DOI: 10.2478/v10066-008-0013-x ANNALES UNIVERSITATIS MARIAE CURIE-SK ODOWSKA LUBLIN POLONIA VOL. LXIII, 13 SECTIO B 2008 Instytut Nauk o Ziemi, Uniwersytet Marii Curie-Sk³odowskiej Sylwester WERESKI Zró nicowanie warunków topoklimatycznych w wy szych partiach Bieszczadów Zachodnich w wybranych dniach czerwca 2002 roku Diversity of topoclimates conditions in higher parts of the West Bieszczady Mountains in selected days of June 2002 WSTÊP Zró nicowanie warunków klimatycznych obszarów górskich stanowi obiekt zainteresowania klimatologów od przesz³o dwustu lat. Warunki klimatyczne danego miejsca zale ¹ nie tylko od wysokoœci bezwzglêdnej, ale równie od ukszta³towania terenu. Rozwój badañ dotycz¹cych klimatologii gór nast¹pi³ w Polsce w latach szeœædziesi¹tych XX wieku. M. Hess (1965, 1966, 1968, 1969) wykaza³ zale noœæ pomiêdzy œredni¹ temperatur¹ roku a innymi elementami i wskaÿnikami klimatu, uwzglêdniaj¹c przy tym wp³yw podstawowych form rzeÿby terenu i ekspozycji na zró nicowanie warunków klimatycznych obszarów górskich. J. Lewiñska (1967) bada³a wp³yw form rzeÿby terenu na rozk³ad minimalnych temperatur powietrza. B. Obrêbska-Starklowa (1969) podjê³a próbê wydzielenia regionów mezoklimatycznych w Beskidach, przyjmuj¹c za kryterium dobowy przebieg temperatury powietrza. Analizuj¹c œrednie temperatury dnia i nocy, amplitudy dobowe oraz ró nice pomiêdzy œrednimi wartoœciami dobowymi a wartoœciami godzinnymi temperatury powietrza w profilu doliny Jaszcze, w Gorcach, autorka stwierdzi³a istnienie trzech regionów: ch³odnych wierzchowin, ciep³ych ponadinwersyjnych stoków, inwersyjnych czêœci dolin. Informacje dotycz¹ce wp³ywu rzeÿby terenu na zró nicowanie warunków klimatycznych obszaru Bieszczadów mo na znaleÿæ w pracach E. Michny i S. Paczosa (Michna, Paczos 1972; Michna 1978; Michna, Paczos 1987/1988) oraz M. Nowosada (2000, 2001). Na podstawie istniej¹cej sieci stacji meteorologicznych autorzy dokonali wydzielenia nastêpuj¹cych piêter klimatycznych: umiarkowa-
224 Sylwester Wereski ne-ciep³e, umiarkowane-ch³odne, ch³odne i bardzo ch³odne. Z prac powsta³ych w oœrodku krakowskim (Hess i in. 1979) wynika, e granice piêter klimatycznych we wschodniej czêœci polskich Karpat mog¹ byæ po³o one nawet o 60 metrów ni ej, ni ma to miejsce w czêœci zachodniej (pomiêdzy piêtrem umiarkowanie ch³odnym a ch³odnym). W latach 60. XX wieku cz³onkowie Ko³a Naukowego Geografów Uniwersytetu Jagielloñskiego w Krakowie prowadzili w Bieszczadach badania topoklimatyczne (Nowosad 1998). Brak niestety wiedzy na temat ich wyników. W latach 80. i 90. ponownie mia³y miejsce badania topoklimatyczne na tym obszarze. Tym razem prowadzone by³y przez oœrodek lubelski, a ich wyniki mo na odnaleÿæ m.in. w pracach M. Nowosada (1983a, 1983b, 1998, 2000, 2001). Informacji o zró nicowaniu warunków klimatycznych Bieszczadów dostarczaj¹ pojedyncze rozdzia³y prac dotycz¹cych dorzecza górnej Wis³y (NiedŸwiedŸ, Obrêbska-Starklowa 1991) oraz Karpat Polskich (Obrêbska-Starklowa i in. 1995). Jak pisze Janina Trepiñska (2002, s. 9): Wszystkie formy ukszta³towania rzeÿby terenu wp³ywaj¹ na klimat, nawet je eli góry s¹ niewysokie, a wysokoœci wzglêdne rzêdu zaledwie dziesi¹tek metrów. Zasiêg oddzia³ywania mniejszych pasm jest oczywiœcie nieporównywalny do wielkich ³añcuchów górskich, niemniej jednak istnieje i kszta³tuje lokalne warunki klimatyczne. Ekosystemy górskie, podobnie jak inne czêœci globu, podlegaj¹ zmianom klimatu. K. Miga³a (2005) przedstawi³ zmiany pluwio-termiczne, jakie mia³y miejsce w górach Europy w XX wieku. Autor jako g³ówn¹ przyczynê poda³ zmiany w czêstoœci wystêpowania poszczególnych typów cyrkulacji atmosferycznej nad tym kontynentem. Jako e zwi¹zek pomiêdzy roœlinnoœci¹ a klimatem jest silniejszy na obszarach górskich ni na nizinach, zmiany klimatu w górach najwyraÿniej s¹ widoczne w obrêbie piêter roœlinnych. Niektórzy naukowcy uwa aj¹, i zmiany te mog¹ doprowadziæ nawet do zanikania lasów na obszarach górskich, a to z kolei do uaktywnienia wielu procesów geomorfologicznych, w tym wp³ywaj¹cych negatywnie na bytowanie cz³owieka (Miga³a 2005). CEL, MATERIA I METODY Celem niniejszej pracy jest przedstawienie przyk³adu zró nicowania warunków topoklimatycznych w wy szych partiach Bieszczadów na podstawie danych pochodz¹cych z Po³oniny Wetliñskiej, Tarnicy i Wo³osatego (ryc. 1). Dotychczasowe opracowania dotycz¹ce warunków klimatycznych obszaru Bieszczadów Zachodnich opieraj¹ siê g³ównie na materiale pochodz¹cym ze stacji znajduj¹cych siê na wysokoœci nieprzekraczaj¹cej 700 m n.p.m. (Michna, Paczos 1972; NiedŸwiedŸ 1983; Nowosad 1998). Jednak e istnieje wiele prac uwzglêdniaj¹cych badania topoklimatyczne z obszarów po³o onych powy ej tej wysokoœci (Nowosad 1986, 2000).
