Conflict of interest: None declared. Received: Revised: Accepted:

Transkrypt

1 Okoniewska Monika, Więcław Mirosław, Zmienność wieloletnia warunków bioklimatycznych w II połowie XX wieku w Polsce w godzinach okołopołudniowych na podstawie uniwersalnego wskaźnika obciążenia cieplnego, Long-term variability of bioclimatic conditions in the second half of the 20 century at noon hours in Poland based on Universal Thermal Climate Index. Journal of Health Sciences. 2013;3(15), ISSN / X. The journal has had 5 points in Ministry of Science and Higher Education of Poland parametric evaluation. Part B item ( ). The Author (s) 2013; This article is published with open access at Licensee Open Journal Systems of Radom University in Radom, Poland Open Access. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Noncommercial License which permits any noncommercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author(s) and source are credited. This is an open access article licensed under the terms of the Creative Commons Attribution Non Commercial License ( which permits unrestricted, non commercial use, distribution and reproduction in any medium, provided the work is properly cited. This is an open access article licensed under the terms of the Creative Commons Attribution Non Commercial License ( which permits unrestricted, non commercial use, distribution and reproduction in any medium, provided the work is properly cited. Conflict of interest: None declared. Received: Revised: Accepted: Zmienność wieloletnia warunków bioklimatycznych w II połowie XX wieku w Polsce w godzinach okołopołudniowych na podstawie uniwersalnego wskaźnika obciążenia cieplnego Long-term variability of bioclimatic conditions in the second half of the 20 century at noon hours in Poland based on Universal Thermal Climate Index Monika Okoniewska, Mirosław Więcław Instytut Geografii, Uniwersytet Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy STRESZCZENIE: Celem opracowania jest charakterystyka i ocena warunków bioklimatycznych w Polsce w godzinach południowych w II połowie XX wieku. Do analizy posłużyły dane z terminu południowego elementów meteorologicznych z Kołobrzegu, Poznania i Szczawna: temperatury powietrza ( C), zachmurzenia nieba (%), wilgotności względnej powietrza (%) i prędkości wiatru (m s -1 ). Dane obejmowały okres w przypadku Kołobrzegu i Poznania oraz lata w Szczawnie. Na podstawie danych, stosując program BioKlima obliczono uniwersalny wskaźnik obciążenia cieplnego (UTCI, C), służący do oceny obciążeń cieplnych organizmu w różnych warunkach klimatycznych. Następnie określone zostały wartości średniej arytmetycznej wskaźnika, zarówno dla całego okresu jak i dziesięcioleci, charakterystyka trendu na podstawie modelu regresji liniowej oraz częstość obciążenia cieplnego w latach 50. i 90. XX wieku zarówno dla całego roku jak i dla stycznia i lipca. Przeprowadzone analizy uniwersalnego wskaźnika obciążenia cieplnego wskazują, iż najcieplejszym regionem w Polsce jest południowo-zachodnia część kraju, na co wpływa stosunkowo ciepła zima i wiosna. Najchłodniejszy, ze względu na chłodną wiosnę i lato jest region nadmorski. Ostatnia dekada XX wieku jest najcieplejsza spośród wszystkich dekad od lat 50. Odnotowuje się ponadto postępujący rosnący trend UTCI we wszystkich stacjach, o największym nasileniu w Kołobrzegu od stycznia do maja, najniższym w Szczawnie. Postępujące ocieplenie warunków klimatu odczuwalnego potwierdza fakt, że we wszystkich stacjach w latach 90., w porównaniu z latami 50. zwiększa się udział stresu ciepła a zmniejsza udział stresu zimna. Słowa kluczowe: zmienność wieloletnia, warunki bioklimatyczne, obciążenie cieplne, UTCI Wprowadzenie W związku z postępującymi zmianami klimatycznymi (Kożuchowski, 2004) oczekiwać należy również zmienności w klimacie odczuwalnym. Istnieje więc potrzeba 116

