Ocena suszy meteorologicznej w 2015 roku w północnej części centralnej Polski z wykorzystaniem wskaźnika hydrotermicznego (HTC) w kontekście zmian klimatycznych

• Autorzy: Kuchar L. , Iwański S. , Diakowska E. , Gąsiorek E.

Identyfikatory

DOI

10.14597/infraeco.2017.1.2.019

Warianty tytułu

EN

Assessment of meteorological drought in 2015 for north central part of Poland using hydrothermal coefficient (HTC) in the context of climate change

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono symulacje i ocenę wskaźnika hydrotermicznego (HTC) Sieljaninowa w 2015 roku w kontekście warunków aktualnych i oczekiwanych zmian klimatu dla potrzeb rolnictwa. Dla wybranej stacji meteorologicznej w centralnej Polsce wygenerowano dobowe wartości temperatur powietrza i opadów dla warunków aktualnych i oczekiwanych zgodnie z trzema typowymi dla Polski scenariuszami GISS Model E, zakładającymi podwojenie koncentracji CO2 - co jest spodziewane w latach 2050-2060. Dla roku 2015 oraz dwóch 500-letnich serii temperatur powietrza i opadów obliczono w okresach kroczących 30-dniowych wskaźnik hydrotermiczny HTC w istotnych z punktu widzenie nawodnień okresach od kwietnia do września. Łącznie w każdym roku wyznaczono 154 wartości wskaźnika HTC. Przebieg średnich wartości wskaźnika hydrotermicznego przedstawiono na wykresach wraz z odchyleniami standardowymi, 90% i 50% obszarami ufności. W badaniach wykazano, że rok 2015 należał do lat suchych bądź bardzo suchych w większości całego okresu wegetacji. Podobnie oceniony byłby w latach 2050-60 przy założeniu scenariusza zmian klimatu GISS. W pracy wykazano również, że wskaźnik HTC w sytuacjach nagłych dużych opadów przeszacowuje ocenę suszy meteorologicznej (zawyża wartości wskaźnika HTC).

EN

This paper attempts to evaluate a year 2015 from the point of view of present and future expected climate for the purpose of agriculture production using the hydrothermal index of Sieljaninov (HTC). Air temperature and total precipitation were simulated for conditions current and expected for a chosen meteorological station in Central Poland, according to the GISS Scenario (which is typical for Poland assuming the CO2 concentration doubles, as is expected for the years 2050-2060). The year 2015 and two 500-year daily temperature and rainfall series were used for computing the hydrothermal index of Sieljaninov, with a 30-day window for vegetation periods, from April to September. The simulated hydrothermal index was presented on a graph during the vegetation period as a course of means with standard deviations, and 50% and 90% critical area. The presented results show the year 2015 as dry or very dry within the vegetation period as well from the point of view of future climate changes according to the GISS Scenario. In case of heavy rainfall during the dry period of plant vegetation hydrothermal index show over estimation tendency.

Słowa kluczowe

PL

temperatura powietrza; opady; wskaźnik hydrotermiczny; zmiany klimatyczne; produkcja roślinna; generator danych meteorologicznych; Polska centralna

EN

temperature; rainfall; hydrothermal coefficient; climate change; crop production weather generator; north central Poland

• Wydawca: Stowarzyszenie Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich
• Czasopismo: Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich
• Rocznik: 2017
• Tom: nr I/2
• Strony: 257--273
• Opis fizyczny: Bibliogr. 40 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kuchar L.

• Katedra Matematyki Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, ul. Grunwaldzka 53 50-357 Wrocław

autor

Iwański S.

• Katedra Matematyki Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, ul. Grunwaldzka 53 50-357 Wrocław

autor

Diakowska E.

• stażysta, Katedra Matematyki Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, ul. Grunwaldzka 53 50-357 Wrocław

autor

Gąsiorek E.

