Mapy ekspozycji

Mapy ekspozycji przedstawiają odczucia cieplne określone na podstawie wskaźnika NTE dla poszczególnych miesięcy oraz informują o uciążliwych warunkach meteorologicznych dla człowieka. Ponadto mapy przedstawiają warunki bioklimatyczne Polski opracowane w oparciu o najnowsze serie pomiarów elementów meteorologicznych. Ekspozycja została skwantyfikowana oddzielnie dla każdego powiatu. Opracowano następujące mapy ekspozycji:

• Rozkład średniej wartości wskaźnika NTE z godz. 12:00 UTC w Polsce (rozkład przestrzenny wartości wskaźnika NTE opracowano dla poszczególnych miesięcy w roku),
• Średnia roczna liczba dni z pogodą parną w Polsce,
• Maksymalna długość ciągu dni z pogodą parną w Polsce,
• Średnia roczna liczba dni z przejściem temperatury powietrza przez 0^oC w Polsce,
• Maksymalna długość ciągu bezopadowego w Polsce.

Rozkład przestrzenny wartości wskaźnika NTE opracowano dla poszczególnych miesięcy

W przebiegu rocznym w Polsce zaznacza się duża rozpiętość bodźców termicznych. Zdecydowane różnice widoczne są w poszczególnych porach roku (reprezentowanych przez kalendarzowe miesiące). Duży udział zmian wartości temperatur efektywnych zaznacza się od marca do czerwca i od września do listopada. Z punktu widzenia bioklimatologii te zmiany (szczególnie skokowe) zwłaszcza w miesiącach wczesnowiosennych i późnojesiennych mogą być niekorzystne lub skrajnie niekorzystne. Organizm ludzki nie jest w tym okresie zdolny do szybkiej adaptacji w zmieniających się warunkach pogodowych. Te skokowe zmiany wartości wskaźnika należy wiązać z oddziaływaniem zmieniającej się cyrkulacji atmosfery. Odczucia cieplne zależą od rodzaju i charakteru masy wypartej powietrza, od stopnia świeżości masy napływającej, a później od stopnia transformacji, na co duży wpływ ma długotrwałość zalegania.

Rozkład przestrzenny wartości wskaźnika NTE opracowano dla poszczególnych miesięcy z lat 1971-2012.

Skrajne wartości wskaźnika NTE określone, jako warunki uciążliwe, tzn. za ciepło lub za chłodno, utrzymujące się przez dłuższy okres czasu stają się niekorzystne dla człowieka. Przy ocenie wybranego obszaru, należy uwzględniać wszystkie grupy wiekowe w tym dzieci i osoby starsze.

Interpretowanie warunków korzystnych lub niekorzystnych jest sprawą bardzo indywidualną i związaną ze stanem organizmu człowieka. U jednych osób warunki skrajnie niekorzystne nie będą wywoływać negatywnych skutków, u drugich nawet sytuacja komfortowa lub niewiele odbiegająca od normy może wywołać skutki z utratą życia włącznie.

Podczas dni upalnych i parnych efekty nadciśnienia tętniczego nasilają się, zmniejsza się wydolność oddechowa płuc, oddawanie ciepła z powierzchni ciała człowieka i z górnych dróg oddechowych jest utrudnione. Stres gorąca i zimna oraz duża międzydobowa zmienność wartości temperatury sprzyja powstawaniu zawału mięśnia sercowego. Ponadto wystąpienie skrajnych wartości wskaźnika NTE może powodować:

• osłabienie organizmu,
• nasilenie się objawów u osób tak zwanych „chorych na pogodę”, czyli meteopatów,
• problemy z oddychaniem,
• ogólny niepokój organizmu,
• stany depresyjne.

Długotrwałe utrzymywanie się skrajnych wartości wskaźnika NTE w połączeniu z innymi elementami może potęgować negatywne odczucia. Najbardziej wrażliwi są ludzie w podeszłym wieku, bardzo młodzi, dzieci, oraz osoby z nadwagą, mający problemy zdrowotne, a także osoby o niskim statusie materialnym, społecznie izolowane, pracujący na zewnątrz w skrajnych warunkach meteorologicznych. Wpływ na odczucia ma również płeć oraz ogólny stan zdrowia, występujące i przebyte choroby, miejsce zamieszkania, a nawet wysokość kondygnacji, na której osoby wrażliwe przebywają.

Zasygnalizowane wyżej problemy zdrowotne i wykazane niekorzystne warunki meteorologiczne, które wpływają na zdrowie i samopoczucie człowieka potwierdzają słuszność uwzględnienia tych zagadnień w tworzonym systemie wczesnego ostrzegania, działania służb medycznych i socjalnych szczególnie, gdy uwzględniają grupy osób zwiększonego ryzyka (dzieci, osoby chore i w podeszłym wieku). Ma to szczególne znaczenie zwłaszcza dla osób starszych, których odsetek wzrasta w ostatnich dziesięcioleciach. Samopoczucie człowieka jest uzależnione od aktualnie panującej pogody, szczególnie w przypadku ludzi przebywających na wolnym powietrzu (między innymi: rolnicy, żołnierze, robotnicy budowlani, rybacy, uczestnicy zawodów sportowych).

Dni z pogodą parną w Polsce

W celu wskazania obszarów szczególnie narażonych na występowanie dni z pogodą parną opracowano mapy przedstawiające:

• średnią roczną liczbę dni z pogodą parną w Polsce
• maksymalna roczną liczbę dni z pogodą parną w Polsce

Do celów bioklimatycznych stosuje się również wartości ciśnienia pary wodnej, jest nim wskaźnik parności[1], który występuje przy wysokich wartościach temperatury i wilgotności powietrza. Wskaźnik ten jest zaliczany do uciążliwych z uwagi na trudności z odprowadzaniem ciepła z organizmu.

Za dni parne według przyjętego kryterium K. Scharlaua uważa się takie, w których przynajmniej w jednym terminie obserwacji ciśnienie pary wodnej jest większe lub równe 18,8 hPa. Przyjęta metoda badań jest zgodna z kryteriami oceny warunków bioklimatycznych.

Pogoda parna jest przyczyną przeciążenia układu oddechowego i krwionośnego człowieka i zaliczana jest do warunków skrajnie niekorzystnych. Dni z pogodą parną bywają niebezpieczne, zwłaszcza u osób starszych lub z podwyższonym ciśnieniem tętniczym krwi. Szczególnie niekorzystne są stany parności trwające nieprzerwanie przez dłuższy czas (od kilkunastu godzin do kilku dni). Dni parne (poza obszarami górskimi) w Polsce występują w okresie od kwietnia (Świnoujście, Zielona Góra, Włodawa i Zamość) do października (6 dni w Toruniu w 1995 r.). W kwietniu i październiku zdarzają się sporadycznie, natomiast najwięcej takich dni występuje latem (lipiec, sierpień), kiedy ich maksymalna liczba na poszczególnych stacjach z reguły przekracza 20.

Maksymalne wartości roczne dni parnych zanotowanych w latach 1971-2012 wahały się od 36 w Zielonej Górze do ponad 70 dni w Kaliszu.

Wykres przebiegu liczby dni z pogodą parna na stacji Kalisz (1971-2012) Źródło: Opracowanie własne

Najwięcej dni parnych (parność powyżej 18,8 hPa) wystąpiło na znacznym obszarze Polski w latach 2001-2002. Natomiast lokalnie odnotowano w latach 1972, 1975, 1991, 1999 i 2009. Minimalna liczba dni z pogodą parną zawiera się w przedziale od 2 (Chojnice, Zielona Góra, Katowice) do 11 (Hel). Rok 1978 charakteryzuje się najmniejszą ich liczbą.

Miesiącem o największej liczbie dni parnych w Polsce był lipiec 2001 roku (od 18 do 28). Był to miesiąc bardzo ciepły (o 2,5°C cieplejszy od średniej wieloletniej), o rzadko spotykanej intensywności procesów opadowych i burzowych. Wysoka temperatura przy dużej zawartości pary wodnej w powietrzu sprzyjała powstawaniu stanów parności w atmosferze. Sierpień 2002 roku zaznaczył się również wysoką liczbą dni parnych (od 18 do 30). Miesiąc ten był znacznie cieplejszy niż przeciętny sierpień w Polsce, średnio o ponad 2,6°C. W konsekwencji zaistniały warunki pogodowe do osiągnięcia przez powietrze stanów parności. W Świnoujściu w tym miesiącu 2002 roku pogoda parna utrzymywała się nieomal przez cały miesiąc (30 dni).

Analizy wskazują, że średnio raz na 10 lat liczba dni parnych w roku może kształtować się od 27 w północnej Polsce (Olsztyn) do ponad 40 w południowo-wschodniej części Polski i na Wybrzeżu. Na Helu, gdzie nawet najniższa liczba dni parnych w roku nie spada poniżej 10. Można założyć, że raz na 10 lat wystąpi co najmniej 46 dni w roku z pogodą parną. Co drugi rok natomiast na Helu może pojawić się 28 dni, w Rzeszowie nawet 36 dni, ale tylko 15 w Chojnicach i Zielonej Górze.

Średnio w roku najwięcej dni parnych wystąpiło w południowo-wschodniej Polsce, szczególnie w Kotlinie Sandomierskiej, północno-zachodniej Polsce oraz na Opolszczyźnie. Efekty występowania pogody parnej i jej negatywne skutki dla organizmu człowieka mogą występować również lokalnie, zwłaszcza w kotlinach śródgórskich oraz na obszarach silnie zurbanizowanych i przekształconych antropogenicznie.

Bardzo ważny dla organizmu człowieka jest czas utrzymywania się pogody parnej. Bardzo długie ciągi dni z pogodą parną wynoszą powyżej 24 i zanotowane zostały w Świnoujściu, Terespolu i we Włodawie. Najdłuższy ciąg dni z pogodą parną został zanotowany w Kaliszu, trwał on nieprzerwanie od 28 lipca do 24 sierpnia 2002 roku (28 dni).

Występowanie pogody parnej jest szczególnie istotne dla osób w podeszłym wieku, z chorobami układu krążenia, ponieważ znacznie utrudnia zdolność organizmu do utrzymania temperatury ciała w zakresie optymalnym dla organizmu. Najbardziej niekorzystny negatywny wpływ na organizm występuje w godzinach od 11:00 do 19:00 UTC. W przebiegu dobowym zaznacza się wyraźne różnicowanie przestrzenne. Efekt parności jest szczególnie istotny w miastach, gdzie jego niekorzystny wpływ może być potęgowany poprzez efekt miejskiej wyspy ciepła oraz lokalne zanieczyszczenie powietrza. Poniższe rysunki prezentują bardzo rzadko przedstawiany przebieg częstości dni z pogodą parną (procentowy udział dni z pogodą parną w poszczególnych dniach roku w wieloleciu 1971-2012) na wybranych stacjach w dużych aglomeracjach miejskich.

Wykres częstości [%] dni z pogodą parną w Warszawie w poszczególnych dniach roku (1971-2012 (Kolorem czerwonym zaznaczono 13-letnią średnią ruchomą). Źródło: Opracowanie własne

Wykres częstości [%] dni z pogodą parną w Krakowie w poszczególnych dniach roku (1971-2012) (Kolorem czerwonym zaznaczono 13-letnią średnią ruchomą). Źródło: Opracowanie własne

Wykres częstości [%] dni z pogodą parną w Poznaniu w poszczególnych dniach roku (1971-2012 (Kolorem czerwonym zaznaczono 13-letnią średnią ruchomą). Źródło: Opracowanie własne

Wykres częstości [%] dni z pogodą parną w Rzeszowie w poszczególnych dniach roku (1971-2012 (Kolorem czerwonym zaznaczono 13-letnią średnią ruchomą). Źródło: Opracowanie własne

Dni z pogodą parną najczęściej pojawiają się na początku maja, a ich częstość stopniowo wzrasta do początku czerwca, gdzie zaznacza się pierwszy wyraźniejszy wzrost. Maksimum częstości ma miejsce pod koniec lipca i na początku sierpnia. Na dość znacznym obszarze kraju częstość w poszczególnych dniach może przekraczać 50%. W centralnej części Kotliny Sandomierskiej na przełomie lipca i sierpnia częstość występowania pogody parnej może przekraczać nawet 65%. Dni parne sporadycznie mogą wstępować do połowy października.

Długotrwałe utrzymywanie się wysokich wartości wskaźnika NTE oraz występowanie dni lub ciągu dni z pogodą parną może w dużym stopniu potęgować zagrożenie zachwianiem bilansu cieplnego organizmu, przyczynić się może do utrudnienia oddawania ciepła a w konsekwencji do przegrzania organizmu.

Średnia roczna liczba dni z przejściem temperatury powietrza przez 0°C w Polsce

• Średnia roczna liczba dni z przejściem temperatury powietrza przez 0°C w Polsce

W klimatologii stosowanej jedną z charakterystyk termicznych jest liczba dni z przejściem temperatury przez 0^oC. Dni takie wyznacza się na podstawie jednoczesnego występowania w ciągu jednej doby dodatniej temperatury maksymalnej (Tmax powyżej 0^oC) i ujemnej temperatury minimalnej (Tmin poniżej 0^oC) mierzone w klatce meteorologicznej na wysokości 200 cm. Często niekorzystne warunki biotermiczne [2] kształtują się przy dużej zmienności temperatury oscylującej i przekraczającej wartość 0°C. Występowanie tego zjawiska można uznać jako stopień bodźcowości warunków termicznych.

Opracowana mapa ekspozycji przedstawia średnią roczną liczbę dni z przejściem temperatury przez 0^oC (Tmin poniżej 0°C i Tmax powyżej 0°C) w wieloleciu 1971-2012 na obszarze Polski. Z mapy wynika, że średnia roczna liczba dni wzrasta w kierunku wschodnim w zakresie od ponad 50 do 80 dni, a w obszarach górskich i podgórskich nawet do ponad 100 dni. Należy podkreślić, że na zróżnicowanie tej charakterystyki duży wpływ mają czynniki lokalne, głównie rzeźba terenu. Największej liczby tych dni można spodziewać się w obniżeniach śródgórskich np. Kotlinie Jeleniogórskiej (140 dni), a najniższej w rejonie Pobrzeża Bałtyku (24 dni). Średnio w ciągu roku największa liczba dni jest obserwowana w marcu.

Dni z przejściem temperatury powietrza przez 0°C są bardzo często wykorzystywane jako wskaźnik zmienności klimatu. Przekroczenie wartości progowej ważnej z punktu widzenia zmiany stanu skupienia wody, ma również istotne znaczenie dla człowieka, zarówno jego samopoczucia, zdrowia jak również funkcjonowania w codziennym życiu. Dni takie określa się jako dni z przymrozkiem. Omawiane zjawisko jest istotne dla gospodarki, może powodować znaczne szkody zarówno w infrastrukturze kolejowej, drogowej, przesyłowej jak również utrudniać transport i komunikację. Zjawisko ważne jest również z punktu widzenia zdrowotnego, może pośrednio doprowadzić do osłabienia układu odpornościowego i chorób układu oddechowego. Istotne znaczenie ma zakres amplitudy występującej w ciągu doby. Przejście temperatury przez wartość 0°C jest rozszerzeniem stopnia bodźcowości termicznej[3], według niej najbardziej niekorzystne dla organizmu człowieka są przypadki różnicy temperatur równej lub wyższej od 12°C, w stopniu bodźcowości termicznej oceniane jako „ostre”. Gwałtowny spadek temperatury z dodatniej i jednoczesne przekroczenie progu 0°C może wzmagać zagrożenie zachorowań wywołanych zmniejszoną odpornością organizmu. Negatywne skutki odczuwać mogą osoby z chorobami układu oddechowego (astma oskrzelowa) i chorobami układu krążenia. Oczywiście nie należy zapominać o zagrożeniach wynikających z możliwych wypadków na oblodzonych nawierzchniach: złamań, zwichnięć i innych urazów mechanicznych.

Liczba dni z przejściem przez 0°C na stacji Zakopane w poszczególnych miesiącach. Źródło: Opracowanie własne

Najczęściej zjawisko to występuje w okresie zimowym i wiosennym. W Polsce przejście temperatury powietrza przez 0°C występuje około 70 razy w ciągu roku. Oczywiście zróżnicowanie przestrzenne na obszarze kraju jest dość duże i wynosi od poniżej 50 dni nad morzem do ponad 80-90 dni w górach i kotlinach śródgórskich. Zdecydowanie najwięcej zdarzeń ma miejsce we wschodniej i południowo-wschodniej oraz południowo-zachodniej części naszego kraju. Najwięcej dni w roku z przejściem temperatury przez 0°C wystąpiło na stacjach w Jeleniej Górze i Zakopanem powyżej 120 dni w roku. Najmniej, bo tylko 24 dni w 2008 roku na Helu.

Maksymalna długość ciągu bezopadowego w Polsce

• Maksymalna długość ciągu bezopadowego w Polsce

Okres bezopadowy to ciąg dni bez opadu atmosferycznego. Za dzień bez opadu atmosferycznego przyjęto dzień z brakiem lub śladem opadu[4]. Przyjęcie progu 0,1 mm wynika z klasycznej definicji dnia bez opadu.

Okres bezopadowy w bioklimatologii stosowany do oceny obszaru pobytu człowieka, terenów uzdrowiskowych i potencjalnie uzdrowiskowych, uznawany jest za wskaźnik korzystny. Informacje te wykorzystywane są w lecznictwie uzdrowiskowym głównie w aeroterapii. Mogą mieć istotny wpływ na ocenę warunków aerosanitarnych badanego terenu, w powiązaniu z informacją o zanieczyszczeniu powietrza.

Okres pomiarów, na podstawie, którego opracowano mapę przedstawiającą maksymalną długość ciągu bezopadowego, to lata 1951-2010. W wieloleciu tym odnotowano najdłuższe ciągi bezopadowe: 61 dni w Darłowie i 57 dni w Komańczy. W tym okresie średnia roczna liczba dni bez opadu zmieniała się od 160 do 240. Sekwencje takie na obszarze naszego kraju pojawiać się mogą we wszystkich miesiącach roku, np. ciąg 45 dni rozpoczął się 11 października 1957 roku.

Analiza ciągów bezopadowych wskazuje, że ekstremalnie długie ciągi dni bez opadów atmosferycznych przekraczające 20 dni mogą wystąpić na obszarze Polski w każdej porze roku. Długość okresów bezopadowych waha się w zakresie od nieco ponad 20 dni lokalnie na obszarze kraju do ponad 30 dni na znacznych obszarach Polski centralnej i wschodniej. Najdłuższe i zarazem najbardziej uciążliwe dla człowieka wynoszące od 35 do 40 dni okresy bezopadowe wystąpiły jesienią 2000 roku w zlewni Bugu i Wieprza na pograniczu Wyżyny Wołyńskiej i Polesia Wołyńskiego. Niemal równie długie, wynoszące 33 dni okresy bez opadów atmosferycznych, wystąpiły wiosną 1974 roku i 1984 roku na znacznym obszarze Polski południowej.

Ekstremalnie długi okresy bezopadowy wystąpił w północnej Polsce w roku 1992. Na stacji w Darłowie został zanotowany najdłuższy ciąg bezopadowy trwający 61 dni. Rozpoczął się w dniu 14 maja i zakończył 13 lipca. Lato w roku 1992 było wyjątkowo suche w całym pasie pobrzeży i tylko w połowie czerwca oraz początku lipca ciąg dni z brakiem opadów na nielicznych stacjach został przerwany. Bardzo długie ciągi bezopadowe na obszarze Polski występowały również na Nizinie Północno-Mazowieckiej, Pojezierzu Mazurskim, Polesiu oraz w Bieszczadach.

Ciąg, w którym opad atmosferyczny nie występuje, sam w sobie może nie stanowić zagrożenia dla zdrowia i życia, ma on jednak dość duży wpływ na gospodarkę i odczucia społeczne zarówno w aspekcie pozytywnym jak i negatywnym. Jednak wystąpienie bardzo długiego ciągu bezopadowego w połączeniu z innymi charakterystykami klimatycznymi, wysoką temperaturą wystąpieniem dni parnych oraz długim utrzymywaniem się skrajnych wartości wskaźnika NTE może w znaczącym stopniu zwiększyć zagrożenie płynące z wymienionych wcześniej elementów.

W przebiegu rocznym w Polsce zaznacza się duża rozpiętość bodźców termicznych. Zdecydowane różnice widoczne są w poszczególnych porach roku (reprezentowanych przez kalendarzowe miesiące). Duży udział zmian wartości temperatur efektywnych zaznacza się od marca do czerwca i od września do listopada. Z punktu widzenia bioklimatologii te zmiany (szczególnie skokowe) zwłaszcza w miesiącach wczesnowiosennych i późnojesiennych mogą być niekorzystne lub skrajnie niekorzystne. Organizm ludzki nie jest w tym okresie zdolny do szybkiej adaptacji w zmieniających się warunkach pogodowych. Te skokowe zmiany wartości wskaźnika należy wiązać z oddziaływaniem zmieniającej się cyrkulacji atmosfery. Odczucia cieplne zależą od rodzaju i charakteru masy wypartej powietrza, od stopnia świeżości masy napływającej, a później od stopnia transformacji, na co duży wpływ ma długotrwałość zalegania.

