Początek jesieni to w Polsce na ogół okres spokojnych pogód, ale na Atlantyku rozpoczął się kolejny, coroczny sezon cyklonów tropikalnych. Układy te przemieszają się  początkowo od Afryki na zachód, między strefą pasatów a konwergencji równikowej. Po przejściu Oceanu, przy Antylach lub trochę wcześniej, skręcają na północ i zawracają wschód, a potem włączają się do strumienia zachodniej cyrkulacji. Tworzą się wówczas głębokie niże, zbliżające się od zachodu do Wysp Brytyjskich i naszego kontynentu. Ich dalekim objawem jest spadek ciśnienia. A o to, jak można przewidzieć nadchodzenie takiego układu, zapytał ostatnio wnikliwie nasz czytelnik:

Czy sygnałem alarmowym powinien być po prostu znaczny spadek wskazówki? czasem bowiem zdarza się, że obserwacja nieba wskazuje nadejście burzy natomiast barometr jest stabilny

Wskazania barometru od dawna są uznawane za wskaźnik zmian ciśnienia, prawie na równi z łamaniem w kościach. Stare aneroidy (barometry, w których mierzona jest zmiana grubości hermetycznie zamkniętej puszki o obniżonym ciśnieniu) mają na swojej tarczy misternie wypisane pogody – od sztormu do słońca. Tymczasem wielokrotnie obserwujemy, że w obszarach o obniżonym ciśnieniu pojawia się okresami słońce, zaś w obszarach wysokiego ciśnienia może panować dokuczliwa mgła i mżawka, szczególnie późną jesienią czy ciepłą zimą. 

Spadek ciśnienia atmosferycznego

Jak więc jest z tym ciśnieniem i czy warto mówić o nim w ogólnych prognozach zamiast wstawić jeszcze jednego reklamowego sponsora? Otóż nie wartość ciśnienia (wysokie czy niskie, bowiem to zależy od wzniesienia nad poziom morza), a szybkość jego spadku lub wzrostu mówi o procesach synoptycznych. Przed zbliżającym się układem niżowym ZAWSZE zaobserwujemy spadek ciśnienia, nie jest on znaczny, ale im niż jest głębszy i szybciej zbliża się do naszej pozycji, tym szybciej ciśnienie spada. W jesiennych niżach idących znad Atlantyku zdarzają się na zachodnich wybrzeżach Europy spadki ciśnienia nawet powyżej 10 hPa na 3 godziny. 

Jednocześnie musimy obserwować wiatr. Jeśli prędkość narasta i wieje z południa lub południowego wschodu, to niż idzie prosto na nas (na ogół równo z zachodu). Przy wietrze południowo-zachodnim zachodzącym (skręcającym na zachodni), ośrodek idzie torem na północ od naszego położenia. Narastający wiatr północno-wschodni i wschodni przy jednoczesnym spadku ciśnienia to znak, że ośrodek (z reguły wtórny niż) idzie torem na południe od nas. 

Ponieważ ośrodki prawie zawsze wędrują znad oceanu nad wewnętrzne morza (przechodzą przez charakterystyczne przesmyki lądowe jak Kanał Angielski, Cieśniny Duńskie nad Morze Północne i potem Bałtyk lub przez Bramę Rodanu nad zachodnią część Morza Śródziemnego tworząc niekiedy niż genueński) to przypadek wiatrów północno-wschodnich i wschodnich spotkanych przy wyjściu z Kanału Angielskiego wyraźnie mówi o przejściu niżu przez Zatokę Biskajską nad południe Francji i dalej nad Zatokę Lwią między Marsylią a Barceloną. 

Wspomnę, że na wschód od Plymouth znajduje się dobrze chroniona od zachodnich i północnych wiatrów zatoka Start Bay, ograniczona przylądkiem Start Point, w której żaglowce rejowe kotwiczyły oczekując na korzystny zwrot wiatru na północno-wschodni i wschodni, aby „na  plecach” niżu toczącego się nad Zatoką Biskajską wyjść na Atlantyk i zmierzać w kierunku Madery. Wówczas kapitan nie raz stukał palcem w szklaną rurkę barometru sprawdzając, czy ciśnienie zaczęło po spadku wzrastać, a wiatr już się odkręcił na NE czy E.

Wzrost ciśnienia atmosferycznego

Wzrost ciśnienia zawsze spowodowany jest napływem chłodniejszego powietrza po froncie chłodnym i wiąże się z rozbudową wyżu w chłodniejszym powietrzu napływającym prosto znad Arktyki przez Morze Norweskie lub przez Skandynawię albo przez północną Rosję.  Front chłodny poprzedza początek wzrostu ciśnienia, tak więc ten przypadek nie ma znaczenia prognostycznego – najpierw wytarmoszą nas szkwały na froncie, a dopiero potem zacznie wzrastać ciśnienie. 

Oczywiście, gdy wiemy że na zachód czy północ od naszej pozycji ciśnienie już zdecydowanie rośnie, to możemy spodziewać się rychłego przejścia frontu. W tym przypadku należy obserwować formy rozwoju chmur, a szczególnie wypatrywać ławic lub soczewek chmur altocumulus (tak zwane „makrelowe niebo”) oraz kowadeł chmur cirrus od zbliżających się chmur cumulonimbus budujących się na froncie. Tak więc jedynie za pomocą lokalnej obserwacji ciśnienia nie zauważymy podchodzenia frontu chłodnego z towarzyszącymi szkwałami, a późną wiosną i latem często z burzą. 

Ciśnienie atmosferyczne we współczesnej meteorologii

Na prostych przyrządach i obserwacji nieba trzeba było bazować dawniej, na wybrzeżu czy na pokładzie żaglowca. Obecnie przy rozwoju technologii już każdy posiadacz smartfonu czy tabletu za złotówkę może poprzez mobilne systemy telekomunikacyjne dojść do zasobów Internetu, jeśli tylko jest w zasięgu sieci (czyli wszędzie na lądzie i w pobliżu brzegu). Zdjęcia satelitarne z podpiętymi miejscami wyładowań burzowych lub rozpoznania radarowe wyraźnie ukazują aktualne położenie frontu, animacja tych zdjęć pokazuje ruch, a numeryczne prognozy mezoskalowe nie powinny przeoczyć zjawisk związanych z podejściem i działaniem frontu – choć nie zawsze doceniają ich intensywność. 