Zró nicowanie warunków topoklimatycznych w wy szych partiach Bieszczadów... 225 Ryc. 1. Lokalizacja punktów pomiarowych: Wo³osate, Po³onina Wetliñska i Tarnica Location of measurement sites: Wo³osate, Po³onina Wetliñska and Tarnica Materia³, który pos³u y³ do charakterystyki warunków topoklimatycznych Bieszczadów, pochodzi ze stacji meteorologicznej w Wo³osatem, nale ¹cej do Bieszczadzkiego Parku Narodowego, oraz punktów pomiarowych na Po³oninie Wetliñskiej oraz na Tarnicy, w których w dniach 25 29 czerwca 2002 roku wykonywane by³y pomiary topoklimatyczne. Stacja meteorologiczna w Wo³osatem znajduje siê na wysokoœci 745 m n.p.m., na sp³aszczeniu podstokowym, w dolinie rzeki Wo³osatka. Po³o enie stacji wyznaczaj¹ wspó³rzêdne: 49 03 N i 22 41 E. Dolina œródgórska, gdzie znajduje siê Wo³osate, ma przebieg WNW-ESE. Otaczaj¹ j¹ od pó³noco-wschodu masyw Tarnicy (1346 m n.p.m.), a od po³udnio-zachodu i po³udnia pasmo graniczne (Kañczowa 1115 m n.p.m., Wo³kowe Berdo 1121 m n.p.m., Menczy³ 1008 m n.p.m.). Szerokoœæ doliny pomiêdzy przeciwleg³ymi szczytami wynosi od 3 do 5km. Punkt pomiarowy na Po³oninie Wetliñskiej zlokalizowany zosta³ na szczycie, 483 m powy ej stacji w Wo³osatem, na wysokoœci 1228 m n.p.m., w s¹siedztwie schroniska PTTK Chatka Puchata. Po³o enie punktu pomiarowego wyznaczaj¹ wspó³rzêdne: 49 09 N i 22 37 E. Kierunek pasma Po³oniny Wetliñskiej ma przebieg WNW-ESE. Od pó³noco-wschodu, poprzez liczne ni sze wzniesienia, graniczy z dolin¹ Sanu, od po³udnio-zachodu zaœ przechodzi w dolinê rzeki Wetlinka, za któr¹ znajduje siê pasmo graniczne. Punkt pomiarowy na Tarnicy zlokalizowano na szczycie, na wysokoœci 1346 m n.p.m., a wiêc 118 m wy ej ni Po³onina Wetliñska i 601 m nad dolin¹ Wo³osatki. Po³o enie punktu pomiarowego wyznaczaj¹ wspó³rzêdne: 49 04 N i 22 43 E.
226 Sylwester Wereski Masyw Tarnicy otoczony jest od pó³noco-wschodu i po³udnio-zachodu g³êboko wciêtymi i stosunkowo w¹skimi dolinami, za którymi rozci¹gaj¹ siê: pasma Bukowego Berda i Po³oniny Bukowskiej (od pó³noco-wschodu) oraz pasmo graniczne (od po³udnio-zachodu). Obserwacje na stacji meteorologicznej w Wo³osatem wykonywane by³y w godzinach 6, 12, 18 UTC. Pomiar temperatury i wilgotnoœci powietrza dokonywany by³ w klatce meteorologicznej na wysokoœci 200 cm nad powierzchni¹ gruntu za pomoc¹ psychrometru Augusta. Na stacji wykonywane by³y obserwacje kierunku wiatru na wysokoœci 200 cm oraz wielkoœci zachmurzenia. Pomiary topoklimatyczne na Po³oninie Wetliñskiej i na Tarnicy wykonywane by³y w ci¹gu dnia w odstêpach jednogodzinnych (w godzinach od 6 do 18 UTC) w nocy zaœ w odstêpach trzygodzinnych (w godzinach od 18 do 6 UTC). Pomiar temperatury i wilgotnoœci powietrza odbywa³ siê na wysokoœci 150 cm ponad powierzchni¹ gruntu za pomoc¹ psychrometru Assmanna, a pomiar prêdkoœci wiatru na wysokoœci 200 cm ponad powierzchni¹ gruntu za pomoc¹ anemotachometru firmy Metra. Na Po³oninie Wetliñskiej i na Tarnicy wykonywane by³y równie obserwacje kierunku wiatru na wysokoœci 200 cm oraz okreœlano wielkoœæ i rodzaj zachmurzenia. Analizy sytuacji synoptycznej, jaka mia³a miejsce w wybranych dniach czerwca, dokonano na podstawie map synoptycznych Europy z godziny 00 UTC, zamieszczanych w Codziennym Biuletynie Meteorologicznym wydawanym przez Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej. ANALIZA SYTUACJI SYNOPTYCZNEJ NAD BIESZCZADAMI W DNIACH 25 29 CZERWCA 2002 ROKU W przeddzieñ rozpoczêcia badañ terenowych warunki pogodowe nad znaczn¹ czêœci¹ kontynentu europejskiego, w tym nad po³udniowo-wschodni¹ Polsk¹, zwi¹zane by³y z rozleg³¹ stref¹ frontow¹ przebiegaj¹ca od Helsinek, przez Kijów i Berno, po Madryt. 