W marcu jak w garncu?

          W marcu jak w garncu - w tym roku chyba ktoś jednak zapomniał podgrzać przysłowiowy garnek, bowiem temperatura powietrza rzadko przekracza 0 st. C. W zasadzie powiedzenie to nie ma tym razem większego zastosowania. Pogoda w marcu, jak dotąd, a do końca miesiąca niemal nic się nie zmieni, była stosunkowo stabilna - przewaga dni z temperaturą ujemną, opady śniegu itd. - wszystkie atrybuty zimy. Stąd tegoroczny marzec, nie tylko w dorzeczu Kani, ale generalnie w całej Polsce, będzie najpewniej jednym z najzimniejszych od 1951 roku, czyli od grubo ponad 50 pół wieku. W niektórych regionach zostanie sklasyfikowany jako anomalnie chłodny, a nawet ekstremalnie chłodny wg klasyfikacji termicznej Haliny Lorenc czy Mirosława Miętusa.

          Pozwoliłem sobie przeprowadzić wstępną analizę klimatyczną marca na podstawie danych meteorologicznych ze stacji synoptycznej Leszno-Strzyżewice pomimo, iż do końca miesiąca został jeszcze tydzień. Szczegóły przedstawię na początku kwietnia, swoją drogą. Prognoza warunków pogody jest bowiem znana i od wielu dni nie ulega istotnej zmianie. Wobec tego, z dużym prawdopodobieństwem, można oszacować wartość średniej miesięcznej temperatury powietrza. Według moim obliczeń wyniesie ona około (-2) st. C, a niewykluczone, że nawet trochę mniej - wiele zależy od wartości temperatury minimalnej w najbliższych dniach. W każdym razie wartość (-2) st. C będzie już oznaczała, że mamy do czynienia z miesiącem ekstremalnie chłodnym. Średnia temperatura marca za lata 1971-2000 dla Leszna-Strzyżewic wynosi 3,4 st. C, a dla lat 1981-2010 3,7 st. C. Tak czy inaczej tegoroczny marzec wykaże najprawdopodobniej ponad 5-stopniową anomalię ujemną. Wobec tego będzie to najzimniejszy marzec od co najmniej 1971 roku, jeśli nie od 1951, chociaż trudno to jednoznacznie stwierdzić, bowiem Leszno nie posiada tak długiej serii obserwacyjnej. Niemniej korzystając z danych Biuletynu Monitoringu Klimatu Polski można powiedzieć, że od 1951 roku, w regionie 3W, w którym leży Leszno, marzec nie wykazał anomalii ujemnej równej lub większej od 5 st. C. Być może więc będzie to pierwszy taki przypadek od ponad 60 lat, a na pewno od co najmniej 42 lat. Na marginesie warto wspomnieć, że średnia miesięczna temperatura powietrza w marcu rzędu (-2) st. C jest niższa od grudniowej, styczniowej i lutowej. Można więc powiedzieć, że tegoroczny marzec będzie zimniejszy i bardziej...zimowy, niż miesiące zimowe.

          W dorzeczu Kani i w zlewni Dąbrówki zalega jeszcze ponad 10-centymetrowa warstwa śniegu. Wyższa pokrywa śnieżna (15-20 cm), w marcu, zalegała ostatnim razem w 2005 roku (I połowa miesiąca). Wówczas jednak średnia temperatura powietrza wahała się od (-8) do niemal 12 st. C - amplituda godna przysłowia "W marcu jak w garncu".

Zlewnia Dąbrówki - zdjęcia

W linku poniżej wybrane zdjęcia z wycieczki po zlewni strugi Dąbrówki dnia 17 marca 2013 roku.

ZLEWNIA DĄBRÓWKI

Meteorologiczna zima 2013* w dorzeczu Kani - podsumowanie

          Niedawno, 28 lutego 2013 roku, zakończyła się meteorologiczna zima, choć mimo połowy marca, nadal doświadczamy zimowych warunków - bardzo niskie wartości temperatury powietrza (szczególnie minimalnej), kilkunastocentymetrowa warstwa śniegu itd.

Poniżej zestawienie przebiegu wybranych elementów meteorologicznych w czasie meteorologicznej zimy 2013 roku przygotowane dla dorzecza Kani (w tym dla Gostynia) na podstawie obserwacji i pomiarów meteorologicznych ze stacji synoptycznej Leszno-Strzyżewice.

Układy baryczne i masy powietrza

W pierwszej połowie grudnia pogoda kształtowała się głównie pod wpływem układów niskiego ciśnienia związanych z doliną fali długiej (Rossby'ego), której oś często przebiegała nad Polską. W tym okresie, z północnego-zachodu napływała głównie masa powietrza arktycznego (PA). Średnia wartość ciśnienia atmosferycznego była zbliżona do normalnego i wynosiła 1012 hPa (najczęściej między 1010 a 1020 hPa) (rys. 1).

Początek drugiej połowy miesiąca przyniósł zmianę kierunku adwekcji mas powietrza na południowo-zachodnią; zaczęło napływać powietrze polarnomorskie (PPm). Ciśnienie wzrastało osiągając maksimum na przełomie II i III dekady grudnia. Wówczas, przejściowo rozbudował się wyż znad północnej Rosji i Skandynawii powodując, że PPm zostało uwięzione nad lądem i zaczęło się "starzeć". W końcu jednak wyż osłabł, a Niż Islandzki, z południowego-zachodu zaczął kierować nad region powietrze polarnomorskie. Wspomniany kierunek adwekcji z bardzo krótkimi przerwami utrzymał się do przełomu grudnia i stycznia.

