: globalne ocieplenie, ocieplenie klimatu, pomiary instrumentalne, średnia temperatura powietrza, seria warszawska, stopniodni grzania, liczba stopniodni grzania, temperatura bazowa, zużycie paliw : Omówiono historię instrumentalnych pomiarów temperatury w Rzeczypospolitej Obojga Narodów w tym serię warszawską pomiarów temperatury powietrza w latach 177926 na Zamku Królewskim w Warszawie rozpoczętą przez jezuitę ks. Jowina Fryderyka BończęBystrzyckiego i ujednoliconej przez klimatologów: prof. Jerzego Michalczewskiego i prof. Halinę Lorenc. W okresie 177926 tempo wzrostu średniej rocznej temperatury powietrza w Warszawie wynosiło,6 /1 lat. Tempo zmian temperatury w poszczególnych miesiącach różni się istotnie. Największe tempo wzrostu temperatury wystąpiło w: grudniu 1,35 /1 lat, styczniu 1,27 /1 lat, marcu 1,1 /1 lat, lipcu 1,1 /1 lat, listopadzie,89 /1 lat, lutym,77 /1 lat, kwietniu,76 /1 lat. Jedynie w sierpniu występuje spadek temperatury w tempie,9 /1 lat. Największe tempo wzrostu średnich temperatur występuje w sezonie grzewczym w: zimie (grudzień, styczeń i luty) o wartości 1,14 /1 lat, wiośnie,78 /1 lat i jesieni,45 /1 lat. Najmniejsze tempo ocieplania występuje w lecie o wartości,1 /1 lat. W ostatnich latach 198 26 największe tempo wzrostu średnich temperatur występuje w: lecie 5,75 /1 lat, w jesieni 2,47 /1 lat, w zimie 1,65 /1 lat i najmniej w miesiącach wiosennych 1,55 /1 lat. Zmiany klimatyczne powodują zmniejszenie liczby stopniodni grzania w sezonie grzewczym i spadek zużycia paliw na ogrzewanie budynków w Polsce. Oszacowano spadek względny procentowy i sumę spadków zużycia paliw na ogrzewanie budynków w Warszawie!! " # # $ % & $ ' ( )! W 1655 r. rozpoczęły się pierwsze instrumentalne obserwacje temperatury *, i stanu nieba w Warszawie w ramach sieci florentyńskiej. Obserwacje prowadzono najdłużej do 1667 r. Zachował się fragment od 1.5.1655 r. do 15.5.1655, który jest najstarszym poza Włochami dokumentem obserwacji meteorologicznych na świecie. Od 1655 do 1699 r. F. Buthner prowadził serię pierwszych instrumentalnych obserwacji meteorologicznych w Gdańsku. W latach 1741759 prowadzono pierwsze instrumentalne obserwacje temperatury w Toruniu wznowione w latach 1761767. Od 1.7.176 do 31.3.1763 r. w Warszawie prowadzili instrumentalne obserwacje temperatury dwaj Francuzi J. E. Guettard członek Królewskiej Akademii Nauk w Paryżu (do 5.5.1762 r.) i ks. J. Delsuc (od 6.5.1762 r.). Serię pierwszych instrumentalnych obserwacji temperatury w Wilnie prowadził jezuita ks. Marcin PoczobuttOdlanicki herbu Pogonia *, przy utworzonym w 177 r. Obserwatorium Astronomicznym. Był on od 1764 r. profesorem matematyki i astronomii a w latach 178 1799 rektorem Uniwersytetu Wileńskiego. Dokończył budowę Obserwatorium Astronomicznego w Wilnie rozpoczętą przez Tomasza Żebrowskiego w roku 1753. Ks. Marcin Poczobutt Odlanicki prowadził regularne obserwacje astronomiczne, z których najważniejsze to wyznaczenie 6 pozycji Merkurego, które posłużyły francuskiemu astronomowi Jérôme Lalande do obliczenia orbit planet i stworzenia tablic ruchu planet. Przed powrotem do jezuitów biało
ruskich przekazał w 187 r. kierownictwo Obserwatorium Janowi Śniadeckiemu. Tytuł astronoma królewskiego otrzymał w 1766 r. Uczniem ks. Marcina PoczobuttaOdlanickiego był Jowin Fryderyk BończaBystrzycki. W młodym wieku wstąpił do zakonu jezuitów i w tym zgromadzeniu kształcił się w zakresie filozofii, matematyki, astronomii i teologii. W Akademii Wileńskiej po 4 latach nauki teologii! ) # uzyskał tytuł magistra a potem doktora teologii. # ) &! ' # ) )! ' ) )! ) # *, # &! $! #! #! % &! Obserwacji dokonywał 3 razy w ciągu dnia o wschodzie Słońca, po południu i pod wieczór na tarasie Zamku Królewskiego. Pomiar temperatury powietrza wykonał on za pomocą termometrum ze skalą Reaumura. Te pomiary są kontynuowane nieprzerwanie do dzisiaj. Ujednolicenie serii warszawskiej, bo takie miano nosi ów zbiór, zawdzięczmy klimatologom: prof. Jerzemu Michalczewskiemu i prof. Halinie Lorenc. 15 1 Średnia roczna Średnia stycznia y =,6x 3,534 R 2 =,1655 Średnia temperatura powietrza (oc) 5 5 1 y =,127x 27,651 R 2 =,587 15 1775 18 1825 185 1875 19 1925 195 1975 2 Analizowany okres (lata)! " # $ % &! # " '! " # ( % &! " # ( ) * # ( # * $, " ( & # &,! ( &!. $, / # & #, " $ # & " % * $ (. 1 ", 2 # ( # % 3 3 4 5 6 7 7 8,. 9 " ", # & #, : " 1 ; * $. $ 2 % " 2 #! % $ ) < = 5 6 > 3? 5 @ 5 S ( ) [4] B ". C!! # 2 # D #. #! E #! # # D #. # " ( ) * # ( F $ / # #, #!. " $! 2 "! F $ ( * " $ 3 3 4 5 6 7 7 8 # % % $ "!. ( $ G / # #, " ; ( # " ( ) * # ( ) $! " ( $ "!. * $. $ 2 % " 2 #! % $ ) < = 5 6 > 3? 5 @ 5 S ( ) [4]
@ # 2 #! " ( ) * # (! # 1 % " * 2 1 & % "! # 1 & " )! " 1 & % ) " " % $ # & $ : " %, ( 5 * "! " # 2 # / # & #, 2 # 2 # ( 3 3 4 5 6 7 7 8,. * $. $ 2 % " 2 #! % $ ) < = 5 6 > 3? 5 @ 5 S ( ) [4] @ # 2 C D #. ( ) * # ( F $, # ) ( #! % $ 2 ( ) $! ( #! # F $ / # #, F $ ( * " $ 3 3 4 5 6 7 7 8 # % % $ "!. ( $ * $. $ 2 % " 2 #! % $ ) < = 5 6 > 3? 5 @ 5 S ( ) [4] Miesiąc Najcieplejszy miesiąc Najzimniejszy miesiąc Średnia temperatura ( ) Średnia temperatura ( ) Styczeń 3,5 1976 13,5 1838 Luty 5,1 199 13,7 1929 Marzec 7,4 1836 6,9 1845 Kwiecień 13,2 1918 2,4 1817 Maj 18,2 1937 7,9 1864 Czerwiec 22,4 1811 13, 1923 Lipiec 14,6 1823 Sierpień 23,8 187 14, 1833 Wrzesień 16,8 1942 9,1 1912 Październik 12,6 197 1,8 185 Listopad 7,6 1926 3,4 1919 Grudzień 14,8 1788 # ) # #! Analizę regresji średnich miesięcznych temperatur powietrza w Warszawie w latach & 177926 podano i na. W latach 177926 największe tempo wzrostu temperatury wystąpiło w: grudniu 1,35 /1 lat, styczniu 1,27 /1 lat, marcu 1,1 /1 lat, lipcu 1,1 /1 lat, listopadzie,89 /1 lat, lutym,77 /1 lat, kwietniu,76 /1 lat. Jedynie w sierpniu występuje spadek temperatury w latach 177926 w tempie,9 /1 lat. @ # 2 # 6 / # ( $ ' % " ( ) # ( $, * # # ) (, * $ ( 1. 1 " ( * '! " 1 ) " " % & 5! 1 " $ % &! 1 ( ) * # ( * $, " ( & # &,! ( &!. $, / # & #, ", 2 # ( # % 3 3 4 5 6 7 7 8. & " $ 3 3 4 $ 6 7 7 8 @ # 2 6 # 2 $ F * # # ) ( ( " ) # ( $ $ F. " $! 2 "! ( * F $ #!! # 2 #! ) $! ( 2 # D #. # " ( ) * # ( "! / # #, F $ ( * " $ 3 3 4 5 6 7 7 8, F $ ) 3 3 4 ( $ 6 7 7 8 Okres czasu p q /rok Styczeń,127 27,651 Luty 77 16,755 Marzec,11 19,425 Kwiecień,76 6,7766 Maj,48 4,4564 Czerwiec,2 16,621 Lipiec,11 16,735 Sierpień,9 19,69 Wrzesień,5 12,545 Październik,42,268 Listopad,89 14,484 Grudzień,135 27,36
! # # 1 y =,127x 27,651 Średnie miesięczne temperatury powietrza ( ) 5 5 1 I II XII y =,77x 16,755 y =,135x 27,36 15 1775 1825 1875 1925 1975 225. Ś (tabela 2) [4]! " # $ % & % (table 2) [4] 25 2 III IV V y =,76x 6,7766 y =,48x 4,4564 Średnie miesięczne temperatury powietrza ( ) 15 1 5 5 y =,11x 19,425 1 15 1775 1825 1875 1925 1975 225 '. Ś ( (tabela 2) [4] '! " # ) ) (table 2) [4]
! " # # 24 22 VI VII VIII y =,11x 16,735 y =,9x 19,69 Średnie miesięczne temperatury powietrza ( ) 2 18 16 14 y =,2x 16,621 12 1775 1825 1875 1925 1975 225 Ś (tabela 2) [4]! " # $ $ (table 2) [4] 2 IX X XI y =,5x 12,545 Średnie miesięczne temperatury powietrza ( ) 15 1 5 y =,42x,268 y =,89x 14,484 5 1775 1825 1875 1925 1975 225. Ś ( (tabela 2) [4]! " # S % % % (table 2) [4]
# ) )!! #! $ W celu określenia wpływu zmian klimatycznych na zużycie paliw na ogrzewanie budynków zdefiniowano i obliczono średnie temperatury ważone liczbą dni miesięcy. Jako jesień zdefiniowano trzy miesiące początkowe sezonu grzewczego (wrzesień, październik i listopad), jako zimę trzy miesiące o największym udziale w zużyciu rocznym paliw na ogrzewanie (styczeń, luty, grudzień) oraz jako wiosnę trzy miesiące kończące sezon grzewczy (marzec, kwiecień i maj). Jako lato przyjęto trzy miesiące czerwiec, lipiec i sierpień, w których nie ogrzewa się budynków. Wyniki analizy regresji średnich temperatur dla tak zdefiniowanych pór roku przedstawiono na i w &. 25 2 zima wiosna lato jesień Średnie temperatury pór roku ( ) 15 1 5 y =,45x,5687 R 2 =,78 y =,1x 17,666 R 2 = 6E5 y =,78x 7,2537 R 2 =,1269 5 y =,114x 24,11 R 2 =,1131 1 1775 18 1825 185 1875 19 1925 195 1975 2 8! ", # $! 2 " % &! " ) " " % ( ) * # ( * $, " ( & #, $ : " 1 "! " & " ), " $! " 2 # ( #, / # & #, ", 2 # ( # % 3 3 4 5 6 7 7 8 $ # & " % * $ (. 1 " (tabela 3),. [4] B ". 8 C D #. ) $! ( 2 # " ( ) * # (, ". (! ) $ F # F $ F # 2 2, "! ( * "!. #! ) ) "! / # #, F $ ( * " $ 3 3 4 5 6 7 7 8 #!. " $! 2 "! (table 3) # % % $ "!. ( $ [4] Największe tempo wzrostu średniej temperatury w latach 177926 występuje w zimie (styczeń, luty i grudzień) o wartości 1,14 /1 lat oraz wiośnie,78 /1 lat i jesieni,45 /1 lat. Najmniejsze tempo ocieplania występuje w lecie o wartości,1 /1 lat. Największy wzrost średnich temperatur wystąpił w sezonie grzewczym.
