ANNALES Normalne i anomalne sumy opadów
advertisement
Normalne i anomalne sumy opadów atmosferycznych w Lublinie i we Lwowie 101 ANNALES UNIVERSITATIS MARIAE CURIE-SK£ODOWSKA LUBLIN POLONIA VOL. LIX, 6 SECTIO B 2004 Zak³ad Meteorologii i Klimatologii, Instytut Nauk o Ziemi UMCS Katedra Geografii Fizycznej, Uniwersytet im. I. Franki we Lwowie 1 2 Szczepan MRUGA£A1, Pavlo SHUBER2 Normalne i anomalne sumy opadów atmosferycznych w Lublinie i we Lwowie Normal and anomalous amounts of atmospheric precipitation in Lublin and Lvov WSTÊP Opad atmosferyczny jest nieci¹g³ym elementem meteorologicznym o du¿ej zmiennoci czasowej i przestrzennej. To sprawia, i¿ w ka¿dym okresie (miesi¹c, sezon, rok) oprócz opadów w normie mog¹ wyst¹piæ opady anomalne. W wietle zachodz¹cych fluktuacji klimatu, a szczególnie wzrostu czêstoci wystêpowania wielu ekstremalnych zjawisk meteorologicznych, bli¿sze poznanie normy i anomalii opadowych wydaje siê nader istotne. W literaturze przedmiotu normê definiuje siê najczêciej jako wartoæ redni¹ z okresu wieloletniego. wiatowa Organizacja Meteorologiczna (WMO) zaleca, aby okres taki obejmowa³ przynajmniej 30 lat. Za anomaliê opadow¹ przyjmuje siê opady odbiegaj¹ce in plus lub in minus od okrelonej normy. Wród badaczy nie ma jednoznacznego pogl¹du co do definicji normy i anomalii opadowej oraz sposobu ich wyznaczania (np. Kaczorowska 1962; Koczorowska 1980; Kossowska-Cezak 1993; Ko¿uchowski 1984; Warakomski 1989/1990). Obszerny przegl¹d wa¿niejszych prac dotycz¹cych tego zagadnienia przedstawi³ autor w rozprawie pod tytu³em Opady atmosferyczne o normalnej i anomalnej wysokoci na obszarze Polski (19511990) (Mruga³a 2001). 102 Szczepan Mruga³a, Pavlo Shuber MATERIA£Y RÓD£OWE I METODY BADAÑ Celem niniejszego opracowania jest okrelenie opadów normalnych i anomalnych w Lublinie i we Lwowie oraz czêstoci ich wystêpowania. Do wyznaczenia normy i anomalii opadowej pos³u¿ono siê metod¹ zaproponowan¹ przez Mruga³ê (1997, 2001), w której uwzglêdniona jest asymetria szeregów sum opadów i naturalna ich zmiennoæ w ci¹gu roku. W metodzie tej normê stanowi przedzia³ sum opadów, a jego granice okrelone s¹ przez rednie wartoci odchyleñ dodatnich i ujemnych od redniej wieloletniej sumy opadów. Opady wiêksze lub mniejsze od tak wyznaczonej normy przyjêto odpowiednio jako anomaliê dodatni¹ lub ujemn¹. Materia³ ród³owy stanowi³y miesiêczne sumy opadów atmosferycznych ze stacji meteorologicznej w Lublinie (UMCS, ϕ = 51°15, λ = 22°34, H = 195 m n.p.m.) i we Lwowie (ϕ = 49°50, λ = 24°05, H = 319 m n.p.m.) z lat 19611990. WYNIKI BADAÑ Rozk³ad wartoci niektórych charakterystyk opadów atmosferycznych w Lublinie i we Lwowie wskazuje na ich du¿e zró¿nicowanie w poszczególnych miesi¹cach i latach (tab. 1). rednia miesiêczna suma opadów w Lublinie osi¹ga najmniejsze wartoci w marcu (26 mm), a we Lwowie w styczniu (39 mm), natomiast najwiêksze jej wartoci na obu stacjach wystêpuj¹ w lipcu (73 mm w Lublinie i 100 mm we Lwowie). rednia suma roczna opadów w omawianym 30-leciu wynios³a 536 mm w Lublinie i 723 mm we Lwowie. Najwiêksz¹ sumê miesiêczn¹ opadów w Lublinie zanotowano w padzierniku 1974 r. (205 mm), a we Lwowie w czerwcu 1969 r. (180 