NCU News
Natural sciences
Kroniki i drzewa opowiedziały o suszach w Polsce
Naukowcy z UMK znaleźli związek między suszami a niskim przyrostem pierścieni rocznych w drzewach. Dane dendrochronologiczne zestawili z zapiskami kronikarskimi oraz pomiarami opadów i opisali susze występujące w Polsce od początków państwa do 2015 r.
Historycy odnaleźli w kronikach zapisy o ponad 100 suszach w Polsce w latach 1451- 1800, w tym o 17 tzw. mega suszach. Naukowcy porównali je z danymi dendrochronologicznymi. – Te informacje mieliśmy właściwie od końca X w. do 2015 r. – mówi prof. dr hab. Rajmund Przybylak z Wydziału Nauk o Ziemi i Gospodarki Przestrzennej UMK, reprezentujący także powstałe na UMK w grudniu 2019 r. Centrum Badań Zmian Klimatu. – Natomiast z ostatnich 200 lat mamy już dokładne pomiary opadów atmosferycznych. Największy problem jest z dokumentacją z pierwszej połowy XVII w., bo przez burzliwą historię naszego kraju, głównie w czasie tzw. potopu szwedzkiego, jej większość została zagubiona, zniszczona lub wywieziona.
Naukowcy podkreślają, że w tego typu pracy najlepiej połączyć dane z kilku źródeł. Najbardziej wiarygodne są te instrumentalne. – Jesteśmy w dobrej sytuacji, bo w Polsce mamy ponad 200-letnie ciągłe pomiary opadów z niektórych stacji (Wrocław, Kraków, Warszawa), a dla Gdańska mamy serię aż od 1739 r. (jednak z przerwą od 1786-1850), więc z niej także skorzystaliśmy – tłumaczy prof. Przybylak. – Te pomiary porównaliśmy z danymi pośrednimi, czyli historycznymi i dendrochronologicznymi. Jeżeli mamy dane instrumentalne, to możemy kalibrować dane pośrednie, ustalić związek statystyczny. Jeżeli się to uda, za pomocą tego związku odtwarzamy klimat, jaki panował wcześniej, tj. przed rozpoczęciem pomiarów instrumentalnych.
To był wskaźnik dodatkowy, ale zbadany, nie wyssany z palca, bo pokrywał nam się z suszami stwierdzonymi na podstawie danych historycznych i pomiarów opadów – zapewnia klimatolog.
Brzmi skomplikowanie, ale inaczej zbadać minionych susz się nie da, bo najstarsze zapiski prezentujące ilość opadów zmierzonych za pomocą deszczomierzy sięgają końca pierwszej połowy XVIII w., a same dane pośrednie są często obarczone marginesem błędu. Na przyrost roczny pierścieni drzew oprócz deszczu ma też wpływ temperatura i inne czynniki nieklimatyczne. Jak tłumaczy prof. Przybylak, temperatura w Polsce nizinnej najbardziej istotnie wpływa na wzrost drzew na przełomie zimy i wiosny. Dopiero w półroczu ciepłym, rozpoczynającym się w maju, największą rolę zaczynają odgrywać opady. Tak jest na nizinach, bo w górach, gdzie ze względu na wysokość jest chłodniej, na przyrost roczny drzew wpływ ma głównie temperatura lata. - To był wskaźnik dodatkowy, ale zbadany, nie wyssany z palca, bo pokrywał nam się z suszami stwierdzonymi na podstawie danych historycznych i pomiarów opadów – zapewnia klimatolog.
Tak jak nie da się korzystać jedynie z danych dendrochronologicznych, tak też w pracach poświęconych minionemu klimatowi nie można się opierać wyłącznie na kronikach. Źródła historyczne również nie zawsze są dokładne. Historycy mają swoje metody, by odróżnić te z pierwszej ręki od tych z drugiej czy trzeciej. Lepiej więc mieć kilka metod badawczych, a jeśli dwie lub trzy z nich wskazują w danym roku suszę, mamy większą pewność, że ta susza w tym roku rzeczywiście wystąpiła.
Naukowcy najwięcej susz wykryli na Pomorzu i Śląsku, bo stamtąd mieli najwięcej danych. Przyznają, że czasem trzeba generalizować i założyć, że jeśli mieliśmy suszę w dwóch odległych od siebie regionach, takich jak Pomorze i Śląsk, to jest duże prawdopodobieństwo, że występowała ona na całym obszarze Polski. Badacze podkreślają, że zajmowali się Polską we współczesnych granicach, bo te historyczne w ciągu wieków bardzo często się zmieniały.
Badania pokazały, że w Polsce mieliśmy wyraźnie więcej susz w drugich połowach XVII i XVIII w. niż w pozostałych okresach, np. w poprzednim XVI i końcówce XV w. W latach 1722 – 2015 były to susze głównie zimowe, natomiast dokumenty historyczne z okresu 1451- 1800 o suszach w tej porze roku rzadko wspominają. - Tak nam wyszło z analizy standaryzowanego wskaźnika opadowego obliczonego dla ośmiu wieloletnich serii opadowych z Polski – wyjaśnia prof. Przybylak. – Wcześniej kronikarze, tak jak obecnie dziennikarze, opisywali najczęściej sytuacje ekstremalne, nikt nie odnotowywał tego, co było zbliżone do normy. Kronikarze czasami pisali, że danego roku było mało śniegu, ale głównie skupiali się na lecie, że było sucho i mało urosło.
Zwracali uwagę bardziej na aspekt ekonomiczny, ekonomiczno-społeczny niż klimatyczny. Bo śnieg oprócz wykorzystania w transporcie nie miał większego znaczenia, to że go mało napadało, większości ludzi nie przeszkadzało.
Były jednak też takie zapiski jak wojewody Jana Antoniego Chrapowickiego, który w drugiej połowie XVII w. przez 30 lat prowadził codzienne wizualne obserwacje pogody i zapisywał je w swoim diariuszu, czy Gottfrieda Reygera, który zaczął notować swoje spostrzeżenia w Gdańsku już jako 17-letni chłopak w 1721 r. i prowadził zapiski do śmierci w 1786 r. – mówi prof. Przybylak. - Praca, którą wykonujemy dotycząca tworzenia bazy danych o pogodzie w minionych wiekach, nigdy nie będzie skończona, bo w archiwum źródła są niezliczone i przeważnie nie są skatalogowane. Są dokumenty z XV, XVI, XVII w., tam jest wszystko, ma pan szczęście i coś znajdzie, albo nie.
Klimatolog podkreśla, że ilość śniegu ma duże znaczenie w przyrodzie, a jego skąpe opady wzmacniają susze wiosenne i letnie. Woda z opadu deszczu szybko wyparowuje, bo zima jest ciepła i na wiosnę nie ma jej tyle co wtedy, gdy śnieg leży na polach do marca lub kwietnia i powoli się wytapia. Z takim zjawiskiem mieliśmy do czynienia w tym roku. W zasadzie w zimie deszczu spadło więcej niż średnio, ale nie było w ogóle śniegu. – Gdy nie ma wilgoci w glebie, to nawet nie musimy mieć zbyt wysokich temperatur, by gleba szybko się wysuszała – mówi prof. Przybylak. - Mało kto zwraca na to uwagę. W opracowaniach susz, które prezentowane są w literaturze, okres zimowy często jest pomijany, a ich analizę zaczyna się od okresu wegetacyjnego, od wiosny, bo on jest istotny.
Dzisiaj, przy obecnym ociepleniu, susze coraz częściej są spowodowane przez wzrost temperatury. Opady są na tym samym poziomie lub nawet nieco wyższym, ale susza może być większa. Przez dużo większy wzrost temperatury parowanie jest większe i bilans wodny jest ujemny. Gdyby naukowcy w swoich badaniach uwzględnili dodatkowo temperaturę i powodowane przez nią parowanie, liczba susz odnotowanych w ostatnich latach nieco by wzrosła. Natomiast w ubiegłych wiekach, gdy temperatura była w miarę stabilna, przede wszystkim należało przyjrzeć się opadom, co też zrobili badacze z UMK.
Powodem susz i powodzi, oprócz wspomnianej wcześniej rosnącej temperatury, jest i będzie w przyszłości nie to, że opady są takie same, albo tylko nieco większe, ale to, że zmienia się ich rozkład i intensywność – tłumaczy prof. Przybylak.
Obecnie, przy dużym wzroście temperatury opad musi być dużo większy, żeby zrównoważyć parowanie. Na świecie opady nieznacznie rosną, w Polsce takich tendencji jeszcze nie ma, choć większe opady są prognozowane na najbliższe lata, ale głównie zimą. Tak jak to było w tym roku. - Powodem susz i powodzi, oprócz wspomnianej wcześniej rosnącej temperatury, jest i będzie w przyszłości nie to, że opady są takie same, albo tylko nieco większe, ale to, że zmienia się ich rozkład i intensywność – tłumaczy prof. Przybylak. – Dzisiaj, jutro, przez tydzień pada ostro, a potem długo, długo nic. Znowu popada ostro i długo, długo nic. Wtedy większość wody spływa do rzek i potem do morza, wcześniej powodując często podtopienia i powodzie, nie infiltruje w głąb ziemi, nie powiększa wilgoci w glebie i nie zasila wód podziemnych, a te długie przerwy między epizodami opadowymi są niekorzystne i przyczyniają się do występowania susz. To już obserwujemy na świecie.
Klimatolog przypomina, że od 15 marca w Toruniu właściwie nie padało. Mimo to ten kwiecień był i tak pod tym względem lepszy od ubiegłorocznego, kiedy spadło 0,8 mm deszczu, ale było bardzo ciepło, od 5 kwietnia ub.r. w zasadzie zaczęło się lato. Tegoroczny kwiecień był natomiast dużo chłodniejszy, a więc i parowanie było mniejsze, co chroni nas przed jeszcze szybszą intensyfikacją suszy.
W naszym mieście od dwóch lat mało pada. Dla Torunia średnia suma roczna opadów to 530 mm, a w zeszłym roku spadło 450 mm (średnia suma z dwóch punktów pomiarowych). W 2018 r. jeszcze mniej – 411,2 mm. Odparowuje natomiast około 600 mm rocznie, więc cały czas mamy niedobór wody. - Nie są to sumy opadów najniższe w historii – zauważa prof. Przybylak. - Wynotowałem sobie, że od 1951 r. nie mieliśmy nigdy opadów poniżej 300 mm, ale były lata naprawdę suche. W 1989 r. spadło 310,4 mm wody, w 1951r. - 312,2 mm, a w 1982 r. - 316,1 mm. To są trzy lata, w których mieliśmy najmniej opadów. Jak jednego roku mniej popada, a w kolejnych latach mocniej, to jeszcze nie jest tak źle. Gorzej, gdy lata suche zaczną następować po sobie.
W Toruniu normą kwietnia są opady sięgające 30 mm. W ubiegłym roku było 0,8 mm, a w tym jeszcze mniej. Klimatolodzy liczą, że maj będzie łaskawszy dla roślin. Średnia dla maja to około 50 mm, a w zeszłym roku spadło prawie 80 mm deszczu, więc częściowo udało się wyrównać kwietniowe straty. Niestety kolejne miesiące, letnie, znów były suche (opadów o połowę mniej), więcej popadało dopiero we wrześniu.
Ostatnio lato z reguły, jak jest suche to i gorące, bo zmienia nam się cyrkulacja powietrza – tłumaczy prof. Przybylak. - Latem nie ma prawie w ogóle cyrkulacji zachodniej powietrza, mamy wymianę południkową. Jest dużo słońca, gorąco, mało chmur i deszczu. Kiedyś w lipcu lało, urlop najlepiej było wziąć w sierpniu. Teraz jest to już nieaktualne. W wakacje każdy ma równe szanse na dobrą pogodę.
Wraz z prof. Przybylakiem tematem susz w Polsce zajęli się: dr hab. Piotr Oliński, prof. UMK, dr hab. Waldemar Chorążyczewski, prof. UMK z Wydziału Nauk Historycznych, dr hab. Marcin Koprowski, prof. UMK, dr Radosław Puchałka z Wydziału Nauk Biologicznych i Weterynaryjnych, dr Aleksandra Pospieszyńska z Wydziału Nauk o Ziemi i Gospodarki Przestrzennej, dr Henryk Paweł Dąbrowski, dyrektor Muzeum Archeologicznego w Biskupinie oraz dr Janusz Filipiak z Wydziału Oceanografii i Geografii Uniwersytetu Gdańskiego. Na początku kwietnia w czasopiśmie "Climate of the Past" dedykowanym pracom poświęconym rekonstrukcji minionych klimatów ukazał się artykuł naukowców dotyczący susz w Polsce w minionych wiekach.
