Pogoda i Klimat

...modelowanie numeryczne

Friday, 01 October 2010 12:06

Rekonstrukcje klimatu Europy Środkowej Featured

Written by 
Rate this item
(0 votes)

{jcomments on}

Poprzednio opisano rekonstrukcje temperatury obejmujące swym zasięgiem znaczne obszary - najczęściej były to rekonstrukcje dla północnej półkuli naszej planety. Jednak, jak wiadomo zmiany klimatu w skali lokalnej nie koniecznie muszą się pokrywać ze zmianami klimatu w skali globalnej. Dlatego przedstawiam tu rekonstrukcję klimatu dla Europy Środkowej na podstawie Xoplaki et al. (2005).

 

 

Rekonstrukcja ta (multiproxy) obejmuje tak naprawdę obszar całej Europy - dlatego zawężono dane do obszaru pomiędzy 10E,25E i 45N,55N. Oryginalne dane na siatce 0.5° można znaleźć tutaj. Są to wartości sezonowe dla każdej pory roku pomiędzy 1500 a 2002. Po wyciągnięciu średnich dla danego obszaru zamieniono je na anomalie temperatury w odniesieniu do okresu bazowego 1961-1990.

Zima

Średnie odchylenia temperatury sezonu zimowego wahały się w tym okresie od -6.2° (zima 1829/30) do +3.7° (zima 1606/7). Ekstrema bliższe naszym czasom to -5.2° (1962/3) i +3.6° (1989/90). W przebiegu odchyleń widać wyraźny wzrost odchyleń średnich temperatur sezonu zimowego od normy. Poniżej wykres przedstawiający średnie ruchome 11-letnie w latach 1500-2002.

Rys. 1: Rekonstrukcja odchyleń temperatur od normy - zima. Źródło: Xoplaki et al. 2005

Z rekonstrukcji wynika wyraźnie, iż zima w Europie Środkowej w ostatnim dziesięcioleciu przyjęła wartości nie notowane co najmniej od roku 1500. Najniższe wartości temperatura przyjmowała w czasie tzw. "Małej Epoki Lodowcowej" (LIA), w szczególności w dziesięcioleciu 1688-1698, kiedy odchylenie od normy wynosiło średnio -2.1°. Najcieplejszym jedenastoleciem był okres dokładnie o 300 lat późniejszy - 1988-1998 z odchyleniem +1.5°. Różnica pomiędzy tymi okresami osiąga 3.6°.

Uwagę przyciąga fakt, że średnia temperatura w okresie zimowym ulegała w ciągu ostatnich pięciu wieków sporym wahaniom. Zaledwie 10 lat po osiągnięciu minimum z lat 1688-1698 temperatura osiągnęła wartość normalną, by w I połowie wieku XVIII osiągnąć wartość o 0.3° normę przekraczającą. Po ociepleniu z pierwszej połowy XVIII wieku temperatura ponownie zaczęła stopniowo spadać, aż do osiągnięcia minimum pod koniec wieku XIX (-1.7° w latach 1886-1896 i 1887-1897). Od tego momentu obserwowany był ponowny szybki wzrost z maksimum w okolicach lat 20-tych XX wieku. Kolejny spadek temperatury był na tle poprzednich zdarzeń relatywnie krótki i trwał od końca lat 20-tych do minimum pod koniec lat 40-tych XX wieku (-1.3° w latach 1937-1947). Od tego momentu mamy do czynienia z wzrostem temperatury, aczkolwiek nierównomiernym - wyraźnie widać kolejne, wtórne minima w latach 1962-1972 (-1.1°), oraz 1977-1987 (-0.5°), jednakże każde kolejne minimum charakteryzowało się temperaturą wyższą, niż poprzednie. Ostatnie zimy sugerują, iż najcieplejszy okres możemy mieć już za sobą i być może zbliżamy się do kolejnego minimum, jednakże proces globalnego ocieplenia może spowodować, że kolejne minimum będzie się charakteryzowało temperaturą znacznie wyższą od poprzedniego (1977-1987) i być może osiągnie nawet wartości dodatnie w stosunku do normy 1961-1990.

Wiosna

Okres wiosenny ulegał podobnym zmianom, jak okres zimowy. Również i tutaj widać wyraźnie minimum z końca XVII wieku - nieco przesunięte w czasie w stosunku do minimum zimowego. Wiosenne minimum w średnich jedenastoletnich wystąpiło w latach 1691-1701 i jego wartość spadła do -1.7° w stosunku do normy 1961-1990. Najzimniejsza wiosna wystąpiła w 1785 (-3.7°), a najcieplejsza w 1794 (+2.4°). W ostatnich latach najwyższymi wartościami odchyleń temperatury pochwalić się mogły wiosny w latach 2000 (+2.2°), 2002 (+2.1°). Najzimniejszymi wiosnami były wiosny w latach 1980 (-1.7°), 1965 (-1.7°), 1958 (-1.6°), 1955 (-1.8°).

