Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zima 2019-2020 roku : historyczne minimum zlodzenia Bałtyku

Marsz Andrzej A., Styszyńska Anna

Przegląd Geofizyczny

|

2021

|

Z. 3-4

227--249

PL

W sezonie zimowym 2019-2020 wystąpiło historyczne minimum rocznej maksymalnej powierzchni zlodzonej Bałtyku (MIE) w całym 301.letnim okresie obserwacji (1720-2020). MIE osiągnęła w tym sezonie lodowym wartość zaledwie 37 tys. km2, przy średniej (1720-2019) równej 213 tys. km2 i (odchyleniu standardowym) równym 112,9 tys. km2. W pracy rozpatruje się zespół procesów, które doprowadziły do osiągnięcia przez MIE ekstremalnie niskiej wartości. Analizę przeprowadzono dla okresu ostatnich 70 lat (1951-2020). Główną przyczyną wystąpienia w sezonie zimowym 2019-2020 tak niskiej MIE jest zmiana reżimu cyrkulacji środkowotroposferycznej w latach 1987-1989, polegająca na przejściu epoki cyrkulacyjnej E w epokę cyrkulacyjną W. W ostatniej epoce cyrkulacyjnej frekwencja makro-typu W według klasyfikacji Wangengejma-Girsa wzrosła znacznie powyżej wartości średnich (ryc. 3). Ponieważ zmienność frekwencji makrotypów cyrkulacji środkowotroposferycznej steruje zmiennością wartości elementów klimatycznych, w tym temperaturą powietrza, usłonecznieniem, prędkością wiatru (tab. 1), zmiana frekwencji makrotypów doprowadziła do zmiany bilansu cieplnego Bałtyku. Po roku 1988 wzrosła akumulacja ciepła słonecznego w wodach Bałtyku w okresie letnim i zmniejszyły się strumienie ciepła jawnego i ciepła parowania z powierzchni Bałtyku w okresach zimowych. W efekcie tych zmian temperatura powierzchni morza (SST) systematycznie wzrastała i SST na coraz większych powierzchniach morza nie osiągała w okresach zimowych temperatury krzepnięcia. W przebiegu SST pojawił się trend dodatni i tym samym wystąpił ujemny trend w przebiegu MIE. Spowodowało to zmianę reżimu lodowego Bałtyku, w ostatniej epoce cyrkulacyjnej silnie zmniejszyła się średnia wartość MIE i znacznie wzrosła częstość występowania łagodnych sezonów lodowych, w tym sezonów ekstremalnie łagodnych (MIE < 81.0 tys. km2). Wystąpienie w okresie ostatniej zimy (DJFM; 2019-2020) bardzo silnej cyrkulacji strefowej (ryc. 6), będącej skutkiem dominacji frekwencji makrotypu W (tab. 3) doprowadziło do wystąpienia bardzo silnych anomalii temperatury powietrza i anomalii SST (ryc. 7), uniemożliwiających, poza skrajnymi północnymi akwenami Bałtyku (Zatoka Botnicka), rozwój zlodzenia. Wystąpienie historycznego minimum MIE w sezonie lodowym 2019-2020 stanowi wynik ewolucji pola SST Bałtyku, zacho-zącej pod wpływem zmiany charakteru cyrkulacji atmosferycznej po roku 1988.

