Warunki meteorologiczne w Bydgoszczy oraz prognozowane zmiany dr inż. Wiesława Kasperska Wołowicz, dr inż. Ewa Kanecka-Geszke XI KLIMATYCZNE FORUM METROPOLITALNE Adaptacja do zmian klimatu: rozwiązania dla infrastruktury deszczowej
Instytut Technologiczno-Przyrodniczy Instytut Melioracji i Użytków Zielonych IMUZ Instytut Budownictwa, Mechanizacji i Elektryfikacji Rolnictwa IBMER 1953 1948 Instytut Technologiczno-Przyrodniczy ITP 2010 Kujawsko-Pomorski Ośrodek Badawczy w Bydgoszczy
Działalność badawcza Ośrodka w Bydgoszczy Agrometeorologia, Hydrologia małych zlewni, Mała retencja, Potrzeby wodne roślin uprawnych, użytków zielonych i roślin energetycznych nawadnianie, Emisja gazów cieplarnianych (CO 2, CH 4, N 2 0) z pól uprawnych i użytków zielonych, Emisja azotanów (odpływ z pól do wód powierzchniowych), Właściwości hydrofizyczne i chemiczne gleb, Modelowanie matematyczne Monitoring warunków meteorologicznych, wodnych i produkcyjności pól uprawnych i siedlisk łąkowych.
Nasz wkład w projekt Miejskie Wodociągi i Kanalizacja MWiK w Bydgoszczy pn. "Budowa i przebudowa kanalizacji deszczowej i dostosowanie sieci kanalizacji deszczowej do zmian klimatycznych na terenie miasta Bydgoszczy - dane wejściowe do modelowania ANALIZA I WERYFIKACJA NATĘŻENIA RZECZYWISTYCH OPADÓW ATMOSFERYCZNYCH W CIĄGU DOBY W OKRESIE OD KWIETNIA DO PAŹDZIERNIKA W LATACH 1966-1993 NA STACJI METEOROLOGICZNEJ BYDGOSZCZ IMUZ (OBECNIE BYDGOSZCZ-ITP): opracowanie sum opadów atmosferycznych mierzonych pluwiografem w przedziałach czasowych pięciominutowych w okresie od kwietnia do października w latach 1966-1993, opracowanie dobowych sum opadów atmosferycznych mierzonych deszczomierzem Hellmanna w okresie od kwietnia do października w latach 1966-1993 (jako materiał weryfikacyjny odczytów pluwiografu) ANALIZA I WERYFIKACJA NATĘŻENIA RZECZYWISTYCH OPADÓW ATMOSFERYCZNYCH W CIĄGU DOBY W OKRESIE OD STYCZNIA 1994 R. DO LIPCA 2016 R. NA STACJI METEOROLOGICZNEJ BYDGOSZCZ-IMUZ (OBECNIE BYDGOSZCZ- ITP) : opracowanie sumy opadów atmosferycznych mierzonych deszczomierzem automatycznej stacji meteorologicznej w godzinowych przedziałach czasowych w okresie od czerwca (października) 1997 r. do lipca 2016 r., opracowanie dobowych sum opadów atmosferycznych mierzonych deszczomierzem Hellmanna w okresie od stycznia 1994 r. do maja (września) 1997 r. (jako materiał uzupełniający bazę danych opadowych)
Opracowaliśmy również: Program małej retencji dla województwa bydgoskiego do roku 2015. Pr. zbior., pod red. L. Łabędzkiego. IMUZ. Falenty, 1997. Aktualizacja programu retencjonowania wód powierzchniowych województwa kujawsko-pomorskiego. L. Łabędzki, Z. Miatkowski, W. Kasperska-Wołowicz, K. Smarzyńska, 2005. IMUZ: Maszyn, s. 75 + mapy. Program nawodnień rolniczych w województwie kujawsko pomorskim. M. Złonkiewicz, L. Łabędzki, J. Gruszka, Bydgoszcz, 2007.
Dysponujemy Stacje agrometeorologiczne na obszarze woj. kujawsko-pomorskiego: - Bydgoszcz: Al. Ossolińskich (1848-2004), ul. Glinki (od 2004 r.), Myślęcinek (od 2008 r.), - dolina Górnej Noteci, siedlisko łąkowe od 1971 r., - Kujawy, pola uprawne (2 stacje) od 1991 r. i od 2008 r. Od 1998 r. automatyczne stacje agrometeorologiczne (częstość pomiarów: co godzinę) temperatura powietrza i gleby ( o C) wilgotność powietrza i gleby (%) prędkość (m/s) i kierunek wiatru usłonecznienie (h) i promieniowanie słoneczne (W/m 2 ) opad atmosferyczny (mm) ciśnienie atmosferyczne (hpa)
oc Temperatura powietrza, w latach 1931-2010 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0-5,0 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII -10,0-15,0 Min Średnia Max Źródło: Opracowanie własne 1971-2010 T (oc) średnia najniższa najwyższa Półrocze letnie 15,0 13,2 16,8 Półrocze zimowe 2,0-3,0 5,4 Rok 8,5 6,2 10,5
Średnia miesięczna, sezonowa i roczna temperatura powietrza T ( C) w Bydgoszczy w latach 1931 2010, różnice ΔT ( C) między wartościami tej temperatury a średnimi w poszczególnych dziesięcioleciach oraz odchylenie standardowe SD ( C) średnich wartości temperatury w wieloleciu Miesiąc 1931 2010 1931 1940 1941 1950 1951 1960 1961 1970 1971 1980 1981 1990 1991 2000 2001 2010 T SD ΔT ΔT ΔT ΔT ΔT ΔT ΔT ΔT I -2,0 3,5-0,9-1,7 0,4-1,5 0,5 1,1 1,8 0,5 II -1,0 3,4-0,9-0,4-1,3-1,0 0,9 0,5 1,6 1,1 III 2,5 2,4-0,8-0,8-1,2-1,0 0,6 1,1 0,8 0,9 IV 8,0 1,6-1,0 0,5-0,9-0,1-0,8 0,3 1,1 1,2 V 13,7 1,7-0,3 0,2-1,0-1,0-0,4 1,1 0,3 0,9 VI 17,2 1,4 0,0-0,2 0,0 0,4 0,0-0,4 0,2 0,2 VII 18,9 1,6 0,0 0,3-0,3-0,8-0,6 0,0 0,4 1,3 VIII 18,2 1,4-0,5 0,1-0,5-1,1-0,2 0,1 0,9 0,9 IX 13,8 1,4-0,3 0,6-0,5-0,1-0,5-0,1 0,1 0,5 X 8,6 1,5-0,8-0,6-0,1 0,5-0,5 1,1 0,3 0,1 XI 3,7 1,8-0,1-0,9-0,2 0,2 0,5 0,1-0,6 0,8 XII -0,1 2,5-1,5 0,0 0,9-1,8 1,3 1,0 0,2-0,1 I-XII 8,5 0,9-0,6-0,3-0,4-0,7 0,0 0,5 0,5 0,7 IV-IX 15,0 0,8-0,4 0,2-0,6-0,5-0,5 0,1 0,5 0,8 X-III 2,0 1,6-0,8-0,8-0,4-0,8 0,5 0,7 0,5 0,6 Źródło: Kasperska-Wołowicz Wiesława, Bolewski Tymoteusz, Zmienność temperatury powietrza w Bydgoszczy w latach 1931-2013 (2015), Woda Środowisko Obszary Wiejskie, 15, 3(51) s.25-43.
Lata wystąpienia ekstremalnych okresów w Bydgoszczy w okresie 1931-2013 Miesiąc Ekstremalnie chłodny Ekstremalnie ciepły I 1940, 1941, 1963, 1987 1975, 1983, 2007 II 1940, 1947, 1954, 1956 1989, 1990, 1995, 1998 III 1942, 1964, 2013 1938, 1989, 1990, 2007 IV 1931, 1938, 1956, 1958 1948, 2000, 2009, 2011 V 1935, 1965, 1980, 1991 1931, 1937, 1993, 2002 VI 1932, 2009 1940, 1964, 1979, 1992 VII 1962, 1965, 1974, 1979 1959, 1994, 2006, 2010 VIII 1931, 1956, 1961, 1987 1975, 1992, 1997, 2002 IX 1931, 1952, 1957, 1996 1975, 1999, 2005, 2006 X 1936, 1939, 1946, 2003 1967, 1984, 2000, 2001 XI 1941, 1965, 1993, 1998 1963, 1978, 2000, 2006 XII 1933, 1969, 2002, 2010 1971, 1974, 2006, 2011 I XII 1933, 1940, 1942, 1956 1989, 1990, 2000 IV IX 1931, 1933, 1962, 1965, 1980 1945, 1983, 1992, 2002, 2006 X III 1939/40, 1941/42, 1946/47, 1962/63 1982/83, 1988/84, 1989/90, 2006/07 Źródło: Kasperska-Wołowicz Wiesława, Bolewski Tymoteusz, Zmienność temperatury powietrza w Bydgoszczy w latach 1931-2013 (2015), Woda Środowisko Obszary Wiejskie, 15, 3(51) s.25-43.
Średnia liczba dni upalnych (t max 30 C), gorących (t max 25 C), przymrozkowych (t min <0 C), mroźnych (t max 0 C) i bardzo mroźnych (t max -10 C) w Bydgoszczy w 1945-2010 Miesiąc t max 30 C t max 25 C t min <0 C t max 0 C t max -10 C I 0,0 0,0 22,5 11,9 0,8 II 0,0 0,0 20,2 8,8 0,4 III 0,0 0,0 16,6 2,5 0,0 IV 0,0 0,7 5,9 0,0 0,0 V 0,3 4,3 0,5 0,0 0,0 VI 1,3 8,6 0,0 0,0 0,0 VII 2,8 12,7 0,0 0,0 0,0 VIII 2,0 11,2 0,0 0,0 0,0 IX 0,2 2,9 0,1 0,0 0,0 X 0,0 0,1 3,7 0,0 0,0 XI 0,0 0,0 10,0 1,7 0,0 XII 0,0 0,0 19,3 8,0 0,3 Suma 6,7 40,4 98,7 32,9 1,5 Suma Max 20 68 127 71 9 Źródło: Opracowanie własne
mm Suma opadów atmosferycznych, w latach 1931-2010 350 300 250 200 150 100 50 0 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Źródło: Opracowanie własne Min Średnia Max 1971-2010 P (mm) średnia min max Półrocze letnie 322 113 651 Półrocze zimowe 195 86 351 Rok 517 269 809
Opad kumulowany (mm) Opad 5 minutowy (mm) Rozkład pięciominutowych sum opadu atmosferycznego i opad kumulowany w przedziale czasowym jednej doby 60 10 50 40 30 20 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 5 35 5 35 5 35 5 35 5 35 5 35 5 35 5 35 5 35 5 35 5 35 5 35 5 35 5 35 5 35 5 35 5 35 5 35 5 35 5 35 5 35 5 35 5 35 5 35 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 2 3 4 5 6 22 czerwca 1975 r. 0 Źródło: Opracowanie własne Opad 5 minutowy Opad kumulowany
Opad kumulowany (mm) Opad 5 minutowy (mm) 160 140 120 Rozkład pięciominutowych sum opadu atmosferycznego i opad kumulowany w przedziale czasowym dwóch dób 143,6 7 6 5 100 80 60 40 20 4 3 2 1 0 5 5545352515 5 5545352515 5 5545352515 5 5545352515 5 5545352515 5 5545352515 5 5545352515 5 5545352515 5 5545352515 5 554535 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 2 3 4 5 6 15 czerwca 1980 r. 16 czerwca 1980 r. 0 Opad 5 minutowy Opad kumulowany Źródło: Opracowanie własne
Dni posuszne w Bydgoszczy, w latach 1945-2001 W rejonie Bydgoszczy opady atmosferyczne są niskie i często występują okresy posuszne. Średni udział dni z opadem w latach 1945-2001 stanowił: 0,1 mm = 42%, 1 mm = 26%, 5 mm = 9 %, 10 mm = 3%, a 20 mm = 1%. Co roku w półroczu letnim w rejonie Bydgoszczy można spodziewać się wystąpienia posuchy atmosferycznej trwającej 11 15 dni dwukrotnie, trwającej 16 20 dni jeden raz, a posuchy trwającej dłużej niż 20 dni co drugi rok. W każdym miesiącu w okresie wegetacyjnym istnieje możliwość wystąpienia posuchy. Co roku w półroczu letnim można spodziewać się około 50 60 dni z posuchą atmosferyczną. Średnia długość okresu bezopadowego to 21-22 dni. Najdłuższy okres bezopadowy trwał 38 dni. Podczas lat mokrych również można spodziewać się wystąpienia okresów posusznych (np. 1980 r.). Źródło: Kasperska-Wołowicz Wiesława, Łabędzki Leszek, Bąk Bogdan, Okresy posuszne w rejonie Bydgoszczy (2003), Woda Środowisko Obszary Wiejskie, 3, 9 s. 39-56.
Klimatyczny bilans wodny Klimatyczny bilans wodny (KBW) jest różnicą między sumą opadów atmosferycznych a ewapotranspiracją potencjalną (parowaniem). KBW jest charakterystyką meteorologiczną i ogólnym wskaźnikiem potrzeb nawadniania roślin uprawnych o długim okresie wegetacyjnym. Ujemne wartości KBW oznaczają ilość wody (mm) niezbędnej do uzupełnienia potrzeb wodnych roślin uprawnych z retencji glebowej i nawodnień.
Klimatyczny bilans wodny w Bydgoszczy w latach 1971-2010 250 KBW (mm) 200 150 100 50 0-50 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII -100-150 Miesiące min średni max Źródło: Opracowanie własne 1971-2010 KBW (mm) średnio min max Półrocze letnie -189-426 231 Półrocze zimowe 85-30 211 Rok -104-390 269
KOSZALIN ELBLĄG BIEBRZA CHOJNICE SZCZECIN BYDGOSZCZ POZNAŃ WARSZAWA ZIELONA GÓRA ŁÓDŹ WŁODAWA WROCŁAW OPOLE CZĘSTOCHOWA LUBLIN KRAKÓW RZESZÓW mm Klimatyczny bilans wodny w Bydgoszczy na tle innych miejscowości w półroczu letnim w latach 1971-2010 500 400 418 395 356 343 314 324 315 343 337 357 353 371 401 405 378 445 438 300 200 100 0-100 -200-58 -90-111 -137-200 -189-213 -185-191 -175-170 -141-121 -82-113 -52-64 -300 Źródło: Opracowanie własne P KBW
Susza w Bydgoszczy, czerwiec 2018 r. Rondo Fordońskie Fot.: W. Kasperska-Wołowicz Rondo Fordońskie Park im. Kazimierza Wielkiego
Prognozy dla Bydgoszczy W latach 2011-2050 r. w półroczu letnim (IV-IX) w Bydgoszczy prognozowany jest wzrost średniej temperatury powietrza o 0,3 o C na każde dziesięć lat. Zwiększy się udział półroczy letnich ciepłych, a zmniejszy normalnych i chłodnych. Prognozowana suma opadu w półroczu letnim zmniejszy się o 17% w porównaniu do lat 1931-2010. Według prognoz naukowców, zarówno na całym świecie jak i w regionie Bydgoszczy będą nasilać się ekstrema meteorologiczne. Źródło: Bąk Bogdan, Łabędzki Leszek, Thermal conditions in Bydgoszcz region in growing season of 2011 2050 in view of climate change (2014), Journal of Water and Land Development, 23 (X XII) s. 21 29. Bąk Bogdan, Łabędzki Leszek, Prediction of precipitation deficit and excess in Bydgoszcz Region in view of predicted climate change (2014), Journal of Water and Land Development, 23 (X XII) s. 11 19.