Zmiany w strukturze odpływu wody ze zlewni karpackich w półroczu hydrologicznym zimowym w latach 1981‑2020 = Changes in water-runoff patterns in Carpathian catchments during the winter hydrological half-years of the 1981-2020 period

Bochenek, Witold; Kijowska-Strugała, Małgorzata

doi:0033-2143 (print)

- ris
- BibTeX
- EndNote
- Csv

Zmiany w strukturze odpływu wody ze zlewni karpackich w półroczu hydrologicznym zimowym w latach 1981‑2020 = Changes in water-runoff patterns in Carpathian catchments during the winter hydrological half-years of the 1981-2020 period Bochenek, WitoldKijowska-Strugała, Małgorzata

Object structure

Przegląd Geograficzny T. 94 z. 4 (2022)

Bochenek, Witold : Autor ; Kijowska-Strugała, Małgorzata : Autor

opad śnieżny ; odpływ rzeczny ; półrocze zimowe ; Karpaty Zachodnie

Postępujące zmiany klimatyczne (wzrost temperatury powietrza, zmiana rozkładu opadów w ciągu roku) wywierają wpływ na genezę zasilania cieków (opadowe, roztopowe i gruntowe). Głównym celem badań było przestrzenne i czasowe określenie struktury odpływu korytowego i kierunków jej zmian w wybranych zlewniach rzecznych w Karpatach Zachodnich w zimowym półroczu hydrologicznym, w warunkach zmian klimatu i narastającej antropopresji. Badaniami objęto cztery zlewnie, reprezentujące cechy rzeźby beskidzkiej (Soła i Osława) oraz pogórskiej (Skawinka i Stobnica), dla których określono genezę zasilania cieku w okresie 40 lat (1981‑2020). Do badań wykorzystano średnie dobowe przepływy w profilach zamykających wybrane zlewnie. Interpretację genezy zasilania umożliwiły dane meteorologiczne: suma i rodzaj opadu, grubość pokrywy śnieżnej i temperatura powietrza. Średni odpływ półrocza zimowego (HWHY) kształtował się od 150,3 mm (Skawinka) do 348,8 mm (Osława), natomiast udział HWHY w odpływie rocznym (HA) wyniósł średnio od 50,9% (Soła) do 60,4% (Stobnica). W latach 1981‑2020 HWHY nie wykazywał statystycznie istotnych kierunków zmian. Ujemne trendy HWHY stwierdzono od 2000 r. W badanych zlewniach wystąpiło zróżnicowanie dominujących źródeł zasilania cieków w HWHY. W zlewni Soły największy udział miało zasilanie roztopowe (40,1%), w zlewni Osławy – zasilania opadowe (38,0%), zaś w zlewni Skawinki przeważało zasilanie gruntowe (43,4%). W zlewni Stobnicy udział zasilania opadowego i gruntowego był podobny (36‑38%). We wszystkich zlewniach wystąpiła recesja odpływu spowodowanego roztopami i wzrost roli zasilania gruntowego. Zmiany pokrycia terenu wpłynęły na wielkość współczynnika odpływu α. Znikoma zmiana α w badanym okresie w zlewni Skawinki spowodowana była 5-krotnym wzrostem obszarów zabudowy, natomiast największe zmniejszenie współczynnika odpływu α, które wystąpiło w zlewni Stobnicy, było spowodowane spadkiem udziału gruntów ornych z 61,0% (1990 r.) do 46,4% (2018 r.) i równoczesnym wzrostem obszaru lasu z 32,1% do 43,4%.

