projekt: klimatklimat.imgw.pl/wp-content/uploads/2013/02/zadanie4_2011.pdf · obserwacyjny. drugim...

PROJEKT WSPÓŁFINANSOWANY PRZEZ UNIĘ EUROPEJSKĄ Z EUROPEJSKIEGO FUNDUSZU ROZWOJU REGIONALNEGO

1

Projekt: KLIMAT „Wpływ zmian klimatu na środowisko, gospodarkę i społeczeństwo” (zmiany, skutki i sposoby ich ograniczania, wnioski dla nauki, praktyki inżynierskiej

i planowania gospodarczego)

Numer Zadania: 4 Tytuł Zadania: Klęski żywiołowe a bezpieczeństwo wewnętrzne

kraju

Okres sprawozdawczy: styczeń 2011 – grudzień 2011 Typ raportu: raport roczny syntetyczny Koordynator Zadania: dr hab. Halina Lorenc, prof. ndzw

Warszawa 2011

Zespół wykonujący: B. Bogdańska K .Jatczak M. Maciejewski

M. Bogucka M. Karzyński A. Myszura

E. Cebulak J. Konieczny J. Ostrowski

E. Dołęga K. Kołkowska M. Sztobryn

B. Głowicki M. Kowalewski Z. Ustrnul

R. Konieczny H. Lorenc J. Walawender


2

1.Cel badań Głównym celem badań jest poznanie genezy, skali zagrożeń spowodowanych ekstremalnymi

zjawiskami przyrodniczymi występującymi na obszarze Polski oraz ich rozkładem

przestrzennym; ustaleniem kryteriów i opracowaniem odpowiednich skal zjawiska

ekstremalnego; wypracowaniem probabilistycznych metod systemu ostrzeżeń na krótsze i

dłuższe okresy czasu oraz metod łagodzenia i zapobiegania skutkom klęsk żywiołowych

powodowanych przez zjawiska ekstremalne wraz z oceną skutków ich działania.

2. Zakres wykonywanych prac w 2011r Całość zadania 4 składa się z 16 podzadań.

BLOK TEMATYCZNY PODZADANIA 4.1 - „ Struktura występowa wybranych zjawisk

ekstremalnych w Polsce”.

4.1.1 – Ryzyko wystąpienia gradu w Polsce

4.1.2 - Struktura występowania intensywnych opadów deszczu powodujących zagrożenia dla społeczeństwa, środowiska i gospodarki w Polsce 4.1.3 - Struktura maksymalnych prędkości wiatru w Polsce, jako zjawiska groźnego dla bezpieczeństwa wewnętrznego kraju . 4.1.4 - Ryzyko wystąpienia mgieł w Polsce

4.1.5 - Ryzyko wystąpienia gołoledzi w Polsce

Podzadanie 4.2 - Skrajne warunki solarne w Polsce, jako źródło zagrożenia dla

człowieka i gospodarki

Podzadanie 4.3 - Źródła zagrożeń o charakterze synergicznym (naturalno-technicznym) w Polsce, ich geneza i skutki Podzadanie 4.4 - Określenie kryteriów ilościowych wskaźników cyrkulacyjnych i meteorologicznych dla potrzeb wypracowania odpowiednich scenariuszy przewidywanego zjawiska ekstremalnego Podzadanie 4.5 - Wezbrania sztormowe – ich geneza, tendencje i skutki działania ze szczególnym uwzględnieniem strefy brzegowej powodzi oraz zasad funkcjonowania systemu ostrzeżeń Podzadanie 4.6 Opracowanie systemu zapobiegania i sposoby ograniczania skutków powodzi oraz zasad funkcjonowania systemu ostrzeżeń Podzadanie 4.7 Opracowanie narzędzi wspomagających system ostrzegania o powodziach typu flasch flood Podzadanie 4.8 - Lawiny śnieżne jako katastrofy naturalne na obszarze gór polskich na przykładzie Tatr Polskich.

Podzadanie 4.9 - Sezonowa ocena stopnia zagrożeń społeczno- gospodarczych na


3

podstawie reakcji naturalnych wskaźników roślinnych

Podzadanie 4.10 - Analiza relacji między ekstremalnymi stężeniami ozonu niskotroposferycznego, a warunkami meteorologicznymi Podzadanie 4.11 – Zagrożenia nadzwyczajnymi zjawiskami meteorologicznymi na obszarze Warszawy Podzadanie 4.12 - Susze w Polsce i skala ich zagrożeń.

W ramach realizacji zadania 4 dotyczącego zjawisk ekstremalnych i skutków ich działania, część specjalistycznych opracowań zlecono do wykonania: Specjalistom z Instytutu Badawczego Leśnictwa, Zakładowi Geoekologii na Uniwersytecie im. A. Mickiewicza w Poznaniu i Instytutowi Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa w Puławach. Opracowania wykonano zgodnie z uzgodnionym zakresem i harmonogramem prac, które zostały przekazane Koordynatorowi Zadania 4 w planowanych terminach. Tytuły opracowań: 1. Niszczenie drzewostanu na skutek huraganowych prędkości wiatru, susz i pożarów. Etap I – Huragany i silne wiatry w obszarach leśnych

Etap II – A. Prognoza przyszłych szkód od wiatru w lasach polskich przy różnych scenariuszach klimatycznych, B. Zagrożenia pożarowe lasu w Polsce

Prace wykonano profesjonalnie, na podstawie unikalnych danych empirycznych z bardzo dużym zasobem elementów poznawczych i aplikacyjnych, w tym elementów ekonomicznych i prognostycznych. Doskonała prezentacja danych, bardzo dobre wnioskowanie i świetna współpraca z wykonawcami 2. Wskaźniki i szacunki utraty naturalnych brzegów i klifów na skutek powodzi sztormowych, szacunki i prognoza strat

Zad. 1 Określenie tempa cofania się korony klifu morskiego w celu zbadania rozkładu czasowego największych zmian geomorfologicznych w strukturze brzegów morskich w rejonie wyspy Wolin. Zad. 2 Określenie tendencji zmian geomorfologicznych wybrzeży klifowych na przykładzie wyspy Wolin. Ocena stanu aktualnego cofania wybrzeży klifowych na przykładzie wyspy Wolin. Opracowania zad. 1 i 2 przekazano zgodnie z harmonogramem w ustalonym w Umowie terminie.

Wyniki prac wspomagają merytoryczny zakres tematyki zawartej w zadaniu 4.5 . 3. Diagnoza i prognoza warunków ekosystemów rolniczych w Polsce w wyniku wzmożonego działania ekstremalnych zjawisk meteorologicznych i hydrologicznych (susz, dużych prędkości wiatru, opadów o dużym natężeniu i podtopień).

Zadanie B.1 Ocena zagrożeń dla głównych upraw polowych w wyniku występowania zjawisk ekstremalnych (susza, nadmiar opadów, długotrwała pokrywa śnieżna, bezśnieżna zima, niska temperatura podczas okresu zimowego, niedostateczne zasoby ciepła podczas wegetacji) w obecnych warunkach klimatycznych kraju oraz przy uwzględnieniu scenariuszy klimatycznych.

W opracowaniu dokonano w oparciu o empiryczny materiał badawczy oceny zagrożeń upraw polowych w Polsce na skutek występowania groźnych zjawisk meteorologicznych i hydrologicznych w okresie ostatnich 39 lat oraz w warunkach prognozowanych przez opracowane scenariusze klimatu na lata 2011 – 2030.


4

Prace te zostały zreferowane na seminarium zorganizowanym przez Koordynatora w dniu 19 października 2011 roku, spotykając się z dużym uznaniem i zainteresowaniem ze strony specjalistów.

3. Charakterystyka osiągniętych wyników badań w poszczególnych podzadaniach w okresie 2011 roku TEMATY 4.1.1 - Ryzyko występowania gradu w Polsce W roku 2011 zajmowano się analizą; określono liczbę dni z gradem w poszczególnych województwach podczas kolejnych miesięcy i lat badanego okresu. Wyróżniono tzw. „sezon gradowy”, czyli miesiące od kwietnia do września. Następnie sporządzono mapy cyfrowe Polski, przedstawiające miejsca opadu gradu w poszczególnych dniach okresu gradowego (kwiecień – wrzesień). Mapy te zostały utworzone dla dni, w których grad raportowany był przynajmniej 10 razy (nadesłano co najmniej 10 kwestionariuszy). Utworzono: 43 mapy dla roku 1960; 49 map dla roku 1961;

51 map dla roku 1962; 39 map dla roku 1964; 46 map dla roku 1965; 32 mapy dla roku 1966; 41 map dla roku 1967; 43 mapy dla roku 1968; 29 map dla roku 1969; 35 map dla roku 1970; 47 map dla roku 1971. 40 map dla roku 1972; 37 map dla roku 1973; 33 mapy dla roku 1974; 23 mapy dla roku 1977 oraz 28 map dla roku 1978. Kolejnym krokiem był wybór dni (około 300), dla których została określona sytuacja synoptyczna mająca wówczas miejsce. Wzięto pod uwagę typy sytuacji synoptycznych wg Lityńskiego; obliczono liczbę dni z gradem w kolejnych miesiącach sezonu gradowego okresu 1960-78 z poszczególnymi typami cyrkulacji ilustrując to wykresami. Utworzono mapy cyfrowe Polski przedstawiające miejsca opadu gradu również w poszczególnych miesiącach sezonu gradowego całego okresu. Ponadto w 2011 roku zostały utworzone wykresy, przedstawiające liczbę dni z gradem w poszczególnych miesiącach sezonu gradowego oraz w kolejnych latach okresu 1960-1978 dla wszystkich województw wg danych pochodzących z kwestionariuszy gradowych. Podobne wykresy powstały dla okresów 1971-80 oraz 2001-10, wg danych pochodzących ze stacji synoptycznych. Dokonano analizy uzyskanych wyników.