EN

In the winter season 2019-2020, there was a historical minimum of the annual maximum ice extent (MIE) of the Baltic Sea within the entire 301-year observation period (1720-2020). In this ice season MIE reached a value of only 37,000 km2, with an average (1720-2019) of 213,000 km2 and (standard deviation) of 112,900 km2. The paper considers the set of pro-cesses that led to the MIE reaching an extremely low value. The analysis was carried out for the last 70 years (1951-2020). The main reason for the occurrence of such a low MIE in the winter season 2019-2020 is the change in the mid-tropospheric circulation regime in the years 1987-1989, consisting in the transition of the E circulation epoch into the W circulation epoch. In the last period of circula-tion epoch the frequency of the W macrotype according to the Wangengejm-Girs classifica-tion increased significantly above the mean values (Fig. 3). As the variability of the frequency of the macrotypes of the mid-tropospheric circulation controls the variability of the values of climatic elements, including air temperature, sunshine duration, wind speed (Table 1), the change in the frequency of macrotypes led to a change in the thermal balance of the Baltic Sea. After 1988 the accumulation of solar heat in the waters of the Baltic Sea in the Summer period increased, and the fluxes of sensible heat and the heat of evaporation from the surface of the Baltic Sea in Winter periods decreased. As a result of these changes the sea surface temperature (SST) was systematically increasing, and the SST on increasingly larger sea sur-faces did not reach the freezing point in Winter. There was a positive trend in the course of SST and thus a negative trend in the course of MIE. This caused a change in the ice regime of the Baltic Sea. In the last circulation epoch the mean value of MIE decreased significantly and the frequency of mild ice seasons increased significantly, including extremely mild seasons (MIE <81,000 km2). The occurrence of a very strong zonal circulation during the last winter (DJFM; 2019-2020) (Fig. 6), resulting from the dominance of the W macrotype frequency (Table 3), led to a very strong air temperature anomalies and to the SST anomalies (Fig. 7), preventing, apart from the extremely northern waters of the Baltic Sea (Gulf of Bothnia), the development of the ice cover. The occurrence of the historical MIE minimum in the 2019-2020 ice season is the result of the evolution of the Baltic SST field, which took place as a result of the change in the nature of the atmospheric circulation after 1988.

2

Flood prediction based on climatic signals using wavelet neural network

Linh Nguyen Thi Thuy, Ruigar Hossein, Golian Saeed, Bawoke Getnet Taye, Gupta Vivek, Rahman Khalil Ur, Sankaran Adarsh, Pham Quoc Bao

Acta Geophysica

|

2021

|

Vol. 69, no. 4

1413--1426

EN

Large-scale climatic circulation modulates the weather patterns around the world. Understanding the teleconnections between large-scale circulation and local hydro-climatological variables has been a major thrust area of hydro-climatology research. The large-scale circulation is often quantifed in terms of sea surface temperature (SST) and sea-level pressure (SLP). In this paper, we investigate the potential of wavelet neural network (WNN) hybrid model to predict maximum monthly discharge of the Madarsoo watershed, North of Iran considering two large-scale climatic signals like SST and SLP as inputs. Error measures like root-mean-square error (RMSE), and mean absolute error along with the correlation measures like coefcient of correlation (R), and Nash–Sutclife coefcient (CNS) were used to quantify the performance of prediction of maximum monthly discharge of three diferent hydrometry stations of the watershed. In all the cases, the WNN hybrid machine learning model was found to be giving superior performance consistently against the standalone artifcial neural network (ANN) model and multiple linear regression model to predict the food discharges of March and August months. The prediction of food for August which is more devastating is found to be slightly better than the prediction of foods of March, in the stations served with smaller drainage area. The RMSE, R and CNS of Tamer hydrometry station in August were found to be 0.68, 0.996, and 0.99 m3 /s, respectively, for the test period by using WNN model against 1.55, 0.989 and 0.95 by ANN model. Moreover, when evaluated for predicting the maximum monthly discharge in March and August between 2012 and 2013, the wavelet-based neural networks performed remarkably well than the ANN.

3

Climate change impacts on sea surface temperature (SST) trend around Turkey seashores

Dabanli Ismail, Şişman Eyüp, Güçlü Yavuz Selim, Birpınar Mehmet Emin, Şen Zekai

Acta Geophysica

|

2021

|

Vol. 69, no. 1

295--305

EN

This paper focuses on sea surface temperature (SST) trends due to the importance of temperature diference in climate change impact research. These trends are not only essential for climate, but they are also important for marine ecosystem. Immigration of fsh population due to the temperature changes is expected to cause unexpected economical results. For this purpose, both classical Mann–Kendall, (MK) (Mann in Econom: J Econom Soc 13:245–259, 1945; Kendall in Rank Correlation Methods, Charless Grifn, London, 1975) and innovative trend analysis (ITA) (Şen in J Hydrol Eng 17(9):1042–1046, 2012) methodologies are applied for the SST data records. Monthly SST data are considered along the Black, Marmara, Aegean, and Mediterranean coastal areas in Turkey. SST data are categorized into fve clusters considering fsh life as “hot,” “warm-hot,” “warm,” “cold,” and “very cold.” According to ITA, SST in all coastal areas tends to increase except for winter season during “very cold” (0–10 °C) temperatures. The temperature changes in both winter and summer seasons are expected to change the marine life, fsh population, tourism habit, precipitation regime, and drought feature.