Początek stycznia to okres rozbudowy grzbietu fali długiej w środkowej troposferze z osią rozciągającą się od Portugalii po Morze Norweskie. Ciśnienie wzrastało. Taki kierunek zmian udrożnił jednak tor północ-południa dla układów niskiego ciśnienia. W efekcie zaczęło napływać powietrze arktyczne (PA), które kształtowało pogodę nad regionem przez około 3 tygodnie (rys. 2). Ciśnienie wahało się w przedziale od 1020 do 1010 hPa wykazując tendencję spadkową. Z końcem miesiąca powietrze arktyczne ustąpiło miejsca polarnomorskiemu wprowadzonemu adwekcją południowo-zachodnią i zachodnią przez Niż Islandzki.

W pierwszej dekadzie lutego średnie ciśnienie wyniosło 1004 hPa. Był to przejściowy okres synoptyczny ustalania się nowej sytuacji barycznej. Nad krajem uformowała się dolina fali długiej, która okresami była odcinana od strumienia sterującego przepływem mas powietrza dając początek niżom odcinania rozwijającym się w Europie Południowej, a sięgającym od czasu do czasu nad Polskę. Po 10 lutego ciśnienie wyraźnie wzrosło i przez dwie kolejne dekady lutego wynosiło przeciętnie 1020 hPa. Nasz region znajdował się głównie pod wpływem Wyżu Skandynawskiego lub Rosyjskiego, w starej masie powietrza polarnego (PPms), okresami arktycznego (PA).

Rys. 1. Zmiany dobowych wartości ciśnienia atmosferycznego w Lesznie-Strzyżewicach

w okresie od 1 grudnia 2012 do 28 lutego 2013

Zaznaczono trend zmian ciśnienia atmosferycznego

oraz najdłuższe okresy napływu i zalegania dwóch głównych mas powietrza minionej zimy 

źródło: opracowanie własne na podstawie [1]

Rys. 2. Struktura genetyczna mas powietrza w dorzeczu Kani w okresie meteorologicznej zimy 2013

źródło: opracowanie własne na podstawie [2]

Kierunek i prędkość wiatru

W okresie meteorologicznej zimy 2013 najczęściej rejestrowano wiatr z sektora południowego i zachodniego (odpowiednio 28 i 27% dni), nieco rzadziej z sektora wschodniego (25%) i północnego (20%). Rozpatrując podsektory, najczęściej notowano wiatr południowo-zachodni (29%) oraz północno-wschodni i wschodni (łącznie 32%) (rys. 3).

Rys. 3. Struktura kierunkowa wiatru w Lesznie-Strzyżewicach w okresie 2012-12-01 - 2013-02-28

źródło: opracowanie własne na podstawie [1]

W zakresie prędkości można powiedzieć, że dominował wiatr słaby i umiarkowany od 10 do 20 [km/h] (niecałe 60% dni). Rzadziej rejestrowano wiatr o prędkości średniej poniżej 10 [km/h] - nieco ponad 30% dni (rys. 4). Średnia prędkość wiatru wyniosła około 13 [km/h] bez istotnego zróżnicowania w poszczególnych miesiącach. Nieco większe zróżnicowanie zaznacza się w powiązaniu z ciśnieniem atmosferycznym, rodzajem masy powietrza i czasem jej napływu lub zalegania. W okresie od połowy grudnia do początku stycznia napływało powietrze polarnomorskie - średnia prędkość wiatru niemal ciągle mieściła się w przedziale 10-20 [km/h] ze średnią 16 [km/h]. Z kolei w okresie od połowy I dekady lutego do połowy miesiąca prędkość wiatru nie przekraczała 10 [km/h] (średnio 8 [km/h]) - był to okres rozwoju układu wysokiego ciśnienia.

Rys. 4. Średnie prędkości wiatru na stacji synoptycznej Leszno-Strzyżewice

w kolejnych dniach meteorologicznej zimy 2013

źródło: opracowanie własne na podstawie [1]

Temperatura powietrza

Średnia temperatura powietrza w okresie od 1 grudnia 2012 do 28 lutego 2013 wyniosła około -1 st. C. Najchłodniej było w styczniu (-2 st. C), najcieplej w lutym - około 0 st. C. Najdłuższy, nieprzerwany okres z ujemną średnią dobową temperaturą powietrza wystąpił w styczniu (II i III dekada), a wcześniej w grudniu (II połowa I dekady - I połowa II dekady). Z kolei najdłuższy okres z dodatnią średnią dobową temperaturą powietrza odnotowano na przełomie grudnia i stycznia (III dekada grudnia - I połowa I dekady stycznia). Najniższe dobowe wartości temperatury powietrza zarejestrowano w II dekadzie grudnia (poniżej -15 st. C) oraz w styczniu. Natomiast najwyższe wartości dobowe wystąpiły na przełomie grudnia i stycznia oraz stycznia i lutego - do około 10 st. C. (rys. 5). Ogólnie biorąc, grudzień był bardzo chłodny pod względem termicznym, styczeń chłodny, a luty mieścił się w termicznej normie. Średnia temperatura powietrza zimą, w dorzeczu Kani była niższa o około 1 st. C (zima chłodna).

Rys. 5. Przebieg temperatury powietrza w Lesznie-Strzyżewicach w czasie meteorologicznej zimy 2013 roku. Na wykresie wartości maksymalne, minimalne i średnie dobowe.

źródło: opracowanie własne na podstawie [1]

Opady atmosferyczne i pokrywa śnieżna

W dorzeczy Kani występowały zarówno opady deszczu, jak i śniegu i opady mieszane. Opady deszczu wystąpiły głównie:

- w połowie grudnia,

- na początku stycznia,

- na przełomie stycznia i lutego.

Opady te każdorazowo powodowały zanik zgromadzonej pokrywy śnieżnej. Łączna suma wszystkich rodzajów opadu wyniosła w czasie meteorologicznej zimy 2013 roku ponad 100 [mm] z maksimum w styczniu (około połowa sumy opadów). Suma opadów w grudniu stanowiła około 80% (miesiąc normalny), w styczniu 180% (miesiąc bardzo wilgotny), a w lutym 130% (miesiąc wilgotny) wartości normatywnej z lat 1971-2000 [3,4].

W kolejnych miesiącach zimy udział opadu śniegu w sumie opadów wynosił około 50% i skoncentrował się w trzech okresach:

- I połowie grudnia,

- II połowie stycznia,

- II połowie lutego.

W grudniu śnieg zalegał łącznie przez niecałe 2 tygodnia, a jego pokrywa osiągała maksymalnie 10-15 [cm]. W styczniu czas zalegania pokrywy śnieżnej był dłuższy i sięgał niemal 3 tygodni, ale jej wysokość była porównywalna, maksymalnie 10-15 [cm]. W końcu w lutym czas zalegania był porównywalny z grudniowym, a maksymalna wysokość pokrywy śnieżnej oscylowała wokół 10 [cm].

Zachmurzenie i usłonecznienie

Średnia wartość zachmurzenia od grudnia do lutego przekroczyła 7/8, a więc przeciętnie mieliśmy do czynienia z zachmurzeniem dużym. Najwięcej dni z zachmurzeniem umiarkowanym i małym odnotowano w grudniu, natomiast najwięcej dni pochmurnych w lutym (głównie w związku z wyżem) oraz styczniu.

Jedynie usłonecznienie w grudniu mieściło się w normie (30-40 [h]). W styczniu i lutym odnotowano kilkudziesięcioprocentową anomalię ujemną (niedostatek usłonecznienia w stosunku do normy z lat 1971-2000) [3]. Ogólnie, w czasie minionej zimy meteorologicznej, usłonecznienie przekroczyło nieznacznie 60 godzin, co stanowi około 80-procentową anomalię ujemną w stosunku do normy.

* - Sformułowanie meteorologiczna zima 2013 nawiązuje do roku meteorologicznego 2013, który rozpoczął się w grudniu 2012. Stąd napisałem 2013 zamiast 2012/2013, choć pewno dla większości osób drugi zapisać jest czytelniejszy. Niemniej zastosowałem analogię do pojęcia roku hydrologicznego.

_______________________

[1] Depesze SYNOP - serwis meteorologiczny OGIMET

[2] Mapa synoptyczna - serwis pogodowy IMGW-PIB - Pogodynka.pl

[3] Biuletyn Monitoringu Klimatu Polski IMGW-PIB (grudzień 2012, styczeń i luty 2013)

[4] Gąsiorek E., Musiał E. (2011): Porównanie i klasyfikacja warunków opadowych na podstawie wskaźnika standaryzowanego opadu i wskaźnika względnego opadu. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie, t. 11, z 4(36), s. 107-119, IT-P Falenty 2011.

Robocza krzywa natężenia przepływu dla Brzezinki w profilu km 1+430

          Krzywa natężenia przepływu to związek między stanem wody a natężeniem przepływ, dawniej nazywany krzywą konsumcyjną (nie konsumpcyjną!), ale nazwę tą, pochodzącą z czasów zaboru austriackiego, ostatecznie porzucono jako nieuzasadnioną, choćby etymologicznie. Związek H-Q przygotowuje się dla określonego przekroju poprzecznego koryta, ale niekoniecznie jest on stały w czasie. Wskutek procesów korytowych, geomorfologicznych, dochodzi do pogłębiania lub spłycania koryta, ogólnie do zmiany jego geometrii, stąd danemu stanowi wody (H) w jednym roku może odpowiadać inne natężenie przepływu (Q), niż w roku poprzednim lub kolejnym. Z reguły, profile wodowskazowe z krzywymi H-Q dobiera się tak, aby zmiany te zachodzi jak najrzadziej, tj. najwyżej po dużych wezbraniach, głównie powodziowych, czyli na przykład raz na kilkanaście lat. Nie zmienia to faktu, że każdego roku należy wykonać co najmniej kilka obserwacji stanu wody wraz z pomiarem natężenia przepływu w celu zweryfikowania przebiegu krzywej natężenia przepływu.

Stan wody mierzy się w odniesieniu do zaniwelowanego poziomu odniesienia (tzw. zero wodowskazu) - ustala się dla niego rzędną w obowiązującym państwowym systemie odniesień przestrzennych (w Polsce: Kronsztad). Stan wody podaje się w [cm]. Związek stanu wody (H) i natężenia przepływu (Q), zależnie od geometrii koryta, może być liniowy, potęgowy, logarytmiczny lub inny.

Krzywa H-Q jest tym dokładniejsza, im więcej obejmuje obserwacji stanów wody wraz z pomiarem natężenia przepływu. Poniżej przykład roboczej krzywej H-Q dla Brzezinki, w profilu km 1+430 (rys. 1).

Rys. 1. Robocza krzywa H-Q dla Brzezinki (km 1+430, A = 13 km2)

źródło: opracowanie własne na podstawie własnych obserwacji i pomiarów

Z uwagi na brak łaty wodowskazowej, zamiast stanu wody wykorzystałem średnią głębokość przekroju poprzecznego czynnej części koryta. Koryto jest stabilne, nawet po wielkiej wodzie jego geometria praktycznie się nie zmienia (fot. 1). Wobec tego do celów roboczych takie podejście wydaje się akceptowalne. Jak dotąd wykonałem tylko kilkanaście pomiarów w profilu km 1+430 (wcześniej pomiary prowadziłem w km 1+260) , ale z czasem będzie ich przybywało, a krzywa, jak sądzę, nie ulegnie istotnej zmianie. Dzięki temu, nawet bez pomiaru natężenia przepływu, mierząc tylko średnią głębokość wody w przekroju poprzecznym koryta, dla którego przygotowano krzywą H-Q, można, całkiem dokładnie, oszacować natężenie przepływu, a także średnią prędkość przepływu. Być może w którymś momencie pojawi się łata wodowskazowa (pod kładką - fot. 1), raczej mobilna, niż stacjonarna.

Fot. 1. Profil pomiarowy na Brzezince (km 1+430, A = 13 km2). Widok w górę cieku
Strefa stanów i przepływów średnich

źródło: fot. własna

Wybrane zagadnienia fizycznogeograficzne zlewni Brzezinki powyżej profilu w km 1+430

          Brzezinka jest lewostronnym dopływem rzeki Kani, do której uchodzi w km 4+320 jej biegu. Z punktu widzenia hydronimii, trudno jednoznacznie sklasyfikować Brzezinkę jako jeden rodzaj obiektu hydrograficznego. Z jednej strony bowiem spełnia kryteria definicji strugi, z drugiej jej koryto było antropogenicznie przekształcane, co pozwala na używanie pojęcia rów [1]. Na pewno górny i środkowy odcinek cieku mają charakter naturalny (quasi-naturalny).
Poniższą charakterystykę podano w odniesieniu do części zlewni zamkniętej profilem w km 1+430 (rejon kładki pieszej przy ul. Strzeleckiej, na wysokości Parku Miejskiego).

Warunki hipsometryczne
Zlewnia Brzezinki rozwinęła się w strefie krawędziowej Wysoczyzny Leszczyńskiej, na jej północno-wschodnim stoku. Różnica wysokości między najwyższym (około 125 m n. Kr.) a najniższym miejscem (około 93 m n. Kr.) osiąga 32 metry. W strukturze hipsometrycznej przeważają tereny o wysokości bezwzględnej większej lub równej 120 m n. Kr. (60% powierzchni). Ponad 3/4 powierzchni zlewni zajmuje obszar o rzędnej nie mniejszej od 115 m n. Kr. (85%) (rys. 1).
Średnie nachylenie zlewni jest bliskie 9 promilom (0,9%)*, a przeciętny spadek podłużny cieku - około 5 promili (0,5%). Dla porównania można podać, że średni spadek dorzecza Kani sięga 5 promili, a średni spadek podłużny rzeki nie przekracza 1 promila. Największe wartości spadku terenu notujemy na stokach wysoczyzny (zboczach doliny Brzezinki) - nawet 50-150 promili (5-15%), a najmniejsze w górnej części zlewni i w rejonie działu wodnego (poniżej 1 promila) (rys. 2).

Rys. 1. Mapa hipsometryczna zlewni Brzezinki powyżej profilu w km 1+430;

układ odniesienia: PUWG "1992"

źródło: opracowanie własne na podstawie [2]

Rys. 2. Mapa spadków zlewni Brzezinki powyżej profilu w km 1+430;

układ odniesienia: PUWG "1992"

źródło: opracowanie własne na podstawie [2]

Warunki litologiczne i glebowe

Powierzchnia zlewni Brzezinki powyżej profilu w km 1+430 wynosi 13 km2 (całkowita powierznia 20 km2), z tego około 2% stanowią obszary "nieprzepuszczalne" miasta Gostynia i wsi Brzezie. Pozostałe 95% obszaru pokrywają piaski gliniaste lekkie i mocne na glinach (ponad 3/4 powierzchni zlewni), piaski słabo gliniaste (oś rozcięcia erozyjnego Brzezinki) i gliny lekkie zlodowacenia środkowopolskiego (głównie między ulicą Strzelecką a Os. Konstytucji 3 Maja - kilka procent powierzchni zlewni) (rys. 3). Na takich osadach rozwinęły się głównie gleby pseudobielicowe, jedynie w rejonie Czachorowa Huby punktowo gleby piaskowe różnych typów genetycznych (bielicowe/ brunatne kwaśne/ rdzawe), a na podłożu glin lekkich gleby brunatne wyługowane kwaśne. Pod względem przydatności rolniczej, gleby zlewni Brzezinki należy ocenić wysoko. Największą część powierzchni zajmuje kompleks żytni bardzo dobry (pszenno-żytni), mniejszy udział ma kompleks pszenny bardzo dobry (między Brzeziem Huby a Czachorowem).  Wzdłuż Brzezinki oraz w rejonie osiedli zachodniej części Gostynia występuje kompleks żytni dobry, a na glinach okolic Os. Konstytucji 3 Maja - kompleks pszenny wadliwy [3].

Ogólnie biorąc, w zlewni dominują utwory trudno i średnio przepuszczalne, co sprzyja formowaniu się spływu powierzchniowego, a więc i zagrożeniu powodziowemu.

Rys. 3. Mapa warunków litologicznych zlewni Brzezinki powyżej profilu w km 1+430;

układ odniesienia: PUWG "1992"

źródło: opracowanie własne na podstawie [3]

Warunki hydrogeologiczne
Zlewnia Brzezinki znajduje się w obszarze Głównego Zbiornika Wód Podziemnych (GZWP) nr 308 - Zbiornik międzymorenowy rzeki Kani. W zlewni funkcjonują 3 ujęcia wód podziemnych, czwartorzędowych (Brzezie i Czajkowo), a ponadto kilkanaście innych obiektów hydrogeologicznych notowanych w Centralnej Bazie Danych Hydrogeologicznych PSH (PIG-PIB) [4,5] - głównie studnie. Zwierciadło płytkich wód podziemnych zalega z reguły na głębokości do 1-2 metrów [7] i drenowanej jest przez Brzezinkę. Woda czerpana ze wspomnianych ujęć wykazuje cechy fizykochemiczne odpowiadające III i IV klasie czystości w pięciostopniowej skali [5].

Hydrografia

Sieć hydrograficzna Brzezinki obejmuje koryto cieku głównego o długości nieco ponad 7 km (7,07 km wg WZMiUW w Lesznie) oraz rowy melioracyjne i cieki okresowe, łącznie około 14 km. Sieć hydrograficzna zlewni jest asymetryczna - Brzezinka ma niemal wyłącznie dopływy prawostronne. W profilu podłużnym Brzezinki, w rejonie km 2+750, znajduje się staw przeciwpożarowy (w. Brzezie) - jedyny zbiornik wodny zlewni (rys. 4).