@ # 2 # > / # ( $ ' % " ( ) # ( $, * # # ) (, * $ ( 1. 1 " ( * '! " 1 ( ) * # ( 5 * $, " ( & # &,! ( &!. $, & " ) ", " $ '! " 2 % " " 1 "! ", / # & #, ", 2 # ( # % 3 3 4 5 6 7 7 8. & " $ 3 3 4 $ 6 7 7 8 @ # 2 > # 2 $ F * # # ) ( ( " ) # ( $ $ F. " $! 2 "! ( * F $ # D #. # " ( ) 5 * # ( F $, "! ( * "!. ) ) #! F # 2 2 "! / # #, F $ ( * " $ 3 3 4 5 6 7 7 8, F $ ) 3 3 4 ( $ 6 7 7 8 " Okres czasu p q /rok Zima (=styczeń luty= grudzień),114 24,11 Wiosna (= marzec kwiecień maj),78 7,2537 Lato (= czerwiec lipiec sierpień),1 17,666 Jesień (= wrzesień październik listopad),45,5687 ) #! #! $ Halina Lorenc poza doprowadzeniem serii do jednorodności wykonała analizę statystyczną danych i wyróżniła w obrębie serii cztery okresy termiczne *, : # (okres najcieplejszy) o średniej temperaturze powietrza t śr =7,62, wyjątkowo ciepłym 1797 r. o średniej rocznej temperaturze 9,6 ; $ ) $ # o średniej temperaturze powietrza t śr =7,28, z wyjątkowo zimnym rokiem 1829 o średniej rocznej temperaturze 4,7 ;! # o średniej temperaturze powietrza t śr = 7,97 ; '!!! # o średniej temperaturze powietrza t śr =8,58, z najcieplejszym rokiem serii 1989 o średniej rocznej temperaturze 9,8 i tempem wzrostu średniej rocznej temperatury powietrza w latach 19826 2,88 /1 lat to jest prawie 5 krotnie większym niż w okresie 177926, kiedy średnie tempo wzrostu średniej rocznej temperatury powietrza w Warszawie wynosiło,6 /1 lat. $ $ #! #! $ Wartości estymatorów parametrów prostych regresji średnich temperatur miesięcznych i rocznych powietrza dla Warszawy w najcieplejszym okresie lat 177918 podano w & i na. W latach 177918 wartość średnia ze średnich temperatur rocznych wynosiła 7,62 a w latach 1779189 7,29. Tempo spadku średniej rocznej temperatury powietrza wynosiło: 1,1 /1 lat w okresie 177918, 2,39 /1 lat w okresie 1779189, 1,23 /1 lat w okresie 1779183 i,69 /1 lat w okresie 17791858. W latach 177918 tempo spadku średnich temperatur rocznych wynosiło 1,1 /1 lat. Najszybciej spadała temperatura w tempie: 1,23 /1 lat w marcu, 6,7 /1 lat we wrześniu, 5,39C/1 lat w sierpniu, 5,22 /1 lat w grudniu, 4,51 /1 lat w czerwcu,,54 /1 lat w listopadzie i,39 /1 lat w lipcu. Wzrost temperatury następował w tempie: 9,96 /1 lat w kwietniu, 3,81 /1 lat w październiku, 3,66 /1 lat w styczniu, 2,54 /1 lat w maju.
