Advection of air masses responsible for extreme rainfall totals in Poland, as exemplified by catastrophic floods in Raciborz (July 1997) and Dobczyce (May 2010)

• Autorzy: Swiatek M.

Warianty tytułu

PL

Adwekcja mas powietrza warunkująca formowanie się wydajnego opadu atmosferycznego w Polsce na przykładzie katastrofalnych powodzi w Raciborzu w lipcu 1997 oraz w Dobczycach w maju 2010

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper analyses directions of advection of air masses responsible for extreme rain-fall totals resulting in floods in Racibórz and Dobczyce in July 1997 and May 2010, respectively. The analysis was based on the HYSPLIT model available via the READY website of National Oceanic and Atmospheric Administration Air Resources Laboratory (NOAA ARL USA). The database used by the model (NCEP/NCAR reanalysis) contains global grid-based meteorological data updated every 3 hours. The ARL trajectories were used to compute archive trajectories, at 6-h intervals, of two cases of intensive rainfall. The first involved air masses advecting over Racibórz (50.1oN; 18.2oE) from 00.00 UTC 5 July 1997 through 06.00 UTC 9 July 1997, and of air massed advecting over Dobczyce (49.9oN; 20.1oE) from 0600 UTC 15 May 2010 through 0600 UTC 19 May 2010. The trajectories were computed for altitudes of 500, 2000, and 4000 m above ground level (a.g.l.). The analysis showed that, in both cases, the air at the highest level (4000 m a.g.l.) was advecting from the Mediterranean Sea basin. In contrast, the air at the lower altitudes advected from other directions, and the directions changed considerably during the periods analysed. The change made it possible for the air to draw moisture from different source areas. The ex-treme rainfall totals recorded were considerably affected by atmospheric fronts separating air masses differing in their temperature. The rainfall intensity resulted not only from the particular air circulation, but also from orographic conditions. The rainfall occurring in the frontal zone was locally intensifying due to storm cells developing during the day.

PL

Cel pracy stanowi analiza kierunków napływu mas powietrza warunkujących wy-stąpienie opadów o bardzo dużych sumach wywołujących w konsekwencji wezbrania powodziowe w Raciborzu w lipcu 1997r. oraz w Dobczycach w maju 2010r. Analiza została przeprowadzona w oparciu o trajektorie wsteczne wygenerowane z modelu HYSPLIT. Model ten funkcjonuje w internecie w ra-mach systemu READY na stronie ARL (USA). Baza danych wykorzystana w modelu (Reanaliza NCEP/ NCAR) zawiera w formie gridowej wartości pola meteorologicznego z powierzchni całej kuli ziemskiej, które są uaktualniane co trzy godziny. Model opracowany przez ARL został wykorzystany do wygenerowania trajektorii wstecznych w okresie od godziny 0.00 UTC 5. lipca do 6.00 UTC 9. lipca 1997r. (w interwałach czasowych 6. godzinnych) kończących się w Raciborzu (50,1oN, 18,2oE) oraz od godziny 6.00 UTC 15. maja do 6.00 UTC 19. maja 2010r. (w tych samych interwałach) kończących się w Dob-czycach (49,9oN, 20,1oE). Trajektorie zostały wyznaczone na poziomach 500, 2000 oraz 4000 metrów nad poziomem gruntu. Przeprowadzone analizy wykazały, ze w obydwóch przypadkach na najwyższym poziomie (4000 m) powietrze napływało znad basenu Morza Śródziemnego. Na niższych poziomach powietrze napływało z szeroko rozumianego sektora północnego. Umożliwiało to adwekcję wilgotnych mas powietrznych z różnych obszarów zasilania. Bardzo duży wpływ na wystąpienie znacznych sum opadów miała intensywna konwergencja w strefie frontów atmosferycznych rozdzielających odmienne pod względem termicznym masy powietrza. Intensywność opadów spowodowana była nie tylko wzglę-dami cyrkulacyjnymi ale również uwarunkowaniami orograficznymi. Wiązało się to z położeniem za-równo Raciborza, jak i Dobczyc w strefie pogórza.

Słowa kluczowe

EN

advection; air mass; extreme rainfall; Poland; catastrophic flood; flood; Raciborz town; Dobczyce town

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Agrophysica
• Rocznik: 2013
• Tom: 20
• Numer: 3
• Opis fizyczny: p.481-494,fig.,ref.

Twórcy

autor

Swiatek M.

• Hydrography and Water Management Unit, Faculty of Geosciences, University of Szczecin, Mickiewicza 16, 70-783 Szczecin, Poland

Bibliografia

• Alpert P., Neeman B.U., Shay-El Y., 1990. Climatological analysis of Mediterranean cyclones using ECMWF data. Tellus, 42 A, 1, 65-77.
• Barry R.G., Chorley R.J., 1998. Atmosphere, weather and climate, Seventh edition. Routeledge, London and New York.
• Bartoszek K., 2006. Cyclones in the Mediterranean region (in Polish). Przegląd Geofizyczny, 1, 35-43.
• Bogdanowicz E., Stachý J., 1998. Maximum rainfall in Poland. Design characteristics (in Polish). Materiały Badawcze IMGW, 23, s.: Hydrologia i Oceanologia, Warszawa.
• Bokwa A., Skowera B., 2009. Extreme pluvial conditions in Cracow and its surroundings in the years 1971-2005 (in Polish). Acta Agrophysica, 13, 299-310.
• Bryndal T., Cabaj W., Gębica P., Kroczak R. Suligowski R., 2010. Flash floods inducted by heavy rainfall in the Wątok catchment (Ciężkowickie Foothills) (in Polish) [In:] Ciupa T., Suligowski R. (ed.), Water in the geographical research, Instytut Geografii Uniwersytetu Jana Kocha-nowskiego, Kielce, 307-319.
• Chomicz K., 1951. Heavy rains and torrential ones in Poland (in Polish). Wiadomości Służby Hy-drologicznej iMeteorologicznej, 2, 3, 5-88.
• Draxler R., Rolph G., 2003. HYSPLIT (HYbrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory) Model access via NOAA ARL READY Website. www.arl.noaa.gov/ready.
• Dubicki A., Słota H., Zieliński J. (ed.), 1999. Monograph on 1997 flood in the Odra Basin (in Pol-ish). IMGW, Warszawa.
• Heino R., Brazdil R., Forland E., Tuomenvirta H., Alexandersson H., Beniston M., Pfoster C., Rebetez M., Rosenhagen G., Rosner S., Wibig J., 1999. Progress in the Study of Climatic Ex-tremes in Northern and Central Europe. Climatic Change, 42, 1, 151-181.
• Hess M., 1965. Climate floors in the Polish Western Carpathians (in Polish). Zesz. Nauk. UJ, Prace Geograficzne, 11, Kraków.
• Jakóbik K. (red.), 2011. The flood in the Małopolskie voivodship in 2010 (in Polish). GUS, Kraków
• Kalnay E., Kanamitsu M., Kistler R., Collins W., Deaven W., Gandin L, Iredell M., Saha S., White G., Woollen J., Zhu Y., Chellian M., Ebisuzaki W., Higgins W., Janowiak J., Mo K.C., Rope-lewski C., Wang J., Leetmaa A., Reynolds R., J. Roy, Jenne R., Joseph D., 1996. The NCEP/NCAR 40-year reanalysis Project. Bulletin of the American Meteorological Society, 77 (3), 437-471.
• Klejnowski R.,1997. Forecasts and progress of meteorological conditions during the floods in July 1997 in Poland, Czech Republic and Germany, the Forum of Science and Technology "The 1997 flood" (in Polish).
• Kosierb R., 2011. Water management in retention reservoirs Otmuchów-Nysa during the flood wave in June 2009 (in Polish). Gospodarka Wodna, 7, 274–277.
• Kundzewicz Z., 2005. Intense precipitation and high river flows in Europe – observations and pro-jections. Acta Geographica Polonica, 53, 4, 385-400.
• Kundzewicz Z., Szamałek K., Kowalczak P., 1999. The Great Flood of 1997 in Poland. Hydrologi-cal Science-Journal-des Science Hydrilogiques, 6, 855-870.
• Kundzewicz Z., Ulbrich U., Brücher T., Graczyk D., Krüger A., Leckebusch G.C., Menzel L., Pińskwar I., Radziejewski M., Szwed M., 2005. Summer Floods in Central Europe – Climate Change Track? Natural Hazards, 36, 165-189.
• Kwiatkowski J., 1984. The relationship of the Polish Sudeten and their foreland precipitation with circulation factors (in Polish). Wyd. PAN, Warszawa.
• Kyselý J., Beranová, 2009. Climate-change effects on extreme precipitation in central Europe: uncertainties of scenarios based on regional climate models. Theor Apel Climatol., 95, 361-374
• Łupikasza E., 2010. Genetic types of extreme precipitation in the summer in Poland and their long-term variability in the period 1951-2007 (in Polish) [In:] Bednorz E. (ed.), The Polish climate on the background of the European climate. Thermal and pluvial conditions (in Polish), Bogucki Wyd. Naukowe, s.: Studia i Prace z Geografii i Geologii, 15, Poznań.
• Maciejewski M., Ostojski M., Walczykiewicz T., (ed.), 2011. Monograph on the 2010 flood in the Vistula Basin (in Polish). IMGW, Warszawa.
• Malinowska M, Miętus M., 2010. Heavy precipitation events in Gdynia and their atmospheric con-ditions (1981-2000) (in Polish) [In:] Ciupa T., Suligowski R. (ed.), Water in the geographical research. Instytut Geografii. Uniwersytet Jana Kochanowskiego. Kielce, s. 375-385.
• Morozowska I., 1987. Forecast of heavy rains in Poland associated with cyclones moving from the Southern Europe (in Polish). Wiadomości IMGW, 4: 63-78.
• Müller M., Kašpar M., Matschullat J., 2009. Heavy rains and extreme rainfall-runoff events in Central Europe from 1951 to 2002. Natural Hazards and Earth System Sciences, 9, 441-450.
• Obrębska-Starklowa B., Hess M., Olecki Z., Trepińska J., Kowanetz L., 1995. The clime. (In:) Warszyńska J. (ed.), Polish Carpathians – the nature, the man and his activities (in Polish). Wyd. UJ, Kraków, 31-47.
• Paszkiewicz M., 2009. Methods of management of groundwater resources in terms of their quality on the example of the Raba river basin (in Polish). PhD thesis, AGH, Kraków.
• Pilarski M., Walczakiewicz S., Marosz M., 2010. Assessment of the NCEP/NCAR reanalysis appli-cability in the analysis of pluvial conditions in Poland (in Polish) [In:] Ciupa T., Suligowski R. (ed.), Water in the geographical research. Instytut Geografii. Uniwersytet Jana Kochanowskiego. Kielce, 375-385.
• Prokop P., 2007. Maximum precipitation as a function of duration observed in Poland (in Polish). On-line publication – www.academia.edu.
• Řezáčová D., Kašpar M., Müller M., Sokol Z., Kakos V., Hanslian D., Pešice P., 2005. A compari-son of the flood precipitation episode in August 2002 with historic extreme precipitation events in Czech territory. Atmospheric Research, 77, 1-4, 354-366.
• Sobik M., Błaś M., 2010. Exceptional weather events (in Polish) [In:] Migoń P. (ed.), Exceptional natural events in Lower Silesia, Uniwersytet Wrocławski, Wrocław, 35-59.
• Stach A., 2007. Temporal variability of the spatial structure of maximum daily precipitation totals (in Polish). Monitoring Środowiska Przyrodniczego, 8, 73-90, Kieleckie Towarzystwo Nau-kowe, Kielce.
• Stachý J., Bogdanowicz E., 1997. The causes and course of the flood in July 1997 (in Polish). Fo-rum of Science and Technology „The 1997 flood”, IMGW, Warszwa, t. 2: 195-208.
• Starkel L., 2011. Temporal and spatial complexity of extreme rainfalls – their geomorphological effects and ways of counteracting them (in Polish). Landform Analysis, 15, 65-80.
• Szalińska W., Otop I., 2012. Evaluation of spatio-temporal rainfall patterns with selected indicators for extreme event identification (in Polish). Woda, Środowisko, Obszary Wiejskie, 12, 2, 269-282.
• Szalińska W., Urban G., Otop I., 2008. An attempt to estimate the precipitation value causing sum-mer floods in the middle Odra basin (in Polish). Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 9, 227-238.
• Trepińska J., 2002. Mountain climates (in Polish). Wydawnictwo Instytutu Geografii i Gospodarki Przestrzennej UJ, Kraków
• Trepińska J., 2010. Precipitation gradients in the Polish Tatra Mts and the Polish Karkonosze Mts. (in Polish). [In:] Ciupa T., Suligowski R. (ed.), Water in the geographical research. Instytut Geografii. Uniwersytet Jana Kochanowskiego. Kielce, 375-385.
• Ustrnul Z., Czekierda D., 2001. Circulation background of the atmospheric precipitation in Central Europe (based on the Polish example). Meteorologische Zeitschrift, 10, 2, 103-111
• Woś. A., 2010. Climate of Poland in the second half of the 20th century (in Polish), UAM, Poznań.
• Wrona B., 2003. Synoptic conditions of heavy rain in the Lower Silesia region in July 2001 (in Polish). Wiadomości IMGW, 3, 39-54.
• Wrona B., 2008. Meteorological and morphological conditions of extreme precipitation in the basin of the upper and middle Oder (in Polish). IMGW, Warszawa.