Zak³ad Meteorologii i Klimatologii UMCS
K R Z Y S Z TO F S I W E K
Wystêpowanie na LubelszczyŸnie dobowych sum opadu atmosferycznego ³ 100 mm i ich uwarunkowania cyrkulacyjne
(1951–2000)*
Occurrence of daily precipitation sums³ 100 mm within the Lublin Region and their circulation determinants (1951–2000)
S ³ o w a k l u c z o w e: ekstremalne opady atmosferyczne, Lubelszczyzna 0 K e y w o r d s: extreme precipitation, Lublin Region
W S T Ê P
Wa¿ne zagadnienie dotycz¹ce oddzia³ywania na œrodowisko naturalne i antropogeniczne stanowi¹ opady o wysokiej intensywnoœci oraz wysokie dobowe sumy opadów atmosferycznych. Wysokie dobowe opady mog¹ zwiêk- szaæ procesy erozji wodnej. Czêsto powoduj¹ one tak¿e wezbrania rzek, a w konsekwencji powodzie. Procesy zwi¹zane z wysokimi opadami odgrywa³y rolê w kszta³towaniu rzeŸby terenu w przesz³oœci (Buraczyñski 1992; Starkel 1977). Wspó³czeœnie wp³ywaj¹ one równie¿ na ewolucjê rzeŸby np. lessowych obszarów Wy¿yny Lubelskiej (Maruszczak 1986) czy w Polsce Po³udniowej (Cebulak, Limanówka 1997; Starkel 1997). W ostatnich latach, w wyniku zmian w œrodowisku spowodowanych gospodark¹ cz³owieka, ich skutki znacznie wzros³y (Józefaciuk, Józefaciuk 1995; Rodzik i in. 1998).
A N N A L E S
U N I V E R S I T A T I S M A R I A E C U R I E - S K £ O D O W S K A L U B L I N – P O L O N I A
VOL. LXV, 2 SECTIO B 2010
0* Badania wykonano w ramach grantu Nr PBZ-KBN-086/P04/2003.
Opady maksymalne zwi¹zane s¹ g³ównie z burzami, zarówno pochodzenia frontowego jak i wewn¹trzmasowego. Ze wzglêdu na nieci¹g³oœæ czasow¹ i przestrzenn¹ zjawisko to jest trudne do prognozowania.
C E L I M AT E R I A £
Celem niniejszej pracy jest okreœlenie czêstoœci oraz cyrkulacyjnych uwa- runkowañ wystêpowania dobowych sum opadu atmosferycznego³ 100,0 mm na LubelszczyŸnie w latach 1951–2000. Dobow¹ sumê opadu ³ 100,0 mm jako kryterium wyznaczania zjawiska ekstremalnego przyj¹³ tak¿e zespó³ pod kie- rownictwem prof. dr. hab. Tadeusza NiedŸwiedzia.1
Podstawowy materia³ Ÿród³owy opracowania stanowi¹ dobowe sumy opa- dów atmosferycznych z 57 stacji i posterunków opadowych sieci PIHM i IMGW z terenu Lubelszczyzny i obszarów przyleg³ych z lat 1951–2000 oraz dane ze stacji meteorologicznej Uniwersytetu Marii Curie-Sk³odowskiej w Lublinie.
W celu okreœlenia sytuacji synoptycznych sprzyjaj¹cych wystêpowaniu wysokich opadów przeanalizowano mapy synoptyczne pochodz¹ce z Biu- letynów Meteorologicznych PIHM (1951–1976) i Codziennych Biuletynów Synoptycznych IMGW (1977–2000).
A N A L I Z A W Y N I K Ó W
Opady o du¿ym natê¿eniu oraz o wysokich sumach dobowych na terenie Lubelszczyzny wystêpuj¹ stosunkowo rzadko i bardzo nieregularnie. Z tego wzglêdu najczêœciej s¹ one charakteryzowane przy okazji analizy opadów ekstremalnych lub przy opisie skutków, jakie wywo³uj¹ w œrodowisku. Zesta- wienie deszczów nawalnych o znacz¹cych efektach geomorfologicznych na Wy¿ynie Lubelskiej wykonali J. Rodzik i in. (1998). Spoœród piêædziesiêciu omówionych zjawisk autorzy tylko cztery z nich zaliczyli do katastrofalnych.
Natomiast w pó³nocnej, nizinnej czêœci Lubelszczyzny opady o wysokiej sumie dobowej wywo³uj¹ g³ównie skutki hydrologiczne (Michalczyk, Wilgat 1998).
Na rozmiary konsekwencji, zarówno hydrologicznych jak i geomorfolo- gicznych, takich opadów wp³ywa wiele elementów œrodowiska. Jednym z naj- wa¿niejszych jest rodzaj pod³o¿a i jego mo¿liwoœci retencji oraz stopieñ i rodzaj pokrycia terenu. W tabeli 1 przedstawiono intensywnoœæ progow¹ opadu – czyli
1Zespó³: T. NiedŸwiedŸ, Z. Ustrnul, Z. Michalczyk, L. Starkel opracowa³ kryteria wydzielania ekstremalnych zdarzeñ meteorologicznych, hydrologicznych oraz geomorfologicznych na po- trzeby grantu Nr PBZ-KBN-086/P04/2003.
natê¿enie deszczu mog¹ce wywo³aæ skutki geomorfologiczne, np. sp³yw po- wierzchniowy lub soliflukcyjny na stokach o ró¿nym sposobie u¿ytkowania (Teisseyre 1994).
W analizowanym okresie (1951–2000) na obszarze Lubelszczyzny tylko w 11 dniach zanotowano, przynajmniej w jednej stacji, dobow¹ sumê opadu atmosferycznego ³ 100,0 mm. Opis tych przypadków przedstawiono poni¿ej w kolejnoœci chronologicznej:
8.07.1955
Najwiêksz¹ dobow¹ sumê 101,2 mm zanotowano w stacji Bia³a Podlaska.
W trzech s¹siednich stacjach dobowa suma opadu przekroczy³a 70,0 mm (Miêdzyrzec Podlaski – 98,8 mm, Makarówka – 87,2 mm i £omazy – 77,4 mm), a obszar opadów powy¿ej 30 mm swoim zasiêgiem obejmowa³ Zaklês³oœæ
£omazk¹, Równinê Kodeñsk¹ i wschodni¹ czêœæ Równiny £ukowskiej. Warto podkreœliæ, ¿e w roku 1955 deszcze nawalne w okolicach stacji Szychowice wystêpowa³y a¿ dziesiêciokrotne, a ich wp³yw na wezbrania w Kotlinie Hru- bieszowskiej przedstawi³ W. Parczewski (1960).
W dniu wyst¹pienia tych opadów pogodê w Polsce kszta³towa³ ni¿ z cen- trum nad po³udniowymi krañcami Polski, któremu towarzyszy³ uk³ad trzech frontów atmosferycznych z rozleg³¹ stref¹ opadów. Ni¿ ten by³ blokowany przez uk³ady wysokiego ciœnienia z centrum nad Wyspami Brytyjskimi i po³udniow¹ Skandynawi¹. Po po³udniowej stronie frontu wystêpowa³y liczne burze.
17.07.1965
Du¿e opady wyst¹pi³y w pó³nocno-wschodniej czêœci Lubelszczyzny. Naj- wy¿sze sumy zanotowano na Równinie £ukowskiej (£uków – 106,9 mm) i Równinie Parczewskiej (Milanów – 94,1 mm) oraz w dolinie Bugu (W³odawa – 81,0 mm, Werchliœ – 80,0 mm i Dorohusk – 74,5 mm) oraz na Roztoczu. Skutki geomorfologiczne wywo³ane przez ten opad na Roztoczu Zachodnim (okolice Radecznicy) opisywa³ Z. Mazur (1971).