Rozkład przestrzenny wartości wskaźnika NTE opracowano dla poszczególnych miesięcy z lat 1971-2012.

Skrajne wartości wskaźnika NTE określone, jako warunki uciążliwe, tzn. za ciepło lub za chłodno, utrzymujące się przez dłuższy okres czasu stają się niekorzystne dla człowieka. Przy ocenie wybranego obszaru, należy uwzględniać wszystkie grupy wiekowe w tym dzieci i osoby starsze.

Interpretowanie warunków korzystnych lub niekorzystnych jest sprawą bardzo indywidualną i związaną ze stanem organizmu człowieka. U jednych osób warunki skrajnie niekorzystne nie będą wywoływać negatywnych skutków, u drugich nawet sytuacja komfortowa lub niewiele odbiegająca od normy może wywołać skutki z utratą życia włącznie.

Podczas dni upalnych i parnych efekty nadciśnienia tętniczego nasilają się, zmniejsza się wydolność oddechowa płuc, oddawanie ciepła z powierzchni ciała człowieka i z górnych dróg oddechowych jest utrudnione. Stres gorąca i zimna oraz duża międzydobowa zmienność wartości temperatury sprzyja powstawaniu zawału mięśnia sercowego. Ponadto wystąpienie skrajnych wartości wskaźnika NTE może powodować:

• osłabienie organizmu,
• nasilenie się objawów u osób tak zwanych „chorych na pogodę”, czyli meteopatów,
• problemy z oddychaniem,
• ogólny niepokój organizmu,
• stany depresyjne.

Długotrwałe utrzymywanie się skrajnych wartości wskaźnika NTE w połączeniu z innymi elementami może potęgować negatywne odczucia. Najbardziej wrażliwi są ludzie w podeszłym wieku, bardzo młodzi, dzieci, oraz osoby z nadwagą, mający problemy zdrowotne, a także osoby o niskim statusie materialnym, społecznie izolowane, pracujący na zewnątrz w skrajnych warunkach meteorologicznych. Wpływ na odczucia ma również płeć oraz ogólny stan zdrowia, występujące i przebyte choroby, miejsce zamieszkania, a nawet wysokość kondygnacji, na której osoby wrażliwe przebywają.

Zasygnalizowane wyżej problemy zdrowotne i wykazane niekorzystne warunki meteorologiczne, które wpływają na zdrowie i samopoczucie człowieka potwierdzają słuszność uwzględnienia tych zagadnień w tworzonym systemie wczesnego ostrzegania, działania służb medycznych i socjalnych szczególnie, gdy uwzględniają grupy osób zwiększonego ryzyka (dzieci, osoby chore i w podeszłym wieku). Ma to szczególne znaczenie zwłaszcza dla osób starszych, których odsetek wzrasta w ostatnich dziesięcioleciach. Samopoczucie człowieka jest uzależnione od aktualnie panującej pogody, szczególnie w przypadku ludzi przebywających na wolnym powietrzu (między innymi: rolnicy, żołnierze, robotnicy budowlani, rybacy, uczestnicy zawodów sportowych).

[1] Wskaźnik parności - wystąpienie uciążliwego dla człowieka zjawiska spełniającego kryteria temperatury maksymalnej powyżej 25°C i wilgotność powietrza powyżej 18,8 hPa

[2] Warunki biotermiczne –wynik oddziaływania bodźców atmosferycznych na organizm człowieka i uruchomienia procesów dostosowawczych organizmu jako reakcji na te bodźce.

[3] Bodziec termiczny (bodziec cieplny) – odczucie przez organizm człowieka "ciepła" lub "zimna".

[4] Ślad opadu – opad atmosferyczny w ilości niemierzalnej (poniżej 0,05 mm), w dziennikach meteorologicznych notuje się jako 0,0 mm