Zmiany usłonecznienia rzeczywistego w Polsce i ich przyczyny (1966-2018)

• Autorzy: Andrzej A. Marsz , Anna Styszyńska

Warianty tytułu

Changes in Sunshine Duration in Poland and Their Causes (1966-2018)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

W pracy omówiono zmiany usłonecznienia rzeczywistego nad Polską, zachodzące w latach 1966-2018. Zasadniczą analizę przeprowadzono dla szeregu rocznego usłonecznienia obszarowego, obliczonego z 11 stacji względnie równomiernie rozłożonych na obszarze Polski (zmienna UPLRK). Stwierdzono w przebiegu UPLRK wystąpienie nieciągłości, polegającej na skokowym wzroście tej wielkości w latach 1987-1989, a następnie pojawienia się w nim statystycznie istotnego trendu dodatniego. Zmiana przebiegu UPLRK i całkowita zmiana reżimu usłonecznienia nastąpiła w momencie zmiany "epok cyrkulacyjnych", charakteryzowanych przez zmianę struktury frekwencji makrotypów cyrkulacji środkowotroposferycznej W, E i C według klasyfikacji Wangengejma-Girsa. Frekwencja tych makrotypów, poprzez sterowanie zmiennością cyrkulacji dolnej (polami SLP), steruje zmianami usłonecznienia. Wzrost frekwencji makrotypu W, z którym wartości UPLRK skorelowane są dodatnio, i jednoczesny spadek makrotypu E, z którym usłonecznienie skorelowane jest ujemnie, jaki nastąpił w momencie zmiany epok makrocyrkulacyjnych w latach 1987-1989, pociągnął za sobą odpowiednie zmiany zachowania się przebiegu usłonecznienia nad Polską. Zmiany frekwencji makrotypów W oraz E sterowane są przez zmiany rozkładu zasobów ciepła w poszczególnych akwenach Atlantyku Północnego. Tymi zmianami sterują zmiany cyrkulacji termohalinowej na Atlantyku Północnym (NA THC). W rezultacie obserwowane w latach 1966-2018 zmiany UPLRK odtwarzają zmiany zarówno warunków makrocyrkulacyjnych w atlantycko-europejskim sektorze cyrkulacyjnym, jak i zmiany faz NA THC. Pozwala to na twierdzenie, że zmienność UPLRK stanowi rezultat działania wewnętrznej dynamiki systemu klimatycznego, a nie stanowi, jak do tej pory się uważa, skutków antropogenicznych zmian koncentracji aerozoli w atmosferze. (abstrakt oryginalny)

EN

The study discusses changes in the sunshine duration in Poland, occurring in the years 1966-2018. The main analysis was carried out on a series of annual area sunshine duration, calculated from 11 stations, distributed relatively evenly throughout the area of Poland (variable UPLRK). A discontinuity was found in the course of UPLRK, consisting a quantum leap of this value in the years 1987-1989, and then the appearance of a statistically significant positive trend in the course of UPLRK. A change in the course of UPLRK and the total change in the sunshine duration regime occurred at the moment of change in 'circulation epochs', characterized by a change in the frequency structure of the mid-tropospheric circulation of macro-types W, E and C according to the Wangengejm-Girs classification. The frequency of these macro-types, by controlling the variability of the lower circulation (SLP fields), controls changes in sunshine duration. An increase in the frequency of the W macro-type, with which the UPLRK values are positively correlated, and a simultaneous decrease in the frequency of the E macro-type, with which sunshine duration is negatively correlated, which occurred at the time of change of macro-circulation epochs in 1987-1989, resulted in corresponding changes in the behavior of the sunshine duration process in Poland. Changes in the frequencies of the W and E macro-types are controlled by changes in the distribution of heat resources in particular waters of the North Atlantic. These changes are controlled by changes in the North Atlantic Thermohaline Circulation (NA THC). As a result, the changes in the UPLRK observed in the years 1966-2018 reconstruct changes in both the macro-circulation conditions in the Atlantic-European circulation sector and changes in the NA THC phases. This allows for a conclusion that the variability of UPLRK is a result of the internal dynamics of the climate system, and not, as it has been believed so far, the effects of anthropogenic changes in the concentration of aerosols in the atmosphere. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Zmiany klimatyczne; Meteorologia; Warunki meteorologiczne

EN

Climate change; Meteorology; Meteorological conditions

• Czasopismo: Prace Geograficzne / Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej Uniwersytetu Jagiellońskiego
• Rocznik: 2021
• Numer: z. 165
• Strony: 23--52

