The influence of atmospheric circulation on the amount of global solar radiation reaching the Earth’s surface in Poland

Promieniowanie słoneczne jest kluczowym elementem systemu klimatycznego na ziemi i jedną z najważniejszych zmiennych w bilansie energetycznym powierzchni czynnej. Natomiast czynnikiem, który modyfikuje dopływ energii promienistej do powierzchni ziemi jest ruch (cyrkulacja) atmosfery i związane z nim zmiany ilości zawartych w atmosferze aerozoli oraz zmiany zachmurzenia (zmniejszające dopływ promieniowania do powierzchni ziemi w procesach odbicia, rozpraszania i absorpcji). Głównym celem niniejszej pracy było określenie wpływu cyrkulacji atmosferycznej na ilość całkowitego promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni ziemi w Polsce. Podstawą przeprowadzonych badań był materiał źródłowy z okresu 1986-2015, pochodzący zarówno z pomiarów naziemnych, jak i satelitarnych oraz reanaliz meteorologicznych. Całkowite promieniowanie słoneczne analizowano na podstawie danych z produktów satelitarnych CM SAF, które zweryfikowano, wykorzystując naziemne dane pomiarowe pochodzące z 17 stacji aktynometrycznych z różnych regionów Polski. W pracy opisano zmienność promieniowania słonecznego, w tym tendencje zmian oraz fluktuacje wielkości całkowitego promieniowania słonecznego nad Polską w badanym wieloleciu. Średnia roczna suma promieniowania zwiększała się średnio o 7,16 MJ·m-2 ·rok-1 , a tendencje te w poszczególnych regionach Polski były zróżnicowane. Stwierdzone wahania średnich rocznych wartości całkowitego promieniowania słonecznego wokół ich tendencji wzrostowej pozwoliły na dopasowanie do danych empirycznych statystycznie istotnego trendu sinusoidalnego, którego okres wahań wynosi w przybliżeniu 14 lat. Kilkunastoletni cykl wahań rocznych sum promieniowania słonecznego (o długości 12- 13 lat) stwierdzono także dzięki analizie falkowej. Cyrkulację atmosferyczną opisano trzema metodami, na podstawie danych pochodzących z reanaliz meteorologicznych. Wykorzystano rozkład pola ciśnienia nad Europą i północnym Atlantykiem, 72-godzinne trajektorie wsteczne określające kierunek adwekcji mas powietrza nad Polskę oraz typy cyrkulacji atmosferycznej wyznaczone za pomocą zmodyfikowanej klasyfikacji Lityńskiego. Określono zależności ilości docierającego do powierzchni ziemi całkowitego promieniowania słonecznego od pola ciśnienia na poziomie morza w sektorze europejsko-atlantyckim. Wskazano obszary, w których zmiana ciśnienia wywiera znaczący wpływ na zmiany promieniowania nad Polską. Wyznaczono średnie sumy dobowe całkowitego promieniowania słonecznego w odniesieniu do grup trajektorii charakteryzujących się pewnym podobieństwem kształtu. Przedstawiono także średnie dobowe sumy promieniowania podczas poszczególnych typów cyrkulacji, a także sumy dobowe podczas makrotypów A, 0, C oraz w dniach z adwekcją z poszczególnych kierunków. Zaprezentowano przestrzenny rozkład promieniowania nad obszarem Polski podczas poszczególnych typów cyrkulacji. W analizach zwrócono także szczególną uwagę na dni o skrajnie dużych sumach promieniowania słonecznego (powyżej percentyla 0,95). Największe dobowe sumy promieniowania słonecznego są związane z antycyklonalnymi typami cyrkulacji, najmniejsze zaś z cyklonalnymi. Największa średnia dobowa suma promieniowania słonecznego występuje podczas cyrkulacji antycyklonalnej południowozachodniej, co jest związane z silnie rozbudowanym Wyżem Azorskim. Rozkład przestrzenny dobowych sum promieniowania słonecznego nad obszarem Polski zależy także od typu cyrkulacji. W przeważającej części roku z typami cyrkulacji ze składową północną i wschodnią (N-NE-E) jest związane zmniejszanie ilości promieniowania słonecznego z północy na południe, podczas gdy napływ mas powietrza z kierunków S-SW-W sprzyja zmniejszaniu promieniowania z południa na północ. W pracy wykazano także, że rodzaj cyrkulacji (inaczej panujący układ baryczny) ma większy wpływ na kształtowanie sum dobowych całkowitego promieniowania słonecznego nad Polską niż kierunek adwekcji mas powietrza. Przedstawione w pracy wyniki badań dokumentują znaczącą rolę cyrkulacji atmosferycznej w kształtowaniu wielkości promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni ziemi w Polsce

Experimental study of smog microphysical and optical vertical structure in the Silesian Beskids, Poland

This study presents the vertical profiles of aerosol optical and microphysical properties obtained from cable car and ground-based measurements in the Silesian Beskids, Poland. The data were collected during a measurement campaign between 25 February and March 11, 2018. An AE-51 micro-aethalometer and PMS7003 and OPC-N2 optical particle counters were mounted on the cable car and used to measure the profiles of equivalent of black carbon (eBC) concentration and aerosol size distribution. In situ measurements of the optical properties of the aerosols were obtained using an AE-31 aethalometer and photoacoustic devices. A prototype lidar was used to determine the planetary boundary layer (PBL) height and the aerosol layers. In the middle phase of the study (1–6 March 2018), significant night-time temperature inversions were observed. During the inversion period, the parameters describing the amount of aerosols in the air increased significantly. The concentration of eBC exceeded the level of 15 μg/m3 several times, with an average level of 5.39 ± 4.42 μg/m3. Conversely, the results obtained in the first and third phases of the experiment were at the level of the aerosol background, being 1.45 ± 0.88 μg/m3 and 0.90 ± 0.95 μg/m3, respectively. Significant differences were also observed in the vertical profiles of PM10 mass and eBC concentration. In the middle phase of the study, the profiles showed a significant reduction in the concentration of pollutants with height, while in the first and third phases, there were slight variations with height

Media - popular culture - politics: interactions and new phenomena

Praca recenzowana / peer-reviewed pape

Modified, threshold-based circulation type classification for Central Europe, on the basis of Lityński’s classification

There are many classifications of atmospheric circulation types. In Poland, the most important one, used by Polish weather services, is the classification of circulation types developed by Lityński. This paper proposes four modifications to the currently used algorithm for determining atmospheric circulation types. The proposed algorithms have been compared and it has been shown which one produces a catalogue of circulation types in which the division of the distribution of the values of the three indices (the zonal index Ws, meridional index Wp and cyclonicity index Cp) into three classes is the closest to being equally likely. In 1986-2015, the classification scheme that deemed to be the best, differed in above 19% of cases from the currently used classification

Homogeneous daily solar (GLOBAL) radiation data for station Piła (Poland) for the period 1991-2015

Ground-based measurements of global solar radiation are often subject to various errors which are very difficult to detect. This is why quality control procedures and homogenisation of data are essential and should be performed prior to further analyses. We present homogeneous global solar radiation data set, without any gaps, for 16 ground-based stations located in Poland for the period 1991-2015. The data set was prepared with a modification of bias-based quality control (BQC) method (developed by Urraca, and presented in 2017), tailored specially for detecting single erroneous daily values (mostly caused by a failure of the measuring equipment), and very long periods of small errors (mostly caused by a miscalibration of the measuring equipment). The values on the days considered as erroneous were replaced with debiased SIS SARAH-2 values. In many situations the data were visually checked to make sure that the prepared set constitutes the best possible climatology of actinometric data in Poland

Homogeneous daily solar (GLOBAL) radiation data for station Koło (Poland) for the period 1991-2015

