Tag: usłonecznienie

Usłonecznienie – EUMETSAT i pomiary

Usłonecznienie – EUMETSAT i pomiary

Porównywaliśmy sobie właśnie dane EUMETSAT z pomiarami na stacjach synoptycznych. Dane usłonecznienia EUMETSAT (zbiór SARAH 2.1) są pozyskiwane z danych satelitarnych na podstawie algorytmów opisanych tutaj. Oczywiście, jak każdy taki algorytm, również ten nie jest doskonały i przed rokiem 1990 (a w szczególności w pierwszych latach) dane te potrafią być dosyć wątpliwe. Przede wszystkim w latach 1983-1987 usłonecznienie pozyskane z danych satelitarnych potrafi być znacznie wyższe, niż to mierzone na stacjach synoptycznych.

Z grubsza efekt takich porównań może wyglądać następująco:

Jak widać dane satelitarne nie odzwierciedlają idealnie pomiarów naziemnych (co zresztą nie jest zaskakujące). Średnia obszarowa suma usłonecznienia różni się o ok. 13% od tej uzyskanej z interpolacji IDW z nieco ponad 50 stacji synoptycznych. Jednakże taki rozkład różnic możemy z powodzeniem zrzucić na niedoskonałości oszacowania usłonecznienia z pomiarów satelitarnych. Problem pojawia się w przypadkach różnic stałych. Takie różnice pojawiają się na przykład w pierwszej połowie lat 90. XX w. w Mławie, głównie w sezonie wiosenno-letnim:

Dodatkowo dane z Mławy odstają tu nie tylko od danych satelitarnych, ale i od danych ze stacji okolicznych. Przyczyną może tu być na przykład przysłonięcie części horyzontu (nie jest tajemnicą, że pomimo stosownych zasad i umów często okolice stacji były zabudowywane). W przypadku Mławy problem pojawia się w roku 1988 i trwa do 1994 włącznie. Być może w roku 1995 stacja została przeniesiona, chociaż nie wskazuje na to średnia różnica ciśnienia zredukowanego i tego na poziomie stacji (zmiana ta wskazuje na zmianę wysokości położenia barometru i widać, że stacja w Mławie najprawdopodobniej była przeniesiona w 1968 r.).

Innym (znanym zresztą) są problemy ze stacją w Warszawie. Zasadniczo do 1994 r. nie budzą one jakichś większych wątpliwości, a potem zaczynają się dziać rzeczy dziwne. Od marca 1995 do sierpnia 1995 usłonecznienie w Warszawie jest znacząco niższe od tła:

Rok później sytuacja odwraca się o 180° i Warszawa stanowi teraz lokalne maksimum, co jest wyraźnie widoczne latem.

Sytuacja ta jest widoczna jeszcze w marcu 1997, natomiast od lipca do września 1997 dane są nieznacznie niższe od tła. W 1998 następuje kolejna zmiana i tym razem usłonecznienie w Warszawie jest od tła znacząco wyższe, przy czym dotyczy to miesięcy z wysokim usłonecznieniem. Od listopada do lutego różnice są niewielkie, lub żadne. W miesiącach letnich, w przypadkach skrajnych, potrafią znacznie przekraczać 120h w stosunku do oszacowania satelitarnego.

W 2003 podobny problem pojawia się w Rzeszowie. Jak wynika z „Biuletynu PSHM” usłonecznienie na tych stacjach pochodziło z lotniskowego systemu Vaisala wykorzystującego czujniki DSU12. W Rzeszowie problem przestaje być widoczny w roku 2009, zaś w Warszawie w roku 2015 – w tym roku dane zgadzają się wyjątkowo dobrze. W 2016 różnice – tym razem na minus w stosunku do tła mamy w Warszawie i ponownie w Mławie.