@ # 2 # / # ( $ ' % " ( ) # ( $, * # # ) (, * $ ( 1. 1 " ( * '! " 1 ) " " % & 5! 1 " $ % &! 1 ( ) * # ( * $, " ( & # &,! ( &!. $, / # & #, ", 2 # ( # % 3 3 4 5 7 7 3 3 4 5 7 4 3 3 4 5 > 7 " 3 3 4 5?. & " $ $ 2! 1 $.! 1. #! " % * & & " # 2 # ( @ # 2 # 2 $ F * # # ) ( ( " ) # ( $ $ F. " $! 2 "! ( * F $ # D #. ) $! ( 2 #! #!! # 2 # " ( ) * # ( "! / # #, F $ ( * " $ 3 3 4 5 7 7 3 3 7 5 7 4 3 3 4 5 > 7 #! 3 3 4 5?, F $ ) 3 3 4 ( $ 7 7 $ 7 4 $ > 7 $? " Okres Przedział analizowanych lat czasu 177918 1779189 1779183 17791858 p q p q p q p q /rok /rok /rok /rok Styczeń,366 69,428,32 5,9,56 86,494,141 2,818 Luty,182 3,227,36 52,281,351 6,534,186 3,931 Marzec,123 183,23,791 141,83,17 3,183,48 9,224 Kwiecień,996 17,68,133 31,16,12 5,1182,81 21,894 Maj,254 31,579,75 27,16,297 67,44,117 34,592 Czerwiec,451 98,139,7 142,57,123 39,179,19 13,622 Lipiec,39 26,158,248 63,517,134 43,11,129 42,12 Sierpień,539 115,23,46 27,67,282 69,194,168 48,734 Wrzesień,67 122,51,117 34,917,189 47,657,137 38,351 Październik,381 6,331,52 16,927,9 8,482,146 18,513 Listopad,54 11,746,321 59,361,6 8,8343,137 26,653 Grudzień,522 9,42,168 32,89,46 11,42,121 24,575 25 Średnie roczne i miesięczne temperatury powietrza ( ) 2 15 1 5 5 1 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII rok y =,11x 27,326 15 1775 178 1785 179 1795 18 3! " ) " " % &! " $ % &! ( ) * # ( * $, " ( & # &,! ( &!. $, / # & #, ", 2 # 5 ( # % 3 3 4 5 7 7 $ # & " % * $ (. 1 " (tabela 4),. [4] B ". 3 C D #. ) $! ( 2 #! #!! # 2 # " ( ) * # ( "! / # #, F $ ( * " $ 3 3 4 5 7 7 #!. " $! 2 "! (table 4) # % % $ "!. ( $ [4]
$ # $ #! #! $ Jako okres najzimniejszy przyjęto lata 1811889 o wartości średniej ze średnich rocznych temperatur powietrza w tym okresie t śr =7,28, z wyjątkowo zimnym rokiem 1829 o średniej rocznej temperaturze 4,7, rokiem 1871 o średniej rocznej temperaturze 5,4 i rokiem 187 o średniej rocznej temperaturze 5,8. Wartości estymatorów parametrów prostych regresji średnich temperatur miesięcznych i rocznych powietrza podano w & i na. 25 Średnie roczne i miesięczne temperatury powietrza ( ) 2 15 1 5 5 1 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII rok y =,33x 1,161 15 18 181 182 183 184 185 186 187 188 189 19. Ś! " ) " " % &! " $ % &! ( ) * # ( * $, " ( & # &,! ( &!. $, / # & #, ", 2 # 5 ( # % 7 5 4 $ # & " % * $ (. 1 " (tabela 5),. [4] B ". 3 C D #. ) $! ( 2 #! #!! # 2 # " ( ) * # ( "! / # #, F $ ( * " $ 7 5 4 #!. " $! 2 "! (table 5) # % % $ "!. ( $ [4] W latach 1811889 tempo wzrostu średnich temperatur rocznych wynosiło,33 /1 lat. Najszybciej rosła temperatura w tempie: 2,7 /1 lat w styczniu, 1,7 /1 lat w czerwcu,,83 /1 lat w lutym,,79 /1 lat w kwietniu,,36 /1 lat w grudniu,,15 /1 lat w lipcu,,7 /1 lat we wrześniu i,4 /1 lat w listopadzie. Spadek temperatury następował w tempie: 1,23 /1 lat w sierpniu,,34 /1 lat w marcu i,14 /1 lat w październiku. @ # 2 #? / # ( $ ' % " ( ) # ( $, * # # ) (, * $ ( 1. 1 " ( * '! " 1 ) " " % & 5! 1 " $ % &! 1 ( ) * # ( * $, " ( & #, / # & #, ", 2 # ( # % 7 5 4 " 7 5 4. & " $ 7 2 7 $ 4 @ # 2? # 2 $ F * # # ) ( ( " ) # ( $ $ F. " $! 2 "! ( * F $ # D #. ) $! ( 2 #! #!! # 2 # " ( ) * # ( "! / # #, F $ ( * " $ 7 5 4 #! 7 5 4, F $ ) 7 $ 7 ( $ 4
