Wpływ Oscylacji Północnoatlantyckiej i Arktycznej na warunki termiczne chłodnej pory roku w Polsce w XVI - XX wiekach

• Autorzy: Przybylak R. , Wójcik G. , Marciniak K.

Warianty tytułu

EN

Influence of the North Atlantic Oscillation and Arctic Oscillation on thermal conditions in the cold season in Poland from the 16th to the 20th centuries

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

The paper investigates the influence of the North Atlantic Oscillation (NAO) and the Arctic Oscillation (AO) on thermal conditions in Poland from the 16lh to the 20th centuries. For this purpose the monthly (1659-1990) and seasonal (1500-1658) NAO and AO indices reconstructed by Luterbacher et a\. (1999, 2002) have been used. On the other hand, the winter climate in Poland was characterised: i) for the instrumental period using the recently homogenised air temperature series from Warsaw (Lorenc 2000), and ii) for the pre-instrumental period using reconstructions of: a) mean January-April air temperature based on dendrochronological data (Przybylak et al. 2001), b) winter (Dec-Feb) air temperature indices based on historical sources. The investigations of relationships between the circulation indices and winter climate in Poland were carried out separately for the entire series of data and for chosen years with the extreme high/low NAO and AO indices. It was shown that changes in atmospheric circulation explain about 25% of winter air temperature variation in Warsaw in the period from 1779 AD to 1990 AD. When the reconstructed series of mean January-April air temperature is used, the explained variances are significantly lower and oscillate from 2.2% for the first 300 years to 8.4% for the last 190 years. The worst results were obtained for the 17th century (ca 1%) and the best for the 20th century (ca 14%). The weaker relationships in the first 300 years are probably connected with the lower reliability of the NAO and AO reconstructions prior to 1800 AD. For the extreme NAO and AO years the relationships with the winter climate in Poland are significantly greater. The influence of atmospheric circulation was about twice as strong during negative phases of the NAO and AO indices in comparison with their positive phases. It has been also found that two-thirds of the cases with the annual extreme high/low tree-ring widths of the Scots pine (Pinus sylvestris L.) were noted during the occurrence of the positive/negative NAO and AO indices, respectively. In conclusion, the existence of not high, but statistically significant relationships between the NAO and AO indices on the one hand, and, on the other hand, winter climate in Poland in the pre-instrumental period, confirms that Luterbacher et al.'s reconstructions of the NAO and AO indices are quite good. Here we should add that the data from Poland have not been used for reconstructions of atmospheric circulation. However, our results also show that an improvement of these reconstructions for the first 300 years (and especially for the 17th century) is needed.

Słowa kluczowe

PL

Oscylacja Północnoatlantycka (NAO); Oscylacja Arktyczna (AO); cyrkulacja atmosferyczna; temperatura zimy

EN

North Atlantic Oscillation (NOA); Arctic Oscillation (AO); atmospheric circulation; thermal conditions

• Wydawca: Polskie Towarzystwa Geofizyczne ; Komitet Geofizyki PAN
• Czasopismo: Przegląd Geofizyczny
• Rocznik: 2003
• Tom: Z. 1-2
• Strony: 61--74
• Opis fizyczny: Bibliogr. 39 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Przybylak R.

• Zakład Klimatologii UMK, Toruń, Polska

autor

Wójcik G.

• Zakład Klimatologii UMK, Toruń, Polska

autor

Marciniak K.