2 przyjrzenia się zmianom warunków bioklimatycznych, zwłaszcza tych jakie zachodzą w godzinach okołopołudniowych, kiedy aktywność człowieka jest największa. W ciągu ostatnich stu lat do oceny uciążliwości warunków bioklimatycznych wykorzystywano różnorodne wskaźniki bioklimatyczne, które ujmowały zależności między różnymi elementami meteorologicznymi, lecz nie brały pod uwagę skomplikowanych reakcji fizjologicznych zachodzących w organizmie pod wpływem zmieniających się warunków termicznych otoczenia (Błażejczyk, 2004). Do oceny klimatu odczuwalnego wykorzystywano więc wskaźniki temperatury odczuwalnej (STI), temperatury odczuwanej fizjologicznie (PST), stresu termofizjologicznego (PhS), przewidywanej termoizolacyjności odzieży (Iclp), czy dopuszczalnej aktywności fizycznej (MHR) (Błażejczyk, 2003, Błażejczyk, Bąkowska, 2007). W roku 2009 został opracowany wskaźnik termiczny, oceniający obciążenia cieplne człowieka i uwzględniający wszystkie procesy i mechanizmy gospodarki cieplnej organizmu (Błażejczyk i inni, 2010). Wskaźnik ten nazwany uniwersalnym wskaźnikiem obciążenia cieplnego był już wykorzystywany między innymi do oceny klimatu odczuwalnego w Warszawie w latach (Lindner K., 2011), czy też zbadania związków między umieralnością a obciążeniem cieplnym organizmu (Idzikowska D., 2011), a w niniejszej publikacji posłuży do oceny zmienności wieloletniej warunków bioklimatycznych w godzinach okołopołudniowych w II połowie ubiegłego wieku. Materiał i metoda badań Do analizy zmienności wieloletniej warunków klimatu odczuwalnego w Polsce wykorzystano dane meteorologiczne z godziny 12 UTC z Kołobrzegu, Poznania i Szczawna następujących elementów meteorologicznych: temperatury powietrza ( C), zachmurzenia nieba (%), prędkości wiatru (ms -1 ) i wilgotności względnej powietrza (%). W przypadku Kołobrzegu i Poznania dane obejmowały lata W przypadku Szczawna był to okres Na podstawie danych w programie BioKlima 2.6 obliczono uniwersalny wskaźnik obciążenia cieplnego (UTCI - Universal Thermal Climate Index, w C). Wskaźnik ten jest definiowany jako ekwiwalentna temperatura powietrza, przy której w warunkach referencyjnych podstawowe parametry fizjologiczne organizmu przyjmują takie same wartości jak w warunkach rzeczywistych. Zakłada się zatem, że wymiana ciepła między człowiekiem a otoczeniem zależy tylko od temperatury powietrza, przy stałym poziomie pozostałych parametrów meteorologicznych. (Błażejczyk i inni, 2010). Na postawie wartości wskaźnika dokonać można oceny obciążeń cieplnych organizmu (tab.1). Tab. 1 Skala oceny obciążeń cieplnych organizmu według wskaźnika UTCI UTCI( C) powyżej 46 Obciążenie cieplne Nieznośny stres ciepła 38 do 46 Bardzo silny stres ciepła Sposób przeciwdziałania Niezbędne okresowe schładzanie organizmu, konieczne uzupełnianie płynów >0,5l/godz. Należy unikać dużego wysiłku fizycznego Konieczne okresowe korzystanie z pomieszczeń klimatyzowanych lub miejsc zacienionych, niezbędne uzupełnianie płynów >0,5l/godz. Należy ograniczyć wysiłek fizyczny 32 do 38 Silny stres ciepła Niezbędne uzupełnianie płynów 0,25l/godz., pożądane korzystanie z miejsc zacienionych i okresowe zmniejszanie wysiłku fizycznego 117

3 26 do 32 Umiarkowany stres ciepła 9 do 26 Brak obciążeń cieplnych 0 do 9 Łagody stres zimna -13 do 0 Umiarkowany stres zimna Niezbędne uzupełnianie płynów 0,25l/godz. Fizjologiczne procesy termoregulacji są wystarczające do zachowania komfortu cieplnego Pożądane używanie rękawiczek i nakrycia głowy. Należy zwiększyć wysiłek fizyczny oraz chronić kończyny i twarz przed wychłodzeniem -27 do -13 Silny stres zimna Należy zwiększyć wysiłek fizyczny oraz chronić kończyny i twarz przed wychłodzeniem. Pożądane zwiększenie termoizolacyjności odzieży -40 do -27 Bardzo silny stres zimna poniżej -40 Nieznośny stres zimna Należy zwiększyć wysiłek fizyczny oraz chronić kończyny i twarz przed wychłodzeniem. Niezbędne zwiększenie termoizolacyjności odzieży i ograniczenie czasu przebywania w terenie otwartym Czas przebywania ograniczyć do niezbędnego minimum. Niezbędne zwiększenie termoizolacyjności i wiatrochronności odzieży Na podstawie danych przeprowadzono kilka analiz statystycznych. Obliczono średnią roczną oraz średnie miesięczne wartości wskaźnika UTCI, ponadto dla wartości rocznej wskaźnika oraz wartości stycznia i lipca obliczono średnie dla dziesięcioleci. Zbadano również przebieg wieloletni średniej rocznej wartości wskaźnika oraz średnich stycznia i lipca. Na podstawie modelu regresji liniowej obliczono wartości trendów średnich miesięcznych i średnich rocznych uniwersalnego wskaźnika obciążenia cieplnego, a także zbadano ich istotność statystyczną na poziomie istotności 0,05 za pomocą parametrycznego testu t-studenta. Dla zobrazowania zmienności obciążenia cieplnego organizmu człowieka w drugiej połowie XX wieku przeprowadzono analizę częstości obciążeń cieplnych w latach 50. i 90. zarówno dla całego roku jak i dla stycznia i lipca. Wyniki Tab. 2 Średnie miesięczne i roczna wartość uniwersalnego wskaźnika obciążenia cieplnego UTCI ( C) o godz. 12 w Kołobrzegu i Poznaniu ( ) oraz w Szczawnie ( ). miesiąc Kołobrzeg Poznań Szczawno styczeń -8,8-10,7-6,7 luty -6,5-7,6-3 marzec -2,2-1,9 1,9 kwiecień 4,1 6,2 9,2 maj 11,8 14,9 15,6 czerwiec 16,8 19,4 19,7 lipiec 19,2 20,8 22,1 sierpień 19,9 21,3 22,2 118

