ZMIENNOŚĆ EKSTREMALNEJ TEMPERATURY POWIETRZA W REJONIE BYDGOSZCZY W LATACH

Transkrypt

1 Acta Agrophysica, 7, 9(), ZMIENNOŚĆ EKSTREMALNEJ TEMPERATURY POWIETRZA W REJONIE BYDGOSZCZY W LATACH Jacek śarski, Stanisław Dudek, Renata Kuśmierek Katedra Melioracji i Agrometeorologii, Akademia Techniczno-Rolnicza ul. Bernardyńska, 85-9 Bydgoszcz zarski@atr.bydgoszcz.pl S t r e s z c z e n i e. W pracy przeanalizowano serie maksymalnej i minimalnej temperatury powietrza z lat Pomiary wykonywano w sposób standardowy w Stacji Badawczej ATR Bydgoszcz w Mochełku, połoŝonej około km od Bydgoszczy, na południowo-wschodniej krawędzi Wysoczyzny Krajeńskiej. Wyniki badań nad przebiegiem średnich temperatur ekstremalnych wykazały bardzo duŝą ich zmienność czasową dotyczącą wszystkich przyjętych kroków czasowych, w tym zwłaszcza miesięcy zimowych. Temperatura maksymalna odznaczała się tendencją rosnącą. W czterech przypadkach (kwiecień, sierpień, półrocze letnie, rok) równania trendów liniowych były istotne. Temperaturę minimalną charakteryzowała mniejsza istotność równań trendów liniowych, w porównaniu z temperaturą maksymalną. Zbadane tendencje układały się róŝnokierunkowo, jednak z wyraźną przewagą tendencji malejących. Sło wa kluczo we: maksymalna temperatura powietrza, minimalna temperatura powietrza, rejon Bydgoszczy, trendy liniowe WSTĘP Wieloletnie serie pomiarów temperatury powietrza mają zasadnicze znaczenie w badaniach nad współczesnymi zmianami klimatu Polski. Szczególną rolę w tych badaniach przypisuje się temperaturom ekstremalnym. Według badań Trepińskiej (5) przeprowadzonych na podstawie pomiarów prowadzonych w ch 18- w Krakowie, poznanie przebiegu temperatury średniej maksymalnej i średniej minimalnej dało ogólne tło zmienności temperatury i potwierdziło tendencję do ocieplenia klimatu. Wyniki pomiarów ekstremalnych temperatur powietrza mają duŝe znaczenie takŝe w agroklimatologii. Zmienność tych temperatur kształtuje klimatyczne ryzyko uprawy roślin, decydując często,

