Aktywność niżów śródziemnomorskich nad Polską a cyrkulacja w górnej i środkowej troposferze

• Autorzy: Degirmendžić J. , Kożuchowski K. M.

Warianty tytułu

EN

Activity of Mediterranean Lows over Poland Versus Upper and Middle Tropospheric Circulation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedmiotem opracowania jest zbiór 351 niżów, które w latach 1958-2008 przemieściły się znad basenu Morza Śródziemnego nad obszar Europy Środkowo-Wschodniej. Wyróżniono 4 klasy trajektorii tych niżów: 46% z nich przemieszczało się szlakiem z południa przez obszar Polski (szlak centralny, C), 22% − szlakiem wschodnim (E), biegnącym na wschód od granic kraju, 10% − szlakiem zachodnim (W) przez Niemcy, a 22% niżów przemieszczało się w kierunku wschodnim przez kraje leżące na południe od Polski (szlak południowy, S). Ponad 2/3 niżów śródziemnomorskich wystąpiło w czasie panowania południkowego makrotypu E cyrkulacji środkowo-troposferycznej (wg klasyfikacji Vangengeima-Girsa). W latach 1958-2008 częstość niżów śródziemnomorskich wykazywała istotną tendencję malejącą: roczna liczba niżów zmniejszyła się o 3,7 w ciągu 51 lat, tj. o ½ średniej wartości wieloletniej (tab. 3). Stwierdzony trend zniżkowy niżów MEC jest zbieżny z oceną zmian częstości niżów przekraczających z południa na północ równoleżnik 52º N między 20 i 35ºE, ustaloną przez Seppa (2005, tab. 1). W okresie 1958-2008 spadła także znacząco liczba dni występowania makrotypu cyrkulacji E (spadek o 1/3 w ciągu 51 lat, tab. 3, rys. 4). Opady związane z działalnością niżów śródziemnomorskich zmalały w Polsce o 40% (tab. 3, rys. 5), zmniejszyła się także średnia zawartość wody opadowej w atmosferze nad Polską (tab. 3, rys. 6). Występowanie oraz trajektoria niżów śródziemnomorskich są związane z wyraźnie zaznaczającą się zatoką w polu izohips i długą falą cyrkulacji górnotroposferycznej na powierzchni izobarycznej 300 hPa nad środkową i zachodnią Europą. W południowej części tej zatoki, nieco na wschód od jej osi, występują maksima prędkości podzwrotnikowego prądu strumieniowego (rys. 7). We wschodnim skrzydle fali górnotroposferycznej rozwija się silna dywergencja, sprzyjająca aktywności niżów śródziemnomorskich, szczególnie na wschodnim torze ich wędrówki. Po zachodniej stronie fali powstaje konwergencja (rys. 8). Cyrkulacja górnotroposferyczna, także zgodnie z opiniami innych autorów (Ulbrich i in., 2003), jest głównym czynnikiem wpływającym na frekwencję i aktywność niżów śródziemnomorskich przemieszczających się nad Europą Środkowo-Wschodnią. Niże te stanowią potencjalne źródło ekstremalnie wysokich opadów oraz powodzi w Polsce i w krajach sąsiednich. Stwierdzono, że w analizowanym okresie częstość niżów śródziemnomorskich w Europie Środkowo-Wschodniej charakteryzowała się tendencją malejącą.

EN

351 cyclones that migrated from the Mediterranean Sea basin over the area of Central and Eastern Europe in the period 1958-2008 constitute the subject of the study. Those systems were grouped into 4 classes depending on their trajectories: 46% of them traveled meridionally crossing the territory of Poland (central track, C), 22% moved along the eastern route (E), east of the borders of the country, 10% migrated along the western track (W), across Germany and 22% of lows traveled eastward along trajectories situated south of Poland (southern route, S). More than 2/3 of the Mediterranean lows occurred during the presence of E meridional macro-circulation form in the middle troposphere (according to Vangengeim-Girs classification). The number of Mediterranean lows showed a significant downward trend in the period 1958-2008: the annual number of cyclones decreased by 3.7 within 51 years, i.e. approximately ½ of the long-term average (tab. 3). The observed downward trend of MECs is in accordance with Sepp's (2005) assessment concerning changes in frequency of lows crossing the 52ºN parallel between 20 and 35ºE on their way to the north (tab. 1). Number of days with E macro-circulation type also declined significantly in the period 1958-2008 (a decrease of 3.1 in 51 years, Tab. 3, Fig. 4). Precipitation associated with the activity of Mediterranean lows decreased in Poland by 40% (Table 3, Fig. 5). The average content of the precipitable water in the atmosphere over Poland also reduced (Tab. 3, Fig. 6). Location and trajectory of Mediterranean cyclones are associated with distinct trough and long wave developed at 300 hPa isobaric surface over central and western Europe. Jet streak is embedded in the subtropical jet stream in the southern part of that trough, just east of its axis (Fig. 7). In the eastern branch of the trough a strong divergence is present, enhancing the activity of Mediterranean cyclones, particularly those traveling along the eastern track (~Vb cyclones). Convergence is dominant in the western branch of the trough (Fig. 8). Upper-tropospheric circulation, as also other authors claim (e.g. Ulbrich et al., 2003), constitutes a major factor affecting frequency and activity of Mediterranean lows traveling through Central and Eastern Europe. These systems create favorable conditions for the formation of extremely high rainfall and floods in Poland and neighboring countries. It is found that the number of Mediterranean lows in Central and Eastern Europe declined in the analyzed period.

