Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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

Marsz A. A., Styszyńska A.

Przegląd Geofizyczny

|

2015

|

Z. 1-2

3--25

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.

2

Dynamika wskaźników cyrkulacji nad Spitsbergenem

Niedźwiedź T., Łupikasza E.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2015

|

Nr 25

153--167

PL

Artykuł dotyczy wieloletnich zmian cyrkulacji atmosfery nad Spitsbergenem opisanej za pomocą trzech syntetycznych wskaźników cyrkulacji – wskaźnika cyrkulacji strefowej W, wskaźnika cyrkulacji południkowej S oraz wskaźnika cykloniczności C – wyznaczonych na podstawie częstości występowania typów cyrkulacji nad Spitsbergenem. W odpracowaniu wykorzystano chronologiczne ciągi wymienionych wskaźników za okres od grudnia 1950 do września 2015 roku. Artykuł jest aktualizacją wcześniejszych opracowań publikowanych w latach 2001 i 2006. Pomimo iż Spitsbergen leży w strefie dominacji wiatrów wschodnich to w okresie badawczym stwierdzono istotny statystycznie wzrost częstości adwekcji powietrza z zachodu oraz wzrost częstości występowania układów niżowych w skali roku. Istotny wzrost występowania sytuacji niżowych stwierdzono również w większości sezonów z wyjątkiem lata. Cyrkulacja strefowa (wskaźnika W) nie podlegała istotnym statystycznie zmianom w rozpatrywanym okresie. Kierunek trendów wskaźnika cyrkulacji południkowej S zmieniał się w zależności od pory roku, przy czym statystycznie istotny był jedynie wzrostowy trend zimą wskazujący na wzrost nasilenia napływu powietrza z sektora południowego.

EN

This paper discusses long-term variability of atmospheric circulation over Spitsbergen using three complex circulation indices – zonal circulation index W, meridional circulation index S and cyclonicity index C. The indices were calculated on the basis of the frequency of circulation types occurrence over Spitsbergen. Chronological series of circulation indices covering the period from December 1950 to September 2015 were used. This paper is an update of previously published papers in 2001 and 2006 on the changes in atmospheric circulation over Spitsbergen. Although Spitsbergen is located in the zone of eastern winds dominance, significant increase in the frequency of air advection from the west and increase in the frequency of low pressure systems were found on annual scale. Significant increasing trends in the frequency of cyclonic types were also found in every season except for summer. Trends in W index were not statistically significant on seasonal scale. Direction of trends in meridional circulation index (S index) is diversified depending on season however significant changes were only found in winter indicating an increase in the air advection from the southern sector.

3

Trendy temperatury powietrza oraz liczby dni mroźnych i z przejściem temperatury przez 0°C w Arktyce Atlantyckiej i Syberyjskiej

Łupikasza E., Małarzewski Ł., Niedźwiedź T., Dobrowolska K.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2014

|

Nr 24

5-24

PL

Opracowanie dotyczy oceny zmienności wybranych charakterystyk termicznych na 4 wybranych stacjach meteorologicznych w obrębie atlantyckiego i syberyjskiego sektora Arktyki w okresie 1979-2013. Arktykę Atlantycką reprezentuje stacja w Hornsundzie (SW Spitsbergen) oraz w Danmarkshavn na wschodnim wybrzeżu Grenlandii. W pobliżu granicy obu regionów znajduje się stacja Dikson. Natomiast Arktykę Syberyjską dobrze reprezentuje stacja Ostrov Kotielnyj w archipelagu Wysp Nowosyberyjskich. Zmienność i trendy średniej temperatury powietrza oraz liczby dni mroźnych (Tmax<0°C) i dni z przejściem temperatury przez 0°C (Tmin≤0°C ^Tmax>0°C) przedstawiono w ujęciu rocznym i sezonowym. Znaczne ocieplenie w świetle średniej rocznej temperatury powietrza z trendami rzędu od +0,6°C do 1,0°C/10 lat znajduje odzwierciedlenie w tendencji spadkowej liczby dni mroźnych w obu regionach. Natomiast odmiennie kształtują się tendencje w występowaniu dni z przejściem temperatury przez 0°C, które są wzrostowe w Arktyce Atlantyckiej i spadkowe w Arktyce Syberyjskiej.