Przedział analizowanych lat Okres czasu 1811889 1811889 p q t śr p q /rok /rok Styczeń,27 54,333 4,5,333 65,97 Luty,83 18,213 2,9,85 18,613 Marzec,34 6,8319,7,13 24,76 Kwiecień,79 7,5874 7,1,82 8,16 Maj,46 21,437 12,9,14 15,596 Czerwiec,17 2,7278 17,2,42 9,456 Lipiec,15 15,99 18,6,23 14,36 Sierpień,123 4,388 17,6,76 31,697 Wrzesień,7 12,38 13,3,7,3987 Październik,14 1,413 7,9,6 19,121 Listopad,4,9779 1,8,3 7,3639 Grudzień,36 9,17 2,5,8 17,395! #! #! $ Lata 1891979 są okresem stałego wzrostu temperatury o wartości średniej ze średnich rocznych temperatur powietrza t śr =7,97. Tempo wzrostu średnich temperatur rocznych wynosiło,48 /1 lat. Najszybciej rosła temperatura w tempie & : 1,78 /1 Średnia miesięczna i roczna temperatura powietrza ( ) 25 2 15 1 5 5 1 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII rok y =,48x 1,2728 R 2 =,285 y =,42x 5,735 R 2 =,12 15 189 19 191 192 193 194 195 196 197 198 4 Ś! " ) " " % &! " $ % &! ( ) * # ( * $, " ( & # &,! ( &!. $, / # & #, ", 2 # 5 ( # % 4 7 5 4 3 4 $ # & " % * $ (. 1 " (tabela 6),. [4] B ". 4 C D #. ) $! ( 2 #! #!! # 2 # " ( ) * # ( "! / # #, F $ ( * " $ 4 7 5 4 3 4 #!. " $! 2 "! (table 6) # % % $ "!. ( $ [4]
lat w czerwcu i listopadzie, 1,15 /1 lat w grudniu,,81 /1 lat w sierpniu,,72 /1 lat we wrześniu,,61 /1 lat w maju,,6 /1 lat w kwietniu,48 /1 lat w lipcu. Spadek temperatury następował w tempie: 1,5 /1 lat w marcu,,63 /1 lat w lutym,,42 /1 lat w styczniu i,1 /1 lat w październiku. @ # 2 # 8 / # ( $ ' % " ( ) # ( $, * # # ) (, * $ ( 1. 1 " ( * '! " 1 ) " " % & 5! 1 " $ % &! 1 ( ) * # ( * $, " ( & # &,! ( &!. $, / # & #, ", 2 # ( # % 3 3 4 5 7 7 7 5 4 4 7 5 4 3 4 " 4 7 5 6 7 7 8. & " $ $ 2! 1 $.! 1. #! " % * & & " # #! # 2 " & $, #! % 2 # ( @ # 2 8 # 2 $ F * # # ) ( ( " ) # ( $ $ F. " $! 2 "! ( * F $ # D #. ) $! ( 2 #! #!! # 2 # " ( ) * # ( "! / # #, F $ ( * " $ 3 3 4 5 7 7 7 5 4 4 7 5 4 3 4 #! 4 7 5 6 7 7 8, F $ ) 3 3 4 $ 7 $ 4 7 $ 4 7 ( $ 7 7 $ 4 $ 4 3 4 $ 6 7 7 8 Okres Przedział analizowanych lat czasu 177918 1811889 1891979 19826 p q p q p q p q /rok /rok /rok /rok Styczeń,366 69,428,27 54,333,42 5,735,9,1225 Luty,182 3,227,83 18,213,63 1,196,689 138,26 Marzec,123 183,23,34 6,8319,15 22,42,178 38,14 Kwiecień,996 17,68,79 7,5874,6 3,7655,458 82,566 Maj,254 31,579,46 21,437,61 1,8852,195 24,395 Czerwiec,451 98,139,17 2,7278,178 17,517,385 59,757 Lipiec,39 26,158,15 15,99,48 9,364,95 17,8 Sierpień,539 115,23,123 4,388,81 1,9997,384 58,77 Wrzesień,67 122,51,7 12,38,72,3943,235 33,196 Październik,381 6,331,14 1,413,1 1,277,81 7,3677 Listopad,54 11,746,4,9779,178 31,529,432 82,875 Grudzień,522 9,42,36 9,17,115 23,15,139 27,375 '!! '! #! #! $ Po roku 198 nastąpił gwałtowny wzrost temperatury (t śr =8,58 ) z najcieplejszym rokiem 1989 serii warszawskiej o średniej rocznej temperaturze 9,8 & i tempem wzrostu średniej rocznej temperatury powietrza 2,88 /1 lat. Najszybciej rosła temperatura w tempie & : 9,5 /1 lat w lipcu, 6,89 /1 lat w lutym, 4,58 /1 lat w kwietniu, 4,32 /1 lat w listopadzie, 3,85 /1 lat w czerwcu, 3,84 /1 lat w sierpniu, 2,35 /1 lat we wrześniu, 1,95 /1 lat w maju i,81 /1 lat w październiku. Spadek temperatury następował w trzech miesiącach w tempie: 1,78 /1 lat w marcu, 1,39 /1 lat w grudniu i,9 /1 lat w styczniu. W & zestawiono wyniki analizy regresji dla wydzielonych czterech okresów w latach 177926. Średnie temperatury marca we wszystkich tych okresach malały w tempie 7,91 /1 lat w latach 1779189, 1,3 /1 lat w latach 1811889, 1,5 /1 lat w latach 1891979 i 1,78 /1 lat w latach 19826. Największe tempo wzrostu średniej temperatury w latach 19826 & występuje w lecie (czerwiec, lipiec, sierpień) o wartości 5,75 /1 lat, w jesieni 2,47 /1 lat, w zimie (styczeń, luty i grudzień) o wartości 1,65 /1 lat oraz we wiośnie 1,55 /1 lat. Wzrost średnich temperatur w sezonie grzewczym w latach 19826 wynosi 1,89 /1 lat. Należy więc oczekiwać spadku zużycia paliw na ogrzewanie budynków w Polsce.
25 Średnie miesięczne i roczne temperatury powietrza ( ) 2 15 1 5 5 1 y =,288x 48,848 R 2 =,799 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII rok 15 198 1985 199 1995 2 25 21 7 Ś! " ) " " % &! " $ % &! ( ) * # ( * $, " ( & # &,! ( &!. $, / # & #, ", 2 # ( # % 4 7 5 6 7 7 8 $ # & " % * $ (. 1 " (tabela 6),. [4] B ". 7 C D #. ) $! ( 2 #! #!! # 2 # " ( ) * # ( "! / # #, F $ ( * " $ 4 7 5 6 7 7 8 #!. " $! 2 "! (table 6) # % % $ "!. ( $ [4] @ # 2 # 3 / # ( $ ' % " ( ) # ( $, * # # ) (, * $ ( 1. 1 " ( * '! " 1 ( ) * # ( 5 * $, " ( & # &,! ( &!. $, & " ) ", " $ '! " 2 % " " 1 "! ", / # & #, ", 2 # ( # % 4 7 5 6 7 7 8. & " $ 4 7 $ 6 7 7 8 @ # 2 3 # 2 $ F * # # ) ( ( " ) # ( $ $ F. " $! 2 "! ( * F $ # D #. # " ( ) 5 * # ( F $, "! ( * "!. ) ) #! F # 2 2 "! / # #, F $ ( * " $ 4 7 5 6 7 7 8, F $ ) 4 7 ( $ 6 7 7 8 Okres czasu p q /rok Zima (= grudzień styczeń luty),165 33,876 Wiosna (= marzec kwiecień maj),155 22,335 Lato (= czerwiec lipiec sierpień),575 96,366 Jesień (= wrzesień październik listopad),247 4,775,288 48,848 ) ' # Najprostszą metodę obliczania liczby stopniodni grzania Sd(t b ) stosuje się w USA Kanadzie i Niemczech, gdzie oblicza się ją ze średniej dziennej temperatury powietrza zewnętrznego. Metoda zakłada, że ogrzewanie jest wyłączone w dniach kiedy średnia dzienna temperatura powietrza jest większa od temperatury bazowej. Dla temperatury bazowej t b i średniej dziennej temperatury t śr (i) liczbę stopniodni grzania oblicza się ze wzoru *, :
Sd(t b [ ( )]..... ( ) )= = 1 (1)..... ( ) > W USA jako temperaturę bazową przyjmuje się 18,3 (65 o F), w Europie kontynentalnej jako temperaturę bazową przyjmuje się 18 a w Wielkiej Brytanii również 15,5. Dzień ze średnią temperaturą dzienną 1 będzie miał 8 dni grzania dla temperatury bazowej t b =18 i 5,5 dla t b =15,5. Sumowanie dziennej liczby stopniodni grzania wg wykonuje się dla miesiąca, kwartału lub roku. W *, podano dla temperatury bazowej 18,3 (65 o F=18,3 ) zależność: między liczbą stopniodni grzania dla całego roku a średnią roczną temperaturą powietrza Sd(t b =18,3 ) 361 (18,3t śr r ) dla t śrr mniejszej od 12 (2) Korzystając z wyznaczonej prostej regresji średniej rocznej temperatury powietrza w latach 177926 można wyznaczyć analitycznie prostą regresji rocznej liczby stopniodni grzania w latach 177926 Sd(18,3 ) 361(18,3t śr r )=361 [18,3 (,6 x3,534)]=361 [18,3,6 x 3,534]= =361 [,6 x 21,834]= 2,166( dni/rok) x 7882,74 dni Na przedstawiono prostą regresji rocznej liczby stopniodni grzania z wyznaczonych dla każdego roku w latach 177926 Sd(18,3 ) według wzoru. Niewielkie różnice w wartościach estymatorów prostej regresji wynikają ze stosowanych w trakcie obliczeń zaokrągleń. 55 Roczna liczba stopniodni grzania SD(18,3 ) ( dzień) 5 45 4 35 3 25 y = 2,152x 7882,1 R 2 =,1655 2 1775 18 1825 185 1875 19 1925 195 1975 2 S! "!! # $ $ % & ' ( ( ) * $ $ % ' ( ( ),. # S "! / # $ $ % & ' ( ( )! # * / $ $ % ' ( ( ) Lata
* * % #! ) #! ' #!! $! $ # & ) ' # )! # ' ) ) W krótszym okresie lat 199327 prostą regresji rocznej liczby stopniodni grzania, obliczonej wzorem Hitchin a *,, można opisać równaniem: Sd(18,3 )= 8,6261 ( dzień/rok) 2884 dzień, (3) a liczbę stopniodni grzania miesięcy sezonu grzewczego (bez czerwca, lipca i sierpnia), obliczonej wzorem Hitchin a *,, równaniem: Sd(18,3 )= 6,6845 ( dzień/rok) 16882 dzień (4) W krótszym okresie lat 199327 tempo spadku liczby stopniodni grzania jest większe niż w latach 19826. Średnia wieloletnia (19712) liczba stopniodni grzania dla Warszawy wynosi: Sd(18,3 ) N = 3551,9 dni dla miesięcy sezonu grzewczego, Sd(18,3 ) N = 3698,9 dni dla całego roku. )! # ' )! #! ' #! określony jest wzorem: S S (18,3 ; ) (18,3 ) ( ) = S 1% (18,3 ) (5) gdzie: Sd(18,3 ) N średnia wieloletnia liczba stopniodni grzania, Sd(18,3 ; x) bieżąca liczba stopniodni grzania w roku x, x od 1993 do 27 r. )!! # ' )! $ )! ) )! #! #! ' #!! ) ) zdefiniowany jest wzorem: S. ( 2 (18,3 ; ) (18,3 ) 1, 2 ) S 1% (18,3 ) = = = 1 S S (6) i przedstawiona jest dla Warszawy dla lat od 1993 do 27 i średniej wieloletniej (1971 2) liczby stopniodni grzania Sd(18,3 ) N = 3551,9 dni dla miesięcy sezonu grzewczego na. W latach 199327 wskutek ocieplenia klimatu zużycie paliw w Warszawie na ogrzewanie budynków spadło sumarycznie o około 18% względem średniego rocznego zużycia paliw w latach 19712. Przyjęcie do porównań zużycia paliw na ogrzewanie wcześniejszych zimniejszych okresów wieloletnich o większej liczbie stopniodni grzania powoduje wzrost spadków i sumarycznych spadków zużycia paliw na ogrzewanie.
15 Spadki i suma spadków względnych procentowych (%) 1 5 5 1 15 spadek zużycia paliw suma spadków y =,1861x 37,91 y = 1,2479x 2489,6 2 1993 1995 1997 1999 21 23 25 27 S! S " #! $ % % # #! & ' ' ' ( ( ( ( (! S " #! ) $ % % # * # * S! % #! ) #! ' #!! $! $ # & ) ' # )! # ' ) ) Oszacujemy obecnie spadek zużycia paliw na ogrzewanie budynków w latach 199327 względem wielolecia 1951198, a więc ostatniego trzydziestolecia przed gwałtownym wzrostem średniej rocznej temperatury powietrza jakie miało miejsce w latach 19826. Średnia wieloletnia (1951198) liczba stopniodni grzania Sd(18,3 ) dla Warszawy obliczona przy pomocy wzoru Hitchin a *, wynosi: roczna Sd(18,3 ) = 3848,5 dni; w miesiącach sezonu grzewczego (bez czerwca, lipca i sierpnia) Sd(18,3 ) = 372,1 dni. Na i w & przedstawiono spadek względny procentowy i sumę spadków względnych procentowych (ujemnych spadków i dodatnich wzrostów) zużycia paliw na ogrzewanie w latach od x 1 =1993 do x 2 =27, jeżeli za średnią wieloletnią liczbę stopniodni grzania Sd(18,3 ) (bez czerwca, lipca i sierpnia) przyjąć wartość dla lat 1951198. W 1993 r. miesiące sezonu grzewczego miały liczbę stopniodni grzania równą Sd(18,3 )=3543,3 dni mniejszą od wieloletniej (1951198) liczby stopniodni grzania równej 372,1 dni, dlatego zużycie paliw na ogrzewanie było mniejsze o 4,29% niż średnie roczne zużycie paliw w wieloleciu 1951198. W następnym 1994 r. miesiące sezonu grzewczego miały liczbę stopniodni grzania równą Sd(18,3 )=3368 dni mniejszą od wieloletniej (1951198), dlatego zużycie paliw na ogrzewanie było mniejsze o 9,2% niż śred
nie roczne zużycie paliw w wieloleciu 1951198. W latach 19931994 suma spadków zużycia paliw wynosiła więc 13,31%. W 1995 r. spadek zużycia paliw wyniósł 2,9% a suma spadków w latach 19931995 16,22%. 2 1 Spadek i suma spadków zużycia paliw na ogrzewanie (%) 1 2 3 4 5 6 7 Spadek zużycia paliw na ogrzewanie Suma spadkow zużycia paliw na ogrzewanie 8 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2 21 22 23 24 25 26 27 S % "! S " #! $ # #! & ' ' ' ( ( ( ( ( % "! S " #! ) $ # * # * S! W 1996 r. miesiące sezonu grzewczego były zimniejsze od wielolecia 1951198 i miały liczbę stopniodni grzania Sd(18,3 )=3917,3 dni większą od wieloletniej (1951198) liczby stopniodni grzania 372,1 dni, dlatego zużycie paliw na ogrzewanie było większe o 5,81% niż średnie roczne zużycie paliw w wieloleciu 1951198. Suma spadków zużycia paliw w latach 19931996 zmalała do 16,22%5,81%= 1,41%. W najcieplejszym roku 2 spadek zużycia paliw na ogrzewanie wynosił 16,22% a w 27 r. 11,31% średniego rocznego zużycia paliw w wieloleciu 1951198. Ponieważ okres porównawczy 1951198 był zimniejszy niż okres 19712 więc suma spadków względnych procentowych zużycia paliw na ogrzewanie jest większa i wynosiła 78,3254%. W latach 199327 wskutek ocieplenia klimatu zużycie paliw w Warszawie na ogrzewanie budynków spadło sumarycznie o około 18% względem średniego rocznego zużycia paliw w wieloleciu 19712. Przyjęcie do porównań zużycia paliw na ogrzewanie wcześniejszych zimniejszych okresów wieloletnich o większej liczbie stopniodni grzania powoduje wzrost spadków i sumarycznych spadków zużycia paliw na ogrzewanie ( & ). I tak w latach 199327 wskutek ocieplenia klimatu zużycie paliw w Warszawie na ogrzewanie budynków spadło sumarycznie o około: 47,59% względem średniego rocznego zużycia paliw w
wieloleciu 19512, 72,61% względem średniego rocznego zużycia paliw w wieloleciu 1961198, 78,33% względem średniego rocznego zużycia paliw w wieloleciu 1951198 ostatnim trzydziestoleciu przed gwałtownym ociepleniem klimatu w latach 19826. " S! % "! S " #! #! " ' ' ' ( ( ( ( % "! S " #! ) * # * S! Sd(18,3) dla miesięcy sezonu grzewczego Średnia wieloletnia Sd(18,3) dla 1951 198 Spadek zużycia paliw na ogrzewanie Suma spadków zużycia paliw na ogrzewanie dni dni % % 1993 3543,3 372,1 4,29 4,29 1994 3368, 372,1 9,2 13,31 1995 3594,6 372,1 2,9 16,22 1996 3917,3 372,1 5,81 1,41 1997 3569, 372,1 3,6 14, 1998 3453,1 372,1 6,73 2,73 1999 3377,9 372,1 8,76 29,49 2 311,8 372,1 16,22 45,7 21 3637,1 372,1 1,76 47,46 22 3447,6 372,1 6,87 54,34 23 3719,1 372,1,46 53,88 24 3536,5 372,1 4,47 58,35 25 3526,2 372,1 4,75 63,1 26 3557,1 372,1 3,92 67,2 27 3283,5 372,1 11,31 78,33 S! #! ' ' ( ( ( ( S " #! ) * # * S! Średnia wieloletnia liczba stopniodni grzania Sd(18,3) N Okres dla średniej wieloletniej liczby stopniodni grzania Sd(18,3) N dni % 372,1 1951198 78,33 3655,6 1951199 6,22 3623,8 19512 47,59 3687,3 1961198 72,61 363,2 1961199 5,14 3592,7 196126 35,3 3551,9 19712 18,19 Suma spadków zużycia paliw na ogrzewanie
