Wielki mróz 1708/09

W ostatnich 500 latach mieliśmy do czynienia z wieloma mroźnymi zimami, szczególnie w okresie tzw. „Małej Epoki Lodowej” (Little Ice Age, LIA). Średnio najmroźniejszymi zimami charakteryzowała się ostatnia dekada XVII wieku, kiedy średnie temperatury w Europie Środkowej w okresie zimy były niższe od normy z lat 1961-1990 o około 2.1°C.

Rekonstrukcje a obserwacje

Dane te pochodzą z rekonstrukcji Luterbacher et al, 2004;  [1] obejmującej lata 1500-2002. Z gridowanych danych wycięto obszar 10E-25E, 45N-55N. 11-to letnia średnia ruchoma anomalia temperatury dla miesięcy grudzień-luty (DJF) najniższe swoje wartości osiągnęła w latach 1688-1698, po czym znacznie wzrosła – okres 1698-1708 charakteryzował się w Europie Środkowej zimami z temperaturami na poziomie normy wieloletniej z lat 1961-1990. Po tym chwilowym ociepleniu nadeszła najmroźniejsza zima ostatnich 500 lat.

W całym okresie 1500-2000 można wyznaczyć wiele mroźnych zim. Skupimy się tu na takich, których odchylenie od normy wyniosło więcej, niż -4°C.  Takimi zimami były:

1. 1514 (-4.1°C)
2. 1517 (-4.5°C)
3. 1565 (-4.3°C)
4. 1569 (-4.5°C)
5. 1573 (-5.6°C)
6. 1595 (-4.9°C)
7. 1600 (-4.1°C)
8. 1608 (-5.7°C)
9. 1658 (-4.6°C)
10. 1681 (-4.0°C)
11. 1684 (-5.5°C)
12. 1695 (-4.6°C)
13. 1697 (-4.7°C)
14. 1709 (-6.1°C)
15. 1716 (-4.0°C)
16. 1740 (-4.4°C)
17. 1789 (-4.6°C)
18. 1799 (-4.7°C)
19. 1830 (-6.2°C)
20. 1838 (-4.3°C)
21. 1841 (-4.0°C)
22. 1891 (-4.0°C)
23. 1929 (-4.1°C)
24. 1940 (-4.9°C)
25. 1947 (-4.1°C)
26. 1963 (-5.2°C)

W okresie po roku 1963 mroźne zimy z odchyleniem <= -4.0 nie występowały, najzimniejsza zima 1984/5 (1985) miała odchylenie -3.3°C.

Najmroźniejszymi zimami w całym okresie były więc zimy 1708/9, oraz 1829/30.

Szczątkowe dane pomiarowe ze stacji (CEU) mogą jedynie posłużyć do porównania rekonstrukcji jedynie w przypadku zimy 1829/30. Wg rekonstrukcji [1] zima ta miała odchylenie -6.2°C. Z danych pomiarowych uzyskać można wartość -6.4°C, co wskazuje na dużą zgodność tych danych z rekonstrukcją.

Z rekonstrukcji wynika, że to zima z przełomu lat 1829/30 była najmroźniejszą w badanym okresie, jednak przytoczone dalej temperatury w Berlinie wskazują, iż podczas zimy 1708/9 panowały tam temperatury znacznie niższe. Biorąc pod uwagę ten fakt, niepewność samej rekonstrukcji oraz wyliczoną niewielką różnicę pomiędzy tymi zimami, należy uznać iż to zima 1708/9 powinna tu dzierżyć palmę pierwszeństwa.

Warto tu również wskazać, że ostatnie, uchodzące za mroźne, zimy miały odchylenia:

1. 2010/11 -0.7°C
2. 2009/10 -0.8°C
3. 2005/06 -1.2°C

Przyczyną stosunkowo niewielkich odchyleń ujemnych w ostatnich latach był fakt, że z reguły nie wszystkie miesiące zimowe miały silne odchylenia ujemne (przykładowo styczeń 2011 był ciepły), co w dużej mierze rzutowało na średnią całego sezonu zimowego.

Na powyższym wykresie przedstawioną mamy zmienność temperatur (anomalii) w okresie zimowym na podstawie tylko danych instrumentalnych (CEU), a także na podstawie rekonstrukcji J. Luterbachera i E. Xoplaki [1]. Proszę zwrócić uwagę na dużą zgodność wyników w okresie XIX wieku – zgodność ta spowodowana jest faktem, że rekonstrukcje bazowały również po części na danych instrumentalnych.

