Prace Geograficzne, z. 122

Redaktor: Bokwa A.
Rok wydania: 2009
Język publikacji: polski

ISSN 1644-3586

Cena egzemplarza: 22.05 PLN (w tym 5% VAT)

Publikacja jest do nabycia w Instytucie Geografii i Gospodarki Przestrzennej UJ.
Istnieje również możliwość złożenia zamówienia przez internet.

Wszelkich informacji dotyczących zamówień udziela Sekretariat IGiGP UJ:
tel. +48/12/ 664-52-50
e-mail: sekretariat@geo.uj.edu.pl

Publikacje wysyłane są jedynie pod dokonaniu z góry wpłaty na konto:
PEKAO S.A. o/Kraków 34 1240 4722 1111 0000 4860 3050

Osoby zainteresowane otrzymaniem faktury VAT prosimy o podanie odpowiednich danych (nazwę płatnika, adres oraz nr NIP) w polu "uwagi".

Tytuł: Zeszyt: Redaktorzy:
Rok: Język publikacji: Cena jednostkowa:
Imię: Nazwisko:
Email: Tel:
Ulica: Kod pocztowy:
Miasto: Kraj:
Liczba egzemplarzy: Do wartości egzemplarza doliczany jest koszt przesyłki - 7,5 PLN.

Przy zamówieniach powyżej 1 egzemplarza koszty przesyłki należy uzgodnić indywidualnie.

Uwagi:
Spis treści:
Przedmowa
Autor: Anita Bokwa
Strony: 7-8
Funkcja śladu i obszar źródłowy strumieni turbulencyjnych - podstawy teoretyczne i porównanie wybranych algorytmów na przykładzie Łodzi
Autor: Krzysztof Fortuniak
Strony: 9-22
Summary - read more..
The paper presents basis of the concept of footprint function and source area for turbulent fluxes. The problem is important for urban areas characterised by significant surface inhomogeneity. Knowledge about source area allows interpreting results of flux measurements with consideration of the influence of different surface types. The idea of source area comes from the work of Pasquill (1972) but in the present work source area, ?P, on the level P is understood as defined by Schmid and Oke (1990) as the smallest possible area to account for a given contribution P (e.g. P=0.5 or P=0.9) to the measured value at height zm (Fig. 1). Different models can be used to determine footprint function and source area. Three analytical models are used in this analysis: FSAM - the model presented by Schmid (1994, 1997), which belongs to the most widely used in studies on urban climate; model presented by Haenel and Grünhage (1999) with different formulation of scale parameter and cross-wind integrated footprint function, and model given by Hsieh et al. (2000) being a result of scale analysis of outputs from more advanced Lagrangian model. These algorithms are used to calculate source areas for turbulent fluxes measured at two urban energy balance points in Łódź: 81 Lipowa St. and 88 Narutowicza St. At both points sensors are mounted high above the ground and above the average roof level (roughly 25 m above roof level). Measurements heights are zm=35 m at first point and zm=42 m at the second one. Roughness lengths calculated for close to neutral stratification are z0=2.0 m and z0=1.9 m respectively. The example of source areas calculated for 1 hour averaging period on 21 August 2005, at 13-14 (local solar time), at Narutowicza St. are presented in Figure 2. Source areas at levels P=50%, 75% and 90% form circles located up to wind from measurement point. Source areas for ensemble averaged fluxes for July, 10-14 (local solar time), from years 2001-2003 at Lipowa St. (Fig. 4) and from years 2005-2007 for Narutowicza St. (Fig. 5) encircle measurement points which can be attributed to relatively isotropic distribution of wind directions. Results shows that source areas at analyzed measurement points cover large part of the town (1-2 km2) and thus they can be representative for urban areas characterized by urban structure similar to the analyzed one. All three models give very similar results. Significant differences appear in the stable stratification domain (Fig. 3), but lack of possibilities empirical verification does not allow to point the best model. However, FSAM is the most widely used model and therefore it can be recommended for urban areas to ensure results comparability.
Abstrakt - czytaj wiecej...
W pracy omówiono podstawy koncepcji funkcji śladu (ang. footprint function) i obszaru źródłowego (ang. source area) turbulencyjnych strumieni ciepła jawnego i ciepła utajonego mierzonych metodą kowariancji wirów. Porównano trzy analityczne algorytmy wyznaczania funkcji śladu. Stwierdzono, że dla równowagi chwiejnej wszystkie trzy algorytmy prowadzą do bardzo zbliżonych rezultatów. Większe różnice pojawiają się przy stałej stratyfikacji atmosfery. Przeanalizowano przykładowe obszary źródłowe dla dwóch łódzkich punktów pomiarowych, na których turbulencyjne strumienie ciepła mierzone są metodą kowariancji wirów. Wykazano, że umieszczenie czujników wysoko ponad poziomem dachów (w tym wypadku około 25 m) zapewnia reprezentatywność wyników dla obszarów urbanistycznych o podobnej strukturze zabudowy. W indywidualnych przypadkach obszary źródłowe tworzą, na ustalonych poziomach P=50%, 75% i 90%, strukturę przypominającą "pawie oko" położoną od strony nawietrznej, natomiast dla średnich z dłuższego przedziału czasu obszary źródłowe przyjmują postać mniej lub bardziej regularnych kręgów o promieniach od kilkuset metrów (P=50%) do prawie kilometra (P=90%) otaczających punkt pomiarowy.
Struktura bilansu promieniowania na obszarach miejskich i wiejskich - system pomiarowy i wybrane wyniki pomiarów na wyżynie śląsko-krakowskiej
Autorzy: Zbigniew Caputa, Jakub Soroka
Strony: 23-38
Summary - read more..
Precise measurements are needed in order to determine the structure of radiation balance for particular surfaces and spatial differentiation of the radiation balance of urban and rural active surface. Such measurements were carried out with automatic meteorological stations equipped with Kipp&Zonen's CNR1 radiation sensors set. Proper location of the measuring equipment and the applied method of the radiation streams' calculation enabled identification of the daily courses and magnitudes of particular elements in the radiation balance. Due to such meteorological stations and the CNR1 sensors' set, the radiation structure for the urban and rural areas as well as for the areas transformed by anthropogenic processes in the Katowice region were identified. The radiation balance was influenced by intensively varied morphology of the carst valleys in the Ojców National Park. During a sunny summer day, the deep Prądnik Valley is reached by even 3.7 MJˇm-2 less radiation energy than an exposed plateau. Since 2000, the set of CNR1 sensors for measurement of the radiation balance elements has functioned properly at the meteorological station situated next to the Faculty of Earth Sciences of the University of Silesia, and since 2007 at two other meteorological stations located within the Ojców National Park.
Abstrakt - czytaj wiecej...
Silne zróżnicowanie przestrzenne salda promieniowania powierzchni czynnej, szczególnie miejskiej i przemysłowej, wymaga precyzyjnych pomiarów dla wyznaczenia struktury bilansu promieniowania oraz jego salda dla poszczególnych powierzchni. Takie badania stały się możliwe dzięki zastosowaniu terenowych stacji meteorologicznych z zestawem do pomiarów promieniowania CNR1 firmy Kipp&Zonen. Poprawnie ustawione przyrządy oraz zastosowana metoda obliczeń strumieni promieniowania umożliwiły wyznaczenie przebiegów oraz sum natężenia poszczególnych składników w bilansie promieniowania. Wyznaczono strukturę promieniowania dla powierzchni miejskich i wiejskich oraz powierzchni antropogenicznie przekształconych w okolicy Katowic. Wpływ na bilans promieniowania miała silnie urozmaicona morfologia krasowych kanionów w Ojcowskim Parku Narodowym. Do głęboko wciętej doliny Prądnika dociera nawet do 3,7 MJˇm-2 mniej energii promienistej niż do nieosłoniętej wierzchowiny w czasie pogodnego dnia latem. Zestaw czujników CNR1 do pomiarów składników bilansu promieniowania dobrze funkcjonuje na stacji WNoZ Uniwersytetu Śląskiego od 2000 r., a na dwóch stacjach na terenie OPN od 2007 r.
Spostrzeżenia dotyczące wpływu zachmurzenia na maksymalne wartości natężenia całkowitego promieniowania słonecznego
Autorzy: Dorota Matuszko, Jakub Soroka
Strony: 39-48
Summary - read more..
The study presents the results of observations carried out in Kraków (at the research station of the Department of Climatology, Institute of Geography and Spatial Management of the Jagiellonian University) and in Gorzów Wielkopolski (at the Regional Hydrological and Meteorological Station of the Institute of Meteorology and Water Management) in the years 2004-2008. The observations examined the relationship between the intensity of total solar radiation and cloud cover with its specific generic makeup. The results of previous studies have been confirmed, stating that cloudiness has a twofold impact on solar radiation intensity: most often, it attenuates radiation, however, under specific circumstances, it can also enhance it. The maximum intensity of total radiation (over 1100 Wˇm-2 in Kraków and Gorzów Wielkopolski alike) occurs with a cloud cover of 3/8 to 6/8 of the sky, with Cumulus mediocris and congestus, as well as Cumulonimbus clouds. The highest intensity of total radiation under clear skies conditions in a given year is registered from the second half of May to July (the highest altitude of the Sun above the horizon), equalling 840-860 Wˇm-2. Under clear skies conditions, air transparency, and especially water vapour content are very significant as far as the influx of solar radiation to the surface of the Earth is concerned. On days with Stratus clouds covering the sky (8/8), differences in the intensity of radiation are substantial, due to varying thickness of the cloud, or primarily, due to the occurrence of higher clouds, invisible from the station located on the surface of the Earth. In the case of high-altitude clouds, the height of the Sun above the horizon is very important - with the Sun located low above the horizon, the radiation is substantially limited.
Abstrakt - czytaj wiecej...
W opracowaniu przedstawiono wyniki spostrzeżeń dokonywanych w latach 2004-2008 w Krakowie i Gorzowie Wielkopolskim, dotyczące zależności natężenia całkowitego promieniowania słonecznego od stopnia pokrycia nieba chmurami i składu rodzajowego zachmurzenia. Potwierdzono wyniki wcześniejszych badań: zachmurzenie w dwojaki sposób wpływa na natężenie promieniowania słonecznego - zazwyczaj je osłabia, ale w pewnych warunkach pogodowych powoduje jego zwiększenie. Maksymalne natężenie promieniowania całkowitego nie występuje przy niebie bezchmurnym, lecz zachmurzonym (3/8-6/8), przy obecności chmur konwekcyjnych.
Rozkład przestrzenny nasłonecznienia w Lublinie
Autor: Mateusz Dobek, Leszek Gawrysiak
Strony: 49-53
Summary - read more..
Global solar radiation incoming to the surfaces of different aspect was determined with Stružka's method and GIS analysis. The surfaces with values of average insolation 95-105% predominate in the eastern part of Lublin. Larger diversity (100-125%) can be observed in the western part of the research area, in connection with the more complex land forms' pattern. The highest values of insolation (120-125%) are recorded on the southern slopes of dry valleys in the Bystrzyca river basin.
Abstrakt - czytaj wiecej...
Rozkład przestrzenny nasłonecznienia w Lublinie został określony za pomocą metody Stružki oraz narzędzi z rodziny GIS (Geograficzne Systemy Informacyjne). We wschodniej części miasta nasłonecznienie charakteryzuje się niewielką zmiennością przestrzenną i wynosi 95-105% nasłonecznienia powierzchni poziomej. W zachodniej części obszaru badań, o urozmaiconej, lessowej rzeźbie terenu, obserwuje się większe zróżnicowanie (100-125%). Najwyższe wartości nasłonecznienia (120-125%) występują na stokach o ekspozycji południowej, w suchych dolinach o przebiegu równoleżnikowym, uchodzących do doliny Bystrzycy.