1 Suma spadków względnych procentowych w latach 199327 (%) 2 3 4 5 6 7 y =,3998x 141,7 R 2 =,9999 8 9 354 356 358 36 362 364 366 368 37 372 Średnia wieloletnia liczba stopniodni grzania Sd(18,3 ) S " #! ) #! & ' ' ( ( ( ( S " #! ) * # * S! W okresie 177926 tempo wzrostu średniej rocznej temperatury powietrza w Warszawie wynosiło,6 /1 lat. Tempo zmian temperatury w poszczególnych miesiącach różniło się istotnie. Największe tempo wzrostu temperatury wystąpiło w: grudniu 1,35 /1 lat, styczniu 1,27 /1 lat, marcu 1,1 /1 lat, lipcu 1,1 /1 lat, listopadzie,89 /1 lat, lutym,77 /1 lat, kwietniu,76 /1 lat. W sierpniu występował spadek temperatury w tempie,9 /1 lat. % ) # $ $ #! ) ) $ # $ $ # $ #!! #! #!! # '!! '! #!! # Największe tempo wzrostu średnich temperatur w latach 177926 występowało w miesiącach sezonu grzewczego w: zimie (grudzień, styczeń i luty) o wartości 1,14 /1 lat, wiośnie,78 /1 lat i jesieni,45 /1 lat Najmniejsze tempo ocieplania występowało w lecie o wartości,1 o $! #! # C/1 lat. )!!!! $! # $ $ #!! #! ) $ )! # #! # ' # $ # # & ) ' #! # ' #! #! ) $ ) #! ' #! & )!
Jeżeli porównuje się zużycie paliw w okresie lat 199327 z ostatnimi trzydziestoma latami 1951198 poprzedzającymi okres gwałtownych wzrostów temperatury, to suma spadków względnych procentowych zużycia paliw na ogrzewanie wynosiła 78,3254%. W ciągu 15 lat zaoszczędzono 78,3254% średniego rocznego zużycia paliw w wieloleciu 1951198. W najcieplejszym roku 2 spadek zużycia paliw na ogrzewanie wynosił 16,22% a w 27 r. 11,31% średniego rocznego zużycia paliw w wieloleciu 1951198. Oszacowany spadek i suma spadków zużycia paliw na ogrzewanie budynków w Warszawie są reprezentatywne dla całej Polski. Liczba stopniodni grzania dla Warszawy jest zbliżona dla średniej ważonej zaludnieniem liczby stopniodni dla całej Polski. [1] IMGW O klimacie. Najstarsze obserwacje meteorologiczne w Polsce. www.imgw.pl/wl/internet/zz/klimat/32_polska.html [2] Grzebień L. i inni (red.): Encyklopedia wiedzy o jezuitach na ziemiach Polski i Litwy, 15641995. Wydział Filozoficzny Towarzystwa Jezusowego, Kraków 1996 [3] Mirosław Rutkowski : Zwariowana pogoda. Wiedza i Życie nr 1/21 [4] Seria warszawska. pogol.chilan.com/z12375tsr.htm [5] Dopke J.: Zależność zużycia gazu ziemnego w gospodarstwach domowych od liczby stopniodni grzania. Rynek Energii 26 nr 5. [6] Dopke J.: Zależność zużycia gazu ziemnego w gospodarstwach domowych od liczby stopniodni grzania. Gaz Woda i Technika Sanitarna 27 nr 3. [7] Dopke J.: Obliczanie miesięcznej liczby stopniodni grzania. WWW.cire.pl 24.3.29 r. [8] Dopke J.: Obliczanie miesięcznej liczby stopniodni grzania. WWW.ogrzewnictwo.pl 26.3.29 r. [9] McKay G.A., Allsoppt: The role of climate in effecting energy demand/supply w Bach W., Pankrath J., Williams J.: Interactions of Energy and Climate. pp 5372. D. Reidel Publishing Company, Dordrecht, Holland. [1] Degreedays: theory and application TM41:26. The Chartered Institution of Building Services Engineers 222 Balham High Road, London SW129BS. global warming, climate warming, instrumental measurement, temperature monitoring, Warsaw series 177926, average air temperature, heating degree days, base temperature, fuel consumption This paper describes the history of temperature instrumental measurement in Polish Lithuanian Commonwealth and Warsaw series the air temperature monitoring in years 177926 on King s Castle by Jesuit Jowin Fryderyk BończaBystrzycki and standardized by prof. Jerzy Michalczewski and prof. Halina Lorenc. In years 177926 the speed of the average annual air temperature rise in Warsaw was,6 /1 years The speed of the monthly air temperature rise was different for different months. The speed of the monthly air temperature rise was in: December 1,35 /1 years, January 1,27 /1 years, March 1,1 /1 years, July 1,1 /1 years, November,89 /1 years, February,77 /1 years, April,76 /1 years. Only in August the monthly air temperature was decreased,9 /1 years. The greatest speed of air temperature rise was in the heating season in : winter (December, January and February) with value 1,14 /1 years, spring,78 /1 years and fall,45 /1
years. The least speed of air temperature rise was in summer with value,1 /1 years. In the last years 19826 the greatest speed of air temperature rise was in: summer with value 5,75 /1 years, fall with the value 2,47 /1 years, winter with the value 1,65 /1 years and spring with the value 1,55 /1 years. These climate changes decrease of heating degree days in heating season and decrease fuel consumption for building heating in Poland. Author estimates relative proportional decrease and cumulative relative proportional decrease of fuel consumption for building heating in Warsaw. # $ # )!