mm) i w lipcu 1984 r. (180 mm). Maksymalna suma roczna opadów w Lublinie wyst¹pi³a w 1974 r. (830 mm), a we Lwowie w 1966 r. (947 mm). Najmniejsz¹ sumê miesiêczn¹ opadów w Lublinie odnotowano w lutym 1976 r. (1 mm), a we Lwowie w padzierniku 1962 r. (2 mm). Minimalna suma roczna opadów w Lublinie wyst¹pi³a w 1982 r. (305 mm), a we Lwowie w 1961 r. (369 mm). Wartoci odchylenia standardowego dla poszczególnych miesiêcy i roku wskazuj¹ na wiêksz¹ zmiennoæ opadów atmosferycznych we Lwowie ni¿ w Lublinie (tab. 1). Najmniejsz¹ wartoæ w Lublinie osi¹ga ono w marcu (13,3 mm) i w okresie od listopada do kwietnia, a we Lwowie w styczniu (19,0 mm) i w okresie od padziernika do kwietnia. Natomiast najwiêksz¹ wartoæ w Lublinie przyjmuje w padzierniku (39,4 mm) i w okresie od maja do padziernika, a we Lwowie w lipcu (41,1 mm) i w okresie od maja do wrzenia. 103 Normalne i anomalne sumy opadów atmosferycznych w Lublinie i we Lwowie Tab. 1. Wybrane charakterystyki opadowe (w mm) Lublina i Lwowa (19611990) Selected characteristics of precipitation (in mm) in Lublin and Lvov (19611990) Stacje/Stations I II III IV V VI VII VIII IX X rednia/Average 66 73 69 48 35 98 100 75 57 43 Najwiêksza/Maximum 80 75 56 93 109 140 133 193 138 205 83 107 84 101 172 180 180 158 114 97 Najmniejsza/Minimum 4 1 4 12 14 21 25 6 6 4 8 3 6 11 23 22 31 22 5 2 Odchylenie standardowe/Standard deviation 17,9 17,5 13,3 18,8 23,4 30,7 29,0 38,8 31,1 39,4 19,0 26,5 22,0 23,3 37,8 40,6 41,1 36,1 32,5 24,8 Lublin Lwów 29 39 Lublin Lwów Lublin Lwów Lublin Lwów 27 45 26 43 38 50 53 75 XI XII Rok Year 38 44 34 54 536 723 72 89 70 97 830 947 7 10 2 8 305 369 16,9 17,9 122,8 21,9 20,4 129,5 Górna i dolna granica normy opadowej we Lwowie osi¹ga wiêksze wartoci bezwzglêdne (wyra¿one w mm) w poszczególnych miesi¹cach i dla roku ni¿ w Lublinie, natomiast wartoci wzglêdne (jako procent redniej sumy wieloletniej) wykazuj¹ zró¿nicowanie miêdzy tymi stacjami (tab. 2). Na obu stacjach najwiêksze wartoci bezwzglêdne górnej i dolnej granicy normy wystêpuj¹ w miesi¹cach letnich, a najmniejsze w miesi¹cach zimowych. W przebiegu rocznym wartoci wzglêdnych górnej i dolnej granicy normy taka prawid³owoæ nie wystêpuje. Tab. 2. Granice normy opadowej w Lublinie i we Lwowie (19611990) Limits of precipitation norm in Lublin and Lvov (19611990) Granica normy Limit of norm Górna Upper Dolna Lower Górna Upper Dolna Lower I II III IV V mm % mm % 46 159 17 59 43 159 14 52 39 150 17 65 57 150 26 68 72 136 35 66 mm % mm % 58 149 25 64 69 153 27 60 65 151 27 63 73 146 34 68 107 143 46 61 VI VII Lublin 100 137 53 73 Lwów 134 134 137 134 69 67 70 67 91 138 40 61 VIII IX X XI XII Rok Year 107 155 46 67 74 154 29 60 72 206 17 49 54 142 25 66 52 153 20 59 639 119 445 83 109 145 48 64 93 163 35 61 67 156 25 58 65 148 28 64 71 131 40 74 809 112 610 84 W granicach tak okrelonej normy znalaz³o siê w Lublinie 214, a we Lwowie 201 miesiêcy sporód analizowanych 360, czyli odpowiednio 59 i 56%; 130 miesiêcy z opadami w normie wyst¹pi³o jednoczenie na obu stacjach. Miesiêcy z dodatni¹ anomali¹ opadow¹ by³o w Lublinie 56 (16%), a we Lwowie 68 (19%); w 26 miesi¹cach anomalia ta wyst¹pi³a jednoczenie na obu stacjach. Miesiêcy z ujemn¹ anomali¹ opadow¹ by³o w Lublinie 90 (25%), a we Lwowie 91 (25%); w 47 miesi¹cach anomalia ta wyst¹pi³a jednoczenie na obu stacjach. W badanym 104 Szczepan Mruga³a, Pavlo Shuber 30-leciu na obu stacjach jednoczenie wyst¹pi³y 4 lata z dodatni¹ i 3 lata z ujemn¹ anomali¹ opadow¹, natomiast sumy roczne opadów w normie wyst¹pi³y w 11 latach (tab. 3). Tab. 3. Liczba miesiêcy i lat o opadach normalnych i anomalnych w Lublinie i we Lwowie (19611990) Number of months and years with normal and anomalous precipitation in Lublin and Lvov (19611990) Stacje/ Stations Lublin Lwów Lublin Lwów Lublin Lwów I II III 5 4* 6 5 3 5 5 2 5 17 12 16 18 14 19 18 11 18 8 6 8 7 3 6 7 4 7 IV V VI VII VIII IX Anomalia dodatnia/Positive anomaly 5 5 6 4 5 1 3 1 2 3 5 6 7 5 7 Norma/Norm 19 18 19 16 18 18 11 11 11 6 11 12 20 18 15 15 16 16 Anomalia ujemna/Negative anomaly 9 7 6 8 8 7 2 2 3 3 5 5 6 7 9 8 9 7 2 0 4 X XI XII Rok Year 3 3 6 5 2 6 6 2 6 6 4 8 17 11 16 20 12 15 16 8 17 16 11 18 10 6 8 5 5 9 8 3 7 8 3 4 * Liczba miesiêcy i lat wystêpuj¹cych jednoczenie na obu stacjach. The number of months and years occuring synchronicly at both stations. W okresie 19611990 liczba poszczególnych miesiêcy o dodatniej anomalii opadowej waha³a siê w Lublinie od 2 (kwiecieñ) do 6 (lipiec i grudzieñ), a we Lwowie od 4 (kwiecieñ) do 7 (lipiec i wrzesieñ), natomiast liczba miesiêcy o ujemnej anomalii opadowej zmienia³a siê w Lublinie od 5 (listopad) do10 (padziernik), a we Lwowie od 6 (luty i kwiecieñ) do 9 (czerwiec, sierpieñ i listopad). Najwiêksz¹ czêstoci¹ opadów w normie na stacji Lublin wyró¿nia³ siê listopad, a na stacji Lwów kwiecieñ. Najmniejsz¹ czêstoci¹ takich opadów cechowa³y siê w Lublinie lipiec i grudzieñ, a we Lwowie czerwiec, lipiec i listopad. Czêstoæ sum rocznych opadów atmosferycznych w przedziale normy i powy¿ej normy na obu stacjach kszta³towa³a siê podobnie. Sumy roczne poni¿ej normy wyst¹pi³y dwa razy czêciej w Lublinie ni¿ we Lwowie, czyli w 30-leciu odpowiednio przez 8 i 4 lata (tab. 3). PODSUMOWANIE Przedstawiona próba charakterystyki opadów atmosferycznych o normalnej i anomalnej wysokoci w Lublinie i we Lwowie wskazuje na okrelone podobieñstwa i ró¿nice w re¿imie pluwiometrycznym obu stacji. Wynika to z ich po³o¿enia geograficznego, warunków lokalnych i ró¿nego stopnia kontynentali- Normalne i anomalne sumy opadów atmosferycznych w Lublinie i we Lwowie 105 zmu. Do podobieñstw nale¿y zaliczyæ ogólny przebieg roczny analizowanych charakterystyk, w tym miêdzy innymi rednich, najwiêkszych i najmniejszych sum miesiêcznych opadów, wartoci odchylenia standardowego, górnej i dolnej granicy normy opadowej. Ró¿nice dotycz¹ wartoci poszczególnych charakterystyk i odmiennego ich kszta³towania siê w niektórych miesi¹cach. Przyk³adem mo¿e byæ padziernik w 1974 r., kiedy to miesiêczna suma opadów w Lublinie stanowi³a 586% redniej sumy wieloletniej, a we Lwowie tylko 226%. Trzeba dodaæ, i¿ padziernik wyró¿nia siê (szczególnie w Lublinie), sporód innych miesiêcy, ekstremalnymi wartociami niektórych charakterystyk opadowych. Czêstoæ wyst¹pienia ujemnej anomalii opadowej na obu stacjach jest oko³o 1,5 razy wiêksza ni¿ anomalii dodatniej. We Lwowie jest