Według Raportu IPCC (2021) ds. zmian klimatu w ostatnich latach jesteśmy świadkami wzrostu temperatury powietrza. Przejawem tego wzrostu jest pojawianie się miesięcy z niezwykle wysoką temperaturą powietrza np. lipiec 2003, sierpień 2010 i 2015, czy czerwiec 2019. Jednak pomimo ocieplenia klimatu, pojawiają się również miesiące z niezwykle niską temperaturą np. styczeń 2006 i 2017, co oznacza, że współczesne ocieplenie jest procesem złożonym.
Dzięki danym pochodzącym ze stacji meteorologicznej w Krakowie możemy przyjrzeć się temu zagadnieniu nieco bliżej, ponieważ seria ta jest jedną z najdłuższych serii pomiaru temperatury powietrza w Europie, obejmująca ciąg danych od 1792 roku. Stacja ta znajduje się w centrum miasta, na obszarze Ogrodu Botanicznego przy ul. Kopernika 27.
Występowanie miesięcy niezwykle ciepłych lub zimnych jest cechą klimatu umiarkowanych szerokości geograficznych (Kossowska-Cezak, Twardosz, 2013). Uwzględnienie 229-letniej serii temperatury powietrza (1792-2020) w Krakowie daje możliwość stwierdzenia występowania niezwykłych pod względem termicznym miesięcy, począwszy od schyłku małej epoki lodowej (początek XIX wieku), aż do czasów współczesnych.
Niezwykle zimne i ciepłe miesiące można również nazwać anomalnymi. Zostały wyodrębnione za pomocą statystycznej i powszechnie stosowanej metody w klimatologii tzw. odchylenia standardowego. Scharakteryzowano przebieg roczny i wieloletni ich częstości.
Częstość miesięcy niezwykle zimnych (NZM) i ciepłych (NCM)
W Krakowie w ciągu 229 lat stwierdzono 113 anomalnych pod względem termicznym miesięcy, w tym 71 niezwykle zimne (NZM) i 42 niezwykle ciepłe (NCM). Średnio NZM pojawia się co 3 lata, a najwięcej ich występuje w miesiącach zimowych. NCM stwierdzono znacznie mniej – łącznie 42. Średnio NCM pojawiał się raz na około 6 lat. NCM pojawiały się najczęściej w miesiącach letnich i jesiennych.
Występowanie anomalnych pod względem termicznym miesięcy zależy od przebiegu temperatury powietrza, a ta z kolei nie zależy tylko od ilości dopływającego promieniowana słonecznego, ale i – jak dowodzą inni liczni badacze – od cyrkulacji atmosfery (Piervitali i in., 1997; Zveryaev, 2007; Twardosz i in., 2011). Cechą charakterystyczną klimatu umiarkowanego jest napływ arktycznych mas powietrza zimą i wiosną (Twardosz i in., 2011), co przyczynia się do spadku temperatury powietrza, a więc w konsekwencji pojawienia się NZM. Istotną rolę z punktu skrajnych warunków chłodu odgrywa również położenie stacji. Stacja w Krakowie jest położona w centrum miasta, w dolinie Wisły, na wysokości ok. 200 m n.p.m., gdzie dochodzi do zatrzymania chłodnego powietrza sprzyjającego tworzeniu się inwersji temperatury, zwłaszcza w chłodnej porze roku (Drużkowski, 1992). W taki sposób można tłumaczyć przewagę NZM nad NCM w Krakowie w latach 1792-2020.
Zmiany wieloletnie częstości miesięcy niezwykle zimnych (NZM) i ciepłych (NCM)
Występowanie anomalnych pod względem termicznym miesięcy wykazywało się dużą zmiennością w wieloleciu. Aby przedstawić zmiany czasowe liczby anomalnych pod względem termicznym miesięcy, rozpatrywany okres 1792-2020 podzielono na 10-lecia.
Najwięcej NZM stwierdzono w 10-leciach 1831-1840, 1851-1860, 1861-1870 i 1871-1880, z czego najwięcej w 1871-1880 (11). Po 1880 r., a więc po 10-leciu, w którym stwierdzono najwięcej NZM, wyraźnie rysuje się spadek liczby NZM do 3, co odpowiada sugerowanemu przez J. Trepińską (1988, 1994, 1997) końcowi małej epoki lodowej (MEL). Ostatni NZM wystąpił w 1996 roku i był to wrzesień.