Rys. 2: Rekonstrukcja odchyleń temperatur od normy - wiosna. Źródło: Xoplaki et al. 2005

Przebieg temperatur w okresie wiosenny wskazuje na to, iż ostatnie lata charakteryzują się najcieplejszą wiosną w całej rekonstrukcji. W latach 1500-1700 mieliśmy do czynienia z powolnym ochłodzeniem, aż do wystąpienia gwałtownego minimum w latach 1691-1701 (-1.7°). Następnie okres wiosenny ulegał stopniowemu ociepleniu aż do wystąpienia kilku maksimów na przełomie XVIII i XIX w. Druga połowa XIX wieku to ponowne ochłodzenie - aż do minimum z lat 1873-1883 (-1.2°). Od tego czasu ponownie się ocieplało - kolejne maksimum to lata 1943-1953 (+0.5°). Ochłodzenie, które nastąpiło po tym okresie było krótkie - zaraz po nim zaczęło się ocieplać, aż do wystąpienia bieżącego maksimum (1992-2002, +0.9°).

Lato

Pora letnia, odmiennie od pór wiosennych i zimowych charakteryzowała się tym, iż maksimum rekonstrukcji nie przypada na okres 1992-2002. Najcieplejszym jedenastoletnim okresem w rekonstrukcji okazał się okres 1788-1798 (odchylenie +1.0°). Najzimniej zaś było w latach 1732-1742 (-0.6°).

Rys. 3: Rekonstrukcja odchyleń temperatur od normy - lato. Źródło: Xoplaki et al. 2005

Warto zwrócić uwagę, że na powyższym wykresie przedstawiającym odchylenia temperatury dla pory letniej, dominują wartości dodatnie. Dzieje się tak dlatego, iż okres bazowy (1961-1990) okazał się na tle całości okresem dość chłodnym. Najcieplejsze lata w naszym regionie Europy występowały w latach od około 1755 (zaraz po minimum z lat 1732-1742) do około 1811. Najcieplejsze lato to właśnie rok 1811 z odchyleniem +2.4° (lata 2002 i 1992 miały odchylenie +2.1°, a rok 1807 +2.2°). Od 1811 lato ulegało stopniowemu ochłodzeniu aż do wystąpienia minimum z lat 1918-1928 (-0.4°). Ostatnie dane instrumentalne wskazują, iż w latach miało miejsce dalsze ocieplenie pory letniej i w latach 2000-2010 przebiła ona maksimum z lat 1788-1798.

Jesień

Jesień to pora roku, która w rekonstrukcji Xoplaki posiada odmienny trend ostatnich lat, niż pozostałe pory roku. Co więcej, jest to jedyna pora roku, której minimum wystąpiło w XX wieku (1912-1922, -1.2°). Najcieplejsza jesień występowała w latach 1960-1970 (+0.4°).

Rys. 4: Rekonstrukcja odchyleń temperatur od normy - jesień. Źródło: Xoplaki et al. 2005

Najzimniejsza jesień wystąpiła w roku 1912 (-2.7°), zaś najcieplejsza w 2000 (+1.7°). Dane te potwierdzają pomiary z Wrocławia, gdzie również jesień 1912 była najzimniejsza w badanym okresie. Uprzedzając potencjalne pytania - zima 1912/3 była zimą ciepłą.

Podobnie, jak w przypadku lata, również i jesień uległa znacznemu ociepleniu w latach nie objętych rekonstrukcją. Wszystko wskazuje na to, że przekroczyła ona maksimum z lat 1960-1970. Więcej na ten temat na końcu, w przypadku omawiania łączenia rekonstrukcji Xoplaki z rzeczywistymi pomiarami.

Rok

Średnie temperatury roczne (wyliczone, jako średnia arytmetyczna z wszystkich czterech sezonów) w omawianej rekonstrukcji nie pozostawiają wątpliwości - ostatni okres jest okresem najcieplejszym w badanym okresie (1500-2002).

 

Rys. 5: Rekonstrukcja odchyleń temperatur od normy - rok. Źródło: Xoplaki et al. 2005

Przebieg temperatur rocznych okazuje się być bardzo charakterystyczny - od 1500 do około 1700 mamy stopniowe ochłodzenie zakończone niskim minimum z lat 1688-1698, które było jednocześnie minimum absolutnym (-1.2°). Po tym roku odnotowujemy ocieplenie z maksimum w latach 1788-1798 (+0.3°). Po tym okresie ponownie się ochładza, choć warte odnotowania jest wtórne maksimum z lat 1818-1828 (+0.2°). Kolejne minimum datuje się na lata 1886-1896 (-0.7°), następnie ponownie się ociepla aż do bieżącego maksimum z lat 1992-2002 (+0.7°). Widoczny jest więc wyraźny cykl:

 

  • Minimum 1688-1698
  • Maksimum 1788-1798
  • Minimum 1886-1896
  • Maksimum 1992-2002

 

 

Rekonstrukcja a dane instrumentalne

Porównanie wyników rekonstrukcji z danymi instrumentalnymi wykazuje dużą ich zgodność - oznacza to, że rekonstrukcja jest godna zaufania. Jako okres porównawczy wybrano lata 1802-1899, gdyż jest to okres w którym istnieje wystarczająca ilość stacji prowadzących pomiary instrumentalne. Porównywanie dla okresu po roku 1899 nie ma sensu, gdyż rekonstrukcja Xoplaki dotyczy lat 1500-1899, a dane 1900-2002 to pomiary instrumentalne.

Rys. 6: Porównanie rekonstrukcji z danymi instrumentalnymi.

Poniżej przebieg 11-letnich średnich ruchomych w okresie 1802-2002:

Rys. 7: Porównanie rekonstrukcji z danymi instrumentalnymi - średnie 11-letnie.

Większa rozbieżność w początkowym okresie może wynikać ze zbyt malej ilości stacji w tym czasie.

Łącznie rekonstrukcji z danymi instrumentalnymi po 2002

Dołączenie danych instrumentalnych po 2002 roku powoduje zmiany w zestawieniu. I tak - zima 1606/7 traci miano najcieplejszej na rzecz zimy 2006/7 (+4.1°), również pozostałe pory roku pobiły swoje dotychczasowe maksima i tak: wiosna 2007 z wartością odchylenia równą +2.7° pobiła wiosnę 1794 (+2.4°), lato 2003 (+2.8°) osiągnęło wartość wyższą, niż rekord z 1811 (+2.4°), jesień 2006 (+2.5°) pobiła jesień 2000 (+1,7°). Nagromadzenie się wyjątkowo wysokich wartości dodatnich spowodowało zmiany w przebiegach 11-letnich średnich ruchomych dla danych pór roku. Poniżej wykresy.

Rys. 8: Zmiany przebiegu średniego 11-letniego odchylenia po dodaniu danych 2003-2010 - zimą

 

Rys. 9: Zmiany przebiegu średniego 11-letniego odchylenia po dodaniu danych 2003-2010 - wiosną

Rys. 10: Zmiany przebiegu średniego 11-letniego odchylenia po dodaniu danych 2003-2010 - latem

Rys. 11: Zmiany przebiegu średniego 11-letniego odchylenia po dodaniu danych 2003-2009 - jesienią

Jak widać dodanie kolejnych lat spowodowało, że w przypadku lata i jesieni to właśnie bieżący okres okazał się okresem najcieplejszym. Odbiło się to również ponownie na średniej temperaturze rocznej - wykres poniżej:

Rys. 12: Zmiany przebiegu średniego 11-letniego odchylenia po dodaniu danych 2003-2009 - rok

Rekonstrukcje klimatu obejmujące okres 1500-1899, w połączeniu z danymi z pomiarów instrumentalnych z lat 1900-2010, jednoznacznie wskazują na to, iż obecnie żyjemy w najcieplejszym okresie ostatnich pięciuset lat. W przebiegu średnich temperatur rocznych wyraźnie widoczny jest około 200-letni cykl. Nie jest jednak jasne, czy jest to cykl stały, czy jedynie przypadkowy - brakuje bowiem maksimum pod koniec XVI wieku, które wg. cyklu powinno się tam znajdować. Wg. przebiegu temperatur z poprzednich stuleci należałoby mniemać, iż maksimum temperatur powinno wystąpić w ostatnim dziesięcioleciu XX wieku, jednak już teraz, po dodaniu danych z pierwszego dziesięciolecia wieku XXI, wiemy iż temperatury rosną dalej. Jakkolwiek zimy uległy pewnemu ochłodzeniu (Rys. 8), ochłodzenia tego nie widać w innych porach roku, a szczególnie nie uwidacznia się ono w średnich rocznych anomaliach temperatury powietrza. Być może przyczyną takiego stanu rzeczy jest postępujące ocieplenie w skali globalnej - w takim wypadku należałoby oczekiwać, że w kolejnych latach możemy mieć do czynienia z zaburzeniem cyklu (o ile takowy w ogóle występuje a nie jest artefaktem rekonstrukcji) - zamiast spadku temperatur o około 0.9 stopnia w przeciągu następnych dziesięcioleci, możemy otrzymać brak trendu, lub nawet dalszy trend rosnący.

 

 

 

 

 

Read 8908 times Last modified on Saturday, 13 October 2012 08:40
More in this category: « Rekonstrukcje klimatologiczne
Login to post comments
You are here: Home ENSO Rekonstrukcje Rekonstrukcje klimatu Europy Środkowej