Ground-based measurements of global solar radiation are often subject to various errors which are very difficult to detect. This is why quality control procedures and homogenisation of data are essential and should be performed prior to further analyses. We present homogeneous global solar radiation data set, without any gaps, for 16 ground-based stations located in Poland for the period 1991-2015. The data set was prepared with a modification of bias-based quality control (BQC) method (developed by Urraca, and presented in 2017), tailored specially for detecting single erroneous daily values (mostly caused by a failure of the measuring equipment), and very long periods of small errors (mostly caused by a miscalibration of the measuring equipment). The values on the days considered as erroneous were replaced with debiased SIS SARAH-2 values. In many situations the data were visually checked to make sure that the prepared set constitutes the best possible climatology of actinometric data in Poland

Homogeneous daily solar (GLOBAL) radiation data for station Sulejów (Poland) for the period 1991-2015

Ground-based measurements of global solar radiation are often subject to various errors which are very difficult to detect. This is why quality control procedures and homogenisation of data are essential and should be performed prior to further analyses. We present homogeneous global solar radiation data set, without any gaps, for 16 ground-based stations located in Poland for the period 1991-2015. The data set was prepared with a modification of bias-based quality control (BQC) method (developed by Urraca, and presented in 2017), tailored specially for detecting single erroneous daily values (mostly caused by a failure of the measuring equipment), and very long periods of small errors (mostly caused by a miscalibration of the measuring equipment). The values on the days considered as erroneous were replaced with debiased SIS SARAH-2 values. In many situations the data were visually checked to make sure that the prepared set constitutes the best possible climatology of actinometric data in Poland

Homogeneous daily solar (GLOBAL) radiation data for station Radzyń ląd (Poland) for the period 1991-2015

Ground-based measurements of global solar radiation are often subject to various errors which are very difficult to detect. This is why quality control procedures and homogenisation of data are essential and should be performed prior to further analyses. We present homogeneous global solar radiation data set, without any gaps, for 16 ground-based stations located in Poland for the period 1991-2015. The data set was prepared with a modification of bias-based quality control (BQC) method (developed by Urraca, and presented in 2017), tailored specially for detecting single erroneous daily values (mostly caused by a failure of the measuring equipment), and very long periods of small errors (mostly caused by a miscalibration of the measuring equipment). The values on the days considered as erroneous were replaced with debiased SIS SARAH-2 values. In many situations the data were visually checked to make sure that the prepared set constitutes the best possible climatology of actinometric data in Poland

Homogeneous global solar radiation data set for 16 ground-based stations located in Poland for the period 1991-2015

Ground-based measurements of global solar radiation are often subject to various errors which are very difficult to detect. This is why quality control procedures and homogenisation of data are essential and should be performed prior to further analyses. We present homogeneous global solar radiation data set, without any gaps, for 16 ground-based stations located in Poland for the period 1991-2015. The data set was prepared with a modification of bias-based quality control (BQC) method (developed by Urraca, and presented in 2017), tailored specially for detecting single erroneous daily values (mostly caused by a failure of the measuring equipment), and very long periods of small errors (mostly caused by a miscalibration of the measuring equipment). The values on the days considered as erroneous were replaced with debiased SIS SARAH-2 values. In many situations the data were visually checked to make sure that the prepared set constitutes the best possible climatology of actinometric data in Poland

Homogeneous daily solar (GLOBAL) radiation data for station Toruń (Poland) for the period 1991-2015

Ground-based measurements of global solar radiation are often subject to various errors which are very difficult to detect. This is why quality control procedures and homogenisation of data are essential and should be performed prior to further analyses. We present homogeneous global solar radiation data set, without any gaps, for 16 ground-based stations located in Poland for the period 1991-2015. The data set was prepared with a modification of bias-based quality control (BQC) method (developed by Urraca, and presented in 2017), tailored specially for detecting single erroneous daily values (mostly caused by a failure of the measuring equipment), and very long periods of small errors (mostly caused by a miscalibration of the measuring equipment). The values on the days considered as erroneous were replaced with debiased SIS SARAH-2 values. In many situations the data were visually checked to make sure that the prepared set constitutes the best possible climatology of actinometric data in Poland