5

Ponadto utworzono mapy w postaci kartodiagramów punktowych obrazujące łączną liczbę dni z gradem w sezonie gradowym na poszczególnych stacjach synoptycznych; powstały dwie mapy: dla okresu 1971-80 oraz 2001-10. Na podstawie danych z Atlasu Klimatu Polski z okresu 1971-2000 obliczono również średnią miesięczną oraz roczną liczbę dni z gradem na poszczególnych stacjach synoptycznych; graficznie przedstawia to wykres oraz tabela.

Mapa przedstawia stosunek (%) średniej rocznej liczby dni z gradem (w sezonie gradowym IV-IX, lata 1960-1978) w poszczególnych województwach do średniej rocznej dla Polski, w przeliczeniu na 100 km2. Średnia krajowa w tym okresie wyniosła 27 dni – 0,14 na km2 (100%).

Największą częstościącharakteryzują się woj. małopolskie (195% średniej dla Polski) oraz śląskie (160%); wyróżniają się jeszcze woj. świętokrzyskie i opolskie.

Z kolei najrzadziej opady gradu występowały na terenie woj. wielkopolskiego (68% średniej krajowej).

Generalnie widoczne jest, że na obszarze Polski południowej i częściowo zachodniej opady gradu występują znacznie częściej, niż na terenie Polski północnej i centralnej.

Rys. 4.1.1. Przykładowa wizualizacja wyników badań

4.1.2 - Struktura występowania intensywnych opadów deszczu powodujących zagrożenie dla społeczeństwa, środowiska i gospodarki Polski. Pierwszy kwartał 2011 roku w niewielkim stopniu był przeznaczony na realizację sprawozdanego zadania, jedynie w styczniu wykonano końcowe prace związane z weryfikacją zgromadzonych danych, opracowana posiadane materiały. Po dyskusji ze współwykonawcami zostały wymienione posiadane materiały, aby każdy z wykonawców dysponował dokładnie tym samym materiałem i miał okazję zapoznać się z wynikami uzyskanymi przez współpracowników. W drugim kwartale 2011r w ramach prac w sprawozdawanym temacie sprawdzono z wynikiem negatywnym dostępność do danych z posterunków opadowych z 2010r. Dostępne były tylko dane ze stacji synop. Zostały one zestawione do postaci analogicznej jak zgromadzony wcześniej materiał obserwacyjny. Drugim zadaniem realizowanym w maju było wyszukiwanie stacji mających możliwie długie homogeniczne serie. Na podstawie dokumentacji Centralnej Bazy Danych Historycznych wybrano kilkanaście stacji, konieczne teraz jest ściągnięcie pełnej serii dla tych stacji w celu kontroli, czy nie zawierają one luk. W maju wykonano także drobne zestawienia dla potrzeb współrealizatorów zadania z ośrodków Krakowskiego i Wrocławskiego. W trzecim kwartale 2011 roku rozpoczęto pozyskiwanie danych opadowych ze stacji 5 rzędu z roku 2010. Dane te były na bieżąco wstępnie kontrolowane, a ich format dostosowywany do postaci, w jakiej są zgromadzone dane z lat wcześniejszych. W sierpniu udało się pozyskać ok. 10% danych.


6

We wrześniu kontynuowano i zakończono pozyskiwanie danych opadowych ze stacji 5 rzędu z roku 2010. W bieżącej ocenie pozyskano 100% dostępnych danych, choć podczas dalszej analizy pojawiła się konieczność weryfikacji i uzupełnień. W IV kwartale zakończono wykonywanie map rozkładów opadów z roku 2010 i rozpoczęto wykonywanie kart katalogowych, dokumentujących przypadki wystąpienia w Polsce dni z opadami powyżej 50 mm. Wykonywanie kart zakończono w grudniu, przeprowadzono następnie proces ujednolicenia graficznego wszystkich wykonanych w latach wcześniejszych kart. Na podstawie zebranych materiałów dokonano pełnej analizy merytorycznej i prac w kierunku zakończenia tematu. . Zakończono prace nad obliczaniem prawdopodobieństwa występowania maksymalnych opadów deszczu w roku 2011 stosując odpowiednio dobrany rozkład teoretycznym . Praca przygotowywana do druku w MONOGRAFII

KKAATTAALLOOGG MMAAKKSSYYMMAALLNNYYCCHH OOPPAADDÓÓWW DDEESSZZCCZZUU WW PPOOLLSSCCEE

Karta dokumentacyjna wystąpienia opadu dobowego ≥ 50 mm w 2006 r. Nr ewidencyjny karty: 6/2006

Obszar: Polska Data wystąpienia opadu: 2006-06-21

Zasięg opadu POWODZIOWEGO (regiony):

Zestawienie najwyższych sum dobowych opadów i miejsce ich wystąpienia

Suma dobowa [w mm]

Posterunek/stacja Region fizyczno-geograficzny Dorzecze

67,4 Twardocice Pogórze Zachodniosudeckie - 332.2 Kaczawa 62,5 Pobiedna Pogórze Zachodniosudeckie - 332.2 Kwisa

55,5 Tolkmicko Pobrzeże Gdańskie - 313.5 Zalew Wiślany 52,8 Twardocice Pogórze Zachodniosudeckie - 332.2 Kaczawa 52,1 Złotoryja Pogórze Zachodniosudeckie - 332.2 Kaczawa

Typ cyrkulacji atmosferycznej według klasyfikacji Lityńskiego: SW0

Sytuacja meteorologiczna

Przelotne opady i burze zwłaszcza na zachodzie kraju związane z frontem chłodnym, nasuwającym się z zachodu ( PPms/PZ).

