DOBOWA ZMIENNOŚĆ TEMPERATURY I WILGOTNOŚCI POWIETRZA NA WYSOKOŚCI 2,0 I 0,5 m W SIEDLISKU WILGOTNYM W DOLINIE NOTECI I SIEDLISKU SUCHYM W BYDGOSZCZY

Transkrypt

1 WODA-ŚRODOWISKO-OBSZARY WIEJSKIE : t. z. a (11) WATER-ENVIRONMENT-RURAL AREAS s Instytut Melioracji i Użytków Zielonych w Falentach, DOBOWA ZMIENNOŚĆ TEMPERATURY I WILGOTNOŚCI POWIETRZA NA WYSOKOŚCI, I,5 m W SIEDLISKU WILGOTNYM W DOLINIE NOTECI I SIEDLISKU SUCHYM W BYDGOSZCZY Wacław ROGUSKI, Leszek ŁABĘDZKI, Wiesława KASPERSKA-WOŁOWICZ Instytut Melioracji i Użytków Zielonych, Wielkopolsko-Pomorski Ośrodek Badawczy w y Słowa kluczowe: siedlisko glebowo-wodne, temperatura powietrza, wilgotność powietrza S t r e s z c z e n i e W pracy przestawiono analizę dobowej zmienności temperatury i wilgotności powietrza w okresie wegetacyjnym w dwóch siedliskach w rejonie y. Wykazano duże zróżnicowanie wartości, przebiegu w ciągu doby i rozkładu pionowego w przyziemnej warstwie atmosfery: temperatury, wilgotności względnej, ciśnienia pary wodnej i niedosytu wilgotności powietrza. Przyczyną tego zróżnicowania jest uwilgotnienie siedliska glebowo-wodnego oraz pokrywa roślinna. Zmienność temperatury i wilgotności powietrza w ciągu doby i ich pionowy rozkład powodują, że zależności parowania wody od średniego dobowego niedosytu wilgotności powietrza są różne w badanych siedliskach. WSTĘP Z badań IMUZ prowadzonych za pomocą standardowych stacji meteorologicznych w latach wynika, że zróżnicowanie lokalnego klimatu w siedlisku wilgotnym okresowo przesychającym we Frydrychowie w dolinie Noteci i suchym w y jest duże [KONOPKO, 199; ROGUSKI, ŁABĘDZKI, KASPERSKA, /1; ; ROGUSKI, ŁABĘDZKI, KASPERSKA-WOŁOWICZ, ]. W okresie wegetacyjnym, w klatce meteorologicznej na wysokości, m, we Frydrycho- Adres do korespondencji: prof. dr hab. W. Roguski, Wielkopolsko-Pomorski Ośrodek Badawczy IMUZ, ul. Glinki, 5-17 ; tel. + (5) , imuzbyd@by.onet.pl

2 13 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. z. a (11) wie, średnia temperatura powietrza była mniejsza niż w y o 1,3 o C, wilgotność względna większa o 9%, niedosyt wilgotności powietrza mniejszy o, hpa, a ciśnienie pary wodnej większe o, hpa. Wcześniejsze badania różnic lokalnego klimatu siedlisk dolinowych i pozadolinowych w rejonie y prowadził HOHENDORF [197]. Celem obecnej pracy jest analiza zmienności w ciągu doby elementów meteorologicznych na wysokości, i,5 m. POŁOŻENIE I WARUNKI GLEBOWO-WODNE OBIEKTÓW BADAWCZYCH Stacja meteorologiczna w y jest położona na terenie pola doświadczalnego Instytutu Melioracji i Użytków Zielonych (ϕ = 53 o, λ = 1 o 1, H s = m n.p.m.). Występuje tu gleba brunatna wytworzona z piasku słabo gliniastego na piasku luźnym. Woda gruntowa zalega na głębokości poniżej cm od powierzchni. Jest to siedlisko suche. Zapas wody użytecznej dla traw w okresie wiosennym i po dużych opadach wynosi 3 mm. Popielność gleby w poziomie cm wynosi 9%, a porowatość ogólna 3%. W okresie posusznym trawy zasychają. Pojemność cieplna gleby w warstwie cm w warunkach polowej pojemności wodnej wynosi,5 J cm 3 K 1, a podczas suszy letniej 1,3 J cm 3 K 1, natomiast w warstwie 5 cm odpowiednio:, i 1,3 J cm 3 K 1. Stacja we Frydrychowie jest położona w dolinie górnej Noteci w rejonie Łąk Łabiszyńskich (ϕ = 53 o, λ = 17 o 5, H s = 7 m n.p.m.). Jest to szeroka dolina bez zadrzewień, użytkowana łąkowo. Na stacji występuje gleba torfowo-murszowa (MtIIIbb) na torfie turzycowiskowym. Woda gruntowa zalega na głębokości cm. Siedlisko jest zasilane podsiąkowo wodą z Kanału Noteckiego oraz okresowo nawadniane siecią rowów. Wiosenny zapas wody łatwo dostępnej dla traw wynosi mm, a łącznie z dopływem gruntowym ponad 1 mm. W czasie posuch atmosferycznych woda gruntowa obniża się do głębokości cm, a wilgotność gleby do 3% objętościowych. W tym czasie płytko ukorzenione trawy mogą częściowo zasychać, a głęboko ukorzenione rośliny czerpią wodę z głębszych warstw torfowych. Jest to siedlisko wilgotne, okresowo przesychające. Pojemność cieplna gleby w warstwie cm wynosi wiosną 3,7 J cm 3 K 1, a podczas suszy 1,55 J cm 3 K 1, natomiast w warstwie 5 cm odpowiednio: 3,9 i 3, J cm 3 K 1. METODY BADAŃ Do opracowania wykorzystano pomiary prowadzone w okresie wegetacyjnym (IV IX) w latach , w standardowych klatkach meteorologicznych na