Mimo zastosowania takiej techniki należy obserwować lokalnie zmiany ciśnienia, ale do tego trzeba mieć punkt odniesienia. Tu należy przypomnieć sobie z fizyki równanie stanu gazu, wiążące ciśnienie z temperaturą i wysokością:  p = RρT, (ciśnienie zależy od gęstości i temperatury). Inne, pochodne wzory określają różnicę wysokości pomiędzy poziomami, na których występuje różnica ciśnienia. 

W meteorologii używa się pojęcia stopień barometryczny/baryczny, który mówi, o ile należy się wznieść, aby ciśnienie powietrza spadło o 1 hPa. Ponieważ z wysokością spada też temperatura oraz zmniejsza się „nacisk” wyżej leżących warstw powietrza, to stopień barometryczny zdecydowanie rośnie: na poziomie morza wynosi około 8 metrów, na 5,5 kilometrach około 14 m, pod tropopauzą na wysokości 9 km aż 22-23 metry. 

Znaczna i wyraźna zmiana ciśnienia z wysokością wykorzystywana jest od początku w lotnictwie dla określenia wysokości lotu, a tym samym – poprzez przydział wysokości – dla unikania zderzeń samolotów między sobą czy z górami. Nie będę wchodził w szczegóły, ale przy badaniu wypadku smoleńskiego okazało się, że piloci w ostatniej fazie lądowania niewłaściwie posługiwali się wysokościomierzem barometrycznym, tracąc tym samym świadomość  rzeczywistej wysokości lotu.

Jak podałem wyżej, ciśnienie powietrza bardzo zależy od wysokości (wzniesienie się o 3 piętra to spadek ciśnienia o 1 hPa), następnie znacznie słabiej od zmian temperatury (im cieplej tym niższe), zaś zmiany wynikające z podchodzenia tworów barycznych są w porównaniu z poprzednimi czynnikami znikome (np. przy podchodzeniu aktywnego niżu spadek rzędu 3 – 5 hPa na 3 godziny). Dla uniknięcia chaosu w podawaniu ciśnienia i porównywaniu wartości mierzonych w różnych miejscach, wprowadzono w światowej meteorologii (a także w lotnictwie) pojęcie CIŚNIENIA PRZELICZONEGO do poziomu morza (z reguły powiększone o kilka – kilkanaście hektopaskali). Przy przeliczeniu (wykonywanym dla stacji leżących do 500m nad poziom morza) uwzględnia się wysokość barometru, średnią temperaturę, a nawet szerokość geograficzną stacji. Dopiero takie ciśnienie można  wykorzystywać przy wykreślaniu map, dla uzyskania obrazu aktualnych układów ciśnienia.

Na zobrazowaniach poważnych ośrodków meteorologicznych oraz w obliczeniach numerycznych prognoz pogody stosuje się wyłącznie ciśnienie przeliczone do poziomu morza. Tylko w polskich mediach z uporem podaje się ciśnienie z poziomu aneroidu stojącego na biurku redaktora, a przecież gdy to biurko jest na trzecim piętrze to już różni się jeden hektopaskal od ciśnienia na parterze. 

Oczekujemy innych pytań, cieszy nas ich znaczna dociekliwość, ale w krótkiej odpowiedzi nie można przekazać wiedzy zdobywanej w czasie studiów i w dziesiątkach lat praktyki synoptycznej. Prosimy o kolejne pytania, dobrze jeśli będą zilustrowane zdjęciem zjawisk czy chmur, z podaniem miejsca i sytuacji, która zaciekawiła czytelnika – dobrze jest uczyć się na realnych przykładach.

The post Ciśnienie atmosferyczne a zmiany pogody appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Jakie układy wyżów atmosferycznych sprzyjają upałom w Polsce?

Na ogół z parodniowym wyprzedzeniem widać z sytuacji synoptycznej, że szykuje się fala upałów. Zazwyczaj po przejściu głównego frontu chłodnego i napływie z zachodu umiarkowanych mas powietrza znad Atlantyku, stopniowo wzrasta ciśnienie na zachód od Europy, a nad Atlantykiem tworzy się rozległy i rozbudowany ku północy układ wyżowy, często połączony ze stacjonarnym wyżem azorskim. U nas w takiej sytuacji początkowo panuje napływ po wschodniej krawędzi układu wyżowego, z północnego zachodu lub nawet z północy, dopiero po wejściu osi klina wyżowego na obszar Polski dostajemy się w zasięg powietrza wygrzanego nad kontynentem, pochodzącego znad Hiszpanii i południowej Francji. Cały cykl takiego przemieszczania się upalnego wyżu trwa na ogół 4-5 dni. Schematyczna sytuacja synoptyczna przekształcania się pola ciśnienia podana jest na ilustracji 2 (A i B).

Z wielodziesięcioletniej praktyki synoptycznej oceniam, że podchodzenie wyżu od zachodu jest 3-4 krotnie częstsze niż przypadek drugi – pojawienia się upałów na skutek rozwoju nad obszarami Rosji europejskiej rozległego wyżu, który kieruje nad nasz kraj masy powietrza polarno-kontynentalnego, suchego i z małym zasobem pary wodnej.

Te sytuacje trwają co najmniej tydzień, czyli są wyraźnie dłuższe od wyżów pochodzenia atlantyckiego. Przy napływie mas powietrza prosto ze wschodu mamy do czynienia jedynie z nieznacznym, kłębiastym (cumulusowym) zachmurzeniem w ciągu dnia, ale nawet niewielka zmiana na napływ znad Morza Czarnego (z południowego wschodu) powoduje, że nad południe kraju napływają wilgotniejsze masy i pojawiają się opady konwekcyjne, wzmacniane bardziej urozmaiconym na południu Polski ukształtowaniem terenu. Schematyczna sytuacja synoptyczna pola ciśnienia podana jest na ilustracji 3 (A i B).

W obu przypadkach, wchodzenie strefy upalnego powietrza następuje z południowo zachodnich czy wschodnich kierunków, w pierwszym przypadku znad wygrzanych obszarów Bawarii, Dolnej Austrii, Czech, Saksonii (il. 2 C); w drugim przypadku znad obszarów Mołdawii, Rumunii, Podola i Wołynia (il. 3 A). Niewielkie, jedynie cumulusowe zachmurzenie lub jego całkowity zanik w obszarze wyżu, znaczna przejrzystość powietrza i długi, letni dzień to warunki do istotnego wzrostu temperatury. Sprzyja temu też nieznaczne mieszanie spowodowane przez słaby wiatr.

