Summer extreme values of precipitation, air temperatures and ground water levels between 1961 and 2000 in Wrocław-Swojec

Praca zawiera ocenę zmienności ekstremalnych wartości dobowych temperatury powietrza, opadów atmosferycznych oraz poziomu wód gruntowych w okresie letnim z lat 1961-2000 we Wrocławiu-Swojcu. Analizy wartości ekstremalnych elementów agrometeorologicznych dokonano w różnych przedziałach czasu, takich jak: pentada, dekada i miesiąc. Przeanalizowano zmienność wartości ekstremalnych na tle badanego wielolecia oraz oceniono tendencję zmian poszczególnych czynników w kolejnych pentadach, dekadach i miesiącach okresu letniego. W pracy przeanalizowano również prawdopodobieństwa nieprzekroczenia poszczególnych elementów agrometeorologicznych oraz tendencję zmian okresów występowania wartości ekstremalnych w okresie letnim ocenianego wielolecia.Variability of extreme daily values of air temperature, precipitation and ground water levels in summer periods of the years 1961-2000 in Wrocław-Swojec are presented in the paper. Analysis of extreme values was carried out for different time intervals: 5- and 10-day periods and a month. The variability of extreme values and its trends were analyzed for each element in subsequent 5-day and 10-day periods and months in the summer period. Probabilities of the occurrence of analyzed agro-meteorological factors and the tendencies of periods with extreme values were found for summer periods of the years 1961-2000

Verification of folk proverbs concerning weather forecasts on the example of Wroclaw

W pracy podjęto próbę oceny sprawdzalności wybranych przysłów, związanych z pogodą, w warunkach Wrocławia. Wykorzystano przysłowia, bazujące na interpretacji łatwo dostępnych elementów meteorologicznych, takich jak temperatura powietrza i opady atmosferyczne. Ocenę tę przeprowadzono dwiema metodami. W pierwszej zastosowano klasyfikację typów pogody na podstawie rzeczywistych pomiarów powyższych elementów meteorologicznych w okresie 1961-2009. Druga interpretacja opierała się na subiektywnych odczuciach uciążliwości temperatury powietrza oraz opadów atmosferycznych przez przeciętnego człowieka z wykorzystaniem kryteriów, stosowanych do oceny warunków bioklimatycznych. Spośród przyjętych do analiz elementów meteorologicznych lepsze wyniki otrzymano dla przysłów weryfikowanych na podstawie opadów atmosferycznych.In the paper an attempt was undertaken to verify the forecasting reliability of selected proverbs related to weather in Wrocław. Selected were proverbs, whose reliability are based on the interpretation of easily available meteorological factors such as air temperature and precipitation. This assessment was carried out using two methods. The first classification of weather types was based on actual measurements of mentioned meteorological parameters in the period 1961-2009 and the existing criteria for weather typology. The second interpretation based on subjective feelings of average person according to the existing bioclimatic criteria. Better results were obtained for the proverbs verified on the basis of precipitation sums

