 5,2 5,6 6 p 6,1 7,7 6, , ,4 4,6 4,4 5,9 1 d 3,7 5,1 5, ,9 5,2 4,4 5,1 5,9 2 d 5,* 5,0 3,2 3,3 3,9 1,0 1,0 1,1 1,1 3 d 7,7 6,6 4, , ,8 5,7 M 5,1 4,2 « ,8 0, ,6 ab. 2. Średnie pentadowe i dekadowe temperatury powietrza na południowym wybrzeżu Bellsundu w sezonie letniojesiennym 1988 г.. ab. 2. Average pentad and decade temperatures of air on the southern coast of Bellsund in the summer and autumn

10 1 10. DC C E R V IX IX CH V 1,0 1,1 1 1 С CH V С DC CH V с CH , ,5 1,4 3,0 2,1 2,4 3,1 3, ,9 4, ,2 4, ,3 4, ,8 max min A 5.4 7,2 6,6 6, ,2 0, ,4 3, ,8 2,0 3,0 2,5 2, ,7 2, ,9 6, ,4 4,2 4,1 3, ,9 3, ,5 3, i 6, ,2 9, ,6 1, , ,6 8,3' 8.2 9,2 Т1 1, ,1 2, , , , ,6 9,8 11, , , ,0 12, ,3 0,2 6 1 "5, , 0 10,2 9, , 2 9,3 8,1 5,2 4,8 6, ,3 6,8 17, ,0 4, ,1 0,2 max Ш1Д max mln A mm 8,0 12,6 0,6 0,1 6,9 7,8 36,5 13,7 6,8 15, X 7,3 36,7 7,8 14, ,2 6,8 8, / 2 0, 1 / ab. 3. Dekadowe wartości średnic (M) i ekstremalne (E) wybranych charakterystyk termicznych ( C) oraz sumy opadów (R) na południowym wybrzeżu Bellsundu we wrześniu 1988 r. A amplituda dobowa i średnia dobowa * deszczomierz zniszczony przez renifery ab. 3. Average decade values (M) and extreme (E) of the selected thermal characteristics ( C) as well as global precipitation (R) on the southern coast of Bellsund in September 1988 A the day and night amplitude i the day and night average * the raingauge demaged by reindeers 38

11 Rye. 1. Rozmieszczenie punktów badań topoklimatycznych w 1988 r. Fig. 1. Distribution of topoclimatic investigation points in 1988 (according to opografisk kart over Sval bard 1: )

12 Rye. 2. Przebieg średnich dobowych temperatur na południowym wybrzeżu Bellsundu w sezonie letniojesiennym 1988 (C Calypsobyen, CH Chamberlindalen, jórndalen, V omtvika) oraz odchylenie średnich dobowych temperatur w (d), V (dv) i CH (dch) od temperatury w C. Fig. 2. Course of average day and night temperatures on the southern coast of Bellsund in the summer and autumn 1988 (C Calypsobyen, CH Chamberlindalen, jórndalen, V omtvika) as well as deviations of average day and night temperatures in (d), V (dv) and CH (dch) from the temperature in C.

13 Ryc. 3. Sumy dekadowe opadów na południowym wybrzeżu Bellsundu w sezonie letniojesiennym 1988 r. Fig. 3. Decade sums of precipitation on the southern coast of Bellsund in the summer and autumn