Twórcy

autor

Andrzej A. Marsz

• Polskie Towarzystwo Geofizyczne

autor

Anna Styszyńska

• Stowarzyszenie Klimatologów Polskich, Warszawa

Bibliografia

• Andronova N.G., Schlesinger M.E., 2000, Causes of Global Temperature Changes During the 19th and 20th Centuries, Geophysical Research Letters, 27 (14), 2137-2140.
• Bartoszek K., Matuszko D., Węglarczyk S., 2020, Trends in sunshine duration in Poland (1971- 2018), International Journal of Climatology, 41 (1), 73-91.
• Budyko M.I., 1956, Teplovoj balans zemnoj poverkhnosti, Gidrometeoizdat, Leningrad.
• Budyko M.I., 1974, Izmeneniya klimata, Gidrometeoizdat, Leningrad.
• Degirmendžić J., 2004, Zmiany usłonecznienia w Polsce i ich uwarunkowania cyrkulacyjne, [w:] K. Kożuchowski (red.), Skala, uwarunkowania i perspektywy współczesnych zmian klimatycznych w Polsce, Wydawnictwo Biblioteka, Łódź, 9-23.
• Degirmendžić J., Kożuchowski K., Wibig J., 2000, Epoki cyrkulacyjne w XX wieku i zmienność typów cyrkulacji w Polsce, Przegląd Geofizyczny, 45 (3-4), 221-239.
• Degirmendžić J., Kożuchowski K., 2017, Epoki cyrkulacyjne w okresie 1891-2010 na podstawie klasyfikacji Wangenheima-Girsa, [w:] Materiały Konferencji Jubileuszowej z okazji 70-lecia Polskiego Towarzystwa Geofizycznego, 25-26.09.2017, Łódź, 72-73.
• Degirmendžić J., Kożuchowski K., 2019, Variation of macro-circulation form over the Atlantic- Eurasian temperate zone according to the Vangengeim-Girs classification, International Journal of Climatology, 39 (13), 4938-4952.
• Delworth T.L., Knutson T.R., 2000, Simulation of early 20th Century global warming, Science, 287 (5461), 2246-2250.
• Dimitriev A.A., Belyazo V.A., 2006, Kosmos, planetarnaya klimaticheskaya izmenchivost' i atmosfera polyarnykh regionov, Gidrometeoizdat, St. Peterburg.
• Fortak H., 1971, Meteorologie, Deutsche Buch-Gemeinschaft, Berlin, Darmstadt, Wien.
• Girs A.A., 1964, O sozdanii jedinoj klassifikacii makrosinopticheskikh processov severnogo polushariya, Meteorologiya i Gidrologiya, 4, 43-47.
• Girs A.A., 1974, Makrocirkulyacionnyj metod dolgosrochnykh meteorologicheskikh prognozov, Gidrometeoizdat, Leningrad.
• Gorczyński W., 1952, Usłonecznienie polskich wybrzeży Bałtyku na tle ogólnym Europy i przyległych mórz, Księga Pamiątkowa 75. lecia Towarzystwa Naukowego w Toruniu, Toruń, 93-106.
• Górski T., Górska K., 2000, Usłonecznienie w Puławach w ciągu lat 1923-1992, Acta Universitatis Nicolai Copernici, Geografia, 31, 129-144.
• Hess P., Brezowsky H., 1952, Katalog der Großwetterlagen Europas. Berichte des Deutschen Wetterdiensts in der US-Zone, 33, Bad Kissingen.
• Kitsara G., Papaioannou G., Papathanasiou A., Retalis A., 2013, Dimming/brightening in Athens: Trend in sunshine Duration, cloud cover and reference evapotranspiration. Water Resources Management, 27 (6), 1623-1633.
• Knight J.R., Allan R.J., Folland C.K., Vellinga M., Mann M.E., 2005, A signature of persistent natural thermohaline circulation cycles in observed climate, Geophysical Research Letters, 32, L20708.
• Kożuchowski K., Degirmendžić J., 2018, Zmienność form cyrkulacji środkowo-troposferycznej według klasyfikacji Wangengejma-Girsa i ich relacje z polem ciśnienia na poziomie morza, Przegląd Geofizyczny, 63 (1-2), 89-122.
• Koźmiński C., Michalska B., 2004, Zmienność usłonecznienia rzeczywistego w Polsce, Acta Agrophysica, 3 (2), 291-305.
• Koźmiński C., Michalska B., 2005, Usłonecznienie w Polsce, Wydawnictwo Akademii Rolniczej w Szczecinie, Szczecin.
• Koźmiński C., Michalska B., 2006, Usłonecznienie efektywne w Polsce, Balneologia Polska, 1, 46-50.
• Kuczmarski M., 1990, Usłonecznienie Polski i jego przydatność dla helioterapii, IGiPZ PAN, Dokumentacja Geograficzna, 4.
• Lewik P., Matuszko D., Morawska-Horawska M., 2010, Multi-annual variability of cloudiness and sunshine duration in Krakow between 1826 and 2005, [w:] R. Przybylak, J. Majorowicz, R. Brázdil, M. Kejna (red.), The Polish climate in the European context: an historical overview, Springer Netherlands, Dodrecht, Heidelberg, London, New York, 341-353.
• Lityński J., 1969, Liczbowa klasyfikacja typów cyrkulacji i typów pogody dla Polski, Prace PIHM, 97, 3-14.
• Marsz A.A., 2005, Czy cyrkulacja atmosferyczna jest zdeterminowana i przewidywalna, [w:] E. Bogdanowicz, U. Kossowska-Cezak, J. Sekutnicki (red.), Ekstremalne zjawiska hydrologiczne i meteorologiczne, Polskie Towarzystwo Geofizyczne i Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, Warszawa, 32-52.
• Marsz A.A., 2012, Cyrkulacja atmosferyczna w atlantycko-eurazjatyckim sektorze cyrkulacyjnym - schemat uwarunkowań i mechanizmów działania, [w:] Z. Bielec-Bąkowska, E. Łupikasza, A. Widawski (red.), Rola cyrkulacji atmosfery w kształtowaniu klimatu, Prace Wydziału Nauk o Ziemi Uniwersytetu Śląskiego, 74, Sosnowiec, 101-117.
• Marsz A.A., 2015a, Cyrkulacja termohalinowa na Atlantyku Północnym a temperatura powietrza w Polsce (1961-2010), Przegląd Geofizyczny, 60 (3-4), 109-131.
• Marsz A.A., 2015b, Model zmian powierzchni lodów morskich Arktyki (1979-2013) - zmienne sterujące w modelu "minimalistycznym" i ich wymowa klimatyczna, Problemy Klimatologii Polarnej, 25, 249-334.
• Marsz A.A., Styszyńska A., 2009, Oceanic control of the warming processes in the Arctic - a different point of view for the reasons of changes in the Arctic climate, Problemy Klimatologii Polarnej, 19, 7-31.
• Matuszko D., 2009, Wpływ zachmurzenia na usłonecznienie i całkowite promieniowanie słoneczne na przykładzie krakowskiej serii pomiarów, Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków.
• Matuszko D., 2012, Porównanie wartości usłonecznienia mierzonego heliografem Campbella-Stokesa i czujnikiem elektronicznym CSD3, Przegląd Geofizyczny, 58 (1), 3-10.
• Matuszko D., 2014, Long-term variability in solar radiation in Krakow based on measurements of sunshine duration, International Journal of Climatology, 34 (1), 228-234.
• Matuszko D., Piotrowicz K., 2018, Związek usłonecznienia i temperatury powietrza na podstawie wieloletniej serii klimatologicznej w Krakowie (1884-2016), Przegląd Geofizyczny, 63 (1-2), 15-29.
• Matuszko D., Węglarczyk S., 2015, Relationship between sunshine duration and air temperature and contemporary global warming, International Journal of Climatology, 35(12), 3640-3653.
• Meadows D.H., Meadows D.L., Randers J., Behrens III W.W., 1972, The Limits of the Growth. A Report the Club of Rome's Project on the Predicament of Mankind, Universe Books, New York.
• Meincke J., Quadfasel D., Berger W.H., Brander K., Dickson R.R., Haugan P.M., Latif M., Marotzke J., Marshall J., Minster J.F., Pätzold J., Parilla G., de Ruijter W., Schott F., 2003, Variability of the Thermohaline Circulation (THC), [w:] G. Wefer, F. Lamy, F. Mantoura (red.), Marine Science Frontiers for Europe, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York, Tokio, 39-60.
• Morawska-Horawska M., 2002, Tendencje zachmurzenia i usłonecznienia Krakowa w latach 1861-1990, [w:] G. Wójcik, K. Marciniak (red.), Działalność naukowa profesora Władysława Gorczyńskiego i jej kontynuacja. Sympozjum Klimatologiczne na Uniwersytecie Mikołaja Kopernika, Toruń 16-17 IX 1993. Wydawnictwo UMK, Toruń, 341-351.
• Niedźwiedź T., 1981, Sytuacje synoptyczne i ich wpływ na zróżnicowanie przestrzenne wybranych elementów klimatu w dorzeczu górnej Wisły, Rozprawy Habilitacyjne Uniwersytetu Jagiellońskiego, 58, Wyd. UJ, Kraków.
• Osuchowska-Klein B., 1978, Katalog typów cyrkulacji atmosferycznej, IMGW, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa.
• Osuchowska-Klein B., 1991, Katalog typów cyrkulacji atmosferycznej 1976-1990, IMGW, Warszawa.
• Podstawczyńska A., 2004, Cechy dobowego i rocznego przebiegu usłonecznienia w Łodzi w latach 1951-2000, Acta Geographica Lodziensia, 89, 131-144.
• Podstawczyńska A., 2007a, Cechy solarne klimatu Łodzi, Acta Universitatis Lodziensis, Folia Geographica Physica, 7, Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego.
• Podstawczyńska A., 2007b, Usłonecznienie w Łodzi w drugiej połowie XX wieku, [w:] K. Piotrowicz, R. Twardosz (red.), Wahania klimatu w różnych skalach przestrzennych i czasowych, IGiGP UJ, Kraków, 235-244.
• Russak V., 1990, Trends of solar radiation, cloudiness and atmospheric transparency during recent decades in Estonia, Tellus B: Chemical and Physical Meteorology, 42 (2), 206-210.
• Sanchez-Lorenzo A., Brunetti B., Calbó J., Martin-Vide J., 2007, Recent spatial and temporal variability and trends of sunshine duration over the Iberian Peninsula from a homogenized data set, Journal of Geophysical Research, 112, D20115.
• Sanchez-Lorenzo A., Calbó J., Martin-Vide J., 2008, Spatial and temporal trends in sunshine duration over Western Europe (1938-2004), Journal of Climate, 21 (22), 6089-6098.
• Savichev A.I., Mironicheva N.P., Cepelev V.Yu., 2015, Osobennosti kolebanij atmosfernoj cirkulyacii v Atlantiko-evropejskom sektore polushariya v poslednie desyatiletiya, Uchenye zapiski Rossijskogo gosudarstvennogo gidrometeorologicheskogo universiteta, 39, 120-131.
• Schlesinger M.E., Ramankutty N., 1994, An oscillation in the global climate system of period 65-70 years, Nature, 367, 723-726.
• Stanhill G., 2005, Global dimming: A new aspect of climate change. Weather, 60 (1), 11-14.
• Stanhill G., Cohen S., 2001, Global dimming: A review of the evidence for a widespread and significant reduction in global radiation with discussion of its probable causes and possible agricultural conseqences, Agricultural and Forest Meteorology, 107 (4), 255-278.
• Stanhill G., Cohen S., 2005, Solar radiation changes in the United States during twentieth century: Evidence from sunshine duration measurements, Journal of Climate, 18 (10), 1503-1512.
• Urban G., Migała K., Pawliczek P., 2018, Sunshine duration and its variability in the main ridge of the Karkonosze Mountains in relation to with atmospheric circulation, Theoretical and Applied Climatology, 131 (3-4), 1173-1189.
• Uscka-Kowalkowska J. Kejna M., Maszewski R., 2015, Wpływ cyrkulacji atmosferycznej na usłonecznienie w Koniczynce k/Torunia w latach 1999-2013, Annales Universitates Mariae Curie-Skłodowska, 70 (2), 131-147.
• Vangengejm G.Ya., 1952, Osnovy makrocirkulyacionnogo metoda dolgosrochnykh meteorologicheskikh prognozov dlya Arktyki, Trudy AANII, 34, 11-66.
• Werner P.C., Gerstengarbe F.-W., 2010, Katalog der Grosswetterlagen Europas (1881-2009), PIK (Potsdam Institute for Climate Impact Research), 119, Potsdam.
• Wild M., 2009, Global Dimming and Brightening: A review, Journal of Geophysical Research, 114, D00D16.
• Wild M., 2014, Global Dimming and Brightening, [w:] B. Freedman (red.), Global Environmental Change, Springer Science + Business Media, Dordrecht, 39-47.
• Wild M., Gilgen H., Roesch A., Ohmura A., Long Ch.N., Dutton E.G., Forgan B., Kallis A., Ruddak V. Tsvetkov A., 2005, From dimming to brightening: Decadal changes in surface solar radiation, Science, 308, 5723, 847- 850.
• Wild M., Truessel B., Ohmura A., Long C.N., König-Langlo G., Dutton E.G., Tsvetkov A., 2009, Global dimming and brightening: An update beyond 2000, Journal of Geophysical Research, 113.
• Zverev A.S., 1977, Sinopticheskaya meteorologia, 2, Gidrometeoizdat, Leningrad.
• Żmudzka E., 2004, Wielkość zachmurzenia w Polsce a epoki cyrkulacyjne, Przegląd Geofizyczny, 49 (1-2), 25-42.
• Żmudzka E., 2007, Zmienność zachmurzenia nad Polską i jej uwarunkowania cyrkulacyjne (1951-2000), Wydawnictwa Uniwersytetu Warszawskiego, 477, Warszawa.

Identyfikatory

DOI

10.4467/20833113PG.21.008.14585