Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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.

2

Zmiany temperatury powierzchni morza przy zachodnich wybrzeżach Półwyspu Antarktycznego (1900-2012)

Marsz A. A., Styszyńska A.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2013

|

Nr 23

7--19

PL

Praca przedstawia wyniki analizy zmian temperatury powierzchni morza (SST) na akwenie rozciągającym się na NW od północnej części Półwyspu Antarktycznego w latach 1900-2012. Stwierdzono występowanie trzech okresów zmian SST. Pierwszy okres – w latach 1900-1932 – charakteryzował się względnie stabilnym zachowaniem SST (trend zerowy, niewielka zmienność międzyroczna, niska (~0,3°C) średnia roczna SST. W drugim okresie – w latach 1932-2000 – nastąpił wzrost zmienności międzyrocznej SST i stopniowy, trójfazowy wzrost SST (trend +0,006(±0,001)°C•rok-1, sumaryczny wzrost rocznej SST o 0,7 deg do ~+1°C). Najwyższą wartość średnią obszarową SST osiągnęła w roku 2000. Trzeci okres – w latach 2000-2012 – charakteryzował się gwałtownym spadkiem SST (trend –0,048(±0,010)°C•rok-1, spadek SST o ~1 deg). Analiza trendów miesięcznych wykazuje, że zmiany SST stanowią rezultat adwekcji wód o odmiennych zasobach ciepła niesionych z zachodu przez Prąd Cirkumantarktyczny. Zmiany SST na badanym akwenie w ostatnim okresie nie są związane ze zmianami makroskalowej cyrkulacji atmosferycznej (SAM, Południowego Trybu Pierścieniowego, Oscylacji Antarktycznej). Opisane zmiany SST zachodzące w latach 2000-2012 mogą doprowadzić do zmiany trendu zmian temperatury powietrza na stacjach zachodniego wybrzeża Półwyspu Antarktycznego.

EN

The paper presents the results of the analysis of changes in sea surface temperature (SST) of the sea area extending to NW from the northern part of the Antarctic Peninsula in the years 1900-2012. Three periods of SST changes were noted: – period covering years 1900-1932 with relatively stable behaviour of the SST (zero trend, a small inter-annual variability, low average annual SST – ~ 0.3°C), – period covering years 1932-2000 with an increase in inter-annual variability of SST and a gradual three-phase increase in SST (trend 0.006 (± 0.001)°C•yr-1, the total increase in annual SST of 0.7 degrees (up to ~ 1°C). The highest average value of the SST was noted in 2000. – period covering years 2000-2012 – a period of rapid drop in SST (trend –0.048 (± 0.010)°C•yr-1, SST decrease of ~ 1 degree). The analysis of monthly trends shows that the changes in SST are the result of advection of water resources with different heat carried from the west by the Antarctic Circumpolar Current. Changes in SST in the analyzed sea area in the last period are not connected with changes in macro-scale atmospheric circulation (SAM Southern Annular Mode, Antarctic Oscillation). The described changes in the SST occurring in 2000-2012 may lead to changes in the trend of temperature changes at the stations on the west coast of the Antarctic Peninsula.

3

Rola cyrkulacji atmosferycznej i zmian temperatury powierzchni morza w kształtowaniu zmienności temperatury powietrza na stacjach zachodniego wybrzeża Półwyspu Antarktycznego

Marsz A. A.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2013

|

Nr 23

21--42

PL

Praca omawia przyczyny spadku temperatury powietrza obserwowanego po roku 2000 na stacjach północnego krańca Półwyspu Antarktycznego oraz osłabienia tempa wzrostu temperatury na stacjach środkowej i południowej części Półwyspu. Analiza przyczyn zachodzących zmian temperatury powietrza wskazuje, że czynnikiem odpowiedzialnym za spadki temperatury jest silny spadek temperatury powierzchni morza (dalej SST – sea surface temperature) na wodach Oceanu Południowego rozpościerających się na NW od Półwyspu Antarktycznego. Zarówno zmiany SST, jak i zmienność południkowych, ujemnych (z sektora północnego) składowych wiatru geostroficznego, które objaśniają łącznie około 60% wariancji rocznej temperatury powietrza na stacjach omawianego obszaru, zachodzą pod wpływem czynników naturalnych.

EN

The paper presents the results of research into the role of changes in SST and atmospheric circulation variability in the formation of annual air temperature at the station the South Shetland Islands and the western coast of the Antarctic Peninsula. Four stations have been chosen for the analysis: Bellingshausen, Esperanza, Faraday / Vernadsky and Rothera. In this region (Fig. 2) these stations have the longest and most complete series of temperature measurements. After an analysis, annual average values of SST anomalies of the sea area extending from the N and NW of the area in question (variable SSTA20; see Fig. 2) and the average annual values of zonal and meridional components of geostrophic wind at the level of 1000 hPa (four points marked in Fig. 2) have been chosen as factors influencing the temperature variations at these stations. Regression analysis showed that SST variability and variability of meridional components of geostrophic wind of the points 60°S, 60°W and 65°S, 70°W have a strong, statistically significant influence on the variability of annual air temperature at the analyzed stations . Variability of zonal components of geostrophic wind does not play a significant role in shaping the temperature variation. The variability of meridional component of geostrophic wind and SST anomalies explain a total of about 60% of the observed variance of annual air temperature at the studied stations throughout the observation period (Table 2). The cause of the collapse of the strong positive trend of temperature after 2000, which occurred at these stations, is the occurrence of a sharp fall in SST in the analyzed sea area (Fig. 5). As a result, the South Shetland Islands and northern edge of the Antarctic Peninsula after 2000 began to cool, and the positive trend at stations in central and southern part of the Antarctic Peninsula became much weaker (Fig. 1). The analysis shows that the variation of meridional components of geostrophic wind and SST variability controlling temperature changes at the stations of west coast of the Antarctic Peninsula are a sign of natural processes. They are directly (SST anomalies) or indirectly (meridional components of geostrophic wind) the result of oceanic processes. This observed variability in temperature in the north of the region and the western coast of the Antarctic Peninsula, including a strong positive trend observed in the years 1951-2000 and its subsequent collapse in the years 2000-2012, must be regarded as a manifestation of natural variability.

4

K voprosu o poteplenii v rajone Antarkticheskogo poluostrova

Lagun V. E., Ivanov N. E., Jagovkina S. V.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2006

|

nr 16

23-45

PL

W sprawie wzrostu temperatury powietrza (ocieplenia) w rejonie Półwyspu Antarktycznego Najbardziej wyraźne przejawy tak zwanego "globalnego ocieplenia" na Półkuli Południowej zarejestrowano w rejonie Półwyspu Antarktycznego; dotyczy to zarówno ocieplenia przypowierzchniowej warstwy jak i swobodnej atmosfery. Badania ilościowe mechanizmów kształtowania się znacznej zmienności klimatycznej na tym obszarze wymagają znajomości charakterystyk statystycznych struktury najważniejszych elementów meteorologicznych. Takie badania stały się możliwe dzięki stworzeniu w Instytucie Naukowo-Badawczym Arktyki i Antarktyki (AANII) bazy danych o klimacie południowych obszarów polarnych w ramach opracowywanego systemu geoinformatycznego "ANTARKTYKA" i międzynarodowego projektu SCAR READER. Zadaniem tej pracy jest przedstawienie uściślonych metod opisu statystycznego zmienności czasowej temperatury powietrza i ciśnienia atmosferycznego oraz oceny probabilistycznych charakterystyk ich reżimu w skalach zmienności wahań od międzyrocznych do wewnątrzdobowych z uwzględ-nieniem modulacji, na podstawie danych obserwacji przyziemnych w rejonie Półwyspu Antarktycznego. Danymi wyjściowymi są pełne szeregi obserwacji temperatury powietrza i ciśnienia atmosferycznego na poziomie morza wykonywane na rosyjskiej stacji subantarktycznej Bellingshausen cztery razy na dobę (lata 1969-2002). Dane te przeszły pełną ilościową kontrolę jakości oraz testy jednorodności szeregów czasowych. Pomiary meteorologiczne na stacji Bellingshausen, znajdującej się na Wyspie Króla Jerzego (King George - Waterloo) w archipelagu Szetlandów Południowych, rozpoczęły się 22 lutego 1968 roku i są, bez przerw, wykonywane na tej samej powierzchni. Wieloletnie szeregi czasowe pomiarów terminowych elementów hydrometeorologicznych pozwalają na analizę zmienności międzyrocznej, rytmikę roczną, zmienność wewnątrzsezonową, przebieg procesów skali synoptycznej i przebiegi dobowe. Podskalowa analiza probabilityczna uwzględnia efekty wpływu modulacji niskoczęstotliwościowej, przejawiającej się w wieloletnich zmianach charakterystyk rytmu rocznego, a także w sezonowej i międzyrocznej zmienności procesów przebiegu synoptycznego i dobowego. Taką modulację o niskiej częstotliwości traktuje się jako składową modulacyjną zmien-ności międzyrocznej w odróżnieniu od składowej addytywnej , przedstawianej przez szereg wartości średnich rocznych. Podstawowy wkład w sumaryczną dyspersję temperatury powietrza i ciśnienia atmosferycznego wnoszą rytmika roczna i procesy skali synoptycznej, przy czym jeśli dla temperatury wewnątrzroczna zmienność objaśnia ponad 50% dyspersji, to dla ciśnienia - mniej niż 20%. Wkład zmienności wartości średnich rocznych w sumaryczną dyspersję szeregów stanowi mniej niż 5%. W ten sposób składowa modulacyjna przewyższa intensywność składowej addytywnej. Trend zmienności międzyrocznej stanowi wielomian wyższego stopnia, uwzględniający komponenty liniowy i paraboliczny. Najważniejszą właściwością składowej addytywnej jest trend liniowy wartości oczekiwanej (dodatni i istotny na poziomie ufności 95% dla temperatury powietrza, ujemny i nieistotny (poziom ufności < 95%) dla ciśnienia atmosferycznego), objaśniający 10-15% dyspersji wartości średnich rocznych. Szeregi czasowe anomalii wartości średnich rocznych w stosunku do trendu wartości oczekiwanych są niestacjonarne pod względem ich dyspersji, ale wkład wielomianowego trendu oczekiwania matematycznego tych anomalii jest niewielki - wyjaśnia on nieco ponad 10% dyspersji względem wartości oczekiwanej dla ciśnienia i mniej niż 5% dla temperatury. Obniżanie się tła ciśnienia atmosferycznego stowarzyszone jest ze wzrostem amplitudy zmienności międzyrocznej, co w części może być wyjaśnione jako efekt lokalnego wzrostu aktywności cyklonalnej. Dla opisu procesów skali synoptycznej wykorzystuje się dyspersję wewnątrzmiesięczną i charakterystyki (ilość, intensywność i czas trwania) fluktuacji synoptycznych. Najważniejszą cechą jest przebieg roczny, w którym przejawia się intensyfikacja i nasilenie międzyrocznej zmienności procesów synoptycznych w sezonie zimowym, kosztem wzrostu zarówno amplitudy i ilości zaburzeń, jak i ich intensywności i czasu trwania. Trendy wieloletnie formują się w znacznym stopniu pod wpływem działania procesów skali synoptycznej. Źródłem zmienności skali synoptycznej jest dynamika (tworzenie się, przemieszczanie, transformacja i wypełnianie się) wirów atmosferycznych. Przeprowadzona analiza statystyczna szeregów terminowych obserwacji meteorologicznych na stacji Bellingshausen pozwoliła na ilościową ocenę wkładu procesów o różnej skali czasowej w formowanie zmienności obserwowanego w rejonie Półwyspu Antarktycznego reżimu klimatycznego przyziemnej warstwy atmosfery. Otrzymane oceny wykazują na ile zmienia się wartość dyspersji tempe-ratury powietrza i ciśnienia atmosferycznego przy wykorzystaniu danych z różnych skal uśrednienia w czasie. Tym samym wyjaśniają, jaki odsetek zmienności temperatury i ciśnienia jest tracony w analizach wykorzystujących różne okresy uśrednienia.

EN

Sign of the so-called "global warming" in the Southern Hemisphere is most clearly revealed in the vicinity of the Antarctic Peninsula in the surface layer as well as in the free atmosphere. A quantitative study of the mechanisms of the climatic variability formation in the Antarctic requires an evidence of the statistical structure of the meteorological parameters fields. Such study has become possible due to creating a database on climate of Southern polar area in the framework of the geo-information system "The Antarctic" developed at the Arctic and Antarctic Research Institute and of International SCAR READER Project. The goal of this work is to define more precisely the method of the statistical analysis of time-series of surface air temperature and air pressure at sea level in Antarctic Peninsula region. This method is applied for determining of the probabilistic variability characteristics based on standard observations over the range from interannual to diurnal changes taking into account the low frequency modulation. The input data are uniform six-hourly time-series of surface air temperature and sea level pressure obtained at Bellingshausen station over the period 1969-2002 and processed by numerical data quality control and homogeneity testing. Meteorological observations at Bellingshausen station, located at King George (Waterloo) Island, Southern Shetlands archipelago, are provided since February, 22, 1968 without moving of observational place. Multiyear time-series of current hydrometeorological observations allow provide the analysis of interannual variability, annual rhythmic, intra-seasonal variations, synoptic scale processes and diurnal course. The results of by-range probabilistic analysis take into account the modulation of annual variations over the range of interannual variability and interannual and seasonal variations of synoptic scale variability. The interannual variability contains an additive and modulation components. The additive component is represented by a sequence of annual averages while the modulation component is manifested through the interannual variability of parameters of the annual variations and in the interannual variations of the synoptic variability characteristics. Both synoptic and annual variability make the main contribution to the total dispersion, while for temperature, the variability within a year accounts for more than 50% of dispersion, for pressure it is less than 20%. The contribution of the variability of annual averages to the total dispersion comprises less than 5%. However, the interannual variability consists not only of the changes of annual averages. The contribution of daily variations and of the variability within a day to the total dispersion is also small comprising both for air temperature and for pressure less than 10% of total dispersion. Thus modulation component exceeds additive component by intensity. The interannual variability trend is represented by a power polynomial that takes into account the linear and parabolic components. The most important feature of the additive component is a linear trend of mathematical expectation (positive and significant at a 95% level for temperature and negative and insignificant at a 95% level for pressure) accounting for about 10-15% of dispersion of the annual averages. The time series of annual averages anomalies relative to the mathematical expectation trend are non-stationary in dispersion, but the contribution of the polynomial trend of mathematical expectation of these anomalies is small accounting for slightly more than 10 % of dispersion relative to the mathe-matical expectation of pressure and less than 5 % for temperature. The decrease of the background atmospheric pressure is accompanied by the increase in the amplitude of interannual oscillations, which can be partly attributed to a local increase of cyclonic activity. For description of synoptic scale processes the intra-monthly dispersion and synoptic fluctuations characteristics (number, intensity and duration) are used. Annual course analysis demonstrates intensification and forcing of interannual variability in winter season due to increasing both number and intensity and duration of fluctuations. This is important feature of climate variability formation. Multiyear trends are formed in synoptic diapason mostly. Synoptic variability sources are atmospheric eddies dynamics (genesis, moving, transformation and disappearance). The trends of surface temperature and pressure at sea level have a different sign: the temperature time-series contain a positive linear trend while the pressure time-series contain a negative linear trend, which account approximately for 10-15% of dispersion of annual averages. The linear pressure trend is insignificant at a 95% level while the linear temperature trend is statistically significant. The statistical analysis of meteorological observations data at standard synoptic hours obtained at Bellingshausen station allowed to determine quantitatively the contribution of different time scale processes into formation of observed changes of climatic regime parameters of the surface atmospheric layer in the vicinity of the Antarctic Peninsula. The obtained estimates show in particular, how much is the dispersion of temperature and pressure changes (what part of variability is lost) when using data with different averaging scales.