Rok 2015 w Polsce

Rekordowo ciepły grudzień spowodował, że średnia roczna anomalia temperatury na obszarze Polski również okazała się być rekordowo wysoka w okresie pomiarów instrumentalnych. Jest to tym bardziej zadziwiające, że poprzedni rekord roczny należał do roku 2014.

 Średnia roczna anomalia temperatury w roku 2015 wyliczona w stosunku do wielolecia 1961-1990 osiągnęła +2.12K i była o 0.14K wyższa od rekordu z roku 2014. Sposób wyliczania anomalii jest w dalszym ciągu taki sam – dane ze stacji są umieszczane na siatce 0.1° (interpolacja IDW), średnia obszarowa to średnia ważona po szerokości geograficznej z wyliczonych wartości w węzłach siatki. Więcej na temat serii poltemp można przeczytać tutaj i tutaj.

Powyżej: Rozkład anomalii rocznych w roku 2015.

Ubiegły rok był również pierwszym w całej historii pomiarów instrumentalnych, którego anomalia temperatury przekroczyła +2.0K.

Już styczeń 2015 odznaczał się wysokimi anomaliami dodatnimi, osiągającymi przeciętnie w skali kraju +4.24K.

Charakterystyczne dla tak ciepłych zim są częste wichury związane z przemieszczającymi się z nad Atlantyku głębokimi układami niskiego ciśnienia. Nie inaczej było tym razem – 9 stycznia 2015 nad Polską przechodził front burzowy, a porywy wiatru osiągały 27 m/s w Legnicy. Następnego dnia we Wrocławiu odnotowano temperaturę maksymalną równą +15.3°C, co było wyrównaniem rekordu z 1993 roku.

Luty i Marzec były już nieco chłodniejsze (w sensie odnotowanych anomalii temperatury). Od kwietnia do czerwca temperatury wahały się raczej w pobliżu normy termicznej. Od lipca zaczęły się w Polsce pojawiać fale upałów, a sam lipiec był już bardzo ciepły, szczególnie w południowej części kraju.

Kulminacja letniej fali upałów przypadła na sierpień, który odznaczał się drugą najwyższą anomalią temperatury (dla sierpnia) w całym okresie pomiarowym (od 1781 roku).

W Niemczech wyrównano krajowy rekord ciepła (40.3°C który padł… w lipcu). W Polsce padły rekordy lokalne – dla stacji Wrocław-Strachowice, gdzie odnotowano +37.9°C (Na stacji uniwersyteckiej przy ulicy Kosiby we Wrocławiu było jeszcze cieplej: +38.9°C). 8 sierpnia w Karpaczu temperatura w ciągu nocy spadła jedynie do +25.7°C, co było jedną z najwyższych wartości temperatury minimalnej w całym okresie pomiarów instrumentalnych.

Powyżej: przebieg temperatury w Karpaczu między 6 a 8 sierpnia 2015. Źródło: monitor.pogodynka.pl.

Jeszcze cieplejsza noc wystąpiła dzień później na posterunku Rozdziele (+25.9°C).

W związku z długotrwałym utrzymywaniem wyjątkowo wysokich temperatur i niskich stanów wód w rzekach, miejscami pojawiły się problemy z dostawą energii elektrycznej.

Upały ostatecznie zakończyły się dopiero z początkiem kolejnego miesiąca. 1 września temperatura wzrosła jeszcze do +36.8°C w Tarnowie, co było nowym krajowym rekordem dla tego miesiąca. Do ciekawej sytuacji doszło na stacji w Krośnie, gdzie odnotowano +34.5°C. Była to jednocześnie najwyższa temperatura kiedykolwiek zmierzona na tej stacji. Jest to pierwszy przypadek, kiedy absolutny rekord odnotowano we wrześniu.

Autor: Jarek Lewandowski.

Ostatni dzień upalny wystąpił 17 września, kiedy we Wrocławiu notowano +33.8°C. Ogólna ich liczba była zresztą wyjątkowo wysoka. W okolicy Opola wystąpiło ich aż 37, podczas gdy przeciętnie jest ich zaledwie około 8. Tak dużej liczby dni upalnych w ciągu roku nie notowano w całej historii pomiarów instrumentalnych.

