Jak zmienia się zima w Polsce?

Zima, obok lata, należy do pór roku budzących każdego roku nasze największe zainteresowanie. Jednym kojarzy się ona z wypoczynkiem, wyjazdami na narty, czy też świętami Bożego Narodzenia. Inni uważają ją za okres chłodów, który po prostu trzeba jakoś przetrwać, aby znów cieszyć się wiosennym słońcem. Z całą pewnością zima w naszej strefie klimatycznej ma istotne znaczenie dla funkcjonowania przyrody oraz dla rolnictwa.

Niezależnie od tego jak każdy z nas patrzy na zimę, z pewnością niemal wszyscy zauważamy, że zmienia się ona w ostatnich latach, szczególnie na terenach nizinnych naszego kraju. W pamięci mamy niejednokrotne piękne, wręcz malownicze zaśnieżone krajobrazy. Na zdjęciach i filmach z minionych lat utrwalono zimowe sceny miejskie – zaśnieżone drogi, samochody w zaspach śniegu i dzieci przedzierające się przez góry śniegu ze swoimi sankami. Tymczasem coraz więcej dzieci, które obecnie są w pierwszych klasach szkoły podstawowej traktują śnieg jako coś niezwykłego. Kiedy spadnie nawet niewielka jego ilość, niezależnie od pory dnia całe rodziny wychodzą na sanki, próbują lepić bałwany. Jest bardzo prawdopodobne, że to jedyna szansa na zabawy na śniegu w całym roku.

Bieżący rok pod względem zimowego wypoczynku, z racji ograniczeń związanych z epidemią, z pewnością będzie inny niż wszystkie. Warto jednak zastanowić się jak to tak naprawdę jest z naszą zimą, czy rzeczywiście ten czas w ostatnich latach wygląda inaczej? A może zmiany, o których tyle mówimy są wyłącznie naszym subiektywnym odczuciem? Czego możemy spodziewać się w przyszłości? Jakie będą konsekwencje zmian dla środowiska i naszej gospodarki?

Według kalendarza zima to okres od 21 grudnia do 20 marca. Okres ten jest zbliżony do tzw. zimy astronomicznej. Pod względem klimatologicznym za zimę uważa się okres, w którym średnia dobowa temperatura powietrza spada poniżej 0°C. Poprzedza ją przedzimie, w którym średnia dobowa temperatura powietrza waha się między 5 a 0°C. W tym samym przedziale mieszczą się temperatury w przedwiośniu następującym po zimie.

Jaka zatem jest typowa polska zima?

Z całą pewnością różna w różnych regionach naszego kraju. Zima klimatologiczna przeciętnie trwa od 10-40 dni nad morzem i na zachodzie kraju do 3-4 miesięcy na północnym wschodzie, a w Tatrach nawet do 6 miesięcy. Jest to typowy okres występowania niższych sum opadów, 2-3 razy niższych niż w okresie letnim. Opady śniegu w skali roku stanowią od 15 do 20% sumy opadów i występują zwykle od listopada do kwietnia, a w górach już we wrześniu. Liczba dni z pokrywą śnieżną zwiększa się z zachodu i południowego zachodu ku północnemu wschodowi Polski z 30-60 do 80-90 dni, a w górach wynosi nawet 200 dni (Strategiczny plan…, 2013).

O typowych, a więc normalnych warunkach dla danego miejsca mówią wartości średnie charakterystyk z kilkudziesięciu lat, czyli z tzw. wielolecia. Przyjmuje się, iż minimalnym okresem obserwacji, na podstawie którego można wnioskować o tzw. wartościach normalnych charakterystyk jest 30 lat. W poniższej tabeli zestawiono wartości średniej temperatury powietrza oraz miesięcznych sum opadów dla wybranych stacji Państwowej Służby Hydrologiczno-Meteorologicznej (PSHM).

Ubiegłoroczna zima znacząco odbiegała od charakterystyk typowych dla wielolecia

 Grudzień 2019 pod względem termicznym w całej Polsce był znacznie powyżej normy. Średnie odchylenie temperatury od normy z lat 1971-2000 wyniosło powyżej 2°C. Szczególnie znaczące odchylenie od wartości wieloletnich zanotowano na Suwalszczyźnie. Na północnym zachodzie, Pomorzu i w centrum kraju opady były niższe od przeciętnych. W północnej części Mazowsza wyniosły poniżej 50% normy. W Płocku opad miesięczny wyniósł zaledwie 16,9% normy. Na pozostałej części kraju miesięczne sumy opadów były zbliżone do średniej z wielolecia lub przekraczały wartości przeciętne (Biuletyn PSHM grudzień 2019, 2020).

Według Biuletynu PSHM ze stycznia 2020 roku, temperatura w styczniu 2020 roku była znacząco wyższa od przeciętnej – w Suwałkach o 5,3°C, w Zakopanem o 1,8°C, a w Ustce o 4,5°C. Temperatura minimalna wystąpiła na Kasprowym Wierchu i wyniosła -14,4°C. Pod względem opadów miesiąc ten był bardzo zróżnicowany. W północnej Polsce zanotowano przekroczenie normy wieloletniej (w Koszalinie 197,3% normy wieloletniej), natomiast na południu i południowym zachodzie miesięczna suma opadów była niższa od normy wieloletniej (w Legnicy zaledwie 32,3% normy). Uwagę zwraca fakt, iż na wielu stacjach PSHM nie zanotowano wystąpienia pokrywy śnieżnej lub też wystąpiła ona jedynie w pojedynczych dniach.

W lutym 2020 roku, podobnie jak w styczniu, pod względem termicznym zanotowano przewyższenie normy – w Sandomierzu o 5,4°C, a w Suwałkach, Wrocławiu, Raciborzu i Kłodzku o 5,1°C (Biuletyn PSHM luty 2020, 2020). Temperatura minimalna wystąpiła na Kasprowym Wierchu i wyniosła -15,1°C. Pod względem opadów miesiąc ten można uznać za bardzo wilgotny. Najwyższy opad w odniesieniu do normy odnotowano w Poznaniu (279,5% normy). Najwyższa miesięczna suma opadów została zanotowana na stacji w Lęborku (100,3 mm, czyli 272,6% normy), a najniższa w Gdańsku (23,4 mm, czyli 104,0% normy).

Przeciętne temperatury z wielolecia zostały również przewyższone na obszarze całej Polski w marcu 2020 roku, w największym stopniu na Suwalszczyźnie i Lubelszczyźnie. W Suwałkach średnia miesięczna temperatura powietrza była wyższa od normy o 2,6°C. Pod względem opadów miesiąc ten miał zróżnicowany charakter. W okolicach Lęborka oraz na wschodniej Lubelszczyźnie był wilgotny lub bardzo wilgotny. Na pozostałej części Lubelszczyzny, Pomorzu Wschodnim, Warmii oraz w Bieszczadach był w normie. Na pozostałym obszarze kraju było sucho lub bardzo sucho, a na Mazowszu, w centrum kraju, Klielecczyźnie, w Małopolsce i na Dolnym Śląsku skrajnie sucho (Biuletyn PSHM marzec 2020, 2020). Zgodnie z danymi PSHM najwyższą sumę opadów zanotowano w Lęborku (55,5mm, czyli 126,4% normy), a najniższą w Kielcach (11,5 mm, czyli 28,5% normy).

Wcześniejsze zimy

Zima 2018/2019 pod względem termicznym na przeważającym obszarze kraju przez autorów Biuletynu PSHM rok 2019 (2020) została określona jako lekko ciepła (wschodnia część Polski) i ciepła (zachodnia część Polski). Temperatura w normie wystąpiła na terenach górskich. Opady atmosferyczne przekraczały przeciętne w wieloleciu w styczniu i marcu. Ogólnie w okresie zimowym wyniosły one 123% normy z lat 1971-2000. Uwagę zwraca natomiast zdecydowanie krótszy okres zalegania pokrywy śnieżnej w porównaniu do powyższego wielolecia. W górach był on nieznacznie krótszy – na Kasprowym Wierchu 88% normy, na Śnieżce 86% normy. Na zdecydowanej większości kraju był jednak znacznie krótszy i wynosił od 20 do 86% normy.

Zima 2017/2018 pod względem termicznym mieściła się w granicach normy, szczególnie w północno-wschodniej części kraju. W Polsce południowo-wschodniej autorzy Biuletynu PSHM rok 2018 (2019) określili ją jako lekko ciepłą. Opady średnio w kraju wyniosły w tym okresie 87% normy, szczególnie niskie były w lutym 2018 roku, kiedy stanowiły zaledwie nieco ponad 40% normy. Również pokrywa śnieżna zalegała zdecydowanie krócej niż przeciętnie w okresie 1971-2000. Przykładowo we Wrocławiu śnieg zalegał przez 6 dni, co stanowiło zaledwie 15% normy wieloletniej.

Zima 2016/2017 pod względem termicznym była zbliżona do normy. W rejonie Zatoki Gdańskiej można ją określić jako lekko ciepłą. Na południe od linii Legnica-Opole-Częstochowa-Rzeszów była ona lekko chłodna, a w górach lokalnie chłodna. Styczeń 2017 roku odznaczał się bardzo niskimi opadami, wynoszącymi średnio w kraju około 57% normy. W Krakowie miesięczna suma opadów wyniosła zaledwie 7,2 mm, co stanowi 21% normy z lat 1971-2000. W skali całego okresu zimowego 2016/2017 wysokość opadów atmosferycznych należy jednak uznać za typową, zbliżoną do normy z wielolecia. Również podczas tej zimy, poza obszarami górskimi, na wielu stacjach okres występowania pokrywy śnieżnej był znacznie krótszy od normalnego – w Poznaniu czy Ustne wyniósł ona zaledwie 33% normy (Biuletyn PSHM rok 2017, 2018).

Oczywiście dane z kilku zaledwie lat nie są jeszcze dowodem na zmiany klimatu, zmiany, które mogłyby mieć wpływ na środowisko i gospodarkę człowieka w dłuższym horyzoncie czasowym. Niezbędna jest analiza danych ze znacznie dłuższego okresu. Autorzy Strategicznego planu… (2013) wskazują, iż dwa ostatnie dziesięciolecia XX wieku i pierwsza dekada XXI w. są najcieplejszymi w historii instrumentalnych pomiarów i obserwacji w Polsce. Obserwowany jest wzrost temperatury powietrza, zdecydowanie najsilniejszy w porze zimowej. Sumy roczne opadów nie uległy istotnym zmianom w skali kraju. Tendencje spadkowe stwierdzono na obszarze północno-wschodniej Polski oraz w rejonie Doliny Środkowej Odry. Na pozostałym obszarze kraju trend ten był rosnący. Na większości obszaru Polski stwierdzono tendencje spadkowe liczby dni mroźnych i bardzo mroźnych. Niewielkie wzrosty zaznaczyły się wyłącznie w obszarach górskich i w południowo-zachodniej części Polski.

Wyniki badań przedstawione przez M.Szed i in. (2017) wskazują, iż średnia grubość pokrywy śnieżnej w zimie w okresie 1952-1990 w Polsce wahała się od 2,5 do 12,9 cm, natomiast w okresie 1991-2013 była mniejsza i wynosiła od 1,7 do 9,7 cm (powyższe charakterystyki nie odnoszą się do obszarów górskich). Najniższa średnia grubość pokrywy śnieżnej jest typowa dla zachodniej części nizinnej Polski, zaś najwyższa dla północno-wschodniej części kraju. Autorzy podkreślają jednak, iż dla większości kraju w latach 1952-2013 nie wykryto znaczącej tendencji na poziomie 5%. Drugim istotnym parametrem odnoszącym się do pokrywy śnieżnej jest czas jej występowania. Średnia liczba dni z pokrywą śnieżną wzrasta generalnie z zachodu na wschód. Średnio podczas zimy w okresie 1952-1990 wahała się od 34 dni (Słubice) do 69 dni (Suwałki). Średnio dla Polski wyniosła 49 dni. Stwierdzono zmniejszanie się w czasie średniej liczby dni z pokrywą śnieżną. W latach 1991-2013 pokrywa śnieżna zalegała średnio od 23 do 61 dni, a średni czas jej występowania w Polsce wyniósł 44 dni. Również w tym przypadku autorzy podkreślają, iż dla większości kraju stwierdzone zmiany nie są istotne na poziomie 5%.

