Maksymalne ciśnienie w Polsce 23 stycznia 1907 (Aktualizacja!)

O ekstremalnych wartościach ciśnienia w Polsce w dniu 23 stycznia 1907 pisałem już parokrotnie. Nie udało mi się jednak wcześniej znaleźć pomiarów z najbardziej interesującego nas obszaru Polski – czyli okolic Suwałk, gdzie ciśnienie powinno być najwyższe.

Ułożenie izobar nad Europą w dniu 23 stycznia 1907 obrazuje poniższa mapa (źródło: Deutsche Seewarte):

Wartości ciśnienia podane są tu w mmHg (pomniejszone o 700 dla czytelności) i już zredukowane do poziomu morza. Sposób ułożenia izobar sugeruje rosnące ciśnienie w kierunku północno-wschodnim, a więc najbardziej interesującą stacją będą w naszym przypadku Suwałki. Izobara 795 mmHg obejmuje tu większą część kraju – po konwersji ciśnienia otrzymamy wartość 1060 hPa.

W Królewcu wartość ciśnienia na poziomie morza wynosi 798.6 mmHg, czyli 1064.7 hPa – jednak nie jest pewne czy było to ciśnienie najwyższe. Należy się spodziewać, że maksymalną wartością ciśnienia było około 1065 hPa i podobnej wartości należy oczekiwać na północno-wschodnich krańcach Polski.

Może to i zaskakujące, ale dane dla Suwałk ze stycznia 1907 roku istnieją. Można je znaleźć w „Annales de l’Observatoire physique central Nicolas” z tegoż roku.

[xyz-ips snippet=”s2-ad”]

Niestety – podana tam wartość maksymalnego ciśnienia atmosferycznego (779.3 mmHg) jest wartością na poziomie stacji, a nie na poziomie morza (można to sprawdzić z innymi stacjami położonymi na innych wysokościach) i wymaga korekcji.

Na liście stacji przy Suwałkach podana jest na szczęście wysokość barometru, która wynosiła 177.2 m. n.p.m. Dodatkowo mamy tam istotne informacje – np. wymagana poprawka dla Suwałk, która wynosi w sumie 0.6 mmHg.

Biorąc pod uwagę te informacje, należy uznać, że rzeczywista wartość maksymalnego ciśnienia odnotowana w Suwałkach to 779.9 mmHg, czyli 1039.8 hPa.

Innym problemem jest konwersja tego ciśnienia do poziomu morza. Istotną informacją, jaka jest nam potrzebna jest wartość temperatury, jaka panowała w tym czasie na stacji. Niestety nie znamy ani konkretnego terminu w którym ekstremum ciśnienia zostało odnotowane, ani tym bardziej temperatury, jaka w tym czasie panowała.

Pewną wskazówką może być fakt, że tego ranka temperatury były bardzo niskie:

Najprawdopodobniej w Suwałkach temperatury spadły w tym czasie do około -22°C. O której godzinie zatem mogło paść ciśnienie najwyższe? Z barogramu z Hamburga wynika, że tam było to około 9 rano czasu lokalnego.

Oczywiście niekoniecznie tak samo było w Suwałkach. W Królewcu rankiem 23 stycznia notowano 798.6 mmHg, zaś po południu już 796.5 mmHg, wydaje się więc, że maksymalne ciśnienie w tym regionie przypadły na godziny poranne, między 6 a 10 rano czasu lokalnego – wtedy panowały tam temperatury niższe od -20°C. Z pewnością nie były one niższe od -27°C, gdyż taką temperaturę minimalną notowano w Suwałkach 21 stycznia.

Istotne jest również pytanie – czy wartość ciśnienia maksymalnego podana w tabeli to wartość maksymalna odczytana z barografu, czy wartość terminowa – czyli konkretna wartość ciśnienia np. z godziny 8 czasu lokalnego. W tym celu wyrywkowo sprawdziłem jak to jest w przypadku trzech stacji dla których istnieją dane terminowe – jeśli wartość maksymalnego ciśnienia jest równa wartości terminowej, oznacza to że niestety nie mamy do czynienia z maksimum absolutnym, a właśnie maksimum z pomiarów terminowych.