• Katedra Matematyki Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, ul. Grunwaldzka 53 50-357 Wrocław

Bibliografia

• Allen R.G., Pereira L.S., Raes D., Smith M. Crop evapotranspiration – Guidelines for computing crop water requirements. FAO Irrigation and Drainage Paper, 56, 1998, s. 300.
• Bartoszek K., Banasiewicz I. Agrometeorologiczna charakterystyka okresu wegetacyjnego 2005 w rejonie Lublina na tle wielolecia 1951-2005, Acta Agrophysica, 9(2), 2007, s. 275-283.
• Boken V.K., Cracknell A.P., Heathcote R.L. (eds.). Monitoring and predicting agricultural drought, Oxford University Press, 2005, s. 472.
• Doroszewski A., Jadczyszyn J., Kozyra J., Pudełko R., Stuczyński T., Mizak K., Łopatka A., Koza P., Górski T., Wróblewska E. Podstawy systemu monitoringu suszy rolniczej, Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie, 12(2), 2012, s. 77-91.
• Dudek S., Kuśmierek-Tomaszewska R., Żarski J. Klasyfikacja okresów posusznych na podstawie bilansu wody łatwo dostępnej w glebie, Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 3, 2009, s. 109-117.
• Evarte-Bundere G., Evarts-Bunders P. Using of the hydrothermal coefficient (HTC) for interpretation of distribution of non-native tree species in Latvia on example of cultivated species of genus Tilia, Acta Biol. Univ. Daugavp., 12(2), 2012, s. 135-148.
• Hunt E.D., Hubbard K.D., Wilhite D.A., Arkebauer T.M., Dutcher A.L. The development and evaluation of a soil moisture index, Int. J. Climatol., 29, 2009, s. 747-759.
• IPCC Fourth Assessment Report: Climate Change, 2007 (AR4).
• IPCC Fifth Assessment Report: Climate Change, 2013 (AR5).
• Kittel T.G.F., Rosenbloom N.A., Painter T.H., Schimel D.S., Fisher H.H., Grimsdell A., Daly C., Hunt E.R. Jr. The VEMAP Phase I Database: An Integrated Input Dataset for Ecosystem and Vegetation Modeling for the Conterminous United States, Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, Tennessee, U.S.A. (VEMAP 1: U.S. Climate Change Scenarios Based on Models with Increased CO2) 1998.
• Koźmiński Cz. Przestrzenny i czasowy rozkład okresów bezopadowych trwających ponad 15 dni na terenie Polski, ZPPNR, z. 268, PWN Warszawa, 1986, s. 17-36.
• Kuchar L. Using WGENK to generate synthetic daily weather data for modelling of agricultural processes, Mathematics and Computer in Simulation, 65, 2004, s. 69-75.
• Kuchar L. Zmodyfikowany model WGENK generowania dobowych danych meteorologicznych na potrzeby modelowania agrometeorologicznego, Woda- Środowisko-Obszary Wiejskie, 5, 2005, s. 185-195.
• Kuchar L. Weather Generation with a New Approach to Rainfall Variance Estimation and Seasonal Correlation of Variables for Crop Production, Agrofizika, 4, 2011, s. 40-46.
• Kuchar L., Bac S. Szacowanie parowania potencjalnego w okresie zimowym za pomocą zmodyfikowanego wzoru Turca dla potrzeb modelowania hydrologicznego, (w:) Kotecki A. (red.) Aktualne problemy rolnictwa, gospodarki żywnościowej i ochronie środowiska red, Wyd. AR Wrocław, 2006, s. 205-213.
• Kuchar L., Iwański S. Symulacja opadów atmosferycznych dla oceny potrzeb nawodnień roślin w perspektywie oczekiwanych zmian klimatycznych, Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 5, 2011, s. 7-18.
• Kuchar L., Iwański S. Ocena opadów atmosferycznych dla potrzeb produkcji roślinnej w perspektywie lat 2050-2060 i wybranych scenariuszy zmian klimatu w północno-centralnej Polsce, Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 2, 2013, s. 187-200.
• Kuchar L., Iwański S., Gąsiorek E., Diakowska E. Symulacja warunków hydrotermicznych w północnej części centralnej Polski w perspektywie lat 2050-2060 dla potrzeb produkcji roślinnej i wybranych scenariuszy klimatycznych, Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 2, 2015, s. 319-334.
• Leśny J. (red.). Climate change and agriculture in Poland - impacts, mitigation and adaptation measures. Acta Agrophysica, 169, 2009, s.152.
