Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wybrane charakterystyki statystyczne zmienności wskaźnika NAO według Hurella (1864-2019)

Kożuchowski Krzysztof, Wibig Joanna

Przegląd Geofizyczny

|

2023

|

Z. 1-2

3--28

PL

Niniejszy artykuł przedstawia wyniki kilku prób statystycznej charakterystyki krótkoterminowej (w skali rok do roku) oraz wieloletniej (> 10-letniej) zmienności indeksu NAO Hurrella w okresie 1864-2019 i stanowi uzupełniającą kontynuację ich opisu przedstawionego w opracowaniu Kożuchowski, Wibig (2021). W opracowaniu wykorzystano szereg czasowy średnich sezonowych (DJFM) wartości indeksu NAO według Hurrella z okresu 1864-2019. Pokazano, że rozkłady indeksu NAO oraz zmian indeksu z roku na rok nie różnią się znacząco od rozkładu normalnego i obserwowana frekwencja przyrostów bądź spadków indeksu względem tej wartości wykazuje dobrą zbieżność z tym prawdopodobieństwem (rys. 2). Symetria rozkładu normalnego powoduje, że liczebności przyrostów i spadków indeksu z roku na rok w całym zborze indeksu są sobie równe. W szeregu czasowym NAO pokazano ponadprzeciętną asocjację zmian o przeciwnych znakach, które stanowią ponad 2/3 ogólnej liczby wszystkich zmian i kształtują ujemną, istotną autokorelację zmiennej Δ (r 1 = –0,47). W efekcie pojawia się tendencja preferująca sekwencje indeksu zmian: spadek/wzrost i wzrost/spadek. Tego rodzaju asocjacje różnokierunkowych zmian rozwijają się najsilniej w zakresie najniższych i najwyższych wartości indeksu, potwierdza je znacząca ujemna autokowariancja zmian. Badając następstwo kolejnych indeksów NAO w szeregu czasowym stwierdzono w zasadzie losowy charakter asocjacji indeksów NAOi i NAOi+1. Rozkłady frekwencji wartości NAOi+1 w zależności od NAOi mają losowy charakter – nie różnią się znacząco od rozkładu dwumianowego. W statystykach opisujących zmienność indeksów NAO znaleziono jednakże sygnały zaburzające symetryczny rozkład obserwowanych zmian indeksu. Należą do nich m.in. powtarzające się w szeregu czasowym przypadki różnicy między spadkami i przyrostami indeksu. Po znacznych spadkach wartości indeksu charakterystyczne i ponadprzeciętnie częste są jego znaczące przyrosty, ale po dużych przyrostach spadki nie są już tak wielkie i częste (rys. 6 i 7). Szczególną osobliwość stanowi forma zmienności c, oznaczająca wzrost indeksu, następujący po jego spadku i wiążąca się z niemal wszystkimi przypadkami indeksu w zakresie 1. decyla wartości NAO (rys. 3). Zmienność indeksów najniższych (szczególnie z zakresu 1. decyla NAO) osiąga znacznie większe rozmiary od zmienności wyższych wartości indeksów, reprezentujących pozytywne fazy NAO. Przyczyną formowania się takiej asymetrii zmienności są odmienne warunki cyrkulacyjne, odpowiadające skrajnie niskim oraz umiarkowanie wysokim i wysokim indeksom NAO, tj. panowanie cyrkulacji południkowej bądź cyrkulacji strefowej. Najbardziej znaczące oznaki odstępstwa od stochastycznego charakteru zmienności NAO ujawniają się w wieloletnim przebiegu indeksu. Obserwowana koncentracja skrajnie niskich, jak i skrajnie wysokich indeksów NAO w niektórych dekadach wielolecia (tab. 9) odznacza się znikomym prawdopodobieństwem wystąpienia w serii losowej.

EN

This article presents the results of several attempts to statistically characterize the short-term (year- -to-year) and long-term (>10-year) variability of the NAO Hurrell index in the period 1864-2019 and is a complementary continuation of their description presented in the study by Kożuchowski and Wibig (2021). The study used a time series of seasonal averages (DJFM) of the NAO index values according to Hurrell from the period 1864-2019. It was shown that the distribution of the NAO index and changes in the index from year to year do not differ significantly from the normal distribution and the observed frequency of increases or decreases of the index in relation to this value shows good convergence with adequate normal distribution probability (Fig. 2). The symmetry of the normal distribution means that the numbers of year-to-year increases and decreases in the index are equal in the entire index set. The NAO time series shows an above-average association of changes with opposite signs, which constitute more than 2/3 of the total number of all changes and form a negative, significant autocorrelation of the Δ variable (r 1 = –0.47). As a result, there is a tendency to prefer the change index sequences: decrease/increase and increase/decrease. Such associations of multi-directional changes develop most strongly in the range of the lowest and highest index values, which is confirmed by the significant negative autocovariance of changes. When examining the sequence of successive NAO indices in the time series, the association of the NAOi and NAOi+1 indices was found to be basically random. Frequency distributions of NAOi+1 values depending on NAOi are random – they do not differ significantly from the binomial distribution. However, in the statistics describing the volatility of NAO indices, signals were found that disturbed the symmetrical distribution of the observed changes in the index. They include e.g., repeated in the time series cases of difference between decreases and increases in the index – after significant decreases in the value of the index, its significant increases are characteristic and above average, but after large increases – decreases are not so great and frequent (Fig. 6 and 7). A special peculiarity is the form of volatility c, which means an increase in the index following its decrease and is associated with almost all cases of the index in the range of the 1st decile of the NAO value (Fig. 3). The volatility of the lowest indices (especially in the range of the 1st decile NAO) is much larger than the volatility of higher indices representing the positive NAO phases, the reason for the formation of such volatility asymmetry are different circulation conditions, corresponding to extremely low and moderately high and high NAO indices, i.e., the domination of meridional circulation or zonal circulation. The most significant signs of deviation from the stochastic nature of NAO volatility are revealed in the long-term course of the index. The observed concentration of extremely low and extremely high NAO indices in some decades of the multiannual period (Table 9) is characterized by a negligible probability of occurrence in a random series.

2

Wieloletnie i sezonowe zmiany przepływów niskich w Stróży na Rabie

Baran-Gurgul Katarzyna

Gospodarka Wodna

|

2021

|

Nr 11

8--14

PL

Dynamika przepływów niskich w Stróży na Rabie była analizowana na podstawie serii przepływów dobowych z wielolecia hydrologicznego 1960–2019, udostępnionych przez IMGW-PIB. W pracy wykorzystano również ciąg dobowych opadów ze stacji IMGW-BIP w Stróży oraz wskaźnik standaryzowanego klimatycznego bilansu wodnego SPEI w skalach 1- i 12-miesięcznej z lat 1960–2018 na badanym obszarze. Zbadano wieloletnią i sezonową zmienność czasu trwania i objętości niżówki na tle opadów oraz SPEI. Nie zaobserwowano istotnych statystycznie zmian badanych charakterystyk niżówek w przebiegu wieloletnim.

EN

The dynamics of low flows in Stróża on the Raba river was analyzed on the basis of a series of daily flows from the hydrological multi-year period 1960–2019, provided by the IMGW-BIP. The study also used the sequence of daily precipitation from the IMGW-BIP station in Stróża and the standardized precipitation evapotranspiration index SPEI on the 1- and 12-month scales from 1960–2018 in the study area. The long-term and seasonal variabilities of the duration and volume of the streamflow drought was examined against the background of precipitation and SPEI. No statistically significant changes were observed in the characteristics of the low flows.

3

Występowanie wysokiego ciśnienia nad obszarem Svalbardu w latach 1971-2015

Bielec-Bąkowska Z.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2016

|

Nr 26

83--96

PL

W opracowaniu przedstawiono przestrzenną i czasową zmienność występowania wysokich wartości ciśnienia nad obszarem Svalbardu w latach 1971-2015. W tym celu wykorzystano średnie dobowe wartości ciśnienia na poziomie morza dla 12 punktów gridowych uzyskane z reanaliz NCEP/NCAR. Podstawowym wskaźnikiem był dzień ze średnim ciśnieniem ≥1020 hPa oraz ≥1030 hPa. Na tej podstawie stwierdzono, że liczba rozpatrywanych dni jest niewielka (średnio 49-72 dni w roku), a dni z ciśnieniem ≥1030hPa notowane są sporadycznie. W przebiegu rocznym analizowane dni występują głównie wiosną, stanowiąc w zależności od położenia punktu gridowego około 37-45% wszystkich dni z ciśnieniem ≥1020hPa i 43-55% dni ciśnieniem ≥1030hPa. W badanym wieloleciu nie stwierdzono tendencji zmian liczby opisywanych dni. Wyróżniono jednak dwa okresy zwiększonej częstości występowania dni z wysokim ciśnieniem (1977-1988 oraz 1995-2010) przedzielone kilkuletnim bardzo silnym spadkiem ich liczby. Pomimo niewielkiej powierzchni analizowanego obszaru, przestrzenne zróżnicowanie rocznej i wieloletniej zmienności występowania badanych dni wskazuje na ścieranie się cech cyrkulacji: strefy dominującej działalności cyklonalnej północnego Atlantyku, obszaru częstych i silnych wyżów znad Grenlandii i północnej Kanady oraz strefy układów wysokiego ciśnienia znad centralnej Arktyki.

EN

The article discusses the spatial and temporal variability of the highs occurrence over Svalbard region in the period 1971–2015. The analysis was based on the average daily sea-level air pressure values obtained from NCEP/NCAR Reanalyses for 12 grid points. The day with pressure values ≥1020hPa and ≥1030hPa became a basic index that shows highs occurrence. As a result, it was determined that number of days when a high pressure system affected weather of the study area is low (49–72 days/year on average) and strong highs were noted sporadically. Annual course of examined days shows that a majority of highs occurrence were recorded during the spring and it was 37–45% and 47–55% of all cases respectively. No specific trends in long-term variability of the anticyclones frequency have been identified during the study period. However, two periods of distinct increased of high pressure systems occurrence were distinguished (1977–1988 and 1995–2010) and they were separated by several years of very strong decline in numbers of examined days. Despite the fact that the analyzed region is not large, the spatial variation of annual and long-term variability of highs occurrence indicates that circulation features of: the zone with dominant cyclonic activity in the North Atlantic, an area of frequent and severe highs from the Greenland and northern Canada, and the zone of high pressure systems from the central Arctic struggle in this region.

4

Zmienność wieloletnia i sezonowa występowania minimalnych stanów wód podziemnych na wybranym obszarze nizinnym

Kowalczyk A., Stępińska-Drygała I., Wesołowski P.

Przegląd Geologiczny

|

2015

|

Vol. 63, nr 10/1

860--866

EN

The study undertakes investigations of the seasonal and long-term variability of monthly minimum groundwater levels of unconfined aquifer within selected lowland areas of Wkra and Skrwa Prawa catchments. Data were collected at four locations, monitored within the national groundwater monitoring network run by the Polish Geological Institute – NRI and cover a period of 39 years (1976–2014). Analysis performed within the study includes descriptive statistics, autocorrelation coefficients for delays from 1 to 450 months and the indicator of minimum groundwater level; results are presented using contour graphs. Data demonstrate very strong autocorrelation and internal inertia. A specific long-term irregular periodicity of monthly minimum levels’ fluctuations dominating over seasonal changes has been revealed. The study also shows, that seasonal variability of monthly minimum levels within the catchments corresponds to the continental type of groundwater fluctuations. The highest monthly minimum levels occur in spring (predominantly in April), and the lowest – in autumn (October and November). The analysis indicates no obvious overall change in the structure of seasonal monthly minimum groundwater levels within the investigated period. However, in one location within the Skrwa Prawa drainage basin, the period with the highest monthly minimum levels was brought forward from April to earlier months.

5

Zróżnicowanie przestrzenne i wieloletnia zmienność temperatury gruntu w rejonie Stacji Polarnej UMK (NW Spitsbergen) w okresie letnim (1975-2009)

Przybylak R., Araźny A., Kejna M.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2010

|

nr 20

103-120

PL

W artykule przedstawiono podsumowanie wyników badań dotyczących zmian temperatury gruntu w otoczeniu Stacji Polarnej UMK na Kaffioyrze (NW Spitsbergen) w sezonie letnim. Do analizy wzięto dane pomiarowe z 5 głębokości (1, 5, 10, 20 i 50 cm) z 3 różnych ekotopów (plaża, morena i tundra) wykonane w trakcie 17 dotychczasowych wypraw polarnych zorganizowanych przez Instytut Geografii UMK w różnych latach okresu 1975-2009. W celu uzyskania pełnej porównywalności wyników wybrano okres 21.07-31.08, dla którego dostępne są kompletne dane dla niemal wszystkich sezonów letnich analizowanych w artykule. Serie temperatury gruntu na wszystkich stanowiskach i poziomach są ze sobą bardzo silnie skorelowane. Wyraźnie największy wpływ na zmierzone wartości temperatury gruntu w całej badanej warstwie wywiera tempe-ratura powietrza (współczynniki korelacji wahają się od 0,6 do 0,86). Inne elementy meteorologiczne takie jak prędkość wiatru, zachmurzenie i usłonecznienie również w sposób istotny wpływają na temperaturę gruntu, ale głównie w warstwie 0-20 cm (współczynniki korelacji wahają się od 0,15 do 0,28). Istotny statystycznie, chociaż ilościowo bardzo niewielki, wpływ na temperaturę gruntu w warstwie do 20 cm ma także opad atmosferyczny.

EN

In the present paper a comprehensive synthesis of ground temperature changes on the Kaffiřyra Plain (NW Spitsbergen) in the summer season (21st July to 31st August) from 1975 to 2009 is described. This has been done with two main aims in mind: i) to examine the influence of different ecotypes on ground temperature values in the layer 1-50 cm, and ii) to examine long-term changes of ground temperature. The highest values of long-term average ground temperature in the summer season have been observed between 20th and 25th July. After this period a gradual decrease in ground temperature is observed (Table 2, Fig. 3). One clear cold singularity can be distinguished here occurring at the end of July and start of August which is connected with a significant decrease in air temperature observed very often during this time. In the period 1978-2009 the warmest ground in the entire analysed layer was observed at the ‘Moraine’ site (6.2°C), and the coldest was at the ‘Tundra’ site (5.1°C) – Table 3, Fig. 4. However, in the shallowest layer (up to 1 cm) markedly the warmest site was the beach, while the coldest was at a depth of 50 cm (Fig. 4). The reason for the large decrease of temperature in this layer was that this was where the permafrost roof was at its shallowest. As a consequence of this temperature behaviour in the layer, the ‘Beach’ site shows the greatest lapse rate of ground temperature (-0.78°C/10 cm) (Table 4). In the warmest summer seasons a greater range of ground temperature in the daily cycle is observed than in the coldest ones, which is very clearly seen, in particular in the layer from surface up to 20 cm (Fig. 5). In the study period a significant increase in ground temperature in the layer 1-20 cm was observed starting in 1998, while at a depth of 50 cm this rise can be seen from 2005 onward (Fig. 6). Very high and statistically significant correlation have been found between series of daily ground temperature taken from all sites and all measurement depths (Table 5). Air temperature is a meteorological variable, which has the greatest influence on the values of ground temperature. Correlation coefficients between series of its daily values and series of average daily ground temperature in all analysed depths at the ‘Beach’ site oscillate from 0.6 to 0.86 (Table 6, Fig. 7). Important factors controlling values of ground temperature in the layer 0-20 cm are also wind velocity, cloudiness and sunshine duration (correlation coefficients oscillate between 0.15 and 0.28).