25 czerwca nad Wyspy Brytyjskie nap³ynê³a masa powietrza polarno-morskiego znad pó³nocnego obszaru Oceanu Atlantyckiego. Strefa frontalna, która rozci¹ga³a siê uprzednio nad Europ¹, uleg³a przesuniêciu na po³udnie. Nad Pó³wyspem Apeniñskim i Ba³kañskim utworzy³ siê obszar obni onego ciœnienia (ryc. 2). Polska pozostawa³a pod wp³ywem umacniaj¹cego siê Wy u Azorskiego. Ciœnienie wynosi³o od ponad 1025 hpa w po³udniowo-zachodniej czêœci kraju do poni ej 1020 hpa na pó³noco-wschodzie. W po³udniowo-wschodniej czêœci kraju wyst¹pi³y mg³y. Pogoda w Bieszczadach, podobnie jak na obszarze ca³ej Polski, kszta³towana by³a pod wp³ywem powietrza polarno-morskiego nap³ywaj¹cego z zachodu (ryc. 2). 26 czerwca Europa znajdowa³a siê pod wp³ywem powietrza polarno-morskiego, zwi¹zanego z oddzia³ywaniem Wy u Azorskiego. W basenie Morza Ba³tyc-
Zró nicowanie warunków topoklimatycznych w wy szych partiach Bieszczadów... 227 kiego oraz na Pó³wyspie Skandynawskim utworzy³y siê fronty rozdzielaj¹ce kolejne masy powietrza polarno-morskiego. Obszar Polski, w tym tak e Bieszczady, pozostawa³ pod wp³ywem Wy u Azorskiego. 27 czerwca nad Europ¹ Œrodkow¹ oraz nad Pó³wyspem Ba³kañskim uformowa³ siê oœrodek podwy szonego ciœnienia. Obszar ten znalaz³ siê pod wp³ywem przetransformowanej masy powietrza zwrotnikowego. Nad Europ¹ Zachodni¹ zalega³o powietrze polarno-morskie ciep³e, nad Wyspami Brytyjskimi zaœ powietrze arktyczne morskie. Obie te masy oddziela³a strefa frontu ch³odnego (ryc. 3). Polska znajdowa³a siê pod wp³ywem uk³adu podwy szonego ciœnienia z centrum nad Karpatami, który powodowa³ nap³yw nad obszar kraju mas powietrza z kierunku po³udniowego. Cyrkulacja powietrza, jaka wyst¹pi³a w tym dniu nad Bieszczadami, sprzyja³a wyst¹pieniu efektu fenowego. Na podstawie badañ prowadzonych w Sudetach J. Kwiatkowski (1979) okreœli³, e jednym z niezbêdnych warunków wyst¹pienia zjawiska fenowego jest przep³yw przez ³añcuch górski mas powietrza z po³udnia. Badania Z. Ustrnula (2001) prowadzone dla Karpat Polskich potwierdzaj¹ tê tezê. 28 czerwca obszar Europy rozdziela³a strefa frontów rozci¹gaj¹ca siê od basenu Morza Ba³tyckiego po Pireneje. Zachodnia i œrodkowa czêœæ Europy znajdowa³a siê pod wp³ywem powietrza polarno-morskiego, zwi¹zanego z oddzia- ³ywaniem Wy u Azorskiego i ni u z centrum nad Zatok¹ Botnick¹. Natomiast od Ryc. 2. Sytuacja synoptyczna nad Europ¹ 25 czerwca 2002 roku (Codzienny Biuletyn Meteorologiczny) Synoptic condition of Europe on the 25 th June 2002 (Daily Meteorological Bulletin)
228 Sylwester Wereski Ryc. 3. Sytuacja synoptyczna nad Europ¹ 27 czerwca 2002 roku (Codzienny Biuletyn Meteorologiczny) Synoptic condition of Europe on the 27 th June 2002 (Daily Meteorological Bulletin) Sycylii po Moskwê rozci¹ga³ siê pas podwy szonego ciœnienia. Przez po³udniowo-wschodni¹ czêœæ Polski przebiega³a strefa frontalna, której towarzyszy³ opad przelotny. Uk³ad oœrodków barycznych nad Europ¹ powodowa³ nap³yw nad obszar Polski cieplejszego powietrza z po³udnia. 29 czerwca strefa frontów atmosferycznych przesunê³a siê ku po³udniowym i wschodnim obszarom Europy, w zwi¹zku z czym wiêksza czêœæ kontynentu znalaz³a siê pod wp³ywem masy powietrza polarno-morskiego. Podczas przejœcia strefy frontalnej wyst¹pi³y opady, którym towarzyszy³y burze (ryc. 4). Warunki pogodowe nad Polsk¹ po³udniow¹ kszta³towa³y siê pod wp³ywem oœrodka obni onego ciœnienia, którego centrum znajdowa³o siê nad Karpatami Ukraiñskimi. Polska pó³nocna pozostawa³a w strefie oddzia³ywania Wy u Azorskiego i ni u z centrum nad Zatok¹ Botnick¹ (ryc. 4). Korzystaj¹c z Kalendarza typów cyrkulacji atmosfery dla Polski po³udniowej (NiedŸwiedŸ 2008), odczytano typy cyrkulacji atmosferycznej, które w dniach 24 29 czerwca 2002 roku wystêpowa³y nad Bieszczadami (tab. 1). Aby okreœliæ, czy by³y one typowe dla miesi¹ca czerwca, obliczono czêstoœæ ich wystêpowania dla tego miesi¹ca w 2002 roku i w wieloleciu 1971 2000. Wyniki zestawione zosta³y w tabeli 1.
Zró nicowanie warunków topoklimatycznych w wy szych partiach Bieszczadów... 229 Ryc. 4. Sytuacja synoptyczna nad Europ¹ 29 czerwca 2002 roku (Codzienny Biuletyn Meteorologiczny) Synoptic condition of Europe on the 29 th June 2002 (Daily Meteorological Bulletin) Tab. 1. Czêstoœæ wystêpowania (w %) wybranych typów cyrkulacji atmosfery w miesi¹cu czerwcu w wieloleciu 1971 2000 i w 2002 roku (na podstawie: NiedŸwiedŸ 2008, obliczenia w³asne) Frequency of occurrence (in %) of chosen synoptic situation types in June 1971 2000 and 2002 (according to: NiedŸwiedŸ 2008, author s calculations) Typ cyrkulacji atmosfery 1971 2000 2002 Bc 17,7 13,3 Ka 17,6 13,3 Wc 8,6 3,3 NWc 7,9 0,0 Nwa 6,0 6,7 Wa 4,4 16,7 SWc 2,9 3,3 WYNIKI TEMPERATURA POWIETRZA W analizowanym okresie œrednia dobowa temperatura powietrza w Wo³osatem zmienia³a siê w dniach 27 czerwca 28 czerwca od 13,3 C do 16,0 C (tab. 2). Wzrost wartoœci tego elementu widoczny jest równie w przebiegu dobowym
230 Sylwester Wereski temperatury na Po³oninie Wetliñskiej i na Tarnicy (ryc. 5). By³o to zwi¹zane z tym, e Bieszczady znajdowa³y siê pocz¹tkowo pod wp³ywem umacniaj¹cego siê Wy u Azorskiego, a nastêpnie pogodê nad tym obszarem kszta³towa³ uk³adu podwy szonego ciœnienia z centrum nad Karpatami. Oœrodki te powodowa³y nap³yw powietrza zwrotnikowego z po³udnia (Codzienny Biuletyn Meteorologiczny). Tab. 2. Wybrane charakterystyki temperatury powietrza w Wo³osatem w dniach 25 28 czerwca 2002 roku: œrednia dobowa temperatura powietrza (t œr ), minimalna dobowa temperatura powietrza (t min ), maksymalna dobowa temperatura powietrza (t max ), amplituda dobowa temperatury powietrza (A) Selected characteristics of air temperature at Wo³osate on the 25 th 28 th June 2002: mean daily air temperature (t œr ), minimal daily air temperature (t min ), maximal daily air temperature (t max ), daily amplitude of temperature (A) Data t œr ( C) t min ( C) t max ( C) A ( C) 25.06.2002 13,7 11,0 18,9 7,9 26.06.2002 13,8 6,4 18,2 11,8 27.06.2002 13,3 3,6 21,0 17,4 28.06.2002 16,0 10,5 22,2 11,7 Wy sze temperatury notowane by³y w dolinie œródgórskiej, natomiast szczyty pozostawa³y ch³odniejsze (ryc. 5). Ró nice pomiêdzy temperatur¹ powietrza w Wo- ³osatem a na Po³oninie Wetliñskiej wynosi³y od 2,1 C do 5,6 C, natomiast pomiêdzy temperatur¹ powietrza w Wo³osatem i na Tarnicy wynosi³y od 3,2 C do 5,9 C. Najwiêksze ró nice pomiêdzy szczytami bieszczadzkimi a dolin¹ œródgórsk¹ notowano 26 czerwca w godzinach porannych. Kszta³towanie warunków termicznych odbywa³o siê g³ówne wskutek oddzia³ywania przez czynnik insolacyjny. W tym dniu wystêpowa³ typ cyrkulacji K a, który sprzyja³ utrzymywaniu siê od godzin porannych ma³ego zachmurzenia. Dziêki temu dno doliny mog³o ulec szybszemu ogrzaniu. Najmniejsze ró nice temperatury wystêpowa³y natomiast w godzinach wieczornych 27 czerwca. Zmniejszenie kontrastów termicznych miêdzy partiami szczytowymi a dnem doliny zwi¹zane by³o z tym, e w bilansie cieplnym doliny zaczê³a zaznaczaæ siê przewaga czynnika radiacyjnego nad insolacyjnym. Ponadto obszar Bieszczadów znalaz³ siê pod wp³ywem ciep³ych mas powietrza z po³udnia, co spowodowa³o utrzymanie siê wysokich temperatur na Po³oninie Wetliñskiej i na Tarnicy (ryc. 5, tab. 3). Analiza ró nic temperatury powietrza na szczytach bieszczadzkich wykaza³a, e Tarnica by³a ch³odniejsza ni po³o ona o 118 m ni ej Po³onina Wetliñska. Œredni pionowy gradient temperatury pomiêdzy tymi dwoma punktami, dla ca³ego analizowanego okresu, wynosi³ 0,51 C/100 m. Warto w tym miejscu zaznaczyæ, i œredni pionowy gradient temperatury wyznaczony przez T. NiedŸwiedzia dla tej czêœci Karpat mieœci siê w przedziale od 0,46 C/100 m do 0,50 C/100 m (NiedŸwiedŸ 1983).