3 W. Roguski, L. Łabędzki, W. Kasperska-Wołowicz: Dobowa zmienność temperatury wysokości, i,5 m. Średnią dobową temperaturę i wilgotność względną powietrza obliczano na podstawie pomiarów o godzinie 7, 13 i 19 czasu środkowoeuropejskiego oraz odczytu z termohigrogramu o godzinie 1. Mierzono również dobową temperaturę minimalną i maksymalną powietrza. Na podstawie analizy wykresów dobowego przebiegu temperatury powietrza określono, że temperatura minimalna najczęściej występowała o godzinie 5, zaś maksymalna o godzinie 15. Ciśnienie pary wodnej i niedosyt wilgotności powietrza wyznaczano na podstawie wskazań termometru suchego i zwilżonego w trzech terminach (7, 13, 19 ). Dodatkowo określano ciśnienie pary wodnej i niedosyt wilgotności powietrza o godz. 1 na podstawie odczytów temperatury i wilgotności względnej powietrza z termohigrogramu. Temperaturę gleby na głębokości 5 cm mierzono trzy razy w ciągu doby. Parowanie z wolnej powierzchni wody mierzono codziennie o godz. 7 w ewaporometrze o powierzchni cm, umieszczonym w glebie równo z powierzchnią gruntu. Za pomocą stacji standardowych nie można było określić wilgotności powietrza w warunkach maksymalnej i minimalnej temperatury oraz dokładnie ocenić zmiany zawartości pary wodnej w powietrzu w ciągu doby. Do analizy zmian tego elementu w ciągu doby konieczne są ciągłe obserwacje. Do tego celu wykorzystano pomiary prowadzone w r. za pomocą stacji automatycznych. Analizie poddano temperaturę i wilgotność względną powietrza w okresach bezopadowych i z opadami w maju i sierpniu. Temperatura i wilgotność względna powietrza były mierzone co pięć minut, a uśredniane i rejestrowane co godzinę. Na podstawie godzinowych odczytów temperatury i wilgotności względnej powietrza obliczano ciśnienie pary wodnej i niedosyt wilgotności powietrza. Temperaturę minimalną w ciągu doby stanowiła najmniejsza średnia godzinowa wartość, a maksymalną największa. W podobny sposób jak temperaturę i wilgotność powietrza mierzono prędkość wiatru. Wilgotność gleby była mierzona co godzinę na głębokości cm metodą reflektometryczną, za pomocą sondy Thetaprobe i rejestrowana w pamięci loggera z tą samą częstotliwością. WYNIKI BADANIA NA STACJACH STANDARDOWYCH Średnia dobowa temperatura powietrza w okresie wegetacyjnym (IV IX) różniła się nieznacznie na porównywanych wysokościach, ale istniały różnice między siedliskami. W dolinie Noteci temperatura była mniejsza niż w y o 1, o C na wysokości, m i o 1,5 o C na wysokości,5 m. Średnia temperatura maksymalna w siedlisku suchym w y na wysokości, m była mniejsza o, o C niż na wysokości,5 m (tab. 1), natomiast we Frydrychowie temperatury te były jednakowe (tab. ). W y temperatura

4 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. z. a (11)

