Wpływ Oceanu Atlantyckiego i Morza Bałtyckiego na klimat Polski

BADANIA FIZJOGRAFICZNE NAD POLSKĄ ZACHODNIĄ Tom XLIV, Seria A, Geografia fizyczna 1992 MARIA STOPA-BORYCZKA, JERZY BORYCZKA WPŁYW OCEANU ATLANTYCKIEGO I MORZA BAŁTYCKIEGO NA KLIMAT POLSKI ZARYS TREŚCI Celem pracy jest określenie deformacji pola temperatury powietrza w Polsce przez Ocean Atlantycki i Morze Bałtyckie. Dokonano tego aproksyumując pole temperatury w Polsce wielomianem regresji 4 stopnia względem współrzędnych geograficznych. Odchylenie gradientu horyzontalnego temperatury powietrza od południka miejscowego wskazuje deformację pola temperatury powietrza w Polsce przez Ocean Atlantycki i Morze Bałtyckie. W opracowaniu przedstawiono mapy gradientów horyzontalnych temperatury powietrza w Polsce. Celem pracy jest określenie deformacji pola temperatury powietrza w Polsce przez Ocean Atlantycki i Morze Bałtyckie. Wymagało to oddzielenia wpływu głównych czynników geograficznych na klimat w każdym miejscu obszaru Polski. Wyodrębniono zmienność klimatu: południkową (strefową) — zdeterminowaną przez szerokość geograficzną, równo- leżnikową — wywołaną cyrkulacją mas powietrza polarnego morskiego i kontynentalnego oraz hipsometryczną — wynikającą z różnicy wysokości nad poziomem morza. Zasadniczym modelem empirycznym, symulującym przestrzenną zmienność klimatu Polski jest wielomian regresji 4 stopnia (Boryczka, Stopa-Boryczka 1988): Т = f(®, A, H) (1) h kilometwzględem współrzędnych geograficznych ©, A — wyrażonych w setkac nad poziom morza Н rów (b = 1,111q, A = 1,111 A cosp) i wysokości gradientu pola w hektometrach (hm). Umożliwia on wyznaczenie składowych temperatury: = — południkowej, w *C/100 km a — równoleżnikowej, w *C/100 km oT. о OH 7 hipsometryczny, w 'C/100 m które są pochodnymi cząstkowymi funkcji aproksymującej (1). 154 M. Stopa-Boryczka, J. Boryczka Gradient horyzontalny temperatury powietrza > Е [07 0 гл nie zależy od różnicy wysokości terenu. Jest on wypadkową zmienności strefowej T; (wynikającej z różnicy kąta padania promieni słonecznych) i zmienności TA + TB spowodowanej oddziaływaniem Oceanu Atlantyckiego (TA) i Morza Bałtyckiego (TB). Gradient horyzontalny temperatury T* powinien być skierowany na południe Polski — zgodnie z zasadą strefowości klimatu Ziemi. Jego odchylenie od miejscowego południka o kąt a wskazuje: a > 0 (zachód) — wpływ polarno-morskich mas powietrza (oceanizm) a < — (wschód) — wzrost cech kontynentalnych klimatu (kontynentalizm). O wpływie Oceanu Atlantyckiego i Morza Bałtyckiego na klimat Polski informują już zmiany roczne średniego (na obszarze kraju) gradientu horyzontal- nego temperatury T'= [a;, a2], określonego równaniem hiperpłaszczyzny regresji (Stopa-Boryczka i inni, 1989) Т = ао + а1Ф Składowa równoleżnikowa uv + а2Л + азН (2) = a2 zmienia znak w ciągu roku z ujemnego zimą (a2 < 0) na dodatni (a2 > 0) latem. Gradient horyzontalny jest odchylony na zachód (zima) lub na wschód (lato). Na przykład, wektory w skrajnych miesiącach roku określają równania: T = 15,21 — 0,203@ — 0,390A — 0,366H (styczeń) Т = 31,83 - 0,257Ф + 0,1504 — 0,606H (lipiec) o współczynnikach korelacji wielokrotnej R = 0,911 i R = 0,959. (3) Wektory Го = [-0,20, -0,26] 1 Го = [-0,26, 0,15] są odchylone od kierunku NS o 62,5” i -30,3°. Istotne znaczenie ma określenie deformacji pola temperatury powietrza przez ukszałtowanie powierzchni Ziemi (AT = GH) Wyeliminowanie wpływu wyso- kości nad poziomem morza na