Możliwość modyfikacji mikroklimatu w sadach poprzez stosowanie nawodnień

Micro irrigation is a horticultural practice mainly used to supply water to the orchard. Nevertheless the micro sprayed irrigation has a powerful influence on fruit microclimatic parameters as temperature and air humidity. By the application we can improve the fruit quality parameters as anthocianine, C-vitamin, sugar content of the fruits. When the air's temperature is high (about 20°C or higher) the evaporative cooling irrigation significantly decreases the plants' surface temperature and air temperature. The cooling effect is stronger when the air is dryer. The beneficial effect of cooling irrigation is the temperature reduction and frost protection. In March 2010, one month earlier than the expected blooming an irrigation system was established to produce anti-frost treatment and regulate the micro-climate of a apricot, peach, plum, apple and pear orchard which belongs to the University of Debrecen (Hungary). The objective of sprinklers was to cool the air by increasing water evaporation and relative humidity. The results showed that the water sprayed in the orchard by micro-jet influenced decisively the temperature of the plantation. At higher temperatures (around 20°C), the drop of temperature may attain 5-7°C. A low relative humidity of the air may increase the relative effect. When water was applied at 15 minutes intervals for ten times a day, the temperature could be kept low also in the buds. The beginning of bloom could be delayed for 8-14 day at different fruit species. Blooming dynamics was characterized by a logistic curve in the treated as well as in the control plot. In the treated plot, the curve was steeper than in the control one, in spite of equal temperatures measured in the plots. Under Hungarian climatic conditions, the method was successfully used to delay blooming dates. The main result was the diminution of the frost damage in the spring that assured fruit yields.Stosowanie mikronawadnień w praktyce ogrodniczej ma duży wpływ na warunki mikroklimatyczne, tj. temperaturę i wilgotność powietrza. Największą korzyścią ze stosowania mikrozraszania jest obniżanie temperatury powierzchni roślin oraz ich ochrona przed przymrozkami. W marcu 2010 r., miesiąc przed oczekiwanym kwitnieniem śliw, w sadzie doświadczalnym, należącym do Uniwersytetu w Debreczynie (Węgry), uruchomiono system nawadniający w celu ochrony roślin przed przymrozkami. Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że woda rozpylana w sadzie przez mikro zraszacze zdecydowanie modyfikowała temperaturę powietrza w plantacji. W warunkach wyższej temperatury (ok. 20°C) można uzyskać jej obniżenie nawet o 5-7°C, a efekt ten jest większy, gdy wilgotność powietrza jest mała. Zastosowanie dawek wody przez 15 minut 10 razy w ciągu doby pozwoliło na utrzymywanie takiej temperatury także w pąkach roślin. Początek kwitnienia może być opóźniony nawet o 9-10 dni. W warunkach klimatycznych Węgier metoda ta jest z powodzeniem stosowana do opóźniania kwitnienia, co skutkuje zmniejszeniem niekorzystnego oddziaływania przymrozków wiosennych na plon owoców

An assessment of rainfall effectiveness in the formation of water resources in brown bare soil

Celem pracy jest ocena efektywności opadów atmosferycznych w kształtowaniu zasobów wodnych gleby pod powierzchnią nieporośniętą. Badania prowadzono na terenie Obserwatorium Agroi Hydrometeorologii, należącego do Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Do analiz wykorzystano dobowe zmiany zasobów wodnych gleby w warstwach o miąższości 5, 20 i 40 cm, dobowe sumy opadów poprzedzające dzień, w którym obliczano zmiany zasobów wodnych, średnie dobowe wartości temperatury powietrza oraz stan zasobów wodnych gleby w dniu, w którym wystąpił opad, w okresach od maja do sierpnia lat 2003-2008. Stwierdzono statystycznie istotne związki między dobową zmianą zasobów wodnych gleby a sumą opadów atmosferycznych występujących w dniu poprzednim, bez względu na miąższość warstwy gleby i analizowany miesiąc. Oprócz opadów atmosferycznych istotny wpływ na zmiany retencji w powierzchniowej warstwie gleby miał stan zasobów wodnych gleby w chwili występowania opadu atmosferycznego. Związków takich nie obserwowano w przypadku warstw o większej miąższości pod powierzchnią nieporośniętą.The aim of this study was to evaluate the effectiveness of precipitation on the formation of water resources in bare soil. The study was performed in the Observatory of Agro- and Hydrometeorology that belongs to Wrocław University of Environmental and Life Sciences. Daily changes of soil water reserves in soil horizons 0-5, 0-20 and 0-40 cm were used for the analysis together with daily sum of precipitation on the day before the changes were calculated, mean daily values of air temperature and soil water status on the rainy day from May to August of the years 2003-2008. Statistically significant relationship was found between the day to day changes of soil water content and the sum of precipitation occurring the day before irrespective of soil layer thickness and analysed month. Daily chan ges of water content in the surface soil layer were also affected by the soil water status on the rainy day. Such relationship was not observed for layers of a greater thickness under the bare soil

