Zmienność ciśnienia atmosferycznego w Arktyce Atlantyckiej a temperatura powietrza w Polsce. Przyczynek do przejawów „monsunu europejskiego”

• Autorzy: Marsz A. A. , Styszyńska A.

Warianty tytułu

EN

The Variability of Atmospheric Pressure in the Arctic Region of the Atlantic and the Temperature in Poland. Contribution to the Manifestations of „European Monsoon”

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy omówiono wpływ miesięcznych i rocznych zmian ciśnienia atmosferycznego w Arktyce Atlantyckiej na temperaturę powietrza (Ta) w Polsce. Zmiany SLP w punkcie 75°N, 015°E wywierają najsilniejszy wpływ na temperaturę na obszarze N i NE Europy oraz NW Azji (dalej oznaczenie SLP w tym punkcie P[75,15]). Analiza rozkładu współczynników korelacji (tab. 1, rys. 1) wykazała, że zmiany rocznej P[75,15] w 50-leciu 1961-2010 wykazują silne i wysoce istotne skorelowanie dodatnie z roczną temperaturą w Polsce, objaśniając od ~37 do ~61% wariancji rocznej Ta na poszczególnych stacjach uwzględnionych w analizie, a przeciętnie nad Polską ponad połowę wariancji (~52%) rocznej temperatury „obszarowej” w rozpatrywanym 50-leciu. Rozkład współczynników korelacji między miesięcznymi wartościami P[75,15] a miesięczną Ta na poszczególnych stacjach (tab. 1, rys. 2 i 3) wykazuje, że związki między tymi wartościami wykazują wyraźną sezonowość. Silne i wysoce istotne związki występują w okresie chłodnym (listopad-marzec), znacznie słabsze i mniej konsekwentne w okresie „ciepłym” (maj-wrzesień). Oba okresy oddzielone są miesiącami (kwiecień i październik), w których na żadnej z analizowanych stacji istotnych statystycznie korelacji nie obserwuje się. Podobna analiza przeprowadzona w odniesieniu do dwu podokresów – 1961-1985 i 1986-2010 wykazuje (tab. 2), że związki między P[75,15] a Ta nad Polską są niestabilne w funkcji czasu. W pierwszym podokresie (1961-1985), który charakteryzował się niższą średnią temperaturą powietrza, były one silniejsze i nieco inny był ich rozkład w czasie niż w drugim podokresie (1986-2010). Tak silny wpływ zmian SLP nad obszarem Arktyki Atlantyckiej na temperaturę w Polsce można objaśnić współdziałaniem sezonowych zmian SLP w barentso-karskiej bruździe obniżonego ciśnienia z sezonowymi zmianami SLP w rejonie występowania centrum zimowego Wyżu Azjatyckiego. W okresie zimowym, w którym nad NE Mongolią lokuje się centrum Wyżu Azjatyckiego, SLP nad Arktyką Atlantycką spada (rys. 4), w ciepłej porze roku przebieg SLP staje się odwrotny. W rezultacie pojawia się różnica SLP między tymi ośrodkami (rys. 5), powodująca zimą napływ ciepłego powietrza znad N Atlantyku nad obszar N Europy i NW Azji. W okresie ciepłej pory roku zwrot kierunku przepływu mas powietrza odwraca się. W efekcie w ciągu całego roku, z wyjątkiem kwietnia i października, spadki SLP nad Arktyką Atlantycką pociągają za sobą zróżnicowane (rys. 2 i 3) wzrosty temperatury powietrza nad Polską. Wobec względnie niewielkiej międzyrocznej zmienności ciśnienia nad obszarem NE Mongolii i bardzo dużej zmienności SLP w Arktyce Atlantyckiej, o intensywności napływu powietrza atlantyckiego zimą nad N Europę i kontynentalnego latem, a zatem i o temperaturze w Polsce, decyduje zmienność SLP w Arktyce Atlantyckiej. Proces ten jest podobny do NAO, jednak wpływ zmian P[75,15] na temperaturę powietrza w Polsce jest silniejszy od NAO (tab. 3) i zaznacza się również w miesiącach letnich. Rozkład sezonowy zmian przepływu mas powietrza w opisanym współdziałaniu SLP z nad Arktyki Atlantyckiej i obszaru zimowego występowania Wyżu Syberyjskiego przypomina zmiany zachodzące w cyrkulacji monsunowej. W tym przypadku jednak napływ mas powietrza morskiego nad kontynent europejski następuje w okresie zimowym, a nie letnim. Jest to zjawisko odmiennej kategorii od opisywanego w starszej meteorologicznej literaturze europejskiej „monsunu europejskiego”, w którym napływ mas powietrza morskiego ma następować latem.