• Lloyd-Hughes B., Saunders M.A. A drought climatology for Europe, Int. J. Climatol., 22, 2002, s. 1571-1592.
• Łabędzki L. Susze rolnicze. Zarys problematyki oraz metody monitorowania i klasyfikacji, Wyd. IMUZ, Falenty, 2006, s. 3-107.
• Łabędzki L., Bąk B. Meteorological and agricultural drought indices used in drought monitoring in Poland: a review. Meteorol. Hydrol. Water Manag., 2, 2014, s. 3-13.
• Łabędzki L., Bąk B. Susza w Polsce w 2015 r. i ocena skutków na trwałych użytkach zielonych. Wiad. Mel. i Łąk., 3, 2015, s. 102-106.
• Miętus M. Ekstremalne zjawiska klimatyczne z perspektywy IPCC (w:) Bogdanowicz E., Kossowska-Cezak U., Szkutnicki J., (red.) Ekstremalne zjawiska hydrologiczne i meteorologiczne, Wyd. PTGF IMGW, Warszawa, 2005, s. 19-31.
• MONITORING. Monitoring, prognoza przebiegu i skutków oraz ocena ryzyka wystąpienia deficytu i nadmiaru wody na obszarach wiejskich, http://agrometeo.itp.edu. pl, 2015.
• Monteva M., Kazandjiev V., Georgijeva V. Climate Change and the hydrothermal and evapotranspiration conditions in the planning regions of Bulgaria, Fourteenth Int. Water Techn. Conf. IWTC 14, Cairo, Egypt, 2010, s. 3-14.
• Narasimhan B., Srinivasan R. Development and evaluation of soil moisture deficit index (SMDI) and evapotranspiration deficit index (ETDI) for agricultural drought monitoring, Agric. For. Meteorol. 133, 2005, s. 69-88.
• Orlińska-Woźniak P., Wilk P., Gębala J. Water availability in reference to water needs in Poland. Meteorol. Hydrol. Water Manag., 1, 2013, s. 45-50.
• Rolbiecki S., Długosz J., Orzechowski M., Smólczyński S. Uwarunkowania glebowoklimatyczne nawodnień w Kruszynie Krajeńskim koło Bydgoszczy, Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 2, 2007, s. 89-102.
• Schmidt G.A., Ruedy R., Hansen J.E., Aleinov I., Bell N., Bauer M., Bauer S., Cairns B., Canuto V., Cheng Y., Del Genio A., Faluvegi G., Friend A.D., Hall T.M., Hu Y., Kelley M., Kiang N.Y., Koch D., Lacis A.A., Lerner J., Lo K.K., Miller R.L., Nazarenko L., Oinas V., Perlwitz Ja., Perlwitz Ju., Rind D., Romanou A., Russell G.L., Sato Mki., Shindell D.T., Stone P.H., Sun S., Tausnev N., Thresher D., Yao M.-S. Present day atmospheric simulations using GISS ModelE: Comparison to in-situ, satellite and reanalysis data, J. Climate, 19, 2006, s. 153-192.
• Sieljaninov G.T. Agroclimatic Map of the World, Gidrometizdat, 1966, Leningrad.
• Skowera B., Puła J. Skrajne warunki pluwiotermiczne w okresie wiosennym na obszarze Polski w latach 1971-2000, Acta Agrophysica, 3(1), 2004, s. 171-177.
• Smith J.B., Pitts G.J. Regional climate change scenarios for vulnerability and adaptation assessments, Climatic Change, 36(1-2), 1997, s. 3-21.
• Szwejkowski Z., Dragańska E., Banaszkiewicz B. Niedobory i nadmiary opadów w okresie wegetacji ziemniaka późnego i buraka cukrowego w Polsce północno-wschodniej, w wieloleciu 1971-2000, Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie, 5(14), 2005, s. 315-326.
• Treder W., Ocena przestrzennej zmienności występowania opadów w Polsce centralnej w sezonie wegetacyjnym roku 2010, Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 5, 2011, s. 29-37.
• Tutiempo Global Climate Data (http://en.tutiempo.net/climate).
• Yakovleva N.I. A comparison between different aridity indices. Proceedings of the Main Geophysical Observatory (GGO), 403, 1979, s. 3-13.
• Ziernicka-Wojtaszek A. Porównanie wybranych wskaźników oceny suszy atmosferycznej na obszarze województwa podkarpackiego (1901-2000), Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie, 12(2), 2012, s. 365-376.
• Żarski J. Tendencje zmian klimatycznych wskaźników potrzeb nawadniania roślin w rejonie Bydgoszczy, Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 5, 2011, s. 29-37.
• Żarski J., Treder W., Dudek S., Kuśmierek-Tomaszewska R. Ustalanie terminów nawadniania na podstawie prostych pomiarów meteorologicznych, Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 6, 2011, s. 101-108.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).