Warte odnotowania są również wysokie temperatury w okresie zimowym panujące w drugiej dekadzie XX wieku (1911-1921). Jakkolwiek zimy były wówczas o około 1 stopień cieplejsze od normy z lat 1961-1990, to rok jako całość już tak ciepły nie był – chłodniejsze było dla przykładu lato. Ogólnie w pierwszej połowie XX wieku notowano wiele cieplejszych okresów, przy czym z reguły ciepłe sezony na siebie się nie nakładały – ciepłe lata występowały w pierwszej dekadzie XX wieku, zaś zimy w drugiej. Stąd średnia roczna do najwyższych nie należała.

Jak widać, w przebiegu średnich rocznych odchyleń temperatury od normy rozbieżności pomiędzy wyliczeniami CEU a rekonstrukcjami są znacznie wyższe. Najprawdopodobniej spowodowane to jest m.in. błędami pomiarów w okresie letnim. Z opisu wczesnych obserwacji [2] wynika, iż wczesne pomiary odbywały się w warunkach w znacznej mierze odbiegających od obecnych standardów. Z pamiętników niemieckiego astronoma Gottfireda Kircha, który prowadził obserwacje meteorologiczne w Berlinie po roku 1700 wynika, iż wielokrotnie zwracał on uwagę na fakt, iż popołudniami termometr wystawiony był na działanie słońca – co miało olbrzymi wpływ na otrzymywane wyniki, szczególnie w miesiącach letnich, czy wiosenno-letnich [2]. W XIX wieku pomiary były prowadzone w sposób bardziej zbliżony do obecnych standardów, jednak nie używano wtedy klatek meteorologicznych takich, jakie są używane obecnie. Istnieją wiarygodne przesłanki za tym, że prowadzone w ten sposób obserwacje skutkowały nieco zawyżonymi wynikami w średnich rocznych temperaturach powietrza. Neville Nichols w [3] na podstawie serii obserwacji dokonywanych w Australii  wykazał, iż wczesne pomiary (XIX, a nawet początek XX wieku) dokonywane w niestandardowy sposób były nieco zawyżone w stosunku do tych wykonywanych przy użyciu standardowej klatki meteorologicznej. Różnice w skali roku ocenił on na około 0.2°C – przy czym rzecz jasna największe były one w porze letniej.

Jakkolwiek są poważne wątpliwości co do jakości wczesnych pomiarów w okresie letnim, o tyle w sezonie zimowym z uwagi na mniejsze zagrożenie ekspozycją instrumentów pomiarowych na działanie promieni słonecznych, wpływ tych ostatnich powinien być znacznie zminimalizowany. Stąd wydaje się, że przedstawione wartości średnich 11-letnich odchyleń temperatury od normy w okresie zimowym (Rys. 1) są bardzo zbliżone do rzeczywistości.

Zima 1708/9

Zima z przełomu lat 1708 i 1709 charakteryzowała się temperaturami znacznie poniżej normy wieloletniej z lat 1961-1990. Niezwykłe były nie tylko odchylenia dla całego sezonu zimowego (DJF), ale i dla najmroźniejszego w czasie tej zimy stycznia. Ze danych zawartych w bazie GHCN wynika, że średnia temperatura tego miesiąca w Berlinie spadła do -13.2 stopnia, a więc była o około 13 stopni niższa od normy 1961-1990. Podobne dane podaje [2]:

Rozpatrzmy tu średnie temperatury w Berlinie w czasie różnych zim w całym chłodnym półroczu (październik-marzec).

1. 1708/09: -3.3
2. 1829/30: -1.2
3. 1892/93: +1.6
4. 1928/29: +0.4
5. 1939/40: -1.0
6. 1941/42: -1.0
7. 1946/47: -0.6
8. 1962/63: -0.4

Z przedstawionych danych wyraźnie wynika, że w chłodne półrocze na przełomie lat 1708/9 było najzimniejszym półroczem w historii obserwacji. Najprawdopodobniej było to również najchłodniejsze półrocze całego zeszłego tysiąclecia – średnio o 6.8°C chłodniejsze od normy z lat 1961-1990.

Chcąc przełożyć te wartości na dane dla Wrocławia trzeba przeanalizować, jak różniły się temperatury pomiędzy tymi miastami w kolejnych miesiącach, które miały temperatury zbliżone do tych z lat 1708/9. Niestety wyjątkowość przełomu lat 1708 i 1709 powoduje, że szalenie trudno jest takie wartości dobrać. Mapa anomalii w sezonie zimowym 1708/9 wskazuje, iż najzimniej było na obszarze naszego kraju.

Generalnie miesiące półrocza zimowego są nieco chłodniejsze we Wrocławiu, przy czym miesiące późnojesienne wskazują na mniejsze różnice, niż miesiące zimowe. Najprawdopodobniej temperatury we Wrocławiu w październiku i listopadzie nie odbiegały znacznie od tych zmierzonych w Berlinie, a nawet w sprzyjających warunkach mogłyby być nieco wyższe (szczególnie w listopadzie). Natomiast miesiące zimowe (DJF) najprawdopodobniej były znacznie chłodniejsze we Wrocławiu, niż w Berlinie. Można stąd wysnuć wniosek, że średnie temperatury we Wrocławiu mogły wynosić:

• około +4.0 – +4.5 w Październiku
• około +3.5 – +4.5 w listopadzie
• około -3.5 – -4.0 w grudniu
• około -14.5 – -15.0 w styczniu
• około -9.0 – -10.0 w lutym
• około -5.0 – -5.5 w marcu

Fakt, że wg. mapy (Rys. 4) silne ujemne odchylenia panowały również na wschodzie naszego kraju, wskazuje, że średnia temperatura w Suwałkach mogła spaść do -18 stopni w styczniu i poniżej -12 w lutym.

Przebieg zimy 1708/09

Październik

Pierwsze wtargnięcie zimnego powietrza odnotowano już w połowie października 1708. Z pomiarów dokonywanych przez Kircha wynika, iż 15-go października, około 7 rano temperatura spadła do -4°C, a mróz trzymał do godziny 9-tej [2].

Z wykresu (Rys. 5) wynika, iż po początkowo ciepłych dniach, już od 8 października nastąpiło znaczne ochłodzenie, a średnie temperatury dobowe spadły poniżej 5°C. W godzinach porannych dnia 20 października notowano w Berlinie -4.5°C, a  w Halle nawet poniżej -7°C. Wieczorem tego dnia przechodził również front atmosferyczny – wiatr zmienił kierunek na zachodni i odnotowano opady deszczu. W III dekadzie października w wielu miejscach spadł śnieg – w tym również w Berlinie. W dzień temperatury utrzymywały się na ogół nieco powyżej zera, zaś rano i wieczorem notowano mróz – stąd średnie dobowe temperatury powietrza utrzymywały się poniżej zera.

26 i 27 października „duży śnieg” odnotowano we Frankfurcie. Pod koniec miesiąca temperatura w Berlinie spada do -8.0°C.

Listopad 1708

W nocy z 31 października na 1 listopada kierunek wiatru zmienił się na południowo-zachodni i nadeszła odwilż – notowano początkowo opady śniegu przechodzące w deszcz ze śniegiem. Przy kulminacji odwilży w okolicy 3 listopada, średnie temperatury w Berlinie wzrosły ponad 5°C (Rys. 6). Temperatura jeszcze chwilowo obniżyła się w pierwszej dekadzie miesiąca, by ponownie wzrosnąć. W II i III dekadzie miesiąca panowała pogoda raczej łagodna z częstymi opadami deszczu.

Grudzień 1708

Grudzień okazał się bardzo chłodny. Już w połowie pierwszej dekady miesiąca średnie temperatury znacznie spadły – poniżej -8°C. W tym czasie zimne powietrze ogarnęło większą część Europy – w Paryżu temperatury spadły do -4.5°C. Charakterystyczna jest również odwilż, która nastąpiła pod koniec II dekady miesiąca – w Berlinie na Boże Narodzenie nie było śniegu. Po tym okresie nastąpił nawrót mrozów i 31 grudnia notowano w Berlinie -14.0°C.