Zró nicowanie warunków topoklimatycznych w wy szych partiach Bieszczadów... 231 Tab. 3. Ró nice temperatury powietrza i gradienty termiczne pomiêdzy punktami pomiarowymi oraz typy cyrkulacji atmosfery wg T. NiedŸwiedzia (2008) w dniach 25 29 czerwca 2002 roku Air temperature differences and termal gradients between measure points and synoptic situation types according to T. NiedŸwiedŸ (2008) on the 25 th 29 th June 2002 Data Czas (UTC) Ró nice temperatury powietrza pomiêdzy punktami pomiarowymi ( C) Po³onina Wetliñska Wo³osate Tarnica Wo³osate Tarnica Po³onina Wetliñska Wartoœci gradientów termicznych pomiêdzy punktami pomiarowymi ( C/100 m) Po³onina Wetliñska Wo³osate Tarnica Wo³osate Tarnica Po³onina Wetliñska Typ cyrkulacji atmosferycznej 25.06.2002 12 4,0 5,9 1,9 0,8 1,0 1,6 W a 18 3,6 5,0 1,4 0,8 0,8 1,2 6 5,6 5,6 0,0 1,2 0,9 0,0 K a 26.06.2002 12 5,2 4,0 1,2 1,1 0,7 1,0 18 4,7 5,7 1,0 1,0 1,0 0,9 6 3,8 5,8 2,0 0,8 1,0 1,7 SW c 27.06.2002 12 4,1 4,0 0,1 0,9 0,7 0,1 18 2,1 3,2 1,1 0,4 0,5 0,9 6 3,6 5,7 2,1 0,8 1,0 1,8 W c 28.06.2002 12 3,2 4,4 1,2 0,7 0,7 1,0 18 2,5 0,5 29.06.2002 6 3,5 0,7 NW a Ryc. 5. Przebieg dobowy temperatury powietrza w Wo³osatem, na Po³oninie Wetliñskiej i na Tarnicy w dniach 25 29 czerwca 2002 roku Daily course of air temperature at Wo³osate, Po³onina Wetliñska and Tarnica on the 25 th 29 th June 2002
232 Sylwester Wereski Analiza najni szych zanotowanych wartoœci temperatury powietrza w Wo³osatem, na Po³oninie Wetliñskiej i na Tarnicy wykaza³a, e w nocy z 26 na 27 czerwca w dolinie œródgórskiej mog³a wyst¹piæ inwersja termiczna (ryc. 6). W miesi¹cach letnich inwersje termiczne zdarzaj¹ siê znacznie rzadziej ni zim¹, jednak, jak pisze J. Trepiñska (2002, s. 64), oziêbienie radiacyjne powierzchni stoków i dolin [...] oraz adwekcja ciep³ych mas powietrza nad ch³odniejsz¹ warstw¹ zalegaj¹c¹ w obni eniach dolin mog¹ siê przyczyniæ do jej wyst¹pienia. Ryc. 6. Przebieg dobowy najni szej zanotowanej temperatury powietrza w Wo³osatem, na Po³oninie Wetliñskiej i na Tarnicy w dniach 25 29 czerwca 2002 roku Daily course of minimal noted values of air temperature at Wo³osate, Po³onina Wetliñska and Tarnica on the 25 th 29 th June 2002 W nocy z 26 na 27 czerwca warunki atmosferyczne sprzyja³y intensywnemu wych³adzaniu dna doliny poprzez wypromieniowanie ciep³a do atmosfery na skutek ma³ego stopnia zachmurzenia nieba. Ponadto w tym okresie mia³ miejsce nap³yw ciep³ych mas powietrza z po³udnia, co w efekcie stwarza³o dogodne warunki dla wyst¹pienia inwersji termicznej. Nawi¹zuj¹c do podzia³u zaproponowanego przez B. Obrêbsk¹-Starklow¹ (1969), opartego na dobowym przebiegu temperatury powietrza, w³aœciwe wydaje siê stwierdzenie, i punkty pomiarowe na Po³oninie Wetliñskiej i na Tarnicy reprezentuj¹ region ch³odnych wierzchowin, natomiast punkt w Wo³osatem region inwersyjnych czêœci dolin. Jak podaje autorka, region ch³odnych wierzchowin charakteryzuje siê ni sz¹ wartoœci¹ œredniej amplitudy dobowej od zanotowanej w dnie doliny, ni sz¹ œredni¹ amplitud¹ dobow¹ oraz ni sz¹ ró nic¹ œredniej dobowej temperatury dnia i nocy. WILGOTNOŒÆ WZGLÊDNA Przebieg dobowy wilgotnoœci wzglêdnej powietrza atmosferycznego nawi¹zywa³ do dobowego przebiegu temperatury powietrza. Podczas wzrostu temperatury powietrza w ci¹gu dnia nastêpowa³ spadek wilgotnoœci powietrza, natomiast spad-
Zró nicowanie warunków topoklimatycznych w wy szych partiach Bieszczadów... 233 kowi temperatury powietrza w godzinach wieczornych towarzyszy³ wzrost wilgotnoœci powietrza (ryc. 5 i 7). W ci¹gu pierwszych dni pomiarów notowany by³ niewielki spadek wartoœci tego elementu, natomiast 28 czerwca wyst¹pi³ kilkuprocentowy wzrost wilgotnoœci wzglêdnej (ryc. 7). W analizowanym okresie œrednie dobowe wartoœci wilgotnoœci wzglêdnej w Wo³osatem wykazywa³y znaczne zró nicowanie w przebiegu dobowym. W godzinach popo³udniowych wilgotnoœæ wzglêdna w tym punkcie wynosi³a oko³o 50%, natomiast w nocy przekracza³a 80% (ryc. 7). Ró nice wilgotnoœci wzglêdnej w ci¹gu doby dochodzi³y do 45%, ró nice zaœ w œrednich dobowych wartoœciach pomiêdzy pierwszym a ostatnim dniem pomiarów wynosi³y oko³o 10% (tab. 4). Na Po³oninie Wetliñskiej i na Tarnicy dobowe ró nice w wilgotnoœci wzglêdnej notowane w godzinach nocnych i popo³udniowych wynosi³y ponad 20%. Analiza przebiegu wilgotnoœci wzglêdnej wykaza³a, e 27 czerwca w godzinach popo³udniowych wartoœci wilgotnoœci wzglêdnej by³y oko³o 10% ni sze od tych, które wyst¹pi³y 26 i 28 czerwca (ryc. 7). Na Po³oninie Wetliñskiej i na Tarnicy najni sz¹ wartoœæ wilgotnoœci wzglêdnej zanotowano 27 czerwca o godzinie 13 UTC i wynosi³a odpowiednio: 49% i 44%. Tab. 4. Œrednia dobowa wartoœæ wilgotnoœci wzglêdnej powietrza atmosferycznego (f) w Wo³osatem w dniach 25 28 czerwca 2002 roku Mean daily value of relative humidity (f) at Wo³osate on the 25 th 28 th June 2002 Data f (%) 25.06.2002 64,0 26.06.2002 70,5 27.06.2002 69,2 28.06.2002 73,8 Ryc. 7. Przebieg wilgotnoœci wzglêdnej w Wo³osatem, na Po³oninie Wetliñskiej i na Tarnicy w dniach 25 29 czerwca 2002 roku Daily course of relative humidity at Wo³osate, Po³onina Wetliñska and Tarnica on the 25 th 29 th June 2002
