ZRÓŻNICOWANIE WARUNKÓW METEOROLOGICZNYCH NA ZACHODNIM WYBRZEŻU SPITSBERGENU W SEZONIE LETNIM 2006 r. 1

Transkrypt

1 R. Przybylak, M. Kejna, A. Araźny, P. Głowacki (red.) Abiotyczne środowisko Spitsbergenu w latach w warunkach globalnego ocieplenia Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Toruń, 2007: ZRÓŻNICOWANIE WARUNKÓW METEOROLOGICZNYCH NA ZACHODNIM WYBRZEŻU SPITSBERGENU W SEZONIE LETNIM 2006 r. 1 SPATIAL DIFFERENTIATION OF METEOROLOGICAL CONDITIONS ON THE WESTERN COAST OF SPITSBERGEN DURING THE SUMMER SEASON OF 2006 Rajmund Przybylak 1, Marek Kejna 1, Andrzej Araźny 1, Rafał Maszewski 1, Andrzej Gluza 2, Marcin Hojan 3, Krzysztof Migała 4, Sebastian Sikora 4, Krzysztof Siwek 2, Zbigniew Zwoliński 3 1 Zakład Klimatologii, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu 2 Zakład Meteorologii i Klimatologii, Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie 3 Zakład Geoekologii Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu 4 Zakład Meteorologii i Klimatologii, Uniwersytet Wrocławski Zarys treści: W artykule przedstawiono zróżnicowanie warunków meteorologicznych na zachodnim wybrzeżu Spitsbergenu w sezonie letnim 2006 r. na podstawie danych z polskich wypraw polarnych do Hornsundu, Calypsobyen, Doliny Ebby, Kaffiøyry i Lodowca Werenskiölda oraz z norweskich stacji w Ny Ålesund i Svalbard Lufthavn. Uzyskane wyniki porównano z rezultatami podobnych badań prowadzonych w lecie 2005 r. Stwierdzono, iż szczególny wpływ na warunki pogodowe i ich zróżnicowanie przestrzenne na Spitsbergenie wywiera cyrkulacja atmosferyczna oraz czynniki lokalne. Słowa kluczowe: Arktyka, Spitsbergen, warunki meteorologiczne, topoklimat. 1. WSTĘP Warunki meteorologiczne w rejonie Spitsbergenu charakteryzują się znaczną zmiennością z dnia na dzień oraz z roku na rok (Førland i in. 1997; Przybylak, Araźny 2006). Wynika to z położenia tej wyspy na pograniczu otwartych wód pół- 1 Opracowanie wykonano w ramach projektu badawczego PBZ-KBN-108/P04/2004. Badania przeprowadzone przez pracowników Zakładu Klimatologii UMK były także współfinansowane ze środków grantu J. M. Rektora UMK nr 518-G. 179

2 Rajmund Przybylak, Marek Kejna, Andrzej Araźny, Rafał Maszewski, Andrzej Gluza, Marcin Hojan, Krzysztof Migała, Sebastian Sikora, Krzysztof Siwek, Zbigniew Zwoliński nocnego Atlantyku i całorocznych lodów Morza Arktycznego. Wzdłuż zachodnich wybrzeży archipelagu płynie ciepły Prąd Zachodniospitsbergeński, a po jego wschodniej stronie zimny Prąd Wschodniospitsbergeński. Spitsbergen jest położony na szlaku cyklonów, które przemieszczają się wzdłuż Bruzdy Islandzko-Karskiej oraz jej odnogi Spitsbergeńskiej. W sezonie letnim zaznacza się zwiększony udział sytuacji antycyklonalnych (Niedźwiedź 2001). Urozmaicona linia brzegowa, duże deniwelacje terenu oraz obecność lodowców wpływa na znaczne zróżnicowanie topoklimatyczne tego obszaru (Wójcik i in. 1993). Liczne wyprawy polskie oraz działające na tym terenie stacje norweskie pozwalają porównać warunki w różnych rejonach Spitsbergenu. Zakres badań realizowanych przez polskie wyprawy na Spitsbergen przedstawiono w pracy Przybylaka (2000). Natomiast wyniki badań nad zróżnicowaniem warunków pogodowych i klimatycznych na Spitsbergenie przedstawiono m.in. w pracach: Steffensen 1969, 1982; Marciniak, Przybylak 1987; Kamiński 1989; Przybylak 1989, 1992; Hanssen-Bauer i in. 1990; Nordli 1990; Przybylak, Marciniak 1992; Førland i in. 1997; Kejna i in. 2000; Gluza i in. 2004; Przybylak, Araźny 2005, 2006; Przybylak i in Od 2005 r. polskie badania meteorologiczne na Spitsbergenie są wykonywane w ramach projektu badawczego PBZ-KBN-108/P04/2004 przy zachowaniu jednolitej metodyki prowadzenia obserwacji. Uczestniczą w nich Uniwersytet M. Kopernika (Kaffiøyra), Uniwersytet im. A. Mickiewicza (Dolina Ebby), Uniwersytet M. Curie-Skłodowskiej (Calypsobyen), Uniwersytet Wrocławski (Lodowiec Werenskiőlda) i Instytut Geofizyki PAN (Hornsund). Ich celem było poznanie zróżnicowania warunków pogodowych na zachodnim wybrzeżu Spitsbergenu oraz określenie głównych czynników i przyczyn wpływających na to zróżnicowanie. Wyniki tych badań prowadzonych w sezonie letnim 2005 r. przedstawiono już w pracy Przybylaka i in. (2006). W niniejszym artykule prezentujemy rezultaty z 2006 r. 2. DANE, OBSZAR I METODY W niniejszym artykule wykorzystano następujące dane meteorologiczne: 1. Cogodzinne (terminowe) i dobowe wartości z polskich stacji pomiarowych: Kaffiøyra (KH): Dolina Ebby (EBB): Calypsobyen (CAL): Hornsund (HOR): Werenskiöld (WE): Dane dobowe ze stacji norweskich uzyskano z Norweskiego Instytutu Meteorologicznego: 180