Rozkład przestrzenny sum dobowych opadów i lokalizacja stacji pomiarowych

KO£OBRZEGKOSZALIN

USTKA

£EBA

LÊBORK

¯ARNOWIEC

HEL

GDAÑSK

ELBL¥GKÊTRZYN

SUWA£KI

SZCZECIN-D¥BIE

RESKOSZCZECINEK

PI£A

CHOJNICE

BYDGOSZCZ

TORUÑM£AWA

OLSZTYN MIKO£AJKI

OSTRO£ÊKABIA£YSTOK

GORZÓW

S£UBICE POZNAÑ

KO£O

P£OCK

WARSZAWA SIEDLCETERESPOL

ZIELONA

LEGNICA

LESZNO

WROC£AW

KALISZ

WIELUÑ

�£ÓD -LUBLINEK

SULEJÓW

KOZIENICE

LUBLIN-RADAWIEC

W£ODAWA

JELENIA

ŒNIE¯KA

K£ODZKO

OPOLE

RACIBÓRZ-STUDZIENNA

CZÊSTOCHOWA

KATOWICE

KRAKÓW-BALICE

KIELCE-SUKÓW

TARNÓWRZESZÓW-JASIONKA

SANDOMIERZ ZAMOŒÆ

ALEKSANDROWICE

ZAKOPANEKASPROWY

NOWY

LESKO

PRZEMYŒL

KO£OBRZEGKOSZALIN

USTKA

£EBA

LÊBORK

¯ARNOWIEC

HEL

GDAÑSK

ELBL¥GKÊTRZYN

SUWA£KI

SZCZECIN-D¥BIE

RESKOSZCZECINEK

PI£A

CHOJNICE

BYDGOSZCZ

TORUÑM£AWA

OLSZTYN MIKO£AJKI


GORZÓW

S£UBICE POZNAÑ

KO£O

P£OCK


ZIELONA

LEGNICA

LESZNO

WROC£AW

KALISZ

WIELUÑ

�£ÓD -LUBLINEK

SULEJÓW

KOZIENICE

LUBLIN-RADAWIEC

W£ODAWA

JELENIA

ŒNIE¯KA

K£ODZKO

OPOLE


CZÊSTOCHOWA

KATOWICE

KRAKÓW-BALICE

KIELCE-SUKÓW


SANDOMIERZ ZAMOŒÆ

ALEKSANDROWICE

ZAKOPANEKASPROWY

NOWY

LESKO

PRZEMYŒL

KO£OBRZEGKOSZALIN

USTKA

£EBA

LÊBORK

¯ARNOWIEC

HEL

GDAÑSK

ELBL¥GKÊTRZYN

SUWA£KI

SZCZECIN-D¥BIE

RESKOSZCZECINEK

PI£A

CHOJNICE

BYDGOSZCZ

TORUÑM£AWA

OLSZTYN MIKO£AJKI


GORZÓW

S£UBICE POZNAÑ

KO£O

P£OCK


ZIELONA

LEGNICA

LESZNO

WROC£AW

KALISZ

WIELUÑ

�£ÓD -LUBLINEK

SULEJÓW

KOZIENICE

LUBLIN-RADAWIEC

W£ODAWA

JELENIA

ŒNIE¯KA

K£ODZKO

OPOLE


CZÊSTOCHOWA

KATOWICE

KRAKÓW-BALICE

KIELCE-SUKÓW


SANDOMIERZ ZAMOŒÆ

ALEKSANDROWICE

ZAKOPANEKASPROWY

NOWY

LESKO

PRZEMYŒL

KO£OBRZEGKOSZALIN

USTKA

£EBA

LÊBORK

¯ARNOWIEC

HEL

GDAÑSK

ELBL¥GKÊTRZYN

SUWA£KI

SZCZECIN-D¥BIE

RESKOSZCZECINEK

PI£A

CHOJNICE

BYDGOSZCZ

TORUÑM£AWA

OLSZTYN MIKO£AJKI


GORZÓW

S£UBICE POZNAÑ

KO£O

P£OCK


ZIELONA

LEGNICA

LESZNO

WROC£AW

KALISZ

WIELUÑ

�£ÓD -LUBLINEK

SULEJÓW

KOZIENICE

LUBLIN-RADAWIEC

W£ODAWA

JELENIA

ŒNIE¯KA

K£ODZKO

OPOLE


CZÊSTOCHOWA

KATOWICE

KRAKÓW-BALICE

KIELCE-SUKÓW


SANDOMIERZ ZAMOŒÆ

ALEKSANDROWICE

ZAKOPANEKASPROWY

NOWY

LESKO

PRZEMYŒL

Rys. 4.1.2 a Przykładowa wizualizacja rezultatów badań

Liczba dni z wysokim i bardzo wysokim opadem dobowym w Polsce w latach 2001-2008

79

5258

54

66

77 76

44 41

2127

32 33

43

29

73

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008rok

liczb

a d

ni

wysoki opad dobowy (P≥30mm) bardzo wysoki opad dobowy (P≥50mm)

Przykładowa wizualizacja rezultatów badań


7

4.1.3 – Struktura maksymalnych prędkości wiatru w Polsce, jako zjawiska groźnego dla bezpieczeństwa wewnętrznego kraju .

Praca została całkowicie ukończona i oddana do druku. Główne treści pracy:

- unikalny katalog zbioru zweryfikowanych pod względem jednorodności materiału obserwacyjnego – maksymalnych miesięcznych i rocznych prędkości wiatru w porywach za okres 1971-2005 dla 39 stacji meteorologicznych, - określono kryterium maksymalnej prędkości wiatru w porywie wynikające ze struktury wiatru, - określono kryterium maksymalnej prędkości wiatru w porywie powodującej zagrożenie dla gospodarki i społeczeństwa - uszczegółowiono klasyfikację maksymalnych prędkości wiatru w Polsce i oceniono skutki ich działania, - określono tzw. huraganowe typy cyrkulacji wg klasyfikacji J. Lityńskiego i ich związek z pojawianiem się maksymalnych prędkości wiatru, - na podstawie analizy map synoptycznych dolnych określono poziomy gradient ciśnienia przy którym w uwzględnionych typach cyrkulacji następują przyrosty prędkości wiatru o znamionach huraganu ; wyróżniono trzy różne genetycznie sytuacje meteorologiczne z którymi jest związane wystąpienie dużych prędkości wiatru na obszarze Polski. Dla każdej z wyróżnionych sytuacji dokonano szczegółowej charakterystyki wiatru o dużych prędkościach. Omówiono genezę tworzenia się takich ośrodków ciśnienia, które w skutkach dają przyrosty prędkości wiatru > 35-40 m/s na obszarze kraju, - określono długotrwałość tzw. cykli porywowych, - określono rzeczywiste miesięczne i roczne maksymalne prędkości wiatru w porywach występujące na obszarze Polski, - określono teoretyczne roczne prawdopodobieństwo występowania wiatru o zadanej prędkości, dobierając odpowiedni rozkład najdokładniej aproksymujący rozkład empiryczny maksymalnych prędkości wiatru, - określono prędkość wiatru o zadanym rocznym prawdopodobieństwie wystąpienia, wyróżniając decyl 10 procentowy, - opracowano mapy rocznego prawdopodobieństwa przewyższenia zadanej prędkości wiatru w porywach na dwóch wysokościach: 10 i 30 m npgr. dla terenu otwartego ( wg przyjętej klasyfikacji szorstkości klasa 0-1), jako jednorodnego terenu odniesienia do wykazania zróżnicowania przestrzennego tego zjawiska, - opracowano mapy maksymalnych prędkości wiatru w porywach o zadanym rocznym prawdopodobieństwie wystąpienia na wy. 10 i 30 m npg. dla terenu otwartego ( klasa szorstkości 0-1), - dokonano analizy trendów czasowych sytuacji meteorologicznych z którymi jest związane występowanie maksymalnych prędkości wiatru dla okresu 1971-2005, - na podstawie kontynuowanego monitoringu trąb powietrznych i szkwałów w Polsce zapoczątkowanego w roku 1979, głównie na podstawie informacji medialnych określono częstość występowania tych groźnych tworów barycznych, dokonano analizy przestrzenno - czasowej; określono rejony kraju najbardziej narażone na wystąpienie tych najgroźniejszych w skutkach ( uznanych, jako drugich po powodziach) zjawisk meteorologicznych, oceniono intensywności trąb powietrznych w opracowanej klasyfikacji maksymalnych prędkości wiatru w Polsce i określono skutki ich działania, - podano charakterystyki merytoryczne i statystyczne wiatru halnego , jako groźnego zjawiska meteorologicznego o zasięgu regionalnym,


8

- opracowano wnioski poznawcze i aplikacyjne do wykorzystania przy tworzeniu planów strategicznych kraju, dla biur prognoz z możliwością wykorzystania w systemach ostrzeżeń, w sztabach antykryzysowych i agendach ubezpieczeniowych.

Przykład rezultatów badań dotyczących trąb powietrznych w Polsce

TRTRĄĄBY BY POWIETRZNE POWIETRZNE

W POLSCEW POLSCE

4.1.4 – Ryzyko występowania mgieł w Polsce Prace końcowe tematu oraz analiza merytoryczna całości pracy, w tym w szczególności: -Opracowanie tabel przedstawiających częstość występowania danej sytuacji

meteorologicznej podczas występowania mgły na podstawie wybranych 12 stacji

meteorologicznych na terenie Polski za okres 2001-2005,

-Analiza sytuacji meteorologicznej w dniu, w którym zanotowano wystąpienie mgły na

podstawie wybranych 12 stacji meteorologicznych na terenie Polski,

- Analiza statystyczna sytuacji meteorologicznej podczas występowania mgły na

wyznaczonych stacjach synoptycznych,

-Przygotowanie prezentacji graficznej na seminarium poświęconemu tematyce zadania nr 4

pod tytułem „Ryzyko wystąpienia mgły w Polsce”,

- Uczestniczenie w seminariach poświęconych tematyce zadania nr 4 oraz promowanie

projektu w czasie „Pikniku z Klimatem”,+

-Analiza struktury dobowej mgły na wybranych stacjach meteorologicznych: -Chojnicach (2005),

-Gorzowie Wielkopolskim (2001-2004),


9

-Jeleniej Górze (2001-2004),

-Kielcach (2005),

-Krakowie (2001-2004),

-Lesku (2005),

-Lublinie(2001-2004),

- Łodzi (2005),

-Opolu (2001-2004),

-Siedlcach (2004),

- Suwałkach (2004),

- Zielonej Górze (2001-2004) Na podstawie analizy przestrzennej liczby dni z mgłą (widzialność poniżej 1 km) za okres 1971-2005 , wyróżniono rejony kraju o wzmożonej częstości występowania tego zjawiska. Za rejony takie uznano te w których w skali roku liczba dni z mgłą przekraczała 60. Dla rejonów tych, za okres 5 – lecia 2001-2005, który pod względem kodowania tego zjawiska oraz lokalizacji stacji zweryfikowano jako jednorodny, dokonano przede wszystkim szczegółowej analizy struktury dobowej mgły. Dla tego okresu i stacji meteorologicznych reprezentujących odpowiednie rejony obfitujące w to groźne zjawisko, analizowano jego przebiegi dobowe: czas trwania i natężenie w trzy stopniowej skali synoptycznej. Praca ta jest w dalszym ciągu kontynuowana, bowiem jest nadzwyczaj czasochłonna .Dane dobowe są wybierane z dzienników synoptycznych znajdujących się w archiwum IMGW – aktualnie w „przenosinach” ze względu na remont archiwum, przez co praca jest dodatkowo utrudniona. Wyróżniające się obszary „mgielne” reprezentują stacje: Chojnice, Zielona Góra, Jelenia Góra, Gorzów Wielkopolski, Lublin, Suwałki, Siedlce, Kielce, Kraków, Lesko, Łódź. Dalsze założenia pracy wymagały rozpoznania sytuacji meteorologicznej z którą jest związane występowanie mgły w zależności od genezy jej powstania. Rozpoznanie takie wykonano na podstawie analizy map synoptycznych dolnych za okres 2001-2005 podczas występowania mgły na wyżej wskazanych wybranych stacjach meteorologicznych, posiłkując się jednocześnie typami cyrkulacji atmosfery określonymi przez J.Lityńskiego W celu uchwycenia ewentualnych tendencji pojawiania się zjawiska mgły, dokonano odpowiednich porównań dla różnych okresów uwzględnionego wielolecia (1971-2005). Tak zebrane dane w postaci tabel, wykresów i map przedstawiających strukturę przestrzenną i dobową liczby dni z mgłą, posłużyły do wstępnej prezentacji wyników badań pod tytułem „Ryzyko występowania mgły w Polsce”, na seminarium poświęconemu tematyce zadania nr 4 projektu KLIMAT. Trwały dalsze prace nad interpretacją uzyskiwanych stopniowo wyników statystycznych oraz szczegółowe badania struktury dobowej i sytuacji meteorologicznych, jako bezpośredniej przyczyny występowania tego groźnego zjawiska. Docelowo – opracowanie mapy ryzyka występowania mgły, jej struktura dobowa oraz ewentualna tendencja częstości pojawiania się.

