Czym są maksymalne przepływy i co mówią nam o zmianach klimatu?
Maksymalne przepływy – czyli najwyższe wartości przepływu, jakie notuje się na rzece w danej jednostce czasu (miesiącu, roku itd.) – to jedne z najważniejszych wskaźników naturalnej zmienności ilości wody w rzekach. To właśnie one mówią nam, kiedy rzeka wzbiera – w ekstremalnych przypadkach prowadząc do powodzi, czyli do sytuacji, kiedy woda staje się siłą, z którą człowiek musi się liczyć. Zmiana ich wielkości czy terminu występowania mogą być cennymi wskaźnikami zmieniającego się klimatu, ponieważ pokazują, jak system hydrologiczny reaguje na obserwowane zmiany temperatury powietrza czy zmiany we wzorcach opadów atmosferycznych w ciągu roku (np. związane z mniejszymi opadami śniegu zimą).
Od końca lat 80. XX wieku klimat w Polsce zaczął się zauważalnie ocieplać. Właśnie rok 1988 jest uznawany za symboliczny punkt zwrotny – moment, w którym wzrost temperatury powietrza przybrał bardziej trwały i wyraźny charakter. Ten rok przyjęto jako punkt wyjścia do badań zmian wielkości odpływów maksymalnych rzek – sprawdzono, czy zmieniające się średnie wartości klimatyczne wpłynęły na dynamikę ekstremalnych zjawisk hydrologicznych. Cieplejszy klimat (tj. coraz wyższe średnie temperatury powietrza w porównaniu z erą przedprzemysłową) oznacza nie tylko zmiany w tym, jak wyglądają poszczególne pory roku. Dla hydrologii oznacza to coś więcej: przesunięcie wezbrań z wiosny na zimę, zmniejszenie intensywności roztopów, częstsze i głębsze susze latem oraz gwałtowne opady, czasem bez odpowiedzi rzek, a czasem powodujące powodzie błyskawiczne. Nasze badania pokazują, że maksymalne przepływy w Polsce ulegają znaczącym zmianom – zarówno w czasie, jak i przestrzeni.
Co mówią dane? Maksymalne przepływy rzek w Polsce – wczoraj i dziś
Analizując dane z lat 1951–2020 z 148 wodowskazów zlokalizowanych na 97 rzekach w Polsce, zobaczyliśmy obraz, który trudno zignorować. Po roku 1988 – czyli w okresie coraz wyraźniejszego ocieplenia klimatu – maksymalne odpływy polskich rzek zaczęły się istotnie zmieniać. I choć zmiany te nie wszędzie przebiegały jednakowo, jedna tendencja była wyraźna: spadek wartości maksymalnych przepływów na znacznym obszarze kraju.
Spadki dominują
Prawie 90% rzek objętych badaniem wykazało tendencję malejącą w maksymalnych przepływach. Dotyczyło to szczególnie rzek centralnej i wschodniej Polski – takich jak Pilica, Narew czy Bug. W niektórych miejscach, zwłaszcza w sierpniu, maksymalne odpływy zmniejszyły się nawet o ponad 50% w porównaniu do wcześniejszych dekad.
Te spadki oznaczają, że wezbrania – czyli okresy, kiedy woda w rzece osiąga najwyższe poziomy – występują rzadziej lub są mniej intensywne. Choć może się to wydawać pozytywne z punktu widzenia ochrony przed powodzią, niesie to ze sobą także nowe zagrożenia – np. trudności w odbudowie zasobów wodnych po okresach suszy.
Górskie wyjątki
Nie wszędzie jednak obserwujemy spadki. W południowej Polsce – szczególnie w zlewniach karpackich rzek, takich jak Soła, Skawa, Raba czy Wisłoka – notowane były wzrosty maksymalnych przepływów, często w miesiącach jesiennych i zimowych. W niektórych miejscach, jak na Skawie czy Ropie, odpływ wzrósł po 1988 roku nawet o ponad 50%, a miejscami – dwukrotnie.
Podobne wzrosty obserwuje się też na północnym wschodzie Polski – m.in. w dorzeczu Biebrzy i Narwi – ale tylko zimą. To efekt łagodniejszych zim i coraz częstszych roztopów, które pojawiają się jeszcze zanim krajobraz pokryje się śniegiem na dobre. Coraz częściej notuje się również wzrost ilości opadów zimowych, które przybierają formę deszczu zamiast śniegu, co prowadzi do szybszego spływu wody i ogranicza możliwość jej retencji w postaci pokrywy śnieżnej.
Zmieniają się sezony
Kiedyś to wiosna była czasem największych wezbrań na większości rzek w Polsce – topniejący śnieg zasilał rzeki, powodując regularne wysokie przepływy. Dziś te wiosenne skoki odpływu są coraz słabsze. Najwięcej spadków maksymalnych wartości obserwujemy właśnie wiosną (marzec–maj) oraz latem (czerwiec–sierpień), szczególnie w centrum kraju.
Z kolei zimą maksymalne przepływy zaczynają rosnąć – szczególnie w górach i na północnym wschodzie. Odpływ jesienny również zyskuje na znaczeniu – wzrosty odpływów w tej porze roku są najbardziej widoczne właśnie w południowej Polsce.
Polska jako mozaika hydrologiczna
Nasze analizy pokazały, że Polska jest bardzo zróżnicowana pod względem reakcji rzek na zmiany klimatu. Dzięki analizie skupień (czyli grupowaniu rzek o podobnych wzorcach zmian), wyróżniliśmy osiem grup zlewni, które reagują podobnie (w obrębie danej grupy) – w części z nich np. roczne odpływy maksymalne są coraz niższe, w innych odpływy maksymalne mają specyficzne pory, w których przepływy zmieniły swoje wartości (urosły bądź zmalały).
Szczególnie interesujące są rzeki górskie, które – choć generalnie bardziej dynamiczne – coraz częściej notują gwałtowne przyrosty przepływu w dotychczas nietypowych miesiącach, np. wrześniu czy styczniu. A z drugiej strony – wiele rzek nizinnych w centrum kraju niemal całkowicie traci swój dawny rytm wezbrań.
Tekst powstał na podstawie artykułu „Maximum River Runoff In Poland Under Climate Warming Conditions” autorzy: Wiktoria Brzezińska i Dariusz Wrzesiński. Zainteresowanych szczegółami zapraszam do lektury całości pod adresem: LINK