Wpływ nocnej i dziennej temperatury na wybarwienie i parametry jakościowe jabłek

The colour of fruits is considered to be an important quality indicator. Sale ability greatly depends on how well covered the colour is of the specific type of fruits. We used a visual colour scale (0-100 percent) for evaluation of colorization. We distinguished the yellow, green and red cultivars. In the following studies we show those results which consider the red type apples only. Cover colour is one of the phenometric variables and it is a well-known fact that significant differences can be experienced year by year. The experienced oscillation can be the cause of inappropriate water- and nutriment supply; however it can be the result of some kind of plant disease, extremely high or low temperature, setting rate above the average and outstanding fruit density. In the present examination it is postulated that the degree of cover colour is mostly influenced by day and night temperature. Therefore, our study aims to find out whether it is true or not. Cover colour belongs to those phenometric characteristic features, only the final value of which is taken into consideration; due to their nature of establishment or forming time it seems useless to follow closely the change in the time of vegetation. We analysed the ripening groups of apple varieties separately. We have found that at winter ripening cultivars has bigger importance of genetic properties whilst at summer and autumnal ripening ones the weather effects have bigger importance. The research results shows that the day and night temperature has an important role on fruit quality parameters as sugar content, vitamin C content and on acidity also. Because we can modify the canopy temperature by using evaporative cooling system we have a chance to set up an optimal value of day and night temperature difference in the orchards.Dobre wybarwienie owoców jest jednym z najważniejszych wskaźników ich jakości, ponieważ decyduje ono o możliwości zbytu, a zatem opłacalności uprawy. Różni się ono istotnie w poszczególnych latach, do czego przyczynia się z pewnością niewłaściwe zaopatrywanie w wodę i składniki pokarmowe. Przyczyną mogą być także choroby drzew, ekstremalnie niska lub wysoka temperatura powietrza. W niniejszej pracy przeprowadzono analizę wpływu dziennej i nocnej temperatury na stopień wybarwienia czerwonych odmian jabłek. Materiał badawczy pochodził z Újfehértó (Węgry). Analizy przeprowadzono oddzielnie dla trzech grup jabłek: dojrzewających latem, jesienią oraz zimą. Do analiz wykorzystano dzienne i nocne wartości temperatury powietrza oraz ich dobowe różnice. Stopień wybarwienia owoców oceniano w skali procentowej. Przeprowadzone analizy wykazały, że dla odmian dojrzewających w zimie większe znaczenie mają ich właściwości genetyczne, w przypadku pozostałych większą rolę odgrywają warunki pogodowe. Zarówno dzienna, jak i nocna temperatura powietrza ma istotny wpływ na jakość owoców, tj. zawartość cukru, witaminy C czy kwasowość. Poprzez zwiększenie procesu parowania z koron drzew jabłoniowych można obniżać ich temperaturę. To działanie pozwala na optymalizację różnic między dziennymi i nocnymi wartościami tego elementu

Comparative analysis of the accuracy of chosen models of water flow in soil based on soil moisture measured in the field

Zasoby wody w glebie w istotny sposób wpływają na plonowanie roślin. Do oceny wzajemnego oddziaływania warunków termicznych i opadowych często stosuje się modelowanie matematyczne. Biorąc to pod uwagę, w celu oceny wzajemnych relacji między podstawowymi procesami, takimi jak: opad atmosferyczny, parowanie terenowe i poziom wód gruntowych, decydujących o rozkładzie wilgotności w profilu glebowym w krótkim czasie, jakim jest np. doba, przeprowadzono analizę porównawczą poprawności stosowania różnych metod modelowania matematycznego. W tym celu wykonano aproksymacje parametrów i symulacje przepływu na podstawie pomiarów uwilgotnienia gleby na sześciu głębokościach, pomiarów opadów atmosferycznych oraz stanów wód gruntowych na terenie Obserwatorium Agro- i Hydrometeorologicznego Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu z okresu od 1 lipca do 30 września 2006 r. Rozpatrywano cztery modele przepływu wody w ośrodku porowatym. Pierwsze dwa opracowano, stosując uogólnione równanie Richardsa, natomiast dwa pozostałe na podstawie równania dyfuzji (Fokkera-Plancka). Kształt parametrów funkcyjnych, charakteryzujących przepływ wody w ośrodku porowatym, przyjęto w pierwszej symulacji w postaci pięcioparametrowej rodziny funkcji, zaproponowanej przez van Genuchtena, a opracowanej na podstawie teorii Mualema. W drugiej i trzeciej symulacji kształt funkcji pF oraz funkcji przewodności hydraulicznej został opracowany na zasadzie 10 bazowych punktów, które determinują kształt tych krzywych.Soil water reserves, temperature and rainfalls significantly affect plant crops. Mathematical models are used to assess interaction of these factors. To assess the interrelationships between processes (precipitation, field evaporation and the groundwater level) that are decisive for short-term (daily) soil moisture, comparative analysis was made of the correctness of various methods of mathematical modelling. For this purpose, approximation of parameters and simulations were carried out based on measurements from 1 July to 30 September 2006 of soil moisture at six depths, precipitation and groundwater levels, measured in the Agro- and Hydrometeorological Observatory of the Wroclaw University of Environmental and Life Sciences. Four models of water flow in the porous media were examined. Two of them were described with generalized Richards's equation; two other were based on diffusion equation (Fokker-Planck). The shape of functional parameters characterising water flow in the porous media was assumed in the first simulation in the form of five-parameter function by Van Genuchten, worked out on the basis of the Mualem's theory. In the second and third simulation the shape of the pF and hydraulic conductivity function was elaborated on the principle of 10 base points that determine shapes of these curves

