Prediction of precipitation deficit and excess in Bydgoszcz Region in view of predicted climate change

• Autorzy: Bąk B. , Łabędzki L.

Identyfikatory

DOI

10.1515/jwld-2014-0025

Warianty tytułu

PL

Prognoza niedoboru i nadmiaru opadu w rejonie Bydgoszczy w świetle przewidywanej zmiany klimatu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the prediction of rainfall shortage and excess in Bydgoszcz region in the growing seasons (April–September) in 2011–2050 in the perspective of climate change. Based on the predicted monthly sum of precipitations for the percentile 50%, calculated by the regional climate model RM5.1 for Poland with boundary values taken from global model ARPEGE, a decrease in the amount of rainfall during the growing season by approximately 55 mm is predicted, compared to 1971–2000 taken as a reference period. The qualification of rainfall shortage and excess was made using the standardised precipitation index (SPI). According to the predicted values of SPI, the occurrence of 38 months of rainfall excess and 40 months of rainfall deficit in the period 2011–2050 is predicted. Dry months will constitute 16% of all months, wet months – 13%, and normal months – 71%. The occurrence of 13 several-month long periods of rainfall excess and 14 such periods of drought are predicted. The longest periods of both wet and dry weather will last 5 months. So long wet periods are expected in 2020, 2022 and 2031, and drought periods in 2017–2018, 2023–2024 and from 2046 to 2049.

PL

W pracy przedstawiono prognozę niedoboru i nadmiaru opadów w rejonie Bydgoszczy w okresach wegetacyjnych (kwiecień–wrzesień) wielolecia 2011–2050 w świetle zmian klimatycznych. Na podstawie prognozowanych miesięcznych sum opadów dla percentyla 50%, obliczonych z wykorzystaniem regionalnego modelu zmian klimatu RM5.1 dla Polski, bazującego na modelu globalnym ARPEGE, przewiduje się w badanym regionie zmniejszenie sumy opadów w okresie wegetacyjnym o ok. 55 mm w stosunku do wielolecia referencyjnego 1971–2000. Na podstawie miesięcznych wartości wskaźnika standaryzowanego opadu SPI prognozuje się w wieloleciu 2011–2050 wystąpienie 38 miesięcy z nadmiarem opadów i 40 miesięcy z niedoborem opadów. Miesiące suche będą stanowiły 16% wszystkich miesięcy, miesiące wilgotne – 13%, a miesiące normalne – 71%. Prognozowane jest pojawienie się 13 kilkumiesięcznych okresów z nadmiarem opadów i 14 okresów z suszą, przy czym najdłuższe okresy obu zjawisk będą trwały pięć miesięcy. Takich okresów wilgotnych można oczekiwać w latach: 2020, 2022 i 2031 r., a okresów suszy – w latach 2017–2018, 2023–2024 i w wieloleciu 2046–2049.

Słowa kluczowe

EN

climate models; drought; precipitation; rainfall excess; standardized precipitation index (SPI)

PL

modele klimatyczne; nadmiar opadów; opady; susza; wskaźnik standaryzowanego opadu (SPI)

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Journal of Water and Land Development
• Rocznik: 2014
• Tom: no. 23
• Strony: 11--19
• Opis fizyczny: Bibliogr. 43 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bąk B.

• Institute of Technology and Life Sciences, Kujawsko-Pomorski Research Centre in Bydgoszcz, ul. Glinki 60, 85-174 Bydgoszcz, Poland; tel. [phone]

autor

Łabędzki L.

• Institute of Technology and Life Sciences, Kujawsko-Pomorski Research Centre in Bydgoszcz, ul. Glinki 60, 85-174 Bydgoszcz, Poland; tel. [phone]