Spośród 42 NCM najwięcej ich wystąpiło w ostatnim 10-leciu 2011-2020 – 8. Niewiele mniej ich było w 10-leciu 1811-1820, obejmującym okres małej epoki lodowej (4). Świadczy to o tym, że w czasie MEL oprócz mroźnych miesięcy występowały również te ciepłe i wilgotne (Obrębska-Starklowa, 1997). W Krakowie najwięcej NCM wystąpiło w ostatnich latach. Istotną rolę mogą tu odgrywać uwarunkowania lokalne, związane np. z występowaniem miejskiej wyspy ciepła, która w Krakowie cechują się dużym nasileniem (Lewińska, 1996).
Rys. 1. Przebieg wieloletni liczby miesięcy niezwykle zimnych (NZM) i niezwykle ciepłych NCM w kolejnych 10-leciach w Krakowie (1792-2020)
Ujemne anomalie temperatury osiągały skrajnie większe wartości niż anomalie dodatnie. W Krakowie największa anomalia ujemna w ciągu 229-lecia wystąpiła w grudniu 1829 r. (∆t = –12,7oC). Średnia miesięczna temperatura wyniosła wtedy –13,7°C i była to najniższa wartość w latach 1792-2020. Był to też rok z najniższą średnią temperaturą powietrza (5,3oC). Natomiast największa anomalia dodatnia (∆t = 7,5oC) wystąpiła w styczniu w 2007 r. Średnia miesięczna temperatura wyniosła wtedy 4,6oC.
W ciągu 229-lecia nastąpił spadek liczby NZM, a wzrost liczby NCM, co może być wynikiem nie tylko cyrkulacji atmosfery, ale również rozwojem aglomeracji miejskiej i wpływem antropogenicznym. Na przełomie XX i XXI w. w Polsce Południowej zwiększyła się częstość napływu powietrza zwrotnikowego (Niedźwiedź, 2003) i długotrwałość jego utrzymywania się (Kotas, Twardosz, 2012).
Literatura:
Drużkowski M., 1992, Wpływ ukształtowania terenu i miejskiej wyspy ciepła na stosunki termiczne Krakowa i okolic, Folia Geogr., series Geographica Physica 23, 55-63.
IPCC, 2021. 6th Assessment Report Climate Change 2021. The Physical Science Basis. http://www.ipcc.ch.
Kossowska-Cezak U., Twardosz R., 2013, Niezwykle chłodne sezony letnie w Europie Środkowej i Wschodniej (1951-2010). Prz. Geof., 1-2, 25-39.
Kotas P., Twardosz R., 2012, Zmienność wieloletnia długotrwałości występowania mas powietrznych w Polsce Południowej, [w:] Z. Bielec-Bąkowska, E. Łupikasza, A. Widawski (red.), Rola cyrkulacji atmosfery w kształtowaniu klimatu, Katedra Klimatologii, Wydział Nauk o Ziemi, UŚ, Sosnowiec, 361-372.
Lewińska J., 1996, Geneza i rozwój miejskiej wyspy ciepła w Krakowie oraz możliwość jej minimalizacji. Folia Geogr. series Geographica Physica, 26-27, (1994/1995), UJ, 75-87.
Niedźwiedź T., 2003, Częstość występowania mas powietrznych w Polsce południowej w drugiej połowie XX wieku. Pr. Geogr., 188, 65-74.
Obrębska-Starklowa B., 1997, Współczesne poglądy na zmiany klimatyczne w Europie w okresie schyłku małego glacjału. [w:] J. Trepińska (red.), Wahania klimatu w Krakowie (1792-1995), IGiGP UJ, Kraków, 163-190.
Piervitali, E., Conte M., Colacino M., 1997, Summer air temperature anomalies in Europe during the century 1811-1910. Nuovo Cimento C 20, 2, 195-208.
Trepińska J., 1988, Wieloletni przebieg ciśnienia i temperatury powietrza w Krakowie na tle ich zmienności w Europie. UJ, Rozprawy Habilitacyjne 140, Kraków, ss. 169.
Trepińska, J., 1994, Wahania termiczne w Polsce i w Europie – od małego glacjału do współczesnego ocieplenia. Sylwan 138, 23-32.
Trepińska J., 1997, Ekstremalne średnie miesięczne wartości temperatury powietrza w Krakowie (1972-2006). [w:] Ekstremalne zjawiska meteorologiczne, hydrologiczne i oceanograficzne, Sympozjum jubileuszowe PT Geof, Warszawa, 158-160.
Twardosz R., Niedźwiedź T., Łupikasza E., 2011, Zmienność i uwarunkowania cyrkulacyjne występowania postaci i typów opadów atmosferycznych na przykładzie Krakowa. Wyd. UJ, Kraków, 120-133.
Zveryaev I.I., 2007, Climatology and Long –Term Variability of the Annual Cycle of Air Temperature over Europe. Russian Meteorology and Hydrology, 32 (7), 426-430.