WSMT model application for topinambur and giant chinese silver grass evapotranspiration estimation

Na podstawie pomiarów terenowych ewapotranspiracji miskanta olbrzymiego (Miscanthus x giganteus Greef et Deu.) oraz topinamburu (słonecznika bulwiastego - Heliantus tuberosus L.) przeprowadzono adaptację modelu WSMT (od nazw gatunków roślin: wierzba, ślazowiec, miskant, topinambur), opracowanego wcześniej dla wierzby wiciowej (Salix viminalis L.) i ślazowca pensylwańskiego (Sida hermaphrodita (L.) Rusby). Dane wejściowe do modelu pochodziły z obserwacji i pomiarów, prowadzonych na terenie Obserwatorium Agro- i Hydrometeorologii Wrocław - Swojec, należącego do Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Zagadnienie zostało rozwiązane za pomocą algorytmu genetycznego, który umożliwia uzyskanie najlepszego dopasowania szukanej funkcji do danych uzyskanych empirycznie. Ocena modelu została dokonana na podstawie następujących wskaźników: RRMSE (ang. "Relative Root Mean Squared Error"), EF (ang. "Modeling Efficiency"), CRM (ang. "Coefficient of Residual Mass"), współczynnika korelacji oraz współczynnika determinacji. Weryfikacja modelu została przeprowadzona na zestawie danych, dotyczących tych samych roślin, pomierzonych innym ewaporometrem. Uzyskane wyniki dla miskanta olbrzymiego oraz topinamburu, podobnie jak w przypadku wierzby wiciowej i ślazowca pensylwańskiego, pozwalają na obliczanie ewapotranspiracji badanych roślin energetycznych na podstawie jedynie parowania z wolnej powierzchni wody oraz opadów atmosferycznych. Parametry jakościowe uzyskanego modelu wskazują na możliwość zbudowania modeli grupujących rośliny pod względem ich cech, np. morfologicznych. Ponieważ nadal prowadzone są badania polowe uwzględnionych w pacy roślin energetycznych, zaproponowana metodyka będzie zastosowana do szerszego zbioru danych, co umożliwi zwiększenie precyzji dopasowania poszczególnych modeli przypisanych do poszczególnych roślin oraz przeprowadzenie bardziej wnikliwej weryfikacji.Basing on the field measurements of evapotranspiration of giant Chinese silver grass and topinambour an adaptation of WSMT model (the name from four names of energetic plant species in Polish), developed previously for common osier and Virginia fanpetals was done. Model input data came from measurements carried out at the Agro- and Hydrometeorology Observatory in Wrocław - Swojec, that belongs to Wrocław University of Environmental and Life Sciences. The problem has been solved using genetic algorithm, that allows to obtain the best fit of the function to data obtained empirically. Assessment of the model was based on the following indices: RRMS (Relative Root Mean Square Error), EF (Modeling Efficiency), CRM (Coefficient of Residual Mass), the correlation coefficient and the coefficient of determination. Model verification was performed basing on data of the same plants, but obtained for another evaporimeters. The results obtained for the giant Chinese silver grass and topinambour as for common osier and Virginia fanpetals, allow to calculate the evapotranspiration of energy plants studied, basing only on the data of evaporation from free water surface and precipitation. Quality parameters obtained for the model indicate the possibility to develop models, able to group plants according to their characteristics such as morphological. Because the field experiment with energy plants has been carried out continuously, the proposed methodology will be applied to a broader set of data, allowing to fit the models more precisely according to particular plants and to conduct a more accurate verification