• Zakład Klimatologii UMK, Toruń, Polska

Bibliografia

• [1] Appenzeller C., Stocker T. F., Anklin M., 1998, North Atlantic Oscillation dynamics recorded in Greenland ice cores. Science, 282, 446-449.
• [2] Barnston A. G., Livezey E. E., 1987, Classification, seasonality and persistence of low-frequency atmospheric circulation patterns. Mon. Wea. Rev., 115, 1083-1126.
• [3] Boryczka J., Stopa-Boryczka M., Baranowski D., Błażek E., Skrzypczuk J., 2001, Atlas współzależności parametrów meteorologicznych i geograficznych w Polsce, cz. XV: Prognozy zmian klimatu miast Europy. Wyd. UW, Warszawa, ss. 249.
• [4] Boryczka J., Stopa-Boryczka M., Błażek E., Skrzypczuk J., 1999, Atlas współzależności parametrów meteorologicznych i geograficznych w Polsce, cz. XIII: Cykliczne zmiany klimatu miast w Europie. Wyd. UW, Warszawa, ss. 283.
• [5] Cook E. R., D’Arrigo R. D., Briffa K. R., 1998, The North Atlantic Oscillation: Regional temperatures and precipitation. The Holocene, 8, 9-17.
• [6] Cook E. R., D'Arrigo R. D., Mann M., 2002, A well-verified, multi-proxy reconstruction of the winter North Atlantic Oscillation Index since AD 1400. J. Clim., 15, 1754-1764.
• [7] Cropper J. P., 1979, Tree-ring skeleton plotting by computer. Tree-ring Bull., 39, 47-59.
• [8] Cullen H. M., D’Arrigo R. D., Cook E. R., Mann M., 2000, Multiproxy reconstructions of the North Atlantic Oscillation. Paleoceanography, 16, 27-39.
• [9] Glowienka-Hense R., 1990, The North Atlantic Oscillation in the Atlantic-European SLP. Tellus, 42A, 497-507.
• [10] Hurrell J. W., 1995, Decadal trends in the North Atlantic oscillation: Regional temperatures and precipitation. Science, 269, 676-679.
• [11] Hurrell J. W., 1996, Influence of variations in extratropical wintertime teleconnections on Northern Hemisphere temperature. Geophys. Res. Lett., 23, 665-668.
• [12] Jones P. D., Jonsson T., Wheeler D., 1997, Extension to the North Atlantic Oscillation using early instrumental pressure observations from Gibraltar and south-west Iceland. Int. J. Climatol., 17, 1433-1450.
• [13] Lorenc H., 2000, Studia nad 220-letnią (1779-1998) serią temperatury powietrza w Warszawie oraz ocena jej wiekowych tendencji. Mat. Bad., Seria: Meteorologia, 31, ss. 104.
• [14] Luterbacher J., Schmutz Ch., Gyalistras D., Xoplaki E., Wanner H., 1999, Reconstruction of monthly NAO and EU indices back to AD 1675. Geophys. Res. Lett., 26, 2745-2748.
• [15] Luterbacher J., Xoplaki E., Dietrich D., Jones P. D., Davies T. D., Portis D., Gonzalez-Rouco J. F., von Storch H., Gyalistras D., Casty C., Wanner H., 2002, Extending NAO reconstructions back to 1500. Atmos. Sci. Lett., 2, 114-124.
• [16] Marsz A. A., 1999, Oscylacja Północnoatlantycka a reżim termiczny zim na obszarze północno-zachodniej Polski i na polskim wybrzeżu Bałtyku. Przegl. Geogr., 71, 225-245.
• [17] Marsz A. A., Żmudzka E., 1999, Oscylacja Północnego Atlantyku a długość okresu wegetacyjnego w Polsce. Przegl. Geof., 44, 199-210.
• [18] Marsz A. A., Styszyńska A., 2001, Oscylacja Północnego Atlantyku a temperatura powietrza nad Polską. Wyd. WSM, Gdynia, ss. 107.
• [19] Marsz A. A., Styszyńska A. (red.), 2002, Oscylacja Północnego Atlantyku i jej rola w kształtowaniu zmienności warunków klimatycznych i hydrologicznych Polski. Akademia Morska, Gdynia, ss. 222.
• [20] Miętus M., 1999a, Empiryczne funkcje własne pola barycznego w basenie Północnego Atlantyku i Europy. Probl. Klimat. Polarnej, 9, 9-22.