5 W. Roguski, L. Łabędzki, W. Kasperska-Wołowicz: Dobowa zmienność temperatury... 1

6 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. z. a (11) maksymalna była większa niż we Frydrychowie średnio o, o C na wysokości, m i o, o C na wysokości,5 m. Przyczyną tych różnic mogło być silne nagrzewanie się gleby brunatnej, które wpływało na podnoszenie temperatury powietrza w godzinach popołudniowych [ROGUSKI, KASPERSKA, 1999]. W siedlisku suchym gleba brunatna ma małą pojemność wodną i cieplną. W okresie posusznym mała wilgotność gleby powoduje zahamowanie przyrostu roślin i zmniejszenie ewapotranspiracji. Gleba w ciągu dnia nagrzewa się do temperatury większej niż temperatura mierzona w klatce na wysokości, m, powodując zwiększenie temperatury powietrza nad glebą. W nocy temperatura gleby szybko zmniejsza się na skutek wypromieniowania i parowania, powodując obniżenie temperatury powietrza nad glebą. Te zjawiska spowodowały, że w badanym okresie wegetacyjnym w siedlisku suchym w godzinach południowych na wysokości,5 m temperatura była większa niż na wysokości, m o około, o C, a w nocy o godzinie 1 mniejsza o,9 o C (rys. 1). Średnia temperatura minimalna na wysokości, m była większa od minimalnej na wysokości,5 m o,3 o C w y i o, o C we Frydrychowie. Temperatura minimalna w y i Frydrychowie różniła się średnio o,5 o C na wysokości, m i o, o C na wysokości,5 m. W okresie wegetacyjnym średnia różnica między temperaturą maksymalną i minimalną w y na wysokości, m wynosiła,3 o C, a na wysokości,5 m, o C, zaś we Frydrychowie odpowiednio, i, o C (tab. 1, rys. 1). W okresie gorącym i bezopadowym (1 3 czerwca 1979 r.) te różnice w obydwu siedliskach były większe i wynosiły w y,3 o C na wysokości, m oraz,9 o C na wysokości,5 m (rys. ), a we Frydrychowie odpowiednio 13,5 o C i, o C. W okresie dużych i codziennych opadów (1 lipca 19 r.) różnice temperatury powietrza zarówno maksymalnej i minimalnej, jak i między siedliskami, były niewielkie (rys. 3). W okresie wegetacyjnym średnie ciśnienie pary wodnej obliczane z trzech i czterech odczytów dobowych było we Frydrychowie większe niż w y odpowiednio o 1,1 i,7 hpa na wysokości, m oraz o, i,5 hpa na wysokości,5 m. W siedlisku wilgotnym ciśnienie obliczone na podstawie czterech odczytów było mniejsze niż na podstawie trzech odczytów, gdyż w godzinach nocnych, w warunkach spadku temperatury, często następuje tam kondensacja pary wodnej. W siedlisku suchym różnice między wielkościami ciśnienia z trzech i czterech pomiarów były niewielkie. Ciśnienie pary wodnej w y było najmniejsze w godzinach południowych, a największe w nocnych. We Frydrychowie największe było w dzień, a w nocy zmniejszało się. Amplituda ciśnienia pary wodnej w y wynosiła średnio, hpa na wysokości, m oraz,3 hpa na wysokości,5 m, zaś we Frydrychowie odpowiednio 1, i,1 hpa (rys. 1). W dniach gorących różnice ciśnienia pary wodnej w badanych siedliskach w ciągu doby były znacznie większe. W y w nocy ciśnienie było znacz-

7 W. Roguski, L. Łabędzki, W. Kasperska-Wołowicz: Dobowa zmienność temperatury... 3 T, o C 1 Godzina Hour Frydrychow o T, m T,5 m H, m H,5 m H, % Godzina Hour e, m e,5 m d, m d,5 m Rys. 1. Dobowy przebieg temperatury powietrza T, wilgotności względnej powietrza H, ciśnienia pary wodnej e i niedosytu wilgotności powietrza d w y i Frydrychowie na wysokości, i,5 m w okresie wegetacyjnym (IV IX), wartości średnie z lat Fig. 1. Daily course of air temperature T, air humidity H, vapour pressure e and vapour pressure deficit d in and at a height of. m and.5 m in the growing season (IV IX), mean values in the years nie większe niż w dzień. We Frydrychowie w nocy ciśnienie pary wodnej zmniejszało się, zwłaszcza na wysokości,5 m, gdyż następowała kondensacja pary wodnej (o godzinie 1 temperatura obniżała się poniżej temperatury punktu rosy obliczonej o godzinie 19 ) (rys. ). W dniach wilgotnych ciśnienie pary wodnej w y prawie nie zmieniało się w ciągu doby, w nocy następował niewielki spadek na wysokości,5 m, natomiast we Frydrychowie w nocy ciśnienie zmniejszało się o,3 hpa (rys. 3).

8 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. z. a (11) T, o C Godzina Hour T, m T,5 m H, m H,5 m H, % 1 1 Godzina Hour e, m e,5 m d, m d,5 m Rys.. Dobowy przebieg temperatury powietrza T, wilgotności względnej powietrza H, ciśnienia pary wodnej e i niedosytu wilgotności powietrza d w y i Frydrychowie na wysokości, i,5 m, średnie wartości w okresie bez opadów (1 3 czerwca 1979 r., P = mm). Fig.. Daily course of air temperature T, air humidity H, vapour pressure e and vapour pressure deficit d in and at a height of. m and.5 m, mean values for the period without precipitation (1 3 June 1979, P = mm) Wilgotność względna powietrza w y była mniejsza niż w dolinie Noteci. Średnia wilgotność względna powietrza z czterech obserwacji w okresie wegetacyjnym w y była mniejsza niż w dolinie Noteci o 11% na wysokości, m i % na wysokości,5 m. Różnice między siedliskami wilgotności obliczanej na podstawie trzech pomiarów były mniejsze ( 9%). Wilgotność obliczana na podstawie czterech pomiarów była większa niż obliczana na podstawie