Wątpliwości terminologiczne dotyczące promieniowania słonecznego
Autor: Dorota Matuszko
Strony: 55-62
Summary - read more..
The study aimed to identify some inconsistencies and to order certain terms and criteria related to solar radiation applied in climatologic papers. Specific attention was paid to objections related to the definitions of two basic values which characterize radiation and which are measured at on-ground meteorological stations, i.e. sunshine duration (in Polish: usłonecznienie) and total solar radiation (in Polish: całkowite promieniowanie słoneczne). Some reasons for linguistic ambiguity were identified, alongside possible mistakes at the time of interpreting heliographic data. Due to the progress in the development of new measurement and research techniques (e.g. satellite technology), it was stated that it was necessary to adjust the nomenclature to the existing terminology or modify the existing notions, which have become obsolete due to changes in the equipment used in research. A new definition of "actual sunshine duration" was suggested, defining it as the time, expressed in hours or minutes, during the which a heliograph (or an electronic sensor) records the influx of solar radiation to the surface of the Earth.
Abstrakt - czytaj wiecej...
W opracowaniu rozważano poprawność terminologii z zakresu promieniowania słonecznego stosowaną w pracach klimatologicznych. Zwrócono uwagę na zastrzeżenia, jakie budzą definicje dwóch podstawowych wielkości charakteryzujących promieniowanie mierzonych na naziemnych stacjach meteorologicznych, mianowicie usłonecznienia i całkowitego promieniowania słonecznego. Wskazano niektóre przyczyny nieścisłości językowych i przedstawiono propozycje nowych terminów.
Zmienność roczna współczynnika widoku nieba w centrum Łodzi
Autor: Marcin Rzepa, Bartosz Gromek
Strony: 63-70
Summary - read more..
Green areas, especially shrubs and trees, influence urban climate due to the modification of the sky view factor (SVF) values. The influence varies in particular seasons (especially between winter and summer) and depends on the density of vegetation. The research was based on 1-year experiment (from 20 Oct., 2007 to 10 Nov., 2008), performed at four measurement points located in the central part of Łódź (Fig. 1, 2). Every two weeks, a digital fish-eye photo was taken at every point, however in winter the photo taking frequency was decreased. Digital photos were used to calculate the SVF values with BMSky-view software. For all measurement points, the maximum values of SVF were observed during winter, while minimum values occurred during summer. The difference between maximum and minimum values (SVF) for all measurement points was over 0.272 (Table 1). Especially in winter and summer, some fluctuations of SVF were observed (Fig. 4) which might result from the impact of wind and snow cover on shrubs and trees, and accuracy of BMSky-view application. The obtained results suggest that the calculation of SVF based on digital photos techniques (Barring et al. 1985, Chapman et al. 2001, Holmer et al. 2001, Grimmond et al. 2001, Rzepa, Gromek 2006) are more reliable than others, used in urban climate models.
Abstrakt - czytaj wiecej...
W pracy przedstawiono zmienność roczną współczynnika widoku nieba (SVF) w wybranych punktach w centrum Łodzi. Wartości SVF obliczono na podstawie cyfrowych zdjęć typu "rybie oko" przy użyciu autorskiego programu BMSky-view, bazującego na algorytmie obliczeniowym Steyn'a. Zdjęcia wykonywano w odstępach dwutygodniowych w latach 2007-2008, w czterech punktach o znacznym zagospodarowaniu zielenią miejską (drzewa, krzewy). Dokonano porównania wartości SVF przy maksymalnym oraz minimalnym ulistnieniu zieleni miejskiej oraz przy zupełnym jej wyeliminowaniu.
