Wersja PDF (do druku)

Opady atmosferyczne

Wrocław, otoczony od północy Wzgórzami Trzebnickimi, zaś od południa i południowego zachodu krawędzią Przedgórza Sudeckiego, położony w osi Niziny Śląskiej, należy do miast o opadach niskich. Opady atmosferyczne występują w ciągu 167 dni w roku, zaś średnia suma roczna opadu z okresu 1901-2000 wynosi 583 mm. Podobne wielkości średnich sum wieloletnich kształtują się również w okolicach Wrocławia (Oborniki Śl. 622 mm, Ligota Piękna 584 mm, Brzeg Dolny 588 mm, Jelcz-Laskowice 568 mm, Kąty Wrocławskie 592 mm i Oława 594 mm). W stosunku do obszarów górskich, będących głównym źródłem zasilania rzek i potoków, opady we Wrocławiu stanowią niewiele więcej niż 50% ich wysokości. Zakres zmienności sum rocznych w stuleciu 1901-2000 charakteryzuje stosunkowo szeroki przedział od 318 do 892 mm. W stosunku do średniej wieloletniej (583 mm) wielkości te układały się w przedziale od -265 do 491 mm. Średnie sumy roczne o wielkościach 880 mm i 838 mm odpowiadają prawdopodobieństwu 1 i 2%. Z kolei prawdopodobieństwu 5 i 10% odpowiadają wielkości 776 i 724 mm (tab. 3). Wysokość opadu odpowiadająca wartości średniej wieloletniej jest równa prawdopodobieństwu 50% i teoretycznie może występować co drugi rok. Sumy roczne poniżej 500 mm dotyczą lat suchych i mogą występować z prawdopodobieństwem 90 do 100%.

Tabela. 3. Wielkości srednich sum rocznych opadu o określonym prawdopodobieństwie wystąpienia we Wrocławiu

Częstość występowania lat mokrych, tj. takich, w których roczne sumy opadów były wyższe od średniej sumy wieloletniej jest niewielka, w granicach 26%. Oznacza to, że lata mokre zdarzają się przeciętnie co 4 lata. W rzeczywistości występują one seriami. Serie lat mokrych z opadami wyższymi niż 600 mm występowały w latach: 1907-1931, 1938-1946 i 1970-1981 (rys. 2). Potwierdzają to także odchylenia sum rocznych opadu od wielkości średniej wieloletniej. W wielu przypadkach badanego stulecia przekroczyły one ±200 mm (rys. 2). Najwyższa suma roczna 892 mm wystąpiła we Wrocławiu w roku 1941. Warto podkreślić, że rok 1941 należał nie tylko do lat mokrych, ale także do śnieżnych i mroźnych. Tylko dla półrocza zimowego tego roku suma opadów przewyższała o 17 mm sumę roczną roku suchego, którym był rok 1953 z sumą roczną opadu 318 mm. Częstość występowania sum rocznych przekraczających 800 mm jest niewielka. Oprócz roku 1941 wystąpiły one jeszcze dwukrotnie - w roku 1915 (827 mm) i w 1945 (839 mm). Sumy roczne z roku 1941, 1915 i 1945 odpowiadają prawdopodobieństwu p=1 i 2%. Seriami występują także lata suche. W stuleciu 1901-2000 okres niskich opadów przypada na lata 1947-1969 oraz 1982-2000, z wyjątkiem roku 1986, 1995 i 1997 (rys. 3).

Rysunek 2.Sumy roczne opadów atmosferycznych we Wroclawiu w latach 1901–2000

Rysunek 3. Odchylenie sum rocznych opadów atmosferycznych od średniej sumy wieloletniej we Wrocławiu w latach 1901–2000