Long-term tendencies of maximum air temperature in the winter half-year in Wrocław-Swojec

Na podstawie 50-letniej (1961/1962-2010/2011) serii obserwacyjnej maksymalnych dobowych wartości temperatury powietrza w półroczu zimowym (od listopada do kwietnia), pochodzącej z Obserwatorium Wrocław-Swojec, przeprowadzono ocenę tendencji zmian liczby dni z temperaturą maksymalną w przyjętych przedziałach 1-stopniowych. Zakres zmienności temperatur wynosił od -20,0°C do +30,0°C. Analogiczne analizy wykonano również dla okresów zimowych wielolecia 1971/1972-2000/2001, które jest obecnie uznawane za normę klimatologiczną. Niezależnie od długości analizowanego okresu stwierdzono istotny wzrost maksymalnej temperatury powietrza w styczniu. W przypadku ciągu rozszerzonego do 50 lat obserwowano podobnie istotny wzrost wartości w lutym. Widoczna istotna rosnąca tendencja maksymalnych wartości temperatury powietrza w kwietniu w wieloleciu normatywnym, nie utrzymała się po wydłużeniu okresu badawczego do 50 lat. W ciągu 50 lat istotnie zwiększyła się liczba dni z temperaturą powietrza w zakresie od 15,1 do 16,0°C w listopadzie, od 10,1 do 11,0°C w grudniu, od 10,1 do 13,0°C w styczniu, od 7,1 do 8,0°C w lutym oraz od 13,1 do 14,0°C w marcu.Based on 50-year (1961/1962-2010/2011) observation series of daily maximum air temperatur es during the winter half-year (November to April) from Wrocław-Swojec Observatory, trends in the number of days with maximum temperature in adopted 1.0°C ranges were assessed. Temperatures ranged from -20.0°C to 30.0°C. A similar analysis was also performed for the years 1971/1972-2000/2001, which is now recognized as a climatological norm. Regardless of the length of analysed period, a significant increase of the maximum temperature was observed in January in Wrocław-Swojec. For the sequence extended to 50 years, similarly significant increase of the value was observed for February. The number of days with air temperature in the range from 15.1 to 16.0°C in November, from 10.1 to 11.0°C in December, from 10.1 to 13.0°C in January, from 7.1 to 8.0°C in February and from 13.1 to 14.0°C in March significantly increased in the years 1961/1962-2010/2011

Ocena zależności między wielkością stężenia zanieczyszczeń powietrza a elementami meteorologicznymi w okresie zimowym