EN

The work discusses the influence of monthly and annual changes in atmospheric pressure in the Atlantic Arctic on the air temperature (Ta) in Poland. Changes in SLP at a point 75°N, 015°E have the strongest influence on the temperature in the area N and NE of Europe and NW Asia (the marking of SLP at the point P[75,15]). The analysis of distribution of correlation coefficients (Tab. 1, Fig. 1) showed that the annual changes in P[75,15] in the 50-year period,1961-2010, have a powerful and highly significant positive correlation with the annual temperature in Poland, explaining from ~37 to ~61% of the Ta annual variance at stations included in the analysis, and over Poland on average more than half of the variance (~52%) of ‘regional’ annual temperature in the analyzed 50-year- period. Distribution of coefficients of correlation between the monthly values of P[75,15] and monthly Ta at individual stations (Tab. 1, Fig. 2 and 3) indicates that the relationship between these values show a clear seasonality. Strong and highly significant relationships appear during the cool periods (November-March) and they are much weaker and less consistent during the “warm” season (May-September). Both periods are separated by periods of months (April and October) in which there are not any statistically significant correlations observed at the analyzed stations. A similar analysis carried out in two sub-periods - 1961-1985 and 1986-2010 shows (Tab. 2) that the correlations between P[75,15] and Ta over Poland are unstable as a function of time. In the first sub-period (1961-1985), which was characterized by a lower average temperature, they were stronger and their distribution in time was a bit different than in the second sub-period (1986-2010). Such a strong effect of changes in SLP over the area of the Atlantic Arctic on temperature in Poland can be explained by the interaction of seasonal changes in SLP in Barents-Kara trough of low pressure with seasonal changes in SLP in the region where the center of Asian High/ Siberian High occurs in winter. In the winter, in which the center of Asian High is located over the NE Mongolia, the SLP over the Atlantic Arctic falls (Fig. 4); in the warm season the course of SLP is the opposite. As a result, there is a difference between the SLP centers (Fig. 5), in winter resulting in the inflow of the warm air from over the N Atlantic over the area of N Europe and NW Asia. During the warm season the flow direction of air masses is reversed. As a result, throughout the year, with the exception of April and October, the falls in the SLP over the Atlantic Arctic are followed by varied increases in air temperature over Poland (Fig. 2 and 3). In view of the relatively small inter-annual variability of pressure over the area of NE Mongolia and very high variability of the SLP in the Atlantic Arctic, the intensity of the Atlantic air flow in winter over Europe and the continental air in the summer, and therefore the temperatures in Poland are influenced by the SLP variability in the Atlantic Arctic. This process is similar to the NAO, but the impact of changes in P[75,15] on the temperature of the air in Poland is stronger than the NAO (Table 3) and it also extends into the summer months. Distribution of seasonal changes in the flow of air masses with the described SLP over the Atlantic Arctic and the region of the Siberian High occurrence in winter resembles the changes in the monsoon circulation. In this case, however, the influx of marine air masses over the continent of Europe takes place in winter, not in summer. This phenomenon is different from the meteorological category described in the older European literature as “European monsoon” in which the influx of marine air masses is to be observed in summer.

Słowa kluczowe

PL

temperatura powietrza; ciśnienie atmosferyczne; monsun europejski; Polska; Arktyka Atlantycka

EN

air temperature; atmospheric pressure; European monsoon; Poland; Atlantic Arctic

• Wydawca: Polskie Towarzystwa Geofizyczne ; Komitet Geofizyki PAN
• Czasopismo: Przegląd Geofizyczny
• Rocznik: 2015
• Tom: Z. 1-2
• Strony: 3--25
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., tab., wykr., mapy

Twórcy

autor

Marsz A. A.

• Polskie Towarzystwo Geofizyczne – Oddział Morski

autor

Styszyńska A.

• Katedra Urbanistyki i Planowania Regionalnego Politechniki Gdańskiej

Bibliografia

• 1. Blüthgen J., 1966, Allgemeine Klimageographie, t.2. Walter de Gruyter & Co, Berlin, ss. 401.
• 2. Baranowski J., 2008. Cechy dynamiczne klimatu Polski i ich wpływ na pole temperatury. Wyd. Nauk. Akademii Pomorskiej w Słupsku, Słupsk, ss. 149.
• 3. Boryczka J., Stopa-Boryczka M., Baranowski J., Grabowska K., Błażek E., Skrzypczuk J., 2002, Atlas współzależności parametrów meteorologicznych i geograficznych w Polsce. T. XIV, Prognozy zmian klimatu Polski; r. 5. Pole temperatury powietrza w Polsce a typy cyrkulacji atmosferycznej. Wyd. UW, WGiSR, Warszawa, ss. 212.
• 4. Chromow S.P., 1957, Die geographische Verberaitung der Monsune. Petermanns Geographische Mitteilungen, 101; 234-237.
• 5. Formela K., Marsz A.A., 2011, Zmienność liczby dni ze sztormem nad Bałtykiem (1971-2009). Prace i Studia Geograficzne UW, 47; 189-196.
• 6. Fortuniak K., Kożuchowski K., Papernik Ż., 1998, Roczny rytm termiczny klimatu Polski i jego sezonowe osobliwości. Prz. Geogr., 70, 3-4, 283-304.
• 7. Gong D.-Y., Ho C.-H., 2002, The Siberian High and climate change over middle to high latitude Asia. Theor. and Appl. Climatology, 72; 1-9.
• 8. Gumiński R., 1952, Materiały do poznania genezy i struktury klimatu Polski (fakty i problemy). Prz. Geogr., 24 (3); 3-26.
• 9. Jones PD., Jónsson T., Wheeler, D., 1997, Extension to the North Atlantic Oscillation using early instrumental pressure observations from Gibraltar and South-West Iceland. Int. Journal of Climatology, 17; 1433-1450.
• 10. 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 B., Chelliah M., Ebisuzaki W., Higgins W., Janowiak J., Mo K.C., Ropelewski C., Wang J., Jenne R., Joseph D., 1996, The NCEP/NCAR 40-Year Reanalysis Project. Bull, of the American Meteorological Society, 77, 3, 437-471.
• 11. Kossowska-Cezak U., 1994, O „monsunie europejskim". Prz. Geofi, 39, 1, 65-73.
• 12. Kossowska-Cezak U., 2004, Porozmawiajmy o „monsunie europejskim". Gaz. Obs. IMGW, 6, 2004; 20-22.
• 13. Kożuchowski K., 1989, Makrotypy ogólnej cyrkulacji atmosfery a temperatura powietrza w Polsce. Prz. Geofi, 34, 4, 427-435.
• 14. Kożuchowski K., 2000, Osobliwości rocznego przebiegu temperatury powietrza, [w:] red. K. Kożuchowski, Pory roku w Polsce, sezonowe zmiany w środowisku a wieloletnie tendencje klimatyczne. Łódź; 61-64.
• 15. Kożuchowski K., 2004, Skala i tendencje współczesnych zmian temperatury powietrza w Polsce, [w;] red. K. Kożuchowski, Skala, uwarunkowania i perspektywy współczesnych zmian klimatycznych w Polsce. Łódź; 25-45.
• 16. Kożuchowski K., Trepińska J., 1990, Wpływ strefowej cyrkulacji atmosfery na zmiany średniej sezonowej i rocznej temperatury powietrza w Krakowie w latach 1891-1980. Instytut Geografii UJ, Prace Geograficzne 77; 45-55.
• 17. Kruszewski G., 2008, Zmiany prędkości wiatru przywodnego nad Bałtykiem w świetle danych z reanalizy NECEP/NCAR (1951-2000). Prz. Geofi, 53, 1, 27-41.
• 18. Marsz A., 1999, Oscylacja Północnoatlantycka a reżim termiczny zim na obszarze północno-zachodniej Polski i na polskim wybrzeżu Bałtyku. Prz. Geogr., 71, 3, 225-245.
• 19. Marsz A., Styszyńska A., 2001, Oscylacja Północnego Atlantyku a temperatura powietrza nad Polską. Wyd. Uczelniane WSM w Gdyni, Gdynia, ss. 101.
• 20. Marsz A.A., Styszyńska A., 2006, O „arktycznych” i „atlantyckich" mechanizmach sterujących zmiennością temperatury powietrza na obszarze Europy i północno-zachodniej Azji. Problemy Klimatologii Polarnej, 16, 47-89.
• 21. Miętus M., 1993, Lokalny wskaźnik cyrkulacji atmosferycznej nad południowym Bałtykiem w odniesieniu do wiatru i temperatury na polskim wybrzeżu. Materiały Konferencji „Globalne ocieplenie a współczesne zmiany klimatyczne w Polsce". Uniwersytet Szczeciński, 223-231.
• 22. Monahan A.H., Fyfe J.C., Flato G.M., 2000, A regime view of Northern Hemisphere atmospheric variability change under global warming. Geoph. Res. Letters 27, 8, 1139-1142.
• 23. Nowosad M., 2004, Sezony cyrkulacyjne nad Polską 1951-1990. Annales UMCS, Lublin, 59, 5, 83-100.
• 24. Osuchowska-Klein B., 1992, Związek między temperaturą a cyrkulacją atmosferyczną. Materiały Badawcze 17 IMGW, Warszawa, ss. 156.
• 25. Stopa-Boryczka M., Boryczka J., Kossowska-Cezak U., Wawer J., 2011, Fale chłodu i ciepła w przebiegu rocznym temperatury powietrza w Warszawie (1951-2010). Prz. Geof., 56, 3-4, 181-200.
• 26. Ustrnul Z., Wypych A., 2011, Ekstremalne wartości temperatury powietrza w Polsce w świetle różnych klasyfikacji typów cyrkulacji. Prace i Studia Geograficzne UW, 47; 87-95.
• 27. Wibig J., 2001, Wpływ cyrkulacji atmosferycznej na rozkład przestrzenny anomalii temperatury i opadów w Europie. Wyd. Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź, ss. 208.