Temperatura powietrza i opady atmosferyczne w regionie łódzkim w ostatnim stuleciu Agnieszka Podstawczyńska Uniwersytet Łódzki, Katedra Meteorologii i Klimatologii, ul. Narutowicza 88, 90-139 Łódź, [email protected]Zarys treści: W pracy przedstawiono cechy wieloletniej zmienności temperatury powietrza, opadów atmos- ferycznych, liczby dni z opadem i dni bezopadowych oraz termiczno-opadowego wskaźnika suchości w środ- kowej Polsce na przykładzie Łodzi, reprezentatywnej dla torfowiska Żabieniec, w oparciu o dane z okresu 1904–2006. Średnia roczna temperatura powietrza w Łodzi wynosi 7,8°C. W przebiegu rocznym najniższa temperatura powietrza w Łodzi rejestrowana jest w styczniu, przeciętnie –2,9°C, a najwyższa, 18,0°C, w lipcu. Frekwencja dni gorących (t max >25°C) i dni upalnych (t max >30°C) w Łodzi średnio nie przekracza odpowied- nio 37 i 5. Dni mroźnych (t max < 0°C) w roku notuje się przeciętnie 39, a dni bardzo mroźnych (t max < 10°C) – 7. W przebiegu wieloletnim ciągów dni gorących i bardzo mroźnych w Łodzi wystąpiła tendencja wzrostu czę- stości i długości fal ciepła przy jednoczesnym spadku liczby i długości fal chłodu. Najwyższe sumy roczne opa- du powyżej 600 mm notowane są w południowej i południowo-wschodniej części województwa łódzkiego, najniższe, 500–550 mm, w północnej i północno-wschodniej. Przeciętna roczna suma opadów w Łodzi wyno- si 575 mm. W przebiegu rocznym lipiec wyróżnia się najwyższą sumą miesięczną opadów, 88 mm, i najwię- kszą ich zmiennością (odchylenie standardowe 52 mm). Najniższe miesięczne opady atmosferyczne, 31 mm, cechują styczeń i luty. Średnio w roku występuje 167 dni z opadem 0,1 mm i 198 dni suchych (54% dni w roku). W przebiegu rocznym największa frekwencja dni bezopadowych jest w październiku (19 dni), a naj- mniejsza w lutym (13 dni). Najdłuższy okres bez opadów w Łodzi trwał 45 dni (1949 r.). Poszukiwanie trwałych tendencji czasowej zmienności wymienionych charakterystyk z zastosowaniem nieparametrycznego testu Manna-Kendalla i nieparametrycznej metody Sena do wyznaczania współczynników regresji w równa- niu trendu liniowego ujawniło istotny, statystycznie rosnący trend średniej rocznej temperatury powietrza 0,1°C na 10 lat oraz przyrost temperatury wszystkich miesięcy z maksimum w sierpniu (istotny statystycznie w kwietniu, maju, czerwcu, sierpniu, październiku, listopadzie). Sumy roczne opadów atmosferycznych ce- chuje trend malejący przy niewielkim przyroście liczby dni z opadem. Analiza wieloletnich tendencji wskaźni- ka suchości wykazała, że wszystkie miesiące, z wyjątkiem grudnia, cechują się dodatnim trendem. Najsilniej- sze tendencje wzrostu suchości, istotne statystycznie, wystąpiły w sierpniu i kwietniu. Wstęp Materiał źródłowy i metoda opracowania Niewielkie gradienty przestrzenne elementów meteo- rologicznych środkowej Polski klasyfikują ten obszar do klimatu wielkich dolin (Romer 1949). W regiona- lizacji agroklimatycznej Gumińskiego (1948) Polska centralna znalazła się w obszarze dwóch dzielnic, tj. środkowej (VII), położonej na północ od Łodzi, z naj- niższymi rocznymi sumami opadów (<550 mm) i łódzkiej (X), o podwyższonej sumie rocznej opadów (>600 mm). Podział Polski środkowej na dwa rejony został zachowany w klasyfikacji klimatu według Wiszniewskiego i Chechłowskiego (1975). Północna część obszaru leży w granicach rejonu wielkopol- sko-mazowieckiego, południowa część należy do rejo- nu łódzko-wieluńskiego. Granica między tymi rejona- mi przebiega podobnie do izohipsy 180 m n.p.m. (Kłysik 1993). W literaturze klimatologicznej obszar Polski Środ- kowej opisywany jest cechą znikomej zmienności przestrzennej warunków termiczno-opadowych. Zróżnicowanie średnich miesięcznych i średniej rocz- nej temperatury powietrza na terenie województwa łódzkiego względem stacji Łódź–Lublinek nie prze-
11
Embed
Temperatura powietrza i opady atmosferyczne w regionie ...iso.uni.lodz.pl/wp-content/uploads/2016/01/Lodz_klimat.pdf · Temperatura powietrza i opady atmosferyczne w regionie łódzkim
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Temperatura powietrza i opady atmosferycznew regionie łódzkim w ostatnim stuleciu
Agnieszka Podstawczyńska