2 5 J. śarski i in. zwłaszcza w okresie zimowym, o późniejszych warunkach ich wzrostu, rozwoju oraz plonowania (Koźmiński i Michalska 1). Temperatury ekstremalne w okolicach Bydgoszczy nie są dotąd dobrze rozpoznane. W rejonie tym prowadzi się niewiele profesjonalnych pomiarów agrometeorologicznych, a istniejące serie pomiarowe są albo mało reprezentatywne, albo fragmentaryczne. W związku z tym uznano, Ŝe wyniki z Mochełka, w którym działa agrometeorologiczny punkt obserwacyjno-pomiarowy, mogą stanowić istotny przyczynek do poznania warunków termicznych rejonu oraz tendencji ich zmian. Niektóre wskaźniki, obrazujące zmienność czasową tych warunków w drugiej połowie XX wieku, prezentowano juŝ we wcześniejszych pracach (śarski i in. 1, śarski i in. ). Celem opracowania było zaprezentowanie przebiegów średnich miesięcznych, półrocznych i rocznych wartości temperatur ekstremalnych w rejonie Bydgoszczy, ze szczególnym uwzględnieniem kształtowania się ich tendencji w ch MATERIAŁ I METODY W pracy przeanalizowano serie wartości maksymalnej i minimalnej temperatury powietrza z lat Pomiary wykonywano w sposób standardowy w Stacji Badawczej ATR Bydgoszcz w Mochełku, połoŝonej około km od centrum Bydgoszczy, na południowo-wschodniej krawędzi Wysoczyzny Krajeńskiej. Agrometeorologiczny punkt pomiarowy w Mochełku (φ = 53 o 13, λ = 17 o 51, h = 98,5 m) pracuje nieprzerwanie od 199 roku, jednak gwarancja jednorodności serii pomiarowej dotyczy lat W tym czasie ogródek meteorologiczny był usytuowany w tym samym miejscu i otoczeniu, a pomiary wykonywano zgodnie z instrukcjami IMGW, pod nadzorem pracowników ATR. W pracy zastosowano metody statystyczne oraz sposoby prezentacji wyników powszechnie stosowane w agroklimatologii (Garnier 199). WYNIKI Średnia roczna temperatura maksymalna powietrza w ch wynosiła 1, o C (tab. 1), a minimalna 3, o C (tab. ). Przebiegi roczne temperatur ekstremalnych, sporządzone w oparciu o wieloletnie średnie miesięczne, były typowe dla klimatu Polski. NajniŜszą temperaturę maksymalną i minimalną notowano w styczniu, a najwyŝszą w lipcu i w sierpniu. RóŜnice pomiędzy średnią miesięczną wieloletnią temperaturą maksymalną (tab. 1) i minimalną (tab. ) w odniesieniu do miesięcy półrocza letniego na ogół przekraczały 1 o C, podczas gdy w miesiącach półrocza chłodnego wynosiły od,5 o C w grudniu do 7,9 o C w październiku.

3 ZMIENNOŚĆ EKSTREMALNEJ TEMPERATURY POWIETRZA 53 Tabela 1. Maksymalna temperatura powietrza w Mochełku (1971-5) w o C Table 1. Maximum air temperature in Mochelek (1971-5) in o C Maksimum absolutne (rok) Absolute daily maximum (year) Średnia Mean Średnia temperatura maksymalna Mean maximum temperature NajwyŜsza Highest NajniŜsza Lowest RóŜnica Difference I 1,5 (1991), 5, -7,9 13,5 II 1,3 (199) 1,8 8, -5, 1, III, (199),1 1,3 1,1 9, IV 8, () 1, 17,8 9,1 8,7 V 3, (1979) 18,,9 13,7 9, VI 39, (1977) 1,,9 18,,7 VII 37, (199) 3,, 19,3 7,1 VIII 37, (199) 3,,9 19,5 7, IX 3,5 (1983) 17,8,5 1, 8,3 X 5,1 (1985) 1,1 15,7 8,9,8 XI 1,5 (199) 5, 8,7,1 8, XII 1,5 (1979) 1,8,9 -,7 7,7 I-XII 39, (1977) 1, 13,9 () 9,9 (198), Wyniki badań nad przebiegiem średnich temperatur ekstremalnych wykazały bardzo duŝą ich zmienność czasową dotyczącą wszystkich przyjętych kroków czasowych. RóŜnica pomiędzy absolutną temperaturą maksymalną (39, o C w czerwcu 1977 r.) i absolutną minimalną ( 3, o C w styczniu 198r.) wynosi w Mochełku 9, o C. NajwyŜszą średnią miesięczną temperaturę maksymalną zanotowano w sierpniu r. (,9 o C), a najniŝszą średnią minimalną w styczniu 1987r. ( 1,3 o C). Z porównania róŝnic pomiędzy najwyŝszymi i najniŝszymi w ch średnimi temperaturami ekstremalnymi (tab.1, ) wynika, Ŝe większą zmiennością czasową pod względem tych wskaźników charakteryzowały się miesiące zimowe, a szczególnie styczeń oraz luty. We wszystkich badanych przedziałach czasowych, za wyjątkiem grudnia, temperatura średnia maksymalna odznaczała się w ch tendencją rosnącą (tab. 3). W czterech przypadkach (kwiecień, sierpień, półrocze letnie, rok) równania trendów liniowych były istotne. Większym przyrostem odznaczała się temperatura maksymalna w półroczu letnim (przyrost,5 o C/1 lat), niŝ w półroczu zimowym (przyrost, o C/1 lat). Spośród miesięcy, największy przyrost dotyczył kwietnia (,91 o C/1 lat) (rys.1).