Temperatura maksymalna łatwo przekracza wówczas 30 stopni, a na południu i w centrum nawet 35 stopni. Także noce są w takich sytuacjach ciepłe, temperatura nie spada poniżej 20 stopni. Jedynie na Pomorzu i Mazurach nie jest tak upalnie, ale w miarę wzrastania prędkości południowego wiatru także na zachodnim i centralnym wybrzeżu Bałtyku temperatura dochodzi do 30 stopni.

Skąd to gorące powietrze?

W mediach słyszymy często, że za upały odpowiadają napływy gorącego powietrza znad Sahary, jednak spojrzenie na mapę trajektorii napływu (źródło). mówi, że powietrze w okresach upalnych pochodzi znad ciepłej części północnego Atlantyku (rejon Azorów i Madery), zaś w drugim przypadku znad stepów południowej części Rosji europejskiej i Ukrainy. Typowy napływ znad Atlantyku przedstawia mapa na il. 4. Do tego napływu musi dołożyć się wysokie położenie Słońca, długi dzień, znaczna przejrzystość i brak istotnych chmur.

Powietrze znad Sahary poznać możemy po charakterystycznym zapyleniu i opalizującym kolorze nieba, pył uniesiony z pustyni powoduje znaczne rozpraszanie promieniowania słonecznego. Silny napływ znad Sahary, dochodzący do obszaru Polski występuje tylko w okresie zimowym, czasem nawet zabarwia śnieg na rdzawy kolor.

Temperatury maksymalne i temperatury podłoża podczas upałów

Standardowym wskaźnikiem podawanym w komunikatach meteorologicznym jest temperatura „synoptyczna”, czyli temperatura powietrza mierzona w charakterystycznej białej klatce, na wysokości 2 m w cieniu i przewiewie. Temperatura ta istotnie różni się od pomierzonej w osłoniętym miejscu bez przewiewu, a tym bardziej od tej w murach miast. Dla zauważenia terytorialnego zróżnicowania temperatur warto spoglądać na mapy maksymalnych (najwyższych w ciągu doby) temperatur podłoża, tu można łatwo wypatrzyć 39-42 stopnie (serwis ICM UW w starej lub nowej wersji). Zobaczymy tu temperaturę prognozowaną, podczas gdy podawana z uporem w mediach temperatura maksymalna została już pomierzona na stacjach synoptycznych i zależy od wielu lokalnych czynników.

W okresach upalnych dokładny model mezoskalowy UM PL, obliczany stale, cztery razy na dobę w ICM Uniwersytetu Warszawskiego, prognozuje temperaturę maksymalną przekraczającą 30 stopni, a nawet 35 stopni, zaś temperatura podłoża (wyliczana z danych modelowych) dochodzi w prognozie do 45 stopni. Przypominam że rekord temperatury powietrza zanotowany na ziemiach polskich to 40,2 stopnia zaobserwowane na Opolszczyźnie. Zwracać należy uwagę także na wielogodzinny okres utrzymywania się upału – jak często widać z meteorogramów, temperatura przekracza 30 stopni już o 11, a spada poniżej dopiero około zachodu słońca, czyli po 19. Także noce w takich sytuacjach są gorące.

Wzrost temperatury w ciągu dnia zależy od pokrycia terenu roślinnością czy dziełami człowieka – zabudową. W obszarach podmokłych, pojezierzach czy lasach obserwuje się temperatury o 2-3 stopnie niższe niż na suchych polach. Szczególnie dotkliwe są okresy upalne w miastach – południowe i zachodnie elewacje domów, ciemne powierzchnie ulic i dachów pochłaniają znaczne ilości promieniowania słonecznego i oddają ciepło jeszcze długo po zachodzie słońca. Tu temperatura podłoża (wyliczana przez model) różni się nawet o 7-9 stopni od temperatury okolic. Jako ciekawostkę podam, że temperatura asfaltowej powierzchni dróg często przekracza 50 stopni. Nie ma żadnego powodu, aby pokrycie dachu asfaltową papą dawało niższe temperatury.

Pomorze i Mazury – tu zazwyczaj trochę chłodniej

Odmienne warunki panują na ogół w okresie upalnym na pojezierzach – pomorskim i mazurskim, a szczególnie na ich północnych skłonach. Nad południowym Bałtykiem lub północną Polską częściej utrzymuje się przechodzący przez obszar wyżowy, słabo wyrażony front stacjonarny (granica między chłodniejszym powietrzem z północy i cieplejszym z południa), z resztkami zachmurzenia średniego, co nieco ogranicza dopływ promieniowania Słońca. Ponadto napływ powietrza znad morza, o temperaturze co najwyżej do 20 stopni (w zatokach Bałtyku, na otwartym wybrzeżu chłodniejszego), powoduje, że pojawia się sporo zachmurzenia w formie niewielkich cumulusów lub warstwy stratocumulusa (chmur kłębiasto-warstwowych). Kolejnym zjawiskiem jest pojawianie się bryzy morskiej, która powstaje przy znacznej różnicy temperatury między lądem a morzem, a wieje w godzinach południowych i przedwieczornych znad morza, sięgając nawet 30 km od linii brzegowej. Tak więc w rejonach wybrzeża i północnych skłonów pojezierzy upał stanowi mniejszy problem.

Dalej na pojezierzach każdy obszar wody czy wilgotnych lasów lokalnie zwiększa parowanie i tym samym część ciepła od Słońca zużywana jest na odparowanie wody – tym samym temperatura nad wodą jest w okresie upałów zawsze nieco niższa. Te elementy mają znaczenie wówczas, gdy nie występuje istotniejszy napływ wygrzanego powietrza. W przeciwnym przypadku lokalne czynniki ochładzające nie wytrzymują „zmasowanego uderzenia” upału.

Niekiedy mimo upalnej pogody na północnym pasie Pomorza prognozowana jest temperatura minimalna (najniższa temperatura podczas doby) na poziomie około 10 stopni. Na pierwszy rzut oka wygląda to na błąd, bowiem Bałtyk ma latem temperaturę powierzchni zazwyczaj 15-17 stopni. Proszę jednak w takiej sytuacji spoglądać na wyniki modelu ekohydrodynamicznego (Instytut Oceanografii UG). Wzdłuż południowego wybrzeża Bałtyku pojawiają się niekiedy obszary znacznie chłodniejszych wód, bowiem długotrwały wiatr od lądu odpycha od brzegu ciepłe wody powierzchniowe, a na nich miejsce wypływają z głębszych warstw chłodne wody głębinowe.

