FAQ

Prace Geograficzne

logo Uniwersytetu Jagiellońskiego

Zmiany wilgotności powietrza w Łodzi w latach 1966–2020 w świetle wybranych wskaźników

Data publikacji: 03.2023

Prace Geograficzne, 2023, Zeszyt 170, s. 119 - 141

https://doi.org/10.4467/20833113PG.23.002.17490

Autorzy

,
Joanna Wibig
Zakład Meteorologii i Klimatologii, Uniwersytet Łódzki, ul. Narutowicza 88, 90–139 Łódź
https://orcid.org/0000-0002-8560-0325 Orcid
Wszystkie publikacje autora →
Ewelina Krawczyk
Szkoła Doktorska Nauk Ścisłych i Przyrodniczych, Uniwersytet Łódzki, ul. Banacha 12/16, Łódź
https://orcid.org/0000-0003-4893-0699 Orcid
Wszystkie publikacje autora →

Abstrakt

Changes in air humidity in Łódź in the years 1966–2020 in the light of selected indicators

The aim of the study is to present changes in air humidity in central Poland in the years 1966–2000 in Łódź as an example. The values of air temperature, relative humidity and atmospheric pressure from four observation terms, 00, 06, 12 and 18 UTC, were used. On this basis, the saturated vapour pressure, the current vapour pressure, and the saturation deficit were calculated. Then, the variability of these three indicators and relative humidity was examined. The variability of monthly and seasonal average values of humidity indices in four observation periods was presented, the trends in seasonal variability of humidity indices were calculated and the distribution functions of their distributions were compared in the midday period in three 15-year periods: 1966–1980, 1986–2000 and 2006–2020. It has been shown that the pressure of saturated water vapour is the highest in summer, the lowest in winter, and slightly higher in spring than in autumn at all times, except for the night. It increased significantly in the studied period as a result of the increase in air temperature. A comparison of the distributions in three 15-year periods shows a significant increase in the probability of occurrence of high values of saturation vapour pressure, even above 30hPa. The water vapour pressure in the air is highest in summer and lowest in winter, but in spring it is lower than in autumn. All trend coefficients are positive, but only less than half are statistically significant. A comparison of the distributions over three 15-year periods show a slight increase in the probability of higher values of the actual vapour pressure. The saturation deficit, as the difference between the previous two indicators, increases significantly. Its value in spring is significantly higher than in autumn. The trend is positive, especially in spring and summer, and the comparison of distributions shows that in the last 15 years the probability of high values of saturation deficit increased significantly. The course of relative humidity is the opposite of saturation deficit. In autumn, the relative humidity is definitely higher than in spring. The trend is down. To sum up, warming brings an increase in the capacity of the atmosphere for water vapour, a slight increase in the amount of water vapour in the air, but also a significant increase in saturation deficit and a decrease in relative humidity, which is particularly strong in spring in the first half of the growing season.

Keywords: water vapour pressure, saturation deficit, relative humidity, linear trend, probability distribution