4 5 J. śarski i in. Tabela. Minimalna temperatura powietrza w Mochełku (1971-5) w o C Table. Minimum air temperature in Mochelek (1971-5) in o C Minimum absolutne (rok) Absolute daily minimum (year) Średnia temperatura minimalna Mean minimum temperature Średnia Mean NajwyŜsza Highest NajniŜsza Lowest RóŜnica Difference I 3, (198),5 1, 1,3 17,7 II 8,1 (1985) 3,8 1,3 13, 1,7 III, (1971) 1,3,1, 8,7 IV 8, (198), 5,, 5, V, (1971),9 9,8 3,, VI,5 (1975,77) 1, 1, 7,9,5 VII,5 (1989) 11,9 1, 9,,8 VIII, (1995) 11,7 13,8 8, 5,8 IX 1,9 () 8, 1, 5,, X 7,1 (199), 7,1,7, XI 18,5 (1998), 3, 5, 9, XII 1, (),7,8 1, 11, I-XII 3, (198) 3,, (199), (1995), t( o C) A y =,x + 11, R =,155 t( o C) B y =,91x + 1,7 R =,3 Rys. 1. Temperatura średnia roczna maksymalna (A) oraz średnia maksymalna w kwietniu (B) w Mochełku (1971-5) Fig. 1. Mean annual maximum air temperature (A) and mean maximum air temperature in April (B) in Mochelek (1971-5)

5 ZMIENNOŚĆ EKSTREMALNEJ TEMPERATURY POWIETRZA 55 Tabela 3. Równania trendów średniej maksymalnej temperatury powietrza w Mochełku (1971-5) Table 3. Trend equations of the mean maximum temperature in Mochelek (1971-5) Równanie trendu Trend equation Współczynnik determinacji Determination coefficient R Przyrost temperatury Increase of temperature o C/1 lat years I Y =,53 x,358,31,53 II Y =,5 x +,81,335,5 III Y =,13 x + 5,8871,8,1 IV Y =,91 x + 1,71,3 x,91 V Y =,5 x + 17,,5,5 VI Y =,19 x +,11,198, VII Y =,1 x +,51,78,1 VIII Y =,99 x + 1,97,15 x,7 IX Y =,3 x +1,935,7, X Y =,535 x + 11,117,993,53 XI Y =,19 x + 5,35,1, XII Y = -,3 x +,379, -,31 IV-IX Y =,5 x + 18,319,797 x,5 X-III Y =, x +,1955,39, I-XII Y =, x + 11,57,155 x, x trend istotny significant trend. Temperaturę średnią minimalną charakteryzowała znacznie mniejsza istotność równań trendów liniowych, w porównaniu z temperaturą średnią maksymalną. Zbadane tendencje układały się róŝnokierunkowo, jednak z wyraźną przewagą tendencji malejących (tab.). Tendencje te dotyczyły temperatury minimalnej średniej rocznej (spadek,7 o C/1 lat), półrocza zimowego (spadek,7 o C/1 lat) oraz 8 miesięcy, w największym stopniu listopada oraz grudnia (spadek odpowiednio,57 o C/1 lat i,58 o C/1 lat). Zmienność czasową temperatury minimalnej średniej rocznej oraz temperatury średniej minimalnej w listopadzie przedstawiono na rysunku.

6 5 J. śarski i in. Tabela. Równania trendów średniej minimalnej temperatury powietrza w Mochełku (1971-5) Table. Trend equations of the mean minimum temperature in Mochelek (1971-5) Równanie trendu Trend equation Współczynnik determinacji Determination coefficient R Przyrost temperatury Increase of temperature o C/1 lat years I Y =,8 x 5,191,57,8 II Y =,3 x 3,17,9,3 III Y =, x,8,19, IV Y =,11 x + 1,77,1,1 V Y =, x +,78,1,7 VI Y =,15 x + 1,199,135,1 VII Y =,9 x + 11,755,7,1 VIII Y =,38 x + 11,73,1, IX Y =,1 x + 8,3993,1,1 X Y =,183 x +,573,11,18 XI Y =,5 x + 1,1779,735,57 XII Y =,585 x 1,179,573,58 IV-IX Y =,15 x + 8,3,,1 X-III Y =,8 x,98,7,7 I-XII Y =,9 x + 3,85,7,7 o t ( C) A y = -,7x + 3,85 R =,7 o t( C) B y = -,57x + 1,178 R =,7 - - a - Rys.. Temperatura średnia roczna minimalna (A) oraz średnia minimalna w listopadzie (B) w Mochełku (1971-5) Fig.. Mean annual minimum air temperature (A) and mean minimum air temperature in November (B) in Mochelek (1971-5)

7 ZMIENNOŚĆ EKSTREMALNEJ TEMPERATURY POWIETRZA 57 WNIOSKI 1. Zaprezentowane przebiegi średniej temperatury ekstremalnej powietrza w Mochełku moŝna uznać za reprezentatywne dla rejonu Bydgoszczy.. Średnie temperatury ekstremalne powietrza w rejonie Bydgoszczy cechuje duŝa zmienność czasowa, charakterystyczna dla umiarkowanego i przejściowego klimatu Polski. 3. W ch średnią temperaturę maksymalną cechował wzrost, a średnią temperaturę minimalną spadek, wraz z upływem czasu. Jednak równania trendów liniowych były istotne tylko w nielicznych okresach. PIŚMIENNICTWO Garnier B.J., 199. Podstawy klimatologii. IMGW Warszawa, Koźmiński C., Michalska B., 1. Atlas klimatycznego ryzyka uprawy roślin w Polsce. AR Szczecin. Trepińska J., 5. Termiczne skrajności w umiarkowanym klimacie Polski. W: Ekstremalne zjawiska hydrologiczne i meteorologiczne. Polskie Towarzystwo Geofizyczne, IMGW Warszawa, śarski J., Dudek S., Kuśmierek R., 1. Zmienność warunków agrometeorologicznych okolic Bydgoszczy w ch na przykładzie Mochełka. Przegl. Nauk. WIiKŚ SGGW, z. 1, 7-7. śarski J., Dudek S., Kuśmierek R.,. Zmienność czasowa okresów rolniczych w rejonie Bydgoszczy w ch Pr. Komis. Nauk Rol. i Biol. BTN, seria B, nr 5, VARIABILITY OF EXTREME AIR TEMPERATURE IN THE REGION OF BYDGOSZCZ IN THE PERIOD Jacek śarski, Stanisław Dudek, Renata Kuśmierek Chair of Melioration and Agrometeorology, University of Technology and Agriculture ul. Bernardyńska, 85-9 Bydgoszcz zarski@atr.bydgoszcz.pl A b s t r a c t. In the paper series of maximum and minimum temperature were analysed. The standardized measurements were taken in the period of in Research Centre of University of Technology and Agriculture at Mochełek, km from Bydgoszcz. Mochełek is located in the south-eastern part of the Wysoczyzna Krajeńska area. The results of analysed data showed a great variability during that period of time, especially in winter months. Maximum temperature tended to increase. In four cases (April, August, warm half-year, a year) equations of linear trends were significant. Minimum temperature was characterized by lower significance of the equations for linear trends as compared to those for maximum temperature. Analysed trends had multidirectional character but mostly with decreasing tendency. Keywo rds: maximum temperature, minimum temperature, region of Bydgoszcz, linear trends