Jak z dokonanych prac analitycznych wynika, występowanie mgły w Polsce jest związane głównie z następującymi antycyklonalnymi typami cyrkulacji: SWa, 0a, Ea, Na oraz Wa. Jednocześnie mgły mogą pojawiać się również w typach cyklonalnych( mgły adwekcyjne), najczęściej w typie Sc i SWc.

Obserwuje się wyraźny rozkład struktury dobowej pojawiania się mgły w zależności od jej genezy, co będzie przedmiotem jeszcze szczegółowych badań..


10

Przykład wizualizacji danych

4.1.5 - Ryzyko występowania gołoledzi w Polsce 1. Na podstawie danych obserwacji gołoledzi za okres 1971-2005 pozyskanych z CBDH obliczono i wykreślono mapy robocze obrazujące średnią liczbę dni z gołoledzią w miesiącach jej pojawiania się tj.: listopad, grudzień, styczeń, luty i marzec ( sporadycznie kwiecień). Na tej podstawie dokonano wyboru stacji meteorologicznych, dla których przeprowadzono analizę struktury dobowej występowania gołoledzi za okres 2001 – 2005. Okres ten mimo że 5-letni , gwarantuje jednorodność serii. Wybrano te stacje, dla których średnia liczba dni z gołoledzią w skali sezonu ( XI – III) jest największa. Na podstawie analizy danych z okresu 1971-2005 dla 44 uwzględnionych stacji meteorologicznych ustalono, że liczba tych dni wynosi co najmniej 7. Szczegółowy wykaz wykonanych prac: 1. Rozszerzenie i uzupełnienie analizy sytuacji meteorologicznej podczas gołoledzi trwającej ponad 1 dobę oraz obejmujące znaczny obszar kraju. W tym celu opracowano wykresy słupkowe dotyczące gołoledzi trwającej, jedną dobę i dłużej, dla jedenastu wybranych stacji synoptycznych ( Siedlce, Kielce, Zielona Góra, Chojnice, Piła, Olsztyn, Mikołajki, Białystok, Krosno, Sulejów i Płock-Trzepowo). Ponadto wykresy obrazują czas trwania gołoledzi w datach wystąpienia zjawiska, w latach 2001 – 2005, na tle warunków meteorologicznych (temperatura powietrza minimalna i maksymalna w danej dacie oraz określenie typu cyrkulacji wg Lityńskiego, która panowała w danej dobie). 2. Przeprowadzenie analizy trendów zmian częstości występowania gołoledzi na stacjach posiadających pełny ciąg obserwacji w latach 1971-2005. Zbadano również wpływ zmiany lokalizacji stacji, na których prowadzone były obserwacje gołoledzi, na wielkość wskaźnika częstości występowania tego zjawiska (liczba dni z gołoledzią w sezonie), w okresie 1971-2005. Na większości stacji zaobserwowano trend rosnący. Jedynie w Chojnicach oraz na stacjach górskich (Śnieżka, Kasprowy Wierch) i położonych nad morzem (Świnoujście, Łeba, Koszalin) zaobserwowano trend malejący. Założono, że zmiana miejsca obserwacji zjawiska może mieć wpływ na wielkość jego charakterystyk ilościowych. Aczkolwiek zmiana lokalizacji stacji ma znaczenie lokalne i nie jest jedynym czynnikiem modyfikującym zmiany wartości wskaźnika. 3. Przygotowanie materiałów potrzebnych do wykonania map ze średnią liczbą dni z gołoledzią w poszczególnych miesiącach sezonu, kiedy występuje to zjawisko. Opracowanie komentarza do przestrzennego i czasowego zróżnicowania omawianego zjawiska na podstawie wcześniej wykreślonych map (mapyrobocze). Na podstawie analizy danych obserwacji gołoledzi za okres 1971 – 2005, pozyskanych z CBDH wykreślono mapy „robocze” metodą izolinii, obrazujące średnią liczbę dni z gołoledzią w miesiącach jej pojawiania się tj.: listopad, grudzień, styczeń, luty i marzec oraz dla całego sezonu ( X-IV).


11

Zrezygnowano z wykreślania map „docelowych” dla października, marca i kwietnia, gdyż zjawisko gołoledzi w tych miesiącach pojawia się sporadycznie, na niektórych stacjach, osiągając znikome wartości wskaźnika częstości, czyli średniej liczby dni z gołoledzią. Wyjątek stanowią dwie stacje górskie: Śnieżka i Kasprowy Wierch, gdzie sezon ze zjawiskiem gołoledzi trwa cały rok – dwanaście miesięcy (Śnieżka), a średnia liczba dni w sezonie wynosi 23,5 lub jedenaście miesięcy (Kasprowy Wierch), a średnia liczba dni w sezonie wynosi 13,2.

4. Opracowanie komentarza do wcześniej wykreślonych map metodą izolinii (mapy robocze): - „Średnia liczba dni z gołoledzią w sezonie” - „Średnia liczba dni z gołoledzią w listopadzie” - „Średnia liczba dni z gołoledzią w grudniu” - „Średnia liczba dni z gołoledzią w styczniu” - „Średnia liczba dni z gołoledzią w lutym” Średnia liczba dni z gołoledzią w marcu” Średnią liczbę dni z wystąpieniem zjawiska gołoledzi policzono na podstawie danych z okresu 1971-2005, dla stacji synoptycznych z pełnym ciągiem obserwacyjnym. Zaznaczyły się obszary o szczególnie wysokim wskaźniku częstości występowania zjawiska. Jako wartość progową wskazującą na obszary o wysokim stopniu zagrożenia gołoledzią, przyjęto 7 dni i powyżej siedmiu dni z gołoledzią, w ciągu całego sezonu.

5. Przedstawiono na wykresach słupkowych częstości występowania gołoledzi w Polsce według lat z okresu 1971-2005, zaobserwowanej na stacjach synoptycznych. Wykonano dwa rodzaje wykresów: - dla czterdziestu trzech stacji (bez stacji górskich, czyli Śnieżki i Kasprowego Wierchu), gdzie miarą częstości występowania zjawiska w danym roku jest suma liczby dni z gołoledzią w tym roku na wszystkich punktach obserwacyjnych; - dla czterdziestu pięciu stacji (łącznie ze Śnieżką i Kasprowym Wierchem), gdzie miarą częstości występowania zjawiska w ciągu roku jest suma liczby dni z gołoledzią na wszystkich czterdziestu pięciu punktach obserwacyjnych. Analiza wykresów pozwala na opracowanie czasowego rozkładu częstości występowania gołoledzi na terenie kraju. Analiza wykresów słupkowych częstości występowania gołoledzi w Polsce, według lat, pozwala na wyciągnięcie kilku wniosków: - w przedziale czasowym 1971-2005 najwięcej dni z gołoledzią zaobserwowano w roku 1996 – 353 dni w sumie na 43 stacjach synoptycznych (bez górskich) i 398 dni, wliczając liczbę dni z gołoledzią na stacjach górskich. Na II miejscu, pod względem liczby dni z tym zjawiskiem, był rok 1979 – 349 dni, (jako suma z 43 stacji) oraz rok 1997 – 386 dni, (jako suma z 45 stacji). Na III miejscu, pod względem częstości wystąpienia zjawiska, był rok 2002 – 345 dni (suma z 43 stacji) oraz rok 1979 – 385 dni ( suma z 45 stacji). 6. Przygotowywanie tekstu do opracowania „Ryzyko występowania gołoledzi w Polsce, jako groźnego zjawiska dla komunikacji i transportu” – analiza przestrzennego zróżnicowania średniej liczby dni z gołoledzią w miesiącach (listopad, grudzień, styczeń); rozszerzona analiza dobowej struktury gołoledzi; pogłębiona analiza długotrwającej gołoledzi w Polsce oraz rozszerzona analiza warunków meteorologicznych podczas wystąpienia gołoledzi w okresie 2001-2005.

7. Przygotowano prezentację na temat wyników osiągniętych podczas realizacji podzadania 4.1.5, w 2011 roku.


12

Przykład prezentacji wyników badań 8. Uczestniczenie w seminarium Zadania 4 „Klęski żywiołowe a bezpieczeństwo

wewnętrzne kraju”, które odbyło się 19 października 2011 roku. Praca znajduje się w ostatniej fazie przygotowania do druku w MONOGRAFII 4.2- Skrajne warunki solarne w Polsce, jako źródło zagrożenia dla człowieka i gospodarki Praca ta nie była kontynuowana w roku 2011 z uwagi na nie przyjęcie przez wykonawców

nowych warunków umowy na wykonywanie prac w projekcie KLIMAT. Została jednak przekazana w wymiarze kończącym pewien jej etap i będzie dołączona do prac zadania 4.