9 W. Roguski, L. Łabędzki, W. Kasperska-Wołowicz: Dobowa zmienność temperatury... 5 T, o C Godzina Hour T, m T,5 m H, m H,5 m H, % 1 1 Godzina Hour e, m e,5 m d, m d,5 m Rys. 3. Dobowy przebieg temperatury powietrza T, wilgotności względnej powietrza H, ciśnienia pary wodnej e i niedosytu wilgotności powietrza d w y i Frydrychowie na wysokości, i,5 m, średnie wartości w okresie z opadami (1 lipca 19 r., P = 9 mm). Fig. 3. Daily course of air temperature T, air humidity H, vapour pressure e and vapour pressure deficit d in and at a height of. m and.5 m, mean values for the period with precipitation (1 July 19, P = 9 mm) trzech pomiarów o 5% w obydwu siedliskach. Różnice wilgotności między godzinami południowymi i nocnymi wynosiły średnio % w obydwu siedliskach. W dniach gorących różnice przekraczały % (rys. ). Średni w okresie wegetacyjnym niedosyt wilgotności powietrza z trzech pomiarów na wysokości, m (osiągający największą wartość) w stosunku do niedosytu z czterech pomiarów na wysokości,5 m (osiągającego najmniejszą wartość)

10 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. z. a (11) był większy o 1% w siedlisku suchym w y, a w siedlisku wilgotnym we Frydrychowie o 5%. Niedosyt obliczany na podstawie trzech pomiarów dziennych w siedlisku suchym w y był większy średnio o, hpa niż we Frydrychowie na obydwu wysokościach. Niedosyt obliczany na podstawie czterech obserwacji na wysokości, m w y był większy średnio o,3 hpa niż we Frydrychowie, a na wysokości,5 m o,1 hpa. W y wartości niedosytu z czterech pomiarów były mniejsze niż z trzech średnio o 15%, a we Frydrychowie o 1% (tab. 1, ). Jest to różnica istotna w przypadku obliczania zależności parowania od niedosytu wilgotności powietrza. W dniach gorących i suchych różnice niedosytu między siedliskami były bardzo duże (rys. ), a w dniach wilgotnych z opadami małe (rys. 3). Niedosyt wilgotności powietrza w istotny sposób kształtuje parowanie wody w siedlisku [KONOPKO, 199; ROGUSKI, ŁABĘDZKI, KASPERSKA, ]. Średnia w badanym okresie wegetacyjnym suma parowania wody z ewaporometru wyniosła mm w y i 33 mm we Frydrychowie. Dla obydwu siedlisk wyznaczono zależności parowania wody od średniego niedosytu wilgotności powietrza obliczanego na podstawie trzech i czterech pomiarów (tab. 3). Tabela 3. Współczynnik b zależności parowania wody E w od średniego z trzech i czterech obserwacji niedosytu wilgotności powietrza d w siedlisku suchym w y i wilgotnym we Frydrychowie na wysokości, m i,5 m Table 3. Coefficient b of the regression of water evaporation E w on vapour pressure deficit d from 3 and observations in dry site in and wet site in at a height of. m and.5 m Postać zależności Relationship E w = bd 3 n E w = bd n E w = bd 3,5 n E w = bd,5 n Współczynnik b na wysokości Coefficient b at a height of, m,5 m, m,5 m w y in w Frydrychowie in,339,1,7,75,35,9,9,75,37,77,5,75,1,5,7,7 Oznaczenia: E w parowanie wody w ewaporometrze, mm; d 3 niedosyt wilgotności powietrza z trzech terminów (o godz. 7, 13, 19), hpa; d niedosyt wilgotności powietrza z czterech terminów (o godz. 1, 7, 13, 19), hpa; n liczba dni w okresie. Explanations; E w water evaporation, mm; d 3 vapour pressure deficit from three terms (at 7 a.m., 1 p.m., 7 p.m.), hpa; d vapour pressure deficit from four terms (at 1 a.m., 7 a.m., 1 p.m., 7 p.m.), hpa; n number of days in the period. W przypadku zależności prostoliniowej dla y otrzymano mniejsze wartości współczynnika regresji b niż dla Frydrychowa. W zależności wykładniczej różnice wartości współczynnika b w obydwu siedliskach były niewielkie w przypadku niedosytu obliczanego na podstawie czterech odczytów.