Słowa kluczowe

PL

niże śródziemnomorskie; tor niżów Vb; formy cyrkulacji wg Vangengeima-Girsa; cyrkulacja górnotroposferyczna; trendy zmian wieloletnich

EN

Mediterranean lows; Vb cyclones track; Vangengeim-Girs macro-circulation forms; uppertropospheric circulation; long-term trends

• Wydawca: Polskie Towarzystwa Geofizyczne ; Komitet Geofizyki PAN
• Czasopismo: Przegląd Geofizyczny
• Rocznik: 2016
• Tom: Z. 1-2
• Strony: 3--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 57 poz., tab., wykr., mapy

Twórcy

autor

Degirmendžić J.

• Katedra Geografii Fizycznej, Wydział Nauk Geograficznych, Uniwersytet Łódzki

autor

Kożuchowski K. M.

• Instytut Nauk Leśnych, Filia UŁ w Tomaszowie Mazowieckim

Bibliografia

• [1] Anagnostopoulou Chr., Tolika K., Flocas H., Maheras P., 2006, Cyclones in the Mediterranean region: present and future climate scenarios derived from a general circulation model (HadAM3P). Adv. Geosci., 7, 9-14.
• [2] Bartholy J., Pongracz R., Pattantyus-Abraham M., 2009, Analyzing the genesis, intensity, and tracts of western Mediterranean cyclones. Theor. Appl. Climatol., 96, 133-144.
• [3] Bartoszek K., 2006. Niże śródziemnomorskie. Prz. Geof., 51, 1, 35-43.
• [4] Beebe R. G., Bates F. C., 1955, A Mechanism for Assisting in the Release of Convective Stability. Mon. Wea. Rev., 83, 1-10.
• [5] Besselaar E. J. M., Klein Tank A. M. G., Buishand T. A., 2013, Trends in European precipitation extremes over 19512010. Int. J. Climatol., 33, 12, 2682-2689.
• [6] Bielec-Bąkowska Z., 2010, A classification of deep cyclones over Poland (1971-2000). Physics and Chemistry of the Earth, 35, 491-497.
• [7] Bluestein H. B., 1992, SynopticDynamic Meteorology in Midlatitudes, vol. I, Principles of Kinematics and Dynamics. Oxford University Press, ss. 431.
• [8] Bogdanowicz E., Stachy J., 1998, Maksymalne opady deszczu w Polsce. Charakterystyki projektowe. Materiały Bad. IMGW, ser. Hydrologia i Oceanologia, 23, ss. 85.
• [9] Bogdanowicz E., Stachy J., 2002, Maximum rainfall in Poland – a design approach. [w:] Snorasson A., Finnsdottir H. P., Moss M. (red.) The Extremes of the Extremes: Extraordinary Floods. IAHS Publication 227, 15-18.
• [10] Degirmendžić J., Kożuchowski K., 2014, Sezonowe wahania liczby niżów śródziemnomorskich w Europie Środkowo-Wschodniej. Prz. Geof., 59, 1-2, 5-18.
• [11] Degirmendžić J., Kożuchowski K., 2015a, Precipitation of the Mediterranean origin in Poland – its seasonal and longterm variability. Quaestiones Geographicae 34, 1, Bogucki Wyd. Nauk., Poznań, 37-52.
• [12] Degirmendžić J., Kożuchowski K., 2015b, Szlaki niżów śródziemnomorskich nad Europą Środkowo-Wschodnią a opady w Polsce. Prz. Geogr., 87, 3, 377-397.
• [13] Degirmendžić J., Kożuchowski K., 2016, The Mediterranean cyclones, precipitable water and precipitation in Poland. Geographia Polonica (w druku).
• [14] Dimitrieev A. A., Belyazo V. A., 2006. Kosmos, planetarnaâ klimaticheskaâ izmenčivost’ i atmosfera polarnyh regionov. Gidrometeoizdat, St. Petersburg, ss. 358.
• [15] Girs A. A., 1948, K voprosu izučeniâ osnovnyh form atmosfernoj cirkulacii. Meteor. i Gidrol., 3, 10.
• [16] Girs A. A., 1960, Osnowy dolgosročnyh prognozov pogody. Gidrometeoizdat, Leningrad, ss. 560.
• [17] Girs A. A., 1964, O sozdanii edinoj klassifikacii makrosinoptičeskih prosessov severnogo polušariâ. Meteor. i Gidrol., 4, 43-47.
• [18] Girs A. A., 1971, Mnogoletnie kolebaniâ atmosfernoj cirkulacii i dolgosročnye gidrometeorologičeskie prognozy . Gidrometeoizdat, Leningrad, ss. 280.
