F. Anna Goncharova on Unsplash

Written by 09:44 Hydro, Klimat, Meteo

Klimatyczne sztormy

Anna Kubicka, Paweł Przygrodzki, Emilia Szewczak
IMGW-PIB/Centrum Hydrologicznej Osłony Kraju

Od połowy XX w. średni poziom morza przy polskim wybrzeżu wzrastał o mniej więcej 2 cm na 10 lat. W ostatnich latach jest to nawet 5 cm na dekadę. Scenariusze klimatyczne wskazują, że procesy te będą się pogłębiać.

Problemem często poruszanym w dyskusjach o następstwach zmian klimatu jest poziom mórz i oceanów. Naukowcy wykazali, że dalsze ocieplanie się Ziemi będzie powodować wzrost średniego poziomu wód oceanicznych, m.in. w wyniku topnienia lodowców i lądolodu. Dotyczy to również Morza Bałtyckiego i polskiej strefy brzegowej.

Następstwem tych zjawisk jest m.in. wzrost zagrożenia ze strony wezbrań sztormowych. – Od 2000 do 2009 roku wystąpiło 367 wezbrań sztormowych [1]. Dla porównania w okresie 1960-1969 było ich 107. Trend jest szczególnie widoczny na środkowym wybrzeżu Polski, gdzie maksymalne poziomy wód Bałtyku w czasie wezbrań sztormowych systematycznie rosną – komentuje Paweł Przygrodzki, dyrektor Centrum Hydrologicznej Osłony Kraju IMGW-PIB.

Wykres: Klimatyczne sztormy
Liczba wezbrań sztormowych na stacjach mareograficznych w poszczególnych dekadach w wieloleciu 1960-2010

Monitoring problemu

Na polskim wybrzeżu szczególnie zagrożone powodziami są tereny zamieszkane przez znaczną liczbę ludności. Można założyć, że wzrost częstości występowania i siły wezbrań sztormowych będzie prowadzić do katastrof, takich jak zalania i zniszczenia w infrastrukturze mieszkaniowej, gospodarczej, turystycznej i komunikacyjnej. Oceną tych zagrożeń zajmuje się m.in. IMGW-PIB. Opracowane zostały mapy zagrożenia i ryzyka powodziowego (www.mapy.isok.gov.pl). Analizy projektu ISOK potwierdziły, że na polskim wybrzeżu występują tereny, gdzie wzrost poziomu morza i wezbrania sztormowe mogą powodować poważne straty środowiskowe i gospodarcze.

Klimatyczne sztormy rys.1
Gdańsk-Port Północny – mapa zagrożenia powodziowego od strony morza, w tym morskich wód wewnętrznych. Kolor jasnoniebieski oznacza obszary, na których prawdopodobieństwo wystąpienia powodzi jest średnie i wynosi 1 na 100 lat

Modelowanie morza

Prognozy hydrologiczne poziomów morza dla polskiej strefy brzegowej wykonywane są przez Biuro Prognoz Hydrologicznych, Wydział Prognoz i Opracowań Hydrologicznych w Gdyni. Wykorzystywane są trzy modele: dwuwymiarowy hydrodynamiczny, Wróblewskiego oraz Malińskiego. Uwzględniają one dane meteorologiczne: ciśnienie, prędkość i kierunek wiatru, układ frontów oraz inne składowe.

Zasięg dwuwymiarowego modelu hydrodynamicznego obejmuje obszar polskiego wybrzeża oraz osobno Zalewu Szczecińskiego. Symulację przeprowadza się z wyprzedzeniem 72 godzin, wydając prognozę na 60 lub 48 godzin. Oprócz standardowych danych meteorologicznych wykorzystuje się w nim informacje hydrologiczne: rzeczywiste stany wody oraz prognozę dla granic otwartych modelu w ramach współpracy międzynarodowej z krajami nadbałtyckimi – Niemcami, Danią i Litwą.

Model Wróblewskiego to statystyczno-empiryczny model krótkoterminowej prognozy zmian poziomu morza dla polskiego wybrzeża Bałtyku. Oparty jest na metodzie modelowania statystycznego i stochastycznego, którą stosuje się do analizy numerycznej losowych procesów dynamicznych zachodzących w strefie brzegowej Bałtyku. Model prognozuje stany wody dla trzech stacji (Świnoujście, Hel, Gdynia) z wyprzedzeniem wynoszącym 72 godziny.

