Zak³ad Meteorologii i Klimatologii, Instytut Nauk o Ziemi Uniwersytet Marii Curie-Sk³odowskiej, Lublin
S Z C Z E PA N M R U G A £ A
Zmiany normy opadów atmosferycznych w Lublinie (1951–2000)
Changes of atmospheric precipitation norm in Lublin (1951–2000)
S ³ o w a k l u c z o w e: okres 30-letni, opady atmosferyczne, norma opadowa, Lublin K e y w o r d s: 30-year period, atmospheric precipitation, precipitation norm, Lublin
W S T Ê P
Pojêcie opadów normalnych w literaturze nie jest jednoznacznie okreœlone.
Czêsto definiowane jest jako œrednia suma wieloletnia lub jako przedzia³ wartoœci. Do budowy takiego przedzia³u wykorzystuje siê np. procentowe odchylenie od œredniej, odchylenie standardowe i inne metodyczne rozwi¹zania (np. Kaczorowska 1962; Kossowska-Cezak 1999; Mruga³a 1997). Wielkoœæ normy opadowej zale¿y od okresu, z jakiego jest obliczana i od sposobu jej wyznaczania. Wydaje siê, i¿ spoœród norm najbardziej przydatne s¹ te, które maj¹ charakter przedzia³u i w najwiêkszym stopniu uwzglêdniaj¹ naturê opadów atmosferycznych (Mruga³a 2001).
M AT E R I A £ I M E TO D A
W pracy podjêto próbê scharakteryzowania zmian normy opadów atmosfe- rycznych w Lublinie w poszczególnych 30-leciach pó³wiecza 1951–2000. Przy- jêcie okresów 30-letnich do analizy wynika z zaleceñ w literaturze przedmiotu, które prezentuj¹ np. Rudloff (1967), Rutkowski (1987), Garnier (1996), WMO
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
(1996). Materia³ wyjœciowy stanowi³y miesiêczne i roczne sumy opadów atmosferycznych z Obserwatorium Meteorologicznego UMCS w Lublinie z po- danego okresu. Do okreœlenia normy opadowej zastosowano metodê zapro- ponowan¹ przez autora (Mruga³a 1997). Metoda ta uwzglêdnia asymetriê szeregów sum opadów i naturaln¹ ich zmiennoœæ w ci¹gu roku. Obliczono normê opadow¹ i dokonania wybranych charakterystyk opadowych dla drugiej po³owy XX wieku i jego 30-letnich okresów (1951–1980, 1961–1990, 1971–2000).
W Y N I K I
Z danych zamieszczonych w tabeli 1 wynika, i¿ w przebiegu œrednich miesiêcznych i rocznych sum opadów atmosferycznych w Lublinie wyst¹pi³y znaczne fluktuacje. W przebiegu rocznym najni¿sze œrednie miesiêczne sumy opadów przypada³y na styczeñ, luty i marzec. Ale pojawia³y siê te¿ w innych miesi¹cach, np. w grudniu i w listopadzie w 30-leciu 1971–2000. Najni¿sza œrednia miesiêczna suma opadów wyst¹pi³a w lutym (24 mm) w okresie 1971–2000. Natomiast najwy¿sze œrednie miesiêczne sumy opadów wystêpo- wa³y w miesi¹cach letnich (czerwiec-sierpieñ), w tym g³ównie w lipcu. Œrednie sumy roczne w poszczególnych 30-leciach wskazuj¹, i¿ najmniejsze opady wyst¹pi³y w okresie 1961–1990 (535 mm) i 1971–2000 (536 mm), a najwiêksze w 30-leciu 1951–1980 (568 mm).
Dyspersjê opadów odzwierciedla odchylenie standardowe sum miesiêcz- nych i rocznych (tab.1). Zró¿nicowanie jego wartoœci miêdzy 30-leciami (dla tego samego miesi¹ca) jest na ogó³ umiarkowane. Najwiêksze jest w lipcu (43,0 mm w latach 1971–2000 i 29,0 mm w 30-leciu 1961–1990, ró¿nica 14,0 mm), a najmniejsze w kwietniu (18,8 mm w okresie 1961–1990 i 1971–2000 oraz 18,1 mm w 30-leciu 1951–1980, ró¿nica 0,7 mm). Zwraca uwagê doœæ du¿e odchylenie standardowe sum rocznych w okresie 1961–1990 i doœæ ma³e w pozosta³ych 30-leciach.
Wspó³czynnik zmiennoœci sum miesiêcznych opadów najwiêkszy jest w paŸdzierniku (ponad 100% w ka¿dym 30-leciu), a najmniejszy w listopadzie (38,5%) w latach 1951–1980. W pozosta³ych 30-leciach najmniejszy jest w maju. Dla sum rocznych opadów najwiêkszy jest w okresie 1961–1990 (23,0%), a najmniejszy w 30-leciu 1951–1980 (19,8%).
Górna i dolna granica normy opadowej wykazuje znaczne zró¿nicowanie w przebiegu rocznym (tab. 2). W 30-leciu 1951–1980 i 1961–1990 najwiêksza wartoœæ górnej granicy normy opadowej wystêpuje w sierpniu, natomiast w 30-leciu 1971–2000 i w pó³wieczu 1951–2000 w lipcu. Najmniejsza wartoœæ
Tabela1.WybranecharakterystykiopadowewLublinie(1951–2000) SelectedcharacteristicsofprecipitationinLublin(1951–2000) OkresIIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXXIXIIRok/ Year Œrednia(wmm) 1951–1980303127395870777346414037568 1961–1990292726385366736948353834535 1971–2000252426395265776658403331536 1951–2000272828395566786650383835547 Odchyleniestandardowe(wmm) 1951–198018,620,414,418,124,228,933,139,833,842,515,421,7112,3 1961–199018,017,513,318,823,430,729,038,831,139,416,917,9122,8 1971–200016,415,614,418,820,935,843,041,131,341,115,615,5109,0 1951–200015,917,514,719,123,232,738,935,232,036,516,319,0108,3 Wspó³czynnikzmiennoœci(w%) 1951–198062,065,853,346,441,741,343,054,573,5103,638,558,619,8 1961–199062,164,851,149,544,246,539,756,264,8112,644,552,623,0 1971–200065,665,055,448,240,255,155,862,354,0102,847,350,020,3 1951–200058,962,552,549,042,249,549,953,364,096,042,954,319,8
Tab.2.GranicenormyopadowejwLublinie(1951–2000) LimitsofprecipitationnorminLublin(1951–2000) GranicanormyIIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXXIXIIRok 1951–1980 Górnamm49484455849310710875805461668 %œred.163155163141145133139148163195135165118 Dolnamm181518274248544526172922491 %œred.60486769726970625741735986 1961–1990 Górnamm4643395772919910774725452639 %œred.159159150150136138136155154214142153119 Dolnamm171417263540534629182320445 %œred.59526568666173676051605983 1971–2000 Górnamm38394058689612210291764748619 %œred.152162154149131148158155157190142155115 Dolnamm131515263638523939182221454 %œred.52625867695868596745676885 1951–2000 Górnamm4245445775951159684715356642 %œred.156161157146136144147145168187139160117 Dolnamm171618263842524231172622474 %œred.63576467696467646245686387
górnej granicy normy wystêpuje w marcu (1951–1980 i 1961–1990) i w styczniu (1971–2000, 1951–2000). Najwiêksza wartoœæ dolnej granicy normy we wszyst- kich 30-leciach i w pó³wieczu wystêpuje w lipcu, zaœ najmniejsza wartoœæ dolnej granicy normy opadowej w lutym (1951–1980, 1961–1990, 1951–2000) i w styczniu (1971–2000). Zwraca uwagê niska wartoœæ dolnej granicy normy we wszystkich omawianych okresach w paŸdzierniku (17 mm i 18 mm). Dla sum rocznych opadów najwiêksza wartoœæ górnej granicy normy opadowej pojawia siê w 30-leciu 1951–1980 (668 mm), a najmniejsza w okresie 1971–2000 (619 mm). Dolna granica rocznej normy opadowej najwiêksz¹ wartoœæ osi¹ga w 30-leciu 1951–1980 (491 mm), a najmniejsz¹ w okresie 1961–1990 (445 mm).
Wzglêdne granice normy (jako % œredniej sumy opadów) w odniesieniu do miesiêcy zmieniaj¹ siê w ka¿dym 30-leciu i 50-leciu od oko³o 60% (dolna granica) do oko³o 150% (górna granica). Wyj¹tkiem jest paŸdziernik, którego granice normy (szczególnie górna) znacznie odbiegaj¹ od granic pozosta³ych miesiêcy, np. w 30-leciu 1961–1990 wartoœæ górnej granicy normy w tym miesi¹cu wynios³a 214%. Dla roku wzglêdny zakres normy jest mniejszy w porównaniu z miesi¹cami i zawiera siê przeciêtnie miêdzy 85 a 120% œredniej rocznej sumy opadów (tab. 2).
Czêstoœæ wystêpowania miesiêcy o opadach normalnych w omawianych okresach zmienia³a siê od 50 do 70% (ryc. 1). Styczeñ i luty w 30-leciu 1971–2000 oraz listopad w okresie 1961–1990 charakteryzowa³a najwiêksza czêstoœæ opadów w granicach normy (odpowiednio 70 i 67%), natomiast maj w 30-leciu 1951–1980 oraz lipiec i wrzesieñ w okresie 1971–2000 najmniejsza (50%). Ma³e ró¿nice w czêstoœci miesiêcy o opadach normalnych miêdzy poszczególnymi 30-leciami s¹ charakterystyczne dla marca, sierpnia i grudnia.
Ryc. 1. Czêstoœæ (w %) wystêpowania miesiêcy o opadach normalnych w Lublinie (1951–2000) Frequency (in %) of occurrence of months at normal precipitation in Lublin (1951–2000)
W N I O S K I
Wybrane charakterystyki (œrednia suma, odchylenie standardowe, wspó³czynnik zmiennoœci) sum miesiêcznych i rocznych opadów atmosfe- rycznych w Lublinie w poszczególnych okresach 30-letnich drugiej po³owy XX wieku wykazuj¹ znaczne zró¿nicowanie. Z miesiêcy wyró¿nia siê pod tym wzglêdem paŸdziernik.
Zakres normy opadowej (ró¿nica miêdzy górn¹ i doln¹ granic¹) przyjmuje ró¿ne wartoœci w poszczególnych 30-leciach i nawi¹zuje do rocznego przebiegu opadów. Na ogó³ jest wiêksza wraz ze wzrostem opadów i mniejsza wraz z ich spadkiem. Dla roku najmniejszy zakres normy wyst¹pi³ w okresie 1971–2000 (165 mm), a najwiêkszy w 30-leciu 1961–1990 (194 mm). Granice normy opadowej wyra¿one jako procent œredniej sumy opadów przyjmuj¹ ró¿ne wartoœci zale¿nie od miesi¹ca i 30-lecia. Dla sum rocznych ró¿nice miêdzy badanymi okresami w wartoœciach górnej i dolnej granicy normy s¹ mniejsze ni¿
dla sum miesiêcznych.
Najmniejsze zmiany czêstoœci wystêpowania normy opadowej z 30-lecia na 30-lecie wyst¹pi³y w marcu, w sierpniu i w grudniu (do 3%), a najwiêksze w styczniu (do 13%) i w maju (do 10%). Najmniejsze zmiany czêstoœci normy opadowej z miesi¹ca na miesi¹c wyst¹pi³y w 30-leciu 1951–1980 (suma zmian 59%), a najwiêksze w okresie 1971–2000 (suma zmian 77%).
L I T E R AT U R A
G a r n i e r B. J., 1996: Podstawy klimatologii. WMO. IMGW. Warszawa.
K a c z o r o w s k a Z., 1962: Opady w Polsce w przekroju wieloletnim. Prace Geograficzne IG PAN, 33, 1–112. Wyd. Geol. Warszawa.
K o s s o w s k a-C e z a k U., 1999: Niedostatek i nadmiar opadów – uwagi metodyczne.
Materia³y Sesji – Niedobory i nadmiary opadów w ostatnim 30-leciu, ich przyczyny i skutki, 7–10, Wyd. Polskie Tow. Geofizyczne. Warszawa.
M r u g a ³ a S., 1997: Próba okreœlenia naturalnej normy i anomalii opadów atmosferycznych.
Przegl¹d Geofizyczny, R. XLII, 2, 169–174.
M r u g a ³ a S., 2001: Opady atmosferyczne o normalnej i anomalnej wysokoœci na obszarze Polski (1951–1990). Rozprawy hab. Wydz. BiNoZ, LXVI, 1–194. Wyd. UMCS.
Lublin.
R u d l o f f v o n H., 1967: Die Schwankungen und Pendelungen des Klimas in Europa seit den Beginn der regelmassigen Instrumentenbeobachtungen (1670). Vieweg., Braunschweig.
R u t k o w s k i Z., 1987: Analityczne wyznaczanie norm elementów meteorologicznych na podstawie œrednich 30-letnich wartoœci miesiêcznych. Przegl¹d Geofizyczny, R. XXXII, 1, 65–76.
WMO, 1996: Climatological normals (CLINO) for the period 1961–1990. WMO-No.847.
Geneva.
S U M M A RY
This paper presents the change of standard atmospheric precipitation norms in the city of Lublin throughout the 2ndhalf of the 20thcentury and in its respective decades. Monthly and annual total precipitation from the Meteorological Observatory of the Maria Curie-Sk³odowska Univer- sity in Lublin were used. Calculation of precipitation norm was carried out with application of method proposed by the author (Mruga³a, 1997). Selected characteristics (average sum, standard deviation, coefficient of variation), sums of monthly and annual precipitation in Lublin in different 30-year periods of the second half of the 20thcentury vary considerably. October distinguishes it- self in this respect. Upper and lower limit of normal precipitation adopts different values in each 30-year period and was related to the course of annual precipitation. The smallest changes in the standard monthly precipitation occurred in the 30-year period of 1951–1980, and the greatest, in the period of 1971–2000.