4 wrzesień 15,1 15,6 17,2 październik 8,2 8,7 11,4 listopad -1,8-3,3 1,3 grudzień -7,3-8,9-5 roczna 5,7 6,2 8,8 Spośród badanych stacji najwyższą średnią roczną wartością uniwersalnego wskaźnika obciążeń cieplnych w południe, w wysokości 8,8 C, cechuje się Szczawno. Szacowana roczna wartość w tej stacji jest bliska dolnej granicy przedziału określanego jako brak obciążeń cieplnych. Nieco niższe wartości UTCI notuje się w Poznaniu, gdzie średnia roczna osiąga 6,2 C, najniższe zaś nad morzem, o średniej rocznej w wysokości zaledwie 5,7 C. O dość ciepłych warunkach w Polsce południowo-zachodniej decyduje ciepła zima oraz wiosna, bowiem średnia wartość UTCI od grudnia do lutego wynosi -4,9 C, natomiast od marca do maja 8,9 C. Analogiczne wartości dla Kołobrzegu wynoszą -7,5 C oraz 4,6 C, dla Poznaniu natomiast -9,1 C i 6,4 C. We wszystkich badanych stacjach uniwersalny wskaźnik obciążeń cieplnych, przyjmuje najniższe wartości w styczniu, co potwierdza fakt, że jest to miesiąc o największych obciążeniach organizmu człowieka warunkami chłodu, nawet w godzinach okołopołudniowych. Najniższa wartość UTCI notowana jest w Poznaniu i osiąga -10,7 C, mieszcząc się w przedziale oznaczającym umiarkowany stres zimna. Wartości wskaźnika w pozostałych stacjach, choć niższe również mieszczą się w tym samym przedziale, wskazując na konieczność ochrony kończyn i twarzy przed wychłodzeniem oraz zwiększenia wysiłku fizycznego. Miesiącem z najwyższymi wartościami wskaźnika UTCI we wszystkich stacjach jest sierpień. W tym czasie wartości miesięczne wahają się od 19,9 C w Kołobrzegu, przez 21,3 C w Poznaniu, do 22,2 C w Szczawnie (tab. 2). Takie wartości notowane w sierpniu oznaczają, że w miesiącu tym w godzinach okołopołudniowych notuje się brak obciążenia cieplnego, a fizjologiczne procesy termoregulacji są wystarczające do zachowania komfortu cieplnego (tab. 2). Tab. 3 Wartości średniej rocznej oraz średniej stycznia i lipca uniwersalnego wskaźnika obciążenia cieplnego UTCI ( C) o godz. 12 w poszczególnych dziesięcioleciach w Kołobrzegu, Poznaniu i Szczawnie roczna styczeń lipiec Kołobrzeg Poznań Szczawno Kołobrzeg lata 1954(6) ,2 4,6 9,2-11,9-14,2-6,1 17,5 19,7 22, ,1 4,5 7,9-11,1-13,7-10,5 18,0 20,0 22, ,4 5,6 8,3-8,6-10,5-5,6 18,6 18,8 21, ,2 7,3 8,1-7,9-10,0-7,2 20,1 21,9 21, ,9 8,6 10,6-5,3-6,3-3,8 21,1 23,2 23,0 Poznań Szczawno Kołobrzeg Poznań Szczawno Analiza średnich rocznych oraz średnich dla stycznia i lipca wartości uniwersalnego wskaźnika obciążenia cieplnego w poszczególnych dziesięcioleciach wskazuje, że we wszystkich stacjach lata 90. są znacznie cieplejsze od poprzedzających dekad. 119

