Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Prosty model ewapotranspiracji dla wybranych roślin energetycznych

100%

Żyromski A. , Szulczewski W. , Biniak-Pieróg M. , Okrasińska H.

|

2012

|

tom T. 12, z. 2

391-399

PL

Pomiary terenowe ewapotranspiracji roślin są pracochłonne i wymagają specjalistycznej aparatury. Z tego też względu postanowiono opracować model umożliwiający ocenę ewapotranspiracji dobową w ciągu okresu wegetacji roślin na podstawie pomiarów terenowych ewapotranspiracji wierzby wiciowej (Salix viminalis L.) i ślazowca pensylwańskiego (Sida hermaphrodita (L.) Rusby), parowania z wolnej powierzchni wodnej i sum dobowych opadów atmosferycznych. Badania prowadzono na terenie Obserwatorium Agro- i Hydrometeorologii Wrocław - Swojec, należącego do Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Zagadnienie zostało rozwiązane za pomocą algorytmu genetycznego, który pozwala na uzyskanie najlepszego dopasowania szukanej funkcji do danych uzyskanych empirycznie. Oceny modelu dokonano na podstawie następujących wskaźników: RRMSE (ang. "Relative Root Mean Squared Error"), EF (ang. "Modeling Efficiency"), CRM (ang. "Coefficient of Residual Mass"), współczynnika korelacji oraz współczynnika determinacji. Weryfikacja modelu została przeprowadzona na zestawie danych dla tych samych roślin, jednak uzyskanych z innego ewaporometru. Przeprowadzone analizy dają podstawy do stwierdzenia, że opracowany model umożliwia obliczenie ewapotranspiracji rzeczywistej dla dwóch roślin energetycznych: ślazowca pensylwańskiego oraz wierzby wiciowej. Ze względu na krótki okres badań wymaga on jeszcze doprecyzowania na dłuższym ciągu pomiarowym.

EN

Field measurements of evapotranspiration are time consuming and require specialized equipment. For this reason, basing on field measurements of common osier and Virginia fanpetals' evapotranspiration, evaporation from free water surface and daily precipitation sums, it was decided to develop mathematical model allowing to estimate evapotranspiration during growing season. The study was conducted in the area of Agro and Hydrometeorology Observatory located in Wrocław - Swojec, that belongs to Wrocław University of Environmental and Life Sciences. The problem was solved using the genetic algorithm, which allowed to obtain the best fit of the function to the data obtained empirically. Model evaluation was based on the following indices: RRMS (Relative Root Mean Squared Error), EF (Modeling Efficiency), CRM (Coefficient of Residual Mass), the correlation and determination coefficients. Model verification was performed for the data of the same plants, but obtained for another evaporimeter. The analyzes led to the conclusion that the developed model allowed to calculate actual evapotranspiration for two energy plants: Virginia fanpetals and common osier. However, the short period of field measurements requires further clarification basing on longer observation series.

2

Zastosowanie modelu WSMT do oceny ewapotrnspiracji miskanta i topinamburu

100%

Żyromski A. , Szulczewski W. , Biniak-Pieróg M. , Okrasińska H.

|

2012

|

tom T. 12, z. 2

401-409

PL

Na podstawie pomiarów terenowych ewapotranspiracji miskanta olbrzymiego (Miscanthus x giganteus Greef et Deu.) oraz topinamburu (słonecznika bulwiastego - Heliantus tuberosus L.) przeprowadzono adaptację modelu WSMT (od nazw gatunków roślin: wierzba, ślazowiec, miskant, topinambur), opracowanego wcześniej dla wierzby wiciowej (Salix viminalis L.) i ślazowca pensylwańskiego (Sida hermaphrodita (L.) Rusby). Dane wejściowe do modelu pochodziły z obserwacji i pomiarów, prowadzonych na terenie Obserwatorium Agro- i Hydrometeorologii Wrocław - Swojec, należącego do Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Zagadnienie zostało rozwiązane za pomocą algorytmu genetycznego, który umożliwia uzyskanie najlepszego dopasowania szukanej funkcji do danych uzyskanych empirycznie. Ocena modelu została dokonana na podstawie następujących wskaźników: RRMSE (ang. "Relative Root Mean Squared Error"), EF (ang. "Modeling Efficiency"), CRM (ang. "Coefficient of Residual Mass"), współczynnika korelacji oraz współczynnika determinacji. Weryfikacja modelu została przeprowadzona na zestawie danych, dotyczących tych samych roślin, pomierzonych innym ewaporometrem. Uzyskane wyniki dla miskanta olbrzymiego oraz topinamburu, podobnie jak w przypadku wierzby wiciowej i ślazowca pensylwańskiego, pozwalają na obliczanie ewapotranspiracji badanych roślin energetycznych na podstawie jedynie parowania z wolnej powierzchni wody oraz opadów atmosferycznych. Parametry jakościowe uzyskanego modelu wskazują na możliwość zbudowania modeli grupujących rośliny pod względem ich cech, np. morfologicznych. Ponieważ nadal prowadzone są badania polowe uwzględnionych w pacy roślin energetycznych, zaproponowana metodyka będzie zastosowana do szerszego zbioru danych, co umożliwi zwiększenie precyzji dopasowania poszczególnych modeli przypisanych do poszczególnych roślin oraz przeprowadzenie bardziej wnikliwej weryfikacji.