Poniżej: liczba dni upalnych w miesiącach letnich i w całym roku 2015

Źródło: http://www.ogimet.com, http://monitor.pogodynka.pl

Kolejne miesiące odznaczały się już mniejszymi anomaliami, a październik był wręcz miesiącem chłodnym. Już 12 października mieliśmy do czynienia z pierwszym incydentem zimowym – na znacznym obszarze kraju wystąpiły opady śniegu, które skutkowały pierwszą w tym sezonie pokrywą śnieżną.

Okolice Sandomierza, 12 października rano. Autor: Arkadiusz Urbański.

Jak się okazało później, był to największy opad śniegu jaki wystąpił do końca 2015 roku. Już od listopada anomalie temperatury ponownie były dodatnie, a grudzień 2015 okazał się być najcieplejszym grudniem w historii pomiarów instrumentalnych na obszarze niemal całego kraju.

Miniony rok był nie tylko wyjątkowo ciepły, ale i wyjątkowo suchy. Skrajne wartości temperatury w okresie letnim (szczególnie w lipcu i sierpniu), połączone z wysokim usłonecznieniem spowodowały, że znacznie wzrosły sumy parowania. Ponieważ sumy opadu w tym okresie również były niskie, a gdzieniegdzie skrajnie niskie, mieliśmy do czynienia z suszą – miejscami intensywną. Wartości klimatycznego bilansu wodnego za okres letni były w niektórych regionach jednymi z najniższych w historii obserwacji, na Dolnym Śląsku tak niskiego KBW (maj-wrzesień) jeszcze nie notowano. Przełożyło się to oczywiście na stany rzek. Wisła na wodowskazie w Warszawie osiągnęła stan najniższy w całym okresie pomiarowym.

Źródło: Bil Piotr LysosTarcho (facebook).

Na stacji meteorologicznej w Kaliszu suma opadu od października 2014 do września 2015 osiągnęła zaledwie 226 mm. Tak niskie sumy opadu (przy jednocześnie ekstremalnie wysokich anomaliach temperatury powietrza) w sposób szczególnie wyraźny odbiły się na rolnictwie. Na początku września Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsi poinformowało, że:

(…) okresie od 1 lipca do 31 sierpnia 2015 roku zagrożenie suszą rolniczą występuje wśród upraw: rośliny strączkowe, ziemniaki, krzewy owocowe, chmiel, kukurydza na kiszonkę, tytoń, warzywa gruntowe, buraki cukrowe, drzewa owocowe i kukurydza na ziarno.

Tegoroczna susza jest szczególnie dotkliwa. Mamy do czynienia z suszą meteorologiczną, glebową oraz rolniczą, która w skrajnych przypadkach może prowadzić do całkowitej utraty plonów.

Deficyt wody w roku bieżącym był średnio o ok. 270% wyższy niż w wieloleciu.

Skutki obecnej suszy będą częściowo odwracalne w przypadku roślin wieloletnich, natomiast w przypadku roślin jednorocznych pastewnych, takich jak kukurydza, strączkowe czy ziemniak, poprawa warunków pogodowych we wrześniu nie spowoduje istotnej poprawy stanu uprawy tych gatunków.

 W niektórych regionach kraju sytuacja ta poprawiła się dopiero późną jesienią.

Zmiana klimatu

Przebieg anomalii rocznych, wyliczonych według metody podanej wyżej, dla całego okresu instrumentalnego przedstawia się następująco:

Źródła danych służących do sporządzenia tego wykresu zostały zestawione w pliku http://meteomodel.pl/klimat/poltemp/poltemp.txt

Mniej więcej od połowy XIX w. daje się wyraźnie zauważyć stopniowe ocieplenie klimatu w naszym kraju, do końca lat 80. XX w. dość powolne, później gwałtowne. Ponieważ różne miesiące ocieplały się w różny sposób, a dodatkowo podobne trendy obserwujemy na szczytach górskich, jest wątpliwe by za obserwowane ocieplenie odpowiadały czynniki w rodzaju Miejskiej Wyspy Ciepła. Ostatnie 10 lat jest w Polsce przeciętnie o niemal 2.0K cieplejsze od pierwszych dekad tej serii pomiarowej. Należy zwrócić jednak uwagę, że dane początkowe obarczone są pewnymi błędami związanymi z mniejszą liczbą stacji pomiarowych, zmianami w sposobie wykonywania pomiaru, oraz zmianami ich lokalizacji.