4.3 Źródła zagrożeń o charakterze synergicznym (naturalno-

technicznym) w Polsce, ich geneza i skutki Praca została zakończona i przekazana koordynatorowi. Jej główne wątki , to: 1. Identyfikacji źródeł zagrożeń katastrof synergicznych (na-tech ) w Polsce i ich geneza. Najczęściej zachodzące związki przyczynowo-skutkowe pomiędzy ekstremalnymi warunkami meteorologiczno i hydrologicznymi w Polsce, a katastrofami technologicznymi to: • silne wiatry powodujące uszkodzenia w budownictwie, przemyśle, energetyce, transporcie

drogowym i kolejowym a także w leśnictwie oraz dezorganizujące prace na wybrzeżu morskim i w rybołówstwie; odgrywają również istotną funkcję przy zanieczyszczaniu atmosfery przenosząc lotne substancje niebezpieczne,

• deszcze o silnym natężeniu , wywołujące powodzie, powodujące niszczenie mostów, awarie budowli hydrotechnicznych, zatapianie ujęć wody , oczyszczalni ścieków oraz wysypisk śmieci i hałd przemysłowych,

• długotrwałe i wysokie temperatury będące przyczyną łatwego powstawania pożarów lasów i zabudowań wiejskich,

• mgła i gołoledź powodujące katastrofy komunikacyjne lądowe morskie i powietrzne, • szadź i oblodzenia niebezpieczne dla przesyłowych linii energetycznych

i telekomunikacyjnych,


13

• wyładowania atmosferyczne powodujące poważne awarie systemów i sieci komputerowych,

• kwaśne deszcze i sucha depozycja zanieczyszczeń wywołujące trwałe niekorzystne skutki zakwaszając grunt oraz przyspieszając korozję konstrukcji metalowych, betonów i ich starzenie .

Katastrofy synergiczne można uważać za groźbę, ale również za symbol - symbol naszego stosunku do człowieka i przyrody. 2. Źródła zagrożeń katastrof synergicznych (na-tech) w Polsce ; − niebezpieczne zanieczyszczenia atmosfery. − niebezpieczne zanieczyszczenia wód − niebezpieczne zanieczyszczenia gleby − niebezpieczne wstrząsy powierzchni ziemi − zagrożenia katastrofalnymi zatopieniami − zagrożenia promieniotwórcze

3. Główne wnioski

4. Powszechnie wiadomo, że niezrównoważony rozwój zwiększa ryzyko wystąpienia katastrof naturalnych. To określa potrzebę spojrzenia na ryzyko wystąpienia klęsk poprzez pryzmat urbanizacji. Skutki katastrof mogą być zredukowane, ale tylko wtedy gdy będą traktowane jako integralna część w planach przyznawania środków na rozwój gospodarczy wraz z racjonalnym zagospodarowaniem przestrzennym. Planiści i specjaliści z szerokiego kręgu dyscyplin powinni być włączeni w zapobieganie i działania dotyczące redukcji klęsk. Jeśli chce się osiągnąć trwały rozwój powinno się uwzględniać w planowaniu również kadrę kierowniczą odpowiedzialną i przygotowaną na wypadek wystąpienia zagrożenia.

4.4 Określenie kryteriów wskaźników cyrkulacyjnych i meteorologicznych dla potrzeb wypracowania odpowiednich scenariuszy przewidywanego zjawiska ekstremalnego W 2011 roku w ramach podzadania 4.4 dokonano korekty opracowanej wcześniej koncepcji syntetycznego wskaźnika cyrkulacyjnego wskazującego na możliwość wystąpienia ekstremalnych wartości pogodowych. Skonstruowano zmodyfikowaną wersję wskaźnika oraz ją wstępnie przetestowano. Zgodnie z wcześniejszymi ustaleniami, wszystkie analizy były dokonane dla dwóch przewodnich elementów pogody i klimatu tj. temperatury powietrza i opadu atmosferycznego. Opracowany wskaźnik opiera się na prawdopodobieństwie warunkowym wystąpienia zjawiska ekstremalnego w danym typie cyrkulacji i z uwzględnieniem wybranych i dostępnych kalendarzy typów cyrkulacji (kalendarze: Grosswetterlagen, Lityńskiego, Osuchowskiej-Klein, Niedźwiedzia i Ustrnula). W okresie sprawozdawczym wyliczono określone prawdopodobieństwa i syntetyczne już wskaźniki dla całego 60-lecia 1951-2010. Pozwoliło to na stworzenie katalogu ilościowych wskaźników cyrkulacyjnych wskazujących na możliwość wystąpienia danego ekstremum pogodowego. Wykonane obliczenia oraz wskaźniki testowano dla poszczególnych dni opierając się na danych ze stacji synoptycznych. Obok wykonywania powyższych prac na danych historycznych, na bieżąco prowadzono też monitoring cyrkulacji nad Polską oraz testowano jego związki z występowaniem ekstremów meteorologicznych (termicznych i opadowych). W niektórych miesiącach stwierdzono bardzo silną zależność pomiędzy wskaźnikiem cyrkulacji a ekstremami (np. w maju 2011 r.), w


14

niektórych natomiast zgodność była niewielka ze względu na duże różnice lokalne (np. w listopadzie 2011 r.). W następnym okresie sprawozdawczym planowane są finalne prace nad raportem merytorycznym oraz przygotowanie opracoania do druku w MONOGRAFII.

4.5 Wezbrania sztormowe – ich geneza, tendencje i skutki działania ze szczególnym uwzględnieniem strefy brzegowej. Prace i badania były prowadzone i zakończone przy wykorzystaniu bazy danych hydrologiczno-meteorologicznych IMGW-PIB oraz prac Zakładu Geoekologii Instytutu Geoekologii i Geoinformacji UAM, mającego największy w kraju dorobek i doświadczenie w zakresie badań dotyczących niszczenia brzegów morskich. Prace wykonywane w ramach zadania 4.5 zostały podzielone na trzy etapy:

• Opracowanie koncepcji wskaźnika wezbrani owości i jego przydatność do porównania zagrożenia wezbraniami sztormowymi na różnych akwenach.

• Hydrologiczno-meteorologiczne uwarunkowania zniszczeń brzegów klifowych • Ocena możliwości wprowadzenia systemu ostrzeżeń o zmianach brzegów klifowych

wywołanych ekstremalnymi zmianami hydrometeorologicznymi. Badania nad wskaźnikiem wezbraniowości prowadzono na testowym zbiorze danych z

okresu ponad 50 lat tj. od 1955 do 2008 roku ze stacji Świnoujście (wybrane wezbrania sztormowe). Dokonano identyfikacji czynników meteorologicznych i hydrologicznych warunkujących występowanie wezbrań sztormowych na polskim wybrzeżu, takich jak: ciśnienie atmosferyczne, prędkość i kierunek wiatru, temperatura powietrza, temperatura wody. Wskaźnik wezbraniowości został wyliczony dla wezbrań w Świnoujściu, Ustce i Helu w latach 1955-2008. Wyselekcjonowanie i analiza wezbrań sztormowych została wykonana na podstawie poziomów morza z lat 1955-2008, na stacjach w Świnoujściu (wybrzeże zachodnie), Ustce (wybrzeże środkowe) i Helu (wybrzeże wschodnie). Te same dane pozwoliły na przedstawienie częstości występowania maksymalnych poziomów morza podczas wezbrań sztormowych. 4.6 Opracowanie systemu zapobiegania i sposoby ograniczania skutków powodzi oraz zasad funkcjonowania systemu ostrzeżeń

Szybkie powodzie, które pochłaniają najwięcej ofiar ze wszystkich rodzajów powodzi i mają destrukcyjny wpływ na lokalną gospodarkę są praktycznie niezauważane przez społeczeństwo i instytucje zajmujące się sytuacjami kryzysowymi. Wynika to najpewniej z faktu, że są to zwykle zjawiska tak bardzo lokalne, że opadów, które je wywołały nie rejestrują często żadne urządzenia pomiarowe. Są też tak szybkie, że nie rejestrują ich i nie relacjonują mass media, stąd informacje o nich nie docierają do polityków i społeczeństwa.

Zwrócenie na nie uwagi jest tym ważniejsze, że jak można sądzić na podstawie analiz scenariuszy zmian klimatycznych w Polsce, obszary ich występowania będą większe, a częstotliwość będzie wzrastać.

Bazując na doświadczeniach autorów i wykonanych w ramach projektu analizach racjonalne byłoby uwzględnienie w zarządzaniu ryzykiem powodziowym w Polsce metod nastawionych


15

na ograniczanie skutków szybkich powodzi. Działania w schematycznym zarysie powinny obejmować:

• Monitorowanie i archiwizowanie przypadków szybkich powodzi, badanie ich przebiegu i identyfikowanie szkód i strat jakie powodują. Będzie to przydatne w doborze właściwych metod ograniczania skutków tych powodzi.

• Wyznaczenie obszarów występowania różnych rodzajów szybkich powodzi (powodzie od rzek, powodzie burzowe, powodzie wynikające z przerwania wałów, powodzie spowodowane przerwaniem zapór z uwzględnieniem różnych scenariuszy zmian klimatu).

• Rozwój i doskonalenie systemu wczesnego ostrzegania społeczności zagrożonych szybkimi powodziami. Wymaga to współpracy państwowej służby hydrologiczno - meteorologicznej, struktur zarządzania kryzysowego i samorządów.