234 Sylwester Wereski Natomiast w Wo³osatem najni sza wartoœæ wilgotnoœci wzglêdnej zosta³a zanotowana, w tym samym dniu, w drugim terminie obserwacji (12 UTC) i wynosi³a 44% (ryc. 7). W tym czasie Bieszczady znajdowa³y siê pod wp³ywem oœrodka podwy szonego ciœnienia z centrum nad Karpatami (Codzienny Biuletyn Meteorologiczny). Najwy sza wartoœæ wilgotnoœci wzglêdnej zwi¹zana by³a z przejœciem frontu w godzinach wieczornych 28 czerwca (Codzienny Biuletyn Meteorologiczny). O godzinie 18 UTC na Po³oninie Wetliñskiej wartoœæ tego elementu wynosi³a 100%, a w Wo³osatem 95%. W zwi¹zku z zakoñczeniem pomiarów na Tarnicy o godzinie 16 UTC, czyli bezpoœrednio przed przejœciem frontu i wyst¹pieniem opadu, w punkcie tym nie zanotowano tak wysokich wartoœci wilgotnoœci wzglêdnej. KIERUNEK I PRÊDKOŒÆ WIATRU W zwi¹zku z brakiem danych dotycz¹cych pomiarów prêdkoœci wiatru w Wo- ³osatem analiza tego elementu zosta³a ograniczona do punktów po³o onych na Po³oninie Wetliñskiej i na Tarnicy. Œrednia prêdkoœæ wiatru w analizowanym okresie, obliczona na podstawie terminów obserwacji wspólnych dla obydwu punktów, wynosi³a: na Po³oninie Wetliñskiej 11,7 m/s, a na Tarnicy 9,8 m/s. Zarówno na Po³oninie Wetliñskiej, jak i na Tarnicy obserwowano du e zró nicowanie prêdkoœci wiatru w poszczególnych dniach. Najni sze wartoœci notowano 26 czerwca: od 5 do 12 m/s na Po³oninie Wetliñskiej oraz od 4,5 do 10 m/s na Tarnicy, najwy sze zaœ 28 czerwca, kiedy dochodzi³y do 20 m/s (ryc. 8). Porywy w tym dniu przekracza³y 25 m/s. Na Po³oninie Wetliñskiej najwiêksz¹ czêstoœci¹ wystêpowania charakteryzowa³ siê wiatr z kierunku po³udniowego (44% zanotowanych przypadków) oraz Ryc. 8. Przebieg prêdkoœci wiatru na Po³oninie Wetliñskiej i na Tarnicy w dniach 25 29 czerwca 2002 roku Daily course of wind speed at Wo³osate, Po³onina Wetliñska and Tarnica on the 25 th 29 th June 2002
Zró nicowanie warunków topoklimatycznych w wy szych partiach Bieszczadów... 235 pó³noco-wschodniego (40% zanotowanych przypadków). Natomiast na Tarnicy najczêœciej notowano wiatr z pó³noco-wschodu (40% zanotowanych przypadków) i po³udnio-zachodu (37% zanotowanych przypadków). Podczas trwania pomiarów topoklimatycznych nie zanotowano wiatru z kierunku wschodniego, po³udnio- -wschodu, a na Tarnicy tak e pó³noco-zachodu. Kierunki wiatru na Po³oninie Wetliñskiej i na Tarnicy by³y zbli one, a zmiana ich odbywa³a siê synchronicznie. Najni sze prêdkoœci notowano dla wiatru z sektora pó³nocnego (tab. 5). By³o to zwi¹zane z oddzia³ywaniem oœrodka podwy szonego ciœnienia, w jakim znalaz³ siê obszar Bieszczadów w dniach 26 27 czerwca (Codzienny Biuletyn Meteorologiczny). Natomiast najwy sze prêdkoœci wyst¹pi³y od godzin popo³udniowych 27 czerwca do godzin wieczornych 28 czerwca dla wiatru z sektora po³udniowego (tab. 5). Na strukturê kierunku wiatru w Wo³osatem du y wp³yw mia³a topografia terenu. Zaznaczy³o siê to wystêpowaniem wiatru z kierunku wschodniego, nawi¹zuj¹cego do kierunku osi doliny (WNW-ESE), oraz notowaniem ciszy, gdy w partiach szczytowych wyst¹pi³y niewielkie prêdkoœci wiatru (tab. 5). Jak podaje J. Kwiatkowski (1979), niezbêdnym warunkiem dla wyst¹pienia efektu fenowego jest przep³yw nad ³añcuchem górskim mas powietrza z kierunku prostopad³ego do pasma górskiego. Równie to samoœæ masy powietrza, która zstêpuje do ni szych partii hipsometrycznych, po przekroczeniu bariery orograficznej œwiadczy o tym, i efekt fenowy mia³ miejsce (Kwiatkowski 1979). Tab. 5. Kierunek i prêdkoœæ wiatru w Wo³osatem, na Po³oninie Wetliñskiej i na Tarnicy w dniach 25 28 czerwca 2002 roku Wind direction and wind speed at Wo³osate, Po³onina Wetliñska and Tarnica on the 25 th 28 th June 2002 Dzieñ 25.06.2002 26.06.2002 27.06.2002 28.06.2002 Czas (UTC) Wo³osate Po³onina Wetliñska Tarnica kierunek kierunek prêdkoœæ (m/s) kierunek prêdkoœæ (m/s) 6 N 12 NE NE 15 NE 10 18 N NE 15 NE 11 6 S NE 8 NE 6 12 CISZA NE 6 NE 5,5 18 S N 5 NE 5,5 6 S SW 3 W 4,5 12 E S 13 SW 11 18 E S 14 SW 12 6 E S 22 SW 10 12 S S 15 SW 9 18 E SW 6
