Ocena opadów atmosferycznych dla potrzeb produkcji roślinnej w perspektywie lat 2050-2060 i wybranych scenariuszy zmian klimatu w północno-centralnej Polsce

• Autorzy: Kuchar L. , Iwanski S.

Warianty tytułu

EN

Rainfall evaluation for crop production until 2050-2060 and selected climate change scenarios for north central Poland

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono symulacje i ocenę zmian opadów atmosferycznych dla potrzeb nawadniania roślin w kontekście oczekiwanych zmian klimatu. Do badań wybrano stację meteorologiczną w centralnej Polsce i symulowano opady dla warunków aktualnych i warunków przewidywanych zgodnie z trzema typowymi scenariuszami zmian klimatu GISS Model E, HadCM3 i GFDL R15, które zakładały podwojenie koncentracji CO2 do roku 2050-2060. Wygenerowane cztery 500-letnie serie opadowe (symulujące aktualne warunki klimatyczne oraz zgodne z trzema rozważanymi scenariuszami) porównywano między sobą analizując kluczowe dla nawodnień okresy czasu wybrane na przestrzeni miesięcy od maja do sierpnia. Dla symulowanych danych i rozważanych okresów przedstawiono rozkłady prawdopodobieństwa sum opadów, charakterystyki liczbowe zmiennych losowych oraz kwantyle rozkładów prawdopodobieństwa. Wykazano zróżnicowane zmiany średnich sum opadów od niewielkich do 30 procentowych spadków w rozważanych okresach i wzrost wariancji (do 20 procent) w zależności od scenariusza. W kontekście nawodnień przedstawione rozkłady prawdopodobieństw oznaczają większe ryzyko susz i potrzebę zapewnienia wymagań wodnych roślin w okresie maj - sierpień. Wyniki wskazują także na konieczność zastosowania modelu kompleksowego uwzględniającego również inne zmienne meteorologiczne i zjawiska wpływające na możliwość wykorzystania wód opadowych.

EN

The paper presents an attempt to evaluate rainfall in the context of expected climate changes for the purposeof irrigating. Total precipitation for a chosen meteorological station in Central Poland was simulated for current and expected conditions according by means of GISS Model E, HadCM3 and GFDL R15 scenarios (doubling the CO2 concentration is assumed as typical for Poland and it is expected for years 2050-2060). Four 500-year daily rainfall series were compared among themselves so as to analyse the crucial irrigating periods from May to September. For simulated data probability density function of total rainfall were estimated in examined periods, and next used for tail area approximation. The presented results show changes of average sums of rainfall (a 30 per cent drop) in the considered periods and scenario, as well as much greater variance (a 20-per cent increase). In the context of irrigation it implies a greater risk of drought and shows the need for ensuring water requirements for plants in critical periods. The results stress the need for using the comprehensive model taking en bloc meteorological variables into account.

Słowa kluczowe

PL

agrometeorologia; zmiany klimatyczne; scenariusze zmian klimatu; Polska Polnocno-Centralna; opady atmosferyczne; produkcja roslinna; rosliny uprawne; potrzeby wodne; wody opadowe

• Wydawca: -
• Czasopismo: Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich
• Rocznik: 2013
• Numer: 2/I
• Opis fizyczny: s.187-200,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Kuchar L.

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

autor

Iwanski S.

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

Bibliografia

• 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, 627 ss.
• Drupka S., Gruszka J., Kuźniar A. Practical method of sprinkler irrigation scheduling in theKujawy region, Przegląd Naukowy WIiKŚ SGGW, 22, 2001, s. 29–39.
• Dzieżyc J. Rolnictwo w warunkach nawadniania, PWN Warszawa, 1988, 415 ss.
• 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.
• IPCC Fourth Assessment Report: Climate Change, 2007 (AR4).
• 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 Ecosystemand Vegetation Modeling for the Conterminous United States, CD-ROM, NCAR andUCAR Boulder, CO (USA), 2000.
• 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.
• Kuchar L. Zmodyfikowany model WGENK generowania dobowych danych meteorologicznych na potrzeby modelowania agrometeorologicznego, Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie, 5,2005, s. 185-195.
• Kuchar L. Weather Generation with a New Approach to Rainfall Variance Estimation and Seasonal Correlation of Variables for Crop Production, Agrofizika, 4, 2011, s. 40-46.
• Kuchar L., Iwański S. Symulacja opadów atmosferycznych dla oceny potrzeb nawodnień roślin w perspektywie oczekiwanych zmian klimatycznych, Infrastruktura i Ekologia TerenówWiejskich, 5, 2011, s. 7–18
• 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.
• Leśny J. (red.). Climate change and agriculture in Poland – impacts, mitigation and adaptation measures. Acta Agrophysica, 169, 2009, ss.152.
• 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 City http://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 TerenówWiejskich, 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., KiangN.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 Model E: Comparison to in-situ, satelite 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.
• Stouffer R.J., Manabe S., Vinnikov K.Ya. Model assessment of the role of natural variability in recent global warming, Nature, 367, 1994 , s. 634-636.
• Szwejkowski Z., Dragańska E., Banaszkiewicz B. Niedobory i nadmiary opadów w okresie wegetacji ziemniaka późnego i buraka cukrowego w Polsce północno-wschodniej, w wieloleciu1971–2000, Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie, 5(14), 2005, s. 315–326.
• Treder W., Ocena przestrzennej zmienności występowania opadów w Polsce centralnej w sezonie wegetacyjnym roku 2010, Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 5, 2011, s. 29-37.WWW.tutiempo.net, Web page, 2012.
• Żarski J. Efekty deszczowania zbóż jarych na glebie bardzo lekkiej, Zeszyty Naukowe ATR Bydgoszcz, 180, Roln. 32, 1992, s. 101–108.
• Żarski J. Tendencje zmian klimatycznych wskaźników potrzeb nawadniania roślin w rejonie Bydgoszczy,Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 5, 2011, s. 29-37.
• Żarski J., Dudek S. Rola deszczowania w kształtowaniu plonowania wybranych upraw polowych,Pamiętnik Puławski, 132, 2003, s. 443–449.