Zarys treści: Celem opracowania jest ocena zmian wilgotności powietrza w środkowej Polsce w latach 1966–2000 na przykładzie Łodzi. Wykorzystano wartości temperatury powietrza, wilgotności względnej i ciśnienia atmosferycznego z czterech terminów obserwacyjnych, godzin 00, 06, 12 i 18 UTC. Na tej podstawie policzono ciśnienie pary wodnej nasyconej, aktualne ciśnienie pary wodnej i niedosyt wilgotności. Następnie zbadano zmienność tych trzech wskaźników oraz wilgotności względnej. Przedstawiono zmienność średnich miesięcznych i sezonowych wartości wskaźników wilgotności w czterech terminach obserwacyjnych, policzono trendy sezonowych wartości wskaźników wilgotności i porównano dystrybuanty ich rozkładów w terminie południowym w trzech 15-letnich okresach: 1966–1980, 1986–2000 i 2006–2020. Pokazano, że ciśnienie pary wodnej nasyconej największe jest latem, najmniejsze zimą, wiosną jest nieco wyższe niż jesienią we wszystkich terminach oprócz nocnego. Ciśnienie pary wodnej nasyconej wzrosło istotnie w badanym okresie z powodu wzrostu temperatury powietrza. Porównanie rozkładów w trzech 15-letnich okresach wskazuje na znaczny wzrost prawdopodobieństwa wystąpienia wysokich wartości ciśnienia pary wodnej nasyconej, nawet powyżej 30 hPa. Ciśnienie pary wodnej w powietrzu największe jest latem, najmniejsze zimą, jednak wiosną jest niższe niż jesienią. Wszystkie współczynniki trendu są dodatnie, ale tylko mniej niż połowa jest statystycznie istotna. Porównanie rozkładów w trzech 15-letnich okresach pokazuje nieznaczny wzrost prawdopodobieństwa wystąpienia wyższych wartości ciśnienia pary wodnej. Niedosyt wilgotności jako różnica poprzednich dwóch wskaźników wzrasta wyraźnie. Jego wartość wiosną jest znacząco wyższa niż jesienią. Trendy są dodatnie, szczególnie wiosną i latem, a porównanie rozkładów wskazuje, że w ostatnim 15-leciu prawdopodobieństwo dużych wartości niedosytu wilgotności znacząco wzrosło. Przebieg wilgotności względnej jest odwrotny do niedosytu wilgotności. Jesienią wilgotność względna jest zdecydowanie wyższa niż wiosną. Trend jest spadkowy. Podsumowując, ocieplenie przynosi wzrost pojemności atmosfery na parę wodną, niewielki wzrost ilości pary wodnej w powietrzu, ale też znaczący wzrost niedosytu wilgotności i spadek wilgotności względnej, szczególnie silny wiosną w pierwszej połowie okresu wegetacyjnego.

Bibliografia

Bryś T., 2003, Variability of saturation deficit in Wroclaw in the 20th century and some of its conditions, [w:] Pyka J.L., Dubicka M., Szczepankiewicz-Szmyrka A., Sobik M., Błaś M. (red.), Man and climate in the 20th century, Studia Geograficzne, Uniwersytet Wrocławski, 75, 203-215.

Collins M., Knutti R., Arblaster J., Dufresne J.-L., Fichefet T., Friedlingstein P., Gao X., Gutowski W.J., Johns T., Krinner G., Shongwe M., Tebaldi C., Weaver A.J., Wehner M., 2013, Long-term climate change: Projections, commitments and irreversibility, [w:] Stocker T.F., Qin D., Plattner G.-K., Tignor M., Allen S.K., Doschung J., Nauels A., Xia Y., Bex V., Midgley P.M. (red.), Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, 1029-1136, DOI: 10.1017/CBO9781107415324.024.

Dai A., 2006, Recent climatology, variability, and trends in global surface humidity, Journal of Climate, 19, 3589-3606.

Douville H., Raghavan K., Renwick J., Allan R.P., Arias P.A., Barlow M., Cerezo-Mota R., Cherchi A., Gan T.Y.,Gergis J., Jiang D., Khan A., Mba W.P., Rosenfeld D., Tierney J., Zolina O., 2021, Water cycle changes, [w:] V. Masson-Delmotte, P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonno, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, B. Zhou, (red.), Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, 1055-1210.

Dubaniewicz H., 1977, Wpływ miasta na kształtowanie się wilgotności powietrza obszarów przyległych na przykładzie Łodzi, Studia Regionalne, 1(6), 95-103.

Dubicka M., Rosiński D., Szymanowski M., 2003, The influence of urban environment on air humidity in Wrocław, [w:] J.L. Pyka, M. Dubicka, A. Szczepankiewicz-Szmyrka, M. Sobik, M. Błaś (red.), Man and climate in the 20th century, Studia Geograficzne, Uniwersytet Wrocławski, 75, 504-527.