The paper presents the evaluation of the relation between meteorological elements and air pollutants’ concentrations. The analysis includes daily concentrations of pollutants and variation of meteorological elements such as wind speed, air temperature and relative humidity, precipitation and total radiation at four monitoring stations located in the province of Lower Silesia in individual months of the winter half-year (November–April, according to hydrological year classification) of 2005–2009. Data on air quality and meteorological elements came from the results of research conducted in the automatic net of air pollution monitoring conducted in the range of the State Environment Monitoring. The effect of meteorological elements on analysed pollutant concentration was determined using the correlation and regression analysis at significance level α < 0.05. The occurrence of maximum concentration of NO, NO2, NOX, SO2 and PM10 occurred in the coldest months during winter season (January, February and December) confirmed the strong influence of “low emission” on air quality. Among the meteorological factors assessed wind speed was most often selected component in step wise regression procedure, then air temperature, less air relative humidity and solar radiation. In the case of a larger number of variables describing the pollution in the atmosphere, in all analyzed winter seasons the most common set of meteorological elements were wind speed and air temperature.W pracy przedstawiono wyniki badań mające na celu ocenę związków między stężeniem zanieczyszczeń powietrza a elementami meteorologicznymi. Analizą objęto średniodobowe wartości emisji zanieczyszczeń gazowych i pyłowych oraz wybrane elementy meteorologiczne, tj. prędkość wiatru, temperaturę, wysokość opadu atmosferycznego, wilgotność względną oraz promieniowanie całkowite na czterech stacjach pomiarowych zlokalizowanych na terenie województwa dolnośląskiego w okresie zimowym (listopad–kwiecień, zgodnie z klasyfikacją roku hydrologicznego) dla lat 2005– 2009. Dane te pochodziły z badań z automatycznych sieci monitoringu zanieczyszczeń powietrza prowadzonych w ramach Państwowego Monitoringu Środowiska. Wpływ elementów meteorologicznych na stężenie analizowanych zanieczyszczeń określono z zastosowaniem analizy korelacji oraz regresji krokowej na poziomie istotności α < 0,05. Występowanie maksymalnych wartości stężenia NO, NO2, NOX oraz SO2 w najchłodniejszych miesiącach okresu zimowego (styczeń, luty i grudzień) potwierdziło duży wpływ „małej emisji” na jakość powietrza. Elementami meteorologicznymi najczęściej wskazywanymi w opisach zależności i za pomocą procedury regresji krokowej były prędkość wiatru, następnie temperatura powietrza i rzadziej wilgotność względna powietrza, temperatura powietrza, promieniowanie całkowite oraz wilgotność powietrza. W przypadku występowania większej ilości zmiennych opisujących zanieczyszczenia w atmosferze, we wszystkich analizowanych półroczach zimowych najczęściej występującym układem elementów meteorologicznych była prędkość wiatru i temperatura powietrza

Simple model of evapotranspiration of selected energy plants

Pomiary terenowe ewapotranspiracji roślin są pracochłonne i wymagają specjalistycznej aparatury. Z tego też względu postanowiono opracować model umożliwiający ocenę ewapotranspiracji dobową w ciągu okresu wegetacji roślin na podstawie pomiarów terenowych ewapotranspiracji wierzby wiciowej (Salix viminalis L.) i ślazowca pensylwańskiego (Sida hermaphrodita (L.) Rusby), parowania z wolnej powierzchni wodnej i sum dobowych opadów atmosferycznych. Badania prowadzono na terenie Obserwatorium Agro- i Hydrometeorologii Wrocław - Swojec, należącego do Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Zagadnienie zostało rozwiązane za pomocą algorytmu genetycznego, który pozwala na uzyskanie najlepszego dopasowania szukanej funkcji do danych uzyskanych empirycznie. Oceny modelu dokonano na podstawie następujących wskaźników: RRMSE (ang. "Relative Root Mean Squared Error"), EF (ang. "Modeling Efficiency"), CRM (ang. "Coefficient of Residual Mass"), współczynnika korelacji oraz współczynnika determinacji. Weryfikacja modelu została przeprowadzona na zestawie danych dla tych samych roślin, jednak uzyskanych z innego ewaporometru. Przeprowadzone analizy dają podstawy do stwierdzenia, że opracowany model umożliwia obliczenie ewapotranspiracji rzeczywistej dla dwóch roślin energetycznych: ślazowca pensylwańskiego oraz wierzby wiciowej. Ze względu na krótki okres badań wymaga on jeszcze doprecyzowania na dłuższym ciągu pomiarowym.Field measurements of evapotranspiration are time consuming and require specialized equipment. For this reason, basing on field measurements of common osier and Virginia fanpetals' evapotranspiration, evaporation from free water surface and daily precipitation sums, it was decided to develop mathematical model allowing to estimate evapotranspiration during growing season. The study was conducted in the area of Agro and Hydrometeorology Observatory located in Wrocław - Swojec, that belongs to Wrocław University of Environmental and Life Sciences. The problem was solved using the genetic algorithm, which allowed to obtain the best fit of the function to the data obtained empirically. Model evaluation was based on the following indices: RRMS (Relative Root Mean Squared Error), EF (Modeling Efficiency), CRM (Coefficient of Residual Mass), the correlation and determination coefficients. Model verification was performed for the data of the same plants, but obtained for another evaporimeter. The analyzes led to the conclusion that the developed model allowed to calculate actual evapotranspiration for two energy plants: Virginia fanpetals and common osier. However, the short period of field measurements requires further clarification basing on longer observation series