Czy przyszłe zimy będą cieplejsze? Na jaki kierunek wskazują scenariusze zmian klimatu?

 Na wstępie należy wyraźnie zaznaczyć, iż nie są one jednoznaczne. Wszystko zależy bowiem od przyjętego scenariusza rozwoju gospodarczego, obniżania emisji.

Analizując problem w większej skali, należy zauważyć, iż klimat Europy ociepla się szybciej niż średnio na całej Ziemi. Szczególnie intensywnie proces ten następuje na Półwyspie Iberyjskim oraz w centralnej i północno-wschodniej części kontynentu, w tym w górskich regionach południowej Skandynawii. Prognozy EURO-CORDEX wskazują, iż temperatura w Europie w bieżącym wieku będzie nadal rosła w tempie większym od średniej światowej. Przewiduje się, iż w porównaniu do okresu 1971-2000 w różnych regionach wzrośnie o 1,4-4,2°C w scenariuszu RCP4.5 oraz 2,7 do 6.2°C w scenariuszu RCP8.5 (Global and European temperatures, 2020; Jacob D. i in., 2014).

Prognozy zawarte w Strategicznym planie… (2013) wskazują na stopniowy niewielki wzrost średniej rocznej temperatury powietrza do roku 2030. Wzrost ten powinien być nieco większy w okresach zimowych. Prognozuje się na niewielkie tendencje malejącej liczby dni z pokrywą śnieżną. Długość jej zalegania w połowie XXI w. będzie średnio o 28 dni krótsza w odniesieniu do okresu 1971-2000. Autorzy dokumentu podkreślają, iż możliwe są duże wahania liczby dni z pokrywą śnieżną pomiędzy kolejnymi sezonami zimowymi.

Projekcje klimatyczne dla Polski

W ramach realizowanego obecnie projektu KLIMADA 2.0 opracowano projekcje klimatyczne dla Polski. Dostępne są one bezpłatnie dla każdego zainteresowanego pod adresem: https://klimada2.ios.gov.pl/klimat-scenariusze/. Możliwy jest przegląd prognozowanych wartości takich charakterystyk jak np. temperatura czy opad w dziesięcioleciach z okresu 2021-2095 przy założeniu jednego z dwóch scenariuszy:

• RCP 4.5[1]: scenariusz zakładający wprowadzenie nowych technologii dla uzyskania wyższej niż obecnie redukcji emisji gazów cieplarnianych i osiągnięcie w 2100 roku koncentracji CO₂ nie przekraczającej 540 ppm (względem 410 ppm w 2020 roku) oraz wymuszenia radiacyjnego 4,5 W/m²;
• RCP 8.5: scenariusz zakładający utrzymanie aktualnego tempa wzrostu emisji gazów cieplarnianych i osiągnięcie w 2100 roku koncentracji CO₂ na poziomie 940 ppm (względem 410 ppm w 2020 roku) oraz wymuszenia radiacyjnego 8,5 W/m², nazywany „business as usual”.

Poniżej zaprezentowano wartości uśrednione wybranych charakterystyk dla obszaru całego kraju. Wskazują one na wzrost temperatury powietrza atmosferycznego (rys. 1, rys. 2), oczywiście wyższy w przypadku scenariusza RCP 8.5. Co ważne, prognozy wskazują, iż wzrost temperatury w miesiącach zimowych będzie większy niż w pozostałych miesiącach w ciągu roku. W przypadku obu scenariuszy intensywność wzrostu temperatury powietrza rośnie z zachodu na wschód kraju (KLIMADA 2.0). Ten sam kierunek intensywności zmian jest typowy dla większości Europy (Projected changes…, 2018).

