Co mówią wieloletnie serie obserwacji meteorologicznych na temat zmian klimatu w Europie? Robert TWARDOSZ Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej Uniwersytet Jagielloński
Współczesny monitoring klimatu Anomalie pogodowe w 2003 roku Źródło: www.wmo.ch
Dlaczego warto badać klimat? Okresowe oceny IPCC, 1990 IPCC, 1995 IPCC, 2001 IPCC, 2007 Rozwój klimatologii historycznej Przeszłość kluczem poznania przyszłości Wzrost temperatury w latach 1906-2005 +0.74ºC.
Źródła danych o wahaniach klimatu Dane pomiarowe (instrumentalne) Stacje meteorologiczne w Obserwatoriach Astronomicznych Dane historyczne PROXY DATA (słowne opisy) Program CLIMHIST Skale czasowe zmian klimatycznych 1. 1. Współczesne zmiany zmiany od od początku XX wieku 3. 3. Zmiany w okresie historycznym 2. 2. Sekularne zmiany ograniczenie czasu do do 200-300 lat.
Jakość danych DANE DATA METADATA Weryfikacja wykrywanie niejednorodności Szereg jednorodny ciąg czasowy danych klimatycznych, których wartości zależą wyłącznie od jego naturalnej zmienności i nie podlegały w całym okresie żadnym wpływom ubocznym, wynikającym np. z przeniesienia stacji, zmiany aparatury, metod pomiarów lub terminów obserwacji, czy też znaczącej zmiany w otoczeniu punktu pomiarowego Słownik Meteorologiczny (2003)
Przyczyny niejednorodności 50% zmiana lokalizacji przyrządu W 18% zmiany w bezpośrednim otoczeniu (roślinność, budynki) Około 80% wyjaśniają metadata Źródło: Hanssen-Bauer i Forland (1993)
Zmiany w okresie historycznym 1. 1. Historia obserwacji wizualnych oraz próby obserwacji instrumentalnych 2. 2. Rekonstrukcje serii temperatury
Pomiar opadu w połowie XV wieku w Korei Źródło: Korea Meteorological Service
Etapy badań meteorologicznych XVII i XVIII wiek rozwój meteorologii w związku z wynalezieniem przyrządów (1643 barometr Galileusza) Florentyńska sieć stacji meteorologicznych Pomiary przez osoby prywatne XIX wiek rozwój sieci stacji meteorologicznych, np. sieć galicyjska Współcześnie koordynacja badań przez WMO; automatyzacja obserwacji
Obserwacje pogody w Europie w XVI wieku Źródło: Pfister i in. 1999
Obserwacje pogody w Polsce Obserwacje Marcina Biema Diariusz Jana Chrapowickiego, II II połowa XVII wieku oryginalne zapiski pogodowe (sierpień 1531) Źródło: Nowosad i in.
Anomalie średniej rocznej temperatury w Europie (1500-2003) Źródło: Luterbacher i in., 2003
Anomalie średniej temperatury zimy w Europie (1500-2003) Źródło: Luterbacher i in., 2003
Anomalie średniej temperatury lata w Europie (1500-2003) 1816 1815 wybuch Tambora Źródło: Luterbacher i in., 2003
Anomalie średniej temperatury zimy 1708/1709 oraz lata 2003 w Europie Źródło: Luterbacher i in., 2003
Reconstructed summer temperature (June-August) on the N Zmienność temperatury lata na Hali Gąsienicowej w Tatrach 1520 m n.p.m. slopes of Tatra Mts 1520 m a.s.l z wartości standaryzowane, 0,0 średnia, 1,0 odchylenie standardowe for 1550-2004 - standarized values 3,00 2,00 1,00 ciepło Chłodna faza Ciepła faza 3,00 2,00 Współczesne Chłodno koniec ocieplenie MEL 1992 z 0,00 z 1,00 0,00-1,00-1,00-2,00-2,00-3,00-3,00 1550 1600 1650 1700 1750 1800 1850 1900 1950 2000 1550 1600 1650 1700 1750 z 1800 Lata Ye ars Lata Ye ars 1850 1900 1950 Śr. konsekutywne 11-letnie - 11-years moving averages 1913 2000 z Ś r. konsekutywne 11-letnie - 11-years moving averages 1812 wybuch Katmai na Alasce Źródło: Niedźwiedź, 2004
Hala Gąsienicowa (1550-2005) 11 najcieplejszych sezonów letnich L.p. Rok T ś rednia dt z 1 1992 12,5 2,4 2,86 2 1739 12,3 2,2 2,59 3 1687 12,2 2,1 2,52 4 1568 12,2 2,1 2,50 5 1834 12,1 2,0 2,40 6 1683 12,1 2,0 2,33 7 1811 12,0 1,9 2,24 8 1686 11,9 1,8 2,20 9 2002 11,9 1,8 2,18 10 2003 11,9 1,8 2,18 11 1682 11,9 1,8 2,11
Hala Gąsienicowa (1550-2005) 11 najchłodniejszych sezonów letnich L.p. Rok T średnia dt z 1 1913 7,6-2,5-2,96 2 1844 7,9-2,2-2,62 3 1978 8,0-2,1-2,46 4 1832 8,1-2,0-2,41 5 1836 8,1-2,0-2,38 6 1838 8,1-2,0-2,38 7 1923 8,1-2,0-2,37 8 1799 8,3-1,8-2,18 9 1805 8,3-1,8-2,13 10 1864 8,3-1,8-2,10 11 1984 8,3-1,8-2,09
Sekularne zmiany od 200 do 300 lat
Najdłuższe zachowane serie obserwacji w Europie Środkowej Praga, od od 1775 r. r. Kraków, 1792 r. r. Stacje meteorologiczne w obserwatoriach astronomicznych Źródło: D. Matuszko
Najdłuższe zachowane serie pomiarów temperatury, opadów i ciśnienia atmosferycznego Źródło: Kożuchowski, 1990
Obserwacje meteorologiczne w Krakowie
Z Wielkiej Księgi ze Stacji Obserwatorium Astronomicznego UJ, Kraków Źródło wiedzy o pogodzie ważnych wydarzeń historycznych
Instrukcja Śniadeckiego obserwacji opadów przy Obserwatorium Astronomicznym UJ Jeżeli w który dzień deszcz lub śnieg padnie pamiętać koniecznie potrzeba aby go.. napisać; ażeby tym sposobem rozróżnić można dni suche od dni wilgotnych. 240 Roczna liczba dni z opadem od roku 1812 220 200 180 160 140 120 100 1801 1821 1841 1861 1881 1901 1921 1941 1961 1981 lata Źródło: Twardosz, 1999
Stacje w Galicji działające przed 1858 r. Stacja Szkoły Głównej Koronnej (UJ) Stacje Centralnego Urzędu Meteorologii w Wiedniu Źródło: J. Hanik, 1972
Rozwój sieci stacji i posterunków opadowych w II połowie XIX w. Kraków Ośrodki badań meteorologicznych Lwów Komisji Balneologicznej TN Krakowskiego Cel (1857) klimatologiczny Sekcji Meteorologicznej Kom. Fizjogr. AU (1866) Geograficzne rozmieszczenie opadów w krajach karpackich E. E. Romer, 1895 Towarzystwa Tatrzańskiego (1876) Wydziału Cel Krajowego hydrotechniczny (1881) Biura dla Hydrograficznego oznaczenia ilości wody (1895) przepływającej w rzekach i i potokach Źródło: Instrukcja.., 1886/1887
Liczba stacji meteorologicznych i posterunków opadowych w Galicji, 1866-1919 SM KF TT WK BH Źródło: J. Hanik, 1972
oc 6,0 4,0 2,0 0,0-2,0-4,0-6,0-8,0-10,0-12,0-14,0 Przebieg średniej miesięcznej temperatury stycznia w Krakowie 1792 1812 1832 1852 1872 1892 1912 1932 1952 1972 1992 lata
6,0 4,0 2,0 0,0-2,0-4,0-6,0-8,0-10,0-12,0-14,0-16,0 Przebieg średniej temperatury grudnia w Krakowie 1792 1802 1812 1822 1832 1842 1852 1862 1872 1882 1892 1902 1912 1922 1932 1942 1952 1962 1972 1982 1992 1829 minimum
Przebieg średniej temperatury lata w Krakowie o C 23,0 22,0 21,0 20,0 19,0 18,0 17,0 16,0 15,0 Odchylenia dodatnie 1792 1812 1832 1852 1872 1892 1912 1932 1952 1972 1992 lata
24,0 23,0 22,0 21,0 20,0 19,0 18,0 17,0 16,0 15,0 14,0 Przebieg średniej temperatury lipca w Krakowie 1792 1802 1812 1822 1832 1842 1852 1862 1872 1882 1892 1902 1912 1922 1932 1942 1952 1962 1972 1982 1992
Przebieg liczby dni gorących i bardzo gorących w Krakowie 1901-2006 80 T maks. >25 o C liczba dni 70 60 50 40 30 20 10 0 1901 1911 1921 1931 1941 1951 1961 1971 1981 1991 2001 T maks. >30 o C
1200 1000 800 600 400 200 Przebieg rocznych opadów w Rzeszowie 1851 1861 1871 1881 1891 1901 1911 1921 1931 1941 1951 1961 1971 1981 1991 2001 lata P[mm]
Przebieg rocznych opadów w Krakowie opady zmierzone prognoza opadów
Monitoring współczesnych zmian klimatycznych w Europie Projekt Regionalny Klimat Europy (od 1998 r.) Koordynacja KNMI - Holandia Cel: Analiza temperatury i opadów atmosferycznych, na podstawie serii obserwacji meteorologicznych, od 1946 roku Źródło:http://eca.knmi.nl
Różna długość serii danych w bazie ECA przykład temperatury powietrza
Trendy średniej rocznej temperatury powietrza w Europie o C/dekadę nieistotne Źródło:http://eca.knmi.nl
Trendy liczby dni z temperaturą powietrza maksymalną T maks. >25 o C Źródło:http://eca.knmi.nl
Trendy rocznych sum opadów atmosferycznych
Jedną niezaprzeczalną prawdą naukową, co do której mam całkowitą pewność, jest prawda o naszej głębokiej niewiedzy na temat przyrody Prof. L. Thomas Jaki jest zakres naturalnej zmienności klimatu?