Badanie czasowo-przestrzennej struktury warunków termicznych terenów miejskich i pozamiejskich na podstawie danych satelitarnych
Autor: Monika Hajto
Strony: 71-79
Summary - read more..
The technique of AVHRR/NOAA satellite data processing is presented. The processing results are maps (geometrically corrected images) of surface temperature (Fig. 1) and vegetation index - NDVI (Fig. 2). On the basis of 63 satellite images, the thermal conditions of surfaces are analyzed in the Kraków agglomeration's area (Fig. 3). Urban-industrial heat island is noticeable. Isotherms - obtained by the surface temperature maps transformation - enabled to estimate a thermal contrast that varies during a day and depends on a time of the year (Fig. 4). The greatest differences between urban and non-urban surface temperature appeared at noon in summer season whereas the least ones in the morning. Moreover, a correlation between satellite-derived surface temperature (separately for the night, the morning, the noon and the evening term) and air temperature measured at 2 m & 10 m levels in Kraków-Czyżyny is examined (Fig. 5). Linear regression equations and their determination coefficients (in the 0.93-0.99 range) are defined (Fig. 6).
Abstrakt - czytaj wiecej...
W pracy przedstawiono technikę przetwarzania danych satelitarnych AVHRR/NOAA, prowadzącą do otrzymania map (skorygowanych geometrycznie obrazów) temperatury powierzchni i wskaźnika roślinności NDVI. Na podstawie 63 obrazów satelitarnych zanalizowano warunki termiczne powierzchni na obszarze aglomeracji krakowskiej. Zaobserwowano miejsko-przemysłową wyspę ciepła. Za pomocą izoterm wykreślonych na mapach temperatury powierzchni oceniono kontrast termiczny, który zmienia się w ciągu doby oraz zależy od pory roku. Największe różnice między temperaturą powierzchni miejskich i pozamiejskich wystąpiły w godzinach południowych ciepłej pory roku, natomiast najmniejsze - w godzinach rannych. Ponadto zbadano współzależność temperatury powierzchni z pomiaru satelitarnego (oddzielnie dla nocnego, rannego, południowego i wieczornego terminu) i temperatury powietrza zmierzonej na poziomach 2 m i 10 m w Krakowie-Czyżynach. Wyznaczono równania regresji liniowej, których współczynniki determinacji przyjęły wartości z przedziału 0,93-0,99.
Wykorzystanie danych satelitarnych landsat i technik gis w badaniach warunków termicznych miasta (na przykładzie aglomeracji krakowskiej)
Autor: Jakub Walawender
Strony: 81-98
Summary - read more..
The paper presents some methodological aspects of radiant and surface (kinetic) temperature extraction with the use of satellite data. Two satellite images: LANDSAT TM registered on 21.07.1995 and LANDSAT ETM+ registered on 7.05.2000 were used to create radiant and surface temperature maps. As opposed to traditional 'in situ' measurements and observations, remotely sensed data provide records which are continuous in space what is of a great importance for temperature distribution analysis. Relatively high spatial resolution of LANDSAT imagery made it possible to examine relationship between radiant temperature and complex land use structure of the urban environment. Analysis of thermal conditions depending on different land-use types was performed on the basis of created radiant temperature maps and Corine Land Cover 2000 dataset. Temperature profile along Vistula river valley was created so that it crossed characteristic places located within the study area. Meteorological conditions during satellite images registration were taken into account. All of the processing steps and spatial analysis were performed with the use of geographical information systems (GIS). A significant spatial diversity of temperature was identified in both maps. The reason for such significant thermal contrast is huge diversity of land use types. The highest heat emission occurs in the city centre, over steelworks in Nowa Huta, along the main roads and other industrial areas due to the emissive properties of these surfaces (fast warming of concrete and stone) as well as production of artificial heat. The lowest values of radiant temperature refer to water bodies, forests and meadows. The range of the city influences also depends on meteorological conditions, especially on air temperature, surface wetness and wind speed. According to the achieved results, LANDSAT data seem to be a perfect source of information of the urban surface temperature distribution. Nevertheless, it can not be forgotten that satellite sensor registers radiation within far infrared region of the spectrum, i.e. the temperature of the earth and not air temperature. For that reason the result of such research should always be verified by ground measurements. Application of GIS techniques made it possible to integrate data from different sources and formats (raster, vector, tabular) in order to perform automated spatial analysis. GIS was also used to edit the output maps layout.