We wszystkich rozpatrywanych latach minionego stulecia bardziej obfite w opady były półrocza letnie. Ich udział w sumie rocznej określono na 66%. Absolutnie najwyższą wartość 589 mm zanotowano w półroczu letnim w 1931 roku oraz 580 mm w roku 1927. Opady atmosferyczne należą więc do tych elementów klimatu, które w przebiegu rocznym i wieloletnim charakteryzują się dużą zmiennością. Obserwuje się także zróżnicowanie przestrzenne wysokości opadu w obrębie miasta. W tym przypadku oprócz charakteru opadu istotną rolę odgrywa struktura i charakter zabudowy miasta, a także kierunek przemieszczających się wilgotnych deszczowych mas powietrza. Interesującym przykładem może być rozkład opadu z 6. 06. 1971 roku. W czasie kilkugodzinnej ulewy w różnych dzielnicach miasta notowano: Biskupin 47,4 mm, Ogród Botaniczny 109,0 mm, Strachowice 47,8 mm, Stabłowice 63,9 mm, Psie Pole 48,1 mm, Oporów 34,6 mm, Karłowice 55,3 mm, Tarnogaj 63,2 mm i Czechnica 44,3 mm (Dubicki i in. 1994). Ponadto badania pola opadów wykazały, że istotny wpływ na wysokość opadu ma charakter zabudowy. Nad obszarami o zwartej zabudowie opady, w stosunku do terenów peryferyjnych, są wyższe o około 11%. Uprzywilejowanie zwartej zabudowy pod względem wysokości opadów występuje w ciągu całego roku. Bezpośredni wpływ miasta Wrocławia na opad obserwowany jest w strefie 10-15 km od granic miasta. Z badań Schmucka (1967) dotyczących rozkładu wysokości opadów wybranych epizodów, a także dla półroczy zimowego, letniego i roku na terenie miasta wyraźnie uprzywilejowanymi są dzielnice Starego Miasta, Śródmieścia oraz Krzyków i Karłowic. Oś najwyższych opadów przebiega z NE na SW. Wyraźnie niższe opady występują w dzielnicach wschodnich (Biskupin, Swojec) a także zachodnich (Schmuck, 1967). W okresie 1946-1980, tj. latach, w których dekady 1951-1960, 1961-1970 i 1971-1980 należały o mokrych, wyróżniono 25 okresów opadowych trwających 20 i więcej dni. Najdłuższy z nich trwał 39 dni (7 XII 1966 - 13 I 1967) a suma opadów, która wówczas wystąpiła wynosiła 75,0 mm. Najobfitszym w opady był 22dniowy okres na przełomie czerwca i lipca 1980 roku (22 VI - 13 VII 1980 r.), w którym zanotowana wysokość opadów wynosiła 196,4 mm (Dubicka, 1991).

Sumy miesięczne, większe niż 100 mm, w skali roku, występują zaledwie w 6%. Takie zdarzenia występują najczęściej w miesiącach wezbrań i powodzi. Stąd też zdarza się wielokrotnie, że sumę miesięczną kształtują kilkudniowe intensywne opady typu burzowego bądź frontalnego o charakterze rozlewnym obejmującym znaczne obszary. Przykładem mogą być kilkudniowe opady powodziowe z czerwca 1902 roku, lipca i sierpnia 1970, a także sierpnia 1985 oraz lipca 1997 roku. Opady z okresu wezbrań i powodzi stanowiły od 105 do 135% miesięcznej normy (tab. 4).

Tabela. 4. Sumy opadów we Wrocławiu z okresów wezbrań w latach 1902-1997

Rozległy obszar dorzecza Odry, a w związku z tym znaczne przestrzenne zróżnicowanie wysokości opadu powoduje, że nie zawsze wysokim opadem w górnej części dorzecza odpowiadają wysokie opady we Wrocławiu. Miało to miejsce w latach 1903, 1960, 1965, 1966, 1968 i 1970, kiedy wysokie opady objęły głównie górne dorzecze Odry. Tam też uformowała się fala wezbrania. Opady we Wrocławiu były niewielkie, a ich sumy stanowiły tylko 30 - 70% normy miesięcznej (tab. 4). Obfite i intensywne opady występują najczęściej w lipcu i sierpniu, następnie w czerwcu (tab. 4). W stuleciu 1901-2000 miesiącem szczególnie mokrym był lipiec 1980 r., o sumie miesięcznej 214 mm. Wielkość ta stanowiła 36,1% sumy rocznej opadu. Wysoką sumę miesięczną 206 mm zanotowano także w czerwcu 1926 roku (Dubicka, 1991).

Przeciwieństwem okresów opadowych są serie dni bezopadowych. W skali roku występuje przeciętnie 6,6 takich okresów o długości 9 do 17 dni. Stanowiły one 87% wszystkich ciągów bezopadowych. Okresy bezopadowe, trwające od 18 do 28 dni, uznawane za umiarkowane posuchy, stanowiły tylko 12% , zaś długo trwające do 50 dni zdarzają się rzadko. Są to już długotrwale posuchy. Wiedza na temat tych dni jest ważna zarówno z punktu widzenia gospodarki wodnej, jak i tworzenia się susz. W ostatnich latach XX wieku dni bez opadu było stosunkowo dużo. Znalazło to swoje odbicie, w określonym dla Wrocławia malejącym trendzie opadów atmosferycznych (rys. 2). Generalnie opady z każdym rokiem są coraz niższe. Zmienił się ich charakter. Coraz częściej występują burze i opady ulewne, którym towarzyszą duże prędkości wiatru i wyładowania atmosferyczne. Powstaje nowy typ zagrożeń często zbliżony do występujących w krajach śródziemnomorskich. Intensywne, typu burzowego opady powodują lokalne groźne wylewy połączone z silnym niszczącym wiatrem. Malejący trend opadów atmosferycznych uwidacznia się także w wielkościach średnich dziesięcioletnich (tab. 5). Jeśli do roku 1950 dekadowe wielkości wykazywały raczej tendencje rosnące, to od roku 1951 przy niewielkich wahaniach, z wyjątkiem lat 1971-1980, średnie sumy dziesięcioletnie układają się znacznie poniżej średniej wieloletniej (tab. 5).

