Modelowanie dopływu promieniowania słonecznego do obszarów o urozmaiconej rzeźbie terenu w systemach informacji geograficznej

The inflow of solar radiation to the active surface is among the crucial factors determining its radiation balance and thus the climate conditions. Due to limited research and a multitude of surfaces, the determination of the spatial distribution of solar radiation on the basis of in situ research is hampered. Therefore actinometrical models are used to calculate the value of solar irradiance with reference to digital elevation models. Two actinometrical models were described: r.sun implemented in the GRASS GIS software and the Area Solar Radiation (ARS) provided in the ArcMap program, a part of the ArcGIS package. A digital elevation model of the East Carpathian Mountains in Romania was used as entry data for the above described models and a comparative analysis of the following characteristics was performed: total solar irradiance, direct irradiance, diffused irradiance and direct daylight duration. It was determined that despite the fact that both actinometrical models show different values of solar irradiance for the same area, they reflect similar spatial distributions. While both models are deemed valid tools for calculating solar radiation in mountainous areas, elementary knowledge of the tools is a must in order to use the results in an informed and responsible way.777977Badania Fizjograficzn

The influence of the horizontal component of the atmospheric circulation on the convection over Poland

Konwekcja to jeden z najważniejszych procesów wpływających na kształtowanie warunków pogodowych. Celem niniejszej rozprawy było określenie wpływu składowej poziomej cyrkulacji atmosferycznej na rozwój konwekcji nad Polską. Sformułowano hipotezę, że składowa pozioma cyrkulacji atmosferycznej wpływa w istotny sposób na konwekcję nad Polską w warunkach termiki naniesionej, a wpływ ten zaznacza się poprzez zmianę siły i potencjału procesów konwekcyjnych. W badaniach realizowanych na potrzeby niniejszej rozprawy wykorzystano różnorodne materiały źródłowe odnoszące się do rozwoju konwekcji oraz panujących warunków cyrkulacyjnych. Charakter oraz siła konwekcji zostały określone na podstawie wyników sondaży aerologicznych z godziny 12 UTC, przeprowadzanych na jedenastu stacjach aerologicznych (trzech polskich i ośmiu zagranicznych) w latach 2000-2015. Wykorzystano obliczone na podstawie danych aerologicznych wartości siedemnastu wskaźników konwekcyjnych przekazujących informacje na temat różnorodnych aspektów konwekcji, m.in. jej potencjału rozwoju, siły, chwiejności atmosfery, ryzyka powstawania niebezpiecznych zjawisk pogodowych związanych z konwekcją czy możliwości wystąpienia opadów konwekcyjnych. Składowa pozioma cyrkulacji atmosferycznej została określona na podstawie wartości ciśnienia atmosferycznego zredukowanego do poziomu morza, pochodzących z reanaliz NCEP/NCAR. Wykorzystując autorskie algorytmy komputerowe dokonano analizy zróżnicowania przestrzennego oraz zmienności konwekcji podczas różnych warunków cyrkulacyjnych. Określono istotne statystycznie zależności zmian właściwości konwekcji odzwierciedlanych przez wskaźniki konwekcyjne od charakteru cyrkulacji atmosferycznej, kierunku adwekcji i typu cyrkulacji. Stwierdzono, że największy potencjał rozwoju konwekcji oraz siła procesów konwekcyjnych są związane z cyrkulacją cyklonalną, a najmniejsze – z antycyklonalną. Wykazano, że napływ mas powietrznych z sektora zachodniego i południowego skutkuje wzrostem chwiejności atmosfery oraz siły procesów konwekcyjnych, a adwekcja ze wschodu (zwłaszcza zimą) przyczynia się do zwiększenia stabilności atmosfery. Zwrócono uwagę na różnice wynikające z uwarunkowań fizycznogeograficznych, np. opóźnienie rocznego maksimum ilości energii potencjalnej dostępnej konwekcyjne na wybrzeżu Morza Bałtyckiego w porównaniu do obszarów śródlądowych. Potwierdzono postawioną hipotezę badawczą, udowadniając, że zarówno potencjał jak i siła konwekcji ulegały istotnym zmianom w zależności od składowej poziomej cyrkulacji atmosferycznej w warunkach termiki naniesionej.Convection is one of the most important processes shaping weather conditions. The goal of this dissertation was to determine the influence of the horizontal component of the atmospheric circulation on the development of the convection over Poland. The following hypothesis has been formulated: the horizontal component of the atmospheric circulation significantly influences the convection over Poland during the situation with advective thermals and that influence appears due to changes in strength and potential of convective processes. In researches conducted for the purpose of this dissertation various source materials regarding convection development and atmospheric circulation conditions were used. The character and strength of the convection were determined on the basis of the atmospheric soundings from 12 UTC, performed at eleven sounding stations (three Polish and eight foreign ones) in years 2000-2015. All values of seventeen convective indices, calculated from the sounding data were used, each of them containing information about different aspects of convection, i.e. its potential, strength, atmosphere buoyancy, the risk of convection-dependent severe weather phenomena or the possibility of convective precipitation. The horizontal component of atmospheric circulation has been determined on the basis of the sea level pressure acquired from the NCEP/NCAR reanalysis. The analysis of the spatial distribution and the variability of the convection during various circulation conditions was performed using authorial computer algorithms. Statistically significant changes in convection properties reflected by those convective indices related to the character of the atmospheric circulation, direction of the advection and circulation type were established. It has been concluded that the biggest potential of the convection development and the strength of the convection are related to the cyclonic circulation, while the smallest – to the anticyclonic circulation. It also has been demonstrated that the advection of the air masses from the western and southern quadrants results in increased buoyancy of the atmosphere and the strength of convective processes, while the advection from the East (especially in Winter) causes increased stability of the atmosphere. The differences caused by some physical-geographical factors have been noticed, i.e. delay in the annual maximum of the convective available potential energy at the shore of the Baltic Sea in comparison to the inland areas. The research hypothesis has been confirmed, proving that both the potential and strength of the convection were significantly modified by the horizontal component of the atmospheric circulation during the situation with advective thermals

The seasonal variability of the amount of global solar radiation reaching the ground in urban and rural areas on the example of Warsaw and Belsk

The aim of this paper is to determine the contemporary differences in the inflow of global solar radiation in Warsaw (urban station) and Belsk (rural station). The meteorological data used comprised daily sums of global solar radiation (in MJ•m−2) and the duration of sunshine (in hours) for the period 2008 2014. On clear days in spring and summer, the rural area receives more solar radiation in comparison to the urban area, whereas in autumn a reverse relationship occurs. On cloudy days in all seasons, the rural area receives more solar radiation than the urban area, and the relationship is the strongest in winter. Differences between urban and rural areas on cloudy days are smaller than those observed on clear days

How Covid-19 pandemic influenced air quality in Polish cities – lessons from three lockdowns

The aim of this study was to determine how COVID-19 pandemic influenced air quality in the chosen Polish cities. Data on nitrogen oxides, carbon monoxides, fine and coarse particulate matter concentrations from air quality monitoring stations was used to compare pollutants levels during the pandemic and in the 5-year pre-pandemic period. The impact of the pandemic on the air quality has been analysed using linear mixed effect models, adjusting for long-term, seasonal and weekly trends and meteorological conditions. Results showed that during the pandemic, until the second lockdown only nitrogen oxides levels were significantly reduced (up to 20%), while when again loosening restrictions the rebound effect led to 20-30% increase of all analysed pollutants