Abstrakt - czytaj wiecej...
W artykule przedstawione zostały wybrane aspekty metodyczne związane z estymacją wartości temperatury radiacyjnej i temperatury powierzchniowej (kinetycznej) na podstawie danych satelitarnych. Do utworzenia mapy temperatury radiacyjnej i powierzchniowej wykorzystano obrazy satelitarne LANDSAT TM i ETM+ zarejestrowane w dniu 21.07.1995 r. i 7.05.2000 r. Na podstawie utworzonych map temperatury radiacyjnej przeprowadzono analizę przestrzenną warunków termicznych na obszarze aglomeracji krakowskiej z uwzględnieniem zróżnicowania rodzaju powierzchni i warunków meteorologicznych panujących w momencie zarejestrowania obrazów satelitarnych. Wszystkie etapy przetwarzania danych oraz tworzenia map zrealizowano z zastosowaniem narzędzi GIS. W wyniku przeprowadzonej analizy rozpoznano wyraźna zależność pomiędzy temperaturą a rodzajem użytkowania powierzchni, wynikającą ze zróżnicowania właściwości emisyjnych różnych rodzajów powierzchni. Zaobserwowano ponadto znaczące kontrasty termiczne w obrębie obszaru badań, których główną przyczyną jest mozaikowość typów użytkowania terenu, bardzo charakterystyczna dla obszarów zurbanizowanych.
Analiza miejskiej wyspy ciepła na obszarze Poznania
Autor: Anna Nowak
Strony: 99-110
Summary - read more..
This paper presents the analysis of the air temperature variations in the area of Poznań, dependent on different urban land use types. The measurements were performed in the city center and in areas with high housing estates or dispersed houses and parks within the city area. Those measurements were compared with the data from the measurement point located in rural area, which is the Poznań-Ławica airport, localized west of the city centre. The data analysis shows that Poznań has a moderate influence on air temperature modifications. The highest temperatures were measured in the city center with a dense build-up and in areas with high housing estates. In the measurement period (1.05.2008-31.01.2009) the average temperature in the city center was higher by 0.74°C than in the airport. The maximum temperature difference reached 6.13°C. The urban heat island (UHI) is characterised by a daily cycle. High UHI intensity (>3°C) occurs most often between 9 pm and 3 am, mainly in the city center. The UHI situations are more seldom and less intensive with increasing distance from the city center. The highest temperature differences between the city and the rural areas were measured in summer and spring, the smallest ones in winter. Wind speed affects UHI more than the cloudiness. The most disadvantageous weather conditions for UHI formation are cloudiness >6 and wind speed >3 m/s-1. The results obtained in other Polish cities are similar.
Abstrakt - czytaj wiecej...
