The variability of atmospheric circulation over Poland in the years 1950–2021
DOI:
https://doi.org/10.26485/AGL/2023/113/4Słowa kluczowe:
atmospheric circulation, automatic method of determination of atmospheric circulation, spatial and temporal variability of atmospheric circulation, PolandAbstrakt
The Jenkinson and Collison method, originally used to automate the weather type classification developed by Lamb for the British Isles, was used to develop a catalog of atmospheric circulation types in Poland. Sixteen directional atmospheric circulation types (ACTs) from this method were used for the characterization of circulation conditions in Poland. They were determined based on the direction of the geostrophic wind and the distinction between cyclonic and anticyclonic circulation based on shear vorticity. Both circulation indices were calculated based on data from ERA5 reanalysis, namely the 850 hPa geopotential height. Atmospheric circulation types were determined for a total of 195 grid points, including 109 located in Poland. The study presents an analysis of spatial and temporal changes in circulation conditions in the years 1950–2021 in Poland, which indicates an increase in the frequency of anticyclonic circulation in Poland since the 1980s, notably W and NW advection. The Sc, SWc and Wc types stand out among the cyclonic types with the greatest decrease in frequency across the entire territory of Poland. The anticyclonic west circulation stands out for its statistically significant increase in frequency in winter throughout the analyzed area.
Bibliografia
Bartoszek K. 2017. The main characteristics of atmospheric circulation over East-Central Europe from 1871 to 2010. Meteorology and Atmospheric Physics 129: 113-129. https:// doi.org/10.1007/s00703-016-0455-z
Bell B., Hersbach H., Simmons A., Berrisford P., Dahlgren P., Horányi A., Thépaut J.N. 2021. The ERA5 global reanalysis: Preliminary extension to 1950. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 147(741): 4186-4227.
Bielec-Bąkowska Z., Piotrowicz K. 2019. Trwałość układów wysokiego ciśnienia nad Europą w latach 1901–2018. In: L. Kolendowicz, E. Bednorz, A.M. Tomczyk (eds) Zmienność klimatu Polski i Europy oraz jej cyrkulacyjne uwarunkowania. Bogucki Wyd. Naukowe, Poznań: 31-52.
Bogucki J. 1992. Typy cyrkulacji atmosfery w Poznaniu. Badania Fizjograficzne nad Polską Zachodnią. Seria A: Geografia Fizyczna 44: 5-18.
CDS (Climate Data Store). 2022. Online: https://cds.climate.copernicus.eu (last access: 22.12.2022)
Chen D. 2000. A monthly circulation climatology for Sweden and its application to a winter temperature case study. International Journal of Climatology 20: 1067-1076.
Czaja A., Frankignoul C. 1999. Influence of the North Atlantic SST on the atmospheric circulation. Geophysical Research Letters 26(19): 2969-2972.
Degirmendžić J., Kożuchowski K., Wibig J. 2000. Epoki cyrkulacyjne XX wieku i zmienność typów cyrkulacji atmosferycznej w Polsce. Przegląd Geofizyczny 45 (3-4): 221-238.
Dessouky T., Jenkinson A. 1975. An objective daily catalogue of surface pressure, flow and vorticity indices for Egypt and it’s use in monthly rainfall forecasting. Meteorological Research Bulletin, Egypt 11: 1-25.
Falarz M. 2019. Azores High and Hawaiian High: correlations, trends and shifts (1948–2018). Theoretical and Applied Climatology 138(1-2): 417-431.
Filipiak J., Biernacik D., Wójcik R., Miętus M. 2012. Scenariusze zmian warunków termicznych w Polsce w skali XXI wieku w oparciu o model downscalingu statystyczno-empirycznego. In: Z. Bielec-Bąkowska, E. Łupikasza, A. Widawski (eds) Rola cyrkulacji atmosfery w kształtowaniu klimatu. Katedra Klimatologii, Wydział Nauk o Ziemi, Uniwersytet Śląski, Sosnowiec: 419-434.
Filipiuk E., Kaszewski B. M. 2010. Wieloletnie zmiany cyrkulacji północnej nad Europą Środkową w latach 1881–2007 (na podstawie klasyfikacji Hessa-Brezowskiego). In: L. Kolendowicz (ed) Klimat Polski na tle klimatu Europy. Warunki cyrkulacyjne i radiacyjne. Studia i Prace z Geografii i Geologii 14, Bogucki Wyd. Naukowe, Poznań: 39-51.
Girs A.A. 1948. K voprosu izucheniya osnovnykh form atmosfernoy tsirkulyatsii. Meteorologiya and Gidrologiya, 10(3): 56-74.
Goodess C. M. 2000. The construction of daily rainfall scenarios for mediterranean sites using a circulation-type approach to down-scaling (PhD Thesis). University of East Anglia, Norwich.
Goodess C.M., Palutikof J.P. 1998. Development of daily rainfall scenarios for southeast Spain using a circulation-type approach to down-scaling. International Journal of Climatology 18: 1051-1083.
Goodess C.M., Jones P.D. 2002. Links between circulation and changes in the characteristics of Iberian rainfall. International Journal of Climatology 22(13): 1593-1615.
Hersbach H., Bell B., Berrisford P., Hirahara S., Horányi A., Muñoz-Sabater J., Nicolas J., Peubey C., Radu R., Schepers D., Simmons A., Soci C., Abdalla S., Abellan X., Balsamo G., Bechtold P., Biavati G., Bidlot J., Bonavita M., De Chiara G., Dahlgren P., Dee D., Diamantakis M., Dragani R., Flemming J., Forbes R., Fuentes M., Geer A., Haimberger L., Healy S., Hogan R.J., Hólm E., Janisková M., Keeley S., Laloyaux P., Lopez P., Lupu C., Radnoti G., de Rosnay P., Rozum I., Vamborg F., Villaume S., Thépaut J.N. 2020. The ERA5 global reanalysis. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 146: 1999--2049, https://doi.org/10.1002/qj.3803.
Jenkinson A.F., Collison F.P. 1977. An initial climatology of gales over the North Synoptic climatology. Synoptic Climatology Branch Memorandum 62: 18.
Jędruszkiewicz J., Piotrowski P. 2012. Atmospheric Circulation Influence on the Winter Thermal Conditions in Poland in 2021–2050 based on the RACMO2 Model. Contemporary Trends in Geoscience 1(1): 13-20.
Jones P.D., Hulme M., Briffa K.R. 1993. A comparison of Lamb circulation types with an objective classification scheme. International Journal of Climatology 13: 655-663.
Kaszewski M. 1983. Próba wydzielenia naturalnych okresów synoptycznych na podstawie częstości typów cyrkulacji nad Polską. Przegląd Geofizyczny 28(2): 195-207.
Kożuchowski K. 1989. Makrotypy ogólnej cyrkulacji atmosfery a temperatura powietrza w Polsce. Przegląd Geofizyczny 34(4): 427- -435.
Kożuchowski K. 1993. Makrotypy ogólnej cyrkulacji atmosfery a główne typy cyrkulacji nad Polską. Przegląd Geofizyczny 38(3-4): 241-246.
Kożuchowski K. 2003. Cyrkulacyjne czynniki klimatu Polski. Czasopismo Geograficzne 74(1-2): 93-105.
Kożuchowski K., Degirmendžić J. 2018. Zmienność form cyrkulacji środkowotroposferycznej według klasyfikacji Wangenheima-Girsa i ich relacje z polem ciśnienia na poziomie morza. Przegląd Geofizyczny 1-2: 89-122.
Lamb H.H. 1972. British Isles weather types and a register of daily sequence of circulation patterns 1861–1971. Geophysical Memoirs (116). Great Britain Meteorological Office, London.
Linderson M.L. 2001. Objective classification of atmospheric circulation over southern Scandinavia. International Journal of Climatology 21: 155-169.
Lityński J. 1969. A numeral classification of circulation and weather types for Poland. Prace PIHM 97: 3-15.
Łabędzki L., Ostrowski J. 2018. Precipitation preventing a deficit of readily available soil water in arable soils in Poland. Atmosphere 9(4): 121. https://doi.org/10.3390/atmos9040121
Marsz A.A. 2002. Wprowadzenie (istota NAO, historia, wskaźniki). In: A.A. Marsz, A. Styszyńska (eds) Oscylacja Północnego Atlantyku i jej rola w kształtowaniu zmienności warunków klimatycznych i hydrologicznych Polski. Akademia Morska w Gdyni, Gdynia: 11-29.
Marsz A.A., Styszyńska A. 2021. Zmiany stanu termicznego Atlantyku Północnego a przebieg wybranych elementów klimatycznych charakteryzujących klimat Polski. Przegląd Geofizyczny 66 (3-4): 161-186.
Niedźwiedź T. 1981. Sytuacje synoptyczne i ich wpływ na zróżnicowanie przestrzenne wybranych elementów klimatu w dorzeczu górnej Wisły. Rozprawy habilitacyjne Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków.
Niedźwiedź T. 1995. Wieloletnia zmienność wskaźników cyrkulacji atmosfery nad Polską południową. Współczesne Badania Klimatologów Polskich w Kraju i za granicą. Sympozjum z okazji 40-lecia Zakładu Klimatologii IGiPZ PAN, Radzików, 7¬–8.11.1994 r., Conference Papers 23: 7-18.
Niedźwiedź T., Ustrnul Z. 2021. Change of Atmospheric Circulation. In: M. Falarz (ed) Climate Change in Poland. Springer Climate: 123-150. https://doi.org/10.1007/978-3-030-70328-8_6
Nowosad M. 1998. Annual variability of circulation types: the example of the Upper Vistula River Basin. Wyd. Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej, Lublin.
Nowosad M. 2004. Z metodyki wydzielania sezonów cyrkulacyjnych. In: A. Bokwa, Z. Ustrnul (eds) Zastosowanie wybranych metod statystycznych w klimatologii. Uniwersytet Jagielloński, Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej, Kraków: 101-120.
Ojrzyńska H. 2012. Automatyczny kalendarz cyrkulacji atmosferycznej dla Sudetów – założenia i metody konstrukcji opartym na systemie GRASS. Przegląd Geofizyczny 2: 171-183.
Osuchowska-Klein B. 1973. Analiza rocznych przebiegów częstości występowania w Polsce makrotypów cyrkulacji atmosferycznej. Przegląd Geofizyczny 18/26(3-4): 223-242.
Osuchowska-Klein B. 1978. Katalog typów cyrkulacji atmosferycznej. IMGW, Wyd. Komunikacji i Łączności, Warszawa.
Osuchowska-Klein B. 1986. O częstości występowania typów cyrkulacji atmosferycznej w Europie (część I: zima). Materiały Badawcze IMGW. Seria Meteorologia 12.
Osuchowska-Klein B. 1987. Zmienność cyrkulacji atmosferycznej w Europie w bieżącym stuleciu. Przegląd Geofizyczny 1: 49-55.
Osuchowska-Klein B. 1991, Katalog typów cyrkulacji atmosferycznej (1976–1990). IMGW, Warszawa.
Piotrowski P. 2007. Zmienność cyrkulacji atmosferycznej w Polsce w latach 1958–2005. In: M. Miętus, J. Filipiak, A. Wyszkowski (eds) 200 lat regularnych pomiarów i obserwacji meteorologicznych w Gdańsku. IMGW, Warszawa: 184-192.
Piotrowski P. 2009. Obiektywna metoda klasyfikacji cyrkulacji atmosferycznej dla Polski. Acta Universitatis Lodziensis. Folia Geographica Physica 10.
Piotrowski P. 2017. Przestrzenna i czasowa zmienność cyrkulacji atmosferycznej na obszarze Polski. Przegląd Geofizyczny 1-2: 45--54.
Piotrowski P., Jędruszkiewicz J. 2013. Projections of thermal conditions for Poland for winters 2021–2050 in relation to atmospheric circulation. Meteorologische Zeitschrift 22(5): 569-575.
Post P., Truija V., Tuulik J. 2002. Circulation weather types and their influence on temperature and precipitation in Estonia. Boreal Environment Research 7(3): 281-289.
Przybylak R., Maszewski R. 2009. Zmienność cyrkulacji atmosferycznej w regionie bydgosko-toruńskim w latach 1881–2005. Acta Agrophysica 14: 427-447.
Sarricolea P., Meseguer-Ruiz O., Martín-Vide J., Outeiro L. 2018. Trends in the frequency of synoptic types in central-southern Chile in the period 1961–2012 using the Jenkinson and Collison synoptic classification. Theore-tical and applied climatology 134: 193-204. https://doi.org/10.1007/s00704-017-2268-5
Spellman G. 2000. The use of an index-based regression model for precipitation analysis on the Iberian Peninsula. Theoretical and Applied Climatology 66: 229-239.
Trigo R.M., DaCamara C.C. 2000. Circulation weather types and their influence on the precipitation regime in Portugal. International Journal of Climatology 20: 1559-1581.
Zhao M., Pitman A.J., Chase T. 2001. The impact of land cover change on the atmospheric circulation. Climate Dynamics 17(5): 467-477.
