Changes in ice regime of Jagodne Lake (north-eastern Poland)

• Autorzy: Ptak M. , Sojka M. , Nowak B.

Warianty tytułu

PL

Zmiany reżimu lodowego Jeziora Jagodne (północno-wschodnia Polska)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Aim of the study Indication of directions and pace of changes in ice regime of Jagodne Lake in 1975–2015. An analysis of predictability of ice phenomena in relation to stability and seasonality and an understanding mutual interactions between parameters describing ice regime of the lake. Material and methods Data from the Jagodne Małe water gauge station on Jagodne Lake, concerning: the dates of the beginning and the end of ice phenomena, the beginning and the end of ice cover, and the thickness of ice cover from 1975–2015. Average monthly air temperature from the IMGW-PIB synoptic station in Mikołajki. Statistical analysis based on trend analysis using the non-parametric Mann-Kendall test and the Colwell method. Results and conclusions The research has proven that Jagodne Lake shows some tendencies to change in ice regime over the last four decades. These trends should be identified with a successive shortening of ice season and a decrease of the thickness of ice cover. However, these changes in the case of the beginning and the end of ice phenomena (including ice cover) and the thickness of ice cover are not statistically significant. Only shortening of ice phenomena duration was observed and confirmed by the Mann-Kendall statistical test. The analyzed object reacts similarly to most of lakes, for which research on changes in icing was conducted. The observed increase of average temperatures in April had an influence on shortening of ice phenomena.

PL

Cel pracy Wskazanie kierunków i tempa zmian reżimu lodowego jeziora Jagodne w latach 1975–2015. Analiza przewidywalności występowania zjawisk lodowych w odniesieniu do stabilności i sezonowości oraz poznanie wzajemnych interakcji pomiędzy parametrami opisującymi reżim lodowy jeziora Jagodne. Materiał i metody Dane wodowskazowe ze stacji IMGW-PIB Jagodne Małe na jeziorze Jagodne, dotyczące: terminów początku i końca zjawisk lodowych, początku i końca pokrywy lodowej oraz grubości pokrywy lodowej z lat 1975–2015. Średnie miesięczne temperatury powietrza ze stacji synoptycznej IMGW-PIB w Mikołajkach z wielolecia 1975–2015. Analiza statystyczna wykonana w oparciu o analizy trendów za pomocą nieparametrycznego testu Manna-Kendalla oraz metodę Colwella. Wyniki i wnioski Przeprowadzone badania wykazały, że jezioro Jagodne na przestrzeni ostatnich dekad cechowało się pewnymi tendencjami do zmian reżimu lodowego. Trendy te należy utożsamiać z sukcesywnym skracaniem sezonu lodowego oraz zmniejszaniem się grubości pokrywy lodowej. Zmiany te jednak w przypadku początków i końca występowania zjawisk lodowych (w tym pokrywy lodowej) oraz miąższości pokrywy lodowej nie są istotne statystycznie. Tylko w przypadku czasu trwania zjawisk lodowych zaobserwowano jego skrócenie, które potwierdzono testem statystycznym Manna-Kendella. Analizowany obiekt reaguje w podobny sposób jak większość jezior, dla których prowadzone były badania, dotyczące zmian zlodzenia. Obserwowany wzrost średnich temperatur w kwietniu wpłynął natomiast na skrócenie czasu występowania zjawisk lodowych, w tym pokrywy lodowej. Odnotowane przemiany będą prowadziły do transformacji jeziora, a jej skutki z uwagi na sieć powiązanych ze sobą relacji (biotycznych i abiotycznych) są trudne do przewidzenia.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Formatio Circumiectus
• Rocznik: 2019
• Tom: 18
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.89-100,fig.,ref.

Twórcy

autor

Ptak M.

• Department of Hydrology and Water Management, Adam Mickiewicz University, Krygowskiego 10, 61-680 Poznan, Poland

autor

Sojka M.

• Institute of Land Improvement, Environmental Development and Geodesy, Poznan Life Science University, Piatkowska 94, Poznan, Poland

autor

Nowak B.