Prognozy wskazują na niewielki wzrost miesięcznych sum opadów (rys. 3, rys. 4). W przypadku scenariusza RCP4.5 największy wzrost na koniec bieżącego wieku w okresie zimowym prognozowany jest we wschodniej części kraju. Scenariusz RCP8.5 wskazuje natomiast na największy wzrost sum opadów na południu, wschodzie i północy Polski, a najmniejszy w centralnej części kraju (KLIMADA 2.0). Należy podkreślić, iż wzrostu sum opadów w okresie zimowym nie należy utożsamiać ze wzrostem opadów śniegu. Prognozy dotyczące śniegu na wspomnianym wcześniej portalu projektu KLIMADA 2.0 zostaną zamieszczone w późniejszym czasie.

Prognozy grubości pokrywy śnieżnej przedstawione przez Mezghani A. i in. (2017) wskazują na spodziewane zmniejszenie maksymalnej grubości pokrywy śnieżnej. Zmiana maksymalnej grubości pokrywy śnieżnej ma wynosić około -15% dla RCP4.5 i -20% dla RCP8.5 w horyzoncie czasowym 2021-2050 w odniesieniu do okresu 1971-2000. W horyzoncie czasowym 2071-2100 spodziewane redukcje są dwukrotnie większe. W horyzoncie czasowym 2071-2100 wg RCP8.5 przewiduje się redukcję do -40% w odniesieniu do okresu 1971-2000. Autorzy badań wskazują, iż zmiany wystąpią na większości obszaru kraju, jednak mniej wyraźne będą one w centralnej części Polski.

Konsekwencje zmian

Zachodzące i prognozowane zmiany z pewnością będą miały konsekwencje dla środowiska i gospodarki. Wzrost średniej temperatury powietrza wiąże się m.in. ze spadkiem liczby dni z temperaturą ujemną. Wydłuży się okres wegetacyjny. Jego wcześniejsze rozpoczęcie będzie się jednak wiązało z wyższym zagrożeniem upraw związanym z występowaniem wiosennych przymrozków. Wzrost temperatury w okresie zimowym będzie miał również pozytywne konsekwencje. Pozwoli na spadek zapotrzebowania na energię elektryczną i ciepło do ogrzewania budynków, a tym samym możliwe będzie obniżenie emisji CO₂. Obniżą się również koszty związane z zimowym utrzymaniem dróg. Co więcej, ograniczenie wykorzystania soli do utrzymania dróg obniży negatywny ich negatywny wpływ na gleby i wody.

Prognozowane łagodniejsze zimy będą miały liczne konsekwencje dla środowiska. Panujące warunki pozwolą wielu gatunkom roślin i zwierząt łatwiej przetrwać okres chłodny. Niestety wśród tych gatunków będą również szkodniki, insekty i różne gatunki przenoszące groźne choroby. Panujące warunki mogą również sprzyjać rozwojowi wielu gatunków inwazyjnych.

Pokrywa śnieżna stanowi bardzo istotny magazyn wody. Zmniejszenie jej grubości oraz czasu występowania będzie miało niebagatelny wpływ na zasoby wodne. Śnieg, topiąc się na wiosnę pozwala na stopniowe przenikanie wody w głąb ziemi dzięki czemu zasilane są wody podziemne. W przypadku braku śniegu woda opadowa w szybkim czasie spływa po powierzchni do najbliższych rzek i dalej odprowadzana jest do morza. Na przyśpieszenie spływu powierzchniowego w okresie zimowym dodatkowo wpływa brak roślinności. Konsekwencją ograniczonego zasilania wód podziemnych w okresie wiosennym są występujące w późniejszym czasie niskie stany wody w rzekach, częściej pojawiająca się i dłużej utrzymująca susza.

Wpływ braku lub znaczącego ograniczenia pokrywy śnieżnej na wilgotność gleby mogliśmy zaobserwować zimą i wiosną 2020 roku w Dolinie Biebrzy. Tak typowe dla tego regionu wiosenne rozlewiska były bardzo ograniczone. W efekcie nastąpiło obniżenie wilgotności gleby, co z pewnością ułatwiło rozprzestrzenianie się późniejszego pożaru na tym terenie. Przesuszenie gleby wpływa na pogorszenie jej struktury oraz kondycji ekosystemów. Negatywnie oddziałuje na środowisko, a także na rolnictwo.