• Wspieranie rozwoju lokalnych systemów ostrzeżeń powodziowych (w tym systemów monitoringu opadów i stanów wód), jako ważnych elementów systemu wczesnego ostrzegania mieszkańców.

• Wspieranie przygotowania lokalnych samorządów do budowy skutecznych systemów ostrzegania przed powodzią w oparciu o koncepcję zintegrowanego systemu ostrzegania, którego celem jest prawidłowa i szybka reakcja mieszkańców na zagrożenie.

• Rozwijanie współpracy państwowej służby hydrologiczno meteorologicznej z lokalnymi samorządami dla lepszego poznania ich potrzeb, a w konsekwencji poprawy dokładności i odpowiedniego wyprzedzenia w czasie dostarczanych prognoz i ostrzeżeń.

• Wspieranie różnych form edukacji społeczeństwa aktywizującej i przekazującej wiedzę o specyfice szybkich powodzi, sposobach radzenia sobie z niebezpieczeństwem, jakie stwarzają i umiejętności reagowania na nie samodzielnie.

Przedstawione sugestie wymagają dyskusji z udziałem przedstawicieli administracji centralnej, administracji wodnej, instytucji wodnych, samorządów oraz innych grup interesariuszy. Jej celem powinno być stworzenie pilotowego programu ograniczania skutków szybkich powodzi na obszarach, na których te powodzie występują obecnie oraz tych, gdzie szybkie powodzie mogą się pojawić z powodu zmian klimatu w przyszłości. Wyniki takiego programu pozwoliłyby na wdrożenie rozwiązań prawnych i organizacyjnych prowadzących do ograniczenia skutków tych powodzi w Polsce.

4.7 Opracowanie narzędzi wspomagających system ostrzegania o powodziach typu flash flood W roku 2011 w ramach zadania wykonywano następujące prace: • Opracowano raport roczny z prac wykonanych w ramach tematu 4.7 za rok 2010. • Przygotowano prezentację na seminarium odbiorcze (1-2.02.2011) podsumowującą wyniki uzyskane w roku 2010. • Uzupełniano katalog nagłych powodzi FF (lata 2006-2010) o nowe przypadki zjawisk na

podstawie informacji nadesłanych z powiatów, jako odzew na prośbę o dane skierowaną do Związku Powiatów Polskich w ramach nowego sposobu pozyskiwania danych.


16

• Kontynuowano weryfikację i identyfikację przestrzenną rozkładu zjawisk nagłych powodzi FF w zlewniach rzecznych (dalszy ciąg prac).

• Wnoszono do bazy (w formacie DBF) tworzonej warstwy OPADY NAGŁE dodatkowe rekordy z informacją o opadach wywołujących powodzie FF, odpowiadających tym zjawiskom dla lat 1971-2010 (dalszy ciąg prac).

• Wygenerowano z warstwy OPADY NAGŁE podzbiory danych dotyczące

poszczególnych lat i utworzono mapy rozmieszczenia opadów nagłych dla kolejnych dni w latach 1971-2010.

• Wnoszono do relacyjnej bazy danych warstwy POWODZIE FF rekordy odpowiadające zjawiskom powodzi FF dla lat 1981-2010 wraz z analizą odpowiednich zjawisk opadów nagłych.

• Opracowano mapy zjawisk FF wraz z zestawieniem zlewni dla tych zjawisk dla poszczególnych lat badanego wielolecia.

• Prowadzono analizę i testy sprawdzające poprawność relacyjnej bazy danych dla warstw informatycznych OPADY NAGŁE i POWODZIE_FF.

• Wykonano analizę przestrzennego rozkładu nagłych powodzi FF pod kątem wyznaczania rejonów częstości występowania dla lat 1971-2010.

• Prowadzono ocenę częstości występowania nagłych powodzi FF w Polsce w latach 1971-1980.

• Opracowano graficzne i przygotowano do wydruku katalog nagłych powodzi FF. Prace wykonano zgodnie z przyjętym harmonogramem Praca w fazie przygotowywania do druku w MONOGRAFII 4.8 Lawiny śnieżne jako katastrofy naturalne na obszarze gór polskich na

przykładzie Tatr Polskich. Celem badań jest wzbogacenie istniejącej wiedzy na temat procesów zachodzących w pokrywie śnieżnej mających bezpośredni wpływ na wyzwolenie lawiny, jak również opracowanie danych topograficznych, które znajdą zastosowanie w planowaniu przestrzeni gór i wpływają na zwiększenie bezpieczeństwa w ruchu turystycznym w zimie. Przygotowano materiały promocyjne zadania 4.8 na seminarium „Śnieg i lawiny w górach polskich w sezonie 2010/2011.” 1 Udział w w/w seminarium. 2. Weryfikacja i analiza danych meteorologicznych i śniegowych dla stacji Hala Gąsienicowa. 3. Analiza warstw pokrywy śnieżnej w Tatrach Polskich pod katem stabilności pokrywy śnieżnej. 3. Analiza i klasyfikacja profili stratygraficznych pokrywy śnieżnej dla punktów pomiarowych: Morskie Oko, Hala Gąsienicowa, Przełęcz Liliowe, Beskid. 5. Analiza materiałów obserwacyjnych - przeobrażenia kryształów i ziaren śniegu wewnątrz pokrywy śnieżnej na Hali Gąsienicowej i Morskim Oku. 6 Analiza wpływu danego typu cyrkulacji na strukturę pokrywy śnieżnej. (Analizie poddano typ cyrkulacji i kształt wcześniej sklasyfikowanego profilu śnieżnego. Analiza objęła całkowite grubości pokryw śnieżnej, a przeprowadzono ją dla profilu Beskid). 7. Analiza częstości występowania określonego typu profilu stratygraficznego w danym typie pogody dla danych wysokości pokrywy śnieżnej w cm (>30 <=60; >60 <=90;>90 <=120;>120 <=150;>150). 8. Weryfikacja i analiza danych o lawinach zeszłych.


17

9. Weryfikacja i analiza danych o lawinach zaobserwowanych w terenie. 10. Analiza torów lawinowych w rejonie Kasprowego Wierchu, Przełęczy Bobrowieckiej, Hali Gąsienicowej i Morskiego Oka, Doliny Pięciu Stawów Polskich. 11. Redakcja „Katalogu lawin zaobserwowanych” – wersja końcowa. 12. Wstępne opracowywanie danych o ruchu turystycznym w Tatrach Polskich w sezonach zimowych. 13 Analiza ruchu turystycznego w tatrach w sezonach zimowych. 14. Opracowywanie danych o wypadkach lawinowych w Tatrach. 15 Analiza ruchu turystycznego i wypadków lawinowych w Tatrach w sezonach zimowych. 16. Wykonanie konwersji inputu do formatu wymaganego dla uruchomienia modelu Crocus Unix na danych obserwacyjnych z sezonu 2010/2011. 17. Wykonanie końcowej analizy porównawczej wyników otrzymanych z modelu Crocus Unix.( input danych obserwacyjnych vs input danych z polami analizy i prognozy modelu Aladin).

4.9 Sezonowa ocena stopnia zagrożeń społeczno- gospodarczych na podstawie reakcji naturalnych wskaźników roślinnych Skutki zmian klimatu, ze wzrostem temperatury sięgającym prawie 1°C w ostatnim stuleciu, już dzisiaj stają się widoczne w całej Europie. Zmiany klimatu wywierają duży wpływ na gospodarkę i społeczeństwo jako całość, poprzez swoje skutki dla fizycznych i biologicznych składników ekosystemów takich jak: woda, gleba, powietrze i bioróżnorodność.

Stwarzają również wiele zagrożeń dla zdrowia ludzkiego, szczególnie w przypadku gatunków o silnych właściwościach alergenogennych, u których przyspieszenie terminu pylenia, wiąże się z wydłużeniem okresu objawów alergicznych i pogorszeniem się stanu zdrowia u osób cierpiących na alergie.

W procesie ustalania priorytetów ważna jest odpowiednia wiedza na temat skali oraz perspektywy czasowej, w jakiej możemy się ich spodziewać negatywnych skutków zmian klimatu. Dlatego w niniejszym opracowaniu do sezonowej oceny stopnia zagrożeń wykorzystano reakcje naturalnych wskaźników roślinnych.

Celem zadani było wykonanie oceny i oszacowanie stopnia zagrożeń społeczno – gospodarczych na podstawie reakcji naturalnych wskaźników roślinnych poprzez:

1. Porównanie danych historycznych z danymi współczesnymi.

1 2

2 Współczesne obszary aktywności lawinowej.


18

• określenie wieloletnich tendencji i charakterystyki rocznej cyklu wegetacyjnego, zależnych od elementów i zjawisk meteorologicznych.

• określenie stanu aerosanitarnego powietrza związanego z etapem fitofenofaz w celu ochrony zdrowia publicznego.

W prowadzonych analizach jako indykator zastosowano roślinę wskaźnikową dla zarania wiosny. Wykorzystano dane fenologiczne kwitnienia żeńskich kwiatów leszczyny (Corylus avellana) z 25-ciu posterunków fenologicznych Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowego Instytutu Badawczego (Rys.1).