Wybrałem w tym celu trzy stacje: Kola, Mezen i Archangielsk. Okazuje się, że we wszystkich tych trzech przypadkach wartość maksymalnego ciśnienia podana w tabeli jest równa wartości terminowej, co oznacza że w istocie nie są to wartości maksimum absolutnego! Szczególny przypadek wystąpił w Archangielsku, gdzie wartość ciśnienia maksymalnego pojawia się w dwóch sąsiednich terminach – porannym i południowym i jest ono równe maksimum podanemu w tabeli miesięcznej.

Oznacza to więc, że wartość maksymalnego ciśnienia dla Suwałk równa 779.9 mmHg (1039.8 hPa) wcale nie musiała być wartością absolutną, w istocie niemal z pewnością nie była. W Hamburgu ciśnienie maksymalne było o jakieś 0.5 hPa wyższa, niż odnotowana o 8 czasu lokalnego. Należy również pamiętać o różnicy w czasie lokalnym pomiędzy Hamburgiem a Suwałkami. W rzeczywistości wartość maksymalnego ciśnienia w Suwałkach była prawdopodobnie o 0.5 do 1.0 hPa wyższa, niż podana w tabeli.

Podejście pierwsze

Wydaje się że bezpiecznym założeniem jest ustalenie wartości z godziny 8:00 – wtedy temperatura wynosiła jakieś -22°C, zaś skorygowana wartość ciśnienia wyniosła 1039.8hPa. Wpisanie odpowiednich wartości do kalkulatora przeliczającego ciśnienie do poziomu morza skutkuje ustaleniem wartości 1065.1 hPa. Mając na uwadze fakt iż nie jest to absolutne ciśnienie maksymalne, wydaje się uprawnione podanie wartości 1065.6 ± 0.5 hPa. Porównując te dane z wartościami z godziny 8:00 dla Wilna (1065.1 hPa), oraz Kaliningradu (1064.7 hPa) wyliczona wartość wydaje się bardzo prawdopodobna.

Podejście drugie

Zastosujemy tu metodykę redukcji ciśnienia zalecaną przez WMO. Jedną z wartości wymaganych jest wartość średniej temperatury wirtualnej w fikcyjnym słupie powietrza pomiędzy poziomem morza a poziomem stacji. Niestety nie jesteśmy w stanie policzyć temperatury wirtualnej nie mając danej temperatury punktu rosy. Jednak można szybko przeliczyć z wzorów podanych przez NOAA, że różnica pomiędzy temperaturą a temperaturą wirtualną w tych konkretnych warunkach jest niemal pomijalna i wynosi około 0.1°C.

Korzystając ze wzoru na średnią temperaturę słupa powietrza używanego w Polsce (str. 7) otrzymujemy wartość temperatury średniej równej -21.6ºC. Uznając, że w tych warunkach temperatura wirtualna mogła być jednak nieco wyższa – uznajmy -21.5°C. Na tej samej stronie 7 podano, że α = 1/273 = 0.003663.

Podstawiając wszystkie dane do wzoru:

[xyz-ips snippet=”s1s1z-ads”]

Uzyskujemy:

log(p0/ps) = 0.010454

stąd

log(p0)-log(ps) = 0.010454

log(p0) = 0.010454+log(1039.8)

dalej

log(p0) = 3.027403526

Co w końcu daje nam wartość ciśnienia na poziomie morza = 1065.1 hPa – dokładnie tą samą, co w podejściu pierwszym. Jedyną niewiadomą jest tu wartość temperatury powietrza. Jej wzrost o 1 stopień skutkuje obniżeniem otrzymanego ciśnienia o około 0.1 hPa, jednak przyjęte założenie iż o 8:00 średnia temperatura w słupie powietrza wynosiła około -21.6°C wydaje się racjonalne. Jedyną wątpliwością jest tu wartość temperatury wirtualnej, jednak nie wydaje się by była ona znacznie różna od rzeczywistej. Nawet podwyższając średnią temperaturę w słupie powietrza do -21°C, nadal otrzymujemy 1065.1 hPa. Stosując tą samą metodę dla Archangielska otrzymujemy wartość ciśnienia równą 1062.4 hPa – w rzeczywistości było to 1062.6 hPa (Stephen Burt, „Intense anticyclone over north-west Russia, early January 2008” – Weather, June 2008 Vol 63, No. 6)

Patrząc jednak na dane z Kaliningradu (1064.7 hPa) i z Wilna (1065.1 hPa) wydaje się, że w Suwałkach ciśnienie powinno być nieco niższe, niż w Wilnie i wynieść około 1064.9 hPa.  Jest to oczywiście możliwe, gdyż w tym konkretnym przypadku postawiliśmy kilka założeń. Być może w Suwałkach temperatura była nieco wyższa (np. -19.5°C jako średnia słupa powietrza). Wtedy istotnie otrzymalibyśmy około 1064.9 hPa. Warto przy tym zwrócić uwagę, że podobne obliczenia przeprowadzone dla Osowca wskazują na 1064.0 hPa. W związku z powyższym uznałem za stosowne nieco obniżyć wynik dla Suwałk.

Ostateczny wynik więc się wiele nie zmienił – tego dnia w Suwałkach ciśnienie maksymalne, zredukowane do poziomu morza wyniosło najprawdopodobniej 1065.4 ± 0.5 hPa. Z pewnością więc na terenie naszego kraju mieliśmy do czynienia z ciśnieniem 1065 hPa. Jest to wartość ekstremalnie rzadka. Najprawdopodobniej od początku instrumentalnych pomiarów (XVIII w.) nie notowano ciśnienia wyższego. Po 1951 najwyższe ciśnienie było o ponad 10 hPa niższe.

Wg reanalizy NCAR wyż z ciśnieniem w centrum przekraczającym 1060 hPa pojawiał się w latach 1871-2010 na obszarze 35-72N, 0-40E 12 razy. Było tak w latach 1893, 1899, 1907, 1915, 1920, 1938, 1944, 1946, 1956, 1972, 1995, 2008. Przypadek z 1907 był najbardziej niezwykły, gdyż ekstremalnie wysokie ciśnienie pojawiło się dalej na zachód, niż zwykle. Dało to rekordowe wartości ciśnienia nie tylko w Polsce, ale i na obszarze Wielkiej Brytanii, gdzie ciśnienie zredukowane do poziomu morza przekroczyło 1051 hPa (1051.8 hPa w Aberdeen).

Najwyższym ciśnieniem odnotowanym w styczniu 1907 roku w Europie było 1067.1 hPa w Pärnu (Estonia) oraz Rydze. Porównanie ekstremalnych wartości ciśnienia z lat:

(Źródło: Stephen Burt, „Intense anticyclone over north-west Russia, early January 2008” – Weather, June 2008 Vol 63, No. 6)

Aktualizacja

Z powodu tego, że nie jest jasne, czy poprawka w tabli zawartej w „Annales de l’Observatoire physique central Nicolas”  ma sens (patrz komentarze) być może należałoby obniżyć zakres prawdopodobnego ciśnienia dla Suwałk o 0.6 hPa: 1064.8 ± 0.5 hPa. Przy czym dolna wartość to 1064.3 hPa, które wychodzi ze wzorów redukcyjnych dla terminu o 8:00. Założyłem, że ciśnienie pomiędzy terminami mogło wzrosnąć jeszcze o 1hPa, stąd wartość środkowa równa 1064.8 hPa. Jeżeli ktoś ma jakieś cenne uwagi odnośnie tego tematu – proszę o komentarz.

[xyz-ips snippet=”ads-btf”]