11 W. Roguski, L. Łabędzki, W. Kasperska-Wołowicz: Dobowa zmienność temperatury... 7 W y w analizowanych latach temperatura gleby brunatnej, okresowo bardzo suchej, na głębokości 5 cm była o, o C większa od średniej w okresie wegetacyjnym dobowej temperatury powietrza na wysokości, m. W okresie od 1 do 3 czerwca 1979 r., kiedy była słoneczna i gorąca pogoda, różnica temperatury gleby i powietrza wynosiła średnio,3 o C. Duża była także różnica temperatury tej gleby w godzinach rannych i południowych średnio w okresie wegetacyjnym wynosiła,7 o C, a w dniach gorących (1 3 czerwca 1979 r.) 5, o C. Powierzchniowa warstwa gleby w godzinach południowych była cieplejsza niż na głębokości 5 cm. Oddając ciepło ogrzewała powietrze nad powierzchnią gruntu do temperatury większej niż na wysokości, m. Gleba torfowo-murszowa we Frydrychowie ma duży zapas wody i jest pokryta bujną roślinnością trawiastą, która osłania ją i transpiruje duże ilości pary wodnej, powodując obniżenie jej temperatury. W analizowanym okresie wegetacyjnym średnia temperatura utworu murszowego na głębokości 5 cm była równa średniej dobowej temperaturze powietrza na wysokości, m, a w okresie gorącym (w czerwcu 1979 r.) temperatura gleby była o,3 o C mniejsza od temperatury powietrza. Różnica temperatury mierzonej rano i w południe wynosiła w tej glebie średnio 1, o C, a w okresie gorącym i bezopadowym, o C. Dzięki takiemu rozkładowi temperatury, gleba torfowo-murszowa nie nagrzewała się mocno w czasie dni słonecznych. BADANIA NA STACJACH AUTOMATYCZNYCH W okresie wegetacyjnym (IV IX) r. były bardzo zmienne opady i wysoka temperatura powietrza (tab., 5). Kwiecień, czerwiec i sierpień, według klasyfikacji na podstawie rozkładu prawdopodobieństwa opadu, były suche (p = 5%), maj i wrzesień mokre (p = 9%), a lipiec przeciętny. W pierwszej dekadzie maja i w drugiej połowie sierpnia nie było opadów atmosferycznych i panowała wysoka temperatura powietrza. Średnia temperatura powietrza w okresie wegetacyjnym była wysoka i osiągnęła w y, o C, a we Frydrychowie 15,1 o C (średnia wieloletnia w y wynosi, o C, a we Frydrychowie 13,5 o C). Kwiecień, czerwiec, lipiec i wrzesień, według klasyfikacji na podstawie rozkładu prawdopodobieństwa temperatury, były ciepłe (p = %), a maj i sierpień gorące (p = 99%). Taki przebieg warunków meteorologicznych spowodował na glebie lekkiej w y przesuszenie poziomu darniowego w pierwszej dekadzie maja, trzeciej dekadzie czerwca i trzeciej dekadzie sierpnia. W tym okresie wilgotność gleby na głębokości cm spadła do poziomu wilgotności trudno dostępnej i niedostępnej dla traw. W maju i czerwcu rośliny częściowo zasychały, a w sierpniu całkowicie zaschły. W dolinie Noteci, we Frydrychowie, na glebie torfowo-murszowej, wilgotność nie zmniejszała się tak znacznie.

12 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. z. a (11) Tabela. Średnie miesięczne wartości elementów meteorologicznych i wilgotność gleby w y w r. Table. Mean monthly values of meteorological elements and soil moisture in in Miesiąc Month P mm T o C T gl o C H % e hpa d hpa e 1 hpa d 1 hpa W cm 3 cm 3 IV 19, 9,1, 7,1,,3 3,, V 9, 17, 15,7 9 13, 7, 13,7,,71 VI 33, 1, 1,1 9 13, 7,,1,5,93 VII 7,, 19,7 7,,1 17,1,7, VIII 37, 1,5,5 9 17, 9,5 17, 7,9,5 IX,,3,1 77,,,7,1,57 IV IX 31,,, ,5 7, 13,9 5,, Oznaczenia: P opad atmosferyczny, T temperatura powietrza, T gl temperatura gleby, H wilgotność względna powietrza, e ciśnienie pary wodnej, d niedosyt wilgotności powietrza, e 1, d 1 ciśnienie pary wodnej i niedosyt obliczane na podstawie średniej w dekadzie temperatury i wilgotności względnej powietrza, W wilgotność gleby. Explanations: P precipitation, T mean air temperature, T gl soil temperature, H air humidity, e vapour pressure, d vapour pressure deficit, e 1, d 1 vapour pressure and vapour pressure deficit calculated on the base of ten-day mean air temperature and air humidity, W soil moisture. Tabela 5. Średnie miesięczne wartości elementów meteorologicznych i wilgotność gleby we Frydrychowie w r. Table 5. Mean monthly values of meteorological elements and soil moisture in in the year Miesiąc Month P mm T o C T gl o C H % e hpa d hpa e 1 hpa d 1 hpa W cm 3 cm 3 IV,, 7,7 7,1 3,,,5 V 71, 15,7,3 7 13, 5, 13,,1,5 VI 3,,, 7,1 5,5,,,5 VII 5, 1,7 1, 17, 5,3 17,,3,1 VIII, 19,3 17,7 17,5 5, 17,,, IX 7,,,3, 3,,,, IV IX 57, 15,1, 79 13,,, 3,7, Oznaczenia jak w tabeli. Explanations as in table. W okresie wegetacyjnym r., w siedlisku wilgotnym w dolinie Noteci, średnia temperatura powietrza na wysokości, m była mniejsza niż w y średnio o 1,7 o C. Mniejsza była również temperatura gleby. Wilgotność względna powietrza była większa niż w y o %, ciśnienie pary wodnej większe o,3 hpa, a niedosyt wilgotności powietrza mniejszy o, hpa. Ciśnienie pary wodnej obliczone w okresach dekadowych na podstawie średniej w dekadzie

