Wysychająca Polska – zmiana bilansu opad-parowanie.

Zmiana klimatu powoduje wzrost średniej temperatury globu. Również średnie temperatury w Polsce mają trend wzrostowy. Wielokrotnie w tekstach i wypowiedziach powtarzałem, że rosnące temperatury to większe parowanie wody, co jest jedną z przyczyn coraz częstszych i intensywniejszych susz. W tym roku ukazała się publikacja „Atlas Klimatu Polski 1991-2020”, która pokazuje te zmiany w konkretnych liczbach. Do tego ukazały się dwie publikacje w czasopismach naukowych, które pokazują zmianę bilansu opad-parowanie. Jak zestawimy ze sobą informacje z tych źródeł to dostajemy odpowiedź, czemu od co najmniej 7 lat męczy nas susza.

Pytanie o skutki zmiany klimatu było jednym z pytań badania ankietowego, o którym pisałem w Czy młodzi czują klimat? Świadomość młodych mieszkańców powiatu tarnogórskiego. Wśród odpowiedzi były m.in. ocieplenie się klimatu i susze. Poniższy tekst dotyczy opadów i parowania, czyli dwóch elementów obiegu wody, które są powiązane ze zmianą klimatu. Data publikacji tekstu nie jest przypadkowa. 31 października to sylwester roku hydrologicznego w Polsce. Od 1 listopada mamy nowy rok hydrologiczny 2023 – teoretycznie od listopada zasoby wody powinny się odbudowywać – mniejsze parowanie, opady śniegu powoli wsiąkające w glebę. Niestety od kilku lat nie odnawiają się w wystarczającym stopniu.

W mediach społecznościowych czy w wypowiedziach osób publicznych można spotkać się z komentarzami w stylu „gdzie to globalne ocieplenie, przecież miesiącu XXX jest zimno”. Tak mogą się trafiać okresy zimne, ale to średnie wieloletnie czy linie trendów zmian pokazują, że te pojedyncze chłodniejsze miesiące niejako spowalniają tempo wzrostu. To trochę tak, jak wyjście z psem na spacer, gdzie mamy ustaloną trasę. My (czyli trend zmian temperatury), idziemy od punktu A do B, a w tym czasie pies (chwilowe temperatury poszczególnych dni, tygodniu czy miesięcy) lata na prawo i lewo od naszej głównej trasy (wahnięcia cieplejszych i zimniejszych okresów w odniesieniu do średniej wieloletniej). Gdyby te wahnięcia były w równej liczbie w skali wielolecia to linia trendu byłaby równoległa do osi daty na wykresach, ale w wyniku zmiany klimatu wahnięć powyżej normy, mamy więcej niż tych poniżej normy. Nasze subiektywne odczucia temperatury oraz naturalna zmienność warunków wynikająca z położenia Polski jeszcze bardziej utrudniają realną ocenę sytuacji. Tym, bardziej, że jak podaje Ewa Bednorz w przedmowie i we wstępie opracowania Atlas Klimatu Polski:

„Znaczącą cechą klimatu Polski – podobnie jak całej części Europy, do której należymy – jest zmienność w wymiarze czasowym, wyrażająca się w różnych skalach. Obserwuje się mianowicie duże wahania średnich wartości elementów meteorologicznych z roku na rok, występuje istotna zmienność w obrębie roku z sezonu na sezon (dla wielu elementów mająca charakter cykliczny), oraz – w mniejszej skali czasowej – zmienność warunków pogodowych z dnia na dzień. […]

Za sprawą istotnej cechy klimatu Polski, jaką jest jego zmienność, skrajne wartości temperatury odnotowane w minionym trzydziestoleciu na uwzględnionych w opracowaniu stacjach synoptycznych różniły się o ponad 70°C (od –32,1 do 39,5°C).”

