Get 20M+ Full-Text Papers For Less Than $1.50/day. Start a 14-Day Trial for You or Your Team.

Learn More →

Diversity of Air Temperature and Humidity in the Chosen Part of Różany Potok River Catchment

Diversity of Air Temperature and Humidity in the Chosen Part of Różany Potok River Catchment DOI: 10.2478/v10116-009-0004-2 BADANIA FIZJOGRAFICZNE NAD POLSK¥ ZACHODNI¥ Seria A ­ Geografia Fizyczna, Tom 59: 43­52 2008 ROZK£AD PRZESTRZENNY TEMPERATURY I WILGOTNOOECI WZGLÊDNEJ POWIETRZA NA WYBRANYM FRAGMENCIE ZLEWNI RÓ¯ANEGO POTOKU ZARYS TREOECI Przedmiotem badañ przeprowadzonych na wybranym fragmencie obszaru zlewni Ró¿anego Potoku by³a analiza rozk³adu przestrzennego temperatury i wilgotnooeci wzglêdnej powietrza w godzinach oko³opo³udniowych. Rezultaty wykonanych pomiarów patrolowych porównano z danymi uzyskanymi z automatycznej stacji meteorologicznej zlokalizowanej na dachu Wydzia³u Nauk Geograficznych i Geologicznych UAM. Wyniki badañ, które zosta³y przeprowadzone 15 marca 2008 r., maj¹ charakter wstêpny i stanowi¹ podstawê do dalszych prac badawczych. WSTÊP Zasadniczy wp³yw na kszta³towanie siê lokalnych cech klimatycznych ma morfometria terenu oraz charakter jego zagospodarowania i u¿ytkowania. Równie¿ stopieñ nachylenia terenu, jego ekspozycja kszta³tuj¹ wielkooeæ dop³ywu promieniowania s³onecznego. Bilans radiacyjny powoduje z kolei powstanie okreoelonego re¿imu termicznego powierzchni gruntu oraz przygruntowej warstwy powietrza. Charakter pokrycia terenu, szata rooelinna, jej stan oraz sposób wykszta³cenia istotnie wp³ywaj¹ na stosunki wilgotnooeciowe zarówno w warstwie przygruntowej powietrza, jak i warstw zalegaj¹cych wy¿ej. RzeYba terenu, rodzaj szaty rooelinnej oraz sposób zagospodarowania terenu modyfikuj¹ kierunek i prêdkooeæ wiatru. Intensywnooeæ wp³ywu wymienionych komponentów oerodowiska geograficznego na stosunki klimatyczne zale¿y od rodzaju oraz przebiegu procesów i zjawisk pogodowych (TAMULEWICZ 1988). Reasumuj¹c, lokalne cechy klimatu s¹ wypadkow¹ takich czynników, jak: rzeYba terenu, ekspozycja, pokrycie terenu rooelinnooeci¹, stosunki wodne oraz dzia³alnooeæ cz³owieka, odniesionych do warunków makrosynoptycznych (kompromis meteorologiczny, OKO£OWICZ 1969). CEL I METODY BADAÑ Celem badañ przeprowadzonych na wybranym fragmencie obszaru zlewni Ró¿anego Potoku by³a próba analizy warunków termiczno-wilgotnooeciowych obszaru po³o¿onego w s¹siedztwie budynków Wydzia³u Nauk Geograficznych i Geologicznych UAM zlokalizowanych w pó³nocnej czêoeci Poznania, na obszarze zlewni Ró¿anego Potoku. Na analizowanym terenie za³o¿ono 112 reprezentatywnych punktów pomiarowych, uwzglêdniaj¹cych: morfometriê, zas³oniêcie horyzontu, pokrycie szat¹ rooelinn¹, ekspozycjê oraz przestrzenny uk³ad elementów antropogenicznych, tj. zabudowy mieszkalnej. Po- CHARAKTERYSTYKA OBSZARU BADAÑ miary temperatury powietrza oraz jego wilgotnooeci wzglêdnej wykonywano przy u¿yciu czterech termohigrometrów elektronicznych, na wysokooeci 5 i 150 cm nad poziomem gruntu, miêdzy godzin¹ 12. a 15. T³em dla wyników pomiarów zebranych metod¹ patrolow¹ by³y dane pochodz¹ce ze stacji meteorologicznej, zlokalizowanej na dachu Wydzia³u Nauk Geograficznych i Geologicznych UAM. Obszar badañ jest po³o¿ony w pó³nocnej czêoeci Poznania, wokó³ osiedla Ró¿any Potok (ryc. 1). Cechuje siê niewielkim zró¿nicowaniem hipsometrycznym, o oeredniej wysokooeci 95 m n.p.m. Najni¿ej po³o¿ony punkt znajduje siê na wysokooeci 80,2 m n.p.m., natomiast najwiêksz¹ wysokooeci¹ odznacza siê wzniesienie w pó³nocno-zachodniej czêoeci obsza- Ryc. 1. Obszar badañ (naniesione na mapie czerwone punkty oznaczaj¹ miejsce wykonania pomiaru) skala 1 : 10 000 Fig. 1. Distribiutionof observing stations ru badañ, którego wysokooeæ wynosi 111,5 m n.p.m. Dominuj¹c¹ formê u¿ytkowania terenu stanowi¹ grunty orne, a tak¿e zbiorowiska leoene z drzewostanem sosnowym. Znaczny obszar zajêty jest przez rooelinnooeæ ³¹kow¹ i zwart¹ zabudowê mieszkaln¹ z kampusem uniwersyteckim. Ooe badanego terenu stanowi Ró¿any Potok wraz z dwoma zbiornikami wodnymi: pó³nocnym o genezie naturalnej oraz po³udniowym ­ zbiornikiem pochodzenia antropogenicznego. WARUNKI SYNOPTYCZNE W DNIU POMIARÓW Na warunki synoptyczne panuj¹ce 15 marca 2008 r. wp³yw wywiera³y uk³ady niskiego cioenienia przemieszczaj¹ce siê nad Europ¹ OErodkow¹. W przeddzieñ wykonywania pomiarów cioenienie atmosferyczne na terenie Wielkopolski wynosi³o oko³o 1000 hPa. Przemieszczaj¹cemu siê nad obszarem Polski uk³adowi niskiego cioenienia towarzyszy³y d³ugotrwa³e opady deszczu o s³abym natê¿eniu i stopniowy wzrost temperatury powietrza, a tak¿e wzrost prêdkooeci wiatru. 