Uniwersytet Łódzki, Katedra Meteorologii i Klimatologii, ul. Narutowicza 88, 90-139 Łódź,[email protected]
Zarys treści: W pracy przedstawiono cechy wieloletniej zmienności temperatury powietrza, opadów atmos-ferycznych, liczby dni z opadem i dni bezopadowych oraz termiczno-opadowego wskaźnika suchości w środ-kowej Polsce na przykładzie Łodzi, reprezentatywnej dla torfowiska Żabieniec, w oparciu o dane z okresu1904–2006. Średnia roczna temperatura powietrza w Łodzi wynosi 7,8°C. W przebiegu rocznym najniższatemperatura powietrza w Łodzi rejestrowana jest w styczniu, przeciętnie –2,9°C, a najwyższa, 18,0°C, w lipcu.Frekwencja dni gorących (tmax>25°C) i dni upalnych (tmax>30°C) w Łodzi średnio nie przekracza odpowied-nio 37 i 5. Dni mroźnych (tmax < 0°C) w roku notuje się przeciętnie 39, a dni bardzo mroźnych (tmax < 10°C) –7. W przebiegu wieloletnim ciągów dni gorących i bardzo mroźnych w Łodzi wystąpiła tendencja wzrostu czę-stości i długości fal ciepła przy jednoczesnym spadku liczby i długości fal chłodu. Najwyższe sumy roczne opa-du powyżej 600 mm notowane są w południowej i południowo-wschodniej części województwa łódzkiego,najniższe, 500–550 mm, w północnej i północno-wschodniej. Przeciętna roczna suma opadów w Łodzi wyno-si 575 mm. W przebiegu rocznym lipiec wyróżnia się najwyższą sumą miesięczną opadów, 88 mm, i najwię-kszą ich zmiennością (odchylenie standardowe 52 mm). Najniższe miesięczne opady atmosferyczne, 31 mm,cechują styczeń i luty. Średnio w roku występuje 167 dni z opadem 0,1 mm i 198 dni suchych (54% dni wroku). W przebiegu rocznym największa frekwencja dni bezopadowych jest w październiku (19 dni), a naj-mniejsza w lutym (13 dni). Najdłuższy okres bez opadów w Łodzi trwał 45 dni (1949 r.). Poszukiwanietrwałych tendencji czasowej zmienności wymienionych charakterystyk z zastosowaniem nieparametrycznegotestu Manna-Kendalla i nieparametrycznej metody Sena do wyznaczania współczynników regresji w równa-niu trendu liniowego ujawniło istotny, statystycznie rosnący trend średniej rocznej temperatury powietrza0,1°C na 10 lat oraz przyrost temperatury wszystkich miesięcy z maksimum w sierpniu (istotny statystyczniew kwietniu, maju, czerwcu, sierpniu, październiku, listopadzie). Sumy roczne opadów atmosferycznych ce-chuje trend malejący przy niewielkim przyroście liczby dni z opadem. Analiza wieloletnich tendencji wskaźni-ka suchości wykazała, że wszystkie miesiące, z wyjątkiem grudnia, cechują się dodatnim trendem. Najsilniej-sze tendencje wzrostu suchości, istotne statystycznie, wystąpiły w sierpniu i kwietniu.
Wstęp
Materiał źródłowy i metoda opracowaniaNiewielkie gradienty przestrzenne elementów meteo-rologicznych środkowej Polski klasyfikują ten obszardo klimatu wielkich dolin (Romer 1949). W regiona-lizacji agroklimatycznej Gumińskiego (1948) Polskacentralna znalazła się w obszarze dwóch dzielnic, tj.środkowej (VII), położonej na północ od Łodzi, z naj-niższymi rocznymi sumami opadów (<550 mm) iłódzkiej (X), o podwyższonej sumie rocznej opadów(>600 mm). Podział Polski środkowej na dwa rejony
został zachowany w klasyfikacji klimatu wedługWiszniewskiego i Chechłowskiego (1975). Północnaczęść obszaru leży w granicach rejonu wielkopol-sko-mazowieckiego, południowa część należy do rejo-nu łódzko-wieluńskiego. Granica między tymi rejona-mi przebiega podobnie do izohipsy 180 m n.p.m.(Kłysik 1993).
W literaturze klimatologicznej obszar Polski Środ-kowej opisywany jest cechą znikomej zmiennościprzestrzennej warunków termiczno-opadowych.Zróżnicowanie średnich miesięcznych i średniej rocz-nej temperatury powietrza na terenie województwałódzkiego względem stacji Łódź–Lublinek nie prze-
64 Agnieszka Podstawczyńska
kracza 1°C (według danych 1951–1960, okres istnie-nia dużej liczby stacji meteorologicznych, Atlas kli-matyczny Polski 1974). Sumy roczne opadów w woje-wództwie łódzkim wykazują względnie większązmienność w przestrzeni niż warunki termiczne, wy-noszącą około 100 mm, tj. około 20% (Kłysik 2001).
Celem niniejszego opracowania jest charakterysty-ka temperatury powietrza i opadów atmosferycznychw Łodzi, reprezentatywnej dla okolic torfowiska Ża-bieniec w XX i XXI wieku ze szczególnym uwzględ-nieniem zmienności wieloletniej.
