Cykliczny bieg temperatury zimą – osobliwość czy reguła?

Chociaż głównym tematem poruszanym na naszej stronie jest zmiana klimatu, często zwracacie się do nas także z pytaniami dotyczącymi aktualnych warunków pogodowych, ciekawych zjawisk meteorologicznych i ich przyczyn. W związku z tym zapraszamy Was do śledzenia nowego cyklu „Okiem meteorologa”, w ramach którego będzie o tych zagadnieniach pisał doświadczony meteorolog, Maciej Ostrowski, były kierownik Centralnego Biura Meteorologicznego lotnictwa wojskowego, autor podręcznika „Meteorologia dla lotnictwa sportowego” i wieloletni komentator prognoz Interdyscyplinarnego Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego. Na początek kilka słów o tym, co działo się w pogodzie centralnej Polski w ostatnich tygodniach, 6-18 lutego 2025.

W początkowych dniach pierwszej połowy lutego 2025 roku mieliśmy do czynienia ze stabilną pogodą „zgniłego wyżu”, przy pełnym zachmurzeniu chmurami Stratus i temperaturach o niewielkiej amplitudzie, nie spadających poniżej zera i z nieznacznymi wzrostami w ciągu dnia (do 3-5 stopni w centralnej Polsce). Trochę cieplej (jak zwykle) było na Dolnym Śląsku i Ziemi Lubuskiej oraz w południowej części Wielkopolski, tam bowiem łatwiej dociera masa powietrza znad pogórzy Alp oraz Sudetów.

Ilustracja 1: Zdjęcie satelitarne Polski z 10 (po lewej) i 14 (po prawej) lutego 2025 z widoczną różnicą zachmurzenia w centralnej Polsce (10.02 niebo wolne od chmur, 14.02 – zachmurzenie). Źródło: aplikacja NASA Worldview (NASA Earth Science Data and Information System, ESDIS).

Następnie, po zdecydowanym rozwoju kilkuośrodkowego, rozległego wyżu (azorsko-szkocko-skandynawsko-rosyjskiego) osiągającego w centrum powyżej 1055 hPa, nastały pogodne, nawet bezchmurne dni i noce, w czasie których obserwować można było powtarzalny przebieg temperatury, wilgotności i częściowo prędkości wiatru. Doskonale jest to widoczne w biegu dobowym automatycznej stacji na skraju warszawskiej dzielnicy Ursus.

W dniach 8-12 lutego 2025 widać wyraźne piki wzrostu temperatury w ciągu dnia, dochodzące do +2,3 stopnia, oraz regularne spadki wieczorem i w nocy ze spadkiem do -7,5 stopnia. Podobny przebieg pojawił się po kilku dniach 17 i 18 lutego, wówczas spadki temperatury były silniejsze, doszły do -15 stopni.

Jednocześnie widać pełną korelację z pomiarami bezpośredniego promieniowania Słońca o wartości w maksimum około 400 W/m², które mówią o braku przesłaniania nieboskłonu przez chmury. Dni 14, 15 i 16 luty to okres utrzymywania się promieniowania na poziomie maksymalnym około 200 W/m², pojawiło się prawie pełne zachmurzenie.

Prognozy wyliczane przez model UM i zobrazowane dla rejonu Warszawy (podobnie jak całej centralnej części Polski) na meteorogramach ICM UW (Interdyscyplinarne Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego) także pokazują charakterystyczny, dobowy bieg temperatury:

Ilustracja 3: Meteorogramy dla Warszawy, dla dni 8, 10, 12 i 16 lutego 2025. Źródło:
Interdyscyplinarne Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego UW.

Wnikliwy obserwator dostrzeże zasadniczy błąd prognozy na noc 16/17 lutego: według ICM temperatura obniżyć się miała do -8 stopni, według pomiarów sięgnęła -15. Przyczyną jest fakt, że meteorogram obejmuje obszar 28*28 km, w tym obszarze jest znaczna część miejska, silnie zurbanizowana i „pamięć” modelu utrzymuje wyższe temperatury minimalne, zaś w podmiejskim obszarze pomiaru dokonujemy pojedynczego, punktowego pomiaru. Mimo tego błędu istotną dla wielu zastosowań jest informacja o dobowym biegu temperatury, a nie tylko – przekazywana z uporem w mediach – o jej dziennym maksimum.

Generalizując powyższe spostrzeżenia można stwierdzić, że takie przebiegi temperatury wynikają z pełnego dopływu promieniowania słonecznego (ok 400 W/m²) jak też z braku powstrzymywania w godzinach nocnych wypromieniowania podczerwieni z powierzchni Ziemi i niższych warstwy atmosfery przez zachmurzenie niskie. W tej sytuacji także i prognozy modelu UM PL dokładnie i jednoznacznie prognozowały wzrost temperatury, każdorazowo o różnicy około 5 stopni, trwający od godziny 7 do 15 (8 godzin) oraz zdecydowanie dłuższy okres opadania temperatury do nocnego poziomu trwający od 16 do 6 rano (14 godzin). W kolejnych dobach temperatura utrzymywała się na poziomach maksimum i minimalnych przez ok. 2 godziny. Rzadko w okresie zimowym można dostrzec tak istotny i powtarzalny bieg temperatury. Na ogół nawet przy nieobecności frontów jest zakłócany nadciąganiem warstw chmur średnich.

Dla utrzymania dróg, ogrzewania miast i innych zastosowań istotny jest także czas przejścia temperatury przez zero, dobrze określany w prognozach. Powtarzalność biegu temperatury w kolejnych dobrach i brak opadu śniegu pozwalały więc na bardzo dobre utrzymywanie dróg, zauważyć można było nawet wysychanie powierzchni asfaltowej.

Napływ mas powietrza pochodzenia polarno-kontynentalnego (jak w dniach 8-13 lutego) jest regułą w okresie zimowym. Jego intensywność zależy od położenia centrum wyżu nad Rosją oraz istnienia ośrodków niżowych nad cieplejszymi akwenami Morza Egejskiego czy Czarnego. Gdy ośrodki są silne (wyże rozległe, o wysokim ciśnieniu, a niże dynamiczne i głębokie) to napływ ze wschodu czy z południowego wschodu jest intensywny i często trwający kilka dni.

Pojawia się pytanie, czy częstsze niż w poprzednich dekadach pojawianie się zimowych sytuacji z blokadą wyżu rosyjskiego ma związek ze zmianami klimatu – dla mnie jedyny związek przyczynowo- skutkowy to zwiększona zimą aktywność niżów atlantyckich i pogłębianie się amplitudy cyrkulacji zachodniej – skoro na Atlantyku przeważają zatoki niżowe, to nad wschodnią i północną Europą przeważają kliny wyżowe (patrz też Fale na froncie).

W opisanej sytuacji prognoza pogody powinna koncentrować się na nocnej czy porannej temperaturze minimalnej w porównaniu z maksymalną. Warto też wspominać o temperaturze odczuwalnej, bowiem sytuacja skraju wyżu rosyjsko-skandynawskiego z reguły łączy się z umiarkowanym wiatrem z południowego wschodu, wyraźnie obniżającym temperaturę odczuwalną.

Prognozę temperatury odczuwalnej można znaleźć na stronie Biometeo IMGW-PIB. Ostatnio uruchomiono tu również specjalny kalkulator, który pozwala eksperymentować i analizować, jak różne czynniki pogodowe kształtują temperaturę odczuwalną.