Model Malińskiego to model empiryczny liczący tzw. napełnienie Bałtyku. Na jego podstawie prognozuje się stan wody dla wybrzeża wschodniego (Gdynia i Hel) i zachodniego (Świnoujście) dla trzech terminów najbliższej doby (godziny 12 i 18 dnia bieżącego oraz godzina 6 dnia następnego). Napełnienie Bałtyku to jednowymiarowy parametr reprezentujący hipotetyczny poziom morza w warunku brzegowym, tzn. poziom wzdłuż wybrzeża w przypadku braku wiatru.

Klimatyczne sztormy rys. 2
Zasięg dwuwymiarowego modelu hydrodynamicznego dla całego wybrzeża oraz Zalewu Szczecińskiego
Klimatyczne sztormy rys.3
Graficzna wizualizacja prognozy poziomów morza wzdłuż polskiego wybrzeża, uzyskana z dwuwymiarowego modelu hydrodynamicznego

Czas na prognozę

Wyniki uzyskane z modeli są analizowane przez synoptyków, którzy następnie opracowują prognozę. Komplet danych zawiera tabele z wartościami modelowymi i prognozą wiatru z modelu COSMO oraz wykresy z wizualizacją modeli:
* zielona linia – dane z modelu dwuwymiarowego,
* niebieska linia – dane z DWD (Niemiecka Służba Meteorologiczna),
* fioletowa linia – model Malińskiego,
* szara linia – model Wróblewskiego,
* czerwona linia przerywana – prognoza synoptyczna z dnia poprzedniego,
* czarna linia – dane rzeczywiste.

Dodatkowo powstaje wykres danych z modelu meteorologicznego COSMO:
* linia – siła wiatru,
* punkty – kierunek wiatru,
* kolory tła – kierunki geograficzne: czerwony – północ, niebieski – zachód, żółty – południe, zielony – wschód.

Klimatyczne sztormy rys.4
Narzędzie do opracowywania prognozy synoptycznej poziomów Morza Bałtyckiego
Klimatyczne sztormy rys.5
Wizualizacja prognozy synoptycznej poziomów Morza Bałtyckiego

Jak czytać ostrzeżenia?

W przypadku gdy prognoza potwierdza możliwość wystąpienia niebezpiecznych zjawisk, wydawane jest ostrzeżenie lub komunikat o niebezpiecznym zjawisku:

1. stopień zagrożenia hydrologicznego – gwałtowne wzrosty poziomów morza bez przekroczenia poziomów ostrzegawczych i alarmowych (należy zachować ostrożność i monitorować rozwój sytuacji).

2. stopień zagrożenia hydrologicznego ­– wezbranie z przekroczeniem poziomów ostrzegawczych, ale bez przekroczenia poziomów alarmowych (należy zachować ostrożność i monitorować rozwój sytuacji).

3. stopień zagrożenia hydrologicznego – wezbranie z przekroczeniem poziomów alarmowych (mogą pojawić się poważne zagrożenia dla życia, zdrowia i mienia ludzi; należy zachować najwyższą ostrożność i przestrzegać zaleceń służb ratowniczych, wojewódzkich centrów zarządzania kryzysowego oraz Rządowego Centrum Bezpieczeństwa).

Co nas czeka?

Wzrost poziomu mórz i siła ekstremalnych zjawisk pogodowych, w tym sztormów i wezbrań sztormowych, niosą zagrożenie dla miast zlokalizowanych na wybrzeżu. Duże ośrodki miejskie – Gdańsk, Gdynia, Elbląg, Ustka, Kołobrzeg, Świnoujście czy Szczecin – muszą rozbudowywać i modernizować infrastrukturę przeciwpowodziową. Powinny też aktualizować plany rozwojowe oraz udoskonalać systemy ostrzegawcze, aby być stale gotowe na pojawienie się ekstremalnych zdarzeń. W okresie letnim odpowiednie działania powinny również podejmować służby i lokalne władze małych miejscowości turystycznych. Kilkukrotny wzrost ludności w sezonie wakacyjnym zwiększa ryzyko i wymaga odpowiedniego nim zarządzania. Szczególnie narażone są miejscowości położone w ujściowych odcinkach rzek przymorskich. Efekty wezbrań sztormowych mogą tu sięgać daleko w głąb lądu i być wyjątkowo niebezpieczne.

[1] Dotyczy gwałtownego wzrostu poziomu morza, najczęściej powyżej wartości 570 cm, przy średnim poziomie morza na polskich stacjach około 500 cm dla wielolecia 1951-2010.


Oprac. Anna Kubicka, Paweł Przygrodzki, Emilia Szewczak | Centrum Hydrologicznej Osłony Kraju, IMGW-PIB.
Zdjęcie główne: Anna Goncharova | Unsplash.

(Visited 95 times, 1 visits today)
Tagi: , , , , , Last modified: 31 sierpnia 2023
Close