Elliott W.P., 1995, On detecting long-term changes in atmospheric moisture, Climate Change, 31, 349-367.

Głowicki B., 1970a, Frekwencja klas wilgotności względnej we Wrocławiu w 1961 r., Acta Universitatis Wratislaviensis, Prace Obserwatorium Meteorologicznego Wrocław, 130(16), 115-120.

Głowicki B., 1970b, Przebieg niedosytu wilgotności we Wrocławiu w 1961r., Acta Universitatis Wratislaviensis, Prace Obserwatorium Meteorologicznego Wrocław, 130(16), 121-127.

Gluza A., Kaszewski B., 1984, Zróżnicowanie temperatury i wilgotności względnej powietrza w Lublinie, [w:] Klimat i Bioklimat Miast, Materiały I Ogólnopolskiej Konferencji, Łódź, 22-24 listopada 1984, 107-114.

Groisman P. Ya., Karl T.R., Easterling D.R., Knight R.W., Jamason P.F., Hennessy K.J., Suppiah R., Page C.M., Wibig J., Fortuniak K., Razuvaev V.N., Douglas A., Forland E., Zhai P.-M., 1999, Changes in the probability of heavy precipitation: Important indicators of climatic change, Climatic Change, 42(1), 243-283.

Gumiński R., 1927, Wilgotność powietrza w Polsce (wahania roczne i rozkład geograficzny), Prace Meteorologiczne i Hydrograficzne, 3, 1-71.

Hohendorf E., 1955, Miesięczne i roczne sumy niedosytów wilgotności powietrza w Polsce, Prace PIHM, 41, 1-79.

Hohendorf E., 1960, Rozmieszczenie średnich wieloletnich niedosytów wilgotności powietrza w głównych porach roku w Polsce, Wiadomości Instytutu Melioracji, 1(3), 8-23.

JCOMM Ship Observation Team, 2015, Recommended algorithms for the computation of marine meteorological variables. Geneva, Switzerland, Joint Technical Commission for Oceanography and Marine Meteorology (JCOMM), 21pp. (JCOMM-TR-063), DOI: 10.25607/obp/1.

Kłysik K., 1985, Wpływ struktury termiczno-wilgotnościowej przyziemnych warstw powietrza na klimat lokalny w wybranych warunkach terenowych, Acta Geographica Lodziensia 49, 1-119.

Kotońska B., 1974, Wilgotność powietrza w Poznaniu, Badania Fizjograficzne nad Polską Zachodnią, Seria A: Geografia Fizyczna, 27, 71-87.

Manabe S., Wetherald R.T., 1967, Thermal equilibrium of the atmosphere with a given distribution of relative humidity, Journal of Atmospherical Sciences, 24(3), 241-258.

Michna E., 1972, O wilgotności względnej powietrza w Polsce, Przegląd Geofizyczny, 17(1), 3-14.

Młostek E., Sobik M., 1984, Usłovija vłažnosti vozducha w gorode v izbrannych sinopticzeskich situacjach na primiere goroda Wrocławia, [w:] Mikroklimat i mezoklimat gorodskich aglomeracji, Brno, 36-43.

Niedźwiedź T., 1973, Temperatura i wilgotność powietrza w warunkach rzeźby pogórskiej Karpat (na przykładzie doliny Raby koło Gaika-Brzezowej), Zeszyty Naukowe UJ, Prace Geograficzne, 32, 7-88.

Obrębska-Starklowa B., Kowanetz L., Zając J., 1986a, Wilgotność względna powietrza w Beskidach i na Podhalu, Zeszyty Naukowe UJ, Prace Geograficzne, 64, 21-47.

Obrębska-Starklowa B., Kowanetz L., Zając J., 1986b, Ciśnienie pary wodnej w Beskidach i na Podhalu, Zeszyty Naukowe UJ, Prace Geograficzne, 67, 45-67.