Tab. 1. Intensywnoœæ progowa opadu wywo³uj¹ca skutki geomorfologiczne na terenach o ró¿nym sposobie u¿ytkowania za A. K. Teisseyre (1994)
Threshold precipitation intensity producing geomorpholologic effects on variously used lands after A. K. Teisseyre (1994)
Sposób u¿ytkowania Intensywnoœæ progowa [mm/doba]
Droga gruntowa < 10
Pole uprawne 8-15
£¹ki i pastwiska 40-60
Zalesione stoki > 100
Ryc. 1. Rozmieszczenie stacji i posterunków opadowych uwzglêdnionych w opracowaniu Location of stations and precipitation sites taken into consideration in the study
W dniu 17 lipca 1965 roku nad po³udniow¹ Polsk¹ zalega³o centrum ni¿u z ciep³ym powietrzem PZs. Uk³ad ten by³ blokowany przez rozleg³y wy¿
z centrum nad Skandynawi¹. Taka sytuacja sprzyja³a nap³ywowi ch³odniejszych mas PPm z zachodu.
17.07.1967
Na LubelszczyŸnie wyst¹pi³y wysokie opady (³ 50,0 mm) na trzech obszarach. Najwy¿sz¹ sumê zanotowano w Józefowie Bi³gorajskim – 107,8 mm, a nieco ni¿sze na WysoczyŸnie Lubartowskiej (Nowa Wieœ – 85,2, Lubartów – 54,1 mm) i na Równinie £ukowskiej (£uków – 76,8 mm).
Sytuacja synoptyczna by³a zbli¿ona do dwóch poprzednio omawianych.
Po³udniowa Polska znajdowa³a siê w obszarze ma³o gradientowym – bruzda cyklonalna z uk³adem frontów i stref¹ opadów. Uk³ad ten by³ blokowany przez
„s³aby” wy¿ z centrum nad Zatok¹ Botnick¹.
23.07.1974
Maksymalne opady wyst¹pi³y w pó³nocno-wschodniej czêœci Lubelszczy- zny – w Podlaskim Prze³omie Bugu (Werchliœ – 127,0 mm) oraz w Zaklês³oœci
£omazkiej (£omazy – 102,0 mm i Przegaliny – 63,7 mm).
Obszar Polski znajdowa³ siê w bruŸdzie cyklonalnej z nap³ywem ch³odnego i wilgotnego powietrza z zachodu i po³udnio-zachodu. Na Lubelszczyznê oddzia³ywa³ ni¿ z centrum nad wschodni¹ Polsk¹, sprzyjaj¹cy nap³ywowi z po³udnia ciep³ego powietrza, w którym wystêpowa³y liczne burze.
18.06.1979
Na LubelszczyŸnie intensywne opady zanotowano tylko na przedpolu Roztocza (Wysokie – 145,5 mm) oraz na Dzia³ach Grabowieckich (Skierbie- szów – 63,5 mm) (ryc. 2). Zanotowana w stacji Wysokie dobowa suma opadu atmosferycznego jest najwy¿sz¹ wartoœci¹ na LubelszczyŸnie w okresie 1951–2000.2
W dniu 18 czerwca 1979 Polska znajdowa³a siê w strefie miêdzy frontami zwi¹zanymi uk³adem ni¿owym z centrum nad Wêgrami oraz rodzin¹ ni¿ów znad pó³nocnej Europy (ryc. 2). Rozbudowany wy¿ z centrum nad Wyspami Bry- tyjskimi kierowa³ do Polski zimne powietrze (PA) z pó³nocy Europy. Na styku ciep³ych mas powietrza (PZ i PPk) i zimnych (PA) powstawa³y opady burzowe.
2W okresie 2001–2007 nie zanotowano na obszarze Lubelszczyzny dobowej sumy opadu wy¿szej od 145,5 mm.
23.07.1980
W dwóch stacjach sumy opadu przekroczy³y 100,0 mm (Wierzchowiny – 111,9 mm i Skierbieszów – 105,0 mm), a w szeœciu – 90 mm. Opad ten wywo³a³ znacz¹ce skutki geomorfologiczne w obszarach lessowych Grzêdy Sokalskiej (Górniak 1982; Józefaciuk, Józefaciuk 1988). Na znacznym obszarze Lubelszczyzny wyst¹pi³y opady o dobowej sumie powy¿ej 50,0 mm.
Wschodnia Polska znajdowa³a siê w rozleg³ej strefie opadów miêdzy wy¿em z centrum nad Niemcami a ni¿em z centrum nad Ukrain¹. W nocy 23/24 lipca 1980 r. uk³ad frontów, który rozdziela³ ciep³e masy PZm od ch³odniejszych mas PPm, przechodzi³ przez teren po³udniowo-wschodniej Polski.
24.06.1981
W Kazimierzu Dolnym zanotowano opad o dobowej sumie 102,1 mm.
W innych stacjach Lubelszczyzny opady by³y znacznie ni¿sze i przekracza³y 40,0 mm, np. w Chodlu (64,1 mm), Kodniu (42,0 mm) oraz w Podhajcach (41,2 mm). Opad ten wywo³a³ szczególnie intensywne i rozleg³e skutki geo- morfologiczne w w¹wozach lessowych na P³askowy¿u Na³êczowskim i w strefie krawêdziowej Doliny Œrodkowej Wis³y (Rodzik 1984).
W dniu 24 czerwca 1981 roku Polska znajdowa³a siê w bruŸdzie cyklo- nalnej. Na po³udnie od Polski wyst¹pi³ s³abo zaznaczaj¹cy siê uk³ad ni¿owy z frontem ciep³ym. Natomiast w nocy 24/25 czerwca centrum tego ni¿u przemieœci³o siê nad pó³nocno-wschodni¹ Polskê. Spowodowa³o to, ¿e nad obszar Lubelszczyzny nap³ynê³y ciep³e masy PPk, w których panowa³y sprzy- jaj¹ce warunki do wyst¹pienia opadów burzowych.
11.09.1981
Opad³ 100 mm tego dnia zanotowano tylko w Pszczelej Woli (100,2 mm).
Strefa opadów o sumie dobowej powy¿ej 40 mm obejmowa³a zachodni¹ czêœæ Wynios³oœci Gie³czewskiej oraz wschodni¹ czêœæ Równiny Be³¿yckiej.
Sytuacja synoptyczna w dniu 11 wrzeœnia 1981 r. by³a generalnie podobna do sytuacji panuj¹cej w dniu 24 czerwca 1981 r. Polska znajdowa³a siê w osi bruzdy ni¿owej z ró¿nymi kierunkami adwekcji. W nocy 11/12 wrzeœnia 1981 r.
rozbudowa³ siê wy¿ z centrum nad Skandynawi¹, kieruj¹c z pó³nocy nad obszar Lubelszczyzny ch³odne masy PA. W analizowanym dniu wystêpowa³y opady przelotne zwi¹zane z burzami.
12.08.1986
Strefa intensywnych opadów mia³a bardzo podobny uk³ad jak 23 lipca 1980 r. Najwiêksz¹ dobow¹ sumê opadu atmosferycznego wynosz¹c¹ 118,7 mm zanotowano w Batorzu. W dwóch s¹siednich stacjach suma dobowa by³a niewiele mniejsza od 100,0 mm (Wysokie – 98,0 mm, Gorzków – 97,1 mm),
0.1 20 40 60 80 100 120 140mm
Ryc. 2. Rozk³ad opadów atmosferycznych na LubelszczyŸnie w dniu 18 czerwca 1979 oraz sytuacja synoptyczna
Distribution of atmospheric precipitation in the Lublin Region on 18thJune 1979, and synoptic situation
0.1 20 40 60 80 100 120 140
1986-08-12
mm
a
Ryc. 3. Rozk³ad opadów atmosferycznych na LubelszczyŸnie w dniu 12 sierpnia 1986 oraz sytuacja synoptyczna
Distribution of atmospheric precipitation in the Lublin Region on 12thAugust 1986, and synop- tic situation
a w 13 innych suma przekracza³a 50,0 mm (ryc. 3). Opad ten wywo³a³ skutki geomorfologiczne na obszarach lessowych w okolicach miejscowoœci Olszanka, po³o¿onej na po³udniowych stokach Dzia³ów Grabowieckich (Józefaciuk, Józefaciuk 1988), oraz we wschodniej czêœci Wynios³oœci Gie³czewskiej – w okolicach wsi Niemienice (Mazur, Pa³ys 1991).
Lubelszczyzna znajdowa³a siê w rozmytym obszarze niskiego ciœnienia.
W nocy z 12 na 13 sierpnia 1986 r. nad po³udniow¹ Polsk¹ rozbudowa³ siê ni¿
z frontem atmosferycznym oraz stref¹ opadów. Za frontem, po po³udniowej stronie, nap³ynê³y ciep³e masy PPmc, w których wyst¹pi³y liczne burze (ryc. 3).
30.08.1997
Najwy¿sze opady zanotowano na przedpolu Roztocza Œrodkowego – Prze- wale 100,0 mm oraz Zamoœæ 29,5 mm.
Podobnie jak w poprzednio opisywanych przypadkach opady na badanym obszarze zwi¹zane by³y z frontem atmosferycznym. Tym razem front rozdziela³ ciep³e masy PZs od mas ch³odniejszych PPm i PPms.
29.07.2000
Najwy¿sze dobowe sumy opadu atmosferycznego zanotowano na obszarze Wzniesieñ Urzêdowskich (Mazanów – 116,3 mm), w Kotlinie Chodelskiej (Chodel 101,6 mm) oraz w Ma³opolskim Prze³omie Wis³y (Annopol – 98,1 mm).
W 16 stacjach na LubelszczyŸnie wyst¹pi³y opady powy¿ej 50 mm. Stacje te znajdowa³y siê w po³udniowo-zachodniej czêœci Lubelszczyzny.
Podobnie jak w dniach 12–13 sierpnia 1986 r. s³abo zaznaczaj¹ce siê centrum ni¿u z uk³adem frontów znajdowa³o siê nad po³udniow¹ Polsk¹.
Rozleg³a strefa opadów powsta³a na styku ch³odnego powietrza (PPm) nap³y- waj¹cego z zachodu i ciep³ego powietrze (PZ) z po³udnia.
W N I O S K I
W analizowanym okresie (1951–2000) na obszarze Lubelszczyzny w 11 dniach zanotowano przynajmniej w jednej stacji dobow¹ sumê opadu atmosferycznego³ 100,0 mm. Dni takie pojawia³y siê w okresie od czerwca do wrzeœnia.
W wiêkszoœci wyst¹pienie dobowej sumy opadu³ 100 mm zwi¹zane by³o z oddzia³ywaniem uk³adów niskiego ciœnienia z centrum na po³udnie lub po³udnio-wschód od Polski. Takie sytuacje sprzyja³y nap³ywowi z po³udnia ciep³ych mas powietrznych o równowadze chwiejnej, w których czêsto docho- dzi³o do rozwoju chmur burzowych i wyst¹pienia obfitych opadów na nie- wielkich obszarach (ryc. 2). Opady tego typu wystêpuj¹ najczêœciej tylko
w jednej lub dwóch stacjach i w zwi¹zku z tym nazywane s¹ „opadami punktowymi” (Cebulak 1991; Kaszewski, Siwek 2000).
W sytuacji, gdy centrum uk³adu ni¿owego z ciep³ymi masami powietrza by³o blokowane przez uk³ady wy¿owe po³o¿one na wschód lub na pó³noc od Polski, nastêpowa³a adwekcja ch³odnego i wilgotnego powietrza. Sprzyja³o to wystêpowaniu uk³adów frontów atmosferycznych, którym towarzyszy³y roz- leg³e strefy opadów. Wysokie opady notowano wtedy jednoczeœnie w kilku lub kilkunastu stacjach (ryc. 3). Podobny rozk³ad opadów wystêpowa³, gdy Lu- belszczyzna znajdowa³a siê w bruŸdzie cyklonalnej bez okreœlonego kierunku adwekcji. Uk³ady frontów atmosferycznych rozdziela³y wówczas masy po- wietrzne o ró¿nych w³aœciwoœciach, np. PZs lub PPmc od PA lub PPm.
L I T E R AT U R A
Biuletyn Meteorologiczny PIHM z lat 1951–1976. Warszawa.
B u r a c z y ñ s k i J ., 1992: Rozwój w¹wozów na Roztoczu Gorajskim w ostatnim tysi¹cleciu.
Annales UMCS, Sec. B. 44/45.
C e b u l a k E ., 1991: Najwy¿sze zanotowane maksymalne opady dobowe w dorzeczu górnej Wis³y i ich geneza. Acta Universitatis Wratislaviensis 1213, Prace Instytutu Geografii A, V, 167–171.