W opracowaniu tym widać jakie zmiany zaszły pomiędzy dwoma następującymi po sobie okresami trzydziestoletnimi. Poniższa tabela pokazuje dane klimatyczne dla kilku stacji. Średnie temperatury roczne, w poszczególnych porach roku oraz liczba dni upalnych (temp. > 30 °C) mają wartości większe w nowej 30-stolatce (1991-2020) w porównaniu do starej 30-stolatki (1961-1990). Jednocześnie mamy mniej dni bardzo mroźnych (temp. < -10 °C) i liczbę dni z pokrywą śnieżną. W przypadku opadów deszczu średnioroczny opad był w nowej 30 większy na 4 stacjach (Świnoujście, Suwałki, Poznań i Warszawa), mniejszy we Wrocławiu i prawie bez zmiany w Krakowie. Konkretne liczby w tabeli.

Właściwie na tej tabeli można by zakończyć, bo pokazuje jak na przestrzeni 60 lat zmienił się klimat Polski, ale ostatnie 10 lat jest na skraju tych zmian i jeśli trend się utrzyma, a wszystko na to wskazuje, to kolejna 30-stolatka będzie kontynuowała widoczny w tej tabeli trend. Poniżej przytaczam kilka wodnych map z tego opracowania, żeby uzmysłowić Wam, co działo się w ostatnich 10 latach, bo jak wskazuje Ewa Bednorz w na końcu wprowadzenia:

„W dobie dynamicznych zmian klimatycznych nowo utworzone historyczne mapy klimatu mogą stać się nieaktualne już w krótkiej perspektywie czasowej.”

Zacznijmy od podstawowej mapy, czyli średnia suma opadów. W skali całego kraju jest to 678,6 mm (czyli litrów na m² na rok). Tradycyjnie centralna Polska (woj. Wielkopolskie i pogranicze Łódzkiego z Kujawsko-Pomorskim) to sumy opadów poniżej 550 mm.

Na kolejnych mapach mamy przykład czterech lat wilgotnych i czterech suchych. Warto zwrócić uwagę, że ostatni równomiernie mokry rok to 2010 (875 mm), bo w skali kraju 2017 też był wilgotny, ale głównie na północy kraju, gdzie średnia wieloletnia to 600 mm, a w 2017 spadło 800 mm. Polska centralna to tylko, albo aż od 50 do 100 mm powyżej normy.

Zaskakująca dla mnie była mapa z średnią roczną liczbą dni z opadem. W ostatnim 30-stoleciu w Polsce padało średnio 172 dnia w roku – czyli prawie co drugi dzień. A teraz sięgnijcie pamięcią wstecz – czy kojarzycie, aby w ostatnich 10 latach padało tak często? Średnio co drugi dzień?

Równie zaskakująca dla niektórych będzie kolejna mapa pokazująca liczbę dni z pokrywą śnieżną. Okazuje się, że w okresie 1991-2020 mieliśmy w Polsce średnio 59 dni – dwa miesiące lepienia bałwanów – i tu znów zadam Wam pytanie, pamiętacie kiedy ostatni raz była taka zima? Moja pamięć podpowiada mi, że była to zima 2012/2013 i jak przeczytamy w publikacji, była to zima „w długim sezonie śnieżnym” – wtedy średnia krajowa wyniosła 95,5 dnia. Dalej mamy cztery mapy z „krótkim sezonem śnieżnym”. Trzy z nich to zimy z ostatniego 10-ciolecia: pamiętna na nizinach zima bez śniegu 2019/2020 – średnia liczba dni 18,4 za sprawą śniegu w górach; zima 2015/2016 ze średnią 32,4 dnia oraz zima 2013/2014 ze średnią 32,2 dnia. Ostatnia mapa to zima 2006/2007 ze średnią 30 dniu.

W całym opracowaniu i zamieszczonych w nim mapach można znaleźć wiele ciekawych informacji. Mnie zainteresowały m.in. daty początku termicznego lata i termicznej zimy. Termiczne lato zaczyna się na przełomie maja i czerwca dla przeważającego obszaru kraju. Natomiast termiczna zima zaczyna się po 30 grudnia ok. 1/3 części kraju, głównie zachodnia część (mniej więcej na linii Trójmiasto-Poznań-Gliwice). To tyle wodnych ciekawostek z najnowszego Atlasu Klimatu Polski za lata 1991-2020 – zachęcam to przejrzenia całości – link na końcu tekstu.

