Uwarunkowania cyrkulacyjne ilości całkowitego promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni ziemi w Polsce w latach 1986–2015 = Atmospheric circulation determinants of the amount of global solar radiation reaching the land surface in Poland in the years 1986–2015

Kulesza, Kinga

doi:0033-2143 (print)

- ris
- BibTeX
- EndNote
- Csv

Uwarunkowania cyrkulacyjne ilości całkowitego promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni ziemi w Polsce w latach 1986–2015 = Atmospheric circulation determinants of the amount of global solar radiation reaching the land surface in Poland in the years 1986–2015 Kulesza, Kinga

Object structure

Przegląd Geograficzny T. 92 z. 3 (2020)

Kulesza, Kinga : Autor

atmospheric circulation ; solar radiation ; Poland ; circulation types ; Lityński classification

Solar radiation is a key element of the Earth’s climate system and one of the most important variables in the energy balance of the active surface. The inflow of radiant energy to the Earth’s surface depends on the movement (circulation) of the atmosphere and on the associated changes in the amount of aerosols contained in the atmosphere as well as on cloudiness changes (which reduce the inflow of radiation to the Earth’s surface through reflection, dispersion and absorption processes). In that context, the work detailed in this paper had as its main aim a determination of the influence of atmospheric circulation on the amount of global solar radiation reaching the land surface in Poland. The research was based on source material from 1986–2015, originating from meteorological reanalyses and satellite products. Global solar radiation was analysed based on data from CM SAF satellite products, while atmospheric circulation types were designated with the use of modified version of the Lityński’s classification. Mean daily sums of radiation during individual circulation types, during A, 0, C macrotypes and on days with advection from particular directions were presented. Also the spatial distribution of radiation over the area of Poland during individual circulation types was shown. In the analyses special attention was paid to days with extremely large sums of solar radiation (above the 0.95 percentile). The largest daily sums of solar radiation are connected with anticyclonic circulation types, and the smallest ones – with cyclonic types. The largest mean daily sum of solar radiation occurs during south-western anticyclonic circulation, which is related to the significantly expanded Azores High. The smallest daily sums of solar radiation occur during cyclonic types, with advection of air masses from the north and east – in spring during NWC type, in autumn during EC type, in summer and winter during NEC type. The spatial distribution of solar radiation daily sums over the territory of Poland also depends on the circulation type. For most of the year, the circulation types with the northern and eastern components (N-NE-E) are associated with the reduction of the amount of solar radiation from north to south, while the inflow of air masses from the S-SW-W directions favours the reduction of radiation from south to north. Extremely large sums of solar radiation occur most probably during anticyclonic types with advection of air masses from SW, S and SE, and during the advectionless circulation 0A (conditional probability 0.13, 0.13, 0.11 and 0.10 respectively). The paper also demonstrates that the circulation type (i.e. prevailing pressure system) has a greater influence on daily sums of global solar radiation over Poland than the direction of air masses advection. The research results show that atmospheric circulation plays a significant role in determining the amount of solar radiation reaching the land surface in Poland.