• Institute of Meteorology and Water Management - National Research Institute, Podlesna 61, 01-673 Warszawa, Poland

Bibliografia

• Adrian, R., Walz, N., Hintze, T., Hoeg, S., Rusche, R. (1999). Effects of ice duration on plankton succession during spring in a shallow polymictic lake. Freshwater Biology, 41, 3, 621–632.
• Assel, R., Rodionov, S. (1998). Atmospheric teleconnections for annual maximum ice cover on the laurentian great lakes. International Journal of Climatology, 18, 4, 425–442.
• Benson, B.J., Magnuson, J.J., Jensen, O.P., Card, V.M., Hodgkins, G., Korhonen, J., Livingstone, D.M., Stewart, K.M., Weyhenmeyer, G.A., Granin, N.G. (2012). Extreme events, trends, and variability in Northern Hemisphere lake-ice phenology (1855-2005). Climatic Change, 112, 2, 299–323.
• Bernhardt, J., Engelhardt, C., Kirillin, G., Matschullat, J. (2012). Lake ice phenology in Berlin-Brandenburg from 1947–2007: Observations and model hindcasts. Climatic Change, 112, 3-4, 791–817.
• Cai, Y., Ke, C.-Q., Duan, Z. (2017). Monitoring ice variations in Qinghai Lake from 1979 to 2016 using passive microwave remote sensing data. Science of the Total Environment, 607–608: 120–131.
• Choiński, A. (2006). Katalog jezior Polski. Poznań: Wyd. Nauk UAM.
• Choiński, A., Ptak, M., Skowron, R., Strzelczak, A. (2015). Changes in ice phenology on polish lakes from 1961–2010 related to location and morphometry. Limnologica, 53, 42–49.
• Choiński, A., Ptak, M. Strzelczak, A. (2013). Areal variation in ice cover thickness on lake Morskie Oko (Tatra Mountains). Carpathian Journal of Earth and Environmental Sciences, 8, 3, 97–102 .
• Colwell, R. K. (1974). Predictability, constancy, and contingency of periodic phenomena. Ecology, 55, 5, 1148–1153.
• Dibike, Y., Prowse, T., Saloranta, T., Ahmed, R. (2011). Response of Northern Hemisphere lake-ice cover and lake-water thermal structure patterns to a changing climate. Hydrological Processes, 25, 19, 2942–2953.
• Duguay, C.R., Flato, G.M., Jeffries, M.O., Ménard, P., Morris, K., Rouse, W.R. (2003). Ice-cover variability on shallow lakes at high latitudes: Model simulations and observations. Hydrological Processes, 17, 17, 3465–3483.
• Gebre, S., Boissy, T., Alfredsen, K. (2014). Sensitivity of lake ice regimes to climate change in the Nordic region. Cryosphere, 8, 4, 1589–1605.
• Gilbert, R.O. (1987). Statistical methods for environmental pollution monitoring. New York: Van Nostrand Reinhold.
• Grześ, M. (1974). Badania nad termiką i zlodzeniem jeziora Gopło. Dokumentacja Geograficzna, 3, IG i PZ PAN, 56.
• Hewitt, B.A., Lopez, L.S., Gaibisels, K.M., Murdoch, A., Higgins, S.N., Magnuson, J.J., Paterson, A.M., Rusak, J.A., Yao, H., Sharma, S. (2018). Historical trends, drivers, and future projections of ice phenology in small north temperate lakes in the Laurentian Great Lakes Region. Water, 10, 1, 70.
• Hutchinson, G.E. (1957). A treatise on limnology, New York–London, Geography, Physics and Chemistry, 1015.
• Kainz, M.J., Ptacnik, R., Rasconi, S., Hager, H.H. (2017). Irregular changes in lake surface water temperature and ice cover in subalpine Lake Lunz, Austria. Inland Waters, 7, 1, 27–33.
• Kendall, M. G., Stuart, A. (1955). The advanced theory of statistics, 3, 1966. GRIFFIN ed., London.
• Kintisch, E. (2015). Earth’s lakes are warming faster than its air: First ever global survey reveals summer lake temperatures rising at an alarming rate. Science, 350, 1449.
• Krużel, J., Ziernicka-Wojtaszek, A. (2016). Diversity of air temperature in Poland in the years 1971–2010. Journal of Ecological Engineering, 17, 5, 227–231.
• Nowak, B., Nowak, D., Ptak, M. (2018). Variability and course of occurrence of ice cover on selected lakes of the Gnieźnieńskie Lakeland (Central Poland) in the period 1976-2015, E3S Web Conf., 44, Article Number: 00126.
• Pasławski, Z. (1982). Zlodzenie jezior w Polsce. Przegląd Geofizyczny, 27, 1–2, 79–92.
• Pełechata, A., Pełechaty, M., Pukacz, A. (2015). Winter temperature and shifts in phytoplankton assemblages in a small Chara-lake. Aquatic Botany, 124, 10–18.
• Piliposian, G.T., Appleby, P.G. (2003). A model of the impact of winter ice cover on pollutant concentrations and fluxes in mountain lakes. Water, Air, and Soil Pollution, 144, 1–4, 101–115.
• Ptak, M. (2013). Zmienność temperatury i przebiegu zjawisk lodowych jeziora Łebsko i Gardno (Słowiński Park Narodowy). Parki Narodowe i Rezerwaty Przyrody, 32, 2, 45–55.
• Ptak, M., Sojka, M., Choiński, A., Nowak, B. (2018). Effect of environmental conditions and morphometric parameters on surface water temperature in Polish lakes. Water, 10, 580.
• Ptak, M., Wrzesiński, D., Choiński, A. (2017). Long-term changes in the hydrological regime of high mountain lake Morskie Oko (Tatra Mountains, Central Europe). Journal of Hydrology and Hydromechanics, 65, 2, 146–153.
• Salmi, T., Maatta, A., Anttila, P., Ruoho-Airola, T., Amnell, T. (2002). Detecting Trends of Annual Values of Atmospheric Pollutants by the Mann-Kendall Test and Sen’s Slope Estimates–The Excel Template Application MAKESENS; Finnish Meteorological Institute: Helsinki, Finland.
• Solarski, M., Pradela, A., Rzętała, M. (2011). Natural and anthropogenic influences on ice formation on various water bodies of the Silesian Upland (southern Poland). Limnological Review, 1, 33–44.
• Sulikowska, A., Wypych, A., Ustrnul, Z., Czekierda, D. (2016). Zmienność zasobów termicznych w Polsce w aspekcie obserwowanych zmian klimatu. Acta Scientiarum Polonorum. Formatio Circumiectus, 15(2), 127–139.
• Surdu, C.M., Duguay, C.R., Brown, L.C., Fernández Prieto, D. (2014). Response of ice cover on shallow lakes of the North Slope of Alaska to contemporary climate conditions (1950–2011): Radar remote-sensing and numerical modeling data analysis. Cryosphere, 8, 1, 167–180.
• Sziwa, R., Jańczak, J. (2009). Extreme values of ice cover thickness and ice phenomena duration on lakes in Poland. Limnological Review, 9, 2–3, 111–119.
• Todd, M.C., Mackay, A.W. (2003). Large-scale climatic controls on Lake Baikal Ice Cover. Journal of Climate, 16, 19, 3186–3199.
• Wrzesiński, D., Choiński, A., Ptak, M., Skowron, R. (2015). Effect of the North Atlantic Oscillation on the Pattern of Lake Ice Phenology in Poland. Acta Geophysica, 63, 6, 1664–1684.
• Wrzesiński, D., Ptak, M., Baczyńska, A., (2013). Effect of the north atlantic oscillation on ice phenomena on selected lakes in Poland over the years 1961-2010. Quaestiones Geographicae, 32, 3, 119–128.

Identyfikatory

DOI

10.15576/ASP.FC/2019.18.1.89