236 Sylwester Wereski Wed³ug Z. Ustrnula (1992) potencjalne warunki do wyst¹pienia wiatru fenowego w Karpatach Polskich wystêpuj¹, gdy prêdkoœæ wiatru na Kasprowym Wierchu przekracza 10 m/s, a kierunek wiatru zawiera siê pomiêdzy 140 a 220 (od SE do SW). Jednoczeœnie autor podaje, e czas trwania takiego wiatru musi wynosiæ co najmniej 6 godzin. Warunki meteorologiczne panuj¹ce 28 czerwca 2002 roku na Po³oninie Wetliñskiej i na Tarnicy oraz w Wo³osatem zdaj¹ siê potwierdzaæ wyst¹pienie efektu fenowego. ZACHMURZENIE Na przebieg dobowy zachmurzenia du y wp³yw mia³a cyrkulacja atmosferyczna. Podczas wyst¹pienia pogody antycyklonalnej, w dniach 26 i 27 czerwca, najni sze zachmurzenie notowano w godzinach nocnych, a najwy sze w godzinach popo³udniowych (tab. 6). Taka sytuacja wystêpuje w zwi¹zku z nagrzewaniem dna doliny i unoszeniem ciep³ego powietrza ku górze do póÿnych godzin popo³udniowych. Wieczorem zaœ, w wyniku ust¹pienia bodÿców powoduj¹cych wystêpowanie pr¹dów wznosz¹cych rozwój chmur zanika (Trepiñska 2002). W pozosta³e dni zaznaczy³ siê wp³yw oœrodków ni owych przemieszczaj¹cych siê nad Karpatami, które przynios³y wzrost zachmurzenia i opady atmosferyczne. W ci¹gu dnia obserwowano przewagê chmur z rodzaju Cumulus. Gatunki fractus i humilis pojawia³y siê w godzinach porannych, a nastêpnie, wraz ze Tab. 6. Zachmurzenie (w skali 1 10) w Wo³osatem, na Po³oninie Wetliñskiej i na Tarnicy w dniach 25 28 czerwca 2002 roku Cloudiness (1 10) at Wo³osate, Po³onina Wetliñska and Tarnica on the 25 th 28 th June 2002 Data Czas (UTC) Po³onina Wetliñska Tarnica Wo³osate 6 brak pomiaru brak pomiaru 8 25.06.2002 26.06.2002 27.06.2002 28.06.2002 12 8 6 6 18 6 7 6 6 3 2 2 12 9 8 9 18 2 1 5 6 1 1 2 12 4 6 3 18 3 4 3 6 7 6 10 12 9 6 9 18 mg³a brak pomiaru 10
Zró nicowanie warunków topoklimatycznych w wy szych partiach Bieszczadów... 237 wzmo eniem procesów konwekcyjnych, pojawia³y siê gatunki mediocris oraz congestus. W godzinach popo³udniowych pojawi³y siê równie chmury Stratocumulus, bêd¹ce efektem ³¹czenia pojedynczych chmur Cumulus. W godzinach wieczornych nastêpowa³ zanik chmur z gatunku Cumulus. Od godzin nocnych, przez ca³y okres obserwacji notowano wystêpowanie chmur piêtra wysokiego Cirrus uncinus i fibratus. Chmury Altocumulus lenticularis obserwowano od godziny 18 UTC 27 czerwca, do przejœcia frontu oko³o godziny 16:30 UTC 28 czerwca. Zaobserwowanie tej chmury mo e œwiadczyæ o wyst¹pieniu efektu fenowego (Trepiñska 2002). WNIOSKI Analiza wyników badañ topoklimatycznych prowadzonych w dniach 25 29 czerwca 2002 roku w Wo³osatem na Po³oninie Wetliñskiej oraz na Tarnicy potwierdzi³a znaczne zró nicowanie warunków topoklimatycznych w tej czêœci Polskich Karpat i doprowadzi³a do nastêpuj¹cych wniosków: Na zró nicowanie przestrzenne elementów meteorologicznych bezpoœredni wp³yw mia³a wysokoœæ bezwzglêdna punktów pomiarowych oraz rzeÿba terenu. Na szczytach górskich, reprezentowanych przez punkty pomiarowe na Po³oninie Wetliñskiej i na Tarnicy, notowane by³y ni sze temperatury powietrza ni w dolinie œródgórskiej, w której znajduje siê Wo³osate. Wydaje siê, e w poszczególnych porach doby ró nice termiczne pomiêdzy punktami pomiarowymi wynika³y ze zmiennego natê enia promieniowania s³onecznego zwi¹zanego z ma³ym zachmurzeniem w godzinach porannych oraz wzrostem zachmurzenia w godzinach popo³udniowych. Wieczorne zmniejszenie kontrastów termicznych pomiêdzy szczytem a dnem doliny nale y zapewne wi¹zaæ z zaznaczaniem siê przewagi czynnika radiacyjnego nad insolacyjnym w kszta³towaniu bilansu cieplnego dna doliny w tej porze doby. W istotny sposób na warunki termiczne wp³ywa³a równie cyrkulacja atmosferyczna, w wyniku której nad obszar Bieszczadów nap³ywa³y zró nicowane pod wzglêdem termiczno-wilgotnoœciowym masy powietrza. Œrednia wartoœæ temperatury powietrza, wyznaczona ze wszystkich terminów pomiarów, by³a ni sza o 0,6 C na Tarnicy (1346 m n.p.m.) ni na Po³oninie Wetliñskiej (1228 m n.p.m.). W nocy z 26 na 27 czerwca zanotowano mo liwoœæ wyst¹pienia inwersji termicznej w dolinie œródgórskiej, w której po³o ona jest miejscowoœæ Wo³osate. Kierunek wiatru, w punktach pomiarowych zlokalizowanych na szczytach górskich, by³ zwi¹zany z kierunkiem adwekcji mas powietrza (z sektora po³udniowego i pó³nocnego), wiatr zaœ w Wo³osatem, po³o onym w dolinie œródgórskiej, przyjmowa³ kierunki nawi¹zuj¹ce do przebiegu osi doliny (z sektora wschodniego). Najwy sze wartoœci prêdkoœci wiatru przekracza³y 20 m/s i by³y notowane 28 czerwca.