W pracy przedstawiono analizę rozkładu temperatury powietrza na terenie Poznania w zależności od typu zabudowy miejskiej. Wartości temperatury z pomiarów wykonanych na terenie miasta odniesiono do temperatury powietrza zmierzonej na stacji pozamiejskiej Poznań-Ławica. Na podstawie otrzymanych wyników dokonano charakterystyki miejskiej wyspy ciepła (m.w.c.), zwracając szczególną uwagę na natężenie (intensywność) oraz częstość występowania miejskiej wyspy ciepła, jak i zależność tego zjawiska od takich elementów meteorologicznych jak prędkość wiatru czy stopień zachmurzenia. Wielkość uprzywilejowania termicznego największa jest w zwartej zabudowie centrum miasta oraz w wysokiej zabudowie osiedlowej. Maksymalne natężenie m.w.c. (w okresie 1.05.2008-31.01.2009 r.) dla centrum Poznania wynosi 6,13°C, średnie 0,74°C. M.w.c. charakteryzuje się rytmem dobowym, a najlepsze warunki sprzyjające powstawaniu znacznych różnic temperatury powietrza między centrum a terenem pozamiejskim pojawiają się przeciętnie między 21:00 a 03:00. Wraz ze zwiększaniem się odległości od centrum następuje spadek częstości występowania i intensywności m.w.c. Natomiast analiza prędkości wiatru oraz stopnia zachmurzenia pozwoliła określić najmniej korzystne warunki do powstawania m.w.c. (zachmurzenie >6 i prędkość wiatru >3 m/s-1).
Miejska wyspa ciepła na tle naturalnego zróżnicowania termicznego obszaru położonego we wklęsłej formie terenu (na przykładzie Krakowa)
Autor: Anita Bokwa
Strony: 111-132
Summary - read more..
The aim of the paper is to present the concept of urban heat island determination in the case of a city located in a concave landform, with Kraków as an example. The data used were daily values of minimum air temperature and the temperature at 00:00 UTC from the period 1991-1995 from the following stations: Kraków-Botanical Gardens, Kraków-Balice, Garlica Murowana, Miechów, Igołomia, Libertów and Gaik-Brzezowa (Fig. 1). Mean annual values of the chosen thermal characteristics (Table 1) show that the highest temperatures are observed at the stations in the Wieliczka Foothills (Libertów and Gaik-Brzezowa). Mean monthly values of the differences in minimum air temperature and the differences in the air temperature at 00:00 UTC between the non-urban stations located in the river valley (Kraków-Balice and Igołomia) and at the hilltops (Gaik-Brzezowa, Libertów in the south and Garlica Murowana and Miechów in the north) prove that in the southern part of the city, on the Wieliczka Foothills slope, the temperature inversion prevails all year long, with higher intensity in the warm half-year than in the cold one, while on the Kraków Upland slope, in the northern part of the city, the differences are rather small and show mainly normal stratification (Fig. 2). On the Foothills' slope the inversions are noted at about 60% of nights in a year, while on the Upland slopes normal stratification occurs during 49,6-74,6% of the nights (values differ depending on the pair of stations compared) (Tables 2 and 3). The minimum air temperature differences on Foothills' slope most often have the value from the interval (-1.1)-(-4.0)°C, while on the Upland slope it is (-1.0)-1.0°C. In autumn and winter, the big differences (<-4°C) occur more often on the foothills' slope than in other seasons, while on the Upland slopes such differences are hardly noted (Fig. 3, 4, 5). Most probably, during 25% of the nights in a year, an inversion of about 100 m depth occurs in the vicinity of Kraków, during 28% of the nights the inversion of the depth up to 70 m takes place, during 14% of the nights a warm belt on a slope is observed but only in the northern part of the city, and during 33% of the nights there is a normal thermal stratification. The highest mean intensity of urban heat island (1.4°C) was connected with the inversion of the depth up to 70 m (Table 4 and 5). For the towns located in concave landforms, the intensity of the urban heat island should be determined separately for the city parts located at different relative height.
Abstrakt - czytaj wiecej...
Analiza codziennych wartości temperatury minimalnej i temperatury z godz. 00 UTC z lat 1991-1995 ze stacji Kraków-Ogród Botaniczny, Kraków-Balice, Garlica Murowana, Miechów, Igołomia, Libertów i Gaik-Brzezowa pozwoliła stwierdzić, że na północnym skłonie Pogórza Wielickiego (graniczącym z południową częścią miasta) w ciągu całego roku dominują nocą sytuacje inwersyjne (50,7-66,5% nocy w roku, w zależności od porównywanej pary stacji), