Press "Enter" to skip to content

Profil pionowy zachmurzenia

Przedstawione poniżej informacje na temat pionowej struktury zachmurzenia ogólnego nad Polską zostały wyznaczone na podstawie obserwacji satelitarnych dwóch instrumentów: lidaru CALIOP (satelita CALIPSO), oraz radaru CPR (satelita CloudSat). Obserwacje wykonano w okresie od czerwca 2006 do kwietnia 2011 roku, gdy CloudSat i CALIPSO poruszały się po niemal identycznej orbicie, obserwując ten sam fragment atmosfery w odstępie zaledwie 15 sekund.

Zachmurzenie średnie roczne

W skali roku, największe zachmurzenie ogólne nad Polską występuje na wysokości 1-2 km i wynosi 32-34%. Wraz ze wzrostem wysokości zachmurzenie spad do około 22% na 5 km, po czym aż do 10 km pozostaje niemal niezmienne (20-25%). Powyżej 10 km zachmurzenie ogólne szybko maleje i na wysokości 13 km (i więcej) chmury prawie w ogóle już nie występują. Ponieważ radar CloudSat ma ograniczone możliwości detekcji chmur znajdujących się blisko powierzchni Ziemi, statystyki zachmurzenia dla przedziału wysokości do 1 km są mało wiarygodne i nie będą tu szerzej opisywane.

Pionowy profil zachmurzenia ogólnego nad Polską, w latach 2006-2011: a) wartość średnia roczna, b-e) wartości sezonowe (zima: grudzień-luty, wiosna: marzec-maj, lato: czerwiec-sierpień, jesień: wrzesień-listopad). Linia czarna to wartość średnia, linia czerwona – margines niepewności (95% przedział zaufania dla wartości średniej). Rys. Andrzej Z. Kotarba / CBK PAN.

Zachmurzenie miesięczne i wiarygodność szacunku

Pionowy profil zachmurzenia ulega wyraźnym zmianom sezonowym. Największe zmiany obserwowane są w piętrze chmur niskich. Zimą zachmurzenie ogólne sięga tu nawet 50%, podczas gdy latem spada nawet do 20% (lipiec-sierpień). Zakres zmian zachmurzenia ogólnego na wysokości powyżej 3-5 km jest mniejszy, choć wciąż zauważalny, zwłaszcza w piętrze chmur średnich. Najmniej wrażliwe na zmiany sezonowe są chmury piętra wysokiego – np. na wysokości 10 km zachmurzenie ogólne przez większość czasu utrzymuje się w przedziale 20-30%.

Interpretacja statystyk miesięcznych wymaga ostrożności. Sposób obserwacji CloudSat-CALIPSO powoduje, że miesięczne charakterystyki zachmurzenia dla Polski zostały wyznaczone z relatywnie małej liczby obserwacji: od 60 do 110 przelotów, zależnie od miesiąca. W efekcie margines niepewności ocen miesięcznych wynosi nawet ±10%. W praktyce oznacza to, że część obserwowanych różnic może być dziełem przypadku, a nie faktyczną cechą klimatu (technicznie: różnice nie są istotne statystycznie). Dotyczy to przede wszystkim średnich miesięcznych. Wiarygodność szacunku rocznego jest o wiele wyższa – niepewność w tym przypadku wynosi już tylko ±2-3%.

Pionowy profil zachmurzenia ogólnego nad Polską, w latach 2006-2011: a) w styczniu, b) w lipcu. Linia czarna to wartość średnia, linia czerwona – margines niepewności (95% przedział zaufania dla wartości średniej). Rys. Andrzej Z. Kotarba / CBK PAN.

Obserwacja naziemna: chmury zasłaniają chmury

Analiza danych CloudSat i CALIPSO pozwoliła ocenić, jak duży problem z oceną zachmurzenia na rożnych piętrach mają obserwatorzy naziemni w Polsce. Obserwator na stacji meteorologicznej widzi chmury od dołu. Oznacza to, że chmury piętra niskiego może obserwować bez przeszkód, zawsze. Jednak obecność chmur niskich powoduje, że nie można już zobaczyć, czy są obecne chmur w piętrze średnim i wysokim. Analogicznie, obecność chmur niskich i średnich uniemożliwia obserwację piętra najwyższego. Dane lidarowe i radarowe pokazały, że piętro średnie może być widziane bez przeszkód tylko w 45% obserwacji, podczas gdy piętro wysokie w zaledwie 36% obserwacji. CloudSat-CALIPSO pozostają zatem najpewniejszym źródłem informacji o pionowej zmienności zachmurzenia.