Jest to znane rybakom zjawisko upwellingu, w czasie którego wypływa zasobna w związki mineralne chłodna woda z większych głębokości, zdecydowanie zwiększając żyzność tych obszarów morza. Odwrócenie się napływu powietrza po przejściu frontu na północny wiatr powoduje, że ochłodzone od powierzchni morza powietrze przepływa z bryzą nad ląd, potem stabilizuje się w układzie wyżowym wieczorem, na skutek wypromieniowania, przez co dochodzi do niskich, nocnych temperatur.

Jak przetrwać upały?

Słoneczna, upalna pogoda na ogół nie jest modyfikowana przez chmury kłębiaste (cumulus), których brakuje lub rozwijają się późno i zajmują niewielką część nieboskłonu. Brak lub nieznaczna ilość chmur stanowi latem zagrożenie porażeniem słonecznym, pamiętajmy, że w tej sytuacji panuje wysoka temperatura – także na Bałtyku – co sprzyja przesadnemu opalaniu.

Zwracajmy uwagę na konieczność ochrony przed upałem – przede wszystkim należy ograniczyć przebywanie na bezpośrednim słońcu, a jeśli wychodzimy na dłużej – nosić jasne i przewiewne nakrycie głowy, pić dużo niegazowanej wody mineralnej lub wody z elektrolitami. Dobrze jest także zabezpieczać samochody osłonami na szybie przedniej i uchyleniem okien, warto tak parkować, aby stawać tyłem czy bokiem do wędrującego słońca. Dbajmy także o nasze zwierzęta, które w czasie upału wymagają więcej picia, ochłody i spokoju. Wszyscy muszą zachować szczególną roztropność, nie narażać się bez potrzeby na oddziaływanie upału. Szczególnie dotyczy to osób mających problemy krążeniowe, dla nich narażenie się na oddziaływanie upału może mieć tragiczne skutki.

Warto zapoznać się z meteorogramem swojej miejscowości, tutaj łatwo zobaczymy w jakich godzinach wystąpi przejście granicy 30 stopni. Zazwyczaj w lipcowych i sierpniowych upałach zachodzi to około godziny 10-11, spadek poniżej dopiero po godzinie 19-20. Tak długi okres wysokich temperatur i upalna noc (powyżej 20 stopni) źle działa na każdego. W ciągu dnia powinno się zasłaniać i zamykać okna, wietrzenie zostawmy na godziny poranne i późno wieczorne.

Jak to się kończy?

Zakończenie upałów w każdym z opisanych przypadków następuje nieco inaczej. Przy wejściu upalnego wyżu od zachodu na teren kraju, spodziewać się należy wcześniej czy później, także przejścia osi wyżu przez kraj i dalej wycofania się na wschód. Na to miejsce wchodzi od zachodu zatoka niżowa z frontem chłodnym, oddzielającym upalne powietrze od wyraźnie chłodniejszego znad zachodniej Europy i Morza Północnego (il. 2D). Na froncie występuje rozwój konwekcji, niekiedy dochodzący do stadium intensywnych burz, idących z zachodu na wschód kraju.

Ruch frontu na wschód doskonale można obserwować na zdjęciach satelitarnych, ale też na mapach prognostycznych pola wiatru i temperatury, gdzie linie prądu tworzą zatokę na linii frontu, a w jej zachodniej części zmianę występuje zmiana kierunku napływu z dotychczasowego SW czy S na NW. Taki układ wiatru kieruje nad zachodnią, a potem centralną Polskę powietrze znad Morza Północnego i Bałtyku.

Zmiana warunków pogodowych zależy od wygrzania i utraty wilgotności w obszarach poprzednio dotkniętych upałem, czyli głównie od czasu trwania upału. Znaczna pojemność cieplna podłoża powoduje, że nawet napłynięcie znad Morza Północnego chłodniejszego o kilka stopni powietrza nie zmienia istotnie temperatury – ogrzane przy podłożu porcje powietrza unoszą się bowiem w górę, a na nich miejsce opada powietrze z wyższych warstw ogrzane adiabatycznie do 30 stopni. Wydawałoby się, że opadające powietrze powinno być chłodne, ale brak parujących kropel chmur w tym powietrzu powoduje, że proces przebiega adiabatycznie i w jego trakcie powietrze opadając (i sprężając) ogrzewa się o 1 stopień na 100 metrów. W takiej sytuacji przy przechodzeniu frontu nie można spodziewać się opadów, tak więc nie ma szans na schłodzenie wygrzanego podłoża. Dopiero wystąpienie opadów – na Pomorzu typowo frontowych, dalej w głąb kraju przelotnych – schładza ogrzane podłoże.

W miarę napływania strefy frontu nad wygrzane i suche podłoże zachodzą dwa przeciwstawne procesy – wysoka temperatura powietrza powoduje wznoszenie się powietrza nagrzewanego od powierzchni Ziemi wysoko do góry, z drugiej strony znikomy zasób wilgotności w warstwie granicznej atmosfery nie pozwala na kształtowanie się istotnych chmur i opadów. Przy takim przechodzeniu frontu opady mogą być jedynie punktowe i nieznaczne, mogą też wcale nie wystąpić. Dopiero zmiana kierunku napływu powietrza na północno-zachodni dokonująca się za drugim pasmem frontowym i następująca od Pomorza w głąb kraju może przynieść nieco więcej wilgoci. Trochę inaczej bywa na południu, tu „fala frontowa” zbudowana z kolejnych MSC daje opady o charakterze ulewnym. Nie muszą trafić na południe Polski, przejść mogą też przez Czechy, Dolną Austrię i Słowację dalej na południowy wschód.

Często na zdjęciach satelitarnych widać nad centralną i północną Polską dwa równoległe pasma chmur z pojawiającymi się wypiętrzeniami o temperaturze około minus 50 stopni, co odpowiada wysokości górnej granicy chmur rzędu 11-12 km. Na tym samym froncie nad bardziej wilgotnymi rejonami Saksonii, Czech i Dolnego Śląska, a najwcześniej nad Sudetami, pojawiają się po południu odizolowane, koliste struktury chmur o średnicy około 150 km. Radary i systemy wyładowań lokalizują w tym miejscu burze. Jest to typowy MSC (mezoskalowy system konwekcyjny), powstający w słabnącej strefie frontowej, korzystająca z zasobów ciepła i pary wodnej otoczenia, często działa także w nocy.

Trochę inne pogody towarzyszą wycofywaniu się wyżu rosyjskiego, proces zaczyna się od zmniejszania się ciśnienia w centrum układu lub jego ruchu – z reguły na północ z odchyleniem zachodnim, nad wschodnią Skandynawię lub Morze Białe. Jeśli wyż tylko słabnie, nie zmieniając położenia centrum, to na jego wschodniej krawędzi tworzy się strefa umiarkowanego napływu z południa, zazwyczaj obejmująca wschodnią część kraju. Wówczas znad Słowacji, Węgier i dalej znad Bałkanów nanoszone jest przetransformowane i z reguły wilgotniejsze powietrze (rys. 3 C). Dalej jest upalnie, ale możliwe opady konwekcyjne i silniejszy wiatr zmniejszają odczuwanie upału.

Gdy wyż rosyjski przemieszcza się nad Morze Białe czy wschodnią Skandynawię to otwiera się droga do napływu nad Polskę mas powietrza o znacznej wilgotności znad Morza Czarnego przez Mołdawię, Rumunię i Słowację. W takim powietrzu występuje tendencja do tworzenia się zespołów chmur konwekcyjnych (MSC) z długo trwającymi i obfitymi opadami oraz burzami, trwającymi nawet i w nocy. Jeśli nad Polską zapanuje układ siodłowy lub pole bezgradientowe, to utworzone MSC wolno przemieszczają się nad terenem dając istotne, nawalne opady i powodzie błyskawiczne w terenach pogórzy i wyżyn południa kraju. W niekorzystnej sytuacji, gdy od zachodu zbliża się do Alp głęboka zatoka to może być transportowany znad Doliny Padu i północnego Adriatyku „niż genueński” – wówczas zaczyna się sytuacja powodziowa (rys. 3 D).

Kiedy ukształtuje się kolejna faza upalnej pogody – dokładnie powiedzą nam o tym dłuższe prognozy modeli globalnych (GFS, europejski ECMWF, brytyjski UM, niemiecki ICON i inne), zaś szczegóły dla naszego kraju najlepiej przewidywać wspomagając się rozwiązaniami modelu mezoskalowego ICM Uniwersytetu Warszawskiego.

The post Skąd się biorą upały w Polsce? appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

W poprzednich porach zimowych i także w trakcie mijającej zimy obserwowaliśmy kilkunastodniowe okresy wyraźnego, zdecydowanie ponad przeciętnego ocieplenia. Dla przykładu na przełomie roku 2022/23 w całym kraju wystąpiła nadzwyczajna temperatura, zdecydowanie powyżej 12 stopni, zaś bliżej gór, gdzie dodaje się efekt fenowy, nawet powyżej 15 stopni. Do tego silniejszy wiatr, wyraźnie z południa, z porywami do 15 m/s, na pogórzach i w górach silniejszymi. Ciepło utrzymywało się także w następnych dniach (patrz też Zima 2022/2023: rekordy ciepła w Polsce, wielkie śniegi w Ameryce). Podobnie było i w tym roku, krótka analiza danych ze internetowej stacji meteo Warszawa Ursus, prowadzonej przez Lab-El Elektronika Laboratoryjna, mówi, że w styczniu, lutym i marcu mieliśmy na Mazowszu, w okolicach Warszawy minimum sześć okresów kilkudniowych temperatur powyżej plus 5 stopni, w pierwszej dekadzie marca maksima doszły do 20 stopni.

Ilustracja 2: Wykresy temperatury w pierwszych miesiącach 2025 r. na pograniczu Ursusa w Warszawie i Reguł. Źródło danych LAB-EL www.meteo.waw.pl

Otrzymujemy pytania jak to możliwe, że mimo iż trwa ocieplenie klimatu i Europie mieliśmy zimę raczej ciepłą, w Ameryce Północnej występowały równocześnie gwałtowne ataki zimy, obejmujący cały obszar Kanady i północną część USA. W zasadzie na takie pytania powinien odpowiadać autorytet z obszaru klimatologii, bowiem ci specjaliści wiedzą co było w atmosferze i jakie są obserwowane trendy zmian, zaś skromny meteorolog, wspierany numerycznym obliczaniem przyszłego stanu stara się zaś przewidzieć co będzie.

Cyrkulacja omega

Przynajmniej częściową odpowiedzią na to pytanie jest zdecydowanie częstsze występowanie cyrkulacji typu Ω (omega) w porównaniu do czysto zachodniego napływu i wędrówki kolejnych niżów z frontami z zachodu. W cyrkulacji Ω występuje silna rozbudowa ku północy obszarów wyżowych, początkowo połączonych z wyżami podzwrotnikowymi (azorskim, saharyjskim, arabskim), potem niekiedy oddzielonych od „matecznika” i utrzymujących się w wyższych szerokościach (powyżej 50 równoleżnika) jako wyż skandynawski czy północno-rosyjski. Po wschodniej i zachodniej stronie tej wielkoskalowej struktury zdecydowanie pogłębiają się na południe zatoki niżowe: na Atlantyku sięgają niekiedy do wybrzeży Maroka, a nawet do Wysp Kanaryjskich, a nad kontynentem dochodzą do Kaukazu, Turcji, Morza Egejskiego czy Półwyspu Bałkańskiego. Pomiędzy centrami wyżów a niżami przemieszczającymi się w głębokiej zatoce, panuje silny przepływ mas powietrza – po zachodniej stronie wyżu z południa ku północy, po wschodniej z północy na południe (oczywiście z odchyleniami zależnymi od tego, jak układa się oś klina wyżowego i sąsiadujących zatok niżowych). W sumie więc układ wiatrów tworzy kształt przypominający grecką literę Ω. Należy jeszcze wspomnieć, że zapoczątkowana cyrkulacja omega ma tendencję do powolnego ruchu na wschód i z reguły trwa nad środkową Europą, w tym nad Polską, 4-7 dni.

Czytelników głębiej zainteresowanych powstawaniem i trwaniem cyrkulacji Ω odsyłam do artykułu Fale na froncie.

Czym skutkuje cyrkulacja Ω nad środkową Europą?

W dobrze rozwiniętej cyrkulacji tego typu występują dwa przypadki, oba niekorzystne ze względu na kontrastową zmienność warunków pogodowych. W pierwszym przypadku, kiedy oś klina wyżowego przebiega na zachód od Polski, powietrze napływa z północy lub z północnego wschodu, znad Skandynawii czy Morza Białego i północnej Rosji. Te obszary są zimą pokryte śniegiem, więc powietrze płynące znad nich jest wówczas znacznie chłodniejsze od wypieranego znad Europy środkowej. Wiosną i wczesnym latem masy te przemieszczają się nad chłodniejszymi od lądu obszarami Morza Bałtyckiego, stopniowo się ochładzając.

Pamiętajmy, że chłodne masy łatwo osiadają, tworzy się inwersja wyżowa (warstwa w atmosferze, w której temperatura z wysokością rośnie zamiast spadać) blokująca rozwój chmur w chłodnej porze roku tylko do formy niskiego Stratocumulusa czy tylko Stratusa. W ciepłej porze roku pod inwersją osiadania tworzą się bezopadowe chmury Cumulus „pięknej pogody”, wieczorem zanikają tak więc nad ranem występują przymrozki w maju, a nawet w czerwcu. Zarówno w chłodnej jak i ciepłej porze roku napływ po wschodniej stronie rozległego wyżu powoduje ochłodzenie, w połowie stycznia zaczyna się zazwyczaj w kraju zima, w końcu kwietnia czy w maju mamy czas przymrozków mimo wysokich temperatur w dzień.

W drugim przypadku, gdy oś grzbietu fali górnej przechodzi na wschód czy południowy wschód od kraju, a jednocześnie zatoka nad zachodnią częścią Europy sięga aż po Maroko, a nawet po Wyspy Kanaryjskie, następuje wyraźna zmiana kierunku napływu powietrza (tzw. adwekcji): masy powietrza płyną z południowego zachodu na północny wschód, znad północnej Afryki, południa Europy, a przede wszystkim znad ciepłych obszarów oceanu. W drodze z kierunku południowo-zachodniego te masy powietrza przechodzą przez Alpy, na paśmie wysokich gór dochodzi do kondensacji i częstych opadów, a po zawietrznej pasma gór, na skutek zjawisk fenowych, masa wysusza się. Takie procesy występują także (choć mniej intensywnie) przy napływie z południa, nad Sudetami i polskimi Karpatami.

W takich sytuacjach mamy wówczas zdecydowanie wyższe temperatury, bowiem po ciepłym lecie i jesieni wschodni Atlantyk powyżej 60 równoleżnika, Morze Norweskie i Północne mają temperaturę jeszcze powyżej 9 stopni, centralny i południowy Bałtyk 7-5 stopni. Dopiero bliżej Grenlandii i Arktyki Kanadyjskiej ocean stopniowo się ochładza, ale na południe od 50 równoleżnika jego wody są dalej ciepłe, zdecydowanie powyżej 12 stopni, codzienną mapę temperatury powierzchni oceanu i mórz można uzyskać np. ze strony Climate Reanalyzer lub NOAA.

Masy powietrza napływające z bardziej południowej części Atlantyku, poniżej 45 równoleżnika, idą przez Hiszpanię i zachodnią część Morza Śródziemnego nad Włochy, Francję, a przez Alpy nad Bawarię, Dolną Austrię i Czechy. Napływ z południowego zachodu, a tym bardziej z południa, to zdecydowany wzrost zimowych temperatur: w ciągu dnia osiągają nawet 10-13 stopni. Miejscami jeszcze wyższa temperatura pojawia się na pogórzach, gdzie działa efekt fenowy.

Typową sytuację synoptyczną dla opisanego wyżej rozkładu cyrkulacyjnego przedstawia przykład z 8 lutego 2025, na lewej mapie zamieszczono pole geopotencjału poziomu 500hPa (w przybliżeniu – wysokość, na której ciśnienia spada do 500 hPa, w dekametrach, czarne linie), obszary cieplejszej i chłodniejszej części troposfery (kolorowe pasy) oraz pole ciśnienia przy ziemi (białe linie). Prawa mapa przedstawia rozkład temperatury nad podłożem na godzinę 12 UTC.

W tym samym czasie (8 lutego 2025) sytuacja w Ameryce jest diametralnie inna: w tylnej części głębokiego niżu atlantyckiego między Labradorem a południową Grenlandią, a osią wyżu nad wschodnim Pacyfikiem, napływa z Arktyki nad całą Kanadę i północ USA bardzo mroźne powietrze arktyczne.

Na mapach widać dwa zupełnie odmienne skutki cyrkulacji Omega – nad Europą znaczne zimowe ocieplenie, nad Kanadą i częścią USA atak zimy.

Dlaczego cyrkulacja omega pojawia się częściej?

Powstaje zasadnicze pytanie – co jest przyczyną, że globalna cyrkulacja zachodnia w strefie umiarkowanych szerokości częściej przyjmuje formę Ω, a nie „prostoliniowego” napływu z zachodu na wschód? Moim zdaniem przyczyny należy szukać w północnych częściach innych kontynentów – dla Atlantyku i Europy w Arktyce Kanadyjskiej, dla Pacyfiku i Japonii na Syberii. Bardzo wychłodzone masy powietrza z Arktyki Kanadyjskiej spływające na południe przez Morze Davisa nad Labrador i Nową Fundlandię w kontraście z ciepłymi wodami kierowanymi z Zatoki Meksykańskiej przez Golfstrom sprzyjają rozkręcaniu się głębokich niżów nad oceanem na wschód od Labradoru i na południe od Grenlandii i Islandii. Im cieplejsze są wody środkowej części północnego Atlantyku (w pasie między 35 a 55 równoleżnikiem) tym większe zasoby pary wodnej oddają powietrzu.

Kolejno, w rozwijającym się niżu następuje wydzielanie się znacznych ilości ciepła utajonego pobranego na parowanie oceanu w szerokościach pasatowych i podzwrotnikowych, a oddawanego atmosferze w trakcie kondensacji pary wodnej w systemach chmurowych głębokich niżów północno atlantyckich. Dla przypomnienia, kondensacja 1 grama pary wodnej oddaje ciepło 2257 J (dawniej 560 cal). W chmurze to ciepło nie ma się gdzie podziać, ogrzewa więc chmurę i napędza wstępujące ruchy pionowe oraz wirowanie systemu niżowego.

Czyli im aktywniejsze są na oceanie zimowe niże, tym samym silniejsze są napływy chłodu z Arktyki nad południe Kanady i północ, a czasem i centrum USA. Natomiast po wschodniej stronie niże te wyrzucają ze swojego obszaru olbrzymie ilości ciepłego powietrza, które kieruje się na wschód i północny wschód, tworząc przed niżem swoistą barierę. Dynamiczne wzrosty ciśnienia na Atlantyku przed każdym rozkręcającym się głębokim niżem wschodniego wybrzeża Ameryki nie dają się niczym innym wyjaśnić. Utworzony we wschodniej części Atlantyku (między Azorami a Iberią oraz północną Afryką) wyż przemieszcza się nad południowo-zachodnią, a potem centralną Europę, co powoduje, że pomiędzy nim a kolejnymi niżami atlantyckimi tworzy się strefa silnego napływu z południowego zachodu czy z południa. Czyli – im zimniejsza Arktyka kanadyjska tym cieplejsza zimą Europa.

Im częściej w sezonie zimowym utrzymują się cyrkulacje typu omega, tym częściej w Europie występują zimowe okresy wysokich temperatur. Jak sytuacja tej zimy wyglądała – nie w pojedynczym, podanym ilustracyjnie przypadku z 8 lutego – mówi ciekawy artykuł z 15 kwietnia 2025 omawiający raport European State of the Climate 2024, przygotowany przez Copernicus Climate Change Service i Światową Organizację Meteorologiczną (WMO).

The post Cyrkulacja omega, czyli ciepła zima w Europie, mrozy w Kanadzie appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

W marcu jak w garncu, kwiecień plecień…

Takie popularne przysłowia funkcjonują w powszechnym użyciu. Okres przedwiośnia i wczesnej wiosny charakteryzuje się znaczną zmiennością pogód obserwowaną w prawie każdym roku – pamiętamy i okresy roztopowego topnienia zimowych śniegów, ale też częstsze okresy gwałtownego ocieplenia, zdarzają się okresy śnieżyc napływających nad kraj z północy. Czasem po przedwczesnym ruszeniu wegetacji przychodził mróz i całe połacie sadów traciły zawiązki owoców, a nawet też doszło do wymarznięcia sadów w okolicach Grójca (1987).

Obecnie mamy do czynienia z wyjątkowym okresem posusznym, w marcu właściwie nie było w środkowej i północnej części kraju istotniejszych opadów, a brak śniegu z okresu zimowego sprzyja przesuszeniu gleby rolnej i lasów. Jakie są przyczyny takich anomalii? Czy można je zaprognozować na dłuższy okres i ewentualnie przeciwdziałać?

Żyjemy w strefie klimatu umiarkowanego o nieumiarkowanych zmianach pogody, to powiedzenie fizyka atmosfery, profesora UW Teodora Kopcewicza (1910-1976) powinno służyć jako motto każdej wypowiedzi na temat zmienności klimatu czy też gwałtownych zmian pogody. Wielokrotnie widzę, że odchylenie pogodowe, trwające dłużej niż kilka dni w rozmowach czy pytaniach dziennikarzy traktowane są jako „zmiana klimatu……”

Oczywiście suma takich odchyleń, w ostatnich dwóch dekadach skierowanych w kierunku ocieplenia, daje już przyczynki do traktowania tego jako początku procesu klimatologicznego, ale najpierw w musimy zorientować się, czy jest to zmiana warunków pogodowych czy zmiana klimatyczna.

Klimat, pogoda i cyrkulacja atmosferyczna

Łącznikiem pomiędzy tymi procesami jest określenie aktualnych wariantów cyrkulacji atmosferycznej, czyli aktualnego układu wyżów i niżów atmosferycznych oraz kierunku przepływów mas powietrza. Sama cyrkulacja trwa w atmosferze stale, wynika z nierównomiernego nagrzewania naszej planety, a w umiarkowanych szerokościach geograficznych obu półkul dla jej kształtowania istotna jest działania siły Coriolisa, będąca skutkiem ruchu obrotowego kuli ziemskiej.

Cyrkulacja atmosfery rządzi się regułami, ale nie jest procesem ciągłym i regularnym. Wielkość kontynentów stojących na drodze zachodniego napływu sprzyja tworzeniu się w okresie zimowym obszarów wychłodzonej, a później mroźnej masy powietrza polarno-kontynentalnego. Powietrze z tej masy przy specyficznej cyrkulacji spływa bardziej na południe – z wyżu syberyjsko-rosyjskiego nad centralną i czasem nawet nad południową Europę, z wyżu Arktyki kanadyjskiej nad równiny USA i zachodnią część Atlantyku. Powietrze napływające z tych obszarów ma niewielki zasób wilgotności, bowiem ilość pary wodnej „mieszczącej” się w powietrzu zależy od temperatury – im chłodniej tym mniej pary wodnej. Z tego powodu przy napływach chłodnego czy mroźnego powietrza chmur nie ma lub są tylko na niskim poziomie – bezopadowe płaskie Cumulusy latem a Stratusy zimą, które nie dają żadnych opadów poza mżawką jesienią i słabym śnieżkiem zimą.

Wyże podzwrotnikowe (istotny dla nas w Europie to Wyż Azorski czy Saharyjski lub Arabski) czasami też poszerzają się na północ od swojego stałego położenia, wówczas w ich zachodniej części napływa nad zachodnią i środkową Europę masa podzwrotnikowego powietrza, z wyraźnym wzrostem temperatury przy podłożu i na wielu poziomach w dolnej połowie troposfery. Ten napływ ciepła powoduje, że chmury średnie i niskie zanikają w obszarach inwersji wyżowej i także braknie opadów.

Inaczej jest przy cyrkulacjach zachodnich, gdy nad Europę napływa masa powietrza polarno-morskiego (wolę używać określenia powietrze umiarkowanych szerokości), bez istotnych kontrastów termicznych i zasobna w parę wodną tak więc opady – czy to frontowe czy konwekcyjne – są normą, więcej jest ich przy brzegach mórz.

Jak śledzić cyrkulację powietrza?

Cyrkulacje powietrza najlepiej analizować (i też prognozować) na średnich poziomach w troposferze. Standardowo jest to poziom 500 hPa leżący około 5,5 km nad poziomem morza (czyli wysokość, na której ciśnienie atmosferyczne spada do 500h Pa), bowiem nie ma już tutaj dobowego wpływu podłoża (które nagrzewa się w ciągu dnia i chłodzi nocą), a zazwyczaj tak nisko nie schodzi obszar prądu strumieniowego (o tym napiszę przy innej okazji).

Dwie mapy tego poziomu pokazują dobitnie, jak znaczna jest różnica układu cyrkulacyjnego. Pierwsza mapa z 20 marca 2025 jest typowa dla napływu ciepła z południowego zachodu Europy, druga z 5 kwietnia to początek napływy chłodu z północy. Przedstawiłem mapy analityczne, w serwerze dostępne są obliczone modelem GFS prognostyczne mapy aż na kolejne 15 dób.

Prognozowanie cyrkulacji atmosferycznej

Gdy już wiemy jaka cyrkulacja nas obejmuje, możemy próbować prognozować co będzie dalej – dobrze robią to za nas systemy superkomputerowe, ale licząc na dłużej niż dwa-trzy tygodnie są bezradne, a my chcielibyśmy wiedzieć co w następne dwa-trzy miesiące albo kwartały. Tu sięgnąć należy do informacji poza meteorologią – istotna jest między innymi intensywność prądów oceanicznych i to nie tylko w strefie umiarkowanych szerokości, ale też pasatowej i równikowej jak też prądów chłodnych, spływających z Arktyki na południe. Zostawmy ten temat oceanologom, wróćmy do cyrkulacji w atmosferze.

Określone typy cyrkulacji i mas powietrza wyraźnie mówią, jakich frontów możemy się spodziewać, bowiem strefy frontowe dzielą zróżnicowane masy – główny front polarny leży pomiędzy ciepłą masą powietrza podzwrotnikowego a chłodniejszą powietrza umiarkowanych szerokości, zazwyczaj poszarpany front arktyczny rozdziela masy umiarkowaną i arktyczną. Zadaniem meteorologów, wspomaganych stałym obliczaniem prognoz jest stwierdzenie /zaprognozowanie jakie warunki pogodowe występować będą w strefie frontowej i w nowej masie po przejściu frontu i ustabilizowaniu się „nowej” pogody.

Żeby nie było łatwo to na procesy w nowych masach silnie działa bieg dobowy. Odejście zachmurzenia frontowego i zmniejszenie ilości chmur w nowej masie wiosną zawsze gwałtownie włącza proces ogrzewania podłoża przez już coraz wyższe Słońce. W dzień możemy doznać (nawet w chłodnej masie powietrza) temperatur o 15 stopni wyższych niż w czasie spokojnej, bezchmurnej nocy. Policzmy więc: napływa masa o temperaturze 6-8 stopni, amplituda 15 stopni – to znaczy, że w nocy może być przymrozek a w dzień 12 stopni.

Początek kwietnia 2025

Obecnie „kuchnia pogodowa” nad północnym Atlantykiem przestaje działać z pełną mocą, cyrkulacja zachodnia zablokowana została przez silnie rozwinięty układ wyżowy na wszystkich poziomach, sięgający od Algierii poprzez Francję, Anglię, Islandię aż pod wybrzeża Grenlandii. Po wschodniej stronie tego układu otwiera się więc droga do „nurkowania” kolejnych niżów znad Spitsbergenu i Morza Barentsa przez Morze Białe, Finlandię, północno zachodnią Rosję, aż nad środkową Ukrainę po Morze Czarne. Front polarny został już zepchnięty na południe Europy, wróci dopiero przed Wielkanocą, tak więc czeka nas okres chłodnej wiosny, z silnym, porywistym północnym wiatrem i okresowymi opadami, raczej o charakterze przelotnym. Na wzniesieniach Pomorza, Gór Świętokrzyskich i Podkarpacia, a także w wyższych górach padać może śnieg. Oczywiście nie ma co liczyć na wiosenne temperatury, raczej w czasie pogodnych, spokojniejszych nocy spodziewać się możemy przymrozków, pojawić się mogą w całym obszarze kraju.

Po szczegóły zapraszamy do analizy dokładnych prognoz na 72 godziny, obliczanych w modelu UM PL publikowanych w formie meteorogramów dla każdej gminy w kraju lub w formie co trzygodzinnych map na 120 godzin.

Obecnie nie ma większych zaskoczeń w prognozach na kilka dni, dla przykładu dwa meteorogramy prognostyczne modelu UM, obliczanego w ICM UW – jeden z 20 marca, przy napływie na skraju wyżu mas powietrza z południowego zachodu, drugi z 4 kwietnia, po prognozowanym przejściu słabego frontu napływ powietrza arktycznego, po wyraźnej zmianie kierunku wiatru na północny.

Ilustracja 4: Meteorogramy ICM UW dla Warszawy, dla dni 20-23 marca (po lewej, sytuacja napływu powietrza z południowego zachodu) oraz 4-7 kwietnia 2025 (po prawej, początek napływu powietrza arktycznego z północy). W pierwszym okienku meteorogramu modelu UM zawarte są liczne informacje o temperaturze, prognozowanej z dokładnością cogodzinną. Ciągła czerwona linia to dobowy bieg temperatury powietrza na poziomie 1,5 metra, niekiedy otoczona jest bladoczerwoną wstęgą mówiącą o zmianach temperatury w obszarze 49 węzłów siatki. Pionowe, czerwone kreski to prognozowana na poszczególne godziny temperatura podłoża.

Niejednokrotnie różnice między temperaturą podłoża a powietrza przekraczają 15 stopni, co świadczy o znacznym dopływie ciepła z promieniowania krótkofalowego Słońca do podłoża i nie wyrównaniu tych różnic przez turbulencję czy pochłanianie ciepła na parowanie wody. Jak widać w marcu, przy pełnej operacji słonecznej temperatura podłoża była wyższa o 8-10 stopni od średniej, w kwietniu, w chłodnej masie powietrza przy umiarkowanym zachmurzeniu i silniejszym wietrze te różnice temperatur to około 5 stopni lub mniej.

The post W marcu jak w garncu, kwiecień plecień… appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

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.

The post Cykliczny bieg temperatury zimą – osobliwość czy reguła? appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.