Столітній аналіз зміни приземної температури повітря на території України
DOI:
https://doi.org/10.24028/gj.v46i2.297227Ключові слова:
середньорічна та середньомісячна приземна температура повітря, амплітуда температури, індекси континентальності, аномалії температури, сценарії зміни температуриАнотація
Ранні історичні метеорологічні спостереження за приземною температурою повітря на 11 метеостанціях на території України, які були розпочаті з 1808 року були проаналізовані. Однак, оскільки більше кількість станцій має часові ряди температури починаючи з 1821-1825 років, для більш достовірних оцінок лінійного тренду розрахунок був проведений з 1824 по 2021 рік. Тренд становить 0,78 °C/100 років для цього періоду.
За аналізом метеорологічних даних середньорічна температура повітря на території України в період з 1900 по 2021 рік становила 8,6 ± 0,9 °C. Однак для більш нового періоду з 1991 по 2020 рік вона зросла до 9,5 ± 0,9 °C. Температурний тренд становить 1,31 ± 0,42 °C/100 років для цього періоду. За останні 30 років спостерігається більш виражений тренд до 0,79 ± 0,08 °C/10 років.
Зміни в режимі температури мають просторово-часові особливості в межах України. У більшості частин країни зафіксовано зростання температури в межах 1,5-2,0 °C за період 1900-2021 рр. В той час, як в північних, північно-західних і східних регіонів, а також області Вінниця і Запоріжжя відбулося більш інтенсивне потеплінням, досягаючи 2,0-2,5 °C, на відміну від південно-західних, південних регіонів і Прикарпаття, де тренд становить 1,0-1,5 °C.
Аномалії температури з 1900 по 2021 рік свідчать, що найхолодніші середньорічні значення були зафіксовані у 1933, 1956, 1976, 1985 і 1987 роках, тоді як найтепліші - у 2007, 2015, 2019 і 2020 роках.
За період 1900-2021 рр. середньомісячна температура повітря в Україні значно зросла в холодні місяці (від жовтня до березня), варіюючи від 0,7 до 2,0 °C/100 років. В той час як, теплі місяці (від квітня до вересня) виявилися вищими на 1,0-1,9 °C/100 років. За нормою 1991-2020 років спостерігався загальний тренд потепління в межах 0,5–1,3 °C/10 років. Варто відзначити, що січень показав слабке зменшення темпів потепління на –0,1 °C/10 років.
Індикатором сезонності кліматичних умов є амплітуда температури повітря на поверхні. В Україні середня амплітуда становила 12,7 ± 1,1 °C з 1900 по 2021 рік і 12,5 ± 0,8 °C з 1991 по 2020 рік. Аналіз амплітуди температури виявив загальну тенденцію зменшення значень A на –0,5 °C/100 років, в основному через потепління в холодні місяці. Однак з 1991 по 2020 рік спостерігається зростання тренду A на –0,001 оС/10 років, що пов'язане з великим підвищенням температури протягом теплих місяців.
На основі аналізу індексів континентальності Johansson-Ringleb в Україні було визначено значення індексів як 59,3 ± 3,7 за період 1900-2021 рр. та 59,0 ± 3,4 за період 1991-2020 рр. Загальна тенденція свідчить про зменшення індексів на 0,4%/100 років. Проте з 1991 по 2020 рік виявлено протилежну тенденцію, яка показує зростання індексів на 6,4%/10 років.
Представлено три сценарії змін середньорічної температури в Україні (SSP1-2.6, SSP2-4.5 і SSP3-7.0) відносно до доіндустріальних рівнів з кінця 19-ого століття на основі сценаріїв викидів парникових газів до 2100 року.
Посилання
Baldos, U. Chepeliev, M., Cultice, B., Huber, M., Meng, S., Ruane, A.C., Suttles S., & van der Mensbrugghe, D. (2023). Global-to-local-to-global interactions and climate change. Environmental Research Letters, 18(5), 053002. https://doi.org/10.1088/1748—9326/acc95c.
Barbosa, S.M. (2009). Changing seasonality in Europe’s air temperature. The European Physical Journal Special Topics, 174, 81—89. https://doi.org/10.1140/epjst/e2009-01091-9.
Bergström, H., & Moberg, A. (2002). Daily Air Temperature and Pressure Series for Uppsala (1722—1998). Climatic Change, 53, 213—252. https://doi.org/10.1023/A:1014983229213.
Berkeley Earth`s 2023 Global Temperature Report. (2023). Retrieved from http://berkeleyearth.org (accessed on 29 November 2023).
Boer, E.P., de Beurs, K.M., & Hartkamp, A.D. (2001). Kriging and thin plate splines for mapping climate variables. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 3(2), 146—154. https://doi.org/10.1016/S0303-2434(01)85006-6.
Boychenko, S. (2008). Semi-empirical models and scenarios of global and regional changes of climate. Kyiv: Naukova Dumka, 2008, 310 p. (in Ukrainian).
Boychenko, S., Voloshchuk, V., Movchan, Ya., Serdjuchenko, N., Tkachenko, V., Tyshchenko, O., &Savchenko, S. (2016). Features of climate change on Ukraine: scenarios, consequences for nature and agroecosystems. Proc. of the National Aviation University, 4, 96—113. https://doi.org/: 10.18372/2306-1472.69.11061.
Boychenko, S., Voloshchuk, V., Kuchma, T., & Serdyuchenko, N. (2018). Long-time changes of the thermal continentality index, the amplitudes, and the phase of the seasonal temperature variation in Ukraine. Geofizicheskiy Zhurnal, 40(3), 81—96. https://doi.org/10.24028/gzh.0203—3100.v40i3.2018.137175.
Boychenko, S., Zabarna, O., & Kuchma, T. (2021). Comfortable climatic conditions for human on the territory of Ukraine for the period 1991—2020. Geofizicheskiy Zhurnal, 43(4), 91—104. https://doi.org/10.24028/gzh.v43i4.239961.
Brönnimann, S., Allan, R., Ashcroft, L. et al. (2019). Unlocking pre-1850 instrumental meteorological records: a global inventory. Bulletin of the American Meteorological Society, 100, ES389—ES413. https://doi.org/10.1175/BAMS-D-19-0040.1.
Brugnara, Y., Pfister, L., Villiger, L., Rohr, C., Isotta, F.A., & Brönnimann, S. (2020). Early instrumental meteorological observations in Switzerland: 1708—1873. Earth System Science Data, 12, 1179—1190. https://doi.org/10.5194/essd-12-1179-2020.
Camuffo, D. & Bertolin, C. (2012). The earliest temperature observations in the world: the Medici Network (1654—1670). Climatic Change, 111, 335—363. https://doi.org/10.1007/s10584-011-0142-5.
Camuffo, D., Becherini, F. & della Valle, A. (2020a). Temperature observations in Florence, Italy, after the end of the Medici Network (1654—1670): the Grifoni record (1751—1766). Climatic Change, 162, 943—963. https://doi.org/10.1007/s10584-020-02760-z.
Camuffo, D., della Valle, A., Becherini, F., & Rousseau, D. (2020b). The earliest temperature record in Paris, 1658—1660, by Ismaël Boulliau, and a comparison with the contemporary series of the Medici Network (1654—1670) in Florence. Climatic Change,162, 903—922. https://doi.org/10.1007/s10584-020-02756-9.
Central Geophysical Observatory of empirical data, 2021. (2023). Retrieved from http://cgo-sreznevskyi.kyiv.ua/index.php?lang= en&fn=u_klimat&f=ukraine&p=1 (ac¬ces¬¬sed on
No¬vem¬ber 2023).
Ciaranek, D. (2014). Variability of the thermal continentality index in central Europe. Aerul si Apa: Componente ale Mediului, (63), 307—313. https://doaj.org/toc/2067-743X.
Climate Bulletin — about the data and analysis. (2024). https://climate.copernicus.eu/climate-bulletin-about-data-and-analysis(accessed on 29 November 2023).
Climate Explorer. (2023). Retrieved from http://climexp.knmi.nl/selectstation.cgi?id=someone@somewhere(accessed on 29 November 2023).
Hegerl, G.C., Brönnimann, S., Schurer, A., & Cowan, T. (2018). The early 20th-century warming: Anomalies, causes, and consequences. Wiley Interdisciplinary Reviews. Climate Change, 9(4), e522. https://doi.org/10.1002/wcc.522.
History and Physical-Geographical Description of Meteorological Stations. (1968). In Climatological Handbook Ukrainian SSR, Issue 10. Kyiv: KHMO (in Russian).
IPCC. (2023). Summary for Policymakers. In Climate Change 2023: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (pp. 1—34). Geneva, Switzerland. https://doi.org/10.59327/IPCC/AR6-9789291691647.001.
Jacob, D., Petersen, J., Eggert, B., Alias, A., Christensen, O.B., Bouwer, L.M. et al. (2014). EURO-CORDEX: new high-resolution climate change projections for European impact research. Regional Environmental Change, 14(2), 563—578. https://doi.org/10.1007/s10113-013-0499-2.
Jacob, D., Teichmann, C., Sobolowski, S., Katragkou, E., Anders, I., Belda, M. et al. (2020). Regional climate downscaling over Europe: perspectives from the EURO—CORDEX community. Regional Environmental Change, 20(2), 51. https://doi.org/10.1007/s10113-020-01606-9.
Johansson, O.V. (1931). Die hauptcharaktristika des johrlichen temperaturganges. Geophysik, 33, 406—428.
Krakovska, S., Palamarchuk, L., Gnatiuk, N., & Shpytal, T. (2018). Projections of Air Temperature and Relative Humidity in Ukraine Regions to the Middle of the 21st Century Based on Regional Climate Model Ensembles. Geoinformatika, 3, 62—77.
Krauskopf, T., & Huth, R. (2020). Temperature trends in Europe: Comparison of different data sources. Theoretical and Applied Climatology, 139, 1305—1316. https://doi.org/10.1007/s00704-019-03038-w.
Lee, J., Marotzke, J., et al. (2021). Future Global Climate: Scenario-Based Projections and Near-Term Information. Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (pp. 553—672). Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/9781009157896.006.
Lipinskyy, V., Dyachuk, V., & Babichenko, V. (Eds.) (2003). The Climate of Ukraine. Kyiv: Rayevskyy Publishing, 344 p. (in Ukraine).
Manabe, S. (2011). Seasonal Variation of Surface Temperature Change during the Last Several Decades. Journal Climate, (4), 785—818. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-11-00129.1.
Manley, G. (1974). Central England temperatures: Monthly means 1659 to 1973. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 100, 389—405. https://doi.org/10.1002/qj.49710042511.
Matushevsky, B., Logvinov, K., Bogaryr, T., & Prokh, L. (Eds.) (1970). Hydrometeorological Service of Ukraine for 50 years of Soviet power. Leningrad: Gidrometizdat, 272 p. (in Russian).
Meinshausen, M., Nicholls, Z., Lewis, J., et al. (2020). The Shared Socio-Economic Pathway (SSP) Greenhouse Gas Concentrations and Their Extensions To 2500. Geoscientific Model Development, 13(8), 3571—3605. https://doi.org/10.5194/gmd-13-3571-2020.
Met Office Hadley Centre Central England Temperature. (2023). Retrieved from https://www.metoffice.gov.uk/hadobs/hadcet/data/download.html.
Nita, I.A., Sfîcă, L., Voiculescu, M., Birsan, M.V., & Micheu, M.M. (2022). Changes in the global mean air temperature over land since 1980. Atmospheric Research, 279, 106392. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2022.106392.
Oliver, J.E. (Ed.). (2005). Encyclopedia of World Climatology. Springer Science & Business Media. 874 р.
Olonscheck, D., Schurer, A.P., Lücke, L., & Hegerl, G.C. (2021). Large-scale emergence of regional changes in year-to-year temperature variability by the end of the 21st century. Nature Communications, 12, 7237. https://doi.org/10.1038/s41467-021-27515-x.
Open Data-Server. (2023). Retrieved from https://opendata.dwd.de/climate_environment/(accessed on 29 November 2023).
Parker, D. (2009). Anomalies of Central England Temperature Classified by Air Source. Journal of Climate, 22, 1069—1081. https://doi.org/10.1175/2008JCLI2250.1.
Pezzulli, S., Stephenson, D., & Hannachi, A. (2005). The variability of seasonality. Journal of Climate, 18, 71—88. https://doi.org/10.1175/JCLI-3256.1.Pfister, L., Hupfer, F., Brugnara, Y., Munz, L., Villiger, L., Meyer, L., Schwander, M., Isotta, F.A., Rohr, C., & Brönnimann, S. (2019). Early instrumental meteorological measurements in Switzerland. Climate of the Past, 15, 1345—1361. https://doi.org/10.5194/cp-15-1345-2019.
Riahi, K., van Vuuren, D., Kriegler, E., et al. (2017). The Shared Socioeconomic Pathways and their Energy, Land Use, and Greenhouse Gas Emissions Implications: An Overview. Global Environmental Change, 42, 153—168. https://doi.org/10.1016/j.gloenvcha.2016.05.009.
Rohde, R.A., & Hausfather, Z. (2020). The Berkeley Earth Land/Ocean Temperature Record. Earth System Science Data, 12, 3469—3479. https://doi.org/10.5194/essd-12-3469-2020.
Rousseau, D. (2013). Les moyennesmensuelles de températures à Paris de 1658 à 1675. Météorologie 81, 11—22. https://doi.org/10.4267/ 2042/51098.
Skrynyk, O., Luterbacher, J., Allan, R., Boichuk D., Sidenko V., Skrynyk O., Palarz A., Oshurok D., Xoplaki E., & Osadchyi V.(2021). Ukrainian early (pre-1850) historical weather observations. Geoscience Data Journal, 8, 55—73. https://doi.org/10.1002/gdj3.108.
Smith, T.B., Smith, N., & Weleber, R.G. (2017). Comparison of nonparametric methods for static visual field interpolation. Medical & biological engineering & computing, 55, 117—126. https://doi.org/10.1007/s11517-016-1485-x.
State of the Global Climate. (2021). Retrieved from https://library.wmo.int/viewer/56294?media name=State_of_the_Global_Climate_2021_#page=1&viewer=picture&o=download&n=0&q=(accessed on 29 November 2023).
Stine, A., Huybers, P. & Fung, I. (2009). Changes in the phase of the annual cycle of surface temperature. Nature, 457, 435—440. https://doi.org/10.1038/nature07675.
Szabó-Takács, B., Farda, A., & Zahradníček, P. (2015). Continentality in Europe according to various resolution regional climate models with A1B scenario in the 21st century. Quarterly Journal of the Hungarian Meteorolo¬gical Service, 119(4), 515—535.
The Climate Cadastre of Ukraine. (2005). Standard Norms for the Period 1961—1990. Kyiv: Central Geophysical Observatory, 48 p.
Twardosz, R., & Kossowska-Cezak, U. (2021). Large-area thermal anomalies in Europe (1951—2018). Temporal and Spatial Patterns. Atmospheric Research, 251, 105434. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2020.105434.
Twardosz, R., Walanus, A., & Guzik, I. (2021). War¬ming in Europe: Recent Trends in Annual and Seasonal temperatures. Pure and Applied Geophysics, 178, 4021—4032. https://doi.org/ 10.1007/s00024-021-02860-6.
Vilček, J., Škvarenina, Ja., Vido, Ja., Nalevan¬ková, P., Kandrík, R., & Škvareninová, J. (2016). Minimal change of thermal continentality in Slovakia within the period 1961—2013. Earth System Dynamics, (7), 735—744. https://doi.org/10.5194/esd-7-735-2016.
Voloshchuk, V.M., & Boychenko, S.G. (2003). Scenarios of possible changes of climate of Ukraine in 21th century (under influence of global anthropogenic warming). In V. Lipinskyy, V. Dyachuk, V. Babichenko (Eds.), The Climate of Ukraine (pp. 308—331). Kyiv: Ra¬ev¬skyy Publ. (in Ukrainian).
Von Storch, H., & Zwiers, F.W. (1999). Statistical analysis in climate research. Cambridge University Press, 495 p.
Weather and climate. (2023). Retrieved from http://pogodaiklimat.ru/archive.php (accessed on 29 November 2023).
Wilson, L., New, S., Daron, J., & Golding, N. (2021). Climate Change Impacts for Ukraine. Retrieved fromhttps://mepr.gov.ua/wp-content/uploads/2023/07/2_Vplyv-zminy-klimatu-v-Ukrayini.pdf (accessed on 29 November 2023).
WMO. (2022). Provisional State of the Global Climate. Retrieved from https://reliefweb.int/report/world/wmo-provisional-state-global-climate-2022 (accessed on 29 November 2023).
Zhang, M. & Gao, Y. (2023). Time of emergence in climate extremes corresponding to Köppen-Geiger classification. Weather and Climate Extremes, 41, 100593. https://doi.org/10.1016/j.wace.2023.100593.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Svitlana Boychenko, N. Maidanovych
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
1. Автори зберігають за собою авторські права на роботу і передають журналу право першої публікації разом з роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати дану роботу з обов'язковим зазначенням авторства даної роботи і посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі .
2. Автори зберігають право укладати окремі, додаткові контрактні угоди на не ексклюзивне поширення версії роботи, опублікованої цим журналом (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.
3. Авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховище або на їх персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даними журналом, так як це може привести до продуктивної обговоренню, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивись The Effect of Open Access).