temperaturę powietrza umożliwiło wydzielenie stref oddziaływania Atlantyku i Bałtyku na klimat Polski. Dokonano tego, aproksymując pole temperatury (dane z 322 stacji meteorologicznych, 1951-1960) wielomianami regresji 4 stopnia względem ©, A, H, np. styczeń T = 0,00000479 © — 0,002993 A — 9,001295 H -- 0,004734 ФЛ? —0,0003852 A -0,001007 GH — 0,001044 $? — 0,02424 ФАН —0,007090 H - 0,001850 Л? + 0,004097 Ф2^ - 0,03387 ФН? — 0,01180 AŻH — 0,01180AH* = — 0,006359 H2 + 0,00001642 &°A - 0,0002124 43H — 0,0005105 2A? + 0,01029 @? — 0,001289 AH +_:(0,008614 &2H — 0,003377A? + 0,00000975 a4 + 0,001263 @2AH Wpływ Oceanu Atlantyckiego i Morza Bałtyckiego na klimat + 0,0005244 Ф?Н? + 0,0002922 ФН? — 0,0004425 AH lipiec T= 0,00000444 b + 0,00009868 ФА + 0,00006532 Н° _ 0,006897 ФА? — 0,00007981 AŻH — 0,0002992 ФЗА — 0,00003127 7H? — 0,00009288 DH* — 0,0002986 AH* + 0,001816 ФЛЗ - 0,003496 WAŻH + 0,0002805 PAH? - 0,001918 A* + 0,005026 AH + 0,001194 AŻH? —0,00002984 A + 0,0004299 H - 0,00005010 ФН - 0,0001988 Л? —0,0006111 Ф? — 0,00001391 AH — 0,0001497 H* - 0,0004296 ФЗ + 6,619 + 0,004073 ŻA - 0,0001131 ФАН + 0,001679 ФН? + 0,000477 AH? + 0,0004143 H? + 0,0001468 ФЗН + 0,001733 Ф?Л? — 0,004850 ФЛЗ + 0,004496 ФА?Н + 0,005560 A* - 0,006231 АЗН + 0,0001760 H* cechuje się współczynnikami + 25,54 (4) — 0,003789 DH — 0,004953 A? + 0,00001896 Ф“ - 0,001080 Ф?АН + 0,0001885 ФЛЕ? — 0,00001362 A2H (5) korelacji wielokrotnej R = 0,940 i R = 0,981 Fishera-Snedecora: F = 63,7 i F = 218,9). Na podstawie 155 tych wzorów wyznaczono gradienty horyzontalne (test temperatury powietrza [= SŁ.ań w poszczególnych miejscach obszaru Polski o współrzęddD’ dA nych (©; A; H;). Przedstawiono je w postaci wektorów na mapach (rys. 1-4), ograniczając się do środkowych miesięcy pór roku (styczeń, kwiecień, lipiec, paź- dziernik). Zwrot gradientu (strzałka) wskazuje kierunek wzrostu temperatury powietrza, a jego długość — przyrost w °C/100 km. Zmiany roczne gra- dientu horyzontalnego T” zależą od różnicy tempe- ratury między lądem Eu- ropy a wodami Atlantyckiego Oceanu od 1 i Morza Bałtyckiego. Świadczą o tym odchylenia tych wektorów — 05'C/100 km miejsco- Rys. 1. Gradienty horyzontalne temperatury powietrza w Polsce (styczeń): — wektor [; + wektor [”- T6 Fig. 1. The horizontal gradient of air temperature (January) M. Stopa-Boryczka, J. Boryczka wych południków i ich długości. Ogólnie, gradienty horyzontalne zmieniają kierunek z po- a 1 5 д \ t 156 ludniowo zachodniego w półroczu chłodnym na południowo-wschodni w miesiącach półrocza ciepłego. Zimowy wzrost temperatury powietrza w kierunku południowo-za- chodnim (rys. 1) wywołany ochładzającym nego Iv 2. Gradienty ocieplającym wpływem mas powietrza polarnego morskiego i — 05°C/100km Rys. jest horyzontalne temperatury powietrza (kwiecień): — wektor [; — wektor T'- T6 Fig. 2. The horizontal gradient of air temperature (April) w Polsce — polar- kontynentalnego. Letni wzrost temperatury powietrza w kierunku południowo-wschodnim (rys. 3) wynika z ochła- dzającego wpływu wód Oceanu Atlantyckiego, które wówczas są chłodniejsze od lądu Europy. Gradienty horyzontalne temperatury powietrza w styczniu są dłuższe w po- ludniowo-wschodniej Polsce niż w północno-za- chodniej. Natomiast w lipcu są one dłuższe w pół- nocno-zachodniej Polsce Najbardziej strefowy niż w południowo-wschodniej. układ gradientów horyzon— tialnych temperatury (zbliżony do kierunków poludników miejscowych) 05*(/100km (...truncated)