Rys.1. Rozmieszczenie posterunków fenologicznych w Polsce

Początek pylenia i kwitnienia leszczyny uważane są w fenologii za jedną z najważniejszych cech dla określania początku wegetacji (Łukasiewicz, 1967). Okresem badawczym było wielolecie 1951-1990. Na wstępie sporządzono mapę przestrzennego zróżnicowania początku kwitnienia leszczyny w Polsce w wieloleciu 1951-1990 (Ryc.2.).

W celu zbadania ogólnych prawidłowości w procesie zmian fenologicznych oraz w ramach analizy wyjaśniającej te procesy, obliczono liniowe trendy regresji- wystąpienie konkretnego pojawu roślinnego w latach, a także zależności pomiędzy terminami pojawu fenologicznego a średnią miesięczną temperaturą, przy zastosowaniu analizy korelacji, badając wartość współczynnika korelacji oraz istotność trendu ( dla α = 0,05). Dokonano analizy obliczonych statystyk pod kątem prognozowania terminów pojawów fenologicznych w zadanym okresie badawczym. Wybrano stacje z dobrym dopasowaniem modelu regresji liniowej do danych empirycznych. Na podstawie wybranych stacji wykonano prognozę terminu pojawów fenologicznych w zadanym okresie badawczym. WYNIKI BADAŃ

W badanym wieloleciu wegetacja ruszała najwcześniej na zachodzie Polski (Międzyrzecz, Koźla) i północnym – zachodzie (Resko) i południowym- zachodzie (Olza) - w pierwszej dekadzie marca. W tym samym czasie kwitnienie leszczyny pojawiało się na południu (Ustroń, Piwniczna) i lokalnie w nizinnej części Polski (Odolanów, Teofilów)

Następnie proces rozwijał się w kierunku północno - wschodnim, obejmując w drugiej dekadzie marca, pozostałą część zachodnich pojezierzy i nizin (Warnice, Starzyce, Krzeszyce, Janikowo, Ostrów Wielkopolski, Bobrowniki, Meszcze oraz Małopolskę (Wiślica) i Podkarpacie (Karsy), by dotrzeć na końcu do Polski północno - wschodniej w


19

trzeciej dekadzie marca (Dąbrowa Białostocka, Mielnik, Węgorzewo, Bartoszyce) z opóźnieniem do I-ej dekady kwietnia na stacji w Kartuzach. (Ryc.2.). W kolejnym etapie badań przeanalizowano obliczone statystyki pod kątem prognozowania terminów pojawów fenologicznych w zadanym okresie badawczym. Wybrano stacje z dobrym dopasowaniem modelu regresji liniowej do danych empirycznych. Na podstawie wybranych stacji wykonano prognozę terminu pojawów fenologicznych w zadanym okresie badawczym. W wyniku przeprowadzonych analiz stwierdzono także , że w perspektywie następnych 20 lat (predykcja do 2030 r.) ,spodziewana jest kontynuacja procesu przyspieszania początku wegetacji. Na terenie Polski północno-zachdniej (Warnice) kwitnienie leszczyny przyspieszy o kolejna dekadę: (z trzeciej do drugiej dekady marca) oraz z pierwszej dekady marca do trzeciej dekady lutego na południowym – zachodzie (Olza)(Rys.3.)

Rys. 2. Średnie terminy kwitnienia leszczyny w Polsce w wieloleciu 1951-90.

4. ADAPTACJA Opracowano założenia do strategii adaptacji profilaktyki alergologicznej z uwzględnieniem prawdopodobnych zmian w fenologii gatunków istotnych dla chorób alergicznych. Przystosowanie do zmian fenologicznych stanowi czynnik, który powinien być uwzględniany w odpowiednim planowaniu szczepień antyalergicznych. Liczne badania z zakresu alergologii dowodzą, że ujawnianie się cech alergii i związana z tym zachorowalność na astmę systematycznie wzrasta (Droszcz W., 2005) (Tab.1.). Tab.1. Zmiana zapadalności na astmę i alergię u dzieci i młodzieży. W Polsce 18% dorosłych i 23 % dzieci jest stygmatyzowane alergią. Brak jest wiarygodnych badań , jaka jest dynamika narastania astmy i alergii w Polsce. Opierając się na badaniach brytyjskich z ostatniego ćwierćwiecza , można przyjąć, że liczba chorych na astmę

KRAJ ROK % ROK %Austria 1964 19,1 1990 46Kanada 1980 3,8 1983 6,5Anglia 1956 1,8 1975 6,3USA 1971 4,8 1976 7,6


20

systematycznie wzrasta. Należy przypuszczać , że w naszej populacji zaznacza się podobny kierunek zmian. Głównym czynnikiem sprawczym wzrostu częstość występowania alergii jest wzrost zanieczyszczenia powietrza. Zwiększony stres środowiskowy powoduje również , że pyłki roślinne mogą być bardziej alergenogenne ze względy na większą koncentrację ziaren pyłków w powietrzu (Weather, Nov. 2004; The Wall Street Journal , May4-6, 2007) Rys. 4). Rys. 4. Poziom CO2 oraz koncentracja ziaren pyłku na obszarach o różnym stopniu urbanizacji.

Adaptacja oznacza przewidywanie szkodliwych skutków zmian klimatu i podejmowanie właściwych działań w celu zapobieżenia lub zminimalizowania szkód przez nie powodowanych.. Wobec uzyskanych wyników badań należałoby więc uwzględnić otrzymane wyniki w trakcie profilaktyki antyalergicznej przy stosowaniu szczepień , a także leków przeciwhistaminowych. Wczesne podjęcie działań umożliwi zmniejszenie kosztów szkód poniesionych w przyszłości. 4.9 Analiza relacji między ekstremalnymi stężeniami ozonu

niskotroposferycznego a warunkami meteorologicznymi Losy tego tematu są podobne, jak tematu 4.2. Praca nie była kontynuowana w roku 2011

z uwagi na nie przyjęcie przez wykonawców nowych warunków umowy na wykonywanie prac w projekcie KLIMAT. Została jednak przekazana w wymiarze kończącym pewien jej etap i będzie dołączona do prac zadania 4.

W pracy określono występowanie podwyższonych wartości stężeń ozonu - opracowano algorytm do obliczeń statystycznych i przeprowadzono obliczenia:

1. Relacje warunków meteorologicznych i stężenia ozonu, 2. Warunki meteorologiczne zwł. termiczne (fale ciepła, dni gorące, dni letnie) i ich

potencjalne relacje z podwyższonym stężeniem ozonu 3. Stworzenie i ulepszenie algorytmu obliczeniowego do półautomatycznej oceny termicznej miesięcy, pór roku i lat okresu 1996-2005 (2008), służącej do identyfikacji warunków

Kon

cent

racj

a zi

aren

pyłk

u

w p

oiw

etrz

u

(ilość

ziar

enw

12 1 3 26 2 29


21

termicznych sprzyjających występowaniu epizodów ozonowych, na tle średniej 30-letniej 1976-2005, przy wykorzystaniu metody kwantylowej i sigmowej (odchylenia od średniej). Przeprowadzenie obliczeń dla wybranych czterech stacji pomiarowych (Łeba, Śnieżka, Jarczew, Warszawa-Bielany). 4. Opracowanie merytoryczne materiału badawczego dla potrzeb promocji projektu

KLIMAT, . 5. maksymalnej, minimalnej i średniej dobowej z czterech stacji za okres 2006- wrzesień

2010. 6. Typowanie okresów podwyższonego stężenia ozonu: uzupełnianie "Katalogu

występowania ekstremalnie wysokich wartości stężenia ozonu w przyziemnej warstwie atmosfery, stwarzających zagrożenie dla zdrowia ludzi, środowiska i gospodarki" o dane za okres 2009-IX 2010, zgodnie z przyjętymi wcześniej kryteriami epizodów ozonowych dla wybranych 4 stacji (kryterium zdrowia ludzi i kryterium roślin):

• Katalog wartości 1-godzinnych >=180 (240 �g/m3). • Katalog wartości maksymalnych 8-godzinnych >=120�g/m3 • Katalog wskaźnika AOT 40 w okresie wegetacyjnym wg ustalonych wcześniej

kryteriów, uwzględniających odmienność warunków fizycznogeograficznych (zróżnicowanie wartości), dla wybranych 4 stacji.

7. Obliczenie wskaźników dot. ekstremalnych warunków termicznych tzn. fal upałów w czterech rejonach badań, a stopień stężenia ozonu,wstępna analiza obliczeń.

4.11 Zagrożenia nadzwyczajnymi zjawiskami meteorologicznymi na obszarze Warszawy Tematyka ta będzie jeszcze kontynuowana co najmniej do marca 2012 roku, z uwagi na opóźniony termin rozpoczęcia obserwacji na stacjach i pozyskiwanie jakże cennych danych obserwacyjnych, nieodzownych do przeprowadzenia tego empirycznego eksperymentu. Dotychczasowe badania wykazują , że rozkład przestrzenny zjawisk meteorologicznych jest silnie zróżnicowany na obszarze wielkich aglomeracji miejskich. Miasto stanowi bowiem skomplikowaną bryłę architektoniczną modyfikującą zarówno natężenie zjawiska, jak i jego rozkład. W obliczu obserwowanego nasilania się ekstremalnych zjawisk meteorologicznych na świecie i w Polsce, również na obszarach wielkich aglomeracji miejskich, podjęto temat badawczy dotyczący zagrożeń nadzwyczajnymi zjawiskami meteorologicznymi w WARSZAWIE . Przedmiotem badań jest wykazanie częstości pojawiania się zjawiska noszącego kryterium ekstremalnego, jego wartości oraz zróżnicowania przestrzennego; wydzielenie dzielnic miasta najbardziej narażonych na działanie danego zjawiska do których zaliczono: silne opady, podtopienia i zalania, zróżnicowanie dużych prędkości wiatru, kontrasty termiczne. Po uporaniu się z „piramidą” obowiązujących przepisów prawnych, architektonicznych, budowlanych, konserwatora zabytków obowiązujących na terenie m. st. Warszawy, udało się uruchomić przewidziane pięć automatycznych stacji meteorologicznych na obszarze miasta. Niestety, nie wszystkie stacje rozpoczęły pracę jednocześnie ze względu na przedłużające się procedury administracyjne, różne w poszczególnych dzielnicach Warszawy. Daty uruchomienia stacji i przypisana jej nazwa:

• 27.04. 2010 – stacja Międzylesie, • 27 05.2010 – stacja Ursynów, • 3.07.2010 – stacja Kawęczyn, • 18.10.2010 – stacja ZOO


22

• 6.11.2010 - stacja Wilanów Opracowano system dekodowania rejestracji elektronicznej oraz metodę zbierania

danych i tworzenia bazy danych dla uruchamianych stacji. Opracowano system obliczania sumy dobowej opadu za tzw. dobę opadową, tj. od godz.06 – 06.00 UTC na podstawie rejestracji wysokości opadu za okres doby kalendarzowej. Trwa systematyczna praca przeliczania opadu dla okresu doby opadowej dla wszystkich 5 stacji meteorologicznych.

Systematycznie wykonywane są prace kontrolne i konserwatorskie istniejących punktów pomiarowych. Bieżąca analiza przestrzenna opadów o dużym natężeniu występujących w okresie 2010 i 2011 r pozwoliła już na tym etapie badań wyróżnić obszary miasta najbardziej narażone na zalania, podtopienia i inne straty. Trwa kontynuacja uzupełniania bazy danych dla wszystkich uruchomionych już stacji na terenie Warszawy i wnoszenie danych odbywa się na bieżąco ( do 10 następnego miesiąca) . Pierwsze obserwacje np. fali opadów ulewnych w dniach 30 maja, 2 czerwca i 3 czerwca 2010 r. lub16-17 maja 2011 roku uwidoczniły na obszarze miasta największe natężenia ulew w sytuacjach meteorologicznych z którymi było związane wystąpienie tych opadów. Uwagę zwraca bardzo duże zróżnicowanie wysokości opadu. Przykładowo w dniu 3 czerwca 2010 r wysokości opadu kształtowały się następująco: 0,0 mm (Czajka i Bielany), 1,1 mm (Filtry), 2,0 mm (Bemowo), 5,8 mm (Okęcie), 12, 0 mm (Czerniaków), 48,1 mm (Ursynów), 66,9 mm (SGGW), 110 mm (Piaseczno). Wystąpienie opadu było związane z zalegającym frontem okluzji i płytkim ośrodkiem niżowym w rejonie południowo-wschodniej części kraju oraz napływem bardzo ciepłych mas powietrza zwrotnikowego z południa Europy.

Rys. 1.4.11 Przestrzenny rozkład opadów na obszarze Warszawy w dniu 3 czerwca 2010 r ( w treści mapy omyłkowo wpisano datę 3 lipca 2010

4.12. Susze w Polsce i skala ich zagrożeń Praca została w całości zakończona i przygotowana do publikacji.

Celem pracy jest ocena powtarzających się susz w Polsce na podstawie odpowiednio dobranych wskaźników. Przyjęto definicję suszy jako zjawisko ciągłe o zasięgu regionalnym, które oznacza dostępność wody poniżej średniej w określonych warunkach naturalnych i jest charakteryzowane jako odchylenie od warunków normalnych opadów, wilgotności glebowej, położenia zw. wody gruntowej oraz przepływów w rzekach. Według CZTERECH faz suszy wydzielonych przez Dębskiego [1970]: I) susza meteorologiczna, (II) susza rolnicza, (IV) susza hydrologiczna, (IV) susza w sensie gospodarczym, do opisu suszy atmosferycznej został opracowany standaryzowany wskaźnik opadu (SPI). SPI wykorzystywany jest do detekcji i oceny intensywności suszy. Umożliwia obiektywną, porównywalną ocenę w różnych


23

warunkach klimatycznych? w różnych okresach. Zastosowano przedziały ostrości suszy w modyfikacji Łabędzkiego [Łabędzki i in. 2008]. W okresie realizacji podzadania w roku 2010 prace były skupione nad określeniem wskaźników suszy w Polsce i jej analizą czasowo-przestrzenną . W szczególności: • wyznaczono wartości wskaźnika SPI (standaryzowanego wskaźnika opadu) dla

poszczególnych miesięcy w wieloleciu 1971-2005 dla wybranych, na potrzeby projektu, stacji opadowych jako danych wejściowych do detekcji suszy atmosferycznej. Ponadto wyznaczono okresy występujących susz atmosferycznych w wieloleciu;

• identyfikacji okresów suszy atmosferycznej (na podstawie wartości wskaźnika standaryzowanego opadu SPI) jako materiału wyjściowego do rozpoznania suszy hydrologicznej będącej kontynuacją suszy atmosferycznej (uwzględniając podział suszy na kolejne etapy rozwoju wg Dębskiego). Odzwierciedleniem suszy hydrologicznej są obserwowane niżówki w rzekach. Wyznaczono wartości współczynnika suszy hydrologicznej na podstawie parametrów niżówek (czas trwania, objętość niedoboru przepływu niżówki, przepływ najmniejszy niżówki) dla wybranych zlewni badawczych w projekcie zamkniętych przekrojami wodowskazowymi;

• analizy czasowej wskaźnika standaryzowanego opadu SPI w wieloleciu 1971-2005 dla wybranych stacji badawczych, celem opracowania kalendarium okresów suszy atmosferycznej z wydzieleniem kategorii suszy;

• analizy czasowej wskaźnika suszy hydrologicznej określonego na podstawie parametrów niżówki, będącego następstwem suszy atmosferycznej wraz z określeniem kategorii suszy;

• opracowania merytorycznego materiału badawczego dla potrzeb promocji; • analizy przestrzennej wskaźnika standaryzowanego opadu SPI w wieloleciu 1971-2005 dla

wybranych stacji badawczych, celem opracowania map rozkładu suszy atmosferycznej z wydzieleniem kategorii suszy wg podziału Łabędzkiego;

• analizy przestrzennej wskaźnika suszy hydrologicznej określonego na podstawie parametrów niżówki (objętość niedoboru przepływu niżówki, czas trwania niżówki), która jest konsekwencją przedłużającej się suszy atmosferycznej,

• wizualizacja wyników analizy przestrzennej wskaźnika standaryzpwanego opadu SPI w wieloleciu 1971-2005 dla wybranych stacji badawczych z uwzględnieniem stopni zagrożenia suszą,

• wizualizacja wyników analizy przestrzennej wskaźnika suszy hydrologicznej stanowiącej przedłużenie suszy atmosferycznej z uwzględnieniem skali zagrożeń,

• wizualizacja wyników analizy czasowej wskaźnika suszy hydrologicznej stanowiącej przedłużenie suszy atmosferycznej z uwzględnieniem skali zagrożeń

• opracowanie zagrożenia suszą atmosferyczną w Polsce na podstawie wskaźnika standaryzowanego opadu SPI, w wieloleciu 1971-2005, dla wybranych stacji badawczych,

• opracowanie stopnia zagrożenia suszą hydrologiczną dla obszaru Polski, która stanowi przedłużenie suszy atmosferycznej z wykorzystaniem wskaźników.


24

Rys. 4.1.12 Przykład wizualizacji uzyskanych wyników badań

Przestrzenna zmienność suszy atmosferycznej oceniona na podstawie zmienności wskaźnika SPI

Realizacja zakresu pracy w podzadaniach jest zgodna z założonym celem

całości Zadania.

5. Propozycje wykorzystania wyników badań:

- sztaby antykryzysowe od ogólnopolskiego po gminne oraz na obszarach wielkich miastach, - podstawy naukowe dla tworzonych systemów ostrzeżeń i potrzeb prognoz meteorologicznych i prognoz BIO, - agendy ubezpieczeniowe, - resorty i gałęzie gospodarcze: rolnictwo, lasy, Biuro Bezpieczeństwa, Ministerstwo Rozwoju, Ministerstwo Środowiska, Sejmowa Komisja Ochrony Środowiska, Urzędy: do planów zagospodarowania przestrzennego, Stowarzyszenia Pozarządowe, - ekspertyzy w szerokim tego słowa znaczeniu, - do celów poznawczych, dla potrzeb edukacji społeczeństwa , - publikacja monograficzna oraz publikacje autorskie

6. Główni Wykonawcy – Zespół wykonawców zamieszczono na pierwszej stronie. 7. Odbiór zadań: pełne teksty opracowań w sprawozdaniu rocznym.

8. Termin realizacji prac w zadaniu 4 upływa 30 czerwca 2012 r

Koordynator zadania 4

Prof. nazw. dr hab. Halina Lorenc

projekt: klimatklimat.imgw.pl/wp-content/uploads/2013/02/zadanie4_2011.pdf · obserwacyjny. drugim...

Documents