Warto podkreślić, że malejący trend opadów oraz ujemny klimatyczny bilans wodny dotyczy całości obszarów nizinnych dorzecza Odry.

Częstość typów pogody

Do pełnej charakterystyki klimatu, z punktu widzenia człowieka wraz z jego działalnością oraz szaty roślinnej i zwierząt, istotna jest wiedza o jednoczesnym współoddziaływaniu elementów meteorologicznych. Przykładowo, informacja jak często pojawiają się dni z jednoczesnym wystąpieniem wysokiej temperatury powietrza, niskiej wilgotności, małego zachmurzenia, braku opadów atmosferycznych itd., a więc, ile było dni z określonymi typami pogody, odzwierciedla strukturę klimatu. We Wrocławiu najczęściej, w ciągu 250 dni w roku, występuje pogoda ciepła (tab. 6). Przeważa wówczas typ pogody pochmurnej bez opadu (141 dni w roku). Pogoda słoneczna jest obserwowana zaledwie w ciągu 26 dni. W typie pogody ciepłej ponad połowa dni (129 dni w roku) to pogoda umiarkowanie ciepła z temperaturą średnią dobową od 5,1 do 15,0 °C. Znacznie rzadziej, w ciągu 32 dni, występuje pogoda chłodna (średnia temperatura dobowa od 1,0 do 5,0 °C). Sporadycznie pojawia się typ pogody gorącej, kiedy średnia dobowa przekracza 25,0 °C.

Tabela 6. Średnia roczna liczba dni z poszczególnymi typami pogody we Wrocławiu (Woś, 1995).

Ti – średnia temperatura dobowa, Tmax – temperatura maksymalna, Tmin – temperatura minimalna

Odmienne cechy nosi typ pogody przymrozkowej, do którego zaliczono dni, w których temperatura maksymalna powietrza osiągnęła wielkość powyżej 0,0 °C, a temperatura minimalna była ujemna. Takich dni jest przeciętnie 86 w roku. Około 30% z nich to dni z pogodą przymrozkową bardzo chłodną (średnia dobowa od 0,1 do 5,0 °C).

Najrzadziej, przeciętnie w ciągu 28 dni w roku, występuje typ pogody mroźnej, kiedy temperatura powietrza w ciągu całej doby jest ujemna.

Największym podobieństwem pod względem częstości typów pogody odznaczają się wiosna i jesień, przy czym wiosną częściej występuje typ pogody przymrozkowej. Lato cechuje się najmniejszą różnorodnością pogód. Spośród 3 typów pogody ciepłej dominuje pogoda bardzo ciepła (średnia temperatura dobowa od 15,1 do 25,0 °C), występująca w ciągu 67 dni. W zimie przeważa typ pogody przymrozkowej, a dużą zmienność warunków pogodowych w tym sezonie odzwierciedlają, pojawiające się z taką samą częstością, typy pogody ciepłej i pogody mroźnej.

Charakterystyka klimatyczna kwartałowych pór roku

Struktura sezonowa klimatu Wrocławia, zagadnienie ważne m.in. dla praktycznej działalności człowieka, zostanie przedstawiona poprzez analizę wielkości poszczególnych elementów i stanów pogody według kalendarzowych pór roku. Dokumentują ją kompleksowe róże wiatru opracowane dla następujących elementów klimatu: prędkości wiatru, ciśnienia atmosferycznego i temperatury powietrza. Przykładowo, termiczna róża wiatru pozwala określić temperaturę powietrza napływającego z danego kierunku w odniesieniu do wielkości przeciętnej.

Zima - to pora charakteryzująca się najwyższym ciśnieniem atmosferycznym, kształtowanym przez układy wysokiego ciśnienia dominujące wówczas nad wschodnią Europą. Pora ta odznacza się największą zmiennością ciśnienia w ciągu roku, wahającą się od 1031,1 hPa (10 XII 1991) do 953,6 hPa (26 II 1989). Oddziaływanie, ciepłych w tej porze roku, wód Oceanu Atlantyckiego i rozległego układu niskiego ciśnienia, zwanego Niżem Islandzkim, przejawia się przewagą kierunków wiatru z sektorów zachodnich i południowych (rys. poniżej).

Róża wiatru: a) częstość [%] kierunku wiatru i średnie wielkości – b) prędkości wiatru [m/s], c) ciśnienia atmosferycznego [hPa], d) temperatury powietrza [°C] we Wrocławiu w kwartale zimowym w latach 1981-2000

Niezwykle rzadko natomiast obserwowane są kierunki wiatru z sektora północnego. Najczęstszym kierunkom wiatru towarzyszy napływ mas powietrza polarno-morskich, ciepłych i wilgotnych. Kształtują one wyższe niż przeciętnie temperatury powietrza, przekraczające przy kierunkach południowo-zachodnich 4 °C. Masy napływające z kierunków południowych i zachodnich, przepływając ponad barierę orograficzną Sudetów ogrzewają się i stają się suchsze, przy czym w górach obserwowane są wiatry fenowe, a na ich przedpolu - zjawiska fenopochodne. We Wrocławiu występują one przeciętnie w ciągu 18 dni, a ich wizualnym wskaźnikiem są obserwowane chmury soczewkowate piętra średniego (Altocumulus lenticularis), oraz silny, porywisty i ciepły wiatr. W takiej sytuacji, w dniu 21 II 1990 r., temperatura maksymalna powietrza osiągnęła 20,1 °C.

Intensywne zimowe odwilże, charakterystyczne dla obszaru Polski i Europy, pojawiają się najczęściej pod koniec stycznia (23-26 I) i na początku lutego (6-7 II) oraz w trzeciej dekadzie grudnia (24-26 XII). Ten ostatni okres, charakteryzujący się ponad 70-procentowym prawdopodobieństwem wystąpienia, nosi nazwę odwilży bożonarodzeniowej.

Największe ochłodzenia związane są z napływem mas arktycznych w układach wysokiego ciśnienia z sektorów północnych i wschodnich. Najniższa temperatura powietrza, związana z adwekcją takich mas powietrza, w dniu 8 I 1985 wyniosła - 27,6 °C. Cechą charakterystyczną zimy kwartałowej jest dodatnia temperatura powietrza (+0,2 °C), duże zachmurzenie i małe usłonecznienie. Ta pora roku odznacza się także najmniejszymi opadami atmosferycznymi, stanowiącymi zaledwie 18% sumy rocznej. Pokrywa śnieżna utrzymuje się przeciętnie w ciągu 35 dni. Na podkreślenie zasługuje fakt, że we Wrocławiu w omawianym 20-leciu ponad połowa zim odznaczała się dodatnią temperaturą powietrza, osiągając podczas 6 najcieplejszych kwartałów ponad 2,0 °C.

Wiosna - odznacza się najniższym ciśnieniem atmosferycznym, najczęściej też pojawia się, napływające z północy powietrze arktyczne. Adwekcji tej chłodnej i suchej masy towarzyszy pogoda zmienna, z małym zachmurzeniem, znacznymi ochłodzeniami i występowaniem, często groźnych dla rolnictwa, późnych, majowych przymrozków. Wiosną, częściej niż w pozostałych sezonach, obserwowane są kierunki wiatru ze wschodu (rys. poniżej).

Róża wiatru: a) częstość [%] kierunku wiatru i średnie wielkości – b) prędkości wiatru [m/s], c) ciśnienia atmosferycznego [hPa], d) temperatury powietrza [°C] we Wrocławiu w kwartale wiosennym w latach 1981-2000

Pojawiają się one analogicznie często jak kierunki zachodnie. Wiatr wschodni odznacza się jednak znacznie mniejszą prędkością, nie przekraczającą przeciętnie 2 m/s. Charakterystyczne dla tej pory roku są krótkie, kilkukrotnie powtarzające się okresy częstszego napływu powierza z sektora południowego. Towarzyszą im wyższe niż przeciętnie temperatury, osiągające nawet 12,0 °C. Prawidłowością termiczną sezonu wiosennego jest okres "nadmiernego ciepła" od 7 do 9 III oraz od 2 do 9 IV. Nie ujawnia się natomiast w okresie od 12 do 15 V, znany, między innymi w pogodoznawstwie ludowym, majowy sezon chłodu, tzw. zimni święci (ogrodnicy). Charakterystyczną cechą wiosny jest duża zmienność temperatury powietrza, którą odzwierciedlają ekstrema temperatury: +31,1 °C (17 V 2000) i - 15,4 °C (3 III 1986).