Bai, L., Shi, C., Shi, Q., Li, L., Wu, J., Yang, Y.,... & Meng, J. (2019). Change in the spatiotemporal pattern of snowfall during the cold season under climate change in a snow‐dominated region of China. International Journal of Climatology, 39(15), 5702‑5719. https://doi.org/10.1002/joc.6182
Beljaars, A.C.M., Viterbo, P., Miller, M.J., & Betts, A.K. (1996). The anomalous rainfall over the United States during July 1993: Sensitivity to land surface parameterization and soil moisture anomalies. Monthly Weather Review, 124(3), 362‑383. https://doi.org/10.1175/1520-0493(1996)124<0362:tarotu>2.0.co; 2
Bochenek, W., & Kijowska-Strugała, M. (2021). Variability of low flow in Polish Carpathians (foothills and Beskidy Mountains) catchments in the period 19882017. Przegląd Geograficzny, 93(1), 5‑25. https://doi.org/10.7163/PrzG.2021.1.1
Bokwa, A., Wypych, A., & Ustrnul, Z. (2013). Climate changes in the vertical zones of the Polish Carpathians in the last 50 years. W: J. Kozak, K. Ostapowicz, A. Bytnerowicz & B. Wyżga (red.), The Carpathians: Integrating Nature and Society Towards Sustainability. Environmental Science and Engineering (s. 89‑109). Berlin, Heidelberg: Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-642-12725-0_8
Bucała-Hrabia, A. (2018). Land use changes and their catchment-scale environmenta limpact in the Polish Western Carpathians during transition from centrally planned to free-market economics. Geographia Polonica, 91(2), 171‑196. https://doi.org/10.7163/gpol.0116
Deng, H., Pepin, N.C., & Chen, Y. (2017). Changes of snowfall under warming in the Tibetan Plateau. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 122(14), 7323‑7341. https://doi.org/10.1002/2017jd026524
Dong, W., & Ming, Y. (2022). Seasonality and Variability of Snowfall to Total Precipitation Ratio over High Mountain Asia Simulated by the GFDL High-Resolution AM4. Journal of Climate, 35(17), 5573‑5589. https://doi.org/10.1175/jcli-d-22-0026.1
Hassan, W.H., & Nile, B.K. (2021). Climate change and predicting future temperature in Iraq using CanESM2 and HadCM3 modeling. Modeling Earth Systems and Environment, 7(2), 737‑748. https://doi.org/10.1007/s40808-020-01034-y
Hodgkins, G.A., Dudley, R.W., & Huntington, T.G. (2003). Changes in the timing of high river flows in New England over the 20th century. Journal of Hydrology, 278(1‑4), 244‑252. https://doi.org/10.1016/S0022-1694(03)00155-0
Irannezhad, M., Ronkanen, A.K., Kiani, S., Chen, D., & Kløve, B. (2017). Long-term variability and trends in annual snowfall/total precipitation ratio in Finland and the role of atmospheric circulation patterns. Cold Regions Science and Technology, 143, 23‑31. https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2017.08.008
Jain, S.K., Goswami, A., & Saraf, A.K. (2010). Assessment of snowmelt runoff using remote sensing and effect of climate change on runoff. Water resources management, 24(9), 1763‑1777. https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2017.08.008
Kijowska-Strugała, M., Bucała-Hrabia, A., & Demczuk, P. (2018). Long-term impact of land use changes on soil erosion in an agricultural catchment (in the Western Polish Carpathians). Land Degradation & Development, 29(6), 1871‑1884. https://doi.org/10.1002/ldr.2936
Krusell, P., & Smith, Jr, A.A. (2022). Climate change around the world. Working Paper Serie, 30338. National Bureau of Economic Research. https://doi.org/10.3386/w30338
Lemke, P., Ren, J., Alley, R.B., Allison, I., Carrasco, J., Flato, G., Fujii, Y., Kaser, G., Mote, P., Thomas, R.H., & Zhang, T. (2007). Observations: Changes in Snow, Ice and Frozen Ground. W: S. Solomon, D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor, & H.L. Miller (red.), Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (s. 337‑383). Cambridge, United Kingdom and New York: Cambridge University Press.
Lin, W., & Chen, H. (2022). Changes in the spatial-temporal characteristics of daily snowfall events over the Eurasian continent from 1980 to 2019. International Journal of Climatology, 42(3), 1841‑1853. https://doi.org/10.1002/joc.7339
Nayak, A., Marks, D., Chandler, D.G., & Seyfried, M. (2010). Long-term snow, climate, and streamflow trends at the Reynolds Creek experimental watershed, Owyhee Mountains, Idaho, United States. Water resources research, 46(6). https://doi.org/10.1029/2008WR007525
Qin, Y., Abatzoglou, J.T., Siebert, S., Huning, L.S., AghaKouchak, A., Mankin, J.S., & Mueller, N.D. (2020). Agricultural risks from changing snowmelt. Nature Climate Change, 10(5), 459‑465. https://doi.org/10.1038/s41558-020-0746-8
Randall, D.A., Wood, R.A., & et al. (2007). Climate models and their evaluation. W: S. Solomon, D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor, & H.L. Miller (red.), Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contributions of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (s. 589‑662). United Kingdom and New York, NY, USA: Cambridge University Press.
Shen, Y.J., Shen, Y., Fink, M., Kralisch, S., Chen, Y., & Brenning, A. (2018). Trends and variability in streamflow and snowmelt runoff timing in the southern Tianshan Mountains. Journal of hydrology, 557, 173‑181. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2017.12.035
Unrug, R. (red.). (1969). Przewodnik geologiczny po zachodnich Karpatach fliszowych. Warszawa: Wydawnictwa Geologiczne.
Wypych, A., Ustrnul, Z., & Schmatz, D.R. (2018). Long-term variability of air temperature and precipitation conditions in the Polish Carpathians. Journal of Mountain Science, 15(2), 237‑253. https://doi.org/10.1007/s11629-017-4374-3
Xu, S., Qin, M., Ding, S., Zhao, Q., Liu, H., Li, C.,... & Ji, X. (2019). The impacts of climate variation and land use changes on streamflow in the Yihe River, China. Water, 11(5), 887. https://doi.org/10.3390/w11050887
Yang, Y., Javanroodi, K., & Nik, V.M. (2022). Climate Change and Renewable Energy Generation in Europe - Long-Term Impact Assessment on Solar and Wind Energy Using High-Resolution Future Climate Data and Considering Climate Uncertainties. Energies, 15(1), 302. https://doi.org/10.3390/en15010302
Żytko, K., Gucik, S., & Ślączka, A. (1973). Przewodnik po wschodnich Karpatach fliszowych. Warszawa: Wydawnictwo Geologiczne.