Zmiany usłonecznienia rzeczywistego w Polsce i ich przyczyny (1966–2018)

Abstract

Changes in sunshine duration in Poland and their causes (1966–2018) The study discusses changes in the sunshine duration in Poland, occurring in the years 1966–2018. The main analysis was carried out on a series of annual area sunshine duration, calculated from 11 stations, distributed relatively evenly throughout the area of Poland (variable UPLRK). A discontinuity was found in the course of UPLRK, consisting a quantum leap of this value in the years 1987–1989, and then the appearance of a statistically significant positive trend in the course of UPLRK. A change in the course of UPLRK and the total change in the sunshine duration regime occurred at the moment of change in ‘circulation epochs’, characterized by a change in the frequency structure of the mid-tropospheric circulation of macro-types W, E and C according to the Wangengejm-Girs classification. The frequency of these macro-types, by controlling the variability of the lower circulation (SLP fields), controls changes in sunshine duration. An increase in the frequency of the W macro-type, with which the UPLRK values are positively correlated, and a simultaneous decrease in the frequency of the E macro-type, with which sunshine duration is negatively correlated, which occurred at the time of change of macro-circulation epochs in 1987–1989, resulted in corresponding changes in the behavior of the sunshine duration process in Poland. Changes in the frequencies of the W and E macro-types are controlled by changes in the distribution of heat resources in particular waters of the North Atlantic. These changes are controlled by changes in the North Atlantic Thermohaline Circulation (NA THC). As a result, the changes in the UPLRK observed in the years 1966–2018 reconstruct changes in both the macro-circulation conditions in the Atlantic-European circulation sector and changes in the NA THC phases. This allows for a conclusion that the variability of UPLRK is a result of the internal dynamics of the climate system, and not, as it has been believed so far, the effects of anthropogenic changes in the concentration of aerosols in the atmosphere. Zarys treści: W pracy omówiono zmiany usłonecznienia rzeczywistego nad Polską, zachodzące w latach 1966–2018. Zasadniczą analizę przeprowadzono dla szeregu rocznego usłonecznienia obszarowego, obliczonego z 11 stacji względnie równomiernie rozłożonych na obszarze Polski (zmienna UPLRK). Stwierdzono w przebiegu UPLRK wystąpienie nieciągłości, polegającej na skokowym wzroście tej wielkości w latach 1987–1989, a następnie pojawienia się w nim statystycznie istotnego trendu dodatniego. Zmiana przebiegu UPLRK i całkowita zmiana reżimu usłonecznienia nastąpiła w momencie zmiany „epok cyrkulacyjnych”, charakteryzowanych przez zmianę struktury frekwencji makrotypów cyrkulacji środkowotroposferycznej W, E i C według klasyfikacji Wangengejma-Girsa. Frekwencja tych makrotypów, poprzez sterowanie zmiennością cyrkulacji dolnej (polami SLP), steruje zmianami usłonecznienia. Wzrost frekwencji makrotypu W, z którym wartości UPLRK skorelowane są dodatnio, i jednoczesny spadek makrotypu E, z którym usłonecznienie skorelowane jest ujemnie, jaki nastąpił w momencie zmiany epok makrocyrkulacyjnych w latach 1987–1989, pociągnął za sobą odpowiednie zmiany zachowania się przebiegu usłonecznienia nad Polską. Zmiany frekwencji makrotypów W oraz E sterowane są przez zmiany rozkładu zasobów ciepła w poszczególnych akwenach Atlantyku Północnego. Tymi zmianami sterują zmiany cyrkulacji termohalinowej na Atlantyku Północnym (NA THC). W rezultacie obserwowane w latach 1966–2018 zmiany UPLRK odtwarzają zmiany zarówno warunków makrocyrkulacyjnych w atlantycko-europejskim sektorze cyrkulacyjnym, jak i zmiany faz NA THC. Pozwala to na twierdzenie, że zmienność UPLRK stanowi rezultat działania wewnętrznej dynamiki systemu klimatycznego, a nie stanowi, jak do tej pory się uważa, skutków antropogenicznych zmian koncentracji aerozoli w atmosferze.

Manual and Automatic Measurements of Sunshine Duration in Cassubian Lakeland (Northern Poland)

“…Sunshine duration is an element of the climate that exhibits positive trends over many years [18]. From the late 1980's a trend rising at a rate of 30 to 130 h per 10 years has been observed, depending on the region, whereas at the synoptic station in Chojnice, this trend was estimated at 78 h per decade [19]. Considering that in the period before 2015 there is no data from the research area other than those from records using traditional methods, it is possible, bearing in mind the demonstrated differences, to use the reconstructed series to study the climate variability of northern Poland.…”

“…Due to the effects of solar radiation, sunshine duration data is one of the main indicators for characterizing the climate of a given location [4][5][6], which is useful in various sectors, such as including health resorts [7,8], tourism [9][10][11], public health [12][13][14], and agriculture [15][16][17]. It also provides information in terms of past and present climate variability and change [18][19][20]. It can be valuable for estimating the total radiation flux at a place where no pyranometric data is available [2].…”

Remarks on the working conditions in the region of Polish Polar Hornsund Station

“…The fjord waters are very often covered with high concentrations of ice and sometimes compact floating ice (Fig. 3) [Marsz and Styszyńska 2007]. Source: [Osuch and Wawrzyniak 2016].…”

“…Afterwards, the days become shorter very quickly. From October 31 to February 11, the sun is located below the horizon, which means that the polar nights last for 104 days [Marsz and Styszyńska 2007].…”

“…Due to localisation and the island character of the region, the constant flow of ocean air masses influence the cloudiness, humidity and other weather parameters significantly, which are factors creating the climate. The circulation of the atmosphere over Spitsbergen is very diversified and influenced by the processes happening over the North Atlantic [Marsz and Styszyńska 2007]. In the winter, the main factor influencing the air temperature is the atmospheric circulation, while in the summer, solar radiation plays a major role in climate creation.…”