3 ZRÓŻNICOWANIE WARUNKÓW METEOROLOGICZNYCH NA ZACHODNIM WYBRZEŻU SPITSBERGENU Ryc. 1. Położenie stacji meteorologicznych wykorzystanych w opracowaniu na zachodnim wybrzeżu Spitsbergenu w sezonie letnim 2006 r. Fig. 1. Location of meteorological stations used in this paper on the western coast of Spitsbergen during the summer season of 2006 Ny Ålesund (NYA): Svalbard Lufthavn (SVA): Położenie wymienionych wyżej stacji meteorologicznych na Spitsbergenie prezentuje ryc. 1. Ze względu na różny czas trwania wypraw do analizy zróżnicowania warunków meteorologicznych na Spitsbergenie wybrano wspólny okres r. Uzyskane wyniki porównano z rezultatami badań prowadzonych w 2005 r., a w szczególności przeanalizowano różnice, jakie występują przy różnych typach cyrkulacji atmosferycznej według klasyfikacji T. Niedźwiedzia (2006). Ze względu na niewielką frekwencję niektórych typów cyrkulacji w analizie zastosowano typy łączone, według metodyki zaproponowanej przez R. Przybylaka (1992). 181

4 Rajmund Przybylak, Marek Kejna, Andrzej Araźny, Rafał Maszewski, Andrzej Gluza, Marcin Hojan, Krzysztof Migała, Sebastian Sikora, Krzysztof Siwek, Zbigniew Zwoliński 3. WARUNKI METEOROLOGICZNE W SEZONIE LETNIM 2006 r Ciśnienie atmosferyczne Średnie wartości ciśnienia atmosferycznego na poziomie morza na zachodnim wybrzeżu Spitsbergenu w okresie r. wyniosły od 1011,7 hpa w NYA do 1013,4 hpa w CAL i HOR. Podobnie jak w roku poprzednim (Przybylak i in. 2006) najniższe jego wartości wystąpiły w centralnej części Spitsbergenu na stacji SVA. W sezonie letnim 2006 r. zaznaczyła się znaczna zmienność ciśnienia, najniższe jego wartości wystąpiły w drugiej dekadzie lipca (od 1005,7 hpa w NYA do 1007,2 hpa w CAL), a najwyższe w ostatniej dekadzie sierpnia (od 1012,1 hpa w NYA do 1014,0 hpa w HOR). Najwyższe ciśnienie wystąpiło w dniu 30 sierpnia (1024,0 hpa na CAL), a najniższe 997,6 hpa (SVA) w dniu 8 sierpnia 2006 r. Odchylenie standardowe opisujące zmienność ciśnienia jest znaczne i sięga od 5,7 hpa (EBB) do 6,1 hpa (HOR). Średnie różnice w ciśnieniu atmosferycznym pomiędzy analizowanymi stacjami sięgają 1,7 hpa, a ciśnienie obniża się w kierunku północnym oraz ku centrum wyspy. Jest to związane z rozkładem pola ciśnienia w rejonie Spitsbergenu, a zwłaszcza wyżu z centrum nad M. Barentsa. W poszczególnych dniach rozkład ciśnienia może być zróżnicowany w zależności od sytuacji barycznej, a maksymalne zróżnicowanie ciśnienia pomiędzy stacjami wyniosło 6,2 hpa ( r.). Ryc. 2. Przebieg ciśnienia atmosferycznego na Spitsbergenie w okresie r. Fig. 2. Course of air pressure on Spitsbergen in the period from 1 st July to 31 st August Kierunek wiatru Urozmaicona rzeźba zachodnich wybrzeży Spitsbergenu sprawia, że częstość występowania kierunków wiatru na poszczególnych stacjach znacznie się od siebie różni (ryc. 3). Dominujące kierunki wiatru nawiązują do przebiegu fiordów, cieśnin, zatok oraz ukształtowania powierzchni terenu. Na KH dominowały wia- 182

5 ZRÓŻNICOWANIE WARUNKÓW METEOROLOGICZNYCH NA ZACHODNIM WYBRZEŻU SPITSBERGENU Tab. 1. Średnie wartości wybranych elementów meteorologicznych na Spitsbergenie w okresie r. Table 1. Mean values of selected meteorological elements on Spitsbergen in the period from 21 st July to 31 st August 2006 Element Element Stacja Station Ciśnienie atm. Air pressure (hpa) Prędkość wiatru Wind velocity (m. s -1 ) Zachmurzenie Cloudiness (0-10) Usłonecznienie Sunshine duration (godz.-h) Temperatura powietrza Air temperature ( C) Wilgotność względna Air humidity (%) Opady atmosferyczne Precipitation (mm) NYA 1007,5 1005,7 1011,7 1010,7 1012,2 1012,1 1011,7 KH 1006,5 1012,4 1011,3 1013,0 1013,1 1012,5 EBB 1005,8 1012,0 1011,3 1011,3 1012,9 1011,9 SVA 1005,2 1003,6 1008,8 1008,5 1009,8 1010,5 1009,4 CAL 1008,5 1007,2 1013,4 1012,4 1013,6 1013,9 1013,4 HOR 1008,7 1007,1 1013,5 1012,6 1013,6 1014,0 1013,4 NYA 2,4 2,3 2,0 2,2 1,3 2,0 KH 5,5 6,1 5,2 5,0 5,9 3,9 5,0 EBB 3,6 2,8 2,6 3,6 1,6 2,6 SVA 2,5 3,0 2,8 3,7 1,9 2,8 CAL 3,5 3,1 2,6 3,7 2,9 2,0 2,8 HOR 3,3 2,6 1,6 3,3 1,7 1,6 2,0 NYA 7,6 7,7 9,2 8,7 7,6 8,3 KH 9,3 7,5 8,3 9,5 8,0 7,6 8,3 SVA 8,6 6,9 7,9 8,4 7,6 7,0 7,7 CAL 9,6 8,4 8,9 9,3 8,1 7,7 8,5 HOR 9,6 9,1 8,8 9,6 7,9 8,9 8,8 KH 59,4 53,2 12,3 44,5 48,8 158,8 HOR 8,4 17,0 27,6 11,0 54,1 29,4 122,1 NYA 6,2 5,7 6,3 6,3 4,2 3,8 5,1 KH 5,4 6,1 5,9 4,4 4,5 5,2 SVA 7,4 7,4 7,6 7,6 6,4 5,9 6,9 EBB 7,0 7,7 7,3 5,8 4,6 6,3 CAL 5,1 5,6 5,4 4,7 4,3 5,0 HOR 4,1 4,8 5,1 5,2 4,7 3,8 4,7 WE 7,7 6,2 6,2 6,5 5,4 5,4 5,9 NYA 73,1 76,9 76,5 74,9 78,3 78,3 77,0 KH 91,4 90,8 93,1 88,9 91,5 91,1 SVA 78,0 78,4 81,1 79,8 79,3 82,4 80,7 EBB 75,9 79,4 78,7 76,0 80,9 78,8 CAL 83,8 80,0 80,6 79,2 80,1 80,0 HOR 88,8 88,1 88,4 87,7 85,9 89,2 87,9 NYA 1,0 14,1 2,8 3,9 7,8 9,2 23,7 KH 15,9 3,4 6,4 6,8 8,4 25,0 SVA 10,5 5,9 4,0 6,1 9,3 14,6 34,0 EBB 1,2 1,0 1,6 2,6 8,6 13,8 CAL 10,4 9,5 0,9 5,8 4,7 10,4 21,8 HOR 15,0 20,6 5,1 14,6 7,3 18,6 45,6 183

6 Rajmund Przybylak, Marek Kejna, Andrzej Araźny, Rafał Maszewski, Andrzej Gluza, Marcin Hojan, Krzysztof Migała, Sebastian Sikora, Krzysztof Siwek, Zbigniew Zwoliński Ryc. 3. Częstość kierunków wiatru na wybranych stacjach na Spitsbergenie w okresie r. Fig. 3. Frequency of wind directions at the selected stations on Spitsbergen in the period from 21 st July to 31 st August 2006 try zgodne z przebiegiem Cieśniny Førland (SE 31,3% i NNW 11,6%), w HOR są to wiatry zgodne z przebiegiem fiordu Hornsund (E 32,4% i WSW 13,4%), a w EBB zgodne z układem dolin i pasm górskich w rejonie zatoki Petunia (S 25,1% i NE 10,8%). W CAL najczęstsze wiatry wieją z SSW (16,5%) oraz NNW (10,9%) ryc. 3. W 2006 r. potwierdziła się zależność, iż najczęstszym kierunkom odpowiadają wiatry najsilniejsze (Przybylak i in. 2006). Najbardziej wietrznym obszarem na zachodnim wybrzeżu jest rejon Kaffiøyry, gdzie średnia prędkość wiatru na wysokości 2 m n.p.t. wyniosła 5,0 m. s -1, podczas gdy w odległej zaledwie o 30 km stacji NYA tylko 2,0 m. s -1 (tab. 1). Również w HOR średnia jego prędkość w analizowanym okresie była niewielka (2,0 m. s -1 ). Znaczna prędkość wiatru w rejonie KH jest związana z przebiegiem Cieśniny Førland oraz 184