Baranowski J., 1996, Wielkość zachmurzenia w Warszawie w zależności od cyrkulacji atmosferycznej, Zeszyty IGiPZ PAN, 37, s. 43-71.
Degirmendžić J., 2004, Zmiany usłonecznienia w Polsce i ich uwarunkowania cyrkulacyjne, [w:] K. Kożuchowski (red.), Skala, uwarunkowania i perspektywy współczesnych zmian klimatycznych w Polsce, Łódź, s. 9-23.
Kalnay E., Kanamitsu M., Kistler R., Collins W., Deaven D., Gandin L., Iredell M., Saha S., White G., Woollen J., Zhu Y., Leetmaa A., Reynolds R., Chelliah M., Ebisuzaki W., Higgins W., Janowiak J., Mo K.C., Ropelewski C., Wang J., Jenne R., Joseph D., 1996, The NCEP/NCAR 40-Year Reanalysis Project, Bulletin of the American Meteorological Society, 77, 3, s. 437-471. https://doi.org/10.1175/1520-0477 (1996)077<0437:TNYRP>2.0.CO; 2
Kejna M., Uscka-Kowalkowska J., 2018, Solar radiation variability at Koniczynka near Toruń (Central Poland) in the years 2003-2016, Bulletin of Geography-Physical Geography Series, 15, 1, s. 27-40. http://dx.doi.org/10.2478/15614 https://doi.org/10.2478/bgeo-2018-0013
Kożuchowski K., 2011, Klimat Polski. Nowe spojrzenie, PWN, Warszawa.
Kożuchowski K., Żmudzka E., 2002, Cyrkulacja atmosferyczna i jej wpływ na zmienność temperatury powietrza w Polsce, Przegląd Geograficzny, 74, 4, s. 591-604.
Kulesza K., 2017, Nowe spojrzenie na klasyfikację typów cyrkulacji atmosfery J. Lityńskiego, Prace Geograficzne, 150, s. 79-94. https://doi.org/10.4467/20833113pg.17.018.7322
Kulesza K., 2019, Wpływ cyrkulacji atmosferycznej na ilość promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni ziemi w Polsce, Maszynopis pracy doktorskiej, Uniwersytet Warszawski, Warszawa.
Kulesza K., 2019, Modified, threshold-based circulation type classification for Central Europe, on the basis of Lityński's classification, Miscellanea Geographica, 23, 1, s. 53-62. https://doi.org/10.2478/mgrsd-2018-0033
Matuszko D., 2002, Wpływ cyrkulacji atmosfery na zachmurzenie w Krakowie, [w:] A. Marsz, A. Styszyńska (red.), Oscylacja Północnego Atlantyku i jej rola w kształtowaniu zmienności warunków klimatycznych i hydrologicznych Polski, Wydawnictwo Uczelniane Akademii Morskiej, Gdynia, s. 141-146.
Miara K., Paszyński J., Grzybowski J., 1987, Zróżnicowanie przestrzenne bilansu promieniowania na obszarze Polski, Przegląd Geograficzny, 59, 4, s. 487-508.
Nelken K., 2016, Wpływ cyrkulacji atmosferycznej na ilość całkowitego promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni ziemi w Belsku (1971-2014), Badania Fizjograficzne, VII, Seria A, Geografia fizyczna, 67, s. 155-168. https://doi.org/10.14746/bfg.2016.7.12
Niedziałek H., 1981, Całkowite promieniowanie słoneczne a masy powietrza w Puławach w latach 1966-1975, Przegląd Geofizyczny, 26, 1-2, s. 85-94.
Niedźwiedź T., 1981, Sytuacje synoptyczne i ich wpływ na zróżnicowanie przestrzenne wybranych elementów klimatu w dorzeczu górnej Wisły, Rozprawy Habilitacyjne UJ, Kraków.
Pfeifroth U., Kothe S., Müller R., Trentmann J., Hollmann R., Fuchs P., Werscheck M., 2017, Surface Radiation Data Set - Heliosat (SARAH) - Edition 2. Satellite Application Facility on Climate Monitoring.
Szyga-Pluta K., 2015, Circulation influence on cloudiness in Poznan, Quaestiones Geographicae, 34, 3, s. 141-149. https://doi.org/10.1515/quageo-2015-0021
Tamulewicz J., 2000, Zachmurzenie nieba w Poznaniu na tle typów cyrkulacji atmosfery, Badania Fizjograficzne nad Polską Zachodnią, seria A, 51, s. 133-146.
Tomczyk A.M., 2014, Cyrkulacyjne uwarunkowania występowania fal upałów w Poznaniu, Przegląd Geograficzny, 86, 1, s. 41-52. https://doi.org/10.7163/PrzG.2014.1.3
Uscka-Kowalkowska J., 2007, Ekstynkcja bezpośredniego promieniowania słonecznego w Puławach w latach 1969-1989, Pamiętnik Puławski, 144, s. 131-143.
Uscka-Kowalkowska J., 2008, Bezpośrednie promieniowanie słoneczne i jego ekstynkcja w atmosferze na przykładzie Puław i Papowa Toruńskiego, Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, Toruń.
Uscka-Kowalkowska J., Kejna M., Maszewski R., 2015, Wpływ cyrkulacji atmosferycznej na usłonecznienie w Koniczynce k/Torunia w latach 1999-2013, Annales Universitatis Mariae Curie-Skłodowska, Sectio B, LXX, 2, s. 131-147. https://doi.org/10.17951/b.2015.70.2.131
Uscka J., 2003, Direct solar radiation and its attenuation by the atmosphere with different air masses in the suburban area of Toruń, Acta Universitatis Wratislaviensis, Studia Geograficzne, 75, s. 268-281.
Ustrnul Z., Czekierda D., Wypych A., 2010, Extreme values of air temperature in Poland according to different atmospheric circulation classifications, Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, 35, 9-12, s. 429-436. https://doi.org/10.1016/j.pce.2009.12.012
Wibig J., 2001, Wpływ cyrkulacji atmosferycznej na rozkład przestrzenny anomalii temperatury i opadów w Europie, Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź.
Więcław M., 2011, Dobowy przebieg całkowitego promieniowania słonecznego i temperatury powietrza w Bydgoszczy w zależności od rodzaju masy powietrza, Ekologia i Technika, 19, 1, s. 43-48.
Woś A., 2010, Klimat Polski w drugiej połowie XX wieku, Wydawnictwo Naukowe UAM, Poznań.
Żmudzka E., 2005, Pole ciśnienia nad Europą i północnym Atlantykiem w sezonach i latach o anomalnym zachmurzeniu nad Polską, Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie, 5 (14), s. 393-410.
Żmudzka E., 2007, Zmienność zachmurzenia nad Polską i jej uwarunkowania cyrkulacyjne (1951-2000), Wydawnictwo Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa.