Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Inherent optical properties and particulate matter distribution in summer season in waters of Hornsund and Kongsfjordenen, Spitsbergen

Sagan S., Darecki M.

Oceanologia

|

2018

|

No. 60 (1)

65--75

EN

Two Spitsbergen fjords, Hornsund and Kongsfjorden, are known for being under different hydrological regimes. The first is cold, separated from warm Atlantic water by East Spitsbergen Current, while Kongsfjorden is frequently penetrated by relatively warm Atlantic water. On the other hand, both are under strong influence of water discharge from glaciers and land freshwater input. During the period of observation in both fjords a dominant water mass was Surface Water, which originates mainly from glacial melt. The presence of suspended matter introduced with melt water in Surface Water is reflected by highest values of light attenuation and absorption coefficients recorded in areas close to glacier both in Hornsund and Kongsfjorden. In Hornsund the maximum light attenuation coefficient cpg(555) was 5.817 m−1 and coefficient of light absorption by particles ap(676) = 0.10 m−1. In Kongsfjorden the corresponding values were 26.5 m−1and 0.223 m−1. In Kongsfjorden suspended matter of the size class 20-200 μm dominated over fractions smaller than 20 μm while in Hornsund dominating size fraction was 2-20 μm. The results provide an evidence of considerable range of variability of the optical properties mainly due to glacial and riverine runoff. The scale of variability of particulate matter in Kongsfjorden is bigger than in Hornsund. Most of the variability in Hornsund can be attributed to glaciers discharge and a presence of particles of mineral origin, while in Kongsfjorden the organic and mineral particles contribute almost equally to defining the optical properties of water.

2

Deposition, return flux, and burial rates of nitrogen and phosphorus in the sediments of two high-Arctic fjords

Koziorowska K., Kuliński K., Pempkowiak J.

Oceanologia

|

2018

|

No. 60 (4)

431--445

EN

The aim of this study was to determine the burial rates of nitrogen (N) and phosphorus (P) in the sediments of two high-latitude fjords: Hornsund and Kongsfjorden (Spitsbergen). Both deposition to sediments and the return flux from sediments to the water column of the various species of these elements were, therefore, quantified. The burial rate was then calculated as the difference between deposition and return flux. The required concentrations of N and P species were measured in surface sediments, in pore water extracted from the sediments, and in the above-bottom water at sampling stations situated along the axes of the fjords. Annual deposition to sediments ranged between 2.3-8.3 g m−2 for N and 0.9-2.8 g m−2 for P. The nitrogen return fluxes ranged from 0.12 to 1.46 g m−2 y−1. At most stations, the N flux was predominantly of dissolved organic (about 60-70%) rather than inorganic N. The P return flux varied between 0.01 and 0.11 g m−2 y−1, with organic species constituting 60-97%. The N and P burial rates differed between fjords: 2.3-7.9 g N m−2 y−1 and 0.9-2.8 g P m−2 y−1 in Hornsund vs. 0.9-1.3 N g m−2 y−1 and 1.0-1.2 g P m−2 y−1 in Kongsfjorden. This was accompanied by a different efficiency of N and P burial – higher in Hornsund than in Kongsfjorden, in both cases. This suggests differences in the quality and quantity of N and P organic species deposited to sediments and therefore differences in the intensity of their mineralization and/or decomposition.

3

Kongsfjorden and Hornsund hydrography : comparative study based on a multiyear survey in fjords of west Spitsbergen

Promińska A., Cisek M., Walczowski W.

Oceanologia

|

2017

|

No. 59 (4)

397--412

EN

A recent study has shown increased warming in the fjords of west Spitsbergen. Their location is critical, as they are situated along the main northward pathway of Atlantic Water (AW) which is a great source of heat to the Arctic Ocean and the fjords. In the light of ongoing warming, we aim to discuss differences between the fjords under northward transformation of oceanic waters. We compared summer hydrographic conditions in two fjords located in two opposite ends of west Spistbergen: Hornsund in the south and Kongsfjorden in the north. The study is based on high resolution CTD measurements collected during Arctic cruises between 2001 and 2015. The emphasis was put not only on differences in water temperature, salinity and water masses but also the freshwater content (FWC), AW transport and heat delivery to the fjords. In general, the water in Kongsfjorden is on average 1°C warmer and its salinity is higher by 0.5 compared to Hornsund. It is also characterized by two times greater transport of AW and heat delivery to the fjord. On the other hand, Hornsund reveals two times higher FWC. Both fjords undergo a gradual warming due to an increased presence of Atlantic origin waters. The ongoing warming is accompanied by an increase in variability of temperature and salinity dependent on the domination of the Sørkapp Current (SC) or the West Spitsbergen Current (WSC) on the West Spitsbergen Shelf (WSS). Nonetheless, Hornsund remains more Arctic-type fjord compared to Kongsfjorden, due to stronger blocking by SC.

4

Comparison of bacterial production in the water column between two Arctic fjords, Hornsund and Kongsfjorden (West Spitsbergen)

Ameryk A., Jankowska K. M., Kalinowska A., Węsławski J. M.

Oceanologia

|

2017

|

No. 59 (4)

496--507

EN

Bacterial production and the accompanying environmental factors were measured in the water columns of two Arctic fjords during the cruise in July and August 2013. Water samples were collected at six stations located in the central part of Hornsund and Kongsfjorden. In Hornsund, where average water temperatures were 1.25-fold lower than in Kongsfjorden, the bacterial production was twice as high (0.116 ± 0.102 vs 0.05 ± 0.03 mg C m−3 h−1). Statistical analysis indicated that chlorophyll a concentration itself was not a significant factor that affected bacterial production, in contrast to its decomposition product, pheophytin, originating from senescent algal cells or herbivorous activity of zooplankton. Single and multiple regression analysis revealed that water temperature, dissolved organic carbon (DOC), and pheophytin concentration were the main factors affecting bacterial production in both fjords.

5

O związkach między intensywnością cyrkulacji termohalinowej na Atlantyku Północnym a sumami opadów w Hornsundzie (Spitsbergen)

Marsz A. A.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2016

|

Nr 26

17--36

PL

W pracy omówiono związki rocznych i kwartalnych sum opadów w Hornsundzie z intensywnością składowej powierzchniowej cyrkulacji termohalinowej (THC) na Atlantyku Północnym. Fazę i intensywność THC opisuje wskaźnik oznaczony jako DG3L. Analizy wykazują, że związki takie, silnie rozciągnięte w czasie, istnieją. Związki rocznych sum opadów oraz sum opadów w drugim półroczu (lipiec-grudzień) z THC są związkami pośrednimi. Wraz ze zwiększoną dostawą ciepła z transportem Wód Atlantyckich na północ, do Arktyki, rosną w wodach mórz Grenlandzkiego i Barentsa zasoby ciepła, w związku z czym wzrasta temperatura wody powierzchniowej (SST) i maleje pokrywa lodowa. Tym samym wzrasta powierzchnia wód wolnych od lodów, a powierzchnia morza ma wyższą temperaturę. Oba procesy prowadzą do wzrostu natężenia strumieni ciepła i pary wodnej z oceanu do atmosfery, co powoduje wzrost temperatury powietrza (SAT). Wzrost SAT prowadzi do podniesienia wysokości tropopauzy. W rezultacie ciągu procesów sterowanych przez zmienność THC powstają sprzyjające warunki do wzrostu sum opadów w okresie występowania zmniejszonej powierzchni lodów i silnej konwekcji w atmosferze (wzrost wodności i miąższości chmur). Te same procesy wyjaśniają wzrost udziału sum opadów ciekłych w sumie rocznej opadów w Hornsundzie oraz wystąpienie dodatniego trendu sum opadów. Opóźnienie (~6 lat) reakcji sum opadów względem zmian natężenia THC wynika z opóźnionego, w stosunku do przebiegu wskaźnika DG3L, przejścia cyrkulacji atmosferycznej nad Arktyką z reżimu cyrkulacji antycyklonalnej do reżimu cyrkulacji cyklonalnej. Zwiększenie frekwencji cyklonów nad Arktyką, poprzez wzrost częstości wypadania opadów frontalnych również sprzyja wzrostowi sum opadów. Bardziej rozszerzona analiza wskazuje, że zmienność THC reguluje, poprzez wzrost temperatury powietrza, sum opadów i zmianę struktury opadów (stałe/ ciekłe) również przebieg procesów ewolucji geosystemów lądowych.

EN

The work discusses relationship between total annual and quarterly precipitation in Hornsund and intensity of surface component of thermohaline circulation (THC) on the North Atlantic. Phase and intensity of THC describes index marked as DG3L. Analysis shows that there are such dependencies, significantly extended in time. Relations between THC and total annual precipitation and sums of precipitation in second half of the year (July-December) are indirect dependencies. Together with increased heat supply with transport of Atlantic Water north to the Arctic, grow heat resources in waters of the Greenland and Barents seas. As a result, SST increases and decreases ice extent. Thereby increasing area of water free of ice cover and sea surface has a higher temperature. Both processes leads to an increase in intensity of heat flux and water vapor from ocean into atmosphere, causing an increase in air temperature (SAT). An increase in SAT leads to raise height of tropopause. As a result of a sequence of processes controlled by volatility of THC are generated favorable conditions for an increase of sum of precipitation during periods of reduced sea ice extent and strong convection into atmosphere (an increase in water content and thickness of clouds). These same processes explain an increase sum of liquid precipitation in annual precipitation structure in Hornsund and an occurrence of positive trend of sum of precipitation. Occurring delay (~ 6 years) reacting sum of precipitation in relation to course of indicator, that characterizes intensity variations of THC results from retarded, with respect to course of indicator DG3L, transition of atmospheric circulation over the Arctic from anticyclonic circulation regime to cyclonic circulation regime. Increased frequency of cyclones occurrence over the Arctic, through an increase in frequency of falling out frontal precipitation also favors growth of sum of precipitation. More extended analysis indicates that variability of THC regulates, by an increase in air temperature, total precipitation and change in precipitation structure (solid / liquid) and processes of evolution of land geosystems.

6

Charakterystyka odwilży w Hornsundzie (Spitsbergen)

Matuszko D., Soroka J.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2016

|

Nr 26

59--70

PL

Celem opracowania jest charakterystyka odwilży i dni odwilżowych w Hornsundzie. Odwilże rozpatrywano podczas 34 sezonów zimowych od 1 grudnia 1982 roku do 30 kwietnia 2016 roku. Pod pojęciem odwilży rozumiano okres co najmniej jednodniowy z temperaturą dobową maksymalną ≥ 0°C, który następuje bezpośrednio po co najmniej dwudniowym okresie mroźnym, czyli z temperaturą dobową maksymalną < 0°C. Dni odwilżowe definiowano jako wszystkie dni z dodatnią temperaturą maksymalną ≥ 0°C w sezonie zimowym, po co najmniej dwóch pierwszych dniach mroźnych po rozpoczęciu tego sezonu. Dokonano oceny zmienności wieloletniej występowania odwilży i dni odwilżowych, określono ich częstość w sezonie zimowym, daty początku, długość ciągów dni, uwarunkowań cyrkulacyjnych ich występowania i warunków meteorologicznych im towarzyszących. Stwierdzono wzrost częstości i długości trwania odwilży oraz przesunięcie zwartego okresu mroźnego z grudnia i stycznia na luty i marzec. Tendencje te są szczególnie widoczne od początku XXI wieku. Występowaniu odwilży sprzyja adwekcja ciepłego powietrza z południa.