13 W. Roguski, L. Łabędzki, W. Kasperska-Wołowicz: Dobowa zmienność temperatury... 9 temperatury i wilgotności względnej było na obydwu stacjach jednakowe (13,9 hpa), a niedosyt obliczany w podobny sposób był mniejszy o,1 hpa we Frydrychowie. W okresie suchym i gorącym (1 maja) średnie różnice w przebiegu temperatury, ciśnienia pary wodnej, wilgotności względnej i niedosytu wilgotności powietrza w ciągu doby między dwoma badanymi siedliskami były duże. Średnia w pierwszej dekadzie maja różnica między temperaturą maksymalną i minimalną w siedlisku suchym wyniosła,3 o C, a w siedlisku wilgotnym 15, o C. W dolinie Noteci maksymalna temperatura była mniejsza niż w y o 1,9 o C, a minimalna o, o C, ciśnienie pary wodnej było większe o, hpa, a niedosyt wilgotności powietrza mniejszy o, hpa (rys. ). Różnice te w okresie z opadami (11 1 maja) były znacznie mniejsze (rys. 5). Najmniej zmiennym w ciągu doby elementem było ciśnienie pary wodnej. Większe zmiany tego elementu zanotowano w siedlisku dolinowym we Frydrychowie, szczególnie w okresie bezopadowym (1 maja), kiedy średnia różnica ciśnienia między najmniejszą (o godz. 5 ) i największą (o godz. ) wartością godzinową w ciągu doby wyniosła, hpa. W godzinach południowych obserwowano niewielki spadek ciśnienia pary wodnej, a przed wieczorem jego wzrost. W godzinach nocnych do rana notowano jego spadek. Te zmiany należy tłumaczyć dużą transpiracją roślin w wilgotnym siedlisku łąkowym w godzinach południowych, zaś w godzinach nocnych zmniejszeniem temperatury, które mogło powodować kondensację pary wodnej w postaci rosy i mgły. Do zróżnicowania ciśnienia pary wodnej w badanych siedliskach przyczyniał się dodatkowo wiatr, którego prędkość w tej dekadzie na wysokości, m wynosiła, m s 1 w y i 1, m s 1 we Frydrychowie. Wilgotność gleby w końcu omawianej dekady w y zmniejszyła się do poziomu odpowiadającego wilgotności trudno dostępnej dla roślin, a we Frydrychowie utrzymywała się na poziomie odpowiadającym granicy wody łatwo dostępnej dla roślin. W bezopadowej trzeciej dekadzie sierpnia średnia dobowa temperatura we Frydrychowie była mniejsza niż w y o 3, o C, wilgotność względna większa o %, ciśnienie pary wodnej większe o,7 hpa, a niedosyt wilgotności powietrza mniejszy o, hpa. Ciśnienie pary wodnej w tej dekadzie we Frydrychowie było zmienne w ciągu doby najmniejsze rano o wschodzie słońca i duże w dzień od godziny do 1. Tymczasem w y zmiany ciśnienia w ciągu doby były niewielkie. Najmniejsze ciśnienie pary wodnej w tym siedlisku było w godzinach od 13 do 1 na skutek małej ewapotranspiracji i odpływu ogrzanego powietrza do wyższych warstw atmosfery. Niedosyt wilgotności powietrza w y szybko zwiększał się w ciągu dnia średnio od 1,7 hpa o godzinie 5 do 5, hpa o godzinie. We Frydrychowie niedosyt zwiększał się od, hpa o godzinie do 1,9 hpa o godzinie (rys. ).

14 15 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. z. a (11) 9 7 T, o C 1 5 H, % 3 Godzina Hour T H 1 Godzina Hour 1 e d Rys.. Średnie godzinowe wartości temperatury powietrza T, wilgotności względnej powietrza H, ciśnienia pary wodnej e i niedosytu wilgotności powietrza d w okresie suchym (1 maja r.) w y i Frydrychowie Fig.. Mean hourly values of air temperature T, air humidity H, vapour pressure e and vapour pressure deficit d in the dry period (1 May ) in and

15 W. Roguski, L. Łabędzki, W. Kasperska-Wołowicz: Dobowa zmienność temperatury T, o C 1 5 H, % 3 Godzina Hour T H 1 Godzina Hour 1 e d Rys. 5. Średnie godzinowe wartości temperatury powietrza T, wilgotności względnej powietrza H, ciśnienia pary wodnej e i niedosytu wilgotności powietrza d w okresie z opadami (11 1 maja r.) w y i Frydrychowie Fig. 5. Mean hourly values of air temperature T, air humidity H, vapour pressure e and vapour pressure deficit d in the period with precipitation (11 1 May ) in and

16 15 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. z. a (11) T, o C 3 1 Godzina Hour H, % T H 1 Godzina Hour 1 e d Rys.. Średnie godzinowe wartości temperatury powietrza T, wilgotności względnej powietrza H, ciśnienia pary wodnej e i niedosytu wilgotności powietrza d w okresie suchym (1 31 sierpnia r.) w y i Frydrychowie Fig.. Mean hourly values of air temperature T, air humidity H, vapour pressure e and vapour pressure deficit d in the dry period (1 31 August ) in and

17 W. Roguski, L. Łabędzki, W. Kasperska-Wołowicz: Dobowa zmienność temperatury T, o C 1 Godzina Hour H, % T H 1 1 Godzina Hour e d Rys. 7. Średnie godzinowe wartości temperatury powietrza T, wilgotności względnej powietrza H, ciśnienia pary wodnej e i niedosytu wilgotności powietrza d w okresie z opadami (1 sierpnia r.) w y i Frydrychowie Fig. 7. Mean hourly values of air temperature T, air humidity H, vapour pressure e and vapour pressure deficit d in the period with precipitation (1 August ) in and

