Solar radiation variability at Koniczynka near Toruń (Central Poland) in the years 2003–2016

Marek Kejna, Joanna Uscka-Kowalkowska

DOI: http://dx.doi.org/10.2478/15614

Abstract


The paper presents the variability of global solar radiation (K↓) in the agriculture area (Koniczynka near Toruń) in the years 2003–2016. The variability of K↓ has been analysed with reference to atmospheric circulation. The mean yearly sum of K↓ in the analysed period was 3,816.0 MJ m-2. In an annual course the biggest mean values of K↓ occurred in June (608.3 MJ m-2) and the smallest in December (69.0 MJ m-2).The diurnal course of K↓ was symmetrical with respect to the solar noon.  Only 44.7% of the solar energy on the top of atmosphere reaches the ground. The highest transmittance occurred in spring and summer, and the lowest in December. The observations revealed an increase in the amount of K↓ (trend 13.6 MJm-2 year-1) and its considerable day-to-day and year-to-year variability. Its increase has been attributed to reduced emissions of aerosols in Poland and Europe (global brightening). The changes of K↓ depend on atmospheric circulation (cyclonic and anticyclonic situations), cloudiness and the optical characteristics of incoming air masses. 


Keywords


global solar radiation, clearness index, global brightening, atmospheric circulation, Koniczynka, Integrated Monitoring of Environment

Full Text:

PDF

References


BOGDAŃSKA B., PODOGROCKI, J., 2000, Zmienność całkowitego promieniowania słonecznego na obszarze Polski w okresie 1961–1995, Materiały Badawcze, Meteorologia, 30, IMGW, Warszawa: pp. 43.

BOKWA. A., MATUSZYK, K., 2007, Zmiany promieniowania całkowitego w Krakowie i Gaiku-Brzezowej, Pamiętnik Puławski, 144: 5–12.

BRYŚ K., 2013, Dynamika bilansu radiacyjnego murawy oraz powierzchni nieporośniętej. Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu: pp. 288.

BRYŚ K., BRYŚ T., 2007, Zmienność klimatu solarnego Wrocławia w latach 1875-2004, Pamiętnik Puławski, 144, IUNiG, Puławy: 13–33.

CHIACCHIO,M., WILD M., 2010, Influence of NAO and clouds on long-term seasonal variations of surface solar radiation in Europe, J. Geophys. Res., 115: D00D22, doi:10.1029/2009JD012182.

CHIACCHIO M., VITOLO R., 2012, Effect of cloud cover and atmospheric circulation patterns on the observed surface solar radiation in Europe, J. Geophys. Res., 117, D18207: doi:10.1029/2012JD017620.

DUBICKA M., 1994, Wpływ cyrkulacji atmosfery na kształtowanie warunków klimatu (na przykładzie Wrocławia), Studia Geogr. LX, Acta Univ. Wratisl. No 1581, Wrocław: pp. 295.

FORTUNIAK K, 2010, Radiacyjne i turbulencyjne składniki bilansu cieplnego terenów zurbanizowanych na przykładzie Łodzi, Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź: pp. 232.

HARTMANN D.L., 1994, Global physical climatology, Academic Press, New York: pp. 411.

HESS M., LEŚNIAK B., OLECKI Z., RAUCZYŃSKA-OLECKA D., 1980, Wpływ krakowskiej aglomeracji miejsko-przemysłowej na promieniowanie słoneczne dochodzące do powierzchni ziemi, Zeszyty Nauk. UJ, Pr. Geogr., 1980, 51: 8–71.

KEJNA M., USCKA-KOWALKOWSKA J., ARAŹNY A., 2014, Bilans promieniowania w Koniczynce k. Torunia w latach 2011–2012, Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska, 23 (1), 63: 26–42.

KEJNA M., USCKA-KOWALKOWSKA J., ARAŹNY A., KUNZ M., MASZEWSKI R., PRZYBYLAK R., 2014, Spatial differentiation of global solar radiation in Toruń and its suburban area (central Poland) in 2012, Bulletin of Geography - Physical Geography Series, 7, Toruń: 27-56.

KĘDZIORA A., 1999, Podstawy agrometeorologii, Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Poznań: pp. 380.

KIRSCHENSTEIN M., 2003, Wpływ cyrkulacji atmosferycznej na kształtowanie zachmurzenia w Koszalinie, Słupskie Prace Geograficzne 1: 107-119.

KLENIEWSKA M., CHOJNICKI B.H., 2016, Zmienność całkowitego promieniowania słonecznego w Warszawie w latach 1964–2013, Acta Geographica Lodziensia, 104: 67–74.

KOZŁOWSKA-SZCZĘSNA T., 1973, Promieniowanie pochłonięte na obszarze Polski, Wrocław Zakład Narodowy im. Ossolińskich Wydawnictwo PAN: pp. 118.

LORENZ H., 2005, Atlas klimatu Polski, IMGW, Warszawa: pp. 116.

KOŻUCHOWSKI K., 2011, Klimat Polski. Nowe spojrzenie, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa: pp. 293.

MIARA K., PASZYŃSKI J., GRZYBOWSKI J., 1987, Zróżnicowanie przestrzenne bilansu promieniowania na obszarze Polski, Przegl. Geogr., 4: 487–509.

MATUSZKO D., 2009, Wpływ zachmurzenia na usłonecznienie i całkowite promieniowanie słoneczne na przykładzie krakowskiej serii pomiarów, Wyd. UJ, Kraków: pp. 234.

MORAWSKA-HORAWSKA M., 2002, Tendencje zachmurzenia i usłonecznienia Krakowa w latach 1861-1990, [in:] Działalność naukowa profesora Władysława Gorczyńskiego i jej kontynuacja. UMK Toruń: 341–351.

NELKEN K., 2016, Wpływ cyrkulacji atmosferycznej na ilość całkowitego promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni ziemi w Belsku (1971–2014). Badania Fizjograficzne, VII, A – Geografia Fizyczna (A67): 155–168. doi 10.14746/Bfg.2016.7.12

NELKEN K., LEZIAK K., 2017, 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, Miscellanea Geographica – Regional Studies On Development, 20, 4, doi: 10.1515/mgrsd-2016-0022.

NIEDZIAŁEK H., 1981, Całkowite promieniowanie słoneczne a masy powietrzne w Puławach w latach 1966-1975, Przegląd Geofizyczny, 26, 1-2: 85-94.

NIEDŹWIEDŹ T., 1981, Sytuacje synoptyczne i ich wpływ na zróżnicowanie przestrzenne wybranych elementów klimatu w dorzeczu górnej Wisły, Rozprawy habilitacyjne UJ, 58, Kraków: pp. 165.

NIEDŹWIEDŹ T., 2003, Variability of atmospheric circulation in Southern Poland in the 20th century. W: Acta Universitatis Wratislaviensis No 2542, Studia Geograficzne 75, Wrocław: 230-240.

NIEDŹWIEDŹ T., (ed.), 2003, Słownik Meteorologiczny, Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, Warszawa: pp. 496.

PANZIERA L., GIOVANNINI L., LAITIA L., ZARDIA D., 2015, The relation between circulation types and regional Alpine climate. Part I: synoptic climatology of Trentino, Int. J. Climatol., 35, 4655–4672. doi: 10.1002/joc.4314.

PARDING K.M., LIEPERT B.G., HINKELMAN L.M., ACKERMAN T.P., DAGESTAD K-F. OLSETH J.A, 2016, Influence of Synoptic Weather Patterns on Solar Irradiance Variability in Northern Europe, Journal on Line, American Meteorological Society, doi.org/10.1175/JCLI-D-15-0476.1.

PETRENZ N., SOMMER M., BERGER F.H., 2007, Long-time global radiation for Central Europe derived from ISCCP Dx data, Atmos. Chem. Phys., 7: 5021–5032.

PODOGROCKI J., 1978, Spatial distribution of global solar radiation in Poland, Publ. Inst. Geophys. Pol. Acad. Sc., 1978, D5-120: 17–30.

PODSTAWCZYŃSKA A., 2007, Cechy solarne klimatu Łodzi, Acta Geogr. Lodziensia, Folia Geogr. Phys., 7, pp. 294.

STJERN C.W., KRISTJANSSONA J.E., HANSEN A.W., 2009, Global dimming and global brightening – an analysis of surface radiation and cloud cover data in northern Europe. Int. J. Climatol. 29: 643–653, DOI: 10.1002/joc.1735

USCKA J., 2004, Przezroczystość atmosfery w strefie podmiejskiej Torunia w latach 1999-2001, [in:] Kejna M., Uscka J., (eds.) Zintegrowany Monitoring Środowiska Przyrodniczego, Biblioteka Monitoringu Środowiska: 177–186.

WIĘCŁAW M., 2011, Dobowy przebieg całkowitego promieniowania słonecznego i temperatury powietrza w Bydgoszczy w zależności od rodzaju masy powietrza, Ekologia i Technika, 19(1), 43–48.

PRZYBYLAK R., MASZEFSKI R., 2009, Influence of atmospheric circulation on air temperature and precipitation in the Bydgoszcz –Toruń Region in the period from 1921 to 2000, Bulletin of Geography. Physical Geography Series, 1: 19-37.

USCKA-KOWALKOWSKA J., 2010, The oldest heliographic and actinometric measurements in Poland, Acta Agrophysica. Rozprawy i Monografie, 5 (184): 24–34.

USCKA-KOWALKOWSKA, J., POSYNIAK M., MARKOWICZ K.M., PODGÓRSKI J., 2017, Comparison of the Linke turbidity factor in Warsaw and in Belsk, Bulletin of Geography, Phisical Geography Series, No. 13. doi.org/10.1515/bgeo-2017-0015.

WILD, M., 2009, Global dimming and brightening: A reviev, J. Geophys. Res., 114, D00D16, doi: 10.1029/2008JD011470.

WÓJCIK, G., 1996, Globalne promieniowanie słoneczne i jego transmisja przez atmosferę w Toruniu. Acta Univeritats Nicolai Copernici, Geografia XXVII, 97: 65–73.








ISSN 2080-7686 (print)
ISSN 2300-8490 (online)

 

 

Partnerzy platformy czasopism