15 marca w godzinach wykonywania pomiarów cioenienie atmosferyczne wynosi³o 1010 hPa przy braku opadów atmosferycznych i zmniejszaj¹cym siê zachmurzeniu nieba. Temperatura powietrza wynosi³a oko³o 7°C. Mimo chwilowej poprawy warunków synoptycznych nadal panowa³a równowaga chwiejna atmosfery (komentarz synoptyczny H. Piwkowskiego ­ synoptyka serwisu ICM). Dane zamieszczone w tab. pochodz¹ ze stacji SKYE, zlokalizowanej na dachu Wydzia³u Nauk Geograficznych i Geologicznych UAM (z wysokooeci 19 m). Ryc. 2. Mapa synoptyczna z 15 marca 2008 (http://www.wetterplate.de) Fig. 2. Synoptic chart 15 March 2008 (http://www.wetterplate.de) th T a be la. Wartooeci elementów meteorologicznych z dnia 15.03.2008: A wilgotnooeæ wzglêdna, B ­ temperatura, C ­ prêdkooeæ wiatru, D ­ kierunek wiatru T a ble. Values of meteorological parameters on 15 march 2008: A ­ humidity, B ­ temperature, C ­ wind velocity, D ­ wind direction th Godzina Hour 00:00:00 00:30:00 01:00:00 01:30:00 02:00:00 02:30:00 03:00:00 03:30:00 04:00:00 04:30:00 05:00:00 05:30:00 06:00:00 06:30:00 07:00:00 07:30:00 08:00:00 08:30:00 09:00:00 09:30:00 10:00:00 10:30:00 11:00:00 11:30:00 A [%] 86,5 89,5 91,3 89,9 90,8 90,8 91,8 93,2 90,8 90,8 93,3 93,5 90,0 88,6 89,3 86,5 81,2 79,2 79,0 76,3 77,4 77,6 71,1 74,1 B [°C] 4,9 4,3 4,0 4,2 4,3 4,4 4,3 4,3 4,5 4,4 4,2 4,3 4,5 4,5 4,4 4,5 4,6 4,6 4,9 5,4 5,7 5,7 5,8 5,8 C [m · s­1] 5,9 5,5 5,7 6,8 6,6 7,1 6,0 5,3 6,4 6,2 4,9 4,6 4,2 3,9 4,0 4,5 5,2 4,3 3,7 3,3 4,9 4,1 4,2 3,9 D [°] 295 270 280 270 290 280 270 295 295 280 290 280 285 285 280 270 290 285 285 280 280 290 290 265 Godzina Hour 12:00:00 12:30:00 13:00:00 13:30:00 14:00:00 14:30:00 15:00:00 15:30:00 16:00:00 16:30:00 17:00:00 17:30:00 18:00:00 18:30:00 19:00:00 19:30:00 20:00:00 20:30:00 21:00:00 21:30:00 22:00:00 22:30:00 23:00:00 23:30:00 A [%] 71,8 70,6 69,7 66,8 63,2 62,4 61,2 60,2 59,8 60,4 61,1 62,0 63,6 65,8 68,9 70,2 71,8 75,6 80 80,6 80,6 82,3 85,7 87,5 B [°C] 5,9 6,1 6,5 7,1 7,7 8,0 8,0 8,3 8,4 8,3 8,1 7,9 7,7 7,4 6,9 6,6 6,4 5,9 5,1 4,9 4,7 4,3 3,7 3,4 C [m · s­1] 4,1 3,8 3,7 4 4,5 3,8 3,6 2,7 2,5 2,0 1,0 1,1 0,3 0,2 0,0 0,1 0,1 0,1 0,5 0,8 0,6 0,6 0,6 0,7 D [°] 275 270 285 275 240 270 275 255 275 285 265 240 235 255 190 100 65 70 80 110 105 80 95 90 REZULTATY BADAÑ TEMPERATURA POWIETRZA Z nalizy danych wynika, ¿e temperatur¹ powietrza powy¿ej 10°C zarejestrowan¹ na wysokooeci 5 cm n.p.g. (ryc. 3) cechuj¹ siê obszary przekszta³cone przez cz³owieka, tj. osiedle Ró¿any Potok, teren uniwersytecki i przylegaj¹ce do niego od wschodu osiedle domków jednorodzinnych przy ulicy Maków Polnych. Zbli¿ona sytuacja mia³a miejsce w po³udniowo-wschodniej czêoeci obszaru badañ, porooeniêtej such¹ rooelinnooeci¹ trawiast¹. Najni¿sze wartooeci temperatury powietrza (poni¿ej 7°C) zosta³y odnotowane na obszarze porooeniêtym rooelinnooeci¹ Ryc. 3. Rozk³ad temperatur na wysokooeci 5 cm nad poziomem gruntu Fig. 3. Temperature on 5 cm above ground surface trawiasta i czêoeciowo zabagnionym, le¿¹cym w po³udniowo-zachodniej czêoeci objêtej badaniem. Podobn¹ struktur¹ termiczn¹ cechuj¹ siê zwarte kompleksy leoene we wschodniej czêoeci badanego obszaru, a tak¿e teren pod oecian¹ lasu w czêoeci zachodniej. Najwiêksze wartooeæ temperatury na wysokooeci 150 cm n.p.g (powy¿ej 10°C) zanotowano w po³udniowo-wschodniej czêoeci badanego obszaru, który stanowi teren otwarty, porooeniêty nisk¹, such¹ rooelinnooeci¹ trawiast¹ (ryc. 4). Podobna sytuacja ma miejsce na obszarze osiedla Ró¿any Potok i na terenie Wydzia³u Nauk Geograficznych i Geologicznych UAM, a tak¿e w obrêbie kompleksów leoenych, przylegaj¹cych do Ró¿anego Potoku i na pó³noc od ulicy Bronis³awa w po³udniowej czêoeci analizowanego terenu. Zbli¿on¹ strukturê termiczn¹ wykazuj¹ szlaki komunikacyjne oraz polana oeródleoena zlokalizowana w zachodniej czêoeci terenu objêtego badaniem, stanowi¹ca obszar os³oniêty drzewostanem ze zlokalizowanym od strony po³udniowej terenem zabagnionym. Najni¿sze wartooeci temperatury powietrza (poni¿ej 8°C) odnotowano na obszarze porooeniêtym rooelinnooeci¹ trawiasta i czêoeciowo zabagnionym, le¿¹cym w po³udniowo-zachodniej czêoeci obszaru badañ. WILGOTNOOEÆ WZGLÊDNA POWIETRZA Z analizy rozk³adu wilgotnooeci wzglêdnej wynika, i¿ jej najwiêksze wartooeci (powy¿ej 70%) na wysokooeci 5 cm n.p.g. Ryc. 4. Rozk³ad temperatur na wysokooeci 150 cm nad poziomem gruntu Fig. 4. Temperature on 150 cm above ground surface zanotowano w pó³nocno-zachodniej czêoeci badanego obszaru, pokrytej formacj¹ trawiast¹, czêoeciowo zajêt¹ przez teren podmok³y, oraz na terenach przylegaj¹cych bezpooerednio do zbiornika wodnego (pó³nocny) (ryc. 5). Najni¿sze wartooeci wilgotnooeci wzglêdnej (poni¿ej 50%) wystêpuj¹ na obszarze osiedla Ró¿any Potok, cechuj¹cego siê zwart¹ zabudow¹ mieszkaln¹ (z nawierzchniami bitumicznymi i kostk¹ brukow¹) oraz w po³udniowo-wschodniej czêoeci obszaru badañ, pokrytej czêoeciowo formacj¹ trawiast¹ i lasem sosnowym o ma³o zwartej strukturze drzewostanu. Las ten jest rozdzielony drog¹ asfaltow¹ i drogami gruntowymi z nieliczn¹ zabudow¹ antropogeniczn¹ (gospodarcz¹). Na terenie In- stytutu Fizyki zarejestrowano wilgotnooeæ wzglêdn¹ wynosz¹c¹ 50% (teren zabudowany), podobnie jak w przypadku szlaków komunikacyjnych. Natomiast z analizy rozk³adu wilgotnooeci wzglêdnej na wysokooeci 150 cm n.p.g. wynika, ¿e najwy¿sz¹ wartooeci¹ wilgotnooeci wzglêdnej (powy¿ej 60%) na rozpatrywanym obszarze cechuj¹ siê kompleksy leoene zlokalizowane w pó³nocno-zachodniej czêoeci obszaru badañ, przylegaj¹ce bezpooerednio do dwóch zbiorników wodnych. Podobne wartooeci odnotowano na pó³noc od ulicy Dziêgielowej oraz na terenie przylegaj¹cym do Instytutu Fizyki od strony po³udniowej, stanowi¹cym obszar podmok³y, pokryty nisk¹ rooelinnooeci¹ trawiast¹ (ryc. 6). Ryc. 5. Rozk³ad wilgotnooeci wzglêdnej na wysokooeci 5 cm nad poziomem gruntu Fig. 5. Humidity on 5 cm above ground surface Najni¿sz¹ wartooeæ wilgotnooeci wzglêdnej (poni¿ej 47%) odnotowano w po³udniowo-wschodniej czêoeci analizowanego terenu, stanowi¹cego powierzchniê otwart¹, porooeniêt¹ nisk¹ formacj¹ trawiast¹ przylegaj¹c¹ od po³udnia do budynku WNGiG, oraz na obszarze kompleksu leoenego zlokalizowanego na pó³nocny wschód od ulicy Bronis³awa. Wilgotnooeci¹ wzglêdn¹ powietrza oko³o 50% odznaczaj¹ siê: tereny zabudowy mieszkalnej osiedla Ró¿any Potok, kompleks leoeny zlokalizowany w bezpooerednim s¹siedztwie Ró¿anego Strumienia, teren zalesiony w pó³nocnej czêoeci analizowanego obszaru oraz las przylegaj¹cy od strony zachodniej do Instytutu Fizyki. WNIOSKI Podsumowuj¹c, na istotny wp³yw ma specyficzny uk³ad komponentów oerodowiska przyrodniczego oraz elementów antropogenicznych (TYLKOWSKI 2000). Te ostatnie przyczyniaj¹ siê do modyfikacji wspomnianych parametrów, co jest efektem oddzia³ywania zabudowy mieszkalnej osiedla Ró¿any Potok, kampusu uniwersyteckiego oraz infrastruktury komunikacyjnej. Wp³yw ten przejawia siê we wzrooecie temperatury powietrza zarówno w warstwie przygruntowej, jak i na wysokooeci 150 cm n.p.g., przy jednoczesnym spadku wartooeci wilgotnooeci wzglêdnej po- Ryc. 6. Rozk³ad wilgotnooeci wzglêdnej na wysokooeci 150 cm nad poziomem gruntu Fig. 6. Humidity on 150 cm above ground surface wietrza na tle otaczaj¹cych ekosystemów (WOOE 1996). Kolejnym istotnym komponentem modyfikuj¹cym wielkooeæ temperatury, a co siê z tym wi¹¿e wilgotnooeæ wzglêdn¹ powietrza jest szata rooelinna, a dok³adniej kompleksy leoene i rozleg³e obszary trawiaste (KOTOÑSKA 1986). Wraz ze wzrostem zwartooeci struktury drzewostanu spada temperatura powietrza i zwiêksza siê wilgotnooeæ wzglêdna, co nale¿y wi¹zaæ z ograniczeniem dop³ywu bezpooeredniego promieniowania s³onecznego. Wzmo¿one parowanie z wilgotnego gruntu i utrudnione przenoszenie pary wodnej poza obrêb niskiej szaty rooelinnej powoduj¹, ¿e na wysokooeci 5 cm nad gruntem wystêpuj¹ nieco ni¿sze wartooeci temperatury (BEDNORZ, KOLENDOWICZ, SZYGA-PLUTA 2001). Z kolei obszary po- rooeniête niskimi trawami i krzewami cechuj¹ siê znacznym wzrostem temperatury i spadkiem wilgotnooeci wzglêdnej powietrza. Jest to efekt intensywnego parowania z nagrzanej powierzchni otwartej (KOTOÑSKA 1986). Na rozk³ad temperatury i wilgotnooeci wzglêdnej powietrza na obszarze objêtym badaniem wp³ywaj¹ równie¿ ekosystemy wodne, powoduj¹ce wzrost wilgotnooeci oraz spadek temperatury powietrza, doprowadzaj¹c tym samym do z³agodzenia klimatu w skali mikro. W ten sam sposób oddzia³uj¹ rozleg³e obszary czêoeciowo podmok³e (BEDNORZ, KOLENDOWICZ, SZYGA-PLUTA 2001). Na pionowy rozk³ad temperatury i wilgotnooeci wzglêdnej powietrza na ca³ym obszarze badañ du¿y wp³yw ma dzia³alnooeæ wiatru. Kierunek i prêdkooeæ wiatru na analizowanym obszarze s¹ modyfikowane przez czynniki antropogeniczne, takie jak: infrastruktura komunikacyjna, zabudowania, a tak¿e zalesianie wzd³u¿ ci¹gów komunikacyjnych (zmiany kierunku i si³y wiatru) (SZYMANOWSKI 2004). Prawdopodobnie na zaburzenia rozk³adu temperatury i wilgotnooeci wzglêdnej powietrza na obszarach zalesionych wp³ynê³o zjawisko intercepcji, szczególnie w kompleksie leoenym miêdzy ulicami Bronis³awa i Dziêgielow¹ (w dniu poprzedzaj¹cym pomiar, tj. 14.03.08, wyst¹pi³ opad atmosferyczny). Podstawow¹ prawid³owooeci¹ dotycz¹c¹ zjawiska intercepcji jest to, ¿e jej wielkooeæ zmienia siê zale¿nie od wielkooeci opadu nad lasem (OLSZEWSKI 1984). Im mniejsza wielkooeæ opadu nad lasem, tym wiêksza jego czêoeæ jest przechwytywana przez korony drzew. Jest to przede wszystkim zwi¹zane z nastêpuj¹cym w pierwszej fazie opadu nasycaniem koron drzew wod¹ a¿ do momentu granicznego, zwanego intercepcj¹ maksymaln¹. PóYniej przy dostatecznie du¿ych opadach wartooeæ opadu na dnie lasu d¹¿y do wartooeci znad lasu (OL SZEWSKI 1984). Na podstawie analizy wyników przeprowadzonych badañ woeród czynników maj¹cych najwiêkszy wp³yw na przestrzenny rozk³ad temperatury i wilgotnooeci wzglêdnej powietrza, ujêtych w kompromisie meteorologicznym, nale¿y uwzglêdniæ narastaj¹cy wp³yw antropopresji na analizowanym obszarze. Recenzent: prof. UAM dr hab. Leszek Kolendowicz BIBLIOGRAFIA BEDNORZ E., KOLENDOWICZ L., SZYGA-PLUTA K., 2001: Typy topoklimatu fragmentu S³owiñskiego Parku Narodowego. Wspó³czesne badania topoklimatyczne. Dokum. Geogr. IGiPZ PAN, 23, 173. Komentarze synoptyczne serwisu ICM ­ Henryka Piwkowskiego. KOTOÑSka B., 1986: Stosunki termiczne przygruntowej warstwy powietrza w ró¿nych uprawach polowych w rejonie Turwi. Bad. Fizjograf. nad Pol. Zach. Mapa topograficzna w skali 1 : 10 000 wykonana przez Sekcjê Geomorfologiczn¹ Studenckiego Ko³a Naukowego Geografów im. Stanis³awa Paw³owskiego UAM w Poznaniu. Olszewski J., 1984: Intercepcja i jej wp³yw na wysokooeæ opadów atmosferycznych docieraj¹cych do powierzchni gruntu w lesie. Zesz. Postêpów Nauk Roln., 208, 245­270. SZYMANOWSKI M., 2004: Miejska wyspa ciep³a we Wroc³awiu. Wyd. Uniw. Wroc³awskiego, Wroc³aw. TAMULEWICZ J., 1988: Zró¿nicowanie stosunków topoklimatycznych w rejonie Pi³y w sierpniu 1983 roku w warunkach cyrkulacji antycyklonalnej. Bad. Fizjograf. nad Pol. Zach. TYLKOWSKI J., 2000: Dynamika zmian stosunków topoklimatycznych okolic Konina w aspekcie antropogenicznych przekszta³ceñ oerodowiska przyrodniczego. Bad. Fizjograf. nad Pol. Zach. WOOE A., 1996: Meteorologia dla geografów. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa. Wydzia³ Nauk Geograficznych i Geologicznych Studenckie Ko³o Naukowe Geografów Sekcja Meteorologiczna Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu DIVERSITY OF AIR TEMPERATURE AND HUMIDITY IN THE CHOSEN PART OF RÓ¯ANY POTOK RIVER CATCHMENT Summary The paper contains the results of topoclimatic measurements (air temperature and humidity) carried out on 15th March 2008 in the Ró¿any Potok River catchments, at the altitudes of 5 and 150 cm above ground surface in 115 representative points. The measurement points were situated at various forms of relief and over different plant cover. The area of investigation is characterized by less differentiated relief, covered by pine forest, vast meadows with residential buildings. The synoptic conditions on 15th March 2008 were transformed by lows, which were moving over central Europe on 14th March 2008. This caused precipitation and growth of temperature and on 15th March growth of air pressure (1010 hPa), air temperature about 7°C and humidity between 60 and 70%. The measurements were taken with handheld humidity and temperature instruments VAISALA. The analysis of spatial differentiation shows that the variability of humidity and air temperature particularly depends on the specific location of the environmental components, anthropogenic elements and relations between them. University camp, residential district and routes contribute to air temperature growth and humidity fall at the altitudes of 5 and 150 cm above ground surface. Another significant factor is plant cover, especially forests, meadows and bushes. Thicker forest complexes are characterized by growth of humidity and temperature fall, whereas vast meadows with bushes are marked by significant increase of temperature. The factor, which essentially modifies temperature and humidity diversity is the speed of wind and its direction. It is a carrier of humidity from the western sector and brings about the fall of air temperature. The disturbance of air temperature and humidity in the forest was probably caused by the phenomenon of interception, particularly in the forest between Bronis³awa and Dziêgielowa streets. On the basis of topoclimatic measurements, the most important factor, which modifies the air temperature and humidity is antropopression along with the components mentioned in "meteorological compromise" (OKO£OWICZ 1969). http://www.deepdyve.com/assets/images/DeepDyve-Logo-lg.png Badania Fizjograficzne nad Polska Zachodnia de Gruyter

Diversity of Air Temperature and Humidity in the Chosen Part of Różany Potok River Catchment

Loading next page...
 
/lp/de-gruyter/diversity-of-air-temperature-and-humidity-in-the-chosen-part-of-r-any-lKLUDQsnbg

References (1)

Publisher
de Gruyter
Copyright
Copyright © 2008 by the
ISSN
2081-6014
DOI
10.2478/v10116-009-0004-2
Publisher site
See Article on Publisher Site

Abstract

DOI: 10.2478/v10116-009-0004-2 BADANIA FIZJOGRAFICZNE NAD POLSK¥ ZACHODNI¥ Seria A ­ Geografia Fizyczna, Tom 59: 43­52 2008 ROZK£AD PRZESTRZENNY TEMPERATURY I WILGOTNOOECI WZGLÊDNEJ POWIETRZA NA WYBRANYM FRAGMENCIE ZLEWNI RÓ¯ANEGO POTOKU ZARYS TREOECI Przedmiotem badañ przeprowadzonych na wybranym fragmencie obszaru zlewni Ró¿anego Potoku by³a analiza rozk³adu przestrzennego temperatury i wilgotnooeci wzglêdnej powietrza w godzinach oko³opo³udniowych. Rezultaty wykonanych pomiarów patrolowych porównano z danymi uzyskanymi z automatycznej stacji meteorologicznej zlokalizowanej na dachu Wydzia³u Nauk Geograficznych i Geologicznych UAM. Wyniki badañ, które zosta³y przeprowadzone 15 marca 2008 r., maj¹ charakter wstêpny i stanowi¹ podstawê do dalszych prac badawczych. WSTÊP Zasadniczy wp³yw na kszta³towanie siê lokalnych cech klimatycznych ma morfometria terenu oraz charakter jego zagospodarowania i u¿ytkowania. Równie¿ stopieñ nachylenia terenu, jego ekspozycja kszta³tuj¹ wielkooeæ dop³ywu promieniowania s³onecznego. Bilans radiacyjny powoduje z kolei powstanie okreoelonego re¿imu termicznego powierzchni gruntu oraz przygruntowej warstwy powietrza. Charakter pokrycia terenu, szata rooelinna, jej stan oraz sposób wykszta³cenia istotnie wp³ywaj¹ na stosunki wilgotnooeciowe zarówno w warstwie przygruntowej powietrza, jak i warstw zalegaj¹cych wy¿ej. RzeYba terenu, rodzaj szaty rooelinnej oraz sposób zagospodarowania terenu modyfikuj¹ kierunek i prêdkooeæ wiatru. Intensywnooeæ wp³ywu wymienionych komponentów oerodowiska geograficznego na stosunki klimatyczne zale¿y od rodzaju oraz przebiegu procesów i zjawisk pogodowych (TAMULEWICZ 1988). Reasumuj¹c, lokalne cechy klimatu s¹ wypadkow¹ takich czynników, jak: rzeYba terenu, ekspozycja, pokrycie terenu rooelinnooeci¹, stosunki wodne oraz dzia³alnooeæ cz³owieka, odniesionych do warunków makrosynoptycznych (kompromis meteorologiczny, OKO£OWICZ 1969). CEL I METODY BADAÑ Celem badañ przeprowadzonych na wybranym fragmencie obszaru zlewni Ró¿anego Potoku by³a próba analizy warunków termiczno-wilgotnooeciowych obszaru po³o¿onego w s¹siedztwie budynków Wydzia³u Nauk Geograficznych i Geologicznych UAM zlokalizowanych w pó³nocnej czêoeci Poznania, na obszarze zlewni Ró¿anego Potoku. Na analizowanym terenie za³o¿ono 112 reprezentatywnych punktów pomiarowych, uwzglêdniaj¹cych: morfometriê, zas³oniêcie horyzontu, pokrycie szat¹ rooelinn¹, ekspozycjê oraz przestrzenny uk³ad elementów antropogenicznych, tj. zabudowy mieszkalnej. Po- CHARAKTERYSTYKA OBSZARU BADAÑ miary temperatury powietrza oraz jego wilgotnooeci wzglêdnej wykonywano przy u¿yciu czterech termohigrometrów elektronicznych, na wysokooeci 5 i 150 cm nad poziomem gruntu, miêdzy godzin¹ 12. a 15. T³em dla wyników pomiarów zebranych metod¹ patrolow¹ by³y dane pochodz¹ce ze stacji meteorologicznej, zlokalizowanej na dachu Wydzia³u Nauk Geograficznych i Geologicznych UAM. Obszar badañ jest po³o¿ony w pó³nocnej czêoeci Poznania, wokó³ osiedla Ró¿any Potok (ryc. 1). Cechuje siê niewielkim zró¿nicowaniem hipsometrycznym, o oeredniej wysokooeci 95 m n.p.m. Najni¿ej po³o¿ony punkt znajduje siê na wysokooeci 80,2 m n.p.m., natomiast najwiêksz¹ wysokooeci¹ odznacza siê wzniesienie w pó³nocno-zachodniej czêoeci obsza- Ryc. 1. Obszar badañ (naniesione na mapie czerwone punkty oznaczaj¹ miejsce wykonania pomiaru) skala 1 : 10 000 Fig. 1. Distribiutionof observing stations ru badañ, którego wysokooeæ wynosi 111,5 m n.p.m. Dominuj¹c¹ formê u¿ytkowania terenu stanowi¹ grunty orne, a tak¿e zbiorowiska leoene z drzewostanem sosnowym. Znaczny obszar zajêty jest przez rooelinnooeæ ³¹kow¹ i zwart¹ zabudowê mieszkaln¹ z kampusem uniwersyteckim. Ooe badanego terenu stanowi Ró¿any Potok wraz z dwoma zbiornikami wodnymi: pó³nocnym o genezie naturalnej oraz po³udniowym ­ zbiornikiem pochodzenia antropogenicznego. WARUNKI SYNOPTYCZNE W DNIU POMIARÓW Na warunki synoptyczne panuj¹ce 15 marca 2008 r. wp³yw wywiera³y uk³ady niskiego cioenienia przemieszczaj¹ce siê nad Europ¹ OErodkow¹. W przeddzieñ wykonywania pomiarów cioenienie atmosferyczne na terenie Wielkopolski wynosi³o oko³o 1000 hPa. Przemieszczaj¹cemu siê nad obszarem Polski uk³adowi niskiego cioenienia towarzyszy³y d³ugotrwa³e opady deszczu o s³abym natê¿eniu i stopniowy wzrost temperatury powietrza, a tak¿e wzrost prêdkooeci wiatru. 15 marca w godzinach wykonywania pomiarów cioenienie atmosferyczne wynosi³o 1010 hPa przy braku opadów atmosferycznych i zmniejszaj¹cym siê zachmurzeniu nieba. Temperatura powietrza wynosi³a oko³o 7°C. Mimo chwilowej poprawy warunków synoptycznych nadal panowa³a równowaga chwiejna atmosfery (komentarz synoptyczny H. Piwkowskiego ­ synoptyka serwisu ICM). Dane zamieszczone w tab. pochodz¹ ze stacji SKYE, zlokalizowanej na dachu Wydzia³u Nauk Geograficznych i Geologicznych UAM (z wysokooeci 19 m). Ryc. 2. Mapa synoptyczna z 15 marca 2008 (http://www.wetterplate.de) Fig. 2. Synoptic chart 15 March 2008 (http://www.wetterplate.de) th T a be la. Wartooeci elementów meteorologicznych z dnia 15.03.2008: A wilgotnooeæ wzglêdna, B ­ temperatura, C ­ prêdkooeæ wiatru, D ­ kierunek wiatru T a ble. Values of meteorological parameters on 15 march 2008: A ­ humidity, B ­ temperature, C ­ wind velocity, D ­ wind direction th Godzina Hour 00:00:00 00:30:00 01:00:00 01:30:00 02:00:00 02:30:00 03:00:00 03:30:00 04:00:00 04:30:00 05:00:00 05:30:00 06:00:00 06:30:00 07:00:00 07:30:00 08:00:00 08:30:00 09:00:00 09:30:00 10:00:00 10:30:00 11:00:00 11:30:00 A [%] 86,5 89,5 91,3 89,9 90,8 90,8 91,8 93,2 90,8 90,8 93,3 93,5 90,0 88,6 89,3 86,5 81,2 79,2 79,0 76,3 77,4 77,6 71,1 74,1 B [°C] 4,9 4,3 4,0 4,2 4,3 4,4 4,3 4,3 4,5 4,4 4,2 4,3 4,5 4,5 4,4 4,5 4,6 4,6 4,9 5,4 5,7 5,7 5,8 5,8 C [m · s­1] 5,9 5,5 5,7 6,8 6,6 7,1 6,0 5,3 6,4 6,2 4,9 4,6 4,2 3,9 4,0 4,5 5,2 4,3 3,7 3,3 4,9 4,1 4,2 3,9 D [°] 295 270 280 270 290 280 270 295 295 280 290 280 285 285 280 270 290 285 285 280 280 290 290 265 Godzina Hour 12:00:00 12:30:00 13:00:00 13:30:00 14:00:00 14:30:00 15:00:00 15:30:00 16:00:00 16:30:00 17:00:00 17:30:00 18:00:00 18:30:00 19:00:00 19:30:00 20:00:00 20:30:00 21:00:00 21:30:00 22:00:00 22:30:00 23:00:00 23:30:00 A [%] 71,8 70,6 69,7 66,8 63,2 62,4 61,2 60,2 59,8 60,4 61,1 62,0 63,6 65,8 68,9 70,2 71,8 75,6 80 80,6 80,6 82,3 85,7 87,5 B [°C] 5,9 6,1 6,5 7,1 7,7 8,0 8,0 8,3 8,4 8,3 8,1 7,9 7,7 7,4 6,9 6,6 6,4 5,9 5,1 4,9 4,7 4,3 3,7 3,4 C [m · s­1] 4,1 3,8 3,7 4 4,5 3,8 3,6 2,7 2,5 2,0 1,0 1,1 0,3 0,2 0,0 0,1 0,1 0,1 0,5 0,8 0,6 0,6 0,6 0,7 D [°] 275 270 285 275 240 270 275 255 275 285 265 240 235 255 190 100 65 70 80 110 105 80 95 90 REZULTATY BADAÑ TEMPERATURA POWIETRZA Z nalizy danych wynika, ¿e temperatur¹ powietrza powy¿ej 10°C zarejestrowan¹ na wysokooeci 5 cm n.p.g. (ryc. 3) cechuj¹ siê obszary przekszta³cone przez cz³owieka, tj. osiedle Ró¿any Potok, teren uniwersytecki i przylegaj¹ce do niego od wschodu osiedle domków jednorodzinnych przy ulicy Maków Polnych. Zbli¿ona sytuacja mia³a miejsce w po³udniowo-wschodniej czêoeci obszaru badañ, porooeniêtej such¹ rooelinnooeci¹ trawiast¹. Najni¿sze wartooeci temperatury powietrza (poni¿ej 7°C) zosta³y odnotowane na obszarze porooeniêtym rooelinnooeci¹ Ryc. 3. Rozk³ad temperatur na wysokooeci 5 cm nad poziomem gruntu Fig. 3. Temperature on 5 cm above ground surface trawiasta i czêoeciowo zabagnionym, le¿¹cym w po³udniowo-zachodniej czêoeci objêtej badaniem. Podobn¹ struktur¹ termiczn¹ cechuj¹ siê zwarte kompleksy leoene we wschodniej czêoeci badanego obszaru, a tak¿e teren pod oecian¹ lasu w czêoeci zachodniej. Najwiêksze wartooeæ temperatury na wysokooeci 150 cm n.p.g (powy¿ej 10°C) zanotowano w po³udniowo-wschodniej czêoeci badanego obszaru, który stanowi teren otwarty, porooeniêty nisk¹, such¹ rooelinnooeci¹ trawiast¹ (ryc. 4). Podobna sytuacja ma miejsce na obszarze osiedla Ró¿any Potok i na terenie Wydzia³u Nauk Geograficznych i Geologicznych UAM, a tak¿e w obrêbie kompleksów leoenych, przylegaj¹cych do Ró¿anego Potoku i na pó³noc od ulicy Bronis³awa w po³udniowej czêoeci analizowanego terenu. Zbli¿on¹ strukturê termiczn¹ wykazuj¹ szlaki komunikacyjne oraz polana oeródleoena zlokalizowana w zachodniej czêoeci terenu objêtego badaniem, stanowi¹ca obszar os³oniêty drzewostanem ze zlokalizowanym od strony po³udniowej terenem zabagnionym. Najni¿sze wartooeci temperatury powietrza (poni¿ej 8°C) odnotowano na obszarze porooeniêtym rooelinnooeci¹ trawiasta i czêoeciowo zabagnionym, le¿¹cym w po³udniowo-zachodniej czêoeci obszaru badañ. WILGOTNOOEÆ WZGLÊDNA POWIETRZA Z analizy rozk³adu wilgotnooeci wzglêdnej wynika, i¿ jej najwiêksze wartooeci (powy¿ej 70%) na wysokooeci 5 cm n.p.g. Ryc. 4. Rozk³ad temperatur na wysokooeci 150 cm nad poziomem gruntu Fig. 4. Temperature on 150 cm above ground surface zanotowano w pó³nocno-zachodniej czêoeci badanego obszaru, pokrytej formacj¹ trawiast¹, czêoeciowo zajêt¹ przez teren podmok³y, oraz na terenach przylegaj¹cych bezpooerednio do zbiornika wodnego (pó³nocny) (ryc. 5). Najni¿sze wartooeci wilgotnooeci wzglêdnej (poni¿ej 50%) wystêpuj¹ na obszarze osiedla Ró¿any Potok, cechuj¹cego siê zwart¹ zabudow¹ mieszkaln¹ (z nawierzchniami bitumicznymi i kostk¹ brukow¹) oraz w po³udniowo-wschodniej czêoeci obszaru badañ, pokrytej czêoeciowo formacj¹ trawiast¹ i lasem sosnowym o ma³o zwartej strukturze drzewostanu. Las ten jest rozdzielony drog¹ asfaltow¹ i drogami gruntowymi z nieliczn¹ zabudow¹ antropogeniczn¹ (gospodarcz¹). Na terenie In- stytutu Fizyki zarejestrowano wilgotnooeæ wzglêdn¹ wynosz¹c¹ 50% (teren zabudowany), podobnie jak w przypadku szlaków komunikacyjnych. Natomiast z analizy rozk³adu wilgotnooeci wzglêdnej na wysokooeci 150 cm n.p.g. wynika, ¿e najwy¿sz¹ wartooeci¹ wilgotnooeci wzglêdnej (powy¿ej 60%) na rozpatrywanym obszarze cechuj¹ siê kompleksy leoene zlokalizowane w pó³nocno-zachodniej czêoeci obszaru badañ, przylegaj¹ce bezpooerednio do dwóch zbiorników wodnych. Podobne wartooeci odnotowano na pó³noc od ulicy Dziêgielowej oraz na terenie przylegaj¹cym do Instytutu Fizyki od strony po³udniowej, stanowi¹cym obszar podmok³y, pokryty nisk¹ rooelinnooeci¹ trawiast¹ (ryc. 6). Ryc. 5. Rozk³ad wilgotnooeci wzglêdnej na wysokooeci 5 cm nad poziomem gruntu Fig. 5. Humidity on 5 cm above ground surface Najni¿sz¹ wartooeæ wilgotnooeci wzglêdnej (poni¿ej 47%) odnotowano w po³udniowo-wschodniej czêoeci analizowanego terenu, stanowi¹cego powierzchniê otwart¹, porooeniêt¹ nisk¹ formacj¹ trawiast¹ przylegaj¹c¹ od po³udnia do budynku WNGiG, oraz na obszarze kompleksu leoenego zlokalizowanego na pó³nocny wschód od ulicy Bronis³awa. Wilgotnooeci¹ wzglêdn¹ powietrza oko³o 50% odznaczaj¹ siê: tereny zabudowy mieszkalnej osiedla Ró¿any Potok, kompleks leoeny zlokalizowany w bezpooerednim s¹siedztwie Ró¿anego Strumienia, teren zalesiony w pó³nocnej czêoeci analizowanego obszaru oraz las przylegaj¹cy od strony zachodniej do Instytutu Fizyki. WNIOSKI Podsumowuj¹c, na istotny wp³yw ma specyficzny uk³ad komponentów oerodowiska przyrodniczego oraz elementów antropogenicznych (TYLKOWSKI 2000). Te ostatnie przyczyniaj¹ siê do modyfikacji wspomnianych parametrów, co jest efektem oddzia³ywania zabudowy mieszkalnej osiedla Ró¿any Potok, kampusu uniwersyteckiego oraz infrastruktury komunikacyjnej. Wp³yw ten przejawia siê we wzrooecie temperatury powietrza zarówno w warstwie przygruntowej, jak i na wysokooeci 150 cm n.p.g., przy jednoczesnym spadku wartooeci wilgotnooeci wzglêdnej po- Ryc. 6. Rozk³ad wilgotnooeci wzglêdnej na wysokooeci 150 cm nad poziomem gruntu Fig. 6. Humidity on 150 cm above ground surface wietrza na tle otaczaj¹cych ekosystemów (WOOE 1996). Kolejnym istotnym komponentem modyfikuj¹cym wielkooeæ temperatury, a co siê z tym wi¹¿e wilgotnooeæ wzglêdn¹ powietrza jest szata rooelinna, a dok³adniej kompleksy leoene i rozleg³e obszary trawiaste (KOTOÑSKA 1986). Wraz ze wzrostem zwartooeci struktury drzewostanu spada temperatura powietrza i zwiêksza siê wilgotnooeæ wzglêdna, co nale¿y wi¹zaæ z ograniczeniem dop³ywu bezpooeredniego promieniowania s³onecznego. Wzmo¿one parowanie z wilgotnego gruntu i utrudnione przenoszenie pary wodnej poza obrêb niskiej szaty rooelinnej powoduj¹, ¿e na wysokooeci 5 cm nad gruntem wystêpuj¹ nieco ni¿sze wartooeci temperatury (BEDNORZ, KOLENDOWICZ, SZYGA-PLUTA 2001). Z kolei obszary po- rooeniête niskimi trawami i krzewami cechuj¹ siê znacznym wzrostem temperatury i spadkiem wilgotnooeci wzglêdnej powietrza. Jest to efekt intensywnego parowania z nagrzanej powierzchni otwartej (KOTOÑSKA 1986). Na rozk³ad temperatury i wilgotnooeci wzglêdnej powietrza na obszarze objêtym badaniem wp³ywaj¹ równie¿ ekosystemy wodne, powoduj¹ce wzrost wilgotnooeci oraz spadek temperatury powietrza, doprowadzaj¹c tym samym do z³agodzenia klimatu w skali mikro. W ten sam sposób oddzia³uj¹ rozleg³e obszary czêoeciowo podmok³e (BEDNORZ, KOLENDOWICZ, SZYGA-PLUTA 2001). Na pionowy rozk³ad temperatury i wilgotnooeci wzglêdnej powietrza na ca³ym obszarze badañ du¿y wp³yw ma dzia³alnooeæ wiatru. Kierunek i prêdkooeæ wiatru na analizowanym obszarze s¹ modyfikowane przez czynniki antropogeniczne, takie jak: infrastruktura komunikacyjna, zabudowania, a tak¿e zalesianie wzd³u¿ ci¹gów komunikacyjnych (zmiany kierunku i si³y wiatru) (SZYMANOWSKI 2004). Prawdopodobnie na zaburzenia rozk³adu temperatury i wilgotnooeci wzglêdnej powietrza na obszarach zalesionych wp³ynê³o zjawisko intercepcji, szczególnie w kompleksie leoenym miêdzy ulicami Bronis³awa i Dziêgielow¹ (w dniu poprzedzaj¹cym pomiar, tj. 14.03.08, wyst¹pi³ opad atmosferyczny). Podstawow¹ prawid³owooeci¹ dotycz¹c¹ zjawiska intercepcji jest to, ¿e jej wielkooeæ zmienia siê zale¿nie od wielkooeci opadu nad lasem (OLSZEWSKI 1984). Im mniejsza wielkooeæ opadu nad lasem, tym wiêksza jego czêoeæ jest przechwytywana przez korony drzew. Jest to przede wszystkim zwi¹zane z nastêpuj¹cym w pierwszej fazie opadu nasycaniem koron drzew wod¹ a¿ do momentu granicznego, zwanego intercepcj¹ maksymaln¹. PóYniej przy dostatecznie du¿ych opadach wartooeæ opadu na dnie lasu d¹¿y do wartooeci znad lasu (OL SZEWSKI 1984). Na podstawie analizy wyników przeprowadzonych badañ woeród czynników maj¹cych najwiêkszy wp³yw na przestrzenny rozk³ad temperatury i wilgotnooeci wzglêdnej powietrza, ujêtych w kompromisie meteorologicznym, nale¿y uwzglêdniæ narastaj¹cy wp³yw antropopresji na analizowanym obszarze. Recenzent: prof. UAM dr hab. Leszek Kolendowicz BIBLIOGRAFIA BEDNORZ E., KOLENDOWICZ L., SZYGA-PLUTA K., 2001: Typy topoklimatu fragmentu S³owiñskiego Parku Narodowego. Wspó³czesne badania topoklimatyczne. Dokum. Geogr. IGiPZ PAN, 23, 173. Komentarze synoptyczne serwisu ICM ­ Henryka Piwkowskiego. KOTOÑSka B., 1986: Stosunki termiczne przygruntowej warstwy powietrza w ró¿nych uprawach polowych w rejonie Turwi. Bad. Fizjograf. nad Pol. Zach. Mapa topograficzna w skali 1 : 10 000 wykonana przez Sekcjê Geomorfologiczn¹ Studenckiego Ko³a Naukowego Geografów im. Stanis³awa Paw³owskiego UAM w Poznaniu. Olszewski J., 1984: Intercepcja i jej wp³yw na wysokooeæ opadów atmosferycznych docieraj¹cych do powierzchni gruntu w lesie. Zesz. Postêpów Nauk Roln., 208, 245­270. SZYMANOWSKI M., 2004: Miejska wyspa ciep³a we Wroc³awiu. Wyd. Uniw. Wroc³awskiego, Wroc³aw. TAMULEWICZ J., 1988: Zró¿nicowanie stosunków topoklimatycznych w rejonie Pi³y w sierpniu 1983 roku w warunkach cyrkulacji antycyklonalnej. Bad. Fizjograf. nad Pol. Zach. TYLKOWSKI J., 2000: Dynamika zmian stosunków topoklimatycznych okolic Konina w aspekcie antropogenicznych przekszta³ceñ oerodowiska przyrodniczego. Bad. Fizjograf. nad Pol. Zach. WOOE A., 1996: Meteorologia dla geografów. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa. Wydzia³ Nauk Geograficznych i Geologicznych Studenckie Ko³o Naukowe Geografów Sekcja Meteorologiczna Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu DIVERSITY OF AIR TEMPERATURE AND HUMIDITY IN THE CHOSEN PART OF RÓ¯ANY POTOK RIVER CATCHMENT Summary The paper contains the results of topoclimatic measurements (air temperature and humidity) carried out on 15th March 2008 in the Ró¿any Potok River catchments, at the altitudes of 5 and 150 cm above ground surface in 115 representative points. The measurement points were situated at various forms of relief and over different plant cover. The area of investigation is characterized by less differentiated relief, covered by pine forest, vast meadows with residential buildings. The synoptic conditions on 15th March 2008 were transformed by lows, which were moving over central Europe on 14th March 2008. This caused precipitation and growth of temperature and on 15th March growth of air pressure (1010 hPa), air temperature about 7°C and humidity between 60 and 70%. The measurements were taken with handheld humidity and temperature instruments VAISALA. The analysis of spatial differentiation shows that the variability of humidity and air temperature particularly depends on the specific location of the environmental components, anthropogenic elements and relations between them. University camp, residential district and routes contribute to air temperature growth and humidity fall at the altitudes of 5 and 150 cm above ground surface. Another significant factor is plant cover, especially forests, meadows and bushes. Thicker forest complexes are characterized by growth of humidity and temperature fall, whereas vast meadows with bushes are marked by significant increase of temperature. The factor, which essentially modifies temperature and humidity diversity is the speed of wind and its direction. It is a carrier of humidity from the western sector and brings about the fall of air temperature. The disturbance of air temperature and humidity in the forest was probably caused by the phenomenon of interception, particularly in the forest between Bronis³awa and Dziêgielowa streets. On the basis of topoclimatic measurements, the most important factor, which modifies the air temperature and humidity is antropopression along with the components mentioned in "meteorological compromise" (OKO£OWICZ 1969).

Journal

Badania Fizjograficzne nad Polska Zachodniade Gruyter

Published: Jan 1, 2008

There are no references for this article.