18 15 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. z. a (11) Wilgotność gleby w trzeciej dekadzie sierpnia zmniejszyła się w y do poziomu niedostępnego dla roślin (pf =,), powodując całkowite zaschnięcie traw. W tym czasie we Frydrychowie wilgotność w poziomie darniowym była zbliżona do poziomu wilgotności krytycznej dla traw (pf =,7). Rośliny były nadal zielone, mimo spękanej powierzchniowej warstwy gleby. Trawy korzystały z wilgoci zgromadzonej w głębszych warstwach torfowych i nie zaobserwowano wyraźnych objawów więdnięcia i zasychania liści. W okresach z opadami (11 1 maja i 1 sierpnia) przebieg temperatury w ciągu doby był podobny jak w okresach posuchy atmosferycznej, ale mniejsza była jej zmienność. Mniejsze były zarówno amplitudy temperatury jak i różnice wartości badanych elementów między siedliskami. Ciśnienie pary wodnej w ciągu doby w y było na ogół wyrównane, we Frydrychowie było w dzień większe niż w y, a w nocy mniejsze. Również mniejsze były różnice niedosytu wilgotności powietrza (rys. 5 i 7). PODSUMOWANIE W pracy przestawiono analizę zmienności temperatury i wilgotności powietrza w okresie wegetacyjnym w dwóch siedliskach w rejonie y. Wykazano duże zróżnicowanie wartości i przebiegu w ciągu doby oraz rozkładu pionowego w przyziemnej warstwie atmosfery: temperatury, wilgotności względnej, ciśnienia pary wodnej i niedosytu wilgotności powietrza. Gleba brunatna w siedlisku suchym położonym w y ma małą pojemność wodną i cieplną. W lecie często występują okresy suszy glebowej, powodującej ograniczenie rozwoju, a nawet zasychanie roślin. Sucha gleba z niską roślinnością nagrzewa się w dzień do temperatury większej od temperatury powietrza na wysokości, m, powodując zwiększenie maksymalnej temperatury powietrza na wysokości,5 m średnio o, o C w stosunku do temperatury na wysokości, m. Gleba torfowo-murszowa w siedlisku wilgotnym okresowo przesychającym położonym w dolinie Noteci we Frydrychowie ma dużą pojemność wodną i cieplną. Rozwija się na niej bujna roślinność łąkowa, nawet w okresie posuch atmosferycznych. W takim siedlisku ewapotranspiracja jest duża, co powoduje, że temperatura powietrza jest mniejsza niż w siedlisku suchym (średnio o 1,5 o C), a temperatura maksymalna w dzień na wysokości,5 m i, m jest wyrównana. Amplituda dobowej temperatury maksymalnej i minimalnej w siedlisku wilgotnym na wysokości, m wynosi, o C i jest większa niż w siedlisku suchym o,3 o C. Niedosyt wilgotności powietrza na wysokości, m obliczany na podstawie czterech terminów w ciągu doby jest mniejszy od obliczanego na podstawie trzech terminów o % w y oraz o 1% we Frydrychowie. Podobnie niedosyt obliczany na podstawie obserwacji w ciągu doby był o 1% mniejszy w oby-

19 W. Roguski, L. Łabędzki, W. Kasperska-Wołowicz: Dobowa zmienność temperatury dwu siedliskach od obliczanego na podstawie trzech obserwacji [ROGUSKI, ŁA- BĘDZKI, KASPERSKA, /1]. Ciśnienie pary wodnej w nocy było mniejsze niż w dzień. Obliczane średnie dobowe wartości ciśnienia pary wodnej i niedosytu wilgotności powietrza z trzech terminów, o godzinie 7, 13, 19, nie odpowiadają w pełni średnim rzeczywistym wartościom, zwłaszcza w siedliskach wilgotnych. Konieczne jest uwzględnienie dodatkowo pomiarów o godzinie 1 w nocy, na co zwracały uwagę LORENC i SUWALSKA-BOGUCKA [1995], bądź stosowanie pomiarów ciągłych za pomocą stacji automatycznych. Zróżnicowany przebieg temperatury i wilgotności powietrza w ciągu doby i pionowy rozkład tych wielkości w przyziemnej warstwie atmosfery powodują, że zależności parowania wody od średniego dobowego niedosytu wilgotności powietrza są różne w badanych siedliskach. LITERATURA HOHENDORF E., 197. Redukcja niedosytów wilgotności powietrza z wysoczyzny do doliny w rejonie Kanału Bydgoskiego. Wiad. IMUZ t. 9 z. 1 s KONOPKO S., 199. Wpływ zmiany warunków wodnych na niektóre elementy mikroklimatu na przykładzie dwóch siedlisk w dolinie Noteci. Falenty: IMUZ pr. dokt. maszyn. ss. 5. LORENC H., SUWALSKA-BOGUCKA M., Metody obliczania średniej dobowej temperatury i wilgotności względnej powietrza. Mater. Bad. IMGW. Ser. Meteorologia ss.. ROGUSKI W., KASPERSKA W., Termika gleb w różnych siedliskach łąkowych w rejonie y na podstawie pomiarów z lat Wiad. IMUZ t. z. s ROGUSKI W., ŁABĘDZKI L., KASPERSKA W.,. Analiza wybranych wzorów do obliczania parowania wskaźnikowego na potrzeby nawadniania użytków zielonych. Woda Środ. Obsz. Wiej. t.. z. 1() s ROGUSKI W., ŁABĘDZKI L., KASPERSKA W., /1. Analiza niedosytu wilgotności powietrza obliczanego z pomiarów ciągłych oraz terminowych w oparciu o wyniki stacji automatycznych w rejonie y. Ann. UMCS t. 15/ 3 Sec. B s ROGUSKI W., ŁABĘDZKI L., KASPERSKA-WOŁOWICZ W.. Pionowy układ temperatury w przyziemnej warstwie atmosfery w siedliskach łąkowych w rejonie y. Acta Agrophysica vol. 3 (1) s