7 ZRÓŻNICOWANIE WARUNKÓW METEOROLOGICZNYCH NA ZACHODNIM WYBRZEŻU SPITSBERGENU układem rzeźby terenu, które sprzyjają tworzeniu efektu tunelowego. Nie bez znaczenia jest też lokalizacja wiatromierza na szczycie wału morenowego. Najsłabsze wiatry występują na terenach osłoniętych. Przebieg prędkości wiatru charakteryzuje się znaczną zmiennością (odchylenie standardowe od 1,1 m. s -1 w NYA do 2,2 m. s -1 /s w KH). Najwyższa średnia dobowa prędkość wiatru wystąpiła na KH (21.07) i wyniosła 10,1 m. s -1. Najsilniejsze wiatry nie występują na analizowanych stacjach synchronicznie, są one uwarunkowane czynnikami lokalnymi, a zwłaszcza wiatrami fenowymi, które często występują na Spitsbergenie Zachmurzenie i usłonecznienie Rejon Spitsbergenu charakteryzuje się dużym stopniem zachmurzenia w ciągu całego roku. Średnie zachmurzenie w analizowanym okresie wahało się od 7,7 w SVA do 8,8 w HOR (w skali 0 10) tab. 1. Większe zachmurzenie występuje w południowo-zachodniej części Spitsbergenu (HOR, CAL), najmniejsze w jego centralnych rejonach (SVA) oraz na północy (NYA). Najbardziej pochmurna była pierwsza dekada lipca i sierpnia. W przebiegu zachmurzenia zaznaczają się okresy pochmurne związane z przechodzeniem ośrodków cyklonalnych wraz z frontami atmosferycznymi oraz okresy pogodne charakterystyczne dla wyżów barycznych. W poszczególnych dniach pomiędzy stacjami występują znaczne różnice w stopniu zachmurzenia, związane z zasięgiem frontów atmosferycznych oraz tworzeniem lokalnych okien w warstwie chmur, po zawietrznej stronie wzniesień w trakcie wiatrów fenowych. Na przykład 16 sierpnia 2006 r. średnie dobowe zachmurzenie w HOR wyniosło 1,1, a w NYA 8,8, lub 26 lipca 2006 r. w NYA 2,9, a w pobliskiej KH 9,3 i w HOR 9,6. Usłonecznienie rejestrowano jedynie w stacjach HOR i KH położonych na południu i północy Spitsbergenu. W porównywalnym okresie wyższe usłonecznienie wystąpiło na KH 158,8 godz., podczas gdy w HOR 122,1 godz. (tab. 1). Dni ze znacznym usłonecznieniem nie występują jednak synchronicznie, np. 15 lipca 2006 r. zarejestrowano w HOR 20,1 godz. ze słońcem, a na KH 7,1 godz., lub też 29 sierpnia 2006 r. w HOR 2,3 godz., a na KH 14,5 godz Temperatura powietrza W sezonie letnim 2006 najniższe średnie temperatury wystąpiły w rejonie HOR (4,7 C), który w największym stopniu jest poddany oddziaływaniu zimnego prądu Wschodniospitsbergeńskiego oraz w północnej części analizowanego obszaru (NYA 5,1 C, KH 5,2 C). Najcieplej było w stacjach: SVA (6,9 C) i EBB (6,3 C) położonych w centralnej części Spitsbergenu charakteryzującej się największym stopniem kontynentalizmu klimatu. Stosunkowo wysokie temperatury występują u czoła Lodowca Werenskiölda (WE 5,9 C), ale jest to efekt lokalnych uwarunkowań termicznych. Wysokie temperatury powietrza występują również 185

8 Rajmund Przybylak, Marek Kejna, Andrzej Araźny, Rafał Maszewski, Andrzej Gluza, Marcin Hojan, Krzysztof Migała, Sebastian Sikora, Krzysztof Siwek, Zbigniew Zwoliński Ryc. 4. Przebieg temperatury powietrza na Spitsbergenie w okresie r. Fig. 4. Course of air temperature on Spitsbergen in the period from 1 st July to 31 st August 2006 u czoła Lodowca Waldemara (np. Kejna, Maszewski w tym tomie). Średnie dekadowe różnice pomiędzy analizowanymi stacjami sięgają od 2,6 C w drugiej dekadzie lipca do 1,7 C w drugiej dekadzie sierpnia. Wyraźnie zmieniają się również relacje pomiędzy północnym (NYA) i południowym (HOR) krańcem Spitsbergenu, w lipcu znacznie cieplej jest w NYA, natomiast pod koniec sierpnia średnia dekadowa temperatura na tych stacjach jest identyczna. Jak wykazały badania z 2005 r. we wrześniu rejon Hornsundu staje się najcieplejszy (Przybylak i in. 2006). Średnie obliczone z maksimów dobowych temperatury wyniosły od 6,4 C w HOR do 8,6 C w SVA, natomiast średnie minima dobowe wynosiły na tych stacjach odpowiednio 3,4 C i 5,6 C. Amplituda dobowa obliczona z tych wartości była na Spitsbergenie wyrównana od 3,0 do 3,3 C. Najwyższe wartości temperatury na analizowanych stacjach przekroczyły 10 C i sięgały od 10,1 C na stacji CAL i 10,2 C w NYA do 13,0 C w SVA, natomiast najniższe zmierzone temperatury wynosiły od -0,4 C na stacjach w NYA i HOR do 1,3 C w SVA. W przebiegu temperatury powietrza na wszystkich stacjach zaznacza się jej znaczna zmienność z dnia na dzień związana z czynnikami cyrkulacyjnymi. Największe odchylenie standardowe wystąpiło na stacjach EBB (1,6 C) i NYA (1,5 C), a najmniejsze w CAL (1,0 C) Wilgotność powietrza Bezwzględna zawartość pary wodnej w powietrzu w rejonie Spitsbergenu jest niewielka ze względu na niskie temperatury. Jednak dominujący napływ morskich mas powietrza powoduje, iż ich stopień nasycenia parą wodną jest wyso- 186

