Zmiany ciśnienia atmosferycznego nad Morzem Barentsa a zmienność elementów klimatycznych nad Polską i Europą

• Autorzy: Marsz, Andrzej A. , Styszyńska, Anna

Warianty tytułu

EN

Changes in atmospheric pressure over the Barents Sea and variability of climatic elements over Poland and Europe sector

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zmiany ciśnienia atmosferycznego nad Morzem Barentsa, niezależnie od zmian ciśnienia w Niżu Islandzkim, wywierają silny i istotny wpływ na zmiany ciśnienia atmosferycznego nad Europą. Polegają one na zgodnych w fazie ze zmianami ciśnienia nad Morzem Barentsa zmianach ciśnienia nad północną Europą (szerokości 75-60°N) i przeciwnych w fazie zmianach nad południową Europą (na S od ~55°N). Praca przedstawia wyniki badań nad zachowaniem się zmienności elementów klimatycznych nad Polską i Europą, zachodzących pod wpływem rocznych zmian ciśnienia nad Morzem Barentsa (dalej SLP). Okresem opracowania są lata 1951-2020. Stwierdzono statystycznie istotne związki między SLP i rocznymi obszarowymi wartościami elementów klimatycznych nad Polską: temperaturą powietrza (TPL), zachmurzeniem ogólnym (NPL), usłonecznieniem (UPL), wilgotnością względną (fPL), sumami opadów (RPL), ciśnieniem atmosferycznym (PPL) i prędkością wiatru (VPL). Wzrostowi SLP ponad normę wieloletnią odpowiada nad Polską spadek TPL, UPL i PPL, a wzrost NPL, RPL, fPL i VPL. Spadek SLP pociąga za sobą odwrotne skutki. Zmiany SLP objaśniają od 33 (TPL) do kilkunastu procent wariancji pozostałych elementów, przy czym najsłabszą reakcję na zamiany SLP wykazuje roczna suma opadów (~15% objaśnionej wariancji). Zmiany te wskazują, że wraz ze zmianami SLP nad Morzem Barentsa dochodzi do zmian trajektorii układów niskiego ciśnienia. W latach, w których SLP jest wyższe od normy tory niżów przemieszczają się nad południową Europą (~40-55°N), a w latach, w których SLP jest niższe od normy, tory niżów przemieszczają się nad północną Europą. W tych okresach nad południową Europą wzrasta udział pogód antycyklonalnych. Najwyraźniej wpływ zmian SLP na zmienność elementów klimatycznych zaznacza się w półroczu ciepłym, a silnie w 3 kwartale (lipiec-wrzesień). Różni to wpływ SLP nad Morzem Barentsa od wpływu NAO, które najsilniej wpływa na zmienność elementów klimatycznych w okresie zimowym. Oddziaływanie zmian SLP na zmienność elementów klimatycznych nad Europą jest ogólnie podobne do tego, jaki obserwuje się nad Polską. Nad całą Europą najsilniej z SLP nad Morzem Barentsa powiązana jest temperatura powietrza. Przy spadku SLP nad całą Europą temperatura powietrza wzrasta, przy wzroście – spada. Dzieje się tak, niezależnie od tego, czy nad daną częścią Europy SLP rośnie, czy maleje – znak zmian temperatury pozostaje taki sam. Wzrost temperatury rocznej nad Europą przy spadku SLP nad Morzem Barentsa zachodzi w rezultacie działania dwu różnych procesów. Przy spadku SLP nad północną Europą wzrost temperatury następuje w wyniku wzrostu intensywności napływów powietrza z zachodu (adwekcje powietrza morskiego w chłodnym półroczu), a nad południową Europą w wyniku wzrostu usłonecznienia (wzrost sytuacji antycyklonalnych w półroczu ciepłym). Przy wzroście SLP powyżej normy spadek temperatury nad północną Europą zachodzi w rezultacie osłabienia adwekcji mas powietrza z zachodu, a nad południową Europą (na S od 55°N) w wyniku wzrostu natężenia adwekcji powietrza z zachodu (wzrost frekwencji pogód cyklonalnych powoduje wzrost zachmurzenia i spadek usłonecznienia).

EN

Changes in atmospheric pressure over the Barents Sea, independently of pressure changes in the Icelandic Low, have a strong and significant impact on atmospheric pressure changes over Europe (Marsz and Styszyńska 2023b). They consist of pressure changes over northern Europe (latitudes 75-60°N) that are compatible in phase with pressure changes over the Barents Sea and opposite in phase with pressure changes over southern Europe (to the S of ~55°N). The paper presents the results of a study on the variability of climatic elements over Poland and Europe under the influence of annual pressure changes over the Barents Sea (hereafter SLP). The study period is 1951-2020. Statistically significant relationships were found between SLP and annual area values of climatic elements over Poland: air temperature (TPL), total cloud cover (NPL), sunshine duration (UPL), relative humidity (fPL), precipitation totals (RPL), atmospheric pressure (PPL) and wind speed (VPL). An increase in SLP above the multi-annual norm corresponds over Poland to a decrease in TPL, UPL and PPL, and an increase in NPL, RPL, fPL and VPL. A decrease in SLP has the opposite effect. Changes in SLP explain between 33 per cent (TPL) and several per cent of the variance in the other elements, with annual precipitation showing the weakest response to changes in SLP (~15 per cent of the explained variance). These changes indicate that with changes in SLP over the Barents Sea there are changes in the trajectories of low-pressure systems. In years when SLP is higher than normal, the tracks of lows move over southern Europe (~40-55°N), and in years when SLP is lower than normal, the tracks of lows move over northern Europe. During these periods, the proportion of anticyclonic weather increases over southern Europe. The effect of SLP changes on the variability of climatic elements is most pronounced in the warm half-year, and strongly in Q3 (July-September). This differentiates the influence of SLP over the Barents Sea from that of the NAO, which most strongly influences the variability of climatic elements in the winter period. The impact of SLP changes on the variability of climatic elements over Europe is generally similar to that observed over Poland. Overall of Europe, air temperature is most strongly related to SLP over the Barents Sea. When the SLP over the whole of Europe decreases, the air temperature increases; when it increases, it decreases. This is the case whether SLP increases or decreases over a particular part of Europe – the sign of temperature change remains the same. An increase in annual temperature over Europe with a decrease in SLP over the Barents Sea occurs as a result of two different processes. With a decrease in SLP over northern Europe, the temperature rise occurs as a result of an increase in the intensity of air inflows from the west (maritime air advections in the cool half of the year), and over southern Europe as a result of an increase in sunshine duration (increase in anticyclonic situations in the warm half of the year). When SLP increases above normal, the temperature decrease over northern Europe occurs as a result of a weakening of the advection of air masses from the west, and over southern Europe (to the S of 55°N) as a result of an increase in the intensity of air advection from the west (an increase in the frequency of cyclonic weather causes an increase in cloud cover and a decrease in sunshine duration).

Słowa kluczowe

PL

ciśnienie atmosferyczne; ementy klimatyczne; Morze Barentsa; Polska; Europa

EN

atmospheric pressure; climatic elements; Barents Sea; Poland; Europe

• Czasopismo: Przegląd Geofizyczny
• Rocznik: 2024
• Tom: Z. 1-2
• Strony: 3--23
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., map., tab., wykr.

Twórcy

autor

Marsz, Andrzej A.

• Stowarzyszenie Klimatologów Polskich, Oddział Bałtycki

autor

Styszyńska, Anna

• Stowarzyszenie Klimatologów Polskich, Oddział Bałtycki

Bibliografia

• 1. Bielec-Bąkowska Z., 2022, Long-term changes in circulation conditions over southern Poland for the period 1874-2020, Miscelanea Geographica - Regional Studies on Development, 26 (4), 237-248, DOI: 10.2478/mgrsd-2022-0010
• 2. Black J.N., Bonython C.W., Prescott J.A., 1954, Solar radiation and the duration of sunshine, Quarterl Journal of the Royal Meteorological Society, 80 (344), 231-235, DOI: 10.1002/qj.49708034411.
• 3. Chronis T., Raitsos D.E., Kassis D., Sarantopoulos A., 2011, The Summer North Atlantic Oscillation Influence on the Eastern Mediterranean, Journal of Climate, 24 (21), 5584-5596, DOI: 10.1175/2011JCLI3839.1.
• 4. Dong B., Sutton R.T., Woollings T., Hodges K., 2013, Variability of the North Atlantic summer storm track: mechanisms and impacts on European climate, Environmental Research Letters, 8, 034037, DOI: 10.1088/1748-9326/8/3/034037.
• 5. Folland C.K., Knight J., Linderholm H.W., Fereday D., Ineson S., Hurrell J.W., 2009, The summer North Atlantic Oscillation: past, present and future, Journal of Climate, 22 (5), 1082-1103, DOI: 10.1175/2008JCLI2459.1.
• 6. Hill T., Lewicki P., 2007, STATISTICS: Methods and Applications, StatSoft, Tulsa, OK, dostępne online www.statsoft.com/textbook/stathome.html.
• 7. Hurrell J.W., 1996, Decadal trends in the North Atlantic Oscillation: regional temperatures and precipitation, Science, 269 (5224), 676-679, DOI: 10.1126/science.269.5224.676.
• 8. Hurrell J.W., Folland C.K., 2002, A change in the summer circulation over the North Atlantic, CLIVAR, Exchanges, 25, 52-54.
• 9. Hurrell J.W., Kushnir Y., Ottersen G., Visbeck M., 2003, An Overview of the NAO, [w:] The North Atlantic Oscillation: Climatic Significance and Environmental Impact, AGU Geophysical Monograph, 134, 1-35.
• 10. Kalnay E., Kanamitsu M., Kistler R., Collins W., Deaven D., Gandin L., Iredell M., Saha S., White G., Woollen J., Zhu Y., Leetmaa A., Reynolds B., Chelliah M., Ebisuzaki W., Higgins W., Janowiak J., Mo K.C., Ropelewski C., Wang J., Jenne R., Joseph D., 1996, The NCEP/NCAR 40-Year Reanalysis Project, Bulletin of the American Meteorological Society, 77 (3), 437-471, DOI: 10.1175/1520-0477(1996)077<0437:TNYRP>2.0.CO;2.
• 11. Marsz A.A., Styszyńska A., 2006, O “arktycznych” i “atlantyckich” mechanizmach sterujących zmiennością temperatury powietrza na obszarze Europy i północno-zachodniej Azji, Problemy Klimatologii Polarnej, 16, 47-89.
• 12. Marsz A.A., Styszyńska A., 2015, Zmienność ciśnienia atmosferycznego w Arktyce Atlantyckiej a temperatura powietrza w Polsce. Przyczynek do przejawów „monsunu europejskiego”, Przegląd Geofizyczny, 60 (1-2), 3-25.
• 13. Marsz A.A., Styszyńska A., 2021, Wpływ znaku faz NAO w okresie zimowym na bilans wodny i możliwość wystąpienia suszy w ciepłej porze roku na obszarze Polski, Annales UMCS w Lublinie. Sectio B, 76, 127-143, DOI: 10.17951/b.2021.76.127-143.
• 14. Marsz A.A., Styszyńska A., 2023a, Niestacjonarność przebiegu temperatury powietrza nad obszarem Europy - zmiana reżimu termicznego w Europie w latach 1987-1989 i jej przyczyny, Prace Geograficzne, 170, 9-46, DOI: 10.4467/20833113PG.001.17489.
• 15. Marsz A.A., Styszyńska A., 2023b, Zmiany ciśnienia atmosferycznego nad Morzem Barentsa i ich wpływ na cyrkulację atmosferyczną w atlantycko-europejskim sektorze cyrkulacyjnym, Przegląd Geofizyczny, 68 (3-4), 83-111, DOI: 10.32045/PG-2023-038.
• 16. Marsz A.A., Styszyńska A., Bryś K., Bryś T., 2021, Role of internal variability of climate system in increase of air temperature in Wrocław (Poland) in the years 1951-2018, Quaestiones Geographicae, 40 (3), 109-124, DOI: 10.2478/quageo-2021-0027.
• 17. Matuszko D., Węglarczyk S., 2018, Long-term variability of the cloud amount and cloud genera and their relationship with circulation (Kraków, Poland), International Journal of Climatology, 38 (51); e1205-e1220, DOI: 10.1002/joc.5445.
• 18. Niedźwiedź T., 1981, Sytuacje synoptyczne i ich wpływ na zróżnicowanie przestrzenne wybranych elementów klimatu w dorzeczu górnej Wisły, Rozprawy Habilitacyjne UJ, 58, 165 s.
• 19. Savichev A.I., Mironicheva N.P., Cepelev V.Y., 2015, Osobennosti kolebanij atmosfernoj cirkulyacii v Atlantiko-evropejskom sektore polushariya v poslednie desyatiletiya, Uchenye zapiski Rossijskogo gosudarstvennogo gidrometeorologicheskogo universiteta, 39, 120-131.
• 20. Sutton R.T., Dong B., 2012, Atlantic Ocean influence on a shift in European climate in the 1990s, Nature Geoscience, 5, 788-792, DOI: 10.1038/ngeo1595.
• 21. Wanner H., Brőnnimann S., Casty C., Gyalistras D., Luterbacher J., Schmutz Ch., Stephenson D.B., Xoplaki E., 2001, North Atlantic Oscillation. Concepts and studies, Surveys in Geophysics, 22, 321-381, DOI: 10.1023/A:1014217317898.
• 22. Wibig J., 2000, Oscylacja północnoatlantycka i jej wpływ na kształtowanie pogody i klimatu. Przegląd Geofizyczny, 45 (2), 121-137.

Identyfikatory

DOI

10.32045/PG-2024-044