Znacznie większe różnice pomiędzy danymi satelitarnymi a usłonecznieniem ze stacji pomiarowych mamy w skali roku. Szczególnie duże są one przed 1993, kiedy w uśrednieniu do całego kraju przekraczają 200 godzin. Przyczyny takiego stanu rzeczy mogą być różne. Pierwsza, podstawowa, to różny próg heliograficzny. Dane satelitarne są dostosowane do progu 120 W/m2, a więc próg ten jest niższy, niż w przypadku stosowanego dawniej heliografu Campbella-Stokesa. Inną przyczyną może być częściowe zasłonięcie horyzontu przez przeszkody (czy to sztuczne, czy naturalne). Jeśli taka przeszkoda będzie częściowo przysłaniać horyzont i przez to zasłaniać Słońce przez 10 minut dziennie, usłonecznienie będzie zaniżone o 60 godzin w skali roku. Dodatkowo w latach 80. i na początku lat 90. XX w. znacznie większe było zapylenie atmosfery związane z antropogenicznymi emisjami aerozoli. To mogło nieco zaniżać mierzone usłonecznienie, szczególnie w okolicy wschodów i zachodów Słońca. Analiza satelitarna dodatkowo może niedostatecznie uwzględniać rzeźbę terenu, a stacje położone w obniżeniach terenu mogą doświadczać częstych zamgleń, które nie będą wychwycone na obrazach satelitarnych.

Poniżej: usłonecznienie roczne w 1984 wg danych satelitarnych i synoptycznych.

Dość interesujące jest, że po początkowym spadku różnic na przełomie lat 80. i 90., w 1991 ponownie one wzrosły: z -68h (średnia roczna różnica dla Polski) w 1990 do -128h w 1991 do aż 222h w 1992. W 1993 natomiast ponownie spadły do bardzo niskiego poziomu:  23.6h, przy czym byłyby jeszcze niższe, gdyby nie różnice w Mławie. Teoretycznie można by było próbować zrzucić część tych różnic na zapylenie atmosfery po wybuchu Pinatubo, jednakże jest to mocno naciągane: w 1991 połowa różnicy za ten rok wystąpiła w lutym i marcu, czyli jeszcze przed wybuchem wulkanu. Od 1993 różnice są nieznaczne. Po roku 2000 zasadniczo średnie różnice usłonecznienia rocznego między analizą satelitarną i pomiarami na stacjach nie były duże, poza wspomnianymi przypadkami Rzeszowa i Warszawy:

W 2015 problem przestaje dotykać Warszawę, ale niższa od tła jest Mława.

W 2017 do Mławy dołączyła Warszawa. Problem ten stał się widoczny szczególnie w roku 2018.

W sposób oczywisty mamy więc zerwanie jednorodności przynajmniej kilku serii pomiarowych. W Mławie zerwanie to dotyczy okresu od 1988 do 1994 i najprawdopodobniej po 2016. W Rzeszowie od 2003 do 2008 i w Warszawie od 1995 do 2014 oraz od 2017. Dodatkowo od momentu automatyzacji stacji synoptycznych sporadycznie niektóre z nich potrafiły raportować błędne usłonecznienie, jest to jednak temat na inny wpis. Dane satelitarne przynajmniej od roku 1993 wydają się wiarygodnym i stosunkowo jednorodnym źródłem informacji o usłonecznieniu w Polsce. Do tematu jeszcze z pewnością wrócimy.

Maj 2019 w Polsce – dane wstępne

Maj 2019 w Polsce – dane wstępne

Temperatura

Maj był pierwszym miesiącem w tym roku z wyraźnie ujemną anomalią miesięczną – wyniosła ona -1.12K w stosunku do okresu referencyjnego 1981-2010, był to zatem najchłodniejszy maj od roku 2004, czyli od 15 lat. Należy przy tym zauważyć, że wg kwantylowej charakterystyki termicznej, maj został scharakteryzowany na krańcach północno-wschodnich naszego kraju jako „normalny” (statystyka za lata 1981-2010), ale na znacznym obszarze Polski był to miesiąc anomalnie chłodny.

Przy użyciu statystyki rozszerzonej do pełnego okresu pomiarowego 1951-2018 znaczna część kraju nadal okazuje się anomalnie chłodna. Oczywiście poszerzeniu ulega obszar „normalny”.

Usłonecznienie

Maj był miesiącem pochmurnym, z małą ilością usłonecznienia, szczególnie w południowo-wschodniej części kraju. Poniżej porównanie sumy usłonecznienia uzyskanej z pomiarów satelitarnych (EUMETSAT) oraz ze stacji synoptycznych (interpolacja IDW).

 

Opady

Miniony miesiąc okazał się być bardzo zróżnicowany pod względem opadowym. Wg systemu RainGRS miejscami suma miesięczna nie osiągnęła nawet 30 mm (np. w województwie łódzkim), jednakże płytki układ niżowy, który nękał nasz kraj na początku III dekady miesiąca spowodował, że lokalnie w południowej i południowo-wschodniej części kraju sumy te znacznie przekroczyły 200 mm.  Wysokie sumy dobowe, które 21 maja miejscami znacznie przekroczyły 100 mm doprowadziły do wzrostu stanów rzek i licznych podtopień, a nawet powodzi.

 

Burze

Z analizy wyładowań doziemnych z systemu PERUN (IMGW-PIB) wynika, że w maju 2019 burze występowały głównie we wschodniej części kraju. Maksymalna liczba wyładowań doziemnych wyliczona dla kwadratu 10×10 km wyniosła 334 (3.3 wyładowania na km²). Liczba dni z burzą wynikająca z analizy wyniosła od 0 w południowo-zachodniej Polsce do 9 w pobliżu Terespola. Wg pomiarów IMGW-PIB w Terespolu odnotowano 7 dni z burzą.

 

Usłonecznienie – EUMETSAT (SARAH 2.0/2.1)

Usłonecznienie – EUMETSAT (SARAH 2.0/2.1)

Poniżej mapy sum usłonecznienia pozyskane ze zbiorów SARAH 2.0/2.1 (EUMETSAT). Na pierwszy rzut oka dane od 1991 r. są zgodne (oczywiście nie dokładnie) z pomiarami naziemnymi. Mamy oczywiście pewne różnice, miejscami spore. Oczywistym miejscem, gdzie takie różnice występują, jest Okęcie, gdzie od 1998 do 2014 usłonecznienie było znacznie wyższe, niż wskazuje na to wynik satelitarny, niekiedy nawet o blisko 500 godzin (2011). W latach 2015 i 2016 pomiary były zgodne, zaś zarówno w 2017, jak i w 2018 dane naziemne są znacznie niższe, niż pomiary satelitarne. Innym takim miejscem jest Zielona Góra, gdzie w 2012 różnica roczna przekracza 250h, 150h w 2013, podobnie w 2014. Co ciekawe, znacznie mniejszych różnic można się dopatrzyć w nie tak odległym Gorzowie, co może sugerować potencjalny wpływ położenia stacji (np. widoczność horyzontu w Zielonej Gorze, czy położenie stacji na szczycie wzgórza). Ale to temat na odrębną analizę. Z pewnością tego typu dane satelitarne są bardzo cennym źródłem informacji na temat usłonecznienia, wolnym od problemów związanych ze zmianą sposobu jego pomiaru, czy relokacji samych stacji pomiarowych.

 

 

Usłonecznienie dobowe

Usłonecznienie dobowe

Dane usłonecznienia dobowego (interpolacja IDW) będą powoli (bardzo powoli) pojawiać się tutaj. Potrzebne one będą później w celu oszacowania parowania potencjalnego *). W zależności od rozmiaru wynikowego katalogu być może dodane zostaną również inne parametry. Nie przewidujemy generowania danych sprzed 1971.

*) Wiele stacji posiada dane dotyczące prędkości wiatru, temperatury i wilgotności, jednak nie mają danych usłonecznienia. Planujemy uzupełnić te dane o dane interpolowane, jako że usłonecznienie w odróżnieniu od np. opadów jest parametrem dość ciągłym (choć oczywiście nie zawsze).

Maj w Polsce rekordowo słoneczny

Maj w Polsce rekordowo słoneczny

Maj był nie tylko rekordowo ciepły, ale i w wielu miejscach rekordowo słoneczny. Suma usłonecznienia dobowego niemal w całym kraju przekroczyła 300 godzin. We Wrocławiu było to 324h (dotychczasowy rekord to 315h). Rekord nie padł m.in. w Opolu, gdzie tego maja odnotowano 304h usłonecznienia (1999 = 313h). W Zielonej Górze usłonecznienie wyniosło 321h (dotychczasowy rekord to 294h z 2011). Zdecydowanie najwyższe sumy usłonecznienia notowano w Polsce północnej. W Ustce było to 387h (rekord to ok. 350h), w Łebie 386h (poprzedni rekord to 357h z 2008). Aż 397 godzin usłonecznienia notowano na Helu (poprzedni rekord 337h, 2008). Był to tu maj nie tylko rekordowo słoneczny, ale i rekordowo suchy. Na Helu spadło zaledwie 8.9 mm opadu, dotychczasowy najsuchszy maj to maj 1978 z sumą opadu równą 14.9 mm. Padły więc na Helu aż trzy różne rekordy (co najmniej): był to maj rekordowo ciepły (14.3°C, poprzedni rekord 14.1°C z 1993), rekordowo słoneczny (397h) i rekordowo suchy (8.9 mm).

[xyz-ips snippet=”s2-ad”]

Nadal wyjątkowo ciepło

Nadal wyjątkowo ciepło

Wczoraj temperatury maksymalne w Polsce zbliżyły się do 28°C – 27.6°C notowano Cieszynie i Tarnowie, nieco cieplej (27.8°C) było w Krakowie-Woli Justowskiej. Były to temperatury wysokie, jak na kwiecień. W okresie 1951-2017 wyższe temperatury maksymalne w kwietniu notowano w 20 latach (30%), przy czym najcieplej było oczywiście w 2012, kiedy w Słupcy notowano 32.5°C.

Wysoka była również wczorajsza dobowa anomalia temperatury: osiągnęła ona +7.25°C w stosunku do okresu referencyjnego 1981-2010.

[xyz-ips snippet=”s2-ad”]

Prawdopodobnie była to ostatnia tak wysoka anomalia dobowa w tym miesiącu, ponieważ od dziś mamy do czynienia z ochłodzeniem (które do około 25 kwietnia nie powinno być jakieś znaczące), a dodatkowo wchodzimy w okres, w  którym przeciętne temperatury dobowe mocno rosną, stąd trudniej będzie o wysokie anomalie.

Do dnia wczorajszego włącznie anomalia temperatury kwietnia wynosiła +5.22°C i była wyższa od rekordowej wartości z roku 1800 o 1.14°C. Pozostaje pytanie, czy jest to wystarczający zapas, aby nadchodzące ochłodzenie nie obniżyło tej anomalii poniżej wartości rekordowej. Tu sprawa nadal jest otwarta, szczególnie że model ECMWF sugeruje mniejsze ochłodzenie, niż prognozowano to dotychczas, dodatkowo od ostatnich paru odsłon sugeruje kolejną adwekcję ciepła od 28-29 kwietnia.

A te ostatnie dni kwietnia mogą być decydujące. Panująca w nich dodatnia zamiast ujemnej anomalia temperatury może zaważyć nad tym, czy obecny kwiecień rekord pobije, czy nie. Widać na tym przykładzie również, jak niepewna jest sytuacja – jeszcze przedwczoraj wydawało się, że nie ma na to większych szans, dzisiaj takiej pewności już nie ma. Aby kwiecień był rekordowy, anomalia pozostałych 9 dni (z dniem dzisiejszym włącznie) musiałaby osiągnąć już zaledwie +1.44°C. Jeszcze przedwczoraj wymagana wartość wynosiła +2.44°C. Najbliższe dni (najprawdopodobniej do środy włącznie) jeszcze tę wartość obniżą, najpewniej poniżej 1.0°C.̣

Należy jednak nadal pamiętać, że dane wyliczane na bieżącą są danymi szacowanymi. Podstawą dla serii Poltemp jest anomalia wyliczona na podstawie średnich miesięcznych temperatur, a wyniki takie mogą się różnić od wcześniejszych oszacowań zarówno na plus, jak i na minus. Przeważnie jednak różnice te nie przekraczają 0.1°C (zwykle są na poziomie do 0.05°C). Wartością kwietniowej anomalii „bezpieczną” dla uznania rekordu mogłoby tu być więc około 4.2°C. Aby tak się stało, pozostałe dni musiałyby się odznaczać anomalią na poziomie 1.82°C.

Imponujące są wykresy temperatury kwietnia na tle wartości wieloletnich:

Jak widać 11 dni z rzędu biło wartości rekordowe dla 10. dniowej średniej ruchomej temperatury powietrza. Oznacza to, że wszystkie 10-dniowe przedziały od 2-12 kwietnia do 12-21 kwietnia były rekordowo ciepła dla okresu 1951-2018. Na początku marca były bite rekordy zimna 10. dniowych średnich ruchomych anomalii temperatury, jednakże były to tylko dwa przypadki. Sytuacja z kwietnia przypomina zaś tą z sierpnia 2015, kiedy takich przypadków było również ponad 10.

O ile nie mamy jeszcze pewności, co do tego czy kwiecień będzie rekordowo ciepły, o tyle już teraz możemy powiedzieć, że niemal na pewno będzie on najcieplejszy od co najmniej 218 lat. Dalsze w kolejce są kwietnie 1918 (+3.49°C) i 2000 (+3.47°C). Wymagana anomalia pozostałych dni dla osiągnięcia anomalii miesięcznej równej 3.5°C wynosi -0.51°C i jest niemal wykluczone, żeby w rzeczywistości okazała się niższa (choć jak wiadomo w pogodzie zdarzają się niespodzianki).

Wysokie jest również usłonecznienie, które na przykład we Wrocławiu wynosi już 192.9h. Dla porównania na 67 kwietni z lat 1951-2017 wyższe sumy miesięczne wystąpiły zaledwie w 16 latach (24%). A miesiąc się jeszcze nie skończył – dziś suma miesięczna z pewnością przekroczy tu 200h. Najwyższe kwietniowe usłonecznienie odnotowano we Wrocławiu w roku 2007: 301.3h.

[xyz-ips snippet=”s1s1z-ads”]

 

Luty we Wrocławiu rekordowo słoneczny i (niemal) rekordowo suchy

Luty we Wrocławiu rekordowo słoneczny i (niemal) rekordowo suchy

Do 26 lutego włącznie stacja meteorologiczna Wrocław-Strachowice odnotowała 122.3h usłonecznienia, do rekordowej wartości z roku 2014 brakuje zaledwie 5.1h i jest wielce prawdopodobne, że zostanie ona pobita już dzisiaj. Niemal padł również rekord opadów – do tej pory suma opadu lutego 2018 wynosi tu 1.6 mm – w lutym 1978 notowano zaś 1.5 mm. Wysokie sumy usłonecznienia notowane są nie tylko we Wrocławiu, ale i w Zielonej Górze (119.5h), Legnicy (115.2h), Lesznie (121.4h), Słubicach (120.7h). Najniższe usłonecznienie w lutym notowano we Wrocławiu w 2013: 19.7h. Zima 2012/13 charakteryzowała się tu skrajnie niskim usłonecznieniem, szczególnie w styczniu i lutym. Łącznie przez te dwa miesiące notowano zaledwie 34.5h usłonecznienia.

Usłonecznienie w Warszawie

Usłonecznienie w Warszawie

Jakiś czas temu komentator podpisujący się jako Ben Wwa wyjątkowo mocno upierał się przy skrajnie niskim usłonecznieniu, jakie miało wystąpić w ubiegłym roku w Warszawie (ok. 1350h). W chwili obecnej są już dostępne mapy usłonecznienia przygotowane przez IMGW i rozkład sumy rocznej wygląda tak:

Powyżej: rozkład sum rocznych usłonecznienia w Polsce, źródło: Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowy Instytut Badawczy

Z rozkładu tego w żaden sposób nie wynika, aby Warszawa miała roczne usłonecznienie rzędu 1350h, raczej w okolicach 1700h. Co więcej, anomalia usłonecznienia rocznego okazała się tu dodatnia, więc twierdzenie @Ben Wwa, jakoby rok 2017 charakteryzował się najniższym usłonecznieniem od 1980 jest tym bardziej absurdalne.

[xyz-ips snippet=”s2-ad”]

Polska terminologia meteorologiczna dotycząca promieniowania słonecznego: bagno absolutne

Polska terminologia meteorologiczna dotycząca promieniowania słonecznego: bagno absolutne

Wczoraj drugi raz zwróciłem komuś uwagę, ze używa terminu „operacja słoneczna” nieprawidłowo. Postanowiłem przyjrzeć się jak ogólnie nazywane są i definiowane w polskiej meteorologii różne pojęcia związane ilością i jakością promieniowania słonecznego na powierzchni Ziemi. I to co zobaczyłem przerosło moje najgorsze obawy. To naprawdę bagno.

Heliograf Campbella - Stokesa, jeden z bohaterów wpisu.
Heliograf Campbella – Stokesa, jeden z bohaterów wpisu.

Read More Read More