Średnia temperatura wiosny wynosi 9,1 °C. Najcieplejsza była wiosna 2000 r. (11,0 °C), a najchłodniejsza, zaledwie 6,5 °C, była wiosna 1987 r. Wiosna, obok lata jest najbardziej słoneczną porą roku, jest cieplejsza od jesieni i wyróżnia się większą liczbą dni gorących.

Lato - decydujący wpływ na kształtowanie się pogody, przy znacznie słabszym Niżu Islandzkim, wywiera Wyż Azorski. Wzmaga to napływ wilgotnego, stosunkowo chłodnego powietrza morskiego z zachodu i północnego zachodu, a więc znad Atlantyku. Przejawia się to powtarzającymi się ochłodzeniami, zwłaszcza w czerwcu i lipcu, określanymi jako chłodne lato albo "monsun europejski" (od 21 VI do 22 VII). Przeważającym z tego sektora kierunkom wiatru towarzyszą największe prędkości. Kierunki wiatru z sektora wschodniego i związany z tym napływ mas powietrza kontynentalnego kształtują wyższe niż przeciętnie temperatury powietrza, osiągające 20 °C (rys. poniżej).

Róża wiatru: a) częstość [%] kierunku wiatru i średnie wielkości – b) prędkości wiatru [m/s], c) ciśnienia atmosferycznego [hPa], d) temperatury powietrza [°C] we Wrocławiu w kwartale letnim w latach 1981-2000

Sezon letni odznacza się najmniejszą prędkością wiatru i najmniejszym zachmurzeniem. Najbardziej pogodnym miesiącem jest sierpień, charakteryzujący się najkorzystniejszymi warunkami usłonecznienia. Średnia temperatura powietrza w lecie wynosi 17,9 °C. Najcieplejszy w 20-leciu sezon letni wystąpił w 1992 r., osiągając 20,4 °C, a najchłodniejszy w 1984 r. - 16,3 °C. Najcieplejsze letnie dni, kiedy temperatura maksymalna we Wrocławiu osiągnęła 37,9 °C (31 VIII 1994) były związane z napływem z południowego wschodu powietrza zwrotnikowego. Dni gorących (Tmax 3 25 °C) w lecie występuje przeciętnie 40.

Opady letnie mają charakter krótkotrwały, o dużej intensywności, a sumy dobowe mogą przekroczyć 57 mm (6 VII 1999). Sezon ten odznacza się najwyższą sumą opadów, które stanowią około 40% sumy rocznej.

Jesień - pod względem kierunków wiatru wykazuje wyraźne podobieństwo do sytuacji typowej dla kwartału zimowego, zaś częstość słabego, nie przekraczającego 2 m/s, wiatru (przeciętnie 48 dni) jest prawie tak samo duża jak w lecie (rys. poniżej). Najbardziej uprzywilejowane pod względem termicznym są, podobnie jak w zimie, kierunki napływu mas z południowego zachodu. Zjawiska fenopochodne obserwowane są podczas 24 dni, tj. znacznie częściej niż w pozostałych sezonach. Chłodniejsze, o ponad 2 °C niż przeciętnie, sytuacje pogodowe związane są z północno-wschodnim kierunkiem wiatru.

Rys. 8. Róża wiatru: a) częstość [%] kierunku wiatru i średnie wielkości – b) prędkości wiatru [m/s], c) ciśnienia atmosferycznego [hPa], d) temperatury powietrza [°C] we Wrocławiu w kwartale jesiennym w latach 1981-2000

Spośród miesięcy jesiennych wyróżnia się październik z częstym występowaniem pogody ciepłej o małym zachmurzeniu, bez opadu, określanej jako kompleks pogody "złotej polskiej jesieni" lub "babiego lata" (8-17 X). Przy napływie mas powietrza zwrotnikowego w dniu 4 X 1985 r. temperatura maksymalna osiągnęła 26,8 °C. W przeciwieństwie do października listopad należy do miesięcy o największym zachmurzeniu i najczęstszych opadach oraz odznacza się występowaniem w połowie miesiąca adwekcji chłodu określanej jako "oziębienie jesienne".

Średnia temperatura powietrza w tym sezonie wynosi 8,8 °C, najcieplejsza była jesień w 2000 r. (10,4 °C), a najchłodniejsza w 1993 r. (7,1 °C). Typ pogody przymrozkowej jesienią występuje rzadziej niż wiosną. Pokrywa śnieżna jesienią jest obserwowana przeciętnie w ciągu 3 dni.