Łagodniejsze zimy wiążą się z mniejszym prawdopodobieństwem wystąpienia powodzi zatorowych i roztopowych oraz strat z nimi związanych.

Zmiany warunków klimatycznych będą również miały wpływ na zimową turystykę górską. Krótszy okres zalegania pokrywy śnieżnej spowoduje wzrost kosztów związanych z utrzymaniem stoków (m.in. koszty sztucznego naśnieżania). Należy się również spodziewać skrócenia sezonu narciarskiego.

Każda zmiana w środowisku ma swoje liczne konsekwencje, niejednokrotnie o niektórych z nich dowiadujemy się dopiero po jakimś czasie. Z tego względu tak ważne jest odpowiedzialne korzystanie ze środowiska i jego zasobów. Zmian, które zostały już zapoczątkowane nie da się nagle zatrzymać. Nasze zachowania w skali ludzkości, kraju, miasta, ale również jednostki mogą jednak pozwolić na ograniczenie zachodzących zmian w przyszłości. Warto o tym pamiętać. Działania, zachowania i decyzje podejmowane przez każdego z nas mają znaczenie.

Autor tekstu:

Michał Marcinkowski
Instytut Ochrony Środowiska
Państwowy Instytut Badawczy

Poznaj scenariusze klimatyczne dla Polski opracowane przez zespół Klimada 2.0.
Wejdź >>

[1] Representative Concentration Pathways

Literatura:

Biuletyn Państwowej Służby Hydrologiczno-Meteorologicznej Rok 2019, 2020. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa.
Biuletyn Państwowej Służby Hydrologiczno-Meteorologicznej Rok 2018, 2019. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa.
Biuletyn Państwowej Służby Hydrologiczno-Meteorologicznej Rok 2017, 2018. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa.
Biuletyn Państwowej Służby Hydrologiczno-Meteorologicznej grudzień 2019, 2020. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa.
Biuletyn Państwowej Służby Hydrologiczno-Meteorologicznej styczeń 2020, 2020. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa.
Biuletyn Państwowej Służby Hydrologiczno-Meteorologicznej luty 2020, 2020. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa.
Biuletyn Państwowej Służby Hydrologiczno-Meteorologicznej marzec 2020, 2020. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa.
Strategiczny plan adaptacji dla sektorów i obszarów wrażliwych na zmiany klimatu do roku 2020 z perspektywą do roku 2030, 2013. Ministerstwo Środowiska, Warszawa.
KLIMADA 2.0. – Klimat scenariusze, strona internetowa Projektu (https://klimada2.ios.gov.pl/klimat-scenariusze/) (aktualność: 31.12.2020).
Projected changes in annual, summer and winter temperature, 2018. European Environmental Agency (https://www.eea.europa.eu/data-and-maps/figures/projected-changes-in-annual-summer-1).
Global and European temperatures, 2020. European Environmental Agency (https://www.eea.europa.eu/data-and-maps/indicators/global-and-european-temperature-10/assessment).
Jacob D. i in., 2014, EURO-CORDEX: new high-resolution climate change projections for European impact research. Regional Environmental Change 14.
Szwed M., Pińskwar I., Kundzewicz Z.W., Graczyk D., Mezghani A., 2017, Zmiany pokrywy śnieżnej. [W:] Zbigniew W.Kundzewicz, Øystein Hov, Tomasz Okruszko (red.), Zmiany Klimatu i ich wpływ na wybrane sektory w Polsce. Poznań.
Mezghani A., Parding K. M., Dobler A., Benestad R. E., Haugen J.E., Piniewski M., 2017, Projekcje zmian temperatury, opadów i pokrywy śnieżnej w Polskce. [W:] Zbigniew W.Kundzewicz, Øystein Hov, Tomasz Okruszko (red.), Zmiany Klimatu i ich wpływ na wybrane sektory w Polsce. Poznań.