EN

Basing on the field measurements of evapotranspiration of giant Chinese silver grass and topinambour an adaptation of WSMT model (the name from four names of energetic plant species in Polish), developed previously for common osier and Virginia fanpetals was done. Model input data came from measurements carried out at the Agro- and Hydrometeorology Observatory in Wrocław - Swojec, that belongs to Wrocław University of Environmental and Life Sciences. The problem has been solved using genetic algorithm, that allows to obtain the best fit of the function to data obtained empirically. Assessment of the model was based on the following indices: RRMS (Relative Root Mean Square Error), EF (Modeling Efficiency), CRM (Coefficient of Residual Mass), the correlation coefficient and the coefficient of determination. Model verification was performed basing on data of the same plants, but obtained for another evaporimeters. The results obtained for the giant Chinese silver grass and topinambour as for common osier and Virginia fanpetals, allow to calculate the evapotranspiration of energy plants studied, basing only on the data of evaporation from free water surface and precipitation. Quality parameters obtained for the model indicate the possibility to develop models, able to group plants according to their characteristics such as morphological. Because the field experiment with energy plants has been carried out continuously, the proposed methodology will be applied to a broader set of data, allowing to fit the models more precisely according to particular plants and to conduct a more accurate verification.

3

Evaluation of relationship between air pollutant concentration and meteorological elements in winter months

100%

Żyromski A. , Biniak-Pieróg M. , Burszta-Adamiak E. , Zamiar Z.

|

tom no. 22

25--32

EN

The paper presents the evaluation of the relation between meteorological elements and air pollutants’ concentrations. The analysis includes daily concentrations of pollutants and variation of meteorological elements such as wind speed, air temperature and relative humidity, precipitation and total radiation at four monitoring stations located in the province of Lower Silesia in individual months of the winter half-year (November–April, according to hydrological year classification) of 2005–2009. Data on air quality and meteorological elements came from the results of research conducted in the automatic net of air pollution monitoring conducted in the range of the State Environment Monitoring. The effect of meteorological elements on analysed pollutant concentration was determined using the correlation and regression analysis at significance level α < 0.05. The occurrence of maximum concentration of NO, NO2, NOX, SO2 and PM10 occurred in the coldest months during winter season (January, February and December) confirmed the strong influence of “low emission” on air quality. Among the meteorological factors assessed wind speed was most often selected component in step wise regression procedure, then air temperature, less air relative humidity and solar radiation. In the case of a larger number of variables describing the pollution in the atmosphere, in all analyzed winter seasons the most common set of meteorological elements were wind speed and air temperature.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań mające na celu ocenę związków między stężeniem zanieczyszczeń powietrza a elementami meteorologicznymi. Analizą objęto średniodobowe wartości emisji zanieczyszczeń gazowych i pyłowych oraz wybrane elementy meteorologiczne, tj. prędkość wiatru, temperaturę, wysokość opadu atmosferycznego, wilgotność względną oraz promieniowanie całkowite na czterech stacjach pomiarowych zlokalizowanych na terenie województwa dolnośląskiego w okresie zimowym (listopad–kwiecień, zgodnie z klasyfikacją roku hydrologicznego) dla lat 2005– 2009. Dane te pochodziły z badań z automatycznych sieci monitoringu zanieczyszczeń powietrza prowadzonych w ramach Państwowego Monitoringu Środowiska. Wpływ elementów meteorologicznych na stężenie analizowanych zanieczyszczeń określono z zastosowaniem analizy korelacji oraz regresji krokowej na poziomie istotności α < 0,05. Występowanie maksymalnych wartości stężenia NO, NO2, NOX oraz SO2 w najchłodniejszych miesiącach okresu zimowego (styczeń, luty i grudzień) potwierdziło duży wpływ „małej emisji” na jakość powietrza. Elementami meteorologicznymi najczęściej wskazywanymi w opisach zależności i za pomocą procedury regresji krokowej były prędkość wiatru, następnie temperatura powietrza i rzadziej wilgotność względna powietrza, temperatura powietrza, promieniowanie całkowite oraz wilgotność powietrza. W przypadku występowania większej ilości zmiennych opisujących zanieczyszczenia w atmosferze, we wszystkich analizowanych półroczach zimowych najczęściej występującym układem elementów meteorologicznych była prędkość wiatru i temperatura powietrza.