Poniżej kilka parametrów hydrograficznych zlewni Brzezinki powyżej profilu w km 1+430:

- długość (L) ~ 5,5 km;

- długość maksymalna (Lmax) ~ 6,6 km;

- szerokość średnia (Bśr) ~ 2,3 km;

- szerokość maksymalna (Bmax) ~ 3,5 km;

- obwód (O) ~ 15 km;

- wskaźnik wydłużenia zlewni (Cw) ~ 0,7;

- wskaźnik kolistości zlewni (Ck) ~ 0,7.

Rys. 4. Mapa sieci hydrograficznej zlewni Brzezinki powyżej profilu w km 1+430;

układ odniesienia: PUWG "1992"

źródło: opracowanie własne na podstawie [6, 7]

Hydrologia

Średni roczny przepływ (SSQ) wynosi około 50 [l/s]. Brzezinka charakteryzuje się jednak znacznymi wahania natężenia przepływu zarówno w skali roku hydrologicznego jak i wielolecia. Wskaźnik nieregularności przepływów może osiągać nawet 4000 [-] tzn., że WWQ (najwyższy przepływ w wieloleciu) może być o około 4000 razy większy od NNQ (najniższy przepływ w wieloleciu). Wartość współczynnika nieregularności przepływów dla cieków niekontrolowanych pod względem hydrologicznym może być obarczona dużym błędem. Na Brzezince nie było wodowskazu, a więc nie ma ciągu stanów wody, ani tym bardziej natężenia przepływu. Według moich obliczeń i szacunków wartość NNQ jest dla Brzezinki bliska 0 [l/s] (najniższy zmierzony w czasie niżówki jesiennej przepływ wyniósł 3 [l/s], pomiar wykonany w ramach polowego zdjęcia hydrograficznego [7] wyniósł 6 [l/s]). Jest zatem możliwe, że bywały lata na tyle suche, iż w korycie przepływ był bliski 0 [l/s], albo innymi słowy, jego wielkość była niższa niż granica oznaczalności. Z kolei przepływu WWQ mógł wynosi 4000 [l/s], a być może więcej. Ten wniosek można wyprowadzić z analizy źródeł pisanych i nie tylko, odnośnie powodzi historycznych w Gostyniu oraz z analizy ostatniej wielkiej wody, którą odnotowano 5 maja 2012 roku (WQ ~ 3400 [l/s]**). W każdym razie, z całą pewnością, na podstawie znanych przypadków można powiedzieć, że wskaźnik nieregularności przepływów wynosi co najmniej 2000 [-], co jest wartością typową dla  cieków podgórskich i górskich. Dla porównania można napisać, że współczynnik nieregularności przepływów dla rzeki Kani wynosi 200-300 [-]. Szerzej na ten temat napiszę przy okazji omawiania wezbrań (w tym powodzi).

* - średni spadek zlewni wg formuły: (Hmax-Hmin)/PIERWIASTEK(A) [m/km]
** - wartość uzyskana z symulacji metodą hydrogramu jednostkowego; Przypuszczam, że przepływ mógł być nieco wyższy (około 3,7 [m3/s]), a biorąc pod uwagę fakt "rozlania się" wody w Brzeziu (ul. Strzelecka), a więc jej czasowe zatrzymanie, wartość WQ mogłaby przekroczyć 4 [m3/s].

Uwaga (oczywista): 1 [m3/s] = 1000 [l/s] 
___________________________

[1] Nazewnictwo geograficzne Polski, t. 1, Hydronimy, GUGiK, Warszawa, 2006.
[2] Mapa Topograficzna Polski, skala 1:10 000, GUGiK

[3] Mapa glebowo-rolnicza województwa leszczyńskiego, 1:100 000, IUNG, Puławy, 1982
[4] System Przetwarzania Danych Państwowej Służby Hydrogeologicznej (PSH)
[5] Program ochrony środowiska gminy Gostyń na lata 2009-2012 z perspektywą na lata 2013-2020
[6] Ortofotomapa Polski w skali 1:26 000, GUGiK.

[7] Mapa Hydrograficzna Polski skala 1:50 000 w formie analogowej i numerycznej, arkusze: M-33-10-B, M-33-11-A, GUGiK, 2000.

Warunki klimatyczne Gostynia - źródła danych ilościowych oraz możliwości ich pozyskania

          Miasto Gostyń (gmina Gostyń, powiat gostyński, województwo wielkopolskie) nigdy nie miało swojej stacji synoptycznej, czy nawet klimatologicznej, w której dokonywano by pomiarów temperatury powietrza, ciśnienia atmosferycznego czy prędkości i kierunku wiatru, o zachmurzeniu nie wspominając. Istniał jednak, co jest bardzo ważne, głównie z hydrologicznego punktu widzenia, posterunek opadowy PIHM (obecnie IMGW-PIB)*. Stąd trudności w charakteryzowaniu warunków klimatycznych miasta, ziemi gostyńskiej czy, jak w moim przypadku, dorzecza Kani i zlewni innych cieków. Na szczęście niedaleko, 34 km na zachód, funkcjonuje Stacja Hydrologiczno-Meteorologiczna (status stacji synoptycznej) Leszno-Strzyżewice (początkowo Leszno-Antoniny). Założono ją w 1957 roku na wysokości 91 m n. Kr.** (rys. 1).

Klimat w rejonie Gostynia można charakteryzować w sposób ilościowy korzystając z dostępnych, najczęściej nieodpłatnie, danych meteorologicznych (obserwacyjnych) gromadzonych w ramach zadań statutowych przez Państwową Służbę Hydrologiczno-Meteorologiczną (PSHM) działającą w strukturach IMGW-PIB. Dane obserwacyjne ze stacji synoptycznej Leszno-Strzyżewice wydają się najbardziej miarodajne z punktu widzenia możliwości opisu warunków klimatycznych Naszego miasta i jego okolic. Przede wszystkim Gostyń i Leszno dzieli nieco ponad 30 km. Oba miasta zlokalizowane są na obszarze Niziny Południowowielkopolskiej, na terenie wysoczyznowym o charakterze rolniczym. Na północy występują elementy krajobrazu młodoglacjalnego (pagórki, jeziora), a na południu staroglacjalnego (równiny, generalnie brak jezior). Teren wykazuje niewielkie zróżnicowanie hipsometryczne. Pomimo tak oczywistej analogii upoważniającej do charakteryzowania klimatu okolic Gostynia na podstawie obserwacji meteorologicznych w Lesznie-Strzyżewicach, większość opracowań wykonanych na zlecenie władz miasta, gminy Gostyń czy powiatu gostyńskiego została oparta na danych ze stacji synoptycznej Poznań-Ławica. Sięganie po dane z tak odległego miejsca wydaje się nie tylko nielogiczne, ale przede wszystkim zbędne. Moim zdaniem wynika albo z niewiedzy, że Leszno-Strzyżewice są dużo bardziej reprezentatywne dla rejonu Gostynia, albo z pójścia na skróty - być może łatwiej pozyskać dane z Poznania (są częściej cytowane, dostępne w Internecie w różnych opracowaniach), a dane z Leszna wymagają większego nakładu pracy. Oczywiście, w obronie można powiedzieć, że między Lesznem a Poznaniem nie ma specjalnych różnic. Owszem, ogólnie warunki klimatyczne są podobne, ale tylko ogólnie. Wiele zależy od tego, jaki poziom szczegółowości i profesjonalizmu nas interesuje. Dla mnie liczy się rzetelność metodyczna i merytoryczna. Stacja synoptyczna Poznań-Ławica zlokalizowana jest w bezpośredniej bliskości ponad półmilionowego miasta, intensywnie się rozwijającego, w dodatku w obszarze o niższych opadach atmosferycznych, szczególnie maksymalnych dobowych, na obszarze pojeziernym itd. Trudno tu znaleźć wyraźną analogię do warunków geograficznych Gostynia.

Dane meteorologiczne dla stacji synoptycznej Leszno-Strzyżewice dostępne są, zależnie od okresu, w:

• rocznikach meteorologicznych i opadowych PIHM (do 1981 roku) - można je znaleźć w bibliotekach poszczególnych oddziałów IMGW-PIB, w bibliotekach uczelnianych (najbliżej UAM, UWr, UP w Poznaniu i Wrocławiu),
• zasobach serwisu IMGW-PIB - Pogodynka.pl (codzienny stan pokrywy śnieżnej, wartości sumy opadów atmosferycznych o różnych kroku czasowym, serwis AGROMETEO***) - dane bieżące, krótka historia; najczęściej dane operacyjne (niezweryfikowane),
• bazach danych w Internecie (np. serwery NOAA-NCDC, OGIMET, TuTiempo.net, freemeteo.com, geodata.us i inne)- wymagają pewnej wiedzy meteorologicznej w zakresie możliwości weryfikacji dostępnych danych oraz ich prawidłowej interpretacji - dostępne lata 1973-dziś.

W związku z tym, że większość wspomnianych źródeł danych meteorologicznych wymaga albo wiedzy meteorologicznej (niekoniecznie specjalistycznej), albo czasu (dotarcia do Poznania, Wrocławia itd.), postanowiłem opracować wybrane dane meteorologiczne, czy też klimatyczne dla Gostynia i okolic (głównie dorzecza Kani). Wykresy, diagramy i inne graficzne formy prezentacji treści można znaleźć tutaj. W przyszłości mogą się również pojawić analizy meteorologiczne poszczególnych lat (raczej hydrologicznych niż kalendarzowych) z podziałem na półrocze zimowe (listopad - kwiecień) i letnie (maj - październik).

 Rys. 1. Lokalizacja SHM Leszno-Strzyżewice i ogródka meteorologicznego
na tle zdjęcia lotniczego miasta Leszna z dnia 1 maja 2008 roku

źródło: opracowanie własne na podstawie zdjęcia lotniczego MGGP Aero (Google Earth);

współrzędne podano w stopniach szerokości i długości geograficznej

_______________________
* - PIHM, czyli Państwowy Instytut Hydrologiczno-Meteorologiczny, dawna nazwa obecnego Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej - Państwowy Instytut Badawczy (IMGW-PIB) stosowana w latach 1945-1972.
** - n. Kr. - skrót oznaczający poziom odniesienia układu wysokościowego Kronsztad (60 i 86) obowiązującego w Polsce na mocy Rozporządzenia Rady Ministrów z 8 sierpnia 2000 roku ws. państwowego systemu odniesień przestrzennych; w Polsce skrót "n. Kr." jest równoznaczny z "m n.p.m."
*** - serwis AGROMETEO, od dłuższego czasu, nie wyświetla historycznych informacji klimatycznych dla Leszna; warto go jednak monitorować, bo z pewnością będą w końcu dostępne.

Warunki klimatyczne dorzecza Kani - synteza graficzna

          W niniejszym poście prezentuję rozkład czasowy wybranych elementów meteorologicznych w układzie roku kalendarzowego dla dorzecza Kani, w tym dla miasta Gostynia. Wykresy i diagramy opracowałem na podstawie danych meteorologicznych ze stacji synoptycznej Leszno-Strzyżewice oraz posterunku opadowego Gostyń, łącznie za lata 1954-2010. Przyjąłem dwa wielolecia referencyjne (normatywne): 1971-2000 i 1981-2010. Ogólnie zaleca się stosowanie pierwszego z nich, choć niektóre kraje przygotowały już charakterystyki dla ostatniego 30-lecia (1981-2010). Dane referencyjne, termiczne i opadowe, za lata 1981-2010 publikowane są w serwisie Pogodynka.pl, jednak tylko dla kilkunastu wybranych stacji synoptycznych. Najbliżej Gostynia jest Poznań i Wrocław.