238 Sylwester Wereski Obserwowany w Wo³osatem stopieñ zachmurzenia nieba by³ w ci¹gu dnia o 10 20% wy szy w stosunku do Po³oniny Wetliñskiej i Tarnicy. Mog³o to byæ zwi¹zane z zas³oniêciem czêœci nieba przez pasma górskie. Jednoczeœnie w przebiegu dobowym obserwowano wzrost zachmurzenia i rozwój chmur k³êbiastych w godzinach dziennych, a spadek w godzinach wieczornych i nocnych. 28 czerwca zanotowano, we wszystkich punktach pomiarowych, wyst¹pienie efektu fenowego. Nap³yw mas powietrza z po³udnia oraz przewa aj¹cy w tym dniu kierunek wiatru z sektora po³udniowego, a tak e du e prêdkoœci wiatru (powy ej 10 m/s) zdaj¹ siê przemawiaæ za tym twierdzeniem. Wielu autorów podkreœla fakt niewystarczaj¹cej liczby punktów pomiarowych na obszarach górskich, zw³aszcza zlokalizowanych w partiach szczytowych. Wp³ywa to niekorzystnie na poznanie bardzo zró nicowanych warunków klimatycznych tych obszarów. W zwi¹zku z tym zaznacza siê potrzeba prowadzenia dalszych, bardziej szczegó³owych studiów nad tym zagadnieniem. LITERATURA Codzienny Biuletyn Meteorologiczny, 25 29 czerwca 2002, IMGW, Warszawa. H e s s M., 1965: Piêtra klimatyczne w polskich Karpatach Zachodnich, Prace Geograficzne UJ, z. 11, Kraków. H e s s M., 1966: O mezoklimacie wypuk³ych i wklês³ych form terenu w Polsce Po³udniowej, Przegl¹d Geofizyczny, Rocznik XI (XIX), z. 1, Kraków, 23 35. H e s s M., 1968: Metoda okreœlania iloœciowego zró nicowania mezoklimatycznego w terenach górskich, Zeszyty Naukowe UJ CLXXIX, Kraków, 7 26. H e s s M., 1969: G³ówne problemy klimatologiczne Karpat, Zeszyty Naukowe UJ CCXVIII, Kraków, 7 47. H e s s M., N i e d Ÿ w i e d Ÿ T., O b r ê b s k a - S t a r k l o w a B., 1979: O zró nicowaniu stosunków termicznych w dorzeczu Górnej Wis³y, Folia Geogr., ser. Geogr.-Physica, XII, 97 110. K w i a t k o w s k i J., 1979: Zjawiska fenowe w Sudetach i na przedpolu Sudetów, Problemy Zagospodarowania Ziem Górskich, z. 20, Wroc³aw, 243 280. L e w i ñ s k a J., 1967: Wp³yw rzeÿby terenu na kszta³towanie temperatur minimalnych powietrza w polskich Karpatach Zachodnich, Problemy Zagospodarowania Ziem Górskich, KZZG PAN, Kraków, 145 164. M i c h n a E., 1978: Zró nicowanie klimatyczne obszaru Po³udniowo-Wschodniej Polski w œwietle temperatury powietrza, Prace Geograficzne IGiPZ PAN, z. 125, 63 79. Michna E.,Paczos S.,1972: Zarys klimatu Bieszczadów Zachodnich, LTN, Zak³ad Narodowy im. Ossoliñskich, Wroc³aw, Warszawa, Kraków, Gdañsk. Michna E., Paczos S., 1987/1988: Zró nicowanie temperatury powietrza i opadów atmosferycznych na obszarze wschodniej czêœci Karpat Polskich, Annales UMCS, sec. B, vol. XLII/XLIII, 111 142. M i g a ³ a K., 2005: Piêtra klimatyczne w górach Europy a problem zmian globalnych, Studia Geograficzne 78, Wydawnictwo Uniwersytetu Wroc³awskiego, Wroc³aw. N i e d Ÿ w i e d Ÿ T. (red.), 1983: Klimat województwa kroœnieñskiego, mnps., IMGW, Kraków. N i e d Ÿ w i e d Ÿ T., 2008: Kalendarz typów cyrkulacji atmosfery dla Polski po³udniowej zbiór komputerowy, Uniwersytet Œl¹ski, Katedra Klimatologii, Sosnowiec. N i e d Ÿ w i e d Ÿ T., O b r ê b s k a - S t a r k l o w a B., 1991: Klimat, [w:] Dynowska I., Maciejewski M. (red.), Dorzecze Górnej Wis³y, PWN, Warszawa.
Zró nicowanie warunków topoklimatycznych w wy szych partiach Bieszczadów... 239 N o w o s a d M., 1983a: Przyk³ad zró nicowania prêdkoœci wiatru na Po³oninie Wetliñskiej, na Holicy i w Równi, Prace SKNG UMCS Lublin, t. II, 43 50. N o w o s a d M., 1983b: Badania klimatu lokalnego w Bieszczadach w sierpniu 1981, Prace SKNG UMCS Lublin, t. II, 51 60. N o w o s a d M., 1998: Z historii badañ klimatu Bieszczadzkiego Parku Narodowego, Roczniki Bieszczadzkie 7, 145 157. N o w o s a d M., 2000: Z badañ nad zró nicowaniem klimatycznym Bieszczadów, Acta Agrophysica 34, 125 135. N o w o s a d M., 2001: Badania topoklimatyczne prowadzone na terenie Bieszczadzkiego Parku Narodowego, [w:] M. Kuchcik (red.) Wspó³czesne badania topoklimatyczne, Dokumentacja Geograficzna, nr 23, Warszawa, 53 58. O b r ê b s k a - S t a r k l o w a B., 1969: Przebieg temperatury powietrza jako podstawa wydzielenia regionów mezoklimatycznych w Beskidach, Zeszyty Naukowe UJ, Prace Geograficzne, z. 25, Kraków, 49 61. O b r ê b s k a - S t a r k l o w a B., H e s s M., O l e c k i Z., T r e p i ñ s k a J., K o w a n e t z L., 1995: Klimat. [w:] J. Warszyñska (red.), Karpaty Polskie, Uniwersytet Jagielloñski, Kraków. T r e p i ñ s k a J., 2002: Górskie klimaty, Wydawnictwo Instytutu Geografii i Gospodarki Przestrzennej UJ, Kraków. U s t r n u l Z., 1992: Potencjalne warunki wystêpowania wiatrów fenowych w Karpatach Polskich, Zeszyty Naukowe UJ, Prace Geograficzne, z. 90, Kraków, 97 112. SUMMARY In this paper the author presented characteristics of topoclimatic conditions in the higher parts of the Bieszczady Mountains in selected days of June 2002. The data used for this study come from three measurement points. Two of them were located at mountain tops: Po³onina Wetliñska and Tarnica and the third measurement point was located in a mountain valley at Wo³osate village. The range of measurements was: air temperature, relative humidity, wind direction and speed and cloudiness. The measurements at Po³onina Wetliñska and Tarnica were made every hour from 6 till 18 UTC and every three hours from 18 till 6 UTC, whereas at Wo³osate village the measurements were made three times a day: at 6, 12 and 18 UTC. During the day the air temperature was lower at the mountain tops than in the mountain valley. On the night of the 26 th June inversion of temperature was recorded in the mountain valley. Wind direction was consistent with the direction of air masses at mountain tops and with the orientation of valley axis in Wo³osate village. On the 28 th June the wind reached the speed of twenty meters per second. It was connected with foehn effect which occurred that day.