4

Telemetryczny system pomiaru wilgotności gleby, działający w technice TDR

88%

Skierucha W. , Sławiński C. , Wilczek A. , Żyromski A. , Biniak-Pieróg M.

|

2012

|

tom T. 12, z. 2

257-267

PL

Naziemne pomiary wilgotności gleby są niezbędne do kalibracji i weryfikacji modeli wyznaczania wilgotności wierzchniej warstwy gleby za pomocą zdjęć satelitarnych. Analiza długoterminowej zmienności czasowo-przestrzennej wilgotności gleby może bowiem ujawnić trendy w obiegu wody, związane ze zmianami klimatu i zmianami pokrycia terenu roślinnością. Stacje monitoringu wilgotności gleby są nadal nieliczne, a istniejące systemy nie są ujednolicone pod względem technik pomiarowych, formatu danych, dostępu, itp. Nowo powstała instytucja o nazwie International Soil Moisture Network (ISMN) ma służyć jako scentralizowana baza danych, dostępnych użytkownikom oraz jako próba standaryzacji informacji, odnoszących się do wilgotności gleby. Za pomocą przeglądarki internetowej zapewnia ona globalny dostęp do wyników pomiaru wilgotności gleby z istniejących stacji pomiarowych i pomiarów walidacyjnych w formie znormalizowanych i zharmonizowanych zbiorów danych. Obecnie ISMN zawiera dane z 16 sieci i ponad 500 stacji zlokalizowanych w Ameryce Północnej, Europie, Azji i Australii, w tym 6 stacji pomiarowych, należących do Instytutu Agrofizyki PAN (IA PAN) w Lublinie. Baza danych ciągle jest poszerzana, zarówno w odniesieniu do liczby stacji pomiarowych, jak i okresów pomiaru. Wkrótce ISMN stanie się ważnym źródłem informacji do weryfikacji modeli klimatycznych i zwiększenia dokładności satelitarnych pomiarów wilgotności gleby. Praca przedstawia podstawowe elementy systemu ISMN oraz sieci monitoringu wilgotności gleby, opracowanej i wdrożonej przez IA PAN w Lublinie oraz działającej również na poletkach doświadczalnych Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Użytkownicy systemu z IA PAN mogą udostępniać swoje dane w ramach sieci ISMN oraz korzystać z dostępnych danych na zasadzie dobrowolności i bez ponoszenia żadnych kosztów.

EN

Ground measurements of soil moisture are invaluable for calibration and verification of models determining the surface soil moisture from satellite images. Furthermore, the analysis of long-term time-spatial variation of soil moisture can reveal trends in the water cycle related to climate change and changes in land cover vegetation. Soil moisture monitoring stations are still scarce, and the existing systems are not standardized in terms of measurement techniques, data format, access, etc. The newly formed organization called the International Soil Moisture Network (ISMN) has to serve as a centralized database available to users as well as an attempt to standardize information relating to soil moisture. It provides global access using a web browser to soil moisture data from the existing stations and validation campaigns in the form of standardized and harmonized data sets available to users. ISMN currently contains data from 16 networks and more than 500 stations located throughout North America, Europe, Asia and Australia, including six stations that belong to the IA PAS in Lublin. The database is still growing, both in terms of the number of stations and measurement periods. In the near future ISMN will be an increasingly important source of information to verify and improve the accuracy of satellite measurements of soil moisture. The paper presents the basic elements of the ISMN system and soil moisture monitoring network developed, implemented by the IA PAS in Lublin and operating also on experimental plots at the University of Life Sciences in Wroclaw. Users of the system from IA PAS can share their data in the ISMN voluntarily and at no cost.

5

Effect of thermal conditions and precipitation on growth rate of Scots pine

75%

Biniak-Pieróg M. , Żyromski A. , Rolbiecki R. , Rolbiecki S. , Żyromski M. , Żmuda R.

|

tom Vol. 17, nr 5

1--8

EN

The aim of the experiment presented in this paper is to assess the relationship between the height and diameter increase rate and the thermal conditions and precipitation during its growth. The experiment was carried out in the Agro- and Hydrometeorology Observatory of the Wrocław University of Environmental and Life Sciences in 2013–2015. The height and diameter measurement was made each time on the same 43 plants, randomly selected at the stage of setting up the experiment in 2012 and specially marked. Plants included in further analyses were divided into 5 classes and the classification criterion was their height in the 3rd year of cultivation. Initially, an analysis of relationships of selected morphological parameters of Scots pine was carried out, i.e. of the heights and diameters against the changing weather conditions, i.e. precipitations and air temperatures. Subsequently, an effect of the thermal conditions and the amount of precipitation on growth of Scots pine was assessed with the use of the two meteorological parameters mentioned above. These parameters were used as their accumulated sums, calculated as of the dates of biometric measurements, made at the end of each month (the last ten days of a month) in the summer half-year period. Multiple regression analysis was applied to evaluate the effect of thermal conditions and precipitation on the growth of Scots pine in both variants and the significance of the relationships under study was examined with the use of an adjusted coefficient of determination R2. The analyses and calculations indicate a close significant relationship between the height of pine trees and their diameter at the base on any measurement date. Analyses of different measurement periods indicated a decrease in significance of the relationships between the height of pine trees and their diameter at the base. A decrease in these relationships is becoming more and more pronounced with the age of the trees. Of the two weather parameters, i.e. total air temperature and total precipitation, the precipitation dominates in the relationship with the trees height and air temperature – with the trees diameter.