C e b u l a k E., L i m a n ó w k a D., 1997: Krótkotrwa³e, groŸne zjawiska atmosferyczne w dorzeczu górnej Wis³y w latach 1991–1996. [W:] Sympozjum Jubileuszowe
„Ekstremalne zjawiska meteorologiczne, hydrologiczne i oceanograficzne”, War- szawa 12–14 listopada 1997, 26–31.
Codzienny Biuletyn Synoptyczny IMGW z lat 1977–2000. Warszawa.
G ó r n i a k A., 1982: Skutki gwa³townej ulewy w okolicach Krasnego na Dzia³ach Gra- bowieckich (23 VII 1980). Prace Studenckiego Ko³a Naukowego Geografów, Lublin, 21–37.
J ó z e f a c i u k Cz., J ó z e f a c i u k A., 1988: Ocena ró¿nych metod zabudowy w¹wozów lessowych. II. Zabudowa zbiornikami kolmatacyjnymi. Prace IUNG, Pamiêtnik Pu³awski 91.
J ó z e f a c i u k A., J ó z e f a c i u k Cz., 1995: Erozja agroekosystemów. Biblioteka Monito- ringu Œrodowiska, Warszawa, 168 ss.
K a s z e w s k i B. M., S i w e k K., 2000: O czêstoœci maksymalnych dobowych opadów atmosferycznych w dorzeczu Wieprza w latach 1991–1998 na tle wieloletnim.
Przegl¹d Geofizyczny, XLV, 2, 161–169.
M a r u s z c z a k H., 1986: Tendencje sekularne i zjawiska ekstremalne w rozwoju rzeŸby ma³opolskich wy¿yn lessowych w czasach historycznych. Czasopismo Geogra- ficzne 57, 2, 271–282.
M a z u r Z ., 1971: Erozja wodna gleb w zlewni Gorajca. Zeszyty Problemów Postêpów Nauk Rolniczych, 119.
M a z u r Z ., P a ³ y s S ., 1991: Natê¿enie erozji wodnej w ma³ych zlewniach terenów lessowych Wy¿yny Lubelskiej w latach 1986–1990. [W:] Erozja gleb i jej zapo- bieganie, Wyd. AR Lublin.
M i c h a l c z y k Z ., W i l g a t T ., 1998: Stosunki wodne Lubelszczyzny. Wyd. UMCS Lublin, 167 ss.
P a r c z e w s k i W., 1960: Warunki wystêpowania nag³ych wezbrañ na ma³ych ciekach.
Wiadomoœci S³u¿by Hydrologicznej i Meteorologicznej 8, 3. 83–159.
R o d z i k J ., 1984: Natê¿enie wspó³czesnej denudacji w silnie urzeŸbionym terenie lessowym w okolicy Kazimierza Dolnego. [W:] Przewodnik Ogólnopolskiego Zjazdu PTG, Lublin, 13–15 IX 1984, cz. 2, 125–130.
R o d z i k J., J a n i c k i G., Z a g ó r s k i P., Z g ³ o b i c k i P., 1998: Deszcze nawalne na Wy¿ynie Lubelskiej i ich wp³yw na rzeŸbê obszarów lessowych. Geomorfologiczny i sedymentologiczny zapis lokalnych ulew. Dokumentacja Geograficzna, 11, 45–68.
S t a r k e l L., 1977: Paleogeografia holocenu. PWN, Warszawa, 361 ss.
S t a r k e l L . (red.), 1997: Rola gwa³townych ulew w ewolucji rzeŸby Wy¿yny Miechowskiej (na przyk³adzie ulewy w dniu 15 wrzeœnia 1995 roku). Dokumentacja Geograficzna, 8, 103–107.
T e i s s e y r e A. K., 1994: Sp³yw stokowy i wspó³czesne osady deluwialne w lessowym rejonie Henrykowa na Dolnym Œl¹sku, Acta Universitatis Wratislaviensis, Prace Geologia-Mineralogia 43, 188 ss.
S U M M A RY
This paper includes the characteristics of precipitation³ 100.0 mm within the Lublin Region based on daily sums of precipitation collected in 1951–2000 from 57 weather posts and stations of the Polish Meteorology and Water Management Institute and Meteorological Observatory of Maria Curie-Sk³odowska University in Lublin located in the centre of the city. During the ana- lyzed period there were 11 such cases.