5 W przypadku rocznej wartości wskaźnika najniższe wartości notowane są w latach 50. w Kołobrzegu i latach 60. w Poznaniu i Szczawnie. Największą różnicę między poszczególnymi dekadami widać w stacji nadmorskiej. Średnia roczna wartość UTCI, w południe, w latach 50. wynosi tu 3,2 C, podczas gdy w latach 90. aż 7,9 C. Najmniejsze zmiany odnotowano w Szczawnie. Wartość średniej rocznej wskaźnika UTCI w tej stacji wzrasta z 7,9 C w latach 60. do 10,6 C w ostatniej dekadzie. W styczniu największe zmiany wskaźnika UTCI w poszczególnych dziesięcioleciach odnotowuje się w Poznaniu. Lata 50. w tej stacji cechują się najniższą wartością wskaźnika w wysokości -14,2 C, co świadczy, że w tej dekadzie w styczniu występuje silny stres zimna. W latach 90. wartość wskaźnika wzrasta do -6,3 C i znajduje się w przedziale oznaczającym umiarkowany stres zimna. W Kołobrzegu i Szczawnie poziom zmian w wartości uniwersalnego wskaźnika obciążenia cieplnego w styczniu jest podobny. W stacjach tych najchłodniejszą dekadą są lata 60., kiedy to wartość wskaźnika obciążenia cieplnego mieści się w przedziale oznaczającym umiarkowany stres zimna. W przypadku lipca najniższe wartości wskaźnika UTCI w godzinach okołopołudniowych notowane są w latach 50. w Kołobrzegu i w latach 70. w Poznaniu i Szczawnie. Największe różnice pomiędzy najcieplejszą a najchłodniejszą dekadą są w Poznaniu, gdzie w latach 70. wartość wskaźnika wynosi 18,8 C, natomiast dwie dekady później już 23,2 C. W Kołobrzegu i Szczawnie różnice między skrajnymi dekadami wynoszą odpowiednio 3,6 i 1,9 C. Wartości UTCI we wszystkich dekadach mieszczą się w przedziale oznaczającym brak obciążenia cieplnego (tab. 3). 120

6 Ryc. 1 Przebieg wieloletni średniej rocznej wartości uniwersalnego wskaźnika obciążenia cieplnego (UTCI, C) z godziny 12 wraz ze średnią wieloletnią w Kołobrzegu i Poznaniu ( ) oraz w Szczawnie ( ). Przebieg wieloletni średniej rocznej wartości uniwersalnego wskaźnika obciążenia cieplnego wskazuje na wzrosty i spadki występujące naprzemiennie w kolejnych latach. W Kołobrzegu i Poznaniu średnia roczna wartość wskaźnika UTCI kształtuje się poniżej średniej wieloletniej od lat 50. do lat 80. Początek lat 80. i lata 90. charakteryzują się natomiast wzrostem rocznej wartości UTCI, która w tym czasie przekracza średnią dla wielolecia. W obu stacjach najwyższa roczna wartość wskaźnika występuje w roku 1989, w Kołobrzegu wynosi ona 9,7 C, w Poznaniu natomiast 10,0 C. Obie wartości odpowiadają przedziałowi określanemu jako brak obciążeń cieplnych. Najniższa średnia roczna wartość wskaźnika UTCI notowana jest w Kołobrzegu i Poznaniu w roku 1956 i wynosi odpowiednio 1,6 i 0,8 C, co oznacza łagodny stres zimna. W Szczawnie średnia roczna wartość uniwersalnego wskaźnika obciążenia cieplnego jest wyższa od średniej wieloletniej w latach , , w roku 1983 i pod koniec wieku. Szczególnie wyraźny jest wzrost wskaźnika notowany od połowy lat 90., kiedy jego wartość przekracza 10 C, a w roku 2000 osiąga rekordową wartość 15,8 C, która mieści się w przedziale oznaczającym brak obciążeń cieplnych. Najniższą wartością cechuje się rok 1964, kiedy średnia roczna wartość UTCI osiąga zaledwie 5,4 C, co świadczy o łagodnym stresie zimna (ryc. 1). 121

7 Ryc. 2 Przebieg wieloletni średniej wartości uniwersalnego wskaźnika obciążenia cieplnego (UTCI, C) w styczniu o godz. 12 wraz ze średnią wieloletnią w Kołobrzegu i Poznaniu ( ) oraz w Szczawnie ( ). Przebieg wieloletni średniej wartości uniwersalnego wskaźnika obciążeń cieplnych dla stycznia w Kołobrzegu i Poznaniu ma charakter nieregularny. Wzrosty i spadki notowane są tu naprzemiennie, podobnie jak w przypadku średniej rocznej. Nad morzem średnia wartość wskaźnika w styczniu kształtuje się powyżej średniej wielolecia w roku 1965, w latach , , i od roku 1988 do końca wieku. Najwyższa wartość wskaźnika UTCI w styczniu notowana jest w roku 1988, kiedy wynosi -1,9 C, co oznacza, że znajduje się w przedziale oznaczonym jako umiarkowany stres zimna. Najniższa wartość uniwersalnego wskaźnika obciążenia cieplnego dla stycznia osiąga -15,3 C, wskazując na silny stres zimna i zostaje odnotowana w roku O dość chłodnych warunkach zimą na początku badanego okresu świadczy fakt, że w całym półwieczu wartości wskaźnika w styczniu spadają poniżej -10 C w 19 latach, z czego w okresie , aż 10 razy. W latach 90. natomiast średnia wartość wskaźnika UTCI nie spada poniżej -10 C ani razu. W Poznaniu wartość uniwersalnego wskaźnika obciążenia cieplnego w styczniu kształtuje się powyżej średniej wieloletniej w roku 1961, 1965 i 1971 oraz w latach , 1982, 1984 i Najwyższa wartość, w wysokości -0,8 C, została odnotowana w roku Z 122

8 kolei stycznie lat są szczególnie chłodne, gdyż w okresie tym 15 razy notuje się wartość wskaźnika poniżej -10 C, a 9 razy poniżej -13 C, co wskazuje na występujący w tym czasie silny stres zimna. Najchłodniejszy w Poznaniu jest styczeń w roku 1963, kiedy wartość UTCI spada do -21,1 C. W Szczawnie wahania wskaźnika mają przebieg bardziej regularny, w kilku latach też średnia wartość UTCI w styczniu przekracza 0 C, wskazując na łagodny stres zimna. Te, szczególnie ciepłe okresy to lata 1975, oraz Najwyższa wartość wskaźnika w wysokości 2,7 C została zanotowana w roku Okresy, kiedy średnia wartość uniwersalnego wskaźnika obciążenia cieplnego kształtuje się powyżej średniej wieloletniej to lata , , , i Najniższa wartość wskaźnika UTCI w styczniu występuje w 1976 roku, wynosząc -16,5 C. Podobnie jak w Kołobrzegu i Poznaniu, również w Szczawnie w latach 90. odnotowany zostaje wzrost wskaźnika, z tym, że w Szczawnie jest on przedzielony okresem dość dużego spadku w roku 1995 (ryc. 2). Ryc. 3 Przebieg wieloletni średniej wartości uniwersalnego wskaźnika obciążenia cieplnego (UTCI, C) w lipcu o godz. 12 wraz ze średnią wieloletnią w Kołobrzegu i Poznaniu ( ) oraz w Szczawnie ( ). 123

9 W lipcu wartości uniwersalnego wskaźnika obciążeń cieplnych są przez cały okres na wyrównanym poziomie, nie widać więc tak wyraźnie postępującego ocieplenia pod koniec wieku, choć w Kołobrzegu i Poznaniu wartości wskaźnika od roku 1980 są nieco wyższe niż w latach ubiegłych. W Kołobrzegu wartości UTCI mieszczą się w przedziale od 12,8 C w roku 1965 do 26,4 C w 1994 roku, co świadczy o przejściu od braku obciążenia cieplnego do umiarkowanego stresu ciepła. Cieplejsze okresy, kiedy to średnia dla lipca przekracza wartość wieloletnią to przede wszystkim lata , , , , , , i Z kolei okresy najchłodniejsze to lata , rok 1965, 1977 i W Poznaniu w lipcu notuje się zarówno większe spadki jak i wzrosty wskaźnika niż w stacji nadmorskiej. Niskie wartości UTCI mają miejsce w latach: 1954, , w roku 1974 i oraz w roku 2000, przy czym najniższa wartość w wysokości 10,7 C występuje w roku Najcieplejszy lipiec notuje się w roku 1994, kiedy średnia tego miesiąca osiąga 30,9 C, co oznacza występowanie umiarkowanego stresu ciepła. W Szczawnie cieplejsze lipce, charakteryzujące się średnią powyżej wielolecia notowane są w latach , , , w roku 1976, w latach , , , , i Najwyższą wartość uniwersalnego wskaźnika obciążenia cieplnego notuje się w wysokości 28,6 C i podobnie jak w Kołobrzegu i Poznaniu ma to miejsce w roku Najchłodniejszy lipiec jest w roku 1965, kiedy wartość UTCI osiąga 16,1 C. Na uwagę zasługuje fakt, że koniec wieku zaznacza się w lipcu powtarzającym się we wszystkich stacjach spadkiem wskaźnika (ryc. 3). Tab. 4 Wartości trendów średnich miesięcznych i średnich rocznych uniwersalnego wskaźnika obciążenia cieplnego (UTCI, C) o godz. 12 UTC w Kołobrzegu i Poznaniu ( ) oraz w Szczawnie ( ) (trend istotny statystycznie na poziomie istotności 0,05 zaznaczono na czerwono; w nawiasach podano trendy na rok). miesiąc Kołobrzeg Poznań Szczawno styczeń 7,8 (0,17) 8,8 (0,19) 5,4 (0,12) luty 8,2 (0,17) 7,0 (0,15) 5,8 (0,13) marzec 8,2 (0,17) 6,1 (0,13) 2,2 (0,05) kwiecień 8,7 (0,19) 9,4 (0,20) 1,1 (0,03) maj 7,3 (0,15) 6,7 (0,14) 2,6 (0,06) czerwiec 3,8 (0,08) 1,4 (0,03) 0,6 (0,01) lipiec 4,1 (0,09) 3,8 (0,08) -0,1 (-0,003) sierpień 5,0 (0,1) 4,4 (0,09) 2,4 (0,05) wrzesień 2,5 (0,05) 0,5 (0,01) -0,8 (-0,02) październik 4,6 (0,1) 2,0 (0,04) 0,4 (0,01) listopad 4,6 (0,1) 5,0 (0,11) 2,4 (0,05) grudzień 6,1 (0,13) 5,9 (0,12) 5,2 (0,12) roczny 5,9 (0,13) 5,1 (0,11) 2,3 (0,05) Wartość trendu uniwersalnego wskaźnika obciążeń cieplnych w Kołobrzegu i Poznaniu przyjmuje we wszystkich miesiącach wartości dodatnie, a dla średniej rocznej tego wskaźnika jest istotna statystycznie i kształtuje się na poziomie od 5,1 C w Poznaniu do 5,9 C w Kołobrzegu. Taki trend wieloletni oznacza przyrost wskaźnika na rok w wysokości 0,13 C nad morzem i 0,11 C w Poznaniu. Jedynie w Szczawnie trend roczny okresu

10 2000 jest nieistotny statystycznie na poziomie 0,05 i wynosi zaledwie 2,3 C, co odpowiada przyrostowi o wartości 0,05 C na rok. Zarówno w Kołobrzegu jak i Poznaniu szczególnie duży wzrost wskaźnika w wieloleciu występuje zimą i wiosną, kiedy nad morzem waha się od 6,1 C w grudniu do 8,7 C w kwietniu. W Poznaniu, natomiast trend przyjmuje wartości od 5,9 C w grudniu do 9,4 C w kwietniu. W Kołobrzegu prawie wszystkie miesiące odznaczają się istotnością statystyczną trendu UTCI. Wyjątkiem jest wrzesień, kiedy notuje się najniższą jego wartość, równą jedynie 2,5 C. W Poznaniu trendy istotne statystycznie występują od grudnia do maja oraz w sierpniu. Najniższy wzrost wskaźnika UTCI w latach występuje we wrześniu, w wysokości zaledwie 0,5 C. W Szczawnie w poszczególnych miesiącach wielolecia notuje się zarówno wzrosty wskaźnika jak i jego spadki, przy czym wszystkie zbadane trendy są nieistotne statystycznie na poziomie 0,05. Trend dodatni ma miejsce od października do czerwca oraz w sierpniu. W miesiącach tych najwyższy trend notuje się w lutym w wysokości 5,8 C, najniższy natomiast w październiku o wartości 0,4 C. Dwa ujemne trendy, notowane w lipcu i wrześniu, są bardzo słabe i wynoszą odpowiednio -0,1 i -0,8 C (tab.4). A B % Kołobrzeg Poznań Szczawno Legenda: Ryc. 4 Częstość obciążeń cieplnych (%) o godz. 12 UTC w latach 50. (A) i 90. (B) XX wieku Wykresy przedstawiające częstość obciążenia cieplnego w latach 50. i 90. XX wieku wskazują na pewne zmiany obciążenia cieplnego organizmu w godzinach południowych, charakteryzujące się przede wszystkim zmniejszeniem nasilenia stresu zimna na rzecz stresu ciepła. W latach 50. częstość występowania silnego stresu zimna w Poznaniu wynosi 15,2%, w Kołobrzegu 11,6%, a w Szczawnie 7,6%. Ponadto w Poznaniu z 2,2% częstością, a w 125

11 Kołobrzegu i Szczawnie z około 1% częstością notuje się bardzo silny stres zimna. W latach 90. częstość pojawiania się silnego stresu zimna zmniejsza się do 8% w Poznaniu, 5,8% w Szczawnie i zaledwie 2,9% w Kołobrzegu. Ponadto bardzo silny stres zimna notuje się tylko w sporadycznych przypadkach z częstością 0,4% w Poznaniu i 0,3% w Polsce południowozachodniej. Nad morzem w ostatniej dekadzie takie rodzaje odczuć cieplnych nie występują. W latach 90. we wszystkich stacjach zwiększa się procentowy udział umiarkowanego stresu ciepła w porównaniu z latami 50. W 5 dekadzie XX wieku umiarkowany stres ciepła najczęściej notowany jest w Szczawnie, gdzie występuje z 5,7% częstością. W latach 90. udział tego rodzaju obciążenia cieplnego wzrasta w tej stacji do 7,6%. W Poznaniu, gdzie w latach 50. częstość umiarkowanego stresu ciepła wynosi 4,9%, w latach 90. notuje się już 7,8% przypadków z tego rodzaju obciążeniem cieplnym. Nad morzem natomiast umiarkowany stres ciepła w latach 50. pojawia się najrzadziej, bo zaledwie w 2,1% sytuacji, w ostatniej dekadzie występuje już z 5,5% częstością. To, iż lata 90. wiążą się z nasileniem stresu ciepła potwierdza również fakt, że zwiększeniu ulega również występowanie silnego i bardzo silnego stresu ciepła. Tego rodzaju obciążenia cieplne choć pojawiają się bardzo rzadko, w latach 90. notowane są około 2 razy częściej niż w latach 50. (ryc. 4). A B % Kołobrzeg Poznań Szczawno Legenda: Ryc. 5 Częstość obciążeń cieplnych (%) w styczniu o godz. 12 UTC w latach 50. (A) i 90. (B) XX wieku Jak wykazują badania ocieplenie warunków bioklimatycznych w okresie zimowym, które zostało potwierdzone badaniem trendów (tab. 4) wiąże się ze znacznym zmniejszeniem częstości występowania w południe stresu zimna. W porównaniu z latami 50. w ostatniej 126