styczeń 1709

Ochłodzenie, które zaznaczyło się już pod koniec grudnia, początkowo nie posuwało się dalej na zachód. Dopiero w I dekadzie stycznia odnotowano gwałtowne spadki temperatury – średnie temperatury dobowe spadły w Berlinie z około -7°C na początku miesiąca aż do -26°C 10 stycznia 1709. Z tego też okresu – po 5 stycznia 1709 pochodzą też liczne informacje o gwałtownym ochłodzeniu, jakie przetoczyło się przez kraje Europy, docierając aż do Lizbony. W kronice Zielonej Góry odnotowano:

„Dnia szóstego stycznia przyszło takie zimno, że nikt nie mógł sobie przypomnieć czegoś podobnego. Jeden dzień był zimniejszy od drugiego. Takie zimno trwało aż do niedzieli Palmowej, tak że drzewa nie tylko pękały, lecz najczęściej usychały”

Najprawdopodobniej temperatury spadły na terenie Polski (w jej obecnych granicach) znacznie poniżej -30°C – lokalnie być może do -40°C. W dniu 6 stycznia Gottfried Kirch notował -13.7°C około godziny 14 i poniżej -20°C wieczorem i w nocy – nie było to jednak apogeum mrozów.  Najzimniej było w nocy z 9 na 10 stycznia, oraz 10 stycznia. Tej nocy w Berlinie temperatura spadła do -30°C, zaś w najcieplejszym momencie dnia nie było cieplej, niż -19°C – na wschód od Odry mogło być jeszcze zimniej, z temperaturami w ciągu dnia spadającymi znacznie poniżej -20 stopni. Silny mróz objął znaczną część Europy – temperatura w Paryżu spadła do -21.3°C, zaś średnia temperatura dobowa spadła do -18.4°C, co oznacza iż nawet tam w najcieplejszym momencie dnia było co najwyżej około -15°C. W połowie miesiąca mróz nieco zelżał, ale nadal w Berlinie średnie temperatury dobowe były przeważnie niższe niż -10°C, zaś w najcieplejszym momencie dnia nie notowano więcej, niż -6.5°C. W tym czasie odnotowano również spore opady śniegu. Na początku III dekady stycznia nastąpił ponowny wzrost ciśnienia, a za nim nadeszła ponowna fala chłodów. Temperatura w Berlinie spadła do -27.4°C, również w Paryżu ponownie notowano temperatury niższe od -20°C. Z opisów pani Marii Kirch można wywnioskować, że panowała wtedy silna inwersja temperatury, występowały gęste mgły przyziemne, oraz smog (można wnosić, że w czasie nadejścia tak silnych mrozów silnie palono w piecach. W przypadku wystąpienia silnej inwersji dymy i sadze rozpływałyby się pod inwersją znacznie pogarszając jakość powietrza).

Pod koniec miesiąca w Berlinie następuje odwilż, jednak średnie dobowe temperatury powietrza pozostają na poziomie nieco niższym od 0°C. Istnieje prawdopodobieństwo, że odwilż nie sięgnęła obecnych wschodnich granic Polski (w Królewcu nie odnotowano odwilży), przez co średnia temperatura stycznia w Suwałkach mogła być jeszcze niższa, niż -18.0°C. Jakkolwiek obecnie wydaje się to nieprawdopodobne, mogła ona spaść nawet do -20.0°C, lub niżej – wszakże nawet w 1987 roku notowano tam -15.5°C.

Luty 1709

Po ociepleniu z końca stycznia, w pierwszej dekadzie lutego ponownie się ochłodziło, jednak na szczęście temperatury nie były już tak niskie. Nie mniej jednak średnie dobowe temperatury powietrza spadły w Berlinie znacznie poniżej -10°C. Kolejna odwilż przypadła na początek II dekady lutego, była jednak krótka – już z 16-go na 17 lutego nastąpił znaczny spadek temperatury – średnie dobowe temperatury powietrza w okolicy 24 lutego spadły niemal do -20°C, a minimalna temperatura w Berlinie spadła do -26°C.