Bibliografia

• AGROMETEO 2013. Monitoring, prognoza przebiegu i skutków oraz ocena ryzyka wystąpienia deficytu i nadmiaru wody na obszarach wiejskich [Monitoring and forecasting water deficit and excess in rural areas] [online]. Bydgoszcz. ITP. [Access 20.11.2013]. Available at: http://agrometeo.itp.edu.pl/
• BARANOWSKI A., MITURA K., TAMAS D. 2012. Analiza i typologia strat z tytułu klęsk w latach 1999–2011 w województwie kujawsko-pomorskim ze szczególnym uwzględnieniem powodzi [The analysis and typology of losses from disasters in the years 1999–2011 in Kujawsko-Pomorskie Voivodship with special regard to flood]. Wiadomości Melioracyjne i Łąkarskie. Nr 4 p. 170–175.
• BĄK B., JOŃCZYK K., JURCZUK S., KOWALEWSKI Z., KUŹNIAR A., LIPIŃSKI J., ŁABĘDZKI L., MIATKOWSKI Z., MIODUSZEWSKI W., PIETRZAK S., SZYMCZAK T., ZDANOWICZ A. 2012a. Gospodarowanie wodą w rolnictwie w obliczu ekstremalnych zjawisk pogodowych [Agricultural water management in view of extreme weather events]. Warszawa. Fundacja na Rzecz Zrównoważonego Rozwoju. ISBN 978-83-931653-3-9. pp. 118.
• BĄK B., KEJNA M., USCKA-KOWALKOWSKA J. 2012b. Susze meteorologiczne na stacji ZMŚP w Koniczynce (Pojezierze Chełmińskie) w latach 1951–2010 [Meteorological droughts in the region of the station of Integrated Environmental Monitoring in Koniczynka (Chełmno Lakeland) in the years 1951–2010]. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 12. Z. 2(38) p. 19–28.
• BĄK B., ŁABĘDZKI L. 2002. Assessing drought severity with the relative precipitation index (RPI) and the standardized precipitation index (SPI). Journal of Water and Land Development. No. 6 p. 89–105.
• BĄK B., ŁABĘDZKI L. 2013. Przestrzenne zróżnicowanie suszy meteorologicznej i rolniczej w rejonie bydgosko-toruńskim [Spatial variability of meteorological and agricultural drought in Bydgoszcz–Toruń Region]. Acta Scientiarum Polonorum. Formatio Circumiectus. No. 12 (2) p. 3–12.
• BĄK B., MASZEWSKI R. 2012. Typy cyrkulacji atmosfery w regionie bydgosko-toruńskim podczas długotrwałej suszy meteorologicznej w latach 1989–1998 [Types of atmospheric circulation in the region Bydgoszcz–Toruń during long-time meteorological drought in the years 1989–1998]. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 12. Z. 4 (40) p. 17–29.
• BELAYNEH A., ADAMOWSKI J. 2013. Drought forecasting using new machine learning methods. Journal of Water and Land Development. No. 18 p. 3–12.
• BORMANN H. 2011. Sensitivity analysis of 18 different potential evapotranspiration models to observe climatic change at German climate stations. Climatic Change. No. 104 p. 729–753. DOI 10.1007/s10584-010-9869-7.
• DAI A., TRENBERTH K.E., QIAN T. 2004. A global data set of Palmer Drought Severity Index for 1870–2002: Rela-tionship with soil moisture and effects of surface warming. Journal of Hydrometeorology. No. 5 p. 1117–1130.
• ICM 2013. Scenariusze emisji [Emission scenarios]. [online]. [Access 20.11.2013]. Available at: http://klimat.icm.edu.pl/sce_emission.php
• IMANOV F.A., MAMMADOV A.S., HASANOVA N.I. 2012. Investigation of droughts in the Lankaran region of Azerbaijan. Journal of Water and Land Development. No. 16 p. 11–15.
• IMGW 2012. Wpływ zmian klimatu na gospodarkę, środowisko i społeczeństwo [The impact of climate change on the economy, environment and society] [online]. [Access 20.11.2013]. Available at: http:// klimat.imgw.pl/?page_id=1540
• KLIMADA. 2013. Opracowanie i wdrożenie Strategicznego Planu Adaptacji dla sektorów i obszarów wrażliwych na zmiany klimatu [Elaborating and implementation of adaptation strategic plan for sectors and areas vulnerable to climate change]. Ed. M. Sadowski. IOŚ-PIB. Warszawa pp. 337.