EN

Long-term variability in the occurrence of thaw periods can be used as an indicator of climate change in the polar zone due to the snow and ice melting processes associated with them. The study looked at the thaw period and days with thaw parameters at Hornsund and included the long-term variability, frequencies, onset timing, permanence, associated atmospheric circulation and accompanying weather conditions. The study limited itself to looking at thaw periods during the winter season defined by Marsz (2007), which runs from 1 December to 30 April. Thaw was defined as a period of at least one day with a maximum daily temperature equal or greater than zero degrees (TMAX ≥ 0°C), which followed immediately after at least two days of sub-zero temperatures (TMAX < 0°C). Days with a thaw were defined as days with an above-zero daily maximum temperature (TMAX ≥ 0°C) following after at least the first two sub-zero days of a given winter season. The study employed records of daily measurements of air temperature, depth of snow-cover, precipitation totals and wind speed and direction made at the Polish Polar Station in Hornsund during 34 winter seasons from 1 December 1982 to 30 April 2016. During that period, there were on average eight thaw periods per season. The highest number of thaws (15) was recorded in 2015/2016 and the lowest (4) in 1987/1988, 1993/1994 and 2001/2002. The timing of thaw onset varied between seasons, but was most frequent in December (27), followed by January (5) and February. Typical thaws lasted between one and three days in length, but there were many warm spells even exceeding ten days. These longest thaw periods only appeared in Hornsund in 1996, as previously they had never lasted for more than nine days. The longest such warm spell during the study period was recorded between 31 January and 18 February 2014. It was accompanied by a cyclonic situation with air advection from the south-east and south (Niedźwiedź 2016), a peak air temperature of 4.4°C, a wind speed of more than 10 m/s, and a snow cover shrinking rate of 10 cm in four days. Since the beginning of the 21st century, there has been a steady increase in the frequency of days with a winter thaw. In the 2005/2006 season there were 67 such days, while three other seasons also had more than the until-then unheard of 50 days of thaw. The least days with a thaw (6) were recorded in the 1987/1988 season which had the lowest air temperature during a thaw and the lowest number of thaw periods (4), among which there was one three-day spell in January and three isolated days in February, March and April. A total of 18 seasons during the study period, had thaw days in each month, while in the other seasons there would be unbroken monthly or longer periods with freezing temperatures, typically in March, but also in December, January, and February. Winter season weather in Hornsund is primarily determined by atmospheric circulation due to the limited or non-existent solar radiation. The most frequent are cyclonic situations with air advection from the east (Ec peaking in January), north-east (NEc peaking in December) and south-east (SEc peaking in February). April stands out with relatively frequent (more than 8%) anticyclonic situations (Ka and NEa). There are almost no incidences of anticyclonic situations with western or north-western advection (Wa, NWa – less than 1%). Thaws are most likely in the following situations: December – SWc and Sc, January – SWc, Wc and Sc, February – SWa and SWc, March – SWa, Wc ad SWc, and April – SWa, Sc and SWc. In general, the situation favouring a thaw involves air advection either from the south-west regardless of the pressure system, or from the south and west in cyclonic situations.

7

Does the recent pool of benthic foraminiferal tests in fjordic surface sediments reflect interannual environmental changes? The resolution limit of the foraminiferal record

Łącka M., Zajączkowski M.

Annales Societatis Geologorum Poloniae

|

2016

|

Vol. 86, No. 1

59--71

EN

Benthic foraminifera tests (living + dead) and conductivity, temperature and depth (CTD) records in Hornsund Fjord (SW Spitsbergen) were studied over five non-consecutive summer seasons during 2002–2011. The data indicated significant changes in the abundance of benthic foraminifera, species composition and the variability of hydrological and micro-environmental conditions in this fjord. The increased inflow of Atlantic Water (AW) resulted in higher foraminiferal biodiversity and a greater number of rare species; however, many of these were fragile and were thus poorly preserved in the sediment. Cold years significantly reduced species richness in the fjord centre, while more stable hydrological conditions with a predominance of opportunistic foraminifera were noted at the fjord head. Elphidium excavatum f. clavata and Cassidulina reniforme exhibited sensitivity to salinity changes and food supply. The dynamic foraminiferal response to hydrological changes led to the conclusion that the annual foraminiferal flux, compounded by the poor preservation of fragile individuals, significantly changed the spatial and interannual composition of the foraminiferal tests remaining in the sediment. Furthermore, only mature individuals are representative of yearlong or multi-year fjord conditions, since the juveniles that bloom during their maximum growth periods in spring can die out under poor summer and winter conditions. The findings of this study indicated that the upper 8 cm of the sediment in the intense depositional systems of the Svalbard fjords provide good representation of recently departed benthic foraminifera, because of their mobility in surface sediments and further sediment compaction. Hence, the corresponding 10- to 15-year resolution in palaeoceanographic investigations seems to be the most reliable.

8

Usłonecznienie w Arktyce Europejskiej i Grenlandii na podstawie danych z wybranych stacji strefy polarnej

Matuszko D., Celiński-Mysław D., Soroka J.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2015

|

Nr 25

127--138

PL

W pracy przedstawiono zmienność usłonecznienia w rejonach polarnych na podstawie danych z wybranych stacji Arktyki Europejskiej i Grenlandii. Do ogólnej charakterystyki wykorzystano średnie sumy miesięczne ze standardowego 30-lecia (1961-1990) z 15 stacji położonych na północ od koła polarnego, natomiast szczegółową analizę wykonano na podstawie danych z Polskiej Stacji Polarnej w Hornsundzie (lata 1979-2014) oraz ze stacji: Bjornoya (lata 1961-2004), Tromso (lata 1961-2014), Bodo VI (lata 1961-2005) i Barentsburg (lata 1961-2014). W strefie polarnej duży wpływ na wartości usłonecznienia oprócz czynników astronomicznych i cyrkulacyjnych mają warunki lokalne. Największe sumy roczne usłonecznienia występują na Grenlandii (Danmarkshavn – 1967 godzin) znajdującej się w strefie oddziaływania stałego wyżu, natomiast najmniejsze na stacji Bjornoya (595 godzin), co związane jest z położeniem wyspy na szlaku niżów i związanych z nimi frontów atmosferycznych powodujących duże zachmurzenie. Przebieg wieloletni usłonecznienia w rejonach na północ od koła polarnego w niewielkim stopniu nawiązuje do tendencji obserwowanych na stacjach w pozostałej części Europy – zmniejszenia liczby godzin ze słońcem w latach pięćdziesiątych do osiemdziesiątych XX wieku, a następnie wzrostu w ostatnich dwóch dekadach XX wieku.

EN

The aim of this study is to characterize sunshine duration in the polar regions based on the data from selected stations located north of the European Arctic and Greenland. Mean monthly totals of sunshine duration from standard 30-year period (1961-1990) from 15 stations located north of the Arctic Circle were used for general characteristics, and a detailed analysis was performed based on the data from Polish Polar Station in Hornsund (1961-2014) and from the stations: Bjornoya (1961-2004), Tromso (1961-2014), Bodo VI (1961-2005) and Barentsburg (1961-2014). In the polar regions, local conditions in addition to astronomical and circulation factors have influence on values of sunshine duration. Analysis of the variability of sunshine duration in the polar regions confirmed large regional differences of this element at the analyzed stations of European Arctic and Greenland. In the polar regions, apart from the astronomical factors (polar day and night), local conditions have a big impact on sunshine duration values (orography – horizon covering, the low position of the solar disc and methodical aspect of measurements – e.g. changing the traditional instrument for the automatic one). The conducted analysis showed that the course of annual sunshine duration depends mainly on the station location (latitude and cloudiness influenced by orographic and circulation factors). Similar annual course with a maximum in May occurs in stations located on similar latitudes (Polish Polar Station in Hornsund, Bjornoya, Thule and Danmarkshavn). However, the least sunshine is present Aat Bjornoya station (595 hours) due to heavy cloudiness associated with predominance of lows, and the largest in Danmarkshavn (1967), located within Greenland High. Based on the conducted analysis and cited literature it can be concluded that the long-term course of sunshine duration in the polar regions to a small extent refers to the trend observed in European stations. This fact can suggest anthropogenic causes of global dimming and brightening. Sunshine duration series from Barentsburg shows a statistically significant negative trend, while in Krakow, an increase of sunshine is observed, which is in line with trends in the rest of Europe.

9

Dorobek ośrodka wrocławskiego w meteorologii i klimatologii obszarów polarnych

Migała K., Piasecki J., Pereyma J.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2015

|

Nr 25

9--18

PL

W niniejszym artykule dokonano syntezy dorobku ośrodka wrocławskiego w meteorologii i klimatologii polarnej, wskazano też na momenty przełomowe ale też kryzysowe w tej 60-letniej historii. Efektem ostatnich lat jest aktywność badawcza, która ma cechy innowacji i zastosowania meteorologii/klimatologii na pograniczu dziedzin (glacjologia, geomorfologia, biologia, chemia atmosfery). Cechą charakterystyczną badań wrocławskich geografów nadal pozostaje duże zaangażowanie w trudnych i nowatorskich tematach. Wyniki badań mają często charakter interdyscyplinarny. Spoglądając na dorobek wrocławski i innych ośrodków naukowych powinniśmy mieć świadomość, że dopiero nowoczesność stosowanych metod pomiarowych i narzędzi analiz nada polskiej klimatologii polarnej odpowiednią wartość naukową w wymiarze europejskim.

EN

This paper summarizes the University of Wroclaw achievements in polar meteorology and climatology. An attempt was made to identify milestones but also critical points in the 60-year history. Resumed after years of absence activity seems to be innovative with applications in many scientific branches (glaciology, geomorphology, biology, chemistry of atmosphere). A feature of geographers from Wroclaw still is a strong commitment to challenging and innovative topics, with results which are often interdisciplinary. Looking at the achievements of Wroclaw and other polish research centers should be aware that only modern methods of measurement and analysis tools will give the Polish polar climatology adequate scientific value of a European dimension.

10

Badania polarne Akademii Morskiej w Gdyni

Marsz A. A., Styszyńska A.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2015

|

Nr 25

75--98

PL

W pracy omówiono tematykę badań prowadzonych przez pracowników Wyższej Szkoły Morskiej/Akademii Morskiej w Gdyni w wysokich szerokościach półkul północnej i południowej. W latach 1975-2015 pracownicy tej uczelni opublikowali łącznie 231 artykułów, komunikatów i sprawozdań oraz 14 pozycji książkowych o charakterze monograficznym dotyczących różnych aspektów badań polarnych. Wśród tych prac 142 pozycje dotyczyły Arktyki i 103 pozycje – Antarktyki. Podstawowa problematyka badawcza obejmowała zagadnienia zmienności i zmian warunków hydroklimatycznych w Arktyce i Antarktyce, kształtowania się warunków lodowych i problemów żeglugi w lodach oraz zagadnień uprawiania żeglugi w rejonach słabo rozpoznanych pod względem nawigacyjnym, w tym badań dotyczących batymetrii dna i geomorfologii wybrzeży. Artykuł zawiera jako załącznik bibliografię prac polarnych pracowników Wyższej Szkoły Morskiej i Akademii Morskiej w Gdyni.

EN

The paper discusses topics of research conducted by the staff of the Gdynia Maritime University in the high latitudes of northern and southern hemispheres. In the years 1975-2015 the employees of the university have published a total of 231 articles, communications and reports and 14 books of monographic covering various aspects of polar research. Among the 142 works related to the Arctic positions and 103 positions – Antarctica. The basic research problems included issues variability and change hydro-climatic conditions in the Arctic and Antarctic, the formation of ice conditions and navigation in ice problems and issues of navigation in areas poorly recognized in terms of navigation, including research on the bottom bathymetry and geomorphology coasts. The article includes as an annex a bibliography of works polar employees Gdynia Maritime University.

11

Principal Component and Cluster Analysis for determining diversification of bottom morphology based on bathymetric profiles from Brepollen (Hornsund, Spitsbergen)

Moskalik M., Tęgowski J., Grabowiecki P., Żulichowska M.

Oceanologia

|

2014

|

No. 56 (1)

59--84

EN

Navigation charts of the post-glacial regions of Arctic fjords tend not to cover regions from which glaciers have retreated. Whilst research vessels can make detailed bathymetric models using multibeam echosounders, they are often too large to enter such areas. To map these regions therefore requires smaller boats carrying single beam echosounders. To obtain morphology models of equivalent quality to those generated using multibeam echosounders, new ways of processing data from single beam echosounders have to be found. The results and comprehensive analysis of such measurements conducted in Brepollen (Hornsund, Spitsbergen) are presented in this article. The morphological differentiation of the seafloor was determined by calculating statistical, spectral and wavelet transformation, fractal and median filtration parameters of segments of bathymetric profiles. This set of parameters constituted the input for Principal Component Analysis and then in the form of Principal Components for the Cluster Analysis. As a result of this procedure, three morphological classes are proposed for Brepollen: (i) steep slopes (southern Brepollen), (ii) flat bottoms (central Brepollen) and gentle slopes (the Storebreen glacier valley and the southern part of the Hornbreen glacier valley), (iii) the morphologically most diverse region (the central Storebreen valley, the northern part of the Hornbreen glacier valley and the north-eastern part of central Brepollen).

12

Ocena odpływu podpowierzchniowego w rejonie Hornsundu (SW Spitsbergen)

Marszałek H., Staśko S., Wąsik M.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2013

|

nr 456 Hydrogeologia z. 14/2

391--395

PL

Na podstawie wyników badań hydrogeologicznych przeprowadzonych w rejonie Hornsundu (SW Spitsbergen) określono średnią wielkość odpływu całkowitego Q = 3,346 m3/s. Pomiary prowadzono w strefie wybrzeża Morza Grenlandzkiego o powierzchni 49,95 km2, ograniczonego lodowcami Werenskiolda i Hansa w sezonach letnich 2005–2007. Na odpływ całkowity składają się odpływy: rzeczny (3,008 m3/s) i podpowierzchniowy (0,338 m3/s). Składowe odpływu są formowane w głównej mierze przez wody pochodzące z topniejących lodowców i wieloletniej zmarzliny oraz drugorzędnie z wód opadowych.

EN

Based on hydrogeological investigations carried out in the Hornsund region (SW Spitsbergen) the mean water runoff in amount of 3.346 m3/s was estimated. The measurements were carried out in the coastal zone of Greenland Sea with an area of 49.95 km2, limited by Werenskiold and Hans glaciers, during summer seasons of 2005–2007. River and subsurface parts of total runoff amounts to respectively 3.008 m3/s and 0.338 m3/s. Runoff components are formed mainly by water from melting glaciers and permafrost, and secondary from rainwater.

13

Zlodzenie Hornsundu i wód przyległych (Spitsbergen) w sezonie zimowym 2010-2011

Kruszewski G.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2012

|

nr 22

69-82

PL

Sezon lodowy 2010/2011 zaczął się w połowie października. Pierwsze postacie autochtonicz-nego lodu morskiego zaobserwowano w strefie brzegowej Isbjornhamny 15.10. po spadku dobowej temperatury powietrza poniżej poziomu temperatury zamarzania wody morskiej. Zbliżone do średnich wieloletnich wartości temperatury powietrza okresu listopad – styczeń sprzyjały tworzeniu się lodu w strefie brzegowej Hornsundu. Lód morski o zwartości do 4/10 pojawił się w Hornsundzie w końcu października i utrzymywał w listopadzie. Prze-bieg warunków lodowych w rejonie południowego Spitsbergenu – zbliżony do normalnego z wielolecia – umoż-liwiał napływ lodu do fiordu z zewnątrz od połowy grudnia. W tym też okresie w wewnętrznych partiach fiordu zaczął się formować lód stały brzegowy, którego pokrywa w sposób ciągły występowała w N części Brepollen do końca drugiej dekady lipca 2011 (około 7 miesięcy). W okresie maksymalnego rozwoju (druga dekada lutego) lód stały lub całkowicie zwarty pokrywał około 2/3 powierzchni fiordu.

EN

This paper presents the ice conditions in the Hornsund Fjord (Svalbard) during expedition season 2010/2011. Sea ice season started in the mid of October, after clear air temperature drop (Fig. 2). Since this time forms of locally formed ice were present, mainly in coastal zone. To the end of November concentration of ice did not exceed 4/10 (very open drift ice). Close to mean thermal conditions in Hornsund area during winter months (Fig.1, Tab. 1) were favourable for ice development in this region. Theoretical sea ice thickness at the end of the Year 2010 could reach about 50 cm, and close to 1 m at the end of ice season. Close and very close pack ice (7-10/10) drifting outside the fjord were present since December (Fig. 7). Easternmost inner part of the Hornsund was covered by fast (consolidated) ice since mid of December to the mid of July 2011. During its maximum development in February fast ice covered over 70% of Hornsund area. Close and very close pack ice were present at Hornsund waters in January, February, three weeks of March, second half of April and first week of May – all together over three and half months. Periods of time with smaller ice concentration were connected with strong easterly air circulation. In May and June ice concentration in SW Svalbard area decrease significantly. Last two episodes the very close ice pack flowed into the Hornsund took place in first days and in second half of July 2011 (Fig. 8).

14

Wpływ cyrkulacji atmosfery na występowanie dni z przejściem temperatury przez 0°C w Hornsundzie (Spitsbergen)

Łupikasza E., Małarzewski Ł., Niedźwiedź T.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2012

|

nr 22

5-16

PL

Dni z przejściem temperatury przez 0°C (Tmin<0°C i Tmax>0°C) są ważnym wskaźnikiem współczesnych zmian klimatu. W obszarach polarnych przekroczenie wspomnianego progu termicznego ma istotne znaczenie ze względu na uruchamiające się wówczas procesy zamarzania wody i tajania lodu. Celem niniejszego artykułu jest określenie wieloletnich zmian występowania dni z Tmin<0°C i Tmax>0°C oraz zbadanie relacji pomiędzy ich występowaniem a makroskalową cyrkulacją atmosfery w Hornsundzie, na podstawie dostępnych danych. Dni z przejściem temperatury przez 0°C w Hornsundzie pojawiają się w ciągu całego roku. Ich występowanie podlega istotnym statystycznie różnokierunkowym zmianom w czerwcu (trend ujemny) i w grudniu (trend dodatni), a kierunek tych zmian wykazuje związek ze średnią miesięczną temperaturą powietrza oraz jej wzrostową tendencją. Relacje pomiędzy występowaniem dni z przejściem temperatury powietrza przez 0°C a cyrkulacją atmosfery zmieniają się w przebiegu rocznym. W miesiącach zimowych (grudzień, styczeń, luty, marzec) oraz w kwietniu, październiku i listopadzie występowaniu dni z przejściem temperatury przez 0°C najbardziej sprzyja adwekcja powietrza z południa (S, SW i W) bez względu na rodzaj układu barycznego. W sierpniu, kiedy zależności wystę-powania dni z Tmin<0°C i Tmax>0°C od cyrkulacji atmosfery są bardzo wyraźne, oraz w lipcu, ich występowanie związane jest z napływem zimnego powietrza z NW i W, szczególnie podczas zalegania wyżu.

EN

Days with freeze-thaw events at which air temperature crosses the threshold of 0°C (Tmin<0°C and Tmax>0°C) are regarded as an important index of climate change. In the Polar Region such thermal conditions trigger the processes of water melting and freezing. This paper aims at the recognition of the variability and changes in the frequency of days with Tmin<0°C and Tmax>0°C as well as the relationships between their occurrence and macro scale circulation on the basis of available data. Days with freeze-thaw events occur throughout the year. Statistically significant trends in the occurrence of such days were found in June (downward trend) and December (upward trend). The directions of the trends are related to the magnitude of the average monthly temperatures and their growing tendencies. Relationships between the occurrence of days with Tmin<0°C and Tmax>0°C and atmospheric circulation change seasonally. Regardless of the type of baric centre, the warm air advection from the south-west sector (S, SW, W) favours the occurrence of such days in the winter half-year months (November-April) as well as in October. In August, when the relation between days with freeze-thaw events and atmospheric circulation is evident, as well as in July, the occurrence of the days concerned is linked to the inflow of cold air from the NW and W directions, particularly when Spitsbergen is influenced by the anticyclone.

15

Wpływ cyrkulacji atmosfery na występowanie dni mroźnych w Hornsundzie (Spitsbergen)

Niedźwiedź T., Łupikasza E., Małarzewski Ł.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2012

|

nr 22

17-26

PL

Dni mroźne, definiowane jako dni z Tmax<0°C są jednym z termicznych wskaźników współ-czesnych zmian klimatu. Celem artykułu jest określenie wieloletnich zmian częstości występowania dni mroźnych w Hornsundzie oraz określenie relacji pomiędzy ich występowaniem i cyrkulacją atmosfery. Badania przeprowa-dzono na podstawie dostępnych danych dobowej maksymalnej temperatury powietrza (26.07.1957-16.08.1958 MRG; 4.07.1978-29.02.2012). Średnio w Hornsundzie notuje się 183 dni mroźnych w roku. Najczęściej pojawiają się one w marcu, zaś w ogóle nie występują w lipcu i sierpniu. W badanym okresie częstość występowania dni mroźnych istotnie malała w maju, czerwcu i grudniu. Tendencja spadkowa dotyczy również rocznych wartości liczby dni mroźnych. Sezonowe zróżnicowanie relacji pomiędzy częstością występowania dni mroźnych a cyrkulacją atmosfery jest słabsze niż w przypadku dni z przejściem temperatury przez próg 0°C. W większości miesięcy największym prawdopodo-bieństwem ich wystąpienia charakteryzują się typy antycyklonalne: Na, NEa, Ea, NWa oraz Ca i Ka. Występowaniu dni mroźnych nie sprzyja adwekcja ciepłego powietrza z południa.

EN

Ice days defined as days with daily maximum temperature below 0°C are placed amongst the indices of current climate change. This paper aims at research both the long-term variability in the ice days occurrence and their relations to atmospheric circulation. All available data on daily maximum temperature were used (26.07.1957-16.08.1958 MRG; 4.07.1978-29.02.2012). On average, 183 ice days a year are noted in Hornsund. The highest number of the days occurs on March whereas they do not appear on July and August. The frequency of ice days were significantly lowering in May, June and August. The downward trend was also found in the annual index values. Seasonal differentiation of the relations between the ice days occurrence and atmospheric circulation are weaker than in case of days with freeze-thaw events. In majority months the highest probability of the ice days occurrence is linked to the six anticyclonic types (Na, NEa, Ea, NWa, Ca and Ka). Advection of warm air from south results in rarer ice days.

16

The impact of a non-uniform land surface on the radiation environment over an Arctic fjord - a study with a 3D radiative transfer model for stratus clouds over the Hornsund fjord, Spitsbergen

Rozwadowska A., Górecka I.

Oceanologia

|

2012

|

No. 54 (4)

509-544

EN

This paper estimates the influence of land topography and cover on 3D radiative effects under overcast skies in the Arctic coastal environment, in particular in the Hornsund fjord region, Spitsbergen. The authors focus on the impact of a non-uniform surface on: (1) the spatial distribution of solar fluxes reaching the fjord surface, (2) spectral shortwave cloud radiative forcing at the fjord surface, (3) the solar flux anomaly at the domain surface resulting from the assumption of a uniform surface, i.e. the error due to plane parallel assumptions in climate models, and (4) remote sensing of cloud optical thickness over the fjord. Their dependence on spectral channel, cloud optical thickness, cloud type, cloud base height, surface albedo and solar zenith angle is discussed. The analysis is based on Monte Carlo simulations of solar radiation transfer over a heterogeneous surface for selected channels of the MODIS radiometer. The simulations showed a considerable impact of the land surrounding the fjord on the solar radiation over the fjord. The biggest differences between atmospheric transmittances over the fjord surface and over the ocean were found for a cloud optical thickness τ = 12, low solar zenith angle υ, high cloud base and snow-covered land. For τ= 12, υ = 53°, cloud base height 1.8 km and wavelength λ= 469 nm, the enhancement in irradiance transmittance over the fjord was 0.19 for the inner fjords and 0.10 for the whole fjord (λ = 469 nm). The land surrounding the Hornsund fjord also had a considerable impact on the spectral cloud radiative forcing on the fjord surface and the solar flux anomaly at the domain surface due to the uniform surface assumption. For the mouth and central part of the fjord the error due to the use of channel 2 of the MODIS radiometer (λ = 858 nm) for cloud optical thickness retrieval was < 1 in the case of low-level clouds (cloud base height 1 km, nadir radiance, υ = 53°, cloud optical thickness retrieved solely from MODIS channel 2). However, near the shoreline (up to 2 km from it), especially over the inner fjords, the cloud optical thickness was then overestimated by > 3 for τ = 5 and by > 5 for τ = 20.

17

Zlodzenie Hornsundu (Spitsbergen) w sezonie zimowym 2009-2010 (SW Spitsbergen)

Kruszewski G.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2011

|

nr 21

229-239

PL

Sezon lodowy 2009/2010 zaczął się pod koniec października. Pierwsze postacie autochtonicznego lodu morskiego zaobserwowano w strefie brzegowej Isbjornhamny dopiero 26 października. Spadki dobowej temperatury powietrza poniżej zera sporadycznie notowano od połowy września, jednak dopiero w końcu października obniżyła się ona do poziomu temperatury zamarzania wody morskiej. Wyraźnie wyższe od średnich wieloletnich wartości temperatury powietrza okresu październik - luty nie sprzyjały tworzeniu się lodu. Wyjątkowo łagodne warunki lodowe w rejonie południowego Spitsbergenu uniemożliwiały napływ lodu z zewnątrz aż do początków stycznia 2010. Lód morski o większej zwartości pojawił się w Hornsundzie w zasadzie dopiero po wyraźnym spadku temperatury w marcu. Dochodziło wtedy do całkowitego pokrycia fiordu lodem, włącznie z tworzeniem się w zatokach wewnętrznych lodu stałego. Pokrywa lodu stałego utrzymywała się we wschodniej części fiordu, w fazie maksymalnego rozwoju (od połowy marca do połowy kwietnia) pokrywając od połowy do blisko całej jego powierzchni. W skrajnie wschodniej partii fiordu pod Brepollen przetrwała do końca czerwca.

EN

This article presents the sea ice development in the waters of Hornsund Fjord during winter season 2009/2010. Due to long lasting (November-February) high air temperatures (Fig. 1-2) during autumn 2009 mainly brash glacier ice, growlers and bergy bits were present in Hornsund, especially along the coast. Since end of October forms of new ice were observed in coastal zone of Isbjornhamna. In beginning of January first allochtonic drifting ice entered western part of the fjord. First in situ formed pancake ice was observed in coastal zone in February (Fig. 4). During this month young coastal ice was formed in inner bays of the fjord. Significant decrease in air temperature observed in March was connected with ice development (Fig. 5) on whole fjord area. In eastern part the 'autochtonic' fast ice was formed, in western consolidation of drifting ice occurred. The whole area of Hornsund was covered with fast ice for about two weeks. In eastern part of the fjord (Brepollen, Burgerbukta, Samarinvagen) fast ice existed even in June, with maximum thickness 70-80 cm. Last forms of fast ice was destroyed in first days of July in NE part of Brepollen. In April and May close pack ice drifting outside the Hornsund entered few times the central parts of the fjord, but because of mild temperature conditions consolidation did not start. Usually concentration of ice in central part of the fjord was smaller than outside and do not exceed 4-6/10 (open drift), because of prevailing easterly winds, blowing the ice outside. Such a situation existed since end of March for next six weeks. The last short episode the strips of allochtonic ice entered central part of the fjord took place in beginning of May (Fig. 7).

18

Temperatura powietrza a kierunek wiatru w Hornsundzie (1978-2009)

Ferdynus J., Styszyńska A.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2011

|

nr 21

197-211

PL

Praca charakteryzuje związki temperatury powietrza z kierunkami wiatru obserwowanymi na stacji w Hornsundzie w wieloleciu 1978-2009. Na stacji najczęściej wieje wiatr ze wschodu, od 38.3% w czerwcu do 59.4% wszystkich obserwacji w marcu. Subdominuje wiatr z NE (od 5.3% w lipcu do 30.9% w październiku). Przy wiatrach z N, NE i E średnia temperatura powietrza w okresie grudzień-marzec jest niższa od -10°C. Najcieplejsze są wiatry południowe (od -2.4°C w grudniu do 4.5°C w sierpniu). W okresie dnia polarnego (czerwiec-wrzesień) wieloletnie średnie miesięczne temperatury powietrza są dodatnie niezależnie od kierunku wiatru. Występujące na stacji w Hornsundzie wiatry cechują się dużą stałością struktury termicznej. W okresie chłodnym (listopad-maj) 'trwale' ciepłe są wiatry z sektora od W przez SW, S do SE, a 'trwale' zimne są wiatry z N, NE i E. Od listopada do stycznia największy wpływ na temperaturę powietrza w danym miesiącu wywierają wiatry z NE, a od lutego do maja - wiatry wschodnie.

EN

This work characterises correlations between air temperatures and the wind directions observed at the Hornsund station over the many-year period 1978-2009. The wind direction most frequently observed at this station is east and it is noted in 38.3% of all observations in June and in 59.4% in March. NE wind prevails (form 5.3% in July to 30.9% in October). When N, NE and E winds are observed then the mean air temperature in the period December- March is lower than -10°C (from -10°C with E winds in December to -13.3°C with NE winds in January). Warmest are S wind (from -2.4°C in December to 4.5°C in August). During the polar day (June -September) the many-year mean monthly air temperatures are positive regardless of wind direction and in the middle of summer they are characterized by similar values: in July from 4.0°C with winds from SW to 5.1°C with NE winds, in August from 3.5°C with N winds to 4.5°C S winds. Winds occurring at the Hornsund station are characterized by high stability of thermal structures. During the cold (November-May) winds from the sector by W, S to SE are 'permanently' warm and winds from the N, NE and E are 'permanently' cold. From November to January the biggest impact on air temperature in the month have winds from the NE and from February to May - easterly winds.

19

A note on several meteorological topics related to polar regions

Sienicki K.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2011

|

nr 21

39-76

EN

Analysis of the meteorology of Polar Regions is fundamental to the process of understanding the global climatology of the Earth and Earth-like planets. The nature of air circulation in a polar vortex is of preliminary importance. I have show the local and continental spatiotemporal relationship between near surface wind events in terms of self-organized criticality. In particular, the wind event size, wind event duration, and duration of quiescent wind event are well approximated by power-law distributions. On a continental scale, the wind events in the Antarctic tend to be self-organized criticality with ergodic properties. A similar self-organized criticality wind event was also found in Taylor Valley located at McMurdo Dry Valleys discovered by Captain Scott.s expedition. Captain Scott.s meteorological Terra Nova record was also examined. I have also revisited and re-analyzed wind events in Hornsund at Spitsbergen Island, in terms of marginal probabilities and marginal copulas which describe positive Lévy process.

PL

Badanie meteorologii regionów polarnych jest fundamentalne w procesie zrozumienia i opisania globalnej klimatologii Ziemi i jej podobnych planet. Natura cyrkulacji powietrza w Wirze Polarnym jest podstawowej wagi. Wykorzystując dane dotyczące prędkości wiatru na Antarktydzie z około 40 stacji meteorologicznych pokazano, że zdarzenia wiatrowe rozumiane jako wielkość siły wiatru, czasu wiania i czasu niewiania są samo-zorganizowaną krytycznością opisaną przez rozkład prawdopodo-bieństwa w postaci skalującej funkcji potęgowej, Pokazano, że zdarzenia wiatrowe na Antarktydzie tworzą kontynentalny system, który z punktu widzenia mechaniki statystycznej jest ergo-dyczny. Ta podstawowa charakterystyka wiatrów powinna leżeć w konstrukcji ułamkowego równania Fokkera-Plancka dla rozkładu gęstości prawdopodobieństwa. W artykule pokazano, że w związku z samo-zorganizowaną krytycznością wiatrów na Antarktydzie nie można obliczyć ich wartości średnich. Analiza katabatycznych wiatrów w Suchych Dolinach w rejonie McMurdo jest szczegółowo opisana w powiązaniu z ich orografią. Wykorzystując metodę sieci neuronowych oraz statystyki zdarzeń wiatrowych na Lodowej Barierze Rossa pokazano, że dwa ekstremalne zdarzenia pogodowe (czarne łabędzie): bardzo niska temperatura w okresie 27 luty – 19 marca 1912 oraz katabatyczny sztorm 21-29 marca 1912 roku, opisane przez Kapitana Scotta nie wydarzyły się. Pokazano, że samo-zorganizowana krytyczność wiatrów nie jest charakterystyczna tylko dla Antarktydy ale jest obserwowana również w innych obszarach polarnych tworzących lodowe plateau jak na przykład w Hornsundzie na Spitsbergenie. Wykorzystując twierdzenia dotyczące procesów o nieskończonej wariancji (proces Lévy.ego) pokazano, że uprzednio zaproponowany opis pogody przez jej podział na klasy pogodowe ma fundamentalne uzasadnienie matematyczne w postaci marginałów i kopuł tworzących skalującą funkcję potęgową nieposiadającą wartości średniej. Bazując na pomiarach meteorologicznych w Hornsundzie zilustrowano, że pogoda opisana przez kwartety (4 elementy): temperatura, wiatr, zachmurzenie i opady tworzy funkcję potęgową charakterystyczną dla samo-zorganizowanych krytycznie układów. Przedstawione wyniki udowodniają, że dotychczasowe paradygmaty meteorologiczne powinny być zrewidowane. W szczególności, powszechnie bez uzasadnienia przyjęte założenie o skończenie wymiarowym gaussowskim rozkładzie zmiennych meteorologicznych powinno być odrzucone i zastąpione przez stochastyczne alfa-stabilne procesy Lévy.ego dla których wariancja może przyjmować dowolną wartość w przedziale od zera do nieskończoności.

20

Zmiany termiki gruntu w Hornsundzie (SW Spitsbergen) w latach 1990-2009

Dolnicki P.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2010

|

nr 20

121-127

PL

W pracy przedstawiono wyniki pomiarów temperatury gruntu mierzonych w ogródku meteoro-logicznym Polskiej Stacji Polarnej w Hornsundzie dla dwudziestolecia (1990-2009). Zmienność temperatury gruntu analizowanego okresu zestawiono oddzielnie dla zdefiniowanego w tytule wielolecia oraz dla okresu 2006-2009, który rozszerza wcześniejsze opracowania o kolejne lata. Maksymalną temperaturę gruntu na głębokości 100 cm odnotowano w sierpniu 2009 roku (3,6°C). Najniższą temperaturę okresu letniego na tej samej głębokości odnotowano w sierpniu 1994 roku (1,1°C). Tak wyraźna różnica pomiędzy skrajnymi wartościami nie znajduje swojego odbicia w wieloletnich trendach. Przebieg średnich wartości temperatury rocznej i linii trendu w okresie 2006-2009 jest silnie związany z wysoką temperaturą zarejestrowaną w 2006 roku. Wysokie wartości średnich miesięcy letnich są niwelowane przez niskie wartości temperatury okresu zimowego. Tendencje wzrostowe temperatury gruntu rysujące się w okresie 1990-2009 i malejące w ostatnich latach nie wykazują istotności statystycznej.

EN

In the paper there are presented results of the measurement of ground temperature measured in the meteorological station of Polish Polar Station in Hornsund for the period of twenty years (1990-2009). The variability of temperatures of the analyzed period was compared separately for the defined in the title more than one year period and the period of 2006-2009, which extends the former works for another years. The maximal temperature of the ground on the depth 100 cm were measured in August, 2009 (3.6°C). The lowest temperature of the summer period at the same depth were measured in August 1994 (1.1°C). Such a significant difference between extreme values does not have a reflection in the many year trends. The course of the mean annual temperatures and trend line in the period of 2006-2009 is strongly connected with the high temperatures measured in 2006. The high values of mean tempera-tures of summer months are leveled by the low temperatures of the winter period. The growing tendencies of the ground temperatures in 20 years period and diminishing tendencies in the last years are not statistically significant. High temperatures of the ground, which occurred during last years characterized particularly summer seasons. This fact had influence on the more activity of the surface layer of permafrost. Therefore there is no reason to make final conclusions about significant fluctuation of the roof of the permafrost in Hornsund.