4

Czynniki zmian klimatycznych w środkowym i górnym plejstocenie : ich zapis geologiczny w osadach Oceanu Południowego oraz rdzeniach lodowych

Kotrys B.

Przegląd Geologiczny

|

2016

|

Vol. 64, nr 1

35--42

EN

Climate changes during the Pleistocene were driven by large-scale orbital perturbations as well as by internal feedbacks on the Earth. One of the main roles in climate modelling is played by the Southern Ocean that is a great source of sea ice, carbon dioxide, dissolved silica and nutrients. Numerous sediment and ice records derived from the Southern Ocean and Antarctica document high-resolution climatic changes that allow us a better understanding of global climate evolution. Consistently with the global climatic trend, several sea surface temperature (SST) records of the Southern Ocean are marked by a distinct shift from low to high glacial/interglacial variability around Termination V (T V), called the Mid-Brunhes Event (MBE). Prior to T V, the Southern Ocean’s SST displays lower values and low variability. It points to a distinct expansion of the Southern Ocean cold water masses and positional changes of hydrographical fronts during most of the lower Middle Pleistocene, which started in the Pliocene. Beside large climatic changes, several abrupt distinct warming and cooling phases have been recognized. Some of them (MIS 22–19, MIS 11 and MIS 5) show similarities to MIS 1, which could be used for future climate predictions. In this paper we would like to present the middle and late Pleistocene climatic mechanisms in the Southern Ocean, and to show SST changes in relation to the hydrographic frontal movement, sea ice development and CO2 oscillations.

5

Anomalous Variation in GPS TEC, Land and Ocean Parameters Prior to 3 Earthquakes

Yadav K., Karia S. P., Pathak K. N.

Acta Geophysica

|

2016

|

Vol. 64, no. 1

43--60

EN

The present study reports the analysis of GPS TEC prior to 3 earthquakes (M > 6.0). The earthquakes are: (1) Loyalty Island (22°36′S, 170°54′E) on 19 January 2009 (M = 6.6), (2) Samoa Island (15°29′S, 172°5′W) on 30 August 2009 (M = 6.6), and (3) Tohoku (38°19′N, 142°22′E) on 11 March 2011 (M = 9.0). In an effort to search for a precursory signature we analysed the land and ocean parameters prior to the earthquakes, namely SLHF (Land) and SST (Ocean). The GPS TEC data indicate an anomalous behaviour from 1-13 days prior to earthquakes. The main purpose of this study was to explore and demonstrate the possibility of any changes in TEC, SST, and SLHF before, during and after the earthquakes which occurred near or beneath an ocean. This study may lead to better understanding of response of land, ocean, and ionosphere parameters prior to seismic activities.

6

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.

7

Zmienność maksymalnej miąższości czynnej warstwy zmarzliny w rejonie Bellsundu (W Spitsbergen) w okresie 1986-2009

Marsz A. A, Pękala K., Repelewska-Pękalowa J., Styszyńska A.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2011

|

nr 21

133-154

PL

W pracy przebadano wpływ temperatury powietrza, cyrkulacji atmosferycznej i temperatury powierzchni morza na Prądzie Zachodniospitsbergeńskim na zmiany maksymalnej miąższości czynnej warstwy zmarzliny na Calypsostrandzie (Bellsund) w latach 1986-2009. Stwierdzono, że podstawowym czynnikiem klimatycznym, regulującym tą zmienność jest temperatura powietrza w Svalbard-Lufthavn, co pozwala na rekonstrukcję przebiegu zmian miąższości czynnej warstwy zmarzliny na Calypsostrandzie w okresie 1911-2009. W badanym okresie nie zachodzą istotne związki między miąższości czynnej warstwy zmarzliny a zmiennością wskaźników cyrkulacji hemisferycznej (AO) i regionalnej (NAO). Bardzo silny wpływ na miąższość czynnej warstwy zmarzliny na Calypsostrandzie wywierają zmiany temperatury powierzchni Morza Grenlandzkiego w rejonie przepływu ciepłego Prądu Zachodniosptsbergeńskiego.

EN

The measurements of thickness of the sling part of permafrost thawing in summer i.e. permafrost active layer were made on Spitsbergen in the Bellsund region in 1986-2009 within the polar expedition programs accomplished by Maria Curie Skłodowska University, Lublin. The investigations included the seaside plain Calypsostranda situated on the western side of Recherche Fiord in the forefield of the glaciers Scott and Renard (Fig. 1) constituting a complex of raised marine terraces formed during the glacioisostatic movements. Maximal thickness of active permafrost (CWCmax) was determined using the sounding method in 10 chosen points localized within the geocomplexes typical of tundra (Fig. 2). The average many years' maximal values of active layer thickness are presented in Table 1. The paper presents the results of studies on the effect of air temperature, atmospheric circulation and sea surface temperature on Western Spitsbergen Current on the variation of maximal thickness of active permafrost layer. As follows from the studies the interyear changes of maximal thickness of the active layer on Calypsostranda are relatively susceptible to the changes of air temperature which indicates prompt susceptibility to changes. The tendency towards the increase of ground thawing depth on Calypsostranda in 23 years under consideration is not stable and can change significantly depending on temperature. Though there is no doubt that during the last 4-5 years there have appeared signs of quickened increase of active layer thickness on Calypsostranda (Fig. 4), the conclusion about permanent degradation of permafrost seems to be risky at present. Of the climatic factors the essential one affecting the interannual changeability of maximal thickness of the active layer on Calypsostranda is air temperature in Svalbard-Lufthaven. The regression analysis showed (Equation 1) that the variance CWmax is explained best by the merged May and June temperatures (SVsumT_V-VI) and the average March temperature (SVT_III) (Fig. 5). Changeability of these both variables accounts for 83% variance CWCmax. Equation [1] allows to reconstruct the course of changes of maximal thickness of the active layer on Calypsostranda in 1911-2009 (Fig. 6). In the studied period distinct and essential connections between CWCmax on Calypsostranda and changeability of hemispheric circulation indices (AO) or regional (NAO) were not found. However, temperature changes of Greenlandic Sea surface in the region of warm Western Spitsbergen Current flow (Table 3) affect significantly on air temperature on Spitsbergen and as a result on active layer thickness on Calypsostranda. As the hitherto course of maritime processes indicates a gradual decrease in heat resources carried by Western Spitsbergen Current, one can deduce that air temperature in the region of Spitsbergen will drop in near future. That will probably lead to a decrease in thawing depth on Calypsostranda. Differentiation in active layer thickness is dependent on local factors such as configuration, aspect of slopes, vegetation cover as well as kind and extent of water mobility in covers as it was reported earlier.

8

Wpływ zmian temperatury wody powierzchniowej mórz Barentsa, Norweskiego i Grenlandzkiego na trend rocznej temperatury powietrza na Spitsbergenie

Styszyńska A.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2011

|

nr 21

115-131

PL

Praca omawia wpływ zmian temperatury wód powierzchniowych (SST - sea surface temperature) mórz Barentsa, Norweskiego i Grenlandzkiego zachodzących w okresie zimowego wychładzania (styczeń-kwiecień) na roczne i sezonowe wartości temperatury powietrza na Spitsbergenie w okresie 1912-2010. Stwierdzono, że zimowa SST rozległej powierzchni mórz otaczających Spitsbergen jest silnie skorelowana z roczną temperaturą powietrza na Spitsbergenie przez kolejne trzy lata (k, k+1, k+2). Powierzchnia akwenów, na których występują opóźnione korelacje z temperaturą powietrza na Spitsbergenie stopniowo zmniejsza się, a siła związków słabnie. Obszary, na których w roku k+2 korelacje utrzymują najwyższą (p < 0.001) istotność odtwarzają szlaki przenosu prądowego. Akwen, na którym zmienność SST z roku k najsilniej koreluje z roczną i zimową temperaturą powietrza na Spitsbergenie w kolejnych trzech latach (k, k+1, k+2) nie zmienia swojego położenia - jest to obszar leżący na pograniczu N części Morza Norweskiego i W części Morza Barentsa - między Bjornoyą a Nordkapem. Długookresowe zmiany temperatury powierzchni mórz wokółspitsbergeńskich regulują długookresową zmienność temperatury powietrza na Spitsbergenie, a występujący w przebiegu rocznej temperatury powietrza trend ma swoją genezę w zmianach zasobów ciepła w wodach tych mórz.

EN

This work discusses the influence of changes in SST (sea surface temperature) of the Barents, Norwegian and Greenland seas occurring during winter cooling (January-April) on annual and seasonal air temperatures at Spitsbergen during 1912-2010. It was found that the winter SST of vast seas surrounding the region of Spitsbergen is strongly correlated with annual and winter air temperature at Spitsbergen during the next three years (k, k+1, k+2). The sea areas, where the delayed correlations with air temperature at Spitsbergen are observed, gradually decrease, and the strength of the correlation decreases. The routes of moving current represent the areas where correlations maintain the highest significance (p <0.001) in the year k+2. The sea area, where variability of SST from year k is most strongly correlated with the annual and winter air temperature at Spitsbergen in the next three years (k, k+1, k+2) does not change its position - this is the area lying on the border of the north part of the Norwegian Sea and the west part of the Barents Sea - between Bjornoya and Nordkap. Long-term sea surface temperature changes of vast seas surrounding the region of Spitsbergen regulate the long-term variability of the air temperature on Spitsbergen, and appearing in the course of the annual air temperature trend has his own genesis in changes of resources of the warmth in waters of these seas.

9

Prędkość wiatru w rejonie Svalbardu w świetle zmian warunków cyrkulacyjnych i środowiskowych

Kruszewski G.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2010

|

nr 20

31-44

PL

Praca charakteryzuje związki prędkości wiatru w dwunastu punktach gridowych z rejonu Svalbardu z ciśnieniem atmosferycznym, wybranymi wskaźnikami cyrkulacyjnymi i temperaturą powierzchni morza w okresie 1950-2009. Związki synchroniczne średniej rocznej i sezonowych prędkości wiatru z ciśnieniem atmosferycznym w tych samych punktach (korelacje ujemne) są zmienne w przestrzeni (silniejsze na północy) i niestabilne w czasie (słabsze w ostatnich 30. latach). Podobnie istotne korelacje prędkości wiatru ze wskaźnikiem cyrkulacji „C” Niedźwiedzia dla Spitsbergenu najliczniej występują zimą i wykazują „przesuwanie się” w czasie z północy na południe badanego obszaru. W ostatnich 30. latach odnotowano także bardzo silne związki zimowej wartości wskaźnika „S” z prędkością wiatru – najwyraźniejsze w NE części Svalbardu. W tym samym rejonie najsilniej zaznaczają się także związki rocznej prędkości wiatru z temperaturą morza.

EN

This paper deals with correlations between surface wind speed in Svalbard area and chosen environmental factors (atmospheric pressure, circulation indices, sea surface temperature). Gridded surface data from NCEP Reanalysis Derived data provided by the NOAA/OAR/ESRL PSD, Boulder Colorado from their Web site at http://www.cdc.noaa.gov/ (wind speed and air pressure), SST from NOAA NCDC ERSST v.2, AO and Nied.wied. (2006) circulation indices were used to statistical analysis over the period 1950-2009. Mean values and linear trend coefficients of wind speed in chosen grid points are in Table 1. The highest trend values are present in northern part of Svalbard in last 30 years. Linear correlation coefficients between wind speed and SLP in same grid points are strongest in northern part too, but correlations are not stable in time (Table 2, 3 and 4). Correlations between wind speed and AO index (monthly values) are week and in most cases statistically insignificant. Significant correlations are frequent between wind speed and C and S indices for winter and annual values (Table 5 and 6). Wind speed during winter in latitudes 80 and 82.5°N in last 29-year period show strong positive correlation with frequency of southern circulation S, which explains from 26 to 60% changeability of wind speed in years 1980-2009. Some correlations between wind speed and SST from grids 2°[fi] x 2°[lambda], situated in same area were found too. The highest coefficients of annual values were found in north of investigated area (wind speed in [82,5; 20] and SST in area between 81 to 83°N, and 19 to 21°E, r = +0,64) . see Fig. 2. In last 30 years significant correlations of this kind were found in NE area of interest (Fig. 3). This is probably connected with changes of the ice edge positions during last years (retreat of sea ice) in the region situated N and NE from Svalbard (Rodrigues 2009).

10

Zmiany temperatury powierzchni Morza Czukockiego (1982-2008)

Zblewski S., Marsz A. A.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2009

|

nr 19

147-158

PL

Praca charakteryzuje zmiany temperatury powierzchni Morza Czukockiego zachodzące w okresie 1982-2008 oraz wpływ na te zmiany cyrkulacji atmosferycznej. Stwierdzono występowanie dodatnich, istotnych statystycznie, miesięcznych i rocznych trendów temperatury powierzchni morza (TPM), nierównomiernie rozłożonych w przestrzeni. Obserwuje się występowanie asynchronicznych związków między cyrkulacją atmo-sferyczną a TPM, przy czym zmiany cyrkulacji atmosferycznej wyprzedzają w czasie zmiany TPM. W badanym okresie najsilniejszy wpływ na miesięczne i roczne zmiany TPM ma charakter cyrkulacji atmosferycznej występu-jącej w dłuższych okresach – wiosną, a nawet w całym okresie marzec-sierpień i marzec-wrzesień, poprzedzającym moment wystąpienia maksimum temperatury powierzchni morza. Wpływ cyrkulacji atmosferycznej na zmiany TPM nie jest bezpośredni, lecz realizuje się poprzez wpływ na dryf lodów na Morzu Czukockim w okresie wiosen-nym i letnim.

EN

This work characterizes changes in sea surface temperature of the Chukchi Sea observed in the period 1982- 2008 and the way atmospheric circulation (mid-troposphere circulation, modified Arctic Dipole) influences these changes. The research made use of homogeneous data series of sea surface temperature (SST) originating from the data set NOAA NCDC ERSST v.2, in a 2�‹. x 2�‹�É grid (Fig. 1). In the examined period (1982-2008) the increase in sea surface temperature of the Chukchi Sea was observed (Table 1). In the central and southern part of the sea the increase in SST is much stronger (+0.067 deg/year) than in the northern part (0.002 deg/year). This phenomenon is connected with the fact that the northern part of the examined sea area was freed from ice only after the year 2002. During the observed period there was also mean annual increase in SST ranging from 0.62�‹C in the south-west part to 0.03�‹C in the northern part of the examined region (Fig. 2). In the period 1982-2008 strong, statistically significant correlations between SST and the character of the atmospheric circulation observed before were noted. The correlations of SST in the Chukchi Sea are stronger than those with the modified Artic Dipole. The changeability of value of the modified Arctic Dipole from March to September explains 36% (in the eastern part of the sea area) and up to 46% (in the western part) of annual changeability in SST. However the influence of changes in atmospheric circulation on the changeability of SST is not direct. The character of atmospheric circulation noted in spring season (III-V) and even during the entire spring and summer seasons (III-VIII) has influence on the ice drifting in the Chukchi Sea. The drifting ice has influence on the time during which the sea surface accumulates the heat and as a consequence affects the sea surface temperature. This sequence of consecutive correlations seems to be most important for the changes in the SST. The secondary role affecting the changes in SST in the Chukchi Sea plays the increased transport of warm water from the Bering Sea forced by strong positive phases of modified Arctic Dipole in September. This influence is limited to the area up to the southern part of the Chukchi Sea and to the time till the last three months (October-December).

11

Rozmiary i przebieg współczesnego ocieplenia Arktyki w rejonie mórz Barentsa i Karskiego

Marsz A. A., Styszyńska A., Zblewski S.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2008

|

nr 18

35-67

PL

Celem pracy była analiza rozmiarów i przebiegu współczesnego (1980-2007) ocieplenia wschod-niej części Arktyki Atlantyckiej w rejonie mórz Barentsa i Karskiego. Stwierdzono, że w tym okresie ocieplenie posiadało charakter pulsacyjny, składało się z kolejnych, coraz silniejszych wzrostów temperatury powietrza, oddzielanych od siebie okresami ochłodzeń. Poszczególnym fazom ocieplenia odpowiadają wzrosty transportu ciepłych wód atlantyckich do Morza Barentsa i wzrosty temperatury powierzchni morza (SST). Najwyraźniejsze fazy ocieplenia wystąpiły w latach 1988-1990 i 2002-2007. Najsilniejsze wzrosty temperatury zaznaczyły się w za-chodniej i północno-zachodniej części obszaru, najsłabsze na południowych wybrzeżach mórz Barentsa i Karskiego. Wzrost rocznej temperatury powietrza między okresami 1980-1982 a 2005-2007 może być szacowany na około 5°C w północo-zachodniej części obszaru (N i NW część Morza Barentsa) do około 1.5°C na południowo-wschod-nich wybrzeżach Morza Barentsa i południowo-zachodnich wybrzeżach Morza Karskiego. Analiza trendów wyka-zała, że statystycznie istotne trendy roczne występują jedynie na północnych i zachodnich skrajach badanego obszaru. W trendach sezonowych największą liczbę statystycznie istotnych trendów na poszczególnych stacjach obserwuje się latem. Średnie obszarowe trendy są jednakowe jesienią, zimą i wiosną (+0.065°Cźrok-1), wyraźnie niższe latem (+0.044°Cźrok-1), istotne statystycznie od wiosny do jesieni, nieistotne zimą. Analiza trendów mie-sięcznych wykazuje, że obraz, jaki daje analiza trendów sezonowych wiosny (III-V), lata (VI-VIII), jesieni (IX-XI) i zimy (XII-II) nie daje rzeczywistego obrazu rozkładu zmian temperatury w czasie. Wartości trendów miesięcznych rozłożone są skrajnie nierównomiernie, w okresie od listopada do stycznia oraz w kwietniu średnie wartości tren-dów na omawianym obszarze są większe od 0.1°Cźrok-1, w pozostałych miesiącach zawierają się w granicach od +0.020 (luty) do +0.052°Cźrok-1 (sierpień). Główną przyczyną obserwowanych zmian temperatury powietrza w rejonie obu mórz jest wzrost zasobów ciepła w wodach atlantyckich transportowanych do Arktyki z tropików i subtropików przez cyrkulację oceaniczną. Wzrost zasobów ciepła w wodach kierowanych z delty Golfsztromu na północ prowadzi z 1-4 letnim opóźnieniem do wzrostu SST i spadku powierzchni lodów na Morzu Barentsa, w mniejszym stopniu na Morzu Karskim. Oba czynniki (zmiany SST i zmiany powierzchni lodów) regulują następnie temperaturę powietrza, głównie poprzez wpływ na rozmiary strumieni ciepła z powierzchni morza do atmosfery. Znaczny wpływ na modyfikowanie zmian temperatury powietrza w stosunku do zmian wymuszanych przez zmiany SST ma regionalna cyrkulacja atmosferyczna, natomiast hemisferyczna (Oscylacja Arktyczna) i makroregionalna (NAO) mody cyrkulacyjne wywierają w rozpatrywanym okresie znikomy wpływ na zmiany temperatury powietrza, zmiany SST i zmiany powierzchni lodów morskich na morzach Barentsa i Karskim.

EN

The aim of this work is the analysis of the dimensions and the course of contemporary (1980-2007) warming of the east part of the Atlantic Arctic in the region of the Barents and Kara seas (fig. 1, tab. 1). It has been noted that the warming in that period had pulsating character, was made up of consecutive stronger and stronger increases in air temperature, separated from each other by cooling periods (fig. 4, 6-7). The increase in the transport of warm Atlantic waters into the Barents Sea and the increase in SST (sea surface temperature) of this sea correspond to the subsequent phases of warming. The most significant phases of warming were noted in the years 1988-1990 and 2002-2007 (fig. 4). The strongest increases in temperature were marked in the west and north- west part of this region and the weakest in the south coast of the Barents and Kara seas (fig. 6-7). The annual increase in air temperature between the periods 1980-1982 and 2005-2007 may be estimated as about 5°C in the north-west part of this region (N and NW part of the Barents Sea) and as 1.5°C in the south-east coast of the Barents Sea and south – west coast of the Kara Sea (fig. 8). The analysis of trends indicated that the statistically significant annual trends are only observed in the north and west parts of the examined region (fig. 9-10). The greatest number of statistically significant trends in seasonal trends at the observed stations was noted in summer (table 2). The mean regional trends are equal in autumn, winter and spring (+0.065°Cźyear-1), significantly lower in summer (+0.044°Cźyear-1), statistically significant from spring to autumn and not significant in winter. The analysis of monthly trends indicated that the picture obtained from the analysis of seasonal trends (spring – III-V, summer – VI-VIII, autumn – IX-XI, winter – XII-II) does not reflect the real picture of the distribution of changes in temperature in time. The values of monthly trends are distributed in an extremely uneven way, in the period from November to January and in April the mean values of trends in the examined region are larger than 0.1°C year-1 and in the remaining months can be found within the limits from +0.020 (February) to +0.052°C year-1 (August) - see table 3. The main reason for the observed changes in air temperature in the region of both seas can be attributed to the increase in heat resources in the Atlantic waters transported to the Arctic from the tropics and sub-tropics with the oceanic circulation. The increase in heat resources in the waters imported north from the Gulf Stream, leads to the increase, delayed by 1-4 year in SST and to the decrease in the sea ice cover of the Barents Sea and, to a lesser extent, of the Kara Sea (tab. 4-6, fig. 13 and 15). Both factors (changes in SST and changes in sea ice extent) further control the air temperature mainly via the influence on the size of flow from the sea surface to the atmosphere. Great influence on the modification of changes in air temperature in relation to changes forced by changes in SST has the regional atmospheric circulation, whereas the hemispherical (AO) and macro-regional (NAO) circulation modes have little influence on the changes in air temperature, on changes in SST and on changes in sea ice extent of the Barents and Kara seas.

12

Zmiany temperatury powierzchni Morza Barentsa w latach 1951-2006

Zblewski S.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2007

|

nr 17

61-70

PL

Praca charakteryzuje zmiany temperatury powierzchni Morza Barentsa (TPM) zachodzące w okresie 1951–2006. Stwierdzono występowanie słabych, dodatnich i istotnych statystycznie trendów TPM w gridach leżących poza obszarem bezpośredniego oddziaływania ciepłych prądów morskich. Odnotowano słaby i nierównomiernie rozłożony w przestrzeni wzrost temperatury powierzchni morza – silniejszy we wschodniej części Morza Barentsa. W badanym okresie (1951–2006) na obserwowaną zmienność rocznej TPM znacznie silniejszy wpływ wywierają procesy oceaniczne niż zmienność zimowej cyrkulacji atmosferycznej.

EN

The aim of this work was to analyse monthly and annual values of sea surface temperatures of the Barents Sea in the years covering the period from 1951 up to 2006 averaged to chosen grids 2x2° (Fig. 1).The analysis showed that in the course of SST a clearly marked period (1976–1988) of significant decrease in annual values of water temperature was noted, with the minimum observed in 1980 (Fig. 2). This phenomenon is connected with Great Salinity Anomaly.The research showed that the general decrease in annual SST takes place towards north-east and at the same time, following the same direction, the increase in amplitude of inter-annual changes can be observed (Fig. 3). ‘The warm sources of the North Cape Current and West Spitsbergen Current moving away and the transfer of heat from the ocean to the atmosphere are the cause of this situation. This significant drop in annual sea surface temperature in the NE part of the Barents Sea is also influenced by flows of cold and fresh Surface Arctic Waters from the Arctic and Kara seas. There were also great differences observed in the course of annual SST in the western and eastern parts of the examined sea area. (Fig.4). In the eastern part rapid falls in water temperature can be noted by even 0.7°C from year to year. They result from the sea ice spreading and Surface Arctic Waters from the Kara Sea and from the north region of the Barents Sea which cut off the flow of heat from the deeper parts of the sea towards the surface and to the atmosphere.In the examined period weak positive trends in the annual sea surface temperature were observed and they are statistically significant in almost all grids (Tab.1). The strongest trends were noted in the east part of the examined sea area. Positive and statistically significant trends of the monthly SST are observed in summer and autumn in grids located farthest NE.The analysis showed that the influence of winter atmospheric circulation on the temperature of the sea surface is weak or rather moderate (Tab. 2) and that the observed changeability in annual sea surface temperature of the Barents Sea is mainly controlled by oceanic processes.