nieznacznie wiêcej miesiêcy z anomali¹ dodatni¹, a w Lublinie miesiêcy z opadami w normie. Lipiec i grudzieñ odznaczaj¹ siê najmniejsz¹ czêstoci¹ jednoczesnego wystêpowania na obu stacjach opadów w normie. Znak rocznej anomalii opadowej zale¿y od rozk³adu czêstoci wystêpowania danego rodzaju anomalii i jej natê¿enia w poszczególnych miesi¹cach roku. Badanie sum opadów atmosferycznych, a szczególnie ich sum anomalnych ma du¿e znaczenie w procesie poznawania fluktuacji klimatu, bowiem jako charakterystyka obejmuj¹ca wartoci ekstremalne mo¿e dobrze odzwierciedlaæ zachodz¹ce zmiany klimatu. Te ostatnie przejawiaj¹ siê miêdzy innymi wzrostem natê¿enia i czêstoci zjawisk ekstremalnych, w tym opadów o bardzo du¿ych sumach lub ich wyranym niedoborem. LITERATURA K a c z o r o w s k a Z. 1962: Opady w Polsce w przekroju wieloletnim. Pr. Geogr. IG PAN, 33. K o c z o r o w s k a R. 1980: Miesi¹ce i lata ze redni¹ normaln¹ temperatur¹ powietrza i opadów atmosferycznych w Poznaniu. Prz. Geofiz., 25, 2. K o s s o w s k a - C e z a k U. 1993: Okresy z niedostatkiem opadów w 120-leciu 18711990 (na przykladzie Warszawy). Prz. Geofiz., 38: 34. K o ¿ u c h o w s k i K. 1984: Zmiennoæ opadów atmosferycznych w Polsce w stuleciu 1881 1980. Acta Geogr. Lodz., 48. M r u g a ³ a S. 1997: Próba okrelenia naturalnej normy i anomalii opadów atmosferycznych. Prz. Geofiz., 42, 2. M r u g a ³ a S. 2001: Opady atmosferyczne o normalnej i anomalnej wysokoci na obszarze Polski (19511990). Rozpr. hab. Wydz. BiNoZ, LXVI. Wyd. UMCS. W a r a k o m s k i W. 1989/1990: W poszukiwaniu koncepcji anomalii klimatycznych. Ann. UMCS, sec. B, 44/45, 11. SUMMARY The study shows a characterisation of atmospheric precipitation of normal and anomalous volume in Lublin and Lvov. To that end the method of determining such precipitation, proposed by Mruga³a (1997, 2001), has been used. The source material were monthly precipitation sums at both stations from the period 19611990. 106 Szczepan Mruga³a, Pavlo Shuber The analysis carried out points to specific similarities and differences in the pluviometric regime of both stations. This is the result of their geographic position, local conditions and a different degree of continentalism. Among the similarities will be the general annual course of the characterisations discussed, including mean, maximum and minimum monthly precipitation sums, standard deviation values as well as the values of the upper and lower boundary of the precipitation norm. The differences concern the size of individual characterisations and their diverse course in some months. The frequency of occurrence of a negative precipitation anomaly at both stations is about 1.5 times higher than that of a positive one. In Lvov there is a slight prevalence of months with a positive anomaly, while in Lublin there are more months with normal precipitation. July and December are characterised by the lowest frequency of the occurrence of normal precipitation at both stations simultaneously. The sign of the annual precipitation anomaly depends on the distribution of the frequency of occurrence of a given type of anomaly and its intensity in particular months of the year.