EN

An increase in the air temperature is an evident manifestation of contemporary climate change. In the Arctic this trend began to be significant in the middle of the nineties and has been accompanied by significant changes in the frequency of thermally characteristic days. This paper discusses the directions and the rate of changes in the average annual and seasonal air temperatures, the number of ice days (Tmax<0°C) and the number of days with freeze-thaw events (Tmin≤0°C^Tmax>0°C) in both the Atlantic Arctic and The Siberian Arctic in the period 1979-2013. Four meteorological stations were considered: Danmarkshavn, Hornsund, Dikson, Ostrov Kotielnyj. In this paper annual courses of the above mentioned characteristics of air temperature are recognized and their trends are calculated from annual and seasonal perspectives. Trend magnitude was assessed with least square method and its significance was tested with Mann-Kendall test. Trends were calculated for several long-term periods starting with the 30-year period of 1979-2008 followed by further periods of which each was lengthened by a year in relation to preceding period, e.g. 1979-2009, 1979-2010 etc. Such an approach enables the trends stability assessment. At the stations considered average monthly air temperature was varying in the range from about -30°C in February at Ostrov Kotielnyj station to slightly more than +5°C in July and August at Dikson station. The mildest thermal conditions characterize Hornsund station where average monthly temperature in winter months reaches about -10°C and during four months (June-September) it is above 0°C. Statistically significant increase in the average annual air temperature of magnitude of +1.0°C or +0.8°C per 10 years was found at all the stations. Trends in the seasonal air temperature were also positive however not always significant. The strongest increase of the rate of more than +2.0°C per 10 yrs was found at Hornsund in winter for the period of 1979-2013. Spring air temperature showed significant increasing trends for all of the long-term periods at the station in Siberian Arctic (Ostrov Kotielnyj) and Dikson. At both Ostrov Kotielnyj and Danmarkshavn stations significant increase of temperature in this season started from the period of 1979-2010. Trends in autumn temperature were significant and stable at most of the stations. At Dikson station exclusively an increase in temperature reached statistical significance slightly later - in the period of 1979-2011. Significant changes in average air temperature caused changes in the frequency of thermally characteristic days. Trends in the frequency of both ice days and days with freeze-thaw events were less significant. The frequency of ice days has been diminishing at all of the stations but significant were mostly annual trends. Significant decrease of the ice days was found at Ostrov Kotielnyj and Danmarkshavn stations in spring and at Hornsund station in summer. In summer significant were also trends for the longest of the multiyear periods analysed at Ostrov Kotielnyj and Danmarkshavn stations. In autumn downward trends were stable at Ostrov Kotielnyj station. At other stations trends in this index were significant only for the period of 1979-2013. A direction of trends in the frequency of days with freeze-thaw event is less stable. In the case of annual index values trends were negative at Ostrov Kotielnyj and Dikson stations whereas at other stations they were positive. Trend directions in the frequency of days with Tmin≤0°C^Tmax>0°C varied depending on season. In spring and autumn trends were positive at majority of the stations. However, they were significant only in spring at Ostrov Kotielnyj and Danmarkshavn stations. In summer trends in this index were negative. This decrease was the strongest and the most pronounced at Dikson station.

4

Zmiany powierzchni lodów morskich w rejonie Svalbardu w latach 1901-1930

Lange K.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2013

|

Nr 23

169--179

PL

Niedawno udostępnione mapy Duńskiego Instytutu Meteorologicznego (DMI) rzucają nowe światło na zmiany zasięgu lodów w Arktyce Atlantyckiej, które dotychczas były głównie oparte na zbiorach archiwalnych Norweskiego Instytutu Meteorologicznego. Artykuł przedstawia zmiany letniej pokrywy lodowej na obszarze między 50°W, a 70°E w sierpniach lat 1901-1930 obliczone na podstawie zmian zasięgu lodów w tym rejonie pokazanych na mapach z archiwum DMI. Obliczenia powierzchni lodów zostały dokonane w programie ArcGis 10.0 w układzie współrzędnych North Pole Lambert Azimuthal Equal Area. Przeprowadzone pomiary powierzchni zlodzonej potwierdzają rozrost pokrywy lodowej w latach 1907-1918 z maksimum w latach 1912 i 1913 oraz występowanie drugorzędnego maksimum rozwoju lodów w latach 1916 i 1917, po którym nastąpił ogólny spadek powierzchni lodów. W tym czasie wykrywa się dwie fazy gwałtownego spadku pokrywy lodowej na badanym akwenie – między rokiem 1921 i 1922 oraz między rokiem 1929 i 1930. Taki przebieg zmian powierzchni lodów w momencie bliskim osiągnięcia przez nie minimum rozwoju w cyklu rocznym jest z dużym przybliżeniem zgodny ze znanymi z pomiarów zmianami temperatury powietrza w tej części Arktyki.

EN

Latest maps released by the Danish Meteorological Institute (DMI ) shed new light on the changes in the Arctic ice coverage that have been mainly based on archival Norwegian Meteorological Institute. The article presents the changes in the surface of sea ice in the area between 50°W and 70°W for the years 1901 to 1930 August , calculated on the basis of changes in ice coverage in the area shown on maps from the archives of DMI . ice surface Calculations have been made in the coordinate North Pole Lambert Azimuthal Equal Area using ArcGis 10.0 The measurements confirm iced surface of ice cover growth in the years 1907-1918 with a maximum between 1912 and 1913 and the presence of a secondary maximum ice growth in the years 1916 and 1917, after which there was a general decline in sea ice area. During this time, detected two phases of rapid decline of ice cover in the examined area between 1921 and 1922 and between 1929 and 1930. Such a course of changes in sea ice area at a time moment close to minimum of the annual cycle of development is close approximation consistent with known from measurements of air temperature changes in this part of the Arctic.

5

Niezwykłe anomalie termiczne w strefie klimatu podbiegunowego obszaru atlantycko-europejskiego

Twardosz R., Kossowska-Cezak U.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2013

|

Nr 23

93--105

PL

Opracowanie oparto na wartościach średnich miesięcznych temperatury powietrza z 17 stacji meteorologicznych od Wybrzeży Grenlandii do Nowej Ziemi z 60-lecia 1951-2010. Do badań przyjęto stacje, w których temperatura średnia wieloletnia w najcieplejszym miesiącu, tj. w lipcu, nie przekracza 12°C. Za anomalne uznano te miesiące, w których temperatura różniła się od średniej wieloletniej przynajmniej o 2 odchylenia standardowe. Zbadano przebieg roczny występowania miesięcy o anomalii ujemnej (niezwykle zimnych) i dodatniej (niezwykle ciepłych) oraz tendencji zmian ich częstości w 60-leciu, a także rozkład przestrzenny najbardziej rozległych anomalii. Stwierdzono, ze w ciągu 60 lat były 132 miesiące niezwykle zimne i 127 miesięcy niezwykle ciepłych. Najwięcej miesięcy niezwykle zimnych (41) i najmniej niezwykle ciepłych (11) było w 10-leciu 1961-1970; najmniej miesięcy niezwykle zimnych (3) i najwięcej niezwykle ciepłych (57) było w 10-leciu 2001-2010. Wzrost częstości miesięcy ciepłych zaznaczył się głównie w zachodniej części badanego obszaru.

EN

The study is based on average monthly temperature data from 17 weather stations located along a belt between the Greenland coast and the island of Novaya Zemlya and recorded during the period 1951-2010. The stations were selected to meet the criterion of a maximum long-term average temperature of 12°C for the warmest month, i.e. July. The anomalous month was defined as having an average temperature different from the long-term average by at least 2 standard deviations. Both positive (exceptionally warm) and negative (exceptionally cold) anomalies were analysed, as well as their trends of frequency change during the study period and the spatial distribution of the cases with the largest geographical spread. However, a majority of the anomalous months of each type were only recorded at single stations or at two neighbouring stations (of those included in the study), which would suggest spatially limited or even strictly local factors effecting such an exceptional temperature increase or drop. Exceptionally cold months (ECM) were more frequent than their warm counterparts (EWM), had a greater spatial extent and the scale of their anomaly tended to be larger (i.e. down to –12°C compared to maximum +10°C for EWMs). ECMs were more often linked in two-month or three-month series (31 such series), while multiple EWM series were fewer (18), but longer, lasting up to 6 months. The highest numbers of anomalous months were recorded during the decade 1961-1970 (41 ECM and 11 EWM) and the lowest numbers in the decade 2001-2010 (3 ECM and 57 EWM). The increase in the warm month activity was largely limited to the western end of the study area. The annual pattern of anomalous months was far more defined in the eastern section of the area, along the coast of a vast continent, than in the maritime west. This clear definition of the eastern pattern was mainly down to the frequency of ECMs and their large spatial extent. In the western section of the area the distribution of ECMs and EWMs is more balanced with a recent maximum of EWM frequency located in Iceland. ECMs coincide with the advection of cold air masses from the north and northeast, while EWMs tend to occur in association with southern warm advections.

6

Temperatura wód atlantyckich na głębokości 200 m w Prądzie Zachodniospitsbergeńskim (76.5°N, 9-12°E), a temperatura powierzchni morza w tym rejonie (1996-2011)

Marsz A. A., Styszyńska A.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2012

|

nr 22

43-56

PL

Praca omawia rozkład w czasie i przestrzeni związków, jakie zachodzą między temperaturą Wód Atlantyckich w Prądzie Zachodniospitsbergeńskim i temperaturą powierzchni morza (SST) na wodach wokół-spitsbergeńskich. Wykorzystano pomiary temperatury Wód Atlantyckich prowadzone przez Instytut Oceanologii PAN na głębokości ~200 m na profilu 76,5°N, 9-12°E (oznaczenie TW200). Szereg TW200 jest krótki (1996-2011) i stanowi średnią z pomiarów wykonywanych w lipcu i sierpniu. Celem pracy jest określenie w jakiej mierze stosowane powszechnie zbiory danych SST charakteryzują na tych akwenach zasoby ciepła w głębszych warstwach wód. Stwierdzono, że zbiory te dobrze charakteryzują podpowierzchniowe zasoby ciepła Wód Atlantyckich w chłodnej porze roku – okresie zimowego wychładzania oceanu – od listopada do kwietnia-maja. Jest to związane z działaniem intensywnej konwekcji. W sezonie ciepłym (od czerwca do października) związki między TW200 i SST stają się słabe ze względu na tworzenie się w przypowierzchniowej warstwie oceanu warstwy wygrzanych wód, stabilnych hydrostatycznie. W wyniku tego kontakt wód powierzchniowych z wodami zalegającymi głębiej ustaje i zmiany SST kształtują się pod wpływem zmian bilansu cieplnego powierzchni oceanu, bez większego wpływu zasobów ciepła wód zalegających głębiej. W przekrojach miesięcznych najsilniejsze związki między TW200 i SST zachodzą w kwietniu tego samego roku (SST wyprzedza moment pomiaru TW200) i w grudniu tego samego roku (SST jest opóźnione względem TW200). W ujęciu sezonowym najsilniejsze związki TW200 zachodzą ze średnią SST z okresu styczeń-kwiecień (SST01-04). Z wartością TW200 z danego roku związki takie zachodzą dwukrotnie – w tym samym roku co pomiar TW200 i w roku następnym. Rozkład współczynników korelacji wartości TW200 z SST na obszarze północnej części Morza Norweskiego, zachodniej części Morza Barentsa i NE części Morza Grenlandzkiego wskazuje, że wartość TW200 stanowi jeden z najważniejszych wskaź-ników klimatycznych dla tej części Arktyki.

EN

The work discusses the distribution in time and space of relationships taking place between the temperature of the Atlantic Water in the West Spitsbergen Current and sea surface temperature of waters in the vicinity of Spitsbergen. Temperature of the Atlantic water is measured by the Institute of Oceanology of Polish Academy of Sciences at a depth of ~200 m along the profile 76.5°N, 9-12°E and is the average of the measurements taken in July and August along the profile (marked TW200). The measurement series TW200 is short (1996-2011; 16 years). The aim of this study is to determine the extent to which the commonly used SST data sets describe the resources of warm water in the deeper layers of the sea area. It was found that the SST data sets very well characterized subsurface warm water resources of the Atlantic in the cold season of the year – the winter cooling of the ocean – from November to April-May. It is connected with the action of intensive convection. In the period of warm season (June to October) the relationship between TW200 and SST becomes weak due to the formation of a hydrostatically stable layer of warm water in the surface layer of the ocean. As a result the contact of surface waters with deeper layers of water ceases and changes in SST are influenced by changes in ocean surface heat balance, without much impact of heat resources from deeper ocean. The strongest monthly correlations between the TW200 and SST occur in April of the same year (SST precedes time of measurement TW200) and in December of the same year (SST is delayed relatively to TW200). The strongest seasonal correlations between TW200 and mean SST occur from the period of January-April (SSTJFMA). Such correlations between the value of TW200 and SST in a given year occur twice – in the same year when TW200 was measured and the following year. The distribution of coefficients of correlation between TW200 and SST in the northern part of the Norwegian Sea, the western part of the Barents Sea and NE part of the Greenland Sea indicates that the value of the TW200 is one of the most important climatic factors for this part of the Arctic.

7

Rola międzystrefowej cyrkulacji południkowej nad wschodnią częścią Atlantyku Północnego w kształtowaniu niektórych cech klimatu Arktyki Atlantyckiej

Marsz A. A.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2010

|

nr 20

7-29

PL

Artykuł omawia występowanie silnych adwekcji powietrza z szerokości umiarkowanych i pogra-nicza stref subtropikalnej i umiarkowanej do Arktyki Atlantyckiej (1950-2009). Te przepływy międzystrefowe stanowią przyczynę krótkookresowych (miesiąc, rzadziej 2 miesiące) silnych wzrostów temperatury w Arktyce Atlantyckiej, które znajdują następnie odbicie we wzroście temperatury rocznej. Osłabienie takich postaci cyrku-lacji w dłuższych okresach prowadzi do spadku temperatury w Arktyce Atlantyckiej. Przepływy międzystrefowe stanowią kombinację silnej cyrkulacji strefowej nad środkową częścią Atlantyku i silnej cyrkulacji południkowej nad wschodnią częścią Atlantyku Północnego, Europą Środkową i Półwyspem Skandynawskim. Są słabo powią-zane z AO i NAO, natomiast bardzo silnie ze wskaźnikami regionalnej cyrkulacji atmosferycznej w rejonie Spits-bergenu. Największą intensywność, ale i największą zmienność przepływów międzystrefowych, obserwuje się w chłodnej porze roku (październik-marzec). Ze zmiennością przepływów międzystrefowych silnie powiązana jest temperatura powietrza miesięcy chłodnej pory roku w środkowej i zachodniej części Arktyki Atlantyckiej, a w centralnej części Arktyki Atlantyckiej również bardzo silnie większość innych niż temperatura elementów klimatycznych (wilgotność względna, zachmurzenie ogólne, miesięczne sumy opadów, liczba dni z opadem, etc.). Pozwala to traktować zmienność intensywności przenosu międzystrefowego jako jeden z istotnych mecha-nizmów kształtujących zmienność klimatu w środkowej i zachodniej części Arktyki Atlantyckiej. Analiza jednak wykazuje, że zmiany intensywności przenosu międzystrefowego nie są przyczyną obserwowanego ocieplenia w tej części Arktyki.

EN

The article describes the phenomenon of strong air advection from the subpolar lattitudes and the regions between subtropical and subpolar zones to the Atlantic Arctic (1950-2009). These interzonal flows are responsible for the short time periods (one month or less frequently two month periods) strong increases in temperature of the Atlantic Arctic which later on are reflected in the rise in the annual temperature. The decrease in these types of circulation over longer periods results in the decrease in temperature of the Atlantic Arctic. The interzonal flows are combination of strong zonal circulation over the central part of the Atlantic and strong meridional circulation over the eastern part of the North Atlantic, central Europe and the Scandinavian Peninsula. They are weakly correlated with AO and NAO but very strongly correlated with the indexes of the regional atmospheric circulation in the region of Spitsbergen. The greatest intensity and the most varied changeability in the interzonal flows can be observed in the cold season of the year (October – March). The air temperature of the cold season of the year in the central and western part of the Atlantic Arctic is significantly connected with the changeability in the interzonal flows and in the central part of the Atlantic Arctic it is not only temperature that is strongly correlated with the variability but also other climatic elements (relative humidity, overall cloudiness, monthly precipitation, number of days with precipitation, etc.). That is why the variability in the intensity of interzonal flow can be treated as one of the important mechanisms responsible for the changes in the climate in the central and western part of the Atlantic Arctic. However the analysis indicates that changes in the intensity of interzonal flow are not the cause of warming of this part of the Arctic.

8

O związkach zmian temperatury powietrza w basenie Morza Śródziemnego ze zmianami ciśnienia w Arktyce Atlantyckiej (1951-2008)

Ferdynus J.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2009

|

nr 19

129-137

PL

W pracy opisano miesięczne rozkłady przestrzenne związków między zmianami temperatury powietrza w basenie Morza Śródziemnego a zmianami ciśnienia atmosferycznego (SLP) w Arktyce Atlantyckiej. Stwierdzono występowanie różnic regionalnych między poszczególnymi częściami morza. Związki te nie są zbyt silne i z reguły nie są istotne statystycznie, przy czym w zachodniej części są silniejsze niż we wschodniej. Zarówno w zachodniej, jak i wschodniej części basenu Morza Śródziemnego, silniejsze związki zaznaczają się w miesiącach schyłku jesieni i zimy, a w pozostałych miesiącach zanikają całkowicie. Brak zgodnych w czasie związków między SLP w Arktyce Atlantyckiej ze związkami z SLP i temperaturą powietrza nad obszarem śródziemnomorskim nasuwa podejrzenie, że związki między SLP w Arktyce Atlantyckiej a SLP nad Morzem Śródziemnym mogą być artefaktem statystycznym.

EN

Analysis of the impact of pressure changes in the Atlantic Arctic on changes in air temperature in the Mediterranean region shows that the atmospheric circulation in the Arctic shows no relationship with air temperature over the area. Existing relations are generally weak and without statistical significance, much less than similar correlations in the area of Northern Europe and Siberia. Also the time distribution of relations is different. There is no compact autumn/winter “block” of strong negative relations. There appears only one short period (November-January), in which at the southern Mediterranean there are very strong positive relations. This means that the existence of pressure changes in the Atlantic Arctic is not a factor enforcing changes in air temperature over the Mediterranean Sea.

9

O związkach zmian ciśnienia w basenie Morza Śródziemnego ze zmianami ciśnienia w Arktyce Atlantyckiej (1951-2008)

Ferdynus J.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2009

|

nr 19

115-128

PL

Praca charakteryzuje miesięczne rozkłady przestrzenne związków między zmianami ciśnienia atmosferycznego na poziomie morza (SLP) nad Morzem Śródziemnym a zmianami SLP w Arktyce Atlantyckiej. Stwierdzono występowanie znacznych różnic regionalnych między zachodnią i wschodnią częścią Morza Śród-ziemnego. Nad zachodnią częścią morza związki te są silne i istotne statystycznie przez 9 miesięcy w roku, nad wschodnią – istotne, choć słabsze i ograniczone do 5 miesięcy. W obu częściach morza najsilniejsze związki zaznaczają się w miesiącach zimowych (listopad-marzec), zanikają w kwietniu oraz lipcu i sierpniu. Ich siła zmie-nia się w czasie: w latach 1951-1978 były słabsze, uległy wzmocnieniu w okresie 1978-2008. Wzrost siły związków stanowi rezultat spadku SLP w Arktyce Atlantyckiej i wzrostu SLP nad obszarem Morza Śródziemnego.

EN

The process of changes of relations between the atmospheric pressure at the point over the West Spitsbergen Current axis (75°N and 15°E) and the atmospheric pressure at the Mediterranean Basin show that there are statistically remarkable interrelations within the meteorological elements, unstable in time, relatively stable in space and they appear during the winter period – from November to March. The space range covers also the areas of the Iberian Peninsula, France and Germany – especially in winter time and in the SLP scale. The negative and statistically important correlations between the Atlantic Arctic pressure and the Mediterranean Basin pressure can be observed mainly in the western part of the sea in the October-May period or even October-June period with the break in April. Such correlations can be observed in the eastern part of Mediterranean Basin only in the November-March period but they do not reach the western part values. The reason differentiating the winter correlations and non-winter ones is the difference of pressure between the Mediterranean Sea and the Atlantic Arctic. The strong relations appear in the conditions of big pressure differences (10.5-11.0 hPa between the Mediterranean Sea and the Atlantic Arctic. The reason of instability of these relations in time is the trend change above both areas. The change of the trend took place over the Mediterranean Sea and the Arctic in the years 1977-1978. It is considered that it is the effect of the change of the circulation system of the Northern Hemisphere.

10

O "arktycznych" i "atlantyckich" mechanizmach sterujących zmiennością temperatury powietrza na obszarze Europy i północo-zachodniej Azji

Marsz A. A., Styszyńska A.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2006

|

nr 16

47-89

PL

Praca omawia wpływ zmian ciśnienia atmosferycznego w Arktyce Atlantyckiej (dalej AA) na kształtowanie zmienności temperatury powietrza na obszarze Europy (na N od 40°N) i NW Azji (do 120°E). Wpływ zmian ciśnienia w AA na temperaturę powietrza zaznacza się we wszystkich, z wyjątkiem czerwca, miesiącach roku, tworząc charakterystyczny cykl z maksimum siły oddziaływania zimą. Zimowe (01-03) zmiany ciśnienia w AA objaśniają od kilkunastu do ponad 60% zmienności temperatury rocznej (z maksimum na obszarze wokół-bałtyckim; 1951-2000). W pracy analizuje się współdziałanie zmian ciśnienia w Arktyce Atlantyckiej ze zmianami ciśnienia w Wyżu Syberyjskim w kształtowaniu zmienności temperatury powietrza na obszarze Europy i NW Azji. Dyskutuje się również kwestie związków zmian ciśnienia w AA z NAO, AO oraz frekwencją makrotypów cyrkulacji środkowotroposferycznej wg klasyfikacji Wangengejma-Girsa. Wyniki analiz wykazują, że o zimowych zmianach ciśnienia w AA decyduje wcześniejszy rozkład zasobów ciepła w wodach Atlantyku Północnego.

EN

The research on relations between climatic elements of Europe and the Arctic has indicated that there are significant correlations between changes in atmospheric pressure in the Atlantic part of the Arctic and air temperature in northern Europe and NW Asia. The strongest correlations are observed between changes in pressure over relatively small area of the Atlantic part of the Arctic (72.5 - 80.0°N, 10.0 - 25.0°E), in addition, the point over which changes in pressure explain most of changes in air temperature is located 75.0°N, 015.0°E. Pressure at this point is further referred as P[75,15] with an index denoting a month (e.g. P[75,15]03 denotes mean pressure in March and P[75,15]01-03 defines mean pressure at this point from the period January till March). Over the Atlantic part of the Arctic within the pressure area there is no marked climatic centre which could be regarded as the centre of atmospheric activity. The research made use of monthly series of SLP values (reanalysis: set NOAA.NCEP-NCAR. CDAS-1.MONTHLY.Intrinsic.MSL.pressure) and the values of monthly air temperature from 211 stations (Fig. 1). The observational period common for both elements covers 50 years, i.e. the period from January 1951 to December 2000. The character of correlations between P[75,15] and air temperature in the following months, from June to May, and their spatial distribution have been presented by isocorrelates maps (Fig. 2). Changes in the strength of correlations between P[75,15] and the temperature over Europe and NW Asia form a clear annual cycle interrupted in June. In June the correlations between P[75,15] and air temperature became very weak and not significant over the most of the area and not continuous in space. During the months after June these correlations got stronger and stronger reaching their maximum during cold season (from November to April). This maximum is located in the region adjacent to the Baltic Sea, where annual and winter (01-03) changes in P[75,15] explain from more than 60% to 50% of annual temperature variances (Fig. 3) The strongest correlation between P[75,15] and air temperature in Siberia is located N of Baikal, where winter (01-03) changes in P[75,15] explain 43-45% of annual temperature variances. At the end of the cold season a visible delay of the decrease in the strength of correlation is observed in the region of Siberia in relation to the European region (in Europe after March, in Siberia after April). Variability in winter and annual values of pressure at 75°N, 015°E also indicates relatively strong correlations with the changeability in temperature of the warmest month in the year in the west and central region of Europe. The annual variability in P[75,15] explains from 40% to 30% changeability of maximum temperature in the region extending from the Atlantic coast of France to central Germany. This belt extends farther east towards the Baltic Sea. The latter correlation has not been explained in this work. The analysis of correlations of changes in pressure at 75°N, 15°E with NAO indicates to the occurrence of statistically significant correlations during months of cold season in the year (October - March, May and June; Tab. 2). Similar analysis of correlations of changes in P[75,15] with AO index (Arctic Oscillation) shows strong and highly statistically significant correlations in all months of the year with maximum falling in January and February. Annual changes in P[75,15], i.e. in pressure at one point explain 73% annual changeability in AO index (r = 0.86) and the winter changeability in (December - March) P[75,15] explains 78% of winter changeability in AO index (r = 0.88) which is the first vector EOF of pressure field (1000 hPa) covering the area from 20°N to the North Pole (90°N), that is the most area of the Northern Hemisphere. This analysis shows that the changes in pressure at the point 75°N, 15°E result in intensification of cyclogenesis over west and central part of the North Atlantic and the consequent long waves (waves of W type following Wangengejm-Girs classification) cause that anticyclones formed over the Atlantic will direct towards Fram Strait through the region of Iceland. The above process has nothing or almost nothing to do with the form of changeability in polar strato-spheric eddy, as assumed by Tomphson and Wallace (1998, 2000, Thompson, Wallace, Hegerl 2000) to be essential for the Arctic Oscillation functioning. Occurrence of correlations between P[75,15] and air temperature over vast areas from 10°W to 130°E suggests that also changes in pressure in the Siberian High are engaged in this process. Theanalysis shows that in a yearly process, changes in pressure in the Atlantic part of the Arctic and in the Siberian High occur in opposite phases (see Tab.1). Barometric gradient between the Atlantic part of the Arctic and the Siberian High becomes extremely strong during the cold season of the year contributing to "pumping" air from eastern Europe to the far end of the Siberia. During the summer season the gradient becomes very weak as the about-turn takes place. The cooperation of changes in pressure in the Atlantic part of the Arctic and pressure in region located farther Baikal -- Mongolia results in very strong oscillation which partly can be identified with Euro-Asian Oscillation (Monahan et al. 2000). During winter season interannual changes in pressure in the Siberian High are relatively small and explain 10.4% variances of barometric gradient between P[75,15] and point 45°N, 110°E (the region of the centre of the Siberian High), whereas the interannual changes in P[75,15] explain 77.5% of variances in this gradient. This means that in the cold season of the year the intensity of air transfer from the west towards Asian land depends on variability in pressure in the Atlantic part of the Arctic. Because in the months of the cold season of the year NAO is the strongest and significantly correlated with changes in P[75,15] therefore, a two-element, with the same phase "conveyor belt" is formed, which during positive phases of NAO transfers the air from over the Atlantic to Europe (NAO) and then towards and into the Siberia (Euro-Asian Oscillation). P[75,15] during cold season months of the year (01-03) indicates statistically significant negative trend (-0.153 hPa/year; p < 0.006) which enables to state that the observed, over the years 1951-2000, increase in air temperature in the Siberia can be, in great extent, attributed to the activity of the above described circulation mechanism. The analysis of reasons for interannual changes in P[75,15] has indicated that there are strong and significant correlations between variability in P[75,15] and the earlier variability in the thermal conditions of the Atlantic Ocean. A very important role in this relation plays thermal condition of three sea areas, i.e. waters of the subtropical region of central part of the North Atlantic (characterized by SST anomalies in grid 34°N, 40°W from August and September), waters of the middle latitudes zone of the central part of the North Atlantic (characterized by SST anomalies from August and September in grid 54°N, 30°W) and waters of the North Atlantic Current from the approach to the Farero-Shetland Passage (characterized by SST anomalies from January and April in grid 60°N, 10°W). Thermal state of these three sea water areas (see formulas [1] and [2]) explains 58% changeability in P[75,15] which will be observed in the following winter (DJFM). The cause of the described correlation is attributed to the fact that the earlier thermal state of the above mentioned sea areas controls the occurrence of long waves, of W and E Wangengejm-Girs type during the following winter. Further, these waves influence the occurrence of low cyclones over the Atlantic part of the Arctic during winter resulting in adequate changes in mean monthly pressure. As a result, it can be stated that the interannual variability in air temperature over vast areas of Europe and over NW Asia is influenced by the processes observed over the North Atlantic and the Atlantic part of the Arctic. The research covers years 1971-2003 (ano-malies in SST taken from 1970-2002) due to the fact that the data have been not only accessible and reliable but also homogeneous with respect to climatological data of SST (CACSST data set (Reynolds and Roberts 1987, Reynolds 1988) and SST OI v.1. (Reynolds et al. 2002).

11

Główne cechy cyrkulacji atmosfery nad Spitsbergenem (XII.1950 - IX.2006]

Niedźwiedź T.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2006

|

nr 16

91-105

PL

Praca omawia najważniejsze zmiany jakie zachodziły w cyrkulacji atmosfery nad Spitsbergenem w latach 1950–2006. Po analizie zmienności typów i wskaźników cyrkulacji Niedźwiedzia stwierdzono wyraźny wzrost wartości wskaźnika cyrkulacji zachodniej (zwłaszcza latem i zimą) i południowej (głównie zimą i latem) oraz wzrost aktywności niżów we wszystkich porach roku, a zwłaszcza w zimie. Gwałtowny wzrost intensywności cyrkulacji południowej, który wystąpił w styczniu i kwietniu 2006 r. zaznaczył się dużymi anomaliami termicznymi (12.4–12.6K powyżej średniej wieloletniej). Być może rok 2006 stanie się najcieplejszym w całym okresie obserwacji instrumentalnych temperatury na Spitsbergenie.

EN

The study presents variability of 21 circulation types and simple circulation indices above Spitsbergen for the period December 1950 – September 2006, based on original calendar of synoptic divided from the synoptic maps (Niedźwiedź 1992, 1997a). Classification of circulation types, based on method of H.H. Lamb (1972), used the direction of airflow (gradient wind) and pressure pattern (a – anticyclonic, c – cyclonic) as the main elements. After calculation of synoptic types frequencies the further results have been obtained using the simple circulation indices: W – westerly, zonal index, S – southerly – meridional index, C – cyclonicity index, as proposed by R. Murray and R. Lewis (1966) with some modifications (Niedźwiedź 1997b, 2001). The anticyclonic wedge (Ka – 10.5%) was the most frequent synoptic situation in the Spitsbergen (Table 1). The second one is circulation type Ec (9.9%) and NEc (8.7%). Weather and climate of Spitsbergen was modelled by the intense cyclonic activity during 56% of the days in a year (Fig. 1). The largest frequency of cyclonic types was noticed in November (67%). For May was typical the maximum frequency of the high pressure systems (59.7%). The annual variability of different airflows above Spitsbergen is presented on the Figures 2–5. The negative value of W index is typical for Spitsbergen, according to great frequency of eastern airflow (Table 2, Fig. 6). The great intensity of eastern airflow was observed from October to April, the weakest – during summer months. For the last 56 years was observed the increased tendency of index W. The most intense of southerly circulation index S was noticed on 1984–1994 (Table 3, Fig. 7). Positive trend was observed for winter, spring and summer. Only in autumn the tendency of S index was negative. For the Spitsbergen is typical predomination of cyclonic patterns (annual value of index C is +60), with highest values of index C from September to March (Table 4, Fig. 8). Only in May index C is negative (–10) thanks to great activity of anticyclones. For the last 56 years was observed the increasing activity of cyclonic weather above the Spitsbergen. For the last three years (2004–2006) was typical the concentration of extreme intensity of the particular forms of circulation, mainly in southerly one.