9 ZRÓŻNICOWANIE WARUNKÓW METEOROLOGICZNYCH NA ZACHODNIM WYBRZEŻU SPITSBERGENU ki. Najwyższe średnie wartości wilgotności względnej wystąpiły w KH (91,1%) oraz w HOR (87,9%), a najmniejsze na północy (NYA 77,0%) oraz w centrum Spitsbergenu (EBB 78,8%, SVA 80,7%). Równie niskie wartości wystąpiły na stacji CAL (80,0%), która w poprzednim sezonie charakteryzowała się znacznie wyższą wilgotnością względną (Przybylak i in. 2006). Zróżnicowanie to wynika z rodzaju i częstości napływających mas powietrza oraz zjawisk fenowych, które powszechnie występują w tym górzystym rejonie. Różnice wilgotności względnej pomiędzy stacjami, po uwzględnieniu średnich wartości dobowych, dochodzą do 25%. W przebiegu wilgotności względnej występują dni, kiedy jej średnie wartości dobowe obniżają się do 60 70%, jest to efekt procesów fenowych. Występują one przeważnie synchronicznie na wszystkich analizowanych stacjach, co świadczy o dużej skali tego zjawiska. W niektórych dniach zjawiska fenowe występują tylko na pojedynczych stacjach i są uwarunkowane lokalną orografią. Ryc. 5. Opady atmosferyczne na wybranych stacjach na Spitsbergenie w okresie r. Fig. 5. Precipitation at selected stations on Spitsbergen in the period from 1 st July to 31 st August

10 Rajmund Przybylak, Marek Kejna, Andrzej Araźny, Rafał Maszewski, Andrzej Gluza, Marcin Hojan, Krzysztof Migała, Sebastian Sikora, Krzysztof Siwek, Zbigniew Zwoliński 3.5. Opady atmosferyczne Sumy roczne opadów atmosferycznych na Spitsbergenie na zachodnim wybrzeżu przekraczają w jego południowej części 400 mm, mniejsze opady występują w jego centralnej części (Førland i in. 1997). Sezon letni 2006 r. charakteryzował się niewielkimi sumami opadów atmosferycznych (od 13,8 mm w EBB do 45,6 mm w HOR) tab. 1. W ich przebiegu wyraźnie widoczne są 3 synchroniczne okresy opadowe w pierwszej połowie lipca oraz w pierwszej i trzeciej dekadzie sierpnia 2006 r. (ryc. 5). Maksymalne sumy dobowe nie były zbyt wysokie i sięgały od 3,9 mm w NYA do 10,3 mm w HOR, nie wystąpiły one jednak jednocześnie w analizowanych stacjach. 4. PORÓWNANIE WARUNKÓW METEOROLOGICZNYCH W LECIE 2005 R. I 2006 R. Sezony letnie ( ) 2005 i 2006 r. różniły się pod względem warunków pogodowych. Różnice te były głównie związane z cyrkulacją atmosferyczną kierunkiem adwekcji i rodzajem napływających mas powietrza. W lecie 2005 r. dominowały cyklonalne typy cyrkulacji atmosferycznej (według T. Niedźwiedzia), stanowiły one 76,2% wszystkich dni (tab. 2). Najczęściej występowała adwekcja cyklonalna z kierunków NW-N-NE oraz E-SE (w sumie 47,6%). Natomiast w 2006 r. przeważały typy antycyklonalne (52,4%), a zwłaszcza C a +K a (28,6%), często też Spitsbergen był w obrębie centrum niżu lub bruzdy cyklonalnej (C c +B c 26,2%). Częściej występowała adwekcja z sektora S-SW-W (zarówno cyklonalna, jak i antycyklonalna), nie wystąpiła natomiast adwekcja cyklonalna z E-SE, a rzadko z sektora NW-N-NE (typy te przeważały w 2005 r.). Więcej szczegółów dotyczących cyrkulacji atmosferycznej w rejonie Spitsbergenu zawiera artykuł T. Niedźwiedzia (w tym tomie). Sezon letni 2006 r., w porównaniu do 2005 r., charakteryzował się wyższym ciśnieniem atmosferycznym (tab. 3), co koreluje ze zwiększoną częstością antycyklonalnych typów cyrkulacji (tab. 2). Prędkość wiatru wykazywała przy tym zróżnicowanie regionalne, była wyższa na stacjach NYA, KH i EBB, a niższa w SVA, Tab. 2. Częstość typów cyrkulacji w okresie od na Spitsbergenie w latach 2005 i 2006 Table 2. Frequency of atmospheric circulation types in the period from 21 st July to 31 st August on Spitsbergen in the years 2005 and 2006 Rok Year NW a +N a S E +NE a +SE a +SW a NW a C a +W a +K c +N c S a E a +NE c +SE c +SW c c C c +W c +B c X Antycykl. c Cykl ,4 2,4 2,4 16,7 23,8 23,8 14,3 14,3. 23, ,8 9,5 9,5 28,6 2,4. 19,0 26,2. 52,4 47,6 188

11 ZRÓŻNICOWANIE WARUNKÓW METEOROLOGICZNYCH NA ZACHODNIM WYBRZEŻU SPITSBERGENU Tab. 3. Porównanie warunków meteorologicznych na Spitsbergenie w okresie od do w 2005 i 2006 r. Table 3. Comparison of meteorological conditions on Spitsbergen in the period from 21 st July to 31 st August in 2005 and 2006 Element Element Ciśnienie atmosferyczne Air pressure (hpa) Prędkość wiatru Wind velocity (m. s -1 ) Zachmurzenie Cloudiness (0-10) Usłonecznienie (godz) Sunshine duration (h) Temperatura powietrza Air temperature ( C) Wilgotność względna Air humidity (%) Opad atmosferyczny Precipitation (mm) Rok Year NYA KH SVA EBB CAL HOR ,6 1008,8 1005,9 1009,2 1009,8 1009, ,7 1012,5 1009,4 1011,9 1013,4 1013, ,9 3,6 3,1 2,7 2,9 2, ,0 5,0 2,6 2,8 2,8 2, ,4 9,1 8,4 8,8 9,2 9, ,3 8,3 7,7 8,5 8, ,4 98, ,8 122, ,2 5,8 7,1 6,5 5,2 4, ,1 5,2 6,9 6,3 5,0 4, ,6 49,9 31,3 32,3 55,0 78, ,7 25,0 34,0 13,8 21,8 45,6 CAL i HOR. Przewaga typów antycyklonalnych w 2006 r. wpłynęła na mniejsze zachmurzenie oraz większe usłonecznienie. Stosunki wilgotnościowe w porównywanych latach były zróżnicowane, wilgotność względna w 2006 r. była wyższa na stacjach KH, SVA, EBB i HOR, natomiast na stacjach NYA i CAL niższa. Na większości stacji (poza SVA) opady atmosferyczne były znacznie niższe niż w 2005 r. 5. WPŁYW CYRKULACJI ATMOSFERYCZNEJ NA WARUNKI METEOROLOGICZNE NA SPITSBERGENIE W SEZONACH LETNICH 2005 I 2006 r. Na podstawie dwóch okresów od r. i (w sumie 105 dni) przeanalizowano zróżnicowanie warunków meteorologicznych przy połączonych typach cyrkulacji atmosferycznej. W analizowanych okresach przeważały sytuacje cyklonalne (66,7%), a zwłaszcza C c +B c (23,8%) oraz S c +SW c +W c (17,1%) i NW c +N c +NE c (16,2%). Typy antycyklonalne stanowiły 32,4%, w tym C a +K a 19,0%. Znaczna odległość między analizowanymi stacjami oraz uwarunkowania lokalne powodują, że warunki pogodowe przy poszczególnych typach cyrkulacji 189

12 Rajmund Przybylak, Marek Kejna, Andrzej Araźny, Rafał Maszewski, Andrzej Gluza, Marcin Hojan, Krzysztof Migała, Sebastian Sikora, Krzysztof Siwek, Zbigniew Zwoliński znacznie się różnią. Największe zachmurzenie dla większości stacji wystąpiło przy typach E c +SE c i C c +B c. Zdecydowanie najmniejsze zachmurzenie było związane z typami antycyklonalnymi: E a +SE a i NW a +N a +NE a. Wielkość usłonecznienia wykazuje również zróżnicowanie regionalne. W HOR największe usłonecznienie występuje przy typie NW a +N a +NE a, a na KH przy E a +SE a. Najmniejsze usłonecznienie na obydwu stacjach było charakterystyczne dla adwekcji z S-SW-W, zarówno cyklonalnej, jak i antycyklonalnej. Warunki termiczne na Spitsbergenie są silnie uzależnione od rodzaju napływających mas powietrza. Na większości stacji (poza SVA) najniższe temperatury wystąpiły przy typie E a +SE a, natomiast najwyższe przy typie E c +SE c, tylko na stacji CAL przy C a +K a (ryc. 6). Wilgotność powietrza również zależy od rodzaju napływających mas powietrza oraz transformacji jakie w nim zachodzą w czasie przemieszczania się nad różnymi rodzajami podłoża i w wyniku procesów adiabatycznych. Dlatego też na poszczególnych stacjach najwyższe i najniższe wartości wilgotności względnej wystąpiły przy różnych typach cyrkulacji. Na przykład w HOR najbardziej są nasycone parą wodną masy powietrza przy typie S a +SW a +W a, a najmniej przy E c +SE c, a w KH największa wilgotność względna występuje przy NW a +N a +NE a, a najmniejsza przy E a +SE a. Natomiast opady atmosferyczne były największe przy sytuacjach cyklonalnych (S c +SW c +W c i C c +B c ), a najmniejsze przy antycyklonalnych (NW a +N a +NE a i C a +K a ). Ryc. 6. Średnie wartości temperatury powietrza na Spitsbergenie przy poszczególnych typach cyrkulacji atmosferycznej na Spitsbergenie w okresie r. i r. Fig. 6. Mean values of air temperature for the selected atmospheric circulation types on Spitsbergen in the periods from 6 th July to 31 st August 2005 and from 5 th July to 31 st August