12 dekadzie spadła w styczniu częstość występowania silnego i bardzo silnego stresu zimna, zwiększył się natomiast udział umiarkowanego i łagodnego stresu zimna. W latach 50. bardzo silny stres zimna notowany jest w Poznaniu w 8,3%, a w Kołobrzegu w 2,8% przypadków, w Szczawnie natomiast z 2,6% częstością. W latach 90. w Poznaniu i Szczawnie tego rodzaju stres zimna występuje już tylko z 1% częstością, nad morzem nie jest notowany ani razu. Największemu jednak zmniejszeniu ulega silny stres zimna, który w latach 50. w Poznaniu występuje w 49,3% przypadków, w Kołobrzegu w 38,2% przypadków, natomiast w Szczawnie w 29% przypadków. Jego częstość występowania zmniejsza się w latach 90. do odpowiednio 30, 19 i 22,1% przypadków. Zwiększenie częstości pojawiania się umiarkowanego stresu zimna od lat 50. do lat 90. wynosi od 52,5% do 72,9% w Kołobrzegu i od 35% do 53,9% w Poznaniu. W Polsce południowo-zachodniej częstość tego rodzaju obciążenia cieplnego praktycznie się nie zmienia. Z kolei łagodny stres zimna zwiększa swoją częstość występowania we wszystkich stacjach. W porównaniu z latami 50. częstość jego pojawiania się wzrasta o 13% w Kołobrzegu, 6,3% w Poznaniu i 5,6% w Szczawnie. W Poznaniu również w latach 90. zaczynają się pojawiać sytuacje charakteryzujące się w styczniu brakiem obciążenia cieplnego, które w latach 50. nie występują, a w Szczawnie ich częstość występowania wzrasta z 2,6 do 4,6% (ryc. 5). A B % Kołobrzeg Poznań Szczawno Legenda: Ryc. 6 Częstość obciążeń cieplnych (%) w lipcu o godz. 12 UTC w latach 50. (A) i 90. (B) XX wieku Lipce lat 50. w porównaniu z ostatnią dekadą XX wieku cechują się zwiększoną częstością występowania w południe łagodnego stresu zimna i mniejszą częstością pojawiania 127