• [19] Girs A. A., 1974, Makrocirkuliacionnyj metod dolgosročnyh meteorologičeskih prognozov. Gidrometeoizdat, Leningrad, ss. 488.
• [20] Girs A. A., 1981, K voprosu o formah atmosfernoj cirkulacii i ih prognostičeskom ispolzovanii. Trudy AANII, 374, 4-13.
• [21] Hann J., 1906, Lehrbuch der Meteorologie. Chr. Herm. Tauchnitz, Lepizig, ss. 642.
• [22] Hess P., Brezowsky H., 1952, Katalog des Grosswetterlagen Europa. Berichte des Deutschen Wetterdienstesin der US Zone, 33, Bad Kissingen.
• [23] Kalnay E., Kanamitsu M., Kistler R., Collins W., Deaven D., Gandin L., Iredell M., Saha S., White G., Woollen J., Zhu Y., Leetmaa A., Reynolds R., Chelliah M., Ebisuzaki W., Higgins W., Janowiak J., Mo K. C., Ropelewski C., Wang J., Jenne R., Joseph D., 1996, The NCEP/NCAR 40year Reanalysis Project. Bull. of Am. Met. Soc., 77, 437-471.
• [24] Kazanacheeva V. D., Shuvalov S. V., 2012, Climatic characteristics of Mediterranean cyclones. Russian Meteorology and Hydrology, 37, 315-323.
• [25] Kożuchowski K., 1993, Makrotypy ogólnej cyrkulacji atmosfery a główne typy cyrkulacji nad Polską. Prz. Geof., 38, 3-4, 241-247.
• [26] Kożuchowski K., Marciniak K., 1988, Variability of mean monthly temperatures and semiannual precipitation totals in Europe in relation to hemispheric circulation patterns. Int. J. Climatol., 8, 191-199.
• [27] Kundzewicz Z. W., 2009, Klęski żywiołowe – obserwacje, projekcje i możliwości przeciwdziałania. Studia Komitetu Przestrzennego Zagospodarowania Kraju PAN, 124, 22-39.
• [28] Łupikasza E., 2010, Spatial and temporal variability of extreme precipitation in Poland in the period 19512006. Int. J. Climatol., 30, 991-1007.
• [29] Malinowska M., 2010, Zawartość wody opadowej nad Polską w latach 1981-2009. (w:) Bednorz E. (red.) Klimat Polski na tle klimatu Europy. Warunki termiczne i opadowe. Bogucki Wyd. Nauk., Poznań, 107-115. Marsz A. A., 2013, Frekwencja makrotypów cyrkulacji środkowotroposferycznej według klasyfikacji Vangengeima-Girsa a pole ciśnienia atmosferycznego nad Europą i północną Azją. Prz. Geof., 58, 1-2, 3-24.
• [30] Martyn D., 2000, Klimaty kuli ziemskiej. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa, ss. 359.
• [31] Mändla K., 2014, Southern cyclones in northern Europe and their influence on climate variability. Dissertationes Geographicae Universitatis Tartunensis, 54, ss. 76.
• [32] Mändla K., Jaagus J., Sepp M., 2015, Climatology of cyclones with southern origin in northern Europe during 1948-2010. Theor. Appl. Climatol., 120, 1, 75-86.
• [33] Mundelsee M., Bőrngen M., Tetzlaff G., Grűnewald U., 2004, Extreme floods in central Europe over the past 500 years: Role of cyclone pathway „Zugstrasse Vb“. J. Geophys. Res., 109, D23101.
• [34] Murray, R. J., Simmonds I., 1991, A numerical scheme for tracking cyclone centres from digital data. Part I: Development and operation of the scheme. Australian Meteorological Magazine, 39, 155−166.
• [35] Muskulus M., Jacob D., 2005, Tracking cyclones in regional model data: the future of Mediterranean storms. Adv. Geosci., 2, 13-19.
• [36] Osuchowska-Klein B., 1978, Katalog typów cyrkulacji atmosferycznej. WKiŁ, Warszawa, ss.193.
• [37] Peixoto J. P., Oort A. H., 1992, Physics of climate. American Institute of Physics, New York, ss. 521.
• [38] Pinto J. G., Zacharis S., Fink A. H., Leckebusch G. C., Ulbrich U., 2009, Factors contributing to the development of extreme North Atlantic cyclones and their relationship with the NAO. Clim. Dyn., 32, 711-737.
• [39] Sepp M., 2005, Influence of atmospheric circulation on environmental variables in Estonia . Disertationes Geographicae Universitatis Tartunensis, 25, ss. 125.
• [40] Sepp M., 2011, Regime shift in atmospheric circulation in the Baltic Sea region (in Eston.). Publicationes Instituti Geographici Universitatis Tartunensis, 109, 72-89.
• [41] Serreze, M. C. 2009, Northern Hemisphere Cyclone Locations and Characteristics from NCEP/NCAR Reanalysis Data . Boulder, Colorado USA: National Snow and Ice Data Center. Digital media, ftp://sidads.colorado.edu/pub/DATASETS/atmosphere/nsidc0423_cyclone_ncep_ncar_reanalysis/ (dostęp: grudzień 2012).
• [42] Sidorenkov N. S., Orlov I. A., 2008, Atmospheric circulation epochs and climate changes. Russian Meteorology and Hydrology, 33, 3, 553-559.
• [43] Sobik M., Błaś M., 2010, Wyjątkowe zdarzenia meteorologiczne. [w:] Migoń P. (red.), Wyjątkowe zdarzenia przyrodnicze na Dolnym Śląsku. Uniw. Wrocławski, Wrocław, 35-59.
• [44] Świątek M., 2013a, Advection of air masses responsible for extreme rainfall totals in Poland, and exemplified by catastrophic floods in Racibórz (July 1997) and Dobczyce (May 2010). Acta Agrophysica, 20, 3, 481-494.
• [45] Świątek M., 2013b, Związek opadów atmosferycznych na polskim wybrzeżu Bałtyku z położeniem niżów barycznych nad Europą. Prz. Geogr., 85, 1, 87-102.
• [46] Trigo I. F., Davies T. D., Bigg G. R., 2000, Decline in Mediterranean rainfall caused by weakening of Mediterranean cyclones. Geophys. Res. Let., 27, 18, 2913-2916.
• [47] Uccellini L. W., Kocin P. J., 1987, The Interaction of jet streak Circulation during Heavy Snow Events along the Coast of the United States. Wea. Forecasting, 2, 289-308.
• [48] Ulbrich U., Brucher T., Fink A. H., Leckebusch G. C., Kruger A., Pinto J. G., 2003, The central European floods of August 2002: Part 2 – Synoptic causes and considerations with respect to climatic change . Weather, 58, 434-442.
• [49] Van Bebber W. J., 1891, Die Zugstrassen der barmetrischen Minima. Meteor. Zeit., ss. 361.
• [50] Vangengeim G. Ia., 1938, K voprosu tipizacii i shematizacii sinoptičeskih processov. Meteorol. i Gidrol., 3, 3.
• [51] Vangengeim G. Ia., 1940, Dolgosročnyj prognoz temperatury vozduha i vstkrytiâ rek. Trudy GGI, 10.
• [52] Vangengeim G. Ia., 1946, O kolebaniah atmisfernoj cirkulacii nad severnym polušarem. Izvestiia Akademii Nauk SSSR, 10, 5, 407-416.
• [53] Vangengeim G. Ia., 1948, Osobennosti atmosfernoj cirkulacii v različnyh epokah i kolebaniâ klimata. (w:) Trudy Vsesoiuznogo Geogr. S’iezda, 39.
• [54] Vangengeim G. Ia., 1952, Osnowy makrocirkuliacionnogo metoda dolgosročnyh meteorologičeskih prognozov dlia Arktyki. Trudy AANII, 34, 11-66.
• [55] Wibig J., 2009, Variability of daily precipitation totals in Poland (19512000). Geogr. Pol., 82, 21-32.
• [56] Wibig J., Siedlecki M., 2007, Przestrzenny i czasowy rozkład zawartości wody opadowej w atmosferze nad Europą (1958-2005). [w:] Piotrowicz K., Twardosz R. (red.) Wahania klimatu w różnych skalach przestrzennych i czasowych. IGiGP UJ., Kraków, 195-204.
• [57] Wrona B., 2008, Meteorologiczne i morfologiczne uwarunkowania ekstremalnych opadów atmosferycznych w dorzeczu górnej i środkowej Odry. Materiały Bad. IMiGW, ser. Meteorologia, 41, ss. 120.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.