• KRĘŻAŁEK K., SZYMCZAK T., BĄK B. 2013. Maksymalne roczne sumy dobowe opadów o określonym prawdopodobieństwie przewyższenia na obszarze środkowej Polski na podstawie danych z wielolecia 1966–2010 [The annual maximum daily rainfall with different probabilities of exceedance in central Poland based on data from the multiannual period 1966–2010]. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 13. Z. 4 (44) p. 77–90.
• LEHNER B., DOLL P., ALCAMO J., HENRICHS T., KASPAR F. 2006. Estimating the impact of global change on flood and drought risk in Europe: A continental integrated analysis. Climatic Change. No. 75 p. 273–299.
• LISZEWSKA M. 2000. Examples of reconstruction of Polish climate by CGMS and projections for future. Prace Geograficzne. Z. 107 p. 365–372.
• LISZEWSKA M. 2013. Klimat w Polsce w XXI wieku – prawdopodobne kierunki zmian; perspektywa dla klimatów lokalnych [The climate in Poland in the twenty first century – likely directions of change; prospect for local climates] [online]. [Access 25.02.2014]. Available at: http://www.npl.ibles.pl/sites/default/files/referat/referat_liszewska_m.pdf
• LISZEWSKA M., KONCA-KĘDZIERSKA K., JAKUBIAK B., ŚMIAŁECKA E. 2012. Opracowanie scenariuszy klimatycznych dla Polski i wybranych regionów. W: Opracowanie i wdrożenie strategicznego planu adaptacji dla sektorów i obszarów wrażliwych na zmiany klimatu. Etap II. [The development of climate scenarios for Poland and selected regions. In: Development and implementation of the strategic plan for adaptation to sectors and areas vulnerable to climate change. Phase II]. Warszawa. IOŚ-PIB pp. 51.
• ŁABĘDZKI L. 2007. Estimation of local drought frequency in central Poland using the standardized precipitation index SPI. Irrigation and Drainage. No. 56 (1) p. 67–77. DOI: 10.1002/ird.285.
• ŁABĘDZKI L. 2008. Ocena częstotliwości susz o różnym czasie trwania przy użyciu wskaźnika standaryzowanego opadu SPI [Estimation of drought frequency of different duration using the standardized precipitation index SPI]. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych. Z. 526 p. 105–112.
• ŁABĘDZKI L. 2009. Expected development of irrigation in Poland in the context of climate change. Journal of Water and Land Development. No. 13b p. 17–29.
• ŁABĘDZKI L., BĄK B. 2002. Monitoring suszy za pomocą wskaźnika standaryzowanego opadu [Monitoring of droughts using the standardized precipitation index SPI]. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 2. Z. 2(5) p. 9–19.
• ŁABĘDZKI L., BĄK B. 2004. Zróżnicowanie wskaźnika suszy atmosferycznej SPI w sezonie wegetacyjnym w Polsce. [Diversity of the SPI index of atmospheric drought in the growing season in Poland]. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 4. Z. 2a (11) p. 111–122.
• ŁABĘDZKI L., BĄK B. 2011. Prognozowanie suszy meteorologicznej i rolniczej w systemie monitorowania suszy na Kujawach i w dolinie górnej Noteci [Predicting meteorological and agricultural drought in the system of drought monitoring in Kujawy and the upper Noteć River valley]. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich. Nr 5 p. 19–28.
• ŁABĘDZKI L., BĄK B., KANECKA-GESZKE E., SMARZYŃSKA K., BOLEWSKI T. 2013a. System monitorowania i prognozowania warunków wilgotnościowych ekosystemów rolniczych [System of monitoring and forecasting moisture conditions of agricultural ecosystems]. Wiadomości Melioracyjne i Łąkarskie. Nr 4 p. 152–158.
• ŁABĘDZKI L., BĄK B., LISZEWSKA M. 2012. Wpływ przewidywanej zmiany klimatu na warunki agrometeorologiczne i glebowo-wodne [Expected impact of climate change on agrimeteorological and soil moisture conditions]. Materiały XLII Seminarium Zastosowań Matematyki. 9–12.09.2012. Kobyla Góra. Wrocław. UP p. 51–56.
• ŁABĘDZKI L., BĄK B., LISZEWSKA M. 2013b. Wpływ przewidywanej zmiany klimatu na zapotrzebowanie ziemniaka późnego na wodę [The effect of climate change on water demand of late potato]. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich. Nr 2/I p. 155–165.
• MCKEE T.B., DOESKEN N.J., KLEIST J. 1993. The relationship of drought frequency and duration to time scales. Proceedings 8th Conference on Applied Climatology. 17–22 January 1993. Anaheim, California. Massachusetts. American Meteorogical Society p. 179–184.
• MCKEE T.B., DOESKEN N.J., KLEIST J. 1995. Drought monitoring with multiple time scales. Preprints 9th Conference on Applied Climatology. 15–20 January 1995. Dallas, Texas p. 233–236.
• NDMC (National Drought Mitigation Center, University of Nebraska-Lincoln) 2013. Drought Monitoring in the U.S. [Access 20.11.2013]. Available at: http://drought.unl.edu/MonitoringTools/DroughtMonitoringintheUS. aspx
• PAULO A.A., PEREIRA L.S. 2006. Drought concepts and characterization. Comparing drought indices applied at local and regional scales. Water International. Vol. 31. No. 1 p. 37–49.
• SHAHABFAR A., EITZINGER J. 2013. Spatio-Temporal Analysis of Droughts in Semi-Arid Regions by Using Meteorological Drought Indices. Atmosphere. Vol. 4. Iss. 2 p. 94–112. DOI:10.3390/atmos4020094
• SOMOROWSKA U. 2012. Annual and seasonal precipitation patterns across lowland catchment derived from rain gauge and weather radar data. Journal of Water and Land Development. No. 17 p. 3–10.
• SOLOMON S., QIN D., MANNING M., CHEN Z., MARQUIS M., AVERYT K.B., TIGNOR M., MILLER H. L. (eds.) 2007. Climate change 2007: The physical science basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [online]. Cambridge. Cambridge University Press. [Access 20.11.2013]. Available at: http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/en/ch3.html
• STOCKER T.F., QIN D., PLATTNER G.K., TIGNOR M.M.B., ALLEN S.K., BOSCHUNG J., NAUELS A., XIA Y., BEX V., MIDGLEY P.M. (eds.) 2013. Climate Change 2013. The Physical Science Basis. Working Group I Contribution to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [online]. [Access 20.02.2014]. Available at: http://www.ipcc.ch/report/ar5/wg1/#.Uxhhkz-wY2A
• Strategia rozwoju województwa kujawsko-pomorskiego do roku 2020. Plan modernizacji 2020+ [The Kujawsko-Pomorskie Voivodeship development strategy till 2020. The modernization plan 2020+] 2013. Urząd Marszałkowski Woj. Kujaw.-Pomorsk. Toruń pp. 24.
• SZYMCZAK T. 2005. Long-term trends in runoff from small lowland catchments. Journal of Water and Land Development. No. 9 p. 35–57.
• USCKA-KOWALKOWSKA J., KEJNA M. 2009. Zmienność warunków termiczno-opadowych w Koniczynce (Pojezierze Chełmińskie) w okresie 1994–2007 [Variability of temperature and precipitation conditions in Koniczynka (Chełmno Lakeland) in the years 1994–2007]. Acta Agrophysica. Vol. 14 (1) p. 203–219.
• VERMES L. 1998. How to work out a drought mitigation strategy. An ICID Guide. Guidelines for Water Management. Bonn. DVWK pp. 309.
• WACHOWIAK G., KĘPIŃSKA-KASPRZAK M. 2011. Susze w Polsce i celowość uwzględniania tego zjawiska w ocenach oddziaływania górnictwa odkrywkowego węgla brunatnego na środowisko [Droughts in Poland and the usefulness of including this phenomenon in the impact assessment of brown coal open-cast mining]. Kwartalny Biuletyn Informacyjny “Węgiel Brunatny”. No. 1 (74) p. 31–35.
• ZEBISCH M., GROTHMANN T., SCHRÖTER D., HASSE C., FRITSCH U., CRAMER W. 2005. Climate change in Germany, vulnerability and adaptation of climate sensitive sectors. Dessau. Potsdam Institute for Climate Impact Research. Climate Change. 10/05. ISSN 1611-8855 pp. 205.
• ŻMUDZKA E. 2009. Współczesne zmiany klimatu Polski [Contemporary changes of climate of Poland]. Acta Agrophysica. Vol. 13 (2) p. 555–568.