13 ZRÓŻNICOWANIE WARUNKÓW METEOROLOGICZNYCH NA ZACHODNIM WYBRZEŻU SPITSBERGENU Tab. 4. Częstość typów cyrkulacji oraz średnie wartości wybranych elementów meteorologicznych na Spitsbergenie w okresie r. i r. Table 4. Frequency of atmospheric circulation types and mean values of selected meteorological elements on Spitsbergen in the periods from 6 th July to 31 st August 2005 and 5 th July to 31 st August 2006 Stacje Stations Częstość Frequency (%) Zachmurzenie Cloudiness (0-10) Usłonecz. (h) Sunshine duration Temperatura powietrza Air temperature ( C) Wilgotność względna Air humidity (%) Opady atmosferyczne Precipitation (mm) NW a +N a +NE a E a +SE a S a +SW a +W a C a +K a NW c +N c +NE c E c +SE c S c +SW c +W c C c +B c 2,9 4,8 5,7 19,0 16,2 9,5 17,1 23,8 NYA 6,1 3,0 5,3 8,7 8,8 9,1 4,9 5,0 KH 6,6 7,7 9,3 8,2 8,5 9,1 9,6 9,3 SVA 8,0 4,8 9,4 8,4 7,3 7,8 9,1 8,7 CAL 6,9 5,7 9,0 9,3 8,4 9,0 9,3 8,5 HOR 7,5 4,9 8,5 8,0 7,7 8,3 8,2 8,3 KH 3,8 11,7 1,0 3,4 8,3 5,4 2,2 3,7 HOR 13,1 5,6 2,1 3,6 3,7 2,4 1,1 1,7 NYA 5,3 3,7 5,5 4,6 4,2 5,9 4,6 5,4 KH 5,6 4,4 5,4 5,3 4,9 6,3 5,0 5,6 SVA 7,2 5,3 6,9 5,4 5,2 7,8 6,7 7,1 EBB 6,1 4,3 6,6 7,1 6,8 7,1 6,1 6,6 CAL 4,8 3,7 5,2 6,9 6,4 5,2 5,1 5,1 HOR 4,9 3,2 5,0 5,1 4,7 5,3 4,7 4,7 NYA 79,0 76,8 76,8 79,6 76,6 77,4 79,1 77,7 KH 88,5 89,6 91,2 88,9 84,0 82,7 90,2 88,3 SVA 81,0 84,0 83,2 79,7 72,9 72,3 80,3 81,0 EBB 72,6 80,6 80,8 81,7 69,2 73,4 80,3 78,5 CAL 85,4 80,2 82,7 82,6 82,9 85,1 83,5 84,3 HOR 83,3 85,2 91,0 87,0 85,2 81,5 89,5 89,5 NYA 0,4 0,6 0,5 0,3 0,7 0,3 1,3 1,3 KH 0,0 0,3 0,4 0,8 0,3 0,4 1,5 1,7 SVA 0,0 0,5 0,4 0,3 0,2 1,2 0,6 1,8 EBB 0,3 0,0 0,1 0,0 0,2 1,0 1,1 0,6 CAL 0,2 0,2 0,1 0,0 0,6 1,0 2,1 1,4 HOR 0,1 0,1 1,1 0,4 0,7 2,0 2,3 2,5 6. PODSUMOWANIE I UWAGI KOŃCOWE Przeprowadzone w lecie 2006 r. badania meteorologiczne (w 7 stacjach) pozwalają stwierdzić, iż na zachodnim wybrzeżu Spitsbergenu występuje znaczne zróżnicowanie przestrzenne warunków meteorologicznych. Średnie różnice pomiędzy stacjami sięgały w okresie od do r. 3,0 hpa (ciśnienie at- 191

14 Rajmund Przybylak, Marek Kejna, Andrzej Araźny, Rafał Maszewski, Andrzej Gluza, Marcin Hojan, Krzysztof Migała, Sebastian Sikora, Krzysztof Siwek, Zbigniew Zwoliński mosferyczne), 2,4 m. s -1 (prędkość wiatru), 1,1 stopnia (zachmurzenie), 36,7 godz. (usłonecznienie), 2,2 C (temperatura powietrza), 12% (wilgotność względna powietrza) i 31,8 mm (opady atmosferyczne). Relacje pomiędzy stacjami zmieniają się z dnia na dzień w zależności od sytuacji synoptycznej, niemniej można stwierdzić, iż zależą one w mniejszym stopniu od szerokości geograficznej, a bardziej zaznacza się tu wpływ rosnącego, wraz z odległością od wybrzeża, kontynentalizmu klimatu. Jednak pod koniec lata polarnego to właśnie wpływ szerokości staje się bardziej znaczący. Bardzo istotny wpływ wywierają również czynniki lokalne, a zwłaszcza orografia, która powoduje powstawanie zjawisk fenowych. W 2006 r. w porównaniu do roku poprzedniego stwierdzono: wzrost ciśnienia atmosferycznego, lokalnie wzrost prędkości wiatru, zmniejszenie wielkości zachmurzenia, wzrost usłonecznienia, obniżenie temperatury powietrza (za wyjątkiem HOR) i zmniejszenie opadów atmosferycznych (za wyjątkiem SVA). Zmiany te wynikają z różnic w formowaniu się cyrkulacji atmosferycznej w rejonie Spitsbergenu. Latem 2005 r. dominowały typy cyklonalne (76,2%), podczas gdy w 2006 r. wzrosła częstość typów antycyklonalnych (47,6%). W 2005 r. często występowała cyrkulacja z sektora północnego i wschodniego, a w 2006 r. z sektora południowego i zachodniego. Warunki pogodowe w większości stacji reagują podobnie na zmianę typu cyrkulacji atmosferycznej. Zaznacza się to zwłaszcza w przebiegu zachmurzenia, opadów atmosferycznych, usłonecznienia i temperatury powietrza. Natomiast wpływ czynników lokalnych przejawia się zwłaszcza w przebiegach wilgotności względnej oraz kierunku i prędkości wiatru. PODZIĘKOWANIA Autorzy wyrażają podziękowanie Instytutowi Geofizyki PAN w Warszawie za przekazanie danych meteorologicznych z Hornsundu, a prof. T. Niedźwiedziowi za udostępnienie katalogu typów cyrkulacji atmosferycznej dla Spitsbergenu z lat LITERATURA Førland E.J., Hanssen-Bauer I., Nordli P.Ø., 1997, Climate statistics & longterm series of temperature and precipitation at Svalbard and Jan Mayen. DNMI, Report No. 21/97 Klima, Oslo: ss. 72. Gluza A., Siłuch M., Siwek K., 2004, Porównanie wybranych elementów meteorologicznych w sezonie letnim między stacjami Hornsund i Calypsobyen (Spitsbergen). Probl. Klimatol. Polarnej 14:

15 ZRÓŻNICOWANIE WARUNKÓW METEOROLOGICZNYCH NA ZACHODNIM WYBRZEŻU SPITSBERGENU Hanssen-Bauer I., Solas M. K., Steffensen E. L., 1990, The climate of Spitsbergen. NMI- Rapport Nr. 39/90, Klima, Oslo: ss. 72. Kamiński A., 1989, Temperatura powietrza na Spitsbergenie Zachodnim i wyspach przyległych w atlantycko-europejskim obszarze Arktyki. Prace Naukowe UŚ w Katowicach nr 1100, Katowice: ss. 95. Kejna M., Araźny A, Siwek K., 2000, Spatial differentiation of weather conditions on Spitsbergen in summer season Polish Polar Studies, Toruń: Marciniak K., Przybylak R., 1987, Zróżnicowanie przestrzenne temperatury powietrza w sezonie letnim na zachodnim wybrzeżu Spitsbergenu. XIV Sympozjum Polarne, Lublin: Niedźwiedź T. 2001, Zmienność cyrkulacji atmosfery nad Spitsbergenem w drugiej połowie XX wieku, Probl. Klimatol. Polarnej 14: Nordli P. Ø., 1990, Temperature and precipitation series at Norwegian Arctic meteorological stations. DNMI Report Nr. 40/90 Klima, Oslo: ss. 13. Przybylak R., 1989, Zróżnicowanie przestrzenne temperatury i wilgotności powietrza w przebiegu rocznym na zachodnim wybrzeżu Spitsbergenu., [w:] A. Olszewski (red.), Dorobek i perspektywy polskich badań polarnych, XVI Sympozjum Polarne, Toruń: Przybylak R., 1992, Spatial differentiation of air temperature and humidity on western coast of Spitsbergen in Pol. Polar Res. 13 (2): Przybylak R., 1996, Zmienność temperatury powietrza i opadów atmosferycznych w okresie obserwacji instrumentalnych w Arktyce. Wydawnictwo Uniwersytetu M. Kopernika, Toruń: ss Przybylak R., 2000, Zakres obserwacji meteorologicznych prowadzonych w czasie polskich wypraw polarnych na Spitsbergen. Przegl. Geograf. LXXII (1 2): Przybylak R., Araźny A., 2005, Porównanie warunków klimatycznych i bioklimatycznych północnej części Ziemi Oskara II z innymi obszarami zachodniego wybrzeża Spitsbergenu w okresie Probl. Klimatol. Polarnej 15: Przybylak R., Araźny A., 2006, Climatic conditions of the north-western part of Oscar II Land (Spitsbergen) in the period between 1975 and Pol. Polar Res. 27(2): Przybylak R., Araźny A., Gluza A., Hojan M., Migała K., Sikora S., Siwek K, Zwoliński Z., 2006, Porównanie warunków meteorologicznych na zachodnim wybrzeżu Spitsbergenu w sezonie letnim 2005 r. Probl. Klimatol. Polarnej 16: Przybylak R., Marciniak K., 1992, Opady a cyrkulacja atmosferyczna na zachodnim wybrzeżu Spitsbergenu w okresie Probl. Klimatol. Polarnej 2: Steffensen E., 1969, The climate and its recent variations at the Norwegian arctic stations. Met. Ann., 5, 8, Oslo: ss Steffensen E., 1982, The climate at Norwegian arctic stations. Klima, 5, Oslo: ss. 44. Wójcik G., Marciniak K., Przybylak R., Kejna M., 1993, Mezo- i topoklimaty regionu Kaffiøyry (NW Spitsbergen), Wyniki badań VIII Toruńskiej Wyprawy Polarnej Spitsbergen 89, Toruń:

16 Rajmund Przybylak, Marek Kejna, Andrzej Araźny, Rafał Maszewski, Andrzej Gluza, Marcin Hojan, Krzysztof Migała, Sebastian Sikora, Krzysztof Siwek, Zbigniew Zwoliński SUMMARY This paper presents data concerning the spatial diversification of meteorological conditions occurring on the western coast of Spitsbergen during the 2006 summer season. For the analysis daily data have been used from five Polish stations (Kaffiøyra KH, Ebby Valley EBB, Calypsobyen CAL, Hornsund HOR, and Werenskiöld WE) and two Norwegian stations (Ny Ålesund NYA, Svalbard Lufthavn SVA), mainly for the common period of observation (from 21 st July to 31 st August). The meteorological variables which were analysed include air pressure, wind speed, cloudiness, sunshine duration, daily maximum, mean and minimum air temperatures, relative humidity and precipitation. Differences between stations have been analysed for daily and 10-day periods. All results proved that the spatial diversification of almost all the variables analysed is significant. Mean values of analysed meteorological variables during the common period of observation (from 21 st July to 31 st August 2006) are shown in Table 1. It is very evident that in the summer the degree of climate continentality has a greater influence on this diversification than the geographical latitude. Atmospheric circulation and local topography also play an important role in the diversification of meteorological variables on the western coast of Spitsbergen. 194