Symulacja opadów atmosferycznych dla oceny potrzeb nawodnień roślin w perspektywie oczekiwanych zmian klimatycznych

• Autorzy: Kuchar L. , Iwanski S.

Warianty tytułu

EN

Rainfall simulation for the prediction of crop irrigation in future climate

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy podjęto próbę oceny zmian opadów atmosferycznych dla potrzeb nawadniania roślin w kontekście oczekiwanych zmian klimatu. Dla wybranej stacji meteorologicznej w centralnej Polsce symulowano opady dla warunków aktualnych i oczekiwanych zgodnie z typowym dla Polski scenariuszem GISS Model E, zakładającym podwojenie koncentracji CO2 - co jest spodziewane w latach 2050-2060. Dwie 300-letnie serie opadowe porównywano między sobą analizując kluczowy dla nawodnień okres od maja do września. Dla symulowanych danych przedstawiono rozkłady prawdopodobieństwa sum opadów w badanych okresach, charakterystyki liczbowe zmiennych losowych oraz kwantyle rozkładów prawdo-podobieństwa. Wykazano nieznaczny wzrost średnich sum opadów (do 6 procent) w rozważanych okresach i znacznie większy wzrost wariancji (nawet do 30 procent). W kontekście nawodnień oznacza to większe ryzyko susz i konieczność zapewnienia pokrycia wymagań wodnych roślin w okresach krytycznych. Wyniki wskazują na konieczność zastosowania modelu kompleksowego uwzględniającego en bloc zmienne meteorologiczne.

EN

This paper attempts to evaluate rainfall in the context of expected climate changes for the purpose of irrigating plants. For a chosen meteorological station in Central Poland total precipitation was being simulated for conditions current and expected, according to GISS Scenario (GISS Scenario as typical for Poland assumes doubling the CO2 concentration as expected for years 2050-2060). Two 300-year daily rainfall series were compared to analyse periods for crucial irrigating starting in May and ending in September. For the simulated data probability density function of total rainfall were estimated in examined periods and subsequently used for tail area approximation. The results present a slight increase in the average sums of rainfall (up to 5 per cent) in considered periods, as well as much greater height variance (as much as 20 per cent). In the context of irrigation, this means a greater risk of drought and a need for providing water requirements for plants in critical periods. The results suggest a need to use a comprehensive model taking en bloc meteorological variables into account.

Słowa kluczowe

PL

zmiany klimatyczne; scenariusz zmian klimatu GISS; nawadnianie; opady atmosferyczne; generator danych meteorologicznych

• Wydawca: -
• Czasopismo: Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich
• Rocznik: 2011
• Numer: 05
• Opis fizyczny: s.7-18,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Kuchar L.

• Katedra Matematyki, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, ul.Grunwaldzka 53, 50-357 Wrocław

autor

Iwanski S.

Bibliografia

• Bąk B. Ocena redukcji ewapotranspiracji buraków cukrowych na podstawie opadów, Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 3, 2009, s. 101-108.
• Budzyński W., Krasowicz S. Produkcja zbóż w Europie i w Polsce na przełomie XX i XXI wieku, Fragmenta Agronomica, 1(97), 2008, s. 50–66.
• Dowdy S., Wearden S., Chilko D. Statistic for Research, Wiley-Interscience NY, 2004.
• Drupka S., Gruszka J., Kuźniar A. Practical method off sprinkler irrigation scheduling in the Kujawy region, Przegląd Naukowy WIiKŚ SW, 22, 2001, s. 29–39.
• Dudek S., Kuźmierek-Tomaszewska R., Żarski J. Klasyfikacja okresów posusznych na podstawie bilansu wody łatwo dostępnej w glebie, Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 3, 2009, s. 109-117.
• Dzieżyc J. Rolnictwo w warunkach nawadniania, PWN Warszawa, 1988.
• Dzieżyc J., Nowak L. Deszczowanie, Rozdział w pracy zbiorowej „Czynniki plonotwórcze plonowanie roślin” pod red. J. Dzieżyca, PWN Warszawa-Wrocław, 1993, s. 329–352.
• Grabarczyk S. Efekty, potrzeby i możliwości nawodnień deszczownianych w różnych regionach Kraju, Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 314, 1987, s. 49–64.
• Grabarczyk S., Dudek S., Grzelak B., Peszek J., Rzekanowski C., Żarski J. Możliwości produkcyjne gleby bardzo lekkiej w warunkach deszczowania, Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 414, 1994, s. 145–152.
• Howell T.A., Schneider A.D., Evett S.R. Subsurface and surface microirrigation of corn, Trans. ASAE, 40 (3), 1997, s. 635-641.
• Kittel T.G.F., Rosenbloom N.A., Painter T.H., Schimel D.S., Fisher H.H., Grimsdell A., Daly C., Hunt E.R. Jr. The VEMAP Phase I Database: An Integrated Input Dataset for Ecosystem and Vegetation Modeling for the Conterminous United States, Oak Ridge National Laboratory,Oak Ridge, Tennessee, U.S.A. (VEMAP 1: U.S. Climate Change Scenarios Basedon Models with Increased CO2) 1998.
• Koźmiński Cz. Przestrzenny i czasowy rozkład okresów bezopadowych trwających ponad 15 dni na terenie Polski, ZPPNR, z. 268, PWN Warszawa, 1986, s. 17–36.
• Kuchar L. Using WGENK to generate synthetic daily weather data for modelling of agricultural processes, Mathematics and Computer in Simulation, 65, 2004, s. 69-75.
• Lamm F.R., Trooien T.P. Subsurface drip irrigation for corn production: a reviev of 10 years of research in Kansas, Irrig Sci., 22, 2003, s. 195–200.
• Łabędzki L. Susze rolnicze. Zarys problematyki oraz metody monitorowania i klasyfikacji, Wyd. IMUZ, Falenty, 2006, s. 3–107.
• Łabędzki L. Przewidywane zmiany klimatyczne a rozwój nawodnień w Polsce, Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 3, 2009, s. 1-18.
• Mazurczyk W., Wierzbicka A., Lutomirska B. Klimatyczne uwarunkowania produkcji biomasy ziemniaka w Polsce Centralnej, Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 500, 2004, s. 219–224.
• The NASA Goddard Institute for Space Studies (GISS) at Columbia University in New York Cityhttp://www.giss.nasa.gov/.
• Richardson C.W. Weather simulation for crop management models, Trans. of the ASAE, 28, 1985, s. 1602–1606.
• Rolbiecki S., Długosz J., Orzechowski M., Smólczyński S. Uwarunkowania glebowo-klimatyczne nawodnień w Kruszynie Krajeńskim koło Bydgoszczy, Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 2, 2007, s. 89–102.
• Schmidt G.A., Ruedy R., Hansen J.E., Aleinov I., Bell N., Bauer M., Bauer S., Cairns B., Canuto V., Cheng Y., Del Genio A., Faluvegi G., Friend A.D., Hall T.M., Hu Y., Kelley M., Kiang N.Y., Koch D., Lacis A.A., Lerner J., Lo K.K., Miller R.L., Nazarenko L., Oinas V., PerlwitzJa., Perlwitz Ju., Rind D., Romanou A., Russell G.L., Sato Mki., Shindell D.T., StoneP.H., Sun S., Tausnev N., Thresher D., Yao M.-S. Present day atmospheric simulationsusing GISS ModelE: Comparison to in-situ, satellite and reanalysis data, J. Climate, 19,2006, s. 153-192.
• Smith J.B., Pitts G.J. Regional climate change scenarios for vulnerability and adaptation assessments, Climatic Change, 36(1-2), 1997, s. 3-21.
• Szwejkowski Z., Dragańska E., Banaszkiewicz B. Niedobory i nadmiary opadów w okresie wegetacji ziemniaka późnego i buraka cukrowego w Polsce północno-wschodniej, w wieloleciu 1971–2000, Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie, 5(14), 2005, s. 315–326.
• Żarski J. Efekty deszczowania zbóż jarych na glebie bardzo lekkiej, Zeszyty Naukowe ATR Bydgoszcz, 180, Roln. 32, 1992, s. 101–108.
• Żarski J., Dudek S. Rola deszczowania w kształtowaniu plonowania wybranych upraw polowych, Pamiętnik Puławski, 132, 2003, s. 443–449.