sobota, 9 marca 2013

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  
  

czwartek, 7 marca 2013

Zlewnia Rowu Bodzewskiego

          Rów Bodzewski jest ciekiem V rzędu, prawostronnym dopływem rzeki Kani, do której uchodzi w km 8+570 jej biegu. Na mapach Wojskowego Instytutu Geograficznego z lat 30. XX wieku [1], które przedstawiają sytuację z przełomu XIX i XX wieku widać jednak, że ostatni, około 450-metrowy odcinek Rowu Bodzewskiego istnieje od zaledwie kilkudziesięciu lat. Dawniej bowiem ciek ten, od profilu zlokalizowanego w odległości 200-250 metrów poniżej drogi Krajewice-Podrzecze, kierował wodę na północ i dalej systemem rowów melioracyjnych łączył się z rzeką Kanią.

Długość cieku, zależnie od źródła danych, mieści się w przedziale od 4,63 km [2] do około 5,88 [3]. Niemniej rzeczywista długość jest większa w związku z silnie krętym, czy wręcz meandrowym przebiegiem cieku na odcinku leśnym (km ~0+750 - ~1+400). Średni, wyrównany spadek cieku wynosi około 6,5 promila. (rys. 1). Tego rzędu spadkiem charakteryzują się cieki wyżynne i podgórskie. Dla porównania można wspomnieć, że dla rzeki Kani wartość ta wynosi niespełna 1 promil.

 Rys. 1. Profil podłużny Rowu Bodzewskiego. 
Krzywa pomarańczowa wskazuje przebieg wyrównanego profilu podłużnego cieku (porównawczo).
źródło: opracowanie własne na podstawie Mapy Topograficznej Polski 1:10 000 (GUGiK)

Zlewnia Rowu Bodzewskiego zajmuje niespełna 9 km2 wschodniego zbocza Pradoliny Żerkowsko-Rydzyńskiej odwadnianej na północ przez rzekę Kanię, a na południowy-zachód przez Rów Polski (d. Kopanica). Nachylenie powierzchni zlewni sięga od mniej niż 1 promila (rejon ujścia, oś rozcięcia erozyjnego z korytem Rowu Bodzewskiego) do 5-8 promili w osiach grzbietów i ponad 10 promili na najbardziej stromych zboczach. W zlewni obserwuje się przykłady ruchów masowych (stokowych) - występują niewysokie urwiska, osuwiska związane między innymi z erozyjną działalnością wód Rowu Bodzewskiego (zewnętrzne brzegi koryta). Tam notuje się nachylenie zboczy sięgające 90 stopni. Poniżej profil poprzeczny doliny Rowu Bodzewskiego w rejonie km 1+000 (rys. 2).

Rys. 2. Profil poprzeczny doliny Rowu Bodzewskiego w rejonie km 1+000.
źródło: opracowanie własne na podstawie Mapy Topograficznej Polski 1:10 000 (GUGiK)

Wartości deniwelacji osiągają od około 1 metra w górnej części zlewni do kilkunastu metrów (rys. 2) w dolnej części zlewni. Różnica wysokości między najwyższym i najniższym punktem zlewni przekracza 40 metrów. Odcinek leśny, z racji meandrowego przebiegu cieku oraz głębokiego głębokiego wcięcia koryta w dolinę wydaje się najbardziej malowniczy.

Zlewnia Rowu Bodzewskiego pokryta jest głównie piaskami gliniastymi oraz glinami, a więc osadami o słabej przepuszczalności [4,5]. Stąd względna łatwość formowania się spływu powierzchniowego przy intensywnych opadach deszczu. Osady aluwialne doliny rzeki Kani występują w dole zlewni. W strukturze użytkowania dominują grunty orne stanowiące ponad 95% powierzchni zlewni. Lasy zajmują nieco ponad 1% [6].

Zwierciadło płytkich wód podziemnych zalega na niewielkiej głębokości, przeważnie do 3 metrów. Większe głębokości obserwuje się między Bodzewkiem a Ziółkowem. W miejscowych studniach zwierciadło wód podziemnych, w czasie pomiarów w okresie letnim [5], znajdowało się od 4 do 7 metrów niżej niż w okolicznych studniach. Można więc przypuszczać, że przebiega tam kopalna dolina Rowu Bodzewskiego łącząca się ze współczesnym rozcięciem na zachód od Bodzewka, w rejonie km 2+500 biegu Rowu Bodzewskiego. Aktualnie kopalny odcinek wykorzystuje niewielki ciek, jeden z lewostronnych dopływów Rowu Bodzewskiego. Na terenie zlewni znajdują się 4 ujęcia wód podziemnych (studnie) [7].