Materiał źródłowy stanowiły średnie miesięcznewartości temperatury powietrza z okresu 1904–2006oraz średnie dobowe z okresu 1951–2006 ze stacjiŁódź-Lublinek ( =51°44’N, =19°24’E, 187 mn.p.m.). Zrekonstruowana, homogeniczna seria śred-niej miesięcznej temperatury powietrza rejestrowanejw Łodzi pochodzi z dwóch stacji: Kolei ElektrycznejŁódzkiej (KEŁ) przy ul. Tramwajowej 6 (styczeń1904–maj 1930) oraz stacji Łódź-Lublinek (czerwiec1930–grudzień 2006). Brak jest danych z 1910 roku, li-stopada 1923, sierpnia 1930, od sierpnia 1939 do mar-ca 1940, z roku 1945, października i listopada 1946(Wibig i in. 2004). Dane o opadach atmosferycznychwykorzystane w opracowaniu to sumy dobowe reje-strowane w Łodzi w latach 1904–2006. Pochodzą z wy-żej wymienionych stacji pomiarowych, a luki w szere-gach czasowych występują w analogicznych okresachco w szeregach wartości temperatury powietrza. Wy-korzystana seria pomiarów jest homogeniczna z zacho-waniem miesięcznych sum opadu i rocznej dystry-buanty funkcji prawdopodobieństwa (Wibig, Rzepa2007). W opracowaniu obliczono średnią roczną i mie-sięczną temperaturę powietrza oraz oceniono tenden-cje wieloletniej zmienności tych charakterystyk. Prze-analizowano średni przebieg roczny temperatury napodstawie wartości dobowych oraz jej wartości ekstre-malne. Wyznaczono średnie daty początku i końca pórroku i okresu wegetacyjnego. Obliczono sumy roczne imiesięczne opadów atmosferycznych. Za dzień z opa-dem przyjęto dzień z wystąpieniem opadu o wartości0,1 mm. Pozostałe dni z opadem niemierzalnym lub
bez opadów zaklasyfikowano do jednej grupy tzw. dnisuchych (bezopadowych). Dokonano oceny zmienno-ści warunków termiczno-opadowych za pomocą wska-źnika suchości A będącego różnicą dwóch wskaźnikówcząstkowych, tj. standaryzowanych odchyleń średnichmiesięcznych wartości temperatury powietrza i stan-daryzowanych odchyleń miesięcznych sum opadów(Ped 1977, Kłysik, Wibig 1992):
AT T P Pi
T
i
Pi
n
= −
=
∑σ σ1
,
gdzie:
Ti – średnia miesięczna temperatura powietrza w ko-lejnych latach, Pi – suma miesięczna opadów atmosfe-rycznych w kolejnych latach, T – średnia wieloletniatemperatura powietrza, P – średnia wieloletnia sumaopadów, T – odchylenie standardowe średniej mie-sięcznej temperatury powietrza, P – odchylenie stan-dardowe miesięcznej sumy opadów.
Wskaźnik przyjmuje wartości dodatnie dla okre-sów suchych, co koresponduje z dodatnią anomaliątemperatury powietrza i ujemną anomalią sum mie-sięcznych opadów. Analogicznie wartości ujemnewskaźnika będą konsekwencją ujemnej anomaliiśredniej miesięcznej temperatury powietrza i dodat-niej anomalii sum opadów. Przyjęto, że okres bardzosuchy wyznaczają wartości wskaźnika powyżej 2, abardzo wilgotny poniżej –2. Wymienione charaktery-styki opadowe badano w aspekcie czasowej zmienno-ści, poszukując trwałych tendencji w ich przebiegu.W tym celu zastosowano nieparametryczny testManna-Kendalla wykrywający trend w szeregach cza-sowych, a jego istotność sprawdzono na poziomie 0,1,0,05 i 0,01. Siłę tendencji w wieloleciu wyrażonązmianą wartości parametru opadu na 10 lat wyzna-czono nieparametryczną metodą Sena (Sen 1968, Sal-mi i in. 2002). Metoda Sena przyjmuje liniowy modeltrendu, f(t)=Qt+B, gdzie Q to estymator współczyn-nika regresji liniowej (z ang. slope, siła trendu), B towyraz wolny. Wartość Q jest medianą w rosnącymszeregu wartości estymatorów Qi obliczonych dlawszystkich par zmiennej x według wzoru:
Qx x
j ki
j k=
−
−,
gdzie: j>k, i n jest liczebnością xj , a liczebność całejserii czasowej Qi wynosi: N=n(n–1)2
Rangowa metoda Sena nie wymaga założeń typurozkładu oraz eliminuje silny wpływ wartości ekstre-malnych występujących w szeregu czasowym na osta-teczną wartość trendu, z tego względu lepiej nadajesię do oceny współczynnika trendu liniowego niż me-toda najmniejszych kwadratów dla zmiennych orozkładzie różnym od normalnego.
Warunki termiczne w ŁodziŚrednia roczna temperatura powietrza w Łodzi w la-tach 1904–2006 wyniosła 7,8°C. W badanym okresieroczna temperatura powietrza zmieniała się od 5,5°Cw 1940 roku do 9,6°C w 1989 i 2000 roku.
W przebiegu wieloletnim temperatury powietrza wŁodzi można wyróżnić okresy chłodniejsze z przewagąwartości poniżej przeciętnej, m.in. okres od początkuXX wieku do połowy lat 40., lata 50., I połowę lat 60., IIpołowę lat 70. Począwszy od 1988 roku wszystkie lataz wyjątkiem 1996 i 1997 roku cechują się średnią
Temperatura powietrza i opady atmosferyczne w regionie łódzkim w ostatnim stuleciu 65
roczną wyższą od średniej 103-letniej (ryc. 1). Wewcześniejszych okresach ciepłych, np. 1936–1939,1948–1951, odchylenia od średniej były niższe niż wostatnim 20-leciu badanego okresu. Generalną cechąwieloletniej zmienności warunków termicznych jestistotny statystycznie wzrost średniej rocznej tempera-tury powietrza przeciętnie o 0,1°C na 10 lat.
Pierwszorzędną cechą wieloletniego przebiegutemperatury powietrza poszczególnych miesięcy jestduża zmienność z roku na rok, co jest widocznezwłaszcza w okresie zimowym, o czym świadczą naj-większe wartości odchylenia standardowego (tab. 1).Ocieplenie ujawnia się w szeregach czasowych śred-niej temperatury wszystkich miesięcy, największe wsierpniu (tab. 2, ryc. 2). Istotnym statystycznie wzro-stem temperatury cechują się kwiecień, maj, czer-wiec, sierpień, październik i listopad. Najmniejszy,nieznaczny wzrost temperatury w ciągu 103 lat wy-stąpił we wrześniu i grudniu. Tendencje zmian tempe-ratury w Łodzi, m.in. silne ocieplenie wiosenne i let-nie, są zbieżne z trendem w przebiegu warunków ter-micznych odnotowanym na innych stacjach w Polsce,
tj. Szczecinie, Wrocławiu, Suwałkach, Przemyślu (Ko-żuchowski 2004).
W przebiegu rocznym najniższa temperatura po-wietrza w Łodzi rejestrowana jest w styczniu, prze-ciętnie –2,9°C, a najwyższa, 18,0°C, w lipcu. Wartościekstremalne temperatury w Łodzi mogą przewyższać+/– 30°C. Absolutne minimum dobowe temperaturypowietrza, –31,1°C, wystąpiło 17.01.1963 roku, a ab-solutne maksimum, 37,6°C, zanotowano 1.08.1994
Ryc. 1. Średnia roczna temperatura powietrza w Łodzi w la-tach 1904–2006 w odchyleniach od średniej wieloletniej.Średnia ruchoma (5-letnia) – linia ciągła; trend liniowy –linia przerywana
Tabela 1. Średnia miesięczna temperatura powietrza i jej charakterystyki w Łodzi w latach 1904–2006
– odchylenie standardowe; *,**, *** trend istotny statystycznie na poziomie odpowiednio 0,05, 0,01, 0,001
Tabela 2. Średnie daty początku i końca termicznych pór roku oraz okresu wegetacyjnego w Łodzi w latach 1951–2006
Średnia dobowa temperatura powietrza* Pora roku Początek Koniec
t= 0°C zima 7 XII 3 III
0°C<t<5°C przedwiośnie 4 III 29 III
5°C <t<10°C wiosna 30 III 27 IV
10°C <t<15°C przedlecie 28 IV 1 VI
t>15°C lato 2 VI 4 IX
15°C >t>10°C polecie 5 IX 8 X
10°C>t>5°C jesień 9 X 7 XI
5°C>t>0°C przedzimie 8 XI 6 XII
t=5°C okres wegetacyjny 30 III 7 XI
* podział na pory roku według Atlasu klimatycznego Polski (1974)
66 Agnieszka Podstawczyńska
Ryc. 2. Średnia miesięczna temperatura powietrza w Łodzi w latach 1904–2006 w odchyleniach od średniej wieloletniej.Średnia ruchoma (5-letnia) – linia ciągła; trend liniowy – linia przerywana
Temperatura powietrza i opady atmosferyczne w regionie łódzkim w ostatnim stuleciu 67
roku (ryc. 3). Okres przymrozkowy (t min<0°C) wŁodzi w latach 1951–2006 trwał przeciętnie 110 dni.Analiza 56-letniej serii przebiegu rocznego tempera-tury powietrza wykazała, że najwcześniej ujemnetemperatury wystąpiły w Łodzi 17 września, a najpóź-niej 1 czerwca (ryc. 3). Średnia roczna liczba dni mro-źnych (tmax<0°C) wynosi w badanych okresie 39, adni bardzo mroźnych (tmax<–10°C) jest 7. Analizawieloletniej zmienności dni bardzo mroźnych wŁodzi i na 8 stacjach w Polsce (Hel, Chojnice, Kalisz,Poznań, Puławy, Siedlce, Zakopane, Śnieżka) w dru-giej połowie XX wieku wykazała istotny statystycznietrend malejący (Wibig i in. 2009a). Silną spadkowątendencją liczby dni mroźnych cechowały się lata 70.oraz ostatnia dekada XX wieku. Tendencja wzrostowabyła charakterystyczna dla lat 50., 60. i 80. Ujawnionatendencja w liczbie rocznej dni mroźnych korespon-duje ze wzrostem średniej temperatury miesięcy zi-mowych oraz wzrostem temperatury minimalnej ispadkiem frekwencji dni przymrozkowych (Wibig,Głowicki 2002). Cechą warunków termicznych Łodzijest występowanie nieprzerwanych ciągów dni bardzomroźnych (tzw. fal chłodu). Zjawisko to występujenajczęściej w sytuacji silnie rozbudowanego układuwysokiego ciśnienia nad południową Skandynawią.Najdłuższa fala chłodu z tmax<–10°C w Łodzi w latach1951–2006 trwała 8 dni i wystąpiła dwukrotnie. Falechłodu o długości 3 i 4 dni notowano częściej, 4 razy(Wibig i in. 2009a).
Wśród dni ekstremalnych pod względem warun-ków termicznych duże znaczenie w kontekście biokli-matycznym ma grupa dni gorących (tmax>25°C) i dniupalnych (tmax>30°C), których w Łodzi w latach1951–2006 notuje się przeciętnie odpowiednio 37 i 5.Analiza 56-letniej serii przebiegu rocznego tempera-tury powietrza wykazała, że najwcześniej dzień go-rący wystąpił w Łodzi 7 kwietnia, a najpóźniej 11 paź-dziernika (ryc. 3). Analiza temperatury maksymalnej
na 8 stacjach w Polsce (Hel, Chojnice, Kalisz,Łódź, Poznań, Puławy, Siedlce, Zakopane) w latach1951–1998 (w przypadku Łodzi w latach 1951–2005)wykazała spadkową tendencję częstości dni gorących iupalnych w okresie 1951–1980 i tendencję rosnącą po1980 roku. Dni gorące w Polsce występują najczęściejw sytuacji silnie rozbudowanego wyżu nad północ-nym Atlantykiem z centrum w okolicy równoleżnika35°N, sięgającym daleko na północny wschód (Wibig iin. 2009b).
W aspekcie bioklimatycznym istotnym wskaźni-kiem reżimu termicznego jest występowanie ciągówdni upalnych, silnie obciążających układ termoregula-cji człowieka, szczególnie u osób starszych. W Łodziw wieloleciu 1951–2005 wystąpiły 22 przypadki conajmniej 3-dniowych ciągów dni upalnych. W tym sa-mym okresie w Poznaniu zanotowano 32 przypadkitakich fal ciepła, 29 w Kaliszu, 25 w Puławach, 15 wSiedlcach, 14 w Chojnicach (Wibig i in. 2009b). Ana-liza frekwencji fal ciepła i chłodu w latach 1931–2006dokonana przez Wibig (2008) ujawniła zwiększenieczęstości i długości fal ciepła w Łodzi przy jednocze-snym spadku liczby i długości fal chłodu.
Wieloletnie tendencje poszczególnych charaktery-styk termicznych determinują czas trwania termicz-nych pór roku, tj. okresów ze średnią dobową tempera-turą powietrza w określonych przedziałach. W Łodzi wlatach 1951–2006 zima przeciętnie zaczyna się 7 grud-nia, wiosna 30 marca, lato 2 czerwca, jesień 9 paździer-nika (tab. 2). Najdłuższą porą roku jest lato, któretrwało w Łodzi przeciętnie 95 dni oraz zima – 87 dni.Okres wegetacyjny, czyli liczba dni ze średnią tempera-turą dobową >5°C, w analizowanym okresie trwałprzeciętnie 223 dni (od 30 marca do 7 listopada). Ba-dania Degirmendžicia i Kożuchowskiego (2004) do-tyczące zmian termicznych pór roku w Łodzi w latach1947–2003 wykazały istotną tendencję przyspieszaniarozpoczęcia przedwiośnia o około 27 dni i w efekcie
Ryc. 3. Przebieg roczny temperatury powietrza w Łodzi w latach 1951–2006
68 Agnieszka Podstawczyńska
skracanie się zimy o około 20 dni oraz wydłużanie sięlata. Ostatnie 20-lecie XX wieku cechuje się podwyż-szoną frekwencją zjawiska tzw. zim bezjądrowych –okres zimy podzielony jest na dwa mroźne okresy po-przez wyraźne ocieplenie (Kożuchowski 2004).
Opady atmosferyczne oraz liczbadni bezopadowych i dni z opadem
0,1 mm w ŁodziSuma roczna opadów atmosferycznych na terenie wo-jewództwa łódzkiego wykazuje zróżnicowanie prze-strzenne nawiązujące do hipsometrii i stopnia zale-sienia terenu. Średni pionowy gradient rocznych sumopadów wynosi 62 mm na 100 m wysokości n.p.m.(Kłysik 1993). Najwyższe sumy roczne opadu powy-żej 600 mm notowane są w południowej i południo-wo-wschodniej części województwa, najniższe,500–550 mm, w północnej i północno-wschodniej(ryc. 4). Współczynnik zmienności rocznych sumopadów w województwie łódzkim przyjmuje najwięk-sze wartości w dorzeczu Bzury, tj. 24%, a najniższe(16–18%) w rejonach największych opadów (Kłysik1993).
Średnia suma roczna opadów w Łodzi w wieloleciu1904–2006 wynosi 575 mm, i zmieniała się od 364mm w 1959 roku do 808 mm w 1915 r (ryc. 5). Prze-
bieg wieloletni sum rocznych opadów w Łodzi w od-chyleniach od średniej wskazuje na przewagę najwię-kszych dodatnich odchyleń w okresie od początku XXw. do połowy lat 40. Lata 50. i 60. cechowały się wy-soką frekwencją niskich sum rocznych opadów. Ko-niec XX wieku zaznaczył się dominacją sum rocznychponad przeciętną, a początek XXI wieku cechuje spad-kowa tendencja opadów atmosferycznych (ryc. 5). Wprzebiegu rocznym najwyższe sumy miesięczne opa-dów, 88 mm, i jednocześnie największa ich zmienność(odchylenie standardowe 52 mm), notowane są w lip-cu. Ekstremalne sumy miesięczne opadów nie prze-kraczają 258 mm. Najniższe miesięczne opady atmos-feryczne, 31 mm, i najmniejsza ich zmienność z rokuna rok charakteryzują styczeń i luty (tab. 3). Dwu-krotnie w badanym okresie zanotowano miesiące bez-opadowe – październik w 1949 roku i listopad w 1911roku. Typ rocznego przebiegu sum opadów w Łodzi wlatach 1904–2006 jest zgodny z klasyfikacją Chomicza(1971), który zalicza roczny przebieg opadów w Pol-sce środkowej do typu kontynentalno-morskiego znajwyższą sumą miesięczną w lipcu i przewagą opa-dów jesieni nad opadami wiosny. W Łodzi na lipiecprzypada 15% sumy rocznej opadów, a na miesiąceletnie (VI–VIII) – 37%. Wiosna ma 22% udział sumopadów atmosferycznych w sumie rocznej, podczasgdy udział jesieni wynosi 24% (tab. 3). Analiza wielo-letnich tendencji opadów na obszarze Polski, dokona-
Ryc. 4. Rozkład przestrzenny rocznych sum opadów na obszarze województwa łódzkiego w latach 1951–1989 (opracowaniena podstawie Kłysika 2001)
Temperatura powietrza i opady atmosferyczne w regionie łódzkim w ostatnim stuleciu 69
na przez Kożuchowskiego i Wibig (1988), ujawniłamalejącą tendencję opadów okresu chłodnego czyliwzrost kontynentalizmu pluwialnego w Polsce wciągu XX w. do lat 70. Kolejne lata przyniosły rosnącątendencję oceanicznego reżimu opadowego za sprawąintensyfikacji cyrkulacji strefowej w okresie zimo-wym. Analiza przebiegu 103-letniej serii rocznych imiesięcznych sum opadów w Łodzi wykazała ma-lejący trend sum rocznych opadów (spadek o 3 mm na10 lat) oraz malejące trendy opadów 7 miesięcy, tj.stycznia, lutego, kwietnia, lipca, sierpnia, września ipaździernika (ryc. 5, tab. 3). Pozostałe miesiące ce-chuje niewielki trend dodatni. Wartości trendów niesą istotne statystycznie. Dominację tendencji spadko-wych wykazują również inne charakterystyki opadówatmosferycznych. Badania dobowej wydajności opaduw mm na dzień z opadem w Łodzi w latach1904–2000 wykazały, że wśród wszystkich miesięcyroku z wyjątkiem listopada i grudnia nastąpił spadekintensywności opadu. W tym wieloleciu niewielkitrend malejący cechuje także roczne ekstremalne su-my dobowe opadu atmosferycznego (Podstawczyńska2008).
Ważną charakterystyką reżimu opadowego z uwagina znaczenie m.in. dla rolnictwa, leśnictwa (zagroże-nie pożarowe), procesów hydrologicznych i geomor-fologicznych jest liczba dni bezopadowych. W Łodziw latach 1904–2006 przeciętnie notuje się 198 dni su-chych, co stanowi 54% roku. Najmniejsza liczba dni
bezopadowych wystąpiła w 1905 roku, 148 dni, a naj-więcej dni suchych zanotowano w 1932 roku, 245 dni(ryc. 6). Pierwszorzędną cechą wieloletniej zmienno-ści rocznej liczby dni bezopadowych jest duży zakreswahań z roku na rok, szczególnie w pierwszych trzechdekadach XX wieku oraz nieistotny statystycznie, ma-lejący trend (–0,33 dni/10 lat) – tab. 4. Przebieg śred-niej ruchomej 5-letniej wskazuje, że najsilniejszarosnąca tendencja liczby dni suchych przypada na lata40. i 50. Lata te wyróżniają duże odchylenia od śred-niej wieloletniej. Z początkiem lat 60. rozpoczął sięspadek frekwencji dni bezopadowych, który trwał do1980 roku (ryc. 6). Okres od połowy lat 80., ostatniadekada XX wieku i początek XXI wieku charaktery-zują się natomiast małą zmiennością rocznej liczbydni suchych. W przebiegu rocznym największa frek-wencja dni bezopadowych jest w październiku (19dni), a najmniejsza w lutym (13 dni). Luty, marzec igrudzień cechują się niewielkim ujemnym trendemliczby dni suchych. W pozostałych miesiącach zwyjątkiem sierpnia (wzrost liczby dni suchych) tren-du nie stwierdzono (tab. 4). Niekorzystnym zjawi-skiem dla gospodarki komunalnej, rolnictwa, leśnic-twa jest występowanie długotrwałych, ciągłych okre-sów bezopadowych. Najdłuższy okres bez opadów at-mosferycznych w Łodzi w latach 1903–2003 trwał 45dni (21.09.1949–4.11.1949). W tym wieloleciu naj-większa w roku liczba dłuższych, nieprzerwanychokresów suchych (ciągi powyżej 17 dni) w Łodzi
Ryc. 5. Suma roczna opadów atmosferycznych w Łodzi w latach 1904–2006 w odchyleniach od średniej wieloletniej. Średniaruchoma (5-letnia) – linia ciągła; trend liniowy – linia przerywana
Tabela 3. Średnia miesięczna i roczna suma opadów [mm] i jej charakterystyki w Łodzi w latach 1904–2006
– odchylenie standardowe; trend/rok – trend liniowy (średnia zmiana sumy opadów w mm na 1 rok)
70 Agnieszka Podstawczyńska
wystąpiła w 1982 roku – 5 przypadków (Piotrowski2004). W grupie ciągłych okresów suchych o długości5 dni i więcej największą frekwencją w latach1904–2000 cechują się okresy 5-dniowe, 26%. Podwzględem największej długości ciągłych okresów su-chych i ich największej frekwencji wyróżniały się lata40. i 50. Najdłuższe, ciągłe okresy z opadem zmieniłysię z 30 dni w latach 30. do odpowiednio 14 i 15 dni wlatach 80. i 90. (Podstawczyńska 2008).
Przeciętnie w Łodzi notuje się 167 dni z opadem0,1 mm. Najwięcej takich dni wystąpiło w 1905 roku
– 217, a najmniej dni mokrych zarejestrowano w 1932roku – 120 (ryc. 6). Analogicznie jak w przypadku dnisuchych, cechą wieloletniej zmienności dni z opademsą duże wahania z roku na rok – największe w pierw-szych trzech dekadach XX wieku. Stwierdzono także
niewielki trend rosnący rocznej liczby dni z opadem(0,5 dni/10 lat). Podobny rosnący trend rocznej liczbydni opadowych w Łodzi i w innych regionach Polskiodnotowano w latach 1951–2000 (Kożuchowski,Żmudzka 2003). Średnia ruchoma (ryc. 6) wskazujena silną tendencję malejącą rocznej liczby dni z opa-dem w latach 40. i 50. i ich wzrost ponad przeciętną wlatach 60. i 70. Podobnie jak w przypadku dni su-chych, dni mokre w ostatnich 15 latach XX wieku iXXI wieku wyróżniają się małym zakresem wahań. Wprzebiegu rocznym, największą frekwencją dni z opa-dem cechuje się grudzień (17 dni), a najmniejsząwrzesień i październik (12 dni) – tab. 5. Malejącą ten-dencją liczby dni z opadem w latach 1904–2006 wy-różnia się tylko sierpień. Przyrost liczby dni z opademw wieloleciu stwierdzono w lutym, marcu i grudniu.
Ryc. 6. Roczna liczba dni bez opadu (0,0 mm) i z opadem ( 0,1 mm) w Łodzi w latach 1904–2006 w odchyleniach od śred-niej wieloletniej. Średnia ruchoma (5-letnia) – linia ciągła; trend liniowy – linia przerywana
Tabela 4. Średnia miesięczna i roczna liczba dni bez opadu (0,0 mm) i jej charakterystyki w Łodzi w latach 1904–2006
– odchylenie standardowe; trend/rok – trend liniowy (średnia zmiana liczby dni na 1 rok)
Temperatura powietrza i opady atmosferyczne w regionie łódzkim w ostatnim stuleciu 71
Termiczno-opadowy wskaźniksuchości w Łodzi w latach1904–2006Ogólnej oceny warunków termiczno-opadowych wŁodzi w 103-letnim okresie badawczym dokonano zapomocą wskaźnika suchości. Generalną prawidłowo-ścią w przebiegu wieloletnim wartości tego wskaźni-ka są duże wahania z roku na rok i z miesiąca namiesiąc (ryc. 7). Wszystkie miesiące, z wyjątkiemkwietnia, maja, lipca i listopada, cechują się przecięt-nie przewagą dodatnich wartości wskaźnika suchości(tab. 6). Najwyższe wartości w wieloleciu, 4,6, odpo-wiadające warunkom skrajnie suchym wystąpiły wlipcu 2006 roku. Wybitnie wilgotnym miesiącem wwieloleciu był listopad 1931 roku (–5,8). W przebieguwieloletnim przewagą miesięcy wilgotnych wyróżniasię okres do połowy lat 40. W tym czasie najbardziejwilgotnymi miesiącami były: kwiecień, czerwiec iwrzesień. Wskaźnik suchości przyjmował wówczaswartości <–2,0 (bardzo wilgotno). Począwszy od1945 roku następuje wyraźny wzrost frekwencji do-
datnich wartości wskaźnika suchości, największy wostatniej dekadzie XX wieku (ryc. 7). Od 1988 roku wstyczniu, a od 1989 roku także w sierpniu wskaźniksuchości jest stale dodatni. Analiza wieloletnich ten-dencji tego wskaźnika wykazała, że wszystkie mie-siące, z wyjątkiem grudnia, cechują się dodatnimtrendem. Najsilniejsze tendencje wzrostu suchości,istotne statystycznie, wystąpiły w sierpniu i kwietniu.Zmiany wieloletnie wskaźnika suchości korespondująze wzrostem temperatury w Łodzi, a także na innychobszarach Polski, tj. w Szczecinie, Wrocławiu, Su-wałkach i Przemyślu (Kożuchowski 2004a). Wielolet-nia zmienność i zarysowane tendencje w przebiegutermiczno-opadowego wskaźnika suchości w Łodzi wostatnim 50-leciu cechuje także podobieństwo dozmienności składowych bilansu wodnego środkowejPolski. Wśród charakterystyk bilansu wodnego, m.in.ewapotranspiracji potencjalnej, parowania terenowe-go, odpływu całkowitego, odpływu podziemnego, de-ficytu odpływu i in., dominowały w wymienionymokresie tendencje wzrostowe; największe zimą i wio-sną (Jokiel 2004).
Tabela 5. Średnia miesięczna i roczna liczba dni z opadem ( 0,1 mm) i jej charakterystyki w Łodzi w latach 1904–2006
– odchylenie standardowe; *, *** trend liniowy (średnia zmiana A na 1 rok) istotny statystycznie na poziomie odpowiednio 0,05, 0,001
72 Agnieszka Podstawczyńska
PodsumowaniePrzedstawione w opracowaniu cechy termiczno-opa-dowe klimatu Łodzi, wyróżnione na podstawie anali-zy 103-letniej serii pomiarów meteorologicznych, sąreprezentatywne dla obszaru centralnej Polski, w tymokolic torfowiska Żabieniec, wyróżniającego się małązmiennością przestrzenną warunków klimatycznych idużą zmiennością czasową. Ta duża zmienność w cza-sie sprawia, że często naprzemiennie występują posobie ciepłe i mroźne lata (szczególnie dotyczy tookresu zimowego), a także lata wilgotne i suche. Po-szukiwanie tendencji zmian termicznych charaktery-styk (średnia roczna, średnie miesięczne) w Łodzi wlatach 1904–2006 ujawniło „sygnał” współczesnegoocieplenia, zbieżny z trendem dla całej Polski. Wykry-
to tendencję rosnącą średniej rocznej temperatury po-wietrza i wszystkich średnich miesięcznych – najwię-kszą w sierpniu. Najwyższa średnia rocznatemperatura powietrza w Łodzi (9,6°C) oraz najcie-plejszy kwiecień, maj, lipiec i grudzień wystąpiły w la-tach 2000–2006. Odnotowano wzrost częstości idługości fal ciepła oraz spadek liczby, a także długościfal chłodu. Ociepleniu towarzyszy w badanym okresiemalejący trend sum rocznych opadów przy niewiel-kim przyroście liczby dni z opadem. Tendencje wielo-letnie temperatury powietrza i opadów atmosferycz-nych w Łodzi znajdują wyraz w zmienności wskaźnikasuchości. Wszystkie miesiące, z wyjątkiem grudnia,charakteryzują się rosnącym trendem wskaźnika su-chości – największym w sierpniu.
LiteraturaAtlas klimatyczny Polski, 1974.Wyd. KiŁ, Warszawa.Chomicz K., 1971. Struktura opadów atmosferycz-
nych w Polsce. Prace PIHM, 101: 25–66.Degirmendžić J., Kożuchowski K., 2004. Zmiany ter-
micznych pór roku w Łodzi w latach 1947–2003.Acta Geographica Lodziensia – 100 lat obserwacjimeteorologicznych w Łodzi, 89: 59–70.
Gumiński R., 1948. Próba wydzielenia dzielnic rolni-czo-klimatycznych w Polsce. Przegląd Meteorol.Hydrol., 1: 7–20.
Jokiel P., 2004. Zasoby wodne środkowej Polski naprogu XXI wieku. Wyd. UŁ, Łódź.
Kłysik K., 1993. Główne cechy klimatu. [W:] S.Pączka (red.), Środowisko geograficzne PolskiŚrodkowej, Wyd. UŁ, Łodź, s. 109–134.
Kłysik K., 2001. Warunki klimatyczne. [W:] S. Li-szewski (red.), Zarys monografii województwałódzkiego, Wyd. ŁTN, Łodź, s, 68–81.
Kłysik K., Wibig J., 1992. The analysis of the variabili-ty of the aridity index in Poland in the period1813–1990. I Panheleńska Konferencja Meteoro-logii, Klimatologii i Fizyki Atmosfery, Saloniki,21–23.05.1992, s. 63–70.
Kożuchowski K., 2004. Skala i tendencje współcze-snych zmian temperatury powietrza w Polsce.[W:] K. Kożuchowski (red.), Skala, uwarunkowa-nia i perspektywy współczesnych zmian klima-tycznych w Polsce. Wyd. „Biblioteka”, Łódź, s.25–45.
Kożuchowski K., Żmudzka E., 2003. 100 year seriesof the areally averaged temperatures and precipita-tion totals in Poland. [W:] L.J. Pyka i in (red.), Menand Climate in the 20th century. Acta Univ. Wra-tislav., 2542, Studia Geograficzne, 75: 116–222.
Ryc. 7. Przebieg roczny wskaźnika suchości w Łodzi w latach 1904–2006
Temperatura powietrza i opady atmosferyczne w regionie łódzkim w ostatnim stuleciu 73
Ped D.A., 1977. The analysis of two summer seasonswith different weather conditions. Trudy GNIC,171: 3–19.
Piotrowski P., 2004. Okresy bezopadowe w Łodzi wlatach 1903–2003. Acta Geographica Lodziensia –100 lat obserwacji meteorologicznych w Łodzi, 89:103–114.
Podstawczyńska A., 2008. Okresy suche i wilgotne wŁodzi w XX wieku. Acta Universitatis Lodziensis,Folia Geographica Physica, 8: 9–25.
Romer E., 1949. Regiony klimatyczne Polski, Pr.Wrocł. Tow. Nauk. seria B, 16: 5–27.
Salmi T., Määttä A., Anttila P., Ruoho-Airola T.,Amnel T., 2002. Detecting trends of annual valuesof atmospheric pollutants by the Mann-Kendalltest and Sen’s slope estimates – the Excel templateapplication MAKESENS. Publication on Air Quali-ty, Finnish Meteorological Institute 31: 1–35.
Sen P.K., 1968. Estimates of the regression coefficientbased on Kendall’s tau. Journal of the AmericanStatistical Association. 63: 1379–1389.
Wibig J., 2008. Fale ciepła i chłodu w środkowej Pol-sce na przykładzie Łodzi. Acta Universitatis Lo-dziensis, Folia Geographica Physica, 8: 25–61.
Wibig J., Głowacki B., 2002. Trends of minimum andmaximum temperature in Poland. Clim. Res., 20:123–133.
Wibig J., Fortuniak K., Kłysik K., 2004. Rekonstruk-cja serii temperatury powietrza w Łodzi z okresu1903–2000. Acta Geographica Lodziensia – 100 latobserwacji meteorologicznych w Łodzi, 89: 19–31.
Wibig J., Podstawczyńska A., Rzepa M., PiotrowskiP., 2009a. Coldwaves in Poland – frequency,trends and relations to atmospheric circulation,Geographia Polonica, 82, 1: 47–59.
Wibig J., Podstawczyńska A., Rzepa M., Piotrowski P.2009b. Hotwaves in Poland – frequency, trendsand relations to atmospheric circulation, Geogra-phia Polonica, 82, 1: 33–46.
Wibig J., Rzepa M., 2007. Rekonstrukcja serii dobo-wych sum opadu w Łodzi w latach 1904–2000.[W:] M. Miętus, J. Filipiak, A. Wyszkowski (red.),200 lat regularnych pomiarów i obserwacji meteo-rologicznych w Gdańsku. Seria: Monografie Insty-tutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej. Wyd.IMGW, Warszawa, s. 92–99.
Wiszniewski W., Chechłowski W., 1975. Charaktery-styka klimatu i regionalizacja klimatologiczna Pol-ski. Wyd. KiŁ.