13 się stresu ciepła o różnym nasileniu. Łagodny stres zimna w 5 dekadzie ubiegłego wieku jest notowany w 12,4% przypadków w Poznaniu, 9,7% w Kołobrzegu i w 4,5% w Szczawnie. W latach 90. procentowy udział tego rodzaju obciążenia cieplnego zmniejsza się do 6,5% w Poznaniu, 4,2% w Polsce południowo-zachodniej i 2,6% nad morzem. Warunki komfortowe, nie związane z jakimkolwiek obciążeniem cieplnym organizmu, w badanych dekadach nieco zmniejszają swoją częstości występowania na rzecz stresu ciepła. Umiarkowany stres ciepła w latach 50. występuje z częstością 21,3% w Szczawnie, 15,2% w Poznaniu i 6,9% w Kołobrzegu. W latach 90. procentowy udział tego rodzaju obciążenia wzrasta w tych stacjach do odpowiednio 23,5, 24,5 i 19,7%. Zwiększa się również udział silnego stresu ciepła, który w 5 dekadzie występuje z częstością 3,2% w Poznaniu i 5,8% w Szczawnie, natomiast pod koniec wieku jest obserwowany już w 8,7 i 7,4% przypadków. W Kołobrzegu silny stres ciepła zarówno w latach 50. jak i 90. pojawia się sporadycznie. Na uwagę zasługuje również fakt, że w Poznaniu dwukrotnie zwiększa swoją częstość występowania bardzo silny stres ciepła, który wiąże się z ograniczeniem wysiłku fizycznego i koniecznością uzupełniania płynów w ilości powyżej 0,5 l na godzinę. Podsumowanie W toku prowadzonych badań wykazano, że spośród badanych stacji w drugiej połowie XX wieku w godzinach okołopołudniowych najcieplej jest w Polsce południowo-zachodniej, co wiąże się z ciepłą zimą i wiosną na tym obszarze. Stosunkowo chłodny jest rejon wybrzeża, prawdopodobnie ze względu na dość chłodną wiosnę i lato. Ukazano także, iż lata 90. ubiegłego wieku są okresem znacznie cieplejszym niż poprzednie dekady badanego pięćdziesięciolecia, cechują się bowiem znacznie wyższymi wartościami uniwersalnego wskaźnika obciążenia cieplnego. Wskaźniki bioklimatyczne oprócz temperatury powietrza uwzględniają też inne elementy meteorologiczne, jak np. wilgotność względną powietrza, czy prędkość wiatru, więc ich tendencja zmienności wieloletniej jest bardziej wyraźna niż samej temperatury powietrza. Opinię o postępującym ociepleniu warunków klimatu odczuwalnego pod koniec XX wieku potwierdzają przebiegi wieloletnie wskaźnika UTCI zarówno dla roku jak i dla stycznia i lipca oraz analizy wartości trendów średnich miesięcznych i rocznych badanego wskaźnika. Najsilniejszy przyrost uniwersalnego wskaźnika obciążenia cieplnego notowany jest na wybrzeżu, zwłaszcza w okresie zimowo-wiosennym. Najsłabszym dodatnim trendem cechuje się Szczawno w październiku. Postępujące ocieplenie klimatu odczuwalnego nie pozostaje bez wpływu na obciążenie cieplne organizmu w godzinach południowych. We wszystkich stacjach w latach 90. zwiększa się udział stresu ciepła a zmniejsza udział stresu zimna. W styczniach lat 90. w porównaniu z latami 50. znika niemalże bardzo silny stres zimna, znacznie częściej pojawiają się natomiast dni z brakiem obciążenia cieplnego. Z kolei w lipcach w ostatniej dekadzie zmniejsza się udział łagodnego stresu zimna i zwiększa częstotliwość silnego i bardzo silnego stresu ciepła. Literatura Błażejczyk K., 2003, Biotermiczne cechy klimatu Polski, Przegląd Geograficzny, 75, 4, ss

14 Błażejczyk K., 2004, Bioklimatyczne uwarunkowania rekreacji i turystyki w Polsce, Prace Geograficzne, IGiPZ PAN, 192 Błażejczyk K., Bąkowska M., 2007, Zmienność warunków biotermicznych okresu letniego w Kołobrzegu w II połowie XX wieku, Przegląd Geograficzny,79, 2 ss Błażejczyk K. i inni, 2010, UTCI - nowy wskaźnik oceny obciążeń cieplnych człowieka, Przegląd Geograficzny, 82, 1, Idzikowska D., 2011, Związki między umieralnością a UTCI w Paryżu, Rzymie, Warszawie i Budapeszcie, Prace i Studia Geograficzne, 47, ss Kożuchowski K., 2004, Skala i tendencje współczesnych zmian temperatury powietrza w Polsce [w:] (red.) Kożuchowski K., Skala, uwarunkowania i perspektywy współczesnych zmian klimatycznych w Polsce, Wydawnictwo Biblioteka, Łódź, ss Lindner K., 2011, Ocena klimatu odczuwalnego w Warszawie na podstawie wskaźnika UTCI, Prace i Studia Geograficzne, 47, ss ABSTRACT: The purpose of the paper is characteristic and evaluation of the bioclimatic conditions in Poland at noon hours in the second half of the 20 century. The data from 12 UTC, covered air temperature ( C), cloudiness (%), relative humidity of air (%) and wind speed (m s -1 ) from Kolobrzeg, Poznan and Szczawno were used for analysis. Data covered the period in Kolobrzeg and in the case of Szczawno. Based on the data, Universal Thermal Climate Index were calculated using software BioKlima. This index is used to estimate of body heat stress in different climatic conditions. Then, the average values of index were defined, both for the entire period and the decades. Next the trends on the basis of the linear regression model were calculated and the frequency of heat stress in the years 50. and th century, both for the whole year as for January and July were evaluated. The analyzes carried out Universal Thermal Climate Index indicate that the warmest region in Poland is the south-western part of the country, which affects a relatively warm winter and spring. Coldest, due to the cool spring and summer is the coastal region. The last decade of the 20 th century is the warmest of all the decades of the 50 years. There is also the progressive upward trend UTCI, with the highest intensity in Kolobrzeg from January to May, the lowest in Szczawno. The gradual warming of the climate appreciable is confirmed by the fact that in all the stations in the 90., compared with 50. years increases the share of heat stress and decreases cold stress. Key words: long-term variability, bioclimatic conditions, heat stress, UTCI 129