Długość zlewni Rowu Bodzewskiego przekracza 5,5 km, szerokość waha się od mniej niż 500 metrów w rejonie ujścia do ponad 2 km w górnej części zlewni. W systemie hydrograficznym zlewni jedynie Rów Bodzewski (ciek główny) ma charakter stały. Pozostałe cieki są okresowe i prowadzą wodę roztopową (z pokrywy śnieżnej) oraz z opadów atmosferycznych (w trakcie ich trwania i krótko po zakończeniu). W strukturze odpływu Rowu Bodzewskiego dominuje spływ powierzchniowy. Składowa podziemna ma mniejsze znaczenie, najmniejsze (śladowe) w odniesieniu do cieków okresowych. Kulminacje wezbrań są więc stosunkowo wysokie (względem rzeki Kani), a same fale wezbraniowe krótkie. Największa część odpływu rocznego związana jest ze śródzimowymi oraz wiosennymi roztopami. Wówczas też względnie dużego znaczenia nabiera odpływ podziemny. Miejscami tworzą się okresowe źródła związane z odpływem śródpokrywowym (fot. 1).

Fot. 1. Przykład okresowego źródła w zlewni Rowu Bodzewskiego (odcinek leśny).
Woda podziemna wypływa na powierzchnię wykorzystując system korzeniowy drzew.
Na korze drzewa widoczny ślad maksymalnego stanu wody z okresu roztopów.
Szacowany wydatek < 5 l/s
źródło: fot. własna

Podczas wizyty w zlewni, dnia 2 marca 2013 roku, wykonałem pomiar natężenia przepływu w korycie Rowu Bodzewskiego, w km 0+950 [3]. Poniżej fotografia profilu pomiarowego (fot. 2).

Fot. 2. Rów Bodzewski w rejonie km 0+950. Widok w górę cieku
źródło: fot. własna (2013-03-02, g. 11:00)

Szerokość zwierciadła wody przekroju poprzecznego koryta Rowu Bodzewskiego w profilu km 0+950 wyniosła 1,90 [m], natomiast średnia głębokość 0,20 [m]. Biorąc pod uwagę, że średnia prędkość przepływu w okresie pomiaru wyniosła 0,39 [m/s], wartość natężenia przepływu obliczono na 0,15 [m3/s]. Wartość odpływu jednostkowego, czyli iloraz natężenia przepływu (odpływu ze zlewni ograniczonej profilem pomiarowym) i powierzchni zlewni powyżej profilu pomiarowego (A = 8,6 km2) wyniósł około 17 [l/s/km2]. Ustalono jednocześnie prawdopodobny zasięg kulminacji ostatniego wezbrania roztopowego (koniec lutego). Stwierdzono, że szerokość zwierciadła wody wyniosła 2,0 [m], średnia głębokość 0,4 [m], a średnią prędkość w korycie oszacowano na 0,5 [m/s]. Stąd wartość natężenia przepływu w kulminacji wezbrania oszacowano na 0,4 [m3/s], co daje nieco ponad 45 [l/s/km2] odpływu jednostkowego.

 Rys. 2. Rozkład prędkości w korycie Rowu Bodzewskiego w profilu km 0+950
pomiar: 2013-03-02, 11:00 
źródło: opracowanie własne na podstawie własnych pomiarów 

Dla porównania można podać, że średni roczny odpływ ze zlewni wynosi 0,030-0,035 [m3/s], co daje około 3,8 [l/s/km2] odpływu jednostkowego.

Poniżej kilka dodatkowych fotografii ze zlewni Rowu Bodzewskiego.

Fot. 3. Widok na rolniczą i leśną część zlewni Rowu Bodzewskiego
źródło: fot. własna


_____________________________________
Źródła:
[1] http://www.mapywig.org/m/wig25k/P41-S24-E_GOSTYN_1933.jpg
[2] http://www.melioracja.leszno.eu/files/143/wykaz_ciekow_wedlug_gmin_i_powiatow.pdf
[3] http://maps.geoportal.gov.pl/webclient/ (Mapa Topograficzna Polski 1:10 000)
[4] http://maps.geoportal.gov.pl/webclient/ (Mapa Hydrograficzna Polski 1:50 000)
[5] http://ikar2.pgi.gov.pl/mvs_viewer/ (Szczegółowa Mapa Geologiczna Polski 1:50 000)
[6] http://maps.geoportal.gov.pl/webclient/ (BDOT, Ortofotomapa)
[7] http://spdpsh.pgi.gov.pl/PSHv7/ (System Przetwarzania Danych Państwowej Służby Hydrogeologicznej)