Ciśnienie atmosferyczne

 Rys. 1. Zakres zmian ciśnienia atmosferycznego (P, hPa) wyznaczony najniższym i najwyższym ciśnieniem zanotowanym w kolejnych miesiącach roku kalendarzowego (słupki)

na tle przebiegu średnich wartości miesięcznych ciśnienia atmosferycznego (czarna linia)

na stacji synoptycznej Leszno-Strzyżewice w latach 1981-2010

źródło: opracowanie własne na podstawie depesz SYNOP (NOAA-NCDC)

Temperatura powietrza

 Rys. 2. Zakres zmian temperatury powietrza (T, st. C) wyznaczony najniższą i najwyższą temperaturą zanotowaną w kolejnych miesiącach roku kalendarzowego (słupki)

na tle przebiegu średnich wartości miesięcznych temperatury powietrza (czarna linia)

na stacji synoptycznej Leszno-Strzyżewice w latach 1981-2010

źródło: opracowanie własne na podstawie depesz SYNOP (NOAA-NCDC)

 Suma opadów atmosferycznych

 Rys. 3. Średnie miesięczne wartości sumy opadów atmosferycznych (R, mm)

na stacji synoptycznej Leszno-Strzyżewice oraz posterunku opadowym Gostyń

źródło: opracowanie własne na podstawie depesz SYNOP (NOAA-NCDC)

Widzialność pozioma

 Rys. 4. Średnie miesięczne wartości widzialności poziomej (VV, km)

na stacji synoptycznej Leszno-Strzyżewice w latach 1981-2010

źródło: opracowanie własne na podstawie depesz SYNOP (NOAA-NCDC)

Prędkość wiatru

Na podstawie analizy średnich dobowych wartości prędkości wiatru na stacji synoptycznej Leszno-Strzyżewice w latach 1981-2010 można stwierdzić, że ich zmienność w skali roku jest nieznaczna. Najmniejsza średnia wystąpiła w sierpniu (niespełna 3 [m/s]), a największa w marcu (blisko 4 [m/s]). Średnia 10-min. prędkość wiatru w roku nieznacznie przekroczyła 3 [m/s]. Z uwagi na niewielkie zmiany omawianego elementu meteorologicznego w skali roku, zaniechałem przygotowanie dla niego wykresu. 

Z kolei dużo większą zmiennością wykazują się porywy wiatru. Wartości najwyższe w latach 1981-2010, z przedziału od 15 do 20 [m/s], tj. 54-72 [km/h] ,odnotowano w miesiącach: II, III, V (minimum), X i XI, natomiast z przedziału 20-25 [m/s], czyli 72-90 [km/h] w pozostałych miesiącach z maksimum w grudniu.

Wkrótce pojawi się też synteza graficzna warunków klimatycznych w Gostyniu na podstawie danych obserwacyjnych ze stacji synoptycznej Leszno-Strzyżewice za okres 10-lecia 2001-2010.

Wybrane, historyczne zdarzenia meteorologiczne z Gostynia i dorzecza Kani - 1929 rok

W Internecie od dawna mamy możliwość przeanalizowania warunków meteorologicznych mających miejsce w różnych regionach Ziemi, w minionych latach. Mapy z reanalizą synoptyczną sięgają nawet połowy XIX wieku. Na ich podstawie, dla interesującego nas obszaru, możemy wytypować zdarzenia, które z powodu przyrodniczych i gospodarczych (w tym społecznych) skutków, znalazły swoje miejsce na kartach historii. Do ich zweryfikowania potrzeba jednak źródeł historycznych, choćby gazet, czasopism, pamiętników itp.

Od jakiegoś czasu Muzeum w Gostyniu [1] skanuje i udostępnia kolejne numery, roczniki prasowe z minionych lat. Odnajdujemy m.in. Gostyner Kreisblatt, Orędownika Gostyńskiego, Siew czy Ziemię Gostyńską. Przejrzałem opublikowane dotychczas numery wspomnianych pism. W zasadzie tylko w Orędowniku Gostyńskim znalazłem całkiem sporą liczbę notatek nt. warunków meteorologicznych okresu międzywojennego. Redaktorzy wspominali przede wszystkim silny mróz, upał, ulewy czy susze. Poniżej, oraz w kolejnych postach, przeanalizuję wybrane zdarzenia meteorologiczne oraz, o ile takie wystąpiły, skutki hydrologiczne. Dane meteorologiczne (z depesz SYNOP) pozyskałem z National Oceanic and Atmospheric Administration w ramach National Climatic Data Center.

Rok 1929

Na pierwszą informację odnośnie roku 1929 napotkałem w numerze z 9 lutego. Redakcja napisała:

Silna fala mrozów. Miesiąc luty już od samego początku przyniósł nam bardzo ostre mrozy. Sybirijskie wprost zimno, według zapowiedzi meteorologów trwać będzie do 15 lutego. W czwartek rano termometr wykazał w Gostyniu 25-26 stopni Celsjusza. W innych miejscowościach słupek rtęci spadł nawet do 30 stopni. Dziś w nocy mróz zelżał. Tak silnych mrozów nie pamięta się od dawnych lat...[2].

Powyższą informację udało się zweryfikować dzięki danym synoptycznym ze stacji Wrocław. Myślę, że z punktu widzenia rozkładu ciśnienia atmosferycznego, temperatury powietrza czy kierunku i prędkości wiatru, 100-kilometrowa odległość Gostynia od Wrocławia nie jest istotną przeszkodzą w uznaniu wspomnianej stacji synoptycznej za reprezentatywną (w ogóle). Dodatkowo wsparłem się mapami z reanalizą pola ciśnienia atmosferycznego, geopotencjału (TB 500 hPa) i temperatury powietrza na TB 850 hPa.

Na początek mapy z rozkładem ww. charakterystyk meteorologicznych troposfery.

 Rys. 1. Reanaliza pola geopotencjału (TB 500 hPa) i przyziemnego pola barycznego (TB 1000 hPa) - po lewej

oraz pola temperatury powietrza (TB 850 hPa) - po prawej

dla 1 lutego, 10 lutego oraz 15 lutego 1929 roku (stan na godzinę 00:00 UTC)

źródło: Wetterzentrale [3]

"Fala mrozów", które nawiedziły Polskę w lutym 1929 roku, związana była z górnym niżem (widoczny w środkowej troposferze jako "bańka zimnego powietrza). Powstał on na początku miesiąca wskutek odcięcia doliny fali długiej (Rossby'ego) nad północnymi dzielnicami Niziny Wschodnioeuropejskiej. Przy okazji doszło do umocnienia przyziemnego układu wysokiego ciśnienia, który w centrum osiągnął ciśnienia bliskie 1050 hPa. Z północnego-wschodu Europy napłynęło powietrze arktyczne (PA) mające swoje źródło w rejonie Morza Barentsa. Po drodze, nad kontynentem, uległo transformacji i nabrało częściowo cech powietrza polarno-kontynentalnego (Pk). Rejon Wrocławia i Gostynia, na przełomie I i II dekady lutego, znalazły się w osi klina wyżowego, w zasięgu izotermy -25 st. C (TB 850 hPa) (rys. 1). W związku z rozbudową inwersji osiadania, temperatura minimalna (nad ranem) osiągała jeszcze niższe wartości, nawet -30 st. C i mniej (rys. 2). Najniższą temperaturę we Wrocławiu odnotowano rano 10 lutego; termometr na stacji synoptycznej wskazał -31,1 st. C. Według zapisów Orędownika Gostyńskiego, w czwartek (7 lutego) termometr w Gostyniu zanotował około -25 st. C, co odpowiada temperaturze minimalnej z Wrocławia (rys. 2). Na postawie reanalizy możemy też powiedzieć, że prognoza meteorologów o ustąpieniu 20-30-stopniowych mrozó po 15 lutego była trafna :)

 

 Rys. 2. Orientacyjny przebieg temperatury powietrza w stacji synoptycznej Wrocław w lutym 1929 roku.

Modelowanie temperatury oparto o wartości temp. z godziny 6 i 12 UTC.

źródło: opracowanie własne na podstawie depesz SYNOP (NCDC, NOAA) [4]

Kolejna ciekawa notatka meteorologiczna pojawia się w numerze z 6 lipca 1929 roku:

Gwałtowna burza. Wczoraj pod wieczór szalała nad Gostyniem dawno nienotowana burza. Około godziny 7:30, ciemne chmury zasłoniły całe niebo, a schyłek dnia przybrał charakter ciemnej nocy. Ciszę przed burzą zamącił nagle gwałtowny huragan, który wespół z ulewnym deszczem szalał prawie całą godzinę. Jak silnym był huragan świadczą o tem sędziwe drzewa wyrwane z korzeniami, zabudowania pozbawione dachów i płoty, leżące na ziemi. W posiadłości p. Dworczaka nad Kanią, murowany chlew uległ zupełnemu zniszczeniu. Wagony zostały siłą wiatru z dworca towarowego zapędzone na dworzec osobowy. Wagon obrony przeciwgazowej zesunął się z toru i wpadł na płot, wywracając go. W  Bodzewie i Domachowie przystanki kolejowe wywrócone. W Dusinie wichura wywróciła stodołę należącą do gospodarza Danka. Powstałe stąd szkody są dość poważne. Najbardziej ucierpiały sady, ogrody i zasiewy na polach. [5].

     Rys. 3. Rozmieszczenie wybranych układów barycznych oraz głównych frontów atmosferycznych

na tle mapy geopotencjały (TB 500 hPa) i przyziemnego pola barycznego (TB 1000 hPa)

dnia 5 lipca 1929 roku (stan na godzinę 00 UTC)

źródło: opracowanie własne na podstawie Wetterzentrale [3]

Opisana w Orędowniku Gostyńskim sytuacja meteorologiczna miała miejsce wieczorem, między 19:30 a 20:30 dnia 4 lipca 1929 roku. Silny wiatr oraz intensywne opady deszczu (przelotne) związane były z przemieszczaniem się aktywnego frontu atmosferycznego oddzielającego gorące, zwrotnikowe powietrze na południu i wschodzie od chłodniejszego, polarnomorskiego na zachodzie. Z dostępnych map wynika, że gradient termiczny w strefie frontu nie był specjalnie duży, być może 5-7 st. C. Na pewno 4 lipca był dniem upalnym z temperaturą maksymalną przekraczającą 30 st. C, a prędkość wiatru w strefie frontu mogła z powodzeniem przekraczać 100 km/h [6]. Fakt przesunięcia wagonów kolejowych z dworca towarowego do osobowego w Gostyniu potwierdza jego zachodni kierunek. Redakcja wspomniała również i ulewnym deszczu. Nie ma jednak mowy o skutkach hydrologicznych, a więc Brzezinka (d. Polski rów) oraz Kania najprawdopodobniej nie przekroczyły stanu pełnokorytowego i nie doszło do istotnych podtopień. Można więc wnioskować, że suma opadów w ciągu 60 minut mogła się mieścić w przedziale od 20 do 30 [mm], bowiem przy takich wartościach, zależnie od stanu retencyjnego zlewni, woda z wezbrania z powodzeniem mieści się w korycie, ale oczywiście należy to traktować z dużą rezerwą.

________________________________

Źródła:

[1] http://www.muzeum.gostyn.pl/

[2] Orędownik Gostyński, nr 11, rok 11, 9 lutego 1929

[3] http://www.wetterzentrale.de/

[4] http://www.ncdc.noaa.gov/

[5] Orędownik Gostyński, nr 52, rok 11, 6 lipca 1929Orędownik Gostyński, nr 11, rok 11, 9 lutego 1929 

[6] http://pl.wikipedia.org/wiki/Skala_Beauforta