W powyżej przytoczonym opracowaniu mamy informację o rosnących temperaturach i o charakterystyce opadów. Jednak, gdy rozpatrujemy bilans wodny kraju czy jego regionu trzeba wziąć pod uwagę największe źródło strat wody jakim jest parowanie (około 60% rozchodu). W dobie zmiany klimatu i rosnących temperatur intuicyjnie powiemy, że straty te będą większe.

Patrząc na bilans wodny Polski oraz rozwój suszy, w pierwszej kolejność pod uwagę trzeba brać dwa elementy: opad i parowanie. Na tych dwóch składowych bazują różne wskaźniki, ale niezależnie którego użyjemy, pokazują one ile wody ma szansę zostać w krajobrazie, m.in. od tego bilansu zależy rozwój suszy rolniczej, hydrologicznej i hydrogeologicznej. I tu sięgniemy po wspomniane we wstępie publikacje naukowe. Z danych przeanalizowanych przez Urszulę Somorowską z Uniwersytetu Warszawskiego jasno wynika, że mamy rosnący trend wartości parowania. Gdy połączymy to z informacją o w miarę stałej wartości średniorocznych opadów to widać, że już na tym etapie bilansu woda nam ucieka. A żeby mieś pełniejszy obraz sytuacji przytoczę Wam informacje z publikacji prof. Somorowskiej.

W całym okresie 1980-2020 mamy wzrost parowania o 1,36 mm na rok – czyli na przestrzeni analizowanych 40 lat ucieka nam do powietrza o 54,4 litra z metra kwadratowego więcej. Mokre lata, które trafiły się po 2007 nie uzupełniały nam wystarczająco wcześniej zbudowanego deficytu. Jak wskazuje autorka lata w latach 2010 i 2017 bilans opad-parowanie był na poziomie odpowiednio 50% i 56% (czyli taka wartość opadów w Polsce wróciła do atmosfery w procesie parowania). Natomiast w latach określanych jako suche bilans ten wynosił 84% dla roku 2015 i 87% dla 2018.

To jest klimatyczna przyczyny trwającej od wielu lat suszy, która jest potęgowana przez to co robimy z wodą opadową na powierzchni – m.in. podejście z chmury do rury pogarsza nam ten bilans. Więcej o tym pisałem tutaj: Betonoza a powodzie miejskie – studium przypadku.

Dodatkowo trzeba jeszcze pamiętać o rozkładzie opadów w poszczególnych dniach roku. Bo jeden nawalny opad w czasie, którego spada 50% lub więcej miesięcznego opadu, jest trudny do zatrzymania w krajobrazie, powoduje lokalne podtopienia (tzw. powódź opadowa) i jednocześnie nie rozwiązuje problemu suszy. To tak jakbyśmy przez kilkanaście dni nie podlewali domowej rośliny w doniczce wielkości kubka, a później wylali na nią wiadro wody – parapet zalany, a roślina ma wodę tylko na kilka kolejnych dni. Ten temat szerzej opisywałem tutaj: O suszy na koniec roku hydrologicznego 2021

Tekst powstał w ramach współpracy z Fundacją Veolia Polska przy programie Akademia Wodna.

Więcej o programie na stronie https://countryfundacja.veolia.acsitefactory.com/aktualnosci/akademia-wodna

Spis literatury

Atlas klimatu Polski (1991–2020) Redakcja naukowa: Arkadiusz M. Tomczyk, Ewa Bednorz – link do pliku pdf – https://repozytorium.amu.edu.pl/bitstream/10593/26990/1/atlas-klimatu-polski-1991-2020.pdf. 

Somorowska, U. Amplified signals of soil moisture and evaporative stresses across Poland in the twenty-first century,
Science of The Total Environment, Volume 812, 2022, 151465, ISSN 0048-9697, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.151465.

Somorowska, U. Changes in Terrestrial Evaporation across Poland over the Past Four Decades Dominated by Increases in Summer Months. Resources 2022, 11, 6. https://doi.org/10.3390/resources11010006