Same średnie roczne anomalie temperatury powietrza w Polsce charakteryzują się dość dużymi zmianami z roku na rok – najniższa wystąpiła w 1829 i wyniosła -3.12K, zaś najwyższa w roku ubiegłym (+2.12K). Trzeba więc pamiętać, że sam fakt wystąpienia ciepłego, lub chłodnego roku nie przesądza o tym, czy jesteśmy w trakcie ocieplenia, czy też ochłodzenia klimatu. Szczególnie, jeśli rozpatrujemy tak mały obszar, jakim jest Polska i tak krótki okres czasu, jakim z punktu widzenia zmian klimatycznych jest pojedynczy rok. Tym bardziej dotyczy to jeszcze krótszych okresów jakimi są pojedyncze miesiące, o czym wiele osób zdaje się nader często zapominać. W cieplejszym klimacie okresy ciepłe zdarzają się po prostu częściej niż zimne, ale nie wyklucza to pojawiania się również tych ostatnich. Widzimy to również na wykresie – w 2010 roku średnia roczna anomalia była niższa od 0.0K co oznacza, że był to rok chłodniejszy niż przeciętna z lat 1961-1990. Nie oznaczało to jednak jakiegoś szczególnego ochłodzenia klimatu – znacznie chłodniejsze lata wystąpiły wszak i wcześniej, chociażby w 1996 czy 1987.

Rok 2015 jest na tle historycznym szczególnie niezwykły, nie tyle ze względu na rekordową wartość anomalii temperatury powietrza, co z uwagi na fakt, że dotychczasowym rekordowym rokiem był rok poprzedni – 2014. Taka sytuacja wydarzyła się pierwszy raz w całym ciągu pomiarowym. Oba te lata osiągnęły łączną anomalię równą +2.05K. To również jednak nie powinno być jedynym powodem do twierdzenia o ocieplaniu się naszego klimatu. Bardzo ciepłe lata (często występując parami) pojawiają się w Polsce dość regularnie, co około 7-10 lat – nie ma w tym nic nadzwyczajnego. Prawdziwą oznaką ocieplenia jest to, że w ciągu upływu czasu lata te stają się w uśrednieniu coraz cieplejsze.

Powyżej: średnie anomalie roczne temperatury powietrza w Polsce i dwuletnia średnia ruchoma.

Za główną przyczynę ocieplenia naszego klimatu należy uznać Globalne Ocieplenie. Co do jego antropogeniczności naukowcy już od dawna są zgodni. W naszym kraju postępuje ono w ostatnich dekadach (szczególnie od lat 80. XX w.) nawet szybciej, niż ma to miejsce w skali globalnej. Istotną przyczyną jest szybsze ocieplanie się lądów, niż oceanów. Do tego stanu rzeczy może też przyczyniać się fakt, że naturalna zmienność klimatu (której istnienia przecież Antropogeniczne Globalne Ocieplenie nie wyklucza) w pewnych przedziałach czasowych może przyspieszyć obserwowane ocieplenie, w innych zaś je opóźnić. Jest ona do tego o wiele bardziej widoczna w poszczególnych regionach naszej planety, niż w uśrednieniu dla całego globu. Szczególnie w naszej części świata możemy mieć do czynienia z stosunkowo silnymi naturalnymi zmianami klimatycznymi spowodowanymi np. różnorodnymi cyklami atmosferycznymi, czy oceanicznymi (takimi jak na przykład Oscylacja Północnoatlantycka). W naszym regionie do przyspieszenia ocieplenia mogły przyczynić się dodatkowo zmiany ustrojowe, jakich doświadczyliśmy na przełomie lat 80. i 90. XX w. (paradoksalnie poprzez unowocześnienie przemysłu, zmniejszenie ilości emitowanych aerozoli).

Powyżej: Porównanie przebiegu anomalii temperatury w Polsce z przebiegiem globalnym (GISTEMP). Okres bazowy w obu seriach to 1951-1980. 11-letnia średnia ruchoma.

Jak widać na powyższym wykresie, tego typu fluktuacji nie widać na wykresie temperatury globalnej, za to są doskonale widoczne w skali lokalnej, nawet po wygładzeniu 11-letnią średnią ruchomą. Warto zwrócić uwagę, że również w skali globalnej rok 2015 okazał się być rokiem rekordowo ciepłym, bijąc rekord z roku 2014 (GISTEMP). Miała tu więc miejsce sytuacja podobna jak w Polsce, co jest jednak dziełem przypadku. Wpływ na rekord globalny miało w tym roku nie tylko Globalne Ocieplenie, ale również wyjątkowo silne zjawisko El Niño. Ponieważ zwykle rekordowe lata w kontekście globalnym następowały w roku, w którym El Niño się kończyło, można z dużą dozą prawdopodobieństwa prognozować, że rok 2016 globalnie również będzie rekordowy, chyba że nastąpi jakieś nieprzewidywalne w chwili obecnej zdarzenie, które wpłynie na obniżenie temperatury (np. wybuch wulkanu porównywalny z wybuchem Pinatubo, czy wyjątkowo szybki rozwój bardzo silnego zjawiska La Niña).

Szybsze ocieplenie na obszarze naszego kraju nie stoi w sprzeczności z projekcjami zmian klimatu (projekt CMIP5). Zmiany temperatury w Polsce wręcz idealnie pokrywają się z średnią z kilkudziesięciu realizacji modeli GCM wchodzących w skład tego projektu. Dalsze projekcje wskazują na postępujące ocieplenie klimatu w naszym kraju, przy czym do okolic roku 2025 nie ma w zasadzie różnicy pomiędzy poszczególnymi scenariuszami emisji gazów cieplarnianych (RCP). Do 2040 różnice te są niewielkie i zawierają się w przedziale 0.4K. Przy najbardziej optymistycznym (ale w chwili obecnej raczej nierealnym) ograniczeniu emisji GHG (RCP 2.6, co reprezentuje wymuszenie radiacyjne związane z emisją gazów cieplarnianych o 2.6 W/m² ponad poziom preindustrialny) i tak doświadczymy ocieplenia o około 1 stopień ponad poziom z 2010. W przypadku najgorszym (RCP 8.5) pod koniec bieżącego wieku może być przeciętnie nawet o 5 stopni cieplej, niż w jego pierwszej dekadzie. Warto mieć jednak na uwadze, że do zbadania przyszłych zmian temperatury w małych skalach przestrzennych należałoby raczej użyć wyniku modeli regionalnych (RCM).

Powyżej: porównanie wyników modeli klimatycznych (RCP 8.5) z pomiarami w Polsce. Stan na styczeń 2015.

Powyżej: Porównanie różnych projekcji zmian klimatu (w oparciu o różne scenariusze emisji GHG).

 Znaczne przyspieszenie ocieplenia w Polsce w ostatnich dekadach jest widoczne również przy zliczaniu miesięcy charakterystycznych na dekadę. Poniżej przedstawiono liczbę miesięcy anomalnie ciepłych, to jest znajdujących się powyżej 90 centyla (dla okresu bazowego 1951-2010, charakterystyka za [1]).

O ile w latach 1896-1985 dekadowa liczba tych miesięcy z reguły nie przekraczała 10 (za wyjątkiem lat 1946-1955), o tyle już w latach 1996-2005 było ich 17, a ostatnia dekada kończąca się na roku ubiegłym odznaczała się rekordową liczbą 28 takich miesięcy. W XIX w. ich liczba ani razu nie przekroczyła 10.

Odwrotną sytuację mamy w przypadku miesięcy anomalnie chłodnych (poniżej 10 centyla), których liczba systematycznie spada.

Cały czas jednak występują, o czym już wspomniano – postępujące ocieplenie nie eliminuje ich całkowicie, redukuje jedynie ich liczbę. W latach 2006-2015 miesięcy anomalnie chłodnych było zaledwie sześć, ostatnim z nich był marzec 2013. Ocieplenie klimatu, szczególnie w skali regionalnej, może nie objawiać się zwiększeniem liczby miesięcy anomalnie ciepłych, ale zwyczajnie zmniejszeniem się liczby miesięcy anomalnie chłodnych. I odwrotnie – w latach 1986-1995 miesięcy anomalnie chłodnych w porównaniu z dekadą poprzednią nie ubyło, za to przybyło miesięcy anomalnie ciepłych – co wpłynęło na zmierzoną średnią anomalię dekadową.

Powyżej: liczba miesięcy ciepłych, zimnych i normalnych w ostatnich 10 latach (2006-2015) na podstawie kwantylowej charakterystyki termicznej.

W ostatnich 10 latach miesiące ciepłe wyraźnie dominują nad miesiącami zimnymi. W poprzednich dekadach wyglądało to następująco:

Jednocześnie, wraz ze zmianą stosunku miesięcy ciepłych do zimnych, sumy roczne opadów w zasadzie nie ulegały większym zmianom, co najwyżej zmienił się sam charakter występujących opadów. Jeśli ocieplenie naszego klimatu dalej będzie postępowało w tym tempie co dotychczas (na co wskazują wymienione wyżej projekcje zmian klimatu oparte o modele GCM), należy się spodziewać wzrostu częstości opadów nawalnych – wyższa temperatura powietrza skutkować będzie również zwiększoną temperaturą powierzchni wody, co oczywiście oznacza zwiększone parowanie.  Zwiększenie liczby opadów nawalnych skutkuje równocześnie zwiększeniem liczby obserwowanych przypadków powodzi błyskawicznej. Ten trend widoczny jest już obecnie.

Częstotliwość występowania powodzi błyskawicznych (Flash Flood) w Polsce za [2].

W latach 1971-1980 notowano 121 przypadków powodzi błyskawicznych. Liczba ta wzrosła do 249 w latach 1981-1990 i 397 w latach 1991-2000. Od początku XXI w. powodzi błyskawicznych notowano jeszcze więcej: 554 w latach 2001-2010 [2].

Z drugiej strony istnieją badania [3] łączące zmiany klimatu w Arktyce z częstotliwością pojawiania się blokad atmosferycznych. Takie blokady zakłócają charakterystyczną dla naszych szerokości geograficznych zachodnią cyrkulację i potrafią trwać tygodniami. Prowadzi to do sytuacji w której jedna część kontynentu zmaga się z uciążliwymi upałami i suszą, a inna może doświadczyć silnych powodzi. Ostatni szczególnie uciążliwy taki przypadek miał miejsce w roku 2010, głównie we wschodniej części Europy. Alexander Frolow z rosyjskiego Roshydrometu stwierdził, że była to najgorsza fala upałów w tej części Europy od 1000 lat [4]. Średnia temperatura powietrza w lipcu 2010 w Moskwie wzrosła do 26.0°C i była o ponad 1.5°C wyższa, niż przeciętna średnia temperatura lipca dla Madrytu. Liczbę ofiar śmiertelnych związanych z falą upałów w Rosji szacuje się na ponad 56 tysięcy [5]. Jasne jest więc, że postępujące i wyraźnie już widoczne zmiany klimatyczne nie oznaczają jedynie wzrostu temperatury, ale mogą doprowadzić do szeregu niekorzystnych zjawisk. Dlatego powinniśmy robić wszystko, by im przeciwdziałać.

Powyższy tekst, w zredagowanej formie można również przeczytać na portalu Nauka o Klimacie.

[1] Czernecki B., Miętus M., 2011, „Porównanie stosowanych klasyfikacji termicznych na przykładzie wybranych regionów Polski”, Przegl. Geof. 56 (3-4), 201-233

[2] Ostrowski J., Czarnecka H., Głowacka B., Krupa-Marchlewska J., Zaniewska M., Sasim M., Moskwiński T., Dobrowolski A., „Nagłe powodzie lokalne (flash flood) w Polsce i skala ich zagrożeń„, IMGW-PIB, 2012

[3] Coumou D., Petoukhov V., Rahmstorf S., Petri S., Schellnhuber J., „Quasi-resonant circulation regimes and hemispheric synchronization of extreme weather in boreal summer.” PNAS 2014 111 (34) 12331-12336; doi:10.1073/pnas.1412797111

[4] https://news.mail.ru/society/4236755/

[5] http://cred.be/sites/default/files/PressConference2010.pdf