Marzec, kwiecień 1709

Pierwsza połowa marca to kontynuacja mroźnej pogody – była to z pewnością jeden z najmroźniejszych początków marca w ostatnich 500 latach. Średnia temperatura w Berlinie w okresie 1-15 marca wynosiła około -10°C. Minimalna temperatura spadła do -22.5°C! Od 14 marca w końcu następuje powolne ocieplenie, aż do wystąpienia odwilży w dniu 20/21 marca. Po tym dniu występują jeszcze dni zimowe (Tsr <= 0°C), ale mroźna zima już nie wraca. Początek kwietnia jest chłodny, z średnimi temperaturami oscylującymi w okolicy 0°C (w dniach 2-5 kwietnia). W połowie kwietnia następuje większe ocieplenie – średnia temperatura wzrasta do 15-16°C. Z uwagi na znaczne ochłodzenie w 3 dekadzie,  średnia miesięczna temperatura nie jest najwyższa (od 7 do 8°C).

Skutki

Jakkolwiek pojedyncze minimalne temperatury notowane w miastach europejskich często rekordowe nie były, o tyle poważnym problemem był czas trwania wyjątkowo niskich temperatur. Panowały bowiem one od końca grudnia do połowy marca. Szacuje się, że w samym Paryżu z powodu mrozów śmierć poniosło 24000 osób – i to jedynie w styczniu. Zamarzła nie tylko Sekwana, ale i wybrzeża Atlantyku oraz wenecka laguna. Dodatkowo lato 1709 było deszczowe, a zbiory kiepskie. Nie bez znaczenia pozostawał również fakt, że zima ta zdarzyła się w czasie wojny o sukcesję hiszpańską. Niektórzy historycy szacują, że w samej Francji z powodu mrozu, głodu oraz chorób do roku 1710 zmarło ponad milion osób, chociaż zwykle podaje się liczbę 600 tysięcy.

Z pewnością tej zimy zamarzł również Bałtyk – wiadomo, że można było się dostać piechotą z Kopenhagi na Bornholm. Podobnież był on zresztą tak dobrze zamarznięty, że można było nim w ten sposób podróżować aż do kwietnia. Z anegdotycznych opowieści często wymienia się takie, iż „było tak zimno, że kurze grzebienie zamarzały i odpadały”, drzewa pękały od mrozu, ludzie zamarzali w podróży tak, że „konie nie wiedziały, że niosą martwych jeźdźców”, padły również niemal wszystkie ptaki.

Nie jest do końca również jasne, co było przyczyna wystąpienia tak mroźnej zimy. Wystąpiła ona w czasie LIA, ale niektóre obserwacje sugerują, że była to zima cokolwiek dziwna. Denis Wheeler, klimatolog z Uniwersytetu Sunderland, stwierdził iż działo się wtedy „coś niezwykłego”. Wheeler kolekcjonował dane z dzienników pokładowych Królewskiej Marynarki Wojennej zawierających codzienne obserwacje pogody i wiatru. To co zwykle powinniśmy obserwować w czasie takich mrozów, to duża częstotliwość wiatrów z sektora wschodniego. Tymczasem dane Wheelera wskazują na dominację wiatrów południowych i zachodnich – czyli takich, które normalnie powinny przynieść do Europy ciepłe powietrze. Styczeń był również nadzwyczaj obfitujący w sztormy.

Ciężko jednoznacznie ocenić, jakie mogłyby być minimalne spadki temperatury w czasie zimy 1708/9. Wydaje się, że mogłyby być one bardzo zbliżone do tych notowanych w czasie zimy 1928/9, a być możne nawet niższe.

W Wielkiej Brytanii zima 1708/9 również była wyjątkowo mroźna, jednak w odróżnieniu od reszty kontynentu, nie była ona mroźniejsza od zimy 1683/4.

[1]
Luterbacher J, Dietrich D, Xoplaki E, Grosjean M, & Wanner H (2004). European seasonal and annual temperature variability, trends, and extremes since 1500. Science (New York, N.Y.), 303 (5663), 1499-503 PMID: 15001774

[2]

Lenke, Walter: Untersuchung der ältesten Temperaturmessungen mit Hilfe des strengenWinters 1708-1709, Berichte des Deutschen Wetterdienstes, > Band 13, Nr. 92, Offenbach a.M. (1964).

[3]

Nicholls, N., Tapp, R., Burrows, K., & Richards, D. (1996). HISTORICAL THERMOMETER EXPOSURES IN AUSTRALIA International Journal of Climatology, 16 (6), 705-710 DOI: 10.1002/(SICI)1097-0088(199606)16:63.0.CO;2-S