• [21] Miętus M., 1999b, Rola regionalnej cyrkulacji atmosferycznej w kształtowaniu warunków klimatycznych i oceanograficznych w polskiej strefie brzegowej Morza Bałtyckiego. Mat. Bad., Seria: Meteorologia, 29, ss. 157.
• [22] Mysak L. A., 2001, Patterns of Arctic Oscillation. Science, 293, 1269-1270.
• [23] Proctor C. J., Baker A., Barnes W. L., Gilmour M. A., 2000, A thousand year speleothem proxy record of North Atlantic climate from Scotland. Clim. Dyn., 16, 815-820.
• [24] Przybylak R., Majorowicz J., Wójcik G., 2001, Zmiany temperatury powietrza i opadów atmosferycznych w Polsce w okresie XVI-XX wiek. Prace i Studia Geograficzne, 29, 79-92.
• [25] Rodrigo F. S., Pozo-Vazquez D., Esteban-Parra M. J., Castro-Diez Y., 2001, A reconstruction of the winter North Atlantic Oscillation lndex back to AD 1501 using documentary data in Southern Spain. J. Geophys Res., 106, 14805-14818.
• [26] Rogers J. C., 1984, The association between the North Atlantic Oscillation and the Southern Oscillation in the Northern Hemisphere. Mon. Wea. Rev., 112, 1999-2015.
• [27] Schweingruber F. H., Eckstein D., Serre-Bachet F., 1990, Identification, presentation and interpretation of event years and pointer years in dendrochronology. Dendrochronologia, 10, 21-26.
• [28] Thompson D. W. J., Wallace J. M., 1998, The Arctic Oscillation signature in the wintertime geopotential height and temperature fields. Geophys. Res. Lett., 25, 1297-1300.
• [29] Trenberth K. E., 1981, Characteristic patterns of variability of the sea level pressure in the Northern Hemisphere. Mon. Wea. Rev., 109, 1169-1189.
• [30] Walker G. T., Bliss E. W., 1932, World Weather V. Mem. Roy. Meteorol. Soc., 4, 53-84.
• [31] Wallace J. M., Gutzler D. S., 1981, Teleconnections in the geopotential height field during the Northern Hemisphere winter. Mon. Wea. Rev., 109, 784-812.
• [32] Wanner H., Broönimann S., Casty C., Gyalistras D., Luterbacher J., Schmutz Ch., Stephenson D. B., Xoplaki E., 2001, North Atlantic Oscillation — Concepts and Studies. Surveys in Geophysics, 22, 321-382.
• [33] Wibig J., 1999a, Cyrkulacja atmosferyczna nad Europą na powierzchni izobarycznej 500 hPa. Cześć I — Zima. Przegl. Geof., 1-2, 15-24.
• [34] Wibig J., 1999b, Cyrkulacja atmosferyczna nad Europą na powierzchni izobarycznej 500hPa. Część II — Wiosna, lato, jesień. Przegl. Geof., 1-2, 25-38.
• [35] Wibig J., 2000, Oscylacja Północnoatlantycka i jej wpływ na kształtowanie pogody i klimatu. Przegl. Geof., 2, 121-137.
• [36] Wibig J., 2001, Wpływ cyrkulacji atmosferycznej na przestrzenny rozkład anomalii temperatury i opadów w Europie. Rozprawy habilitacyjne Uniw. Łódzkiego, Łódź, ss. 208.
• [37] Wójcik G., Majorowicz J. A., Marciniak K., Przybylak R., Šafanda J., Zielski A., 1999, Temperatura powietrza w Polsce południowo-zachodniej w świetle danych klimatologicznych, geotermicznych i dendroklimatologicznych. [W]: Zmiany i zmienność klimatu Polski. Ogólnopolska Konferencja Naukowa Łódź, 4-6 listopada 1999, 305-315.
• [38] Wójcik G., Majorowicz J. A., Marciniak K., Przybylak R., Šafanda J., Zielski A., 2000, The last millennium climate change in Northern Poland derived from well temperature profiles, tree-rings and instrumental data. [W:] Reconstructions of climate and its modelling. Instytut Geografii Uniwersytetu Jagielońskiego, Prace Geograficzne, 107, 137-147.
• [39] Zielski A., 1997, Uwarunkowania środowiskowe przyrostów radialnych sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris L.) w Polsce Północnej na podstawie wielowiekowej chronologii. Wydawnictwo UMK, Toruń, ss. 127.