Okoniewska M., Szumińska D., 2020, Changes in Potential Evaporation in the years 1952-2018 in North-Western Poland in terms of the impact of climatic changes on hydrological and hydrochemical conditions, Water, 12, 877, DOI: 10.3390/w12030877.

Peixoto J. P., Oort A. H., 1996, The climatology of relative humidity in the atmosphere, Journal of Climate, 9, 3443-3463.

Tarajkowska M., 1974, Wpływ miasta na warunki wilgotnościowe powietrza na przykładzie  Częstochowy, Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Łódzkiego. Nauki Matematyczno-Przyrodnicze, Seria II, 63, 43-56.

Wibig J., Piotrowski P., 2018, Impact of the air temperature and atmospheric circulation on extreme precipitation in Poland, International Journal of Climatology, 38, 4533-4549.

Wierzbicki Z., 1959a, Niedosyt wilgotności powietrza w Polsce, Acta Geographica Polonica, 7(3/4), 430-440.

Wierzbicki Z., 1959b, O niedosycie wilgotności powietrza w Polsce, Annales UMCS, sec. B, 14(1), 1-45.

Wierzbicki Z., 1960, Niedosyt wilgotności powietrza w Polsce w latach 1949-58, Prace PIHM, 57, 24-48.

Willett K.M., Dunn R.J.H., Thorne P.W., Bell S., de Podesta M., Parker D.E., Jones P.D., Williams C.N., 2014, HadISDH land surface multi-variable humidity and temperature record for climate monitoring, Climate in the Past, 10, 1983-2006, DOI: 10.5194/cp-10-1983-2014.

Willett K.M., Jones P.D., Gillett N.P., Thorne P.W., 2008, Recent changes in Surface humidity: development of HadCRUH dataset, Journal of Climate, 21, 5364-5382. DOI: 10.1175/2008JCLI2274.1.

Wypych A., 2008, Niedosyt wilgotności powietrza miarą zmienności warunków wilgotnościowych w Krakowie, Acta Agrophysica, 12(1), 277-288.

Wypych A., 2010, Twentieth century variability of surface humidity as the climate change indicator in Kraków (Southern Poland), Theoretical and Applied Climatology, 101, 475-482.

Wypych A., 2021, Air humidity change, [w:] M. Falarz (red.), Climate change in Poland. Past, present, future, Springer Nature Switzerland AG, 331-348, DOI: 10.1007/978-3-030-70328-8.

Informacje

Informacje: Prace Geograficzne, 2023, s. 119 - 141

Typ artykułu: Oryginalny artykuł naukowy

Tytuły:

Angielski:

Changes in air humidity in Łódź in the years 1966–2020 in the light of selected indicators

Autorzy

https://orcid.org/0000-0002-8560-0325

Joanna Wibig
Zakład Meteorologii i Klimatologii, Uniwersytet Łódzki, ul. Narutowicza 88, 90–139 Łódź
https://orcid.org/0000-0002-8560-0325 Orcid
Wszystkie publikacje autora →

Zakład Meteorologii i Klimatologii, Uniwersytet Łódzki, ul. Narutowicza 88, 90–139 Łódź

https://orcid.org/0000-0003-4893-0699

Ewelina Krawczyk
Szkoła Doktorska Nauk Ścisłych i Przyrodniczych, Uniwersytet Łódzki, ul. Banacha 12/16, Łódź
https://orcid.org/0000-0003-4893-0699 Orcid
Wszystkie publikacje autora →

Szkoła Doktorska Nauk Ścisłych i Przyrodniczych, Uniwersytet Łódzki, ul. Banacha 12/16, Łódź

Publikacja: 03.2023

Status artykułu: Otwarte __T_UNLOCK

Licencja: CC BY  ikona licencji

Udział procentowy autorów:

Joanna Wibig (Autor) - 50%
Ewelina Krawczyk (Autor) - 50%

Korekty artykułu:

-

Języki publikacji:

Polski

Liczba wyświetleń: 31

Liczba pobrań: 34