20 15 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. z. a (11) Wacław ROGUSKI, Leszek ŁABĘDZKI, Wiesława KASPERSKA-WOŁOWICZ DAILY VARIABILITY OF AIR TEMPERATURE AND HUMIDITY AT A HEIGHT OF. m AND.5 m IN THE WET SITE OF THE NOTEĆ RIVER VALLEY AND THE DRY SITE IN BYDGOSZCZ Key words: air humidity, air temperature, soil-water site S u m m a r y The paper presents analyses of the variability of air temperature and humidity in the growing season at two sites in the region. The values, daily course and vertical distribution of air temperature, relative humidity, vapour pressure and vapour pressure deficit were different in the near ground layer of atmosphere. The moisture of soil-water site and plant cover are the reasons of this variability. Daily variability of air temperature and humidity and their vertical distribution are responsible for different relationships between evapotranspiration and vapour pressure deficit in the studied sites. Recenzenci: prof. dr hab. Tomasz Brandyk doc. dr hab. Jan Szajda Praca wpłynęła do Redakcji.1. r.

21 Tabela 1. Średnie miesięczne wartości elementów meteorologicznych z trzech (o godz. 7, 13, 19) i czterech (o godz. 1, 7, 13, 19) obserwacji dobowych na stacji standardowej w y na wysokości, m i,5 m w okresie wegetacyjnym w latach Table 1. Mean monthly values of meteorological elements from three (at 7 a.m., 1 p.m., 7 p.m.) and four (at 1 a.m., 7 a.m., 1 p.m., 7 p.m.) daily observations at the standard meteorological station in the growing season in the years Miesiąc Month Wysokość T, o C H, % e, hpa d, hpa Height średnia mean średnia średnia z obserwacji o godzinie mean from observations at hour m max min mean 7, 13, 19 1, 7, 13, 19 7, 13, 19 1, 7, 13, 19 7, 13, 19 1, 7, 13, 19 IV, 11,, 7,,,,3 3,,5 11,9,, 7,,,1,3 V, 1, 7, 13,1 5,9 9,,3 7,,5 1,9,9,9 5 9, 9,3,1, VI,, 11,9 17,9 57,1,5,,,5 3, 11,7 17, 1,9,9,, VII, 1,9, 17, ,7 13, 7,9,,5,3 11,7 17,3 7, 13,9 7,7,3 VIII, 1,9, 17, 9 73,1, 7,1,,5,7, 17, 71 7,5,,9 5, IX, 17,3,, ,5 11,5, 3,7,5 17,7,, , 11,7,1 3, IV IX, 1,9 9,, , 11,3 7,1,,5 19,5,9, , 11,5, 5, Oznaczenia: T temperatura powietrza średnia z czterech obserwacji, H wilgotność względna powietrza, e ciśnienie pary wodnej, d niedosyt wilgotności powietrza. Explanations: T air temperature, mean from four observations, H air humidity, e vapour pressure, d vapour pressure deficit.

22 Tabela. Średnie miesięczne wartości elementów meteorologicznych z trzech (o godz. 7, 13, 19) i czterech (o godz. 1, 7, 13, 19) obserwacji dobowych na stacji standardowej we Frydrychowie w okresie wegetacyjnym w latach Table. Mean monthly values of meteorological elements from three (at 7 a.m., 1 p.m., 7 p.m.) and four (at 1 a.m., 7 a.m., 1 p.m., 7 p.m.) daily observations at the standard meteorological station in the growing season in the years Miesiąc Month Wysokość T, o C H, % e, hpa d, hpa Height średnia mean średnia średnia z obserwacji o godzinie mean from observations at hour m max min mean 7, 13, 19 1, 7, 13, 19 7, 13, 19 1, 7, 13, 19 7, 13, 19 1, 7, 13, 19 IV, 11,7, 5,5 75 7, 7,1,,3,5 11,7, 5, , 7,3,7, V, 17,,1 11, 7 73, 9,7 5,,5,5 1, 3, 11, 7 75,3 9,9 5,3, VI,, 9,, , 13, 7, 5,7,5,, 15, 71 7, 13,,9 5,7 VII, 1,,,1 7 15,1, 5,,1,5 1,5, 15, ,1,7,9 3,9 VIII, 1, 9,9 15, 7 3,,5, 3,,5 1,5 9, 15,3 15,1,,3 3, IX, 17,,9 11,7,5,,5,1,5 17,, 11,5,5,1,, IV IX, 1,7,7, 75,3,,7 3,7,5 1,7,1, 7 1,,, 3,5 Oznaczenia jak w tabeli 1. Explanations as in table 1.