Oddziaływanie zmian klimatu na proces odpływu i zasoby wodne zlewni

• Autorzy: Mucka A. , Ignar S. , Nachtnebel H.P.

Warianty tytułu

EN

Impact of climate changes on runoff process and water resources in river basin

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Obserwowane od kilku lat ocieplenie klimatu to proces, którego charakte­rystyczną cechą jest zwiększona zmienność zjawisk pogodowych i klimatycznych w tym występowania zjawisk ekstremalnych. Celem niniejszej pracy jest ocena możliwych oddziaływań klimatu na proces odpływu oraz zasobów wodnych zlewni, na przykładzie zlewni górnej Nysy Kło­dzkiej. Do oceny oddziaływania zastosowany został ciągły model odpływu, który wymaga ciągów opadu i temperatury jako danych wejściowych. Zmiany tych para­metrów klimatycznych zostaną obliczone z globalnego modelu cyrkulacji. Do badań wykorzystano rozkłady dobowych wartości ciśnienia atmosferycznego dla dwóch przypadków stężenia dwutlenku węgla: 1 x CO₂ i 2 x CO₂. Na podstawie obserwacji z ostatnich dwóch dziesięcioleci sklasyfikowano rozkłady ciśnienia do form charakterystycznych sytuacji pogodowych, a następnie na bazie metod staty­stycznych połączono je z regionalnymi danymi o opadzie i temperaturze. Przyjęte założenia zostały zweryfikowane dla przypadku 1 x CO₂ i następnie przeniesione w nie zmienionej formie dla przypadku 2 x CO₂. Wyniki obliczeń pokazują dość wyraźne ocieplenie w okresach wczesno­wiosennych i późno-jesiennych. Zmiany opadu zarówno rocznego rozkładu jak również rocznej sumy są bardzo niewielkie, przy czym należy się spodziewać wię­kszej zmienności intensywności opadu. Następstwem tych zmian jest wcześniejsze wystąpienie procesu topnienia śniegu i inny jego rozkład w czasie. Na skutek wzrostu temperatury występują dłuższe okresy niskich stanów wody w okresie letnim jak również istotny wzrost ewapotranspiracji. Należy spodziewać się rów­nież zwiększenia częstotliwości wystąpienia wysokich stanów wody, co można wy­tłumaczyć wzrostem zmienności intensywności opadu.

EN

Recent several extreme events in meteorological and hydrological time series stimulated the discussion about global change and its regional impacts. The objective of this paper is to demonstrate a methodology which would assist to improve understanding the linkages between global climate change and regional hydrological implications. The Upper Nysa river catchment was selected as a case study to describe the methodological approach. Large scale climate circulation models developed in the last decades indi­cate major changes in climate conditions due to an increase of green house gases in the atmosphere. These models describe the different conditions referring to CO₂ -concentrations of the last decades: 1 x CO₂, and 2 x CO₂ , and to transient cases. Some models consider also the role of aerosols in the atmospheric pro­cesses. Until now the model outputs do not properly reproduce the seasonality in temperature and precipitation and further the simulations refer to a coarse grid which is not directly useful for hydrological modelling. Therefore, the more reliable large scale pressure distributions from the circulation model were used, in the specific case the simulated ECHAM T42 outputs from the Max Planck Institute were selected. They .are classified accordingly to typical spatial patterns and are statistically linked with daily regional observations of precipitation and temperature. These time series are compared with the historic case to test the validity of this downscaling approach and are subsequently applied to the doubled CO₂ case. A continuous runoff model was used to evaluate the hydro- logical consequences at the basin scale. For the doubled CO₂ case a distinct increase in temperature was found especially in early spring and late autumn. The changes in annual distribution and sum of rainfall are small but larger intensities in rainfall are likely to occur. An earlier occurrence of snow melt is another result of predicted climate change. Longer summer periods with low water stages in the river and higher values of evapotranspiration are also expected.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 1998
• Tom: 458
• Opis fizyczny: s.443-459,rys.,bibliogr.

Twórcy

autor

Mucka A.

• Katedra Budownictwa Wodnego Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

autor

Ignar S.

• Katedra Budownictwa Wodnego Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

autor

Nachtnebel H.P.

• Instytut Gospodarki Wodnej, Hydrologii i Budownictwa Wodnego Uniwersytet Rolniczy w Wiedniu.

Bibliografia

• [1] Bardossy A., Caspary H.J. 1990. Modellkonzept von Folgeabschatzung von Klimaanderung far den regionalen Wasserhaushalt. Arbeitspapier, Universitat Karlsruhe.
• [2] Bardossy A., Plate E. 1992. Space Time Model for Daily Rainfall Using Atmospheric Circulation Patterns. Water Resources Research 28: 1247-1260.
• [3] Bryan K., Komro F.G., Manabe S., Spelman M.J. 1982. Transient Cli­mate Response to Increasing Atmospheric Carbon Dioxide. Science 215: 56-58.
• [4] Dickinson R.E., Cicerone R.J. 1986. Future Global Warming from Atmospheric Trace Gases. Nature 319: 109-115.
• [5] Gleick PH. 1986. Methods for Evaluating the Regional Hydrologie Im­pacts of Global Climate Changes. Journal of Hydrology 88: 97-116.
• [6] IPCC - Intergovernmental Panel on Climate Change 1990. The IPCC Im­pacts Assessment. Commonwealth of Australia.
• [7] IPCC 1992. Confronting Climate Change, Risks, Implications and Re­sponses. University of Cambridge.
• [8] IPCC 1995. Climate Change 1994, Radiative Forcing of Climate Chan­ge and an Evaluation of the IPCC IS1992 Emission Scenarios. Uni­versity of Cambridge.
• [9] Lecher K., Bretschneider H., Schmidt M. 1993. Taschenbuch der Wasserwirtschaft. Paul Parey, 7. Auflage Hamburg.
• [10] Matyasovszky I., Bogardi I., Bardossy A., Duckstein L. 1992. Esti­mation of Local Climatic Factors under Climate Change. Nie publiko­wany Working Paper.
• [11] Matyasovszky I., Bogardi l., Bardossy A., Duckstein L. 1993. Esti­mation of Local Precipitation Statistics Reflecting Climate Change. Water Resources Research vol. 29 (12): 3955-3968.
• [12] Matyasovszky I., Bogardi I., Duckstein L. 1994. Comparsion of Two General Circulation Models to Downscale Temperature and Pre­cipitation under Climate Change. Water Resources Research, vol. 30(12): 3437-3448.
• [13] Mućka A. 1998. Wyznaczanie średnich wartości opadu i temperatury dla zlewni o dużej deniwelacji terenu przy wykorzystaniu techniki GIS. Przegląd Naukowy nr 14 Wydziału Melioracji i Inżynierii Środowiska SGGW w Warszawie.
• [14] Nachtnebel H.P., Lettl W., Baumung ST. 1993. Abflujiprognosemodell afr. Einzugsgebiet der Enns und der Steyr (Handbuch). Institut für Wasserwirtschaft, Hydrologie und konstruk. Wasserbau, Wien.
• [15] Nachtnebel H.P., Hebenstreit K., Bogardi I., Matyasovszky I., 1996. Auswirkungen groβräumiger Klimaänderung auf die Hydrologie eines alpinen Einzugsgebietes. Wasserwirtschaft und Ressourcen Schutz, Institut für Wasserwesen Universitat der Bundeswehr München Heft 56b.
• [16] Rowland F.S., Isaksen I.S.A. 1988. The Changing Atmosphere, Physi­cal, Chemical and Earth. Sciences Research Raport 7.
• [17] Schlesinger M.E., Mitchell J.F.B. 1987. Climate Model Simulations of the Equilibrium Climatic Response to Increased Carbon Dioxide. Rev. Geophys. 25: 760-798.
• [18] Schlesinger M.E., Zhao Z.C. 1989. Seasonal Climate Changes In­duced by Doubled CO₂ as Simulated by the OSU Atmospheric GCM/mixed-layer Ocean Model. Journal of Climate 2.
• [19] Simmons A.J., Bengston L. 1988. Atmospheric General Circulation Models: Their Design and Use for Climate Studies, in Physically-Based Modelling and Simulation of Climate and Climate Change. Vol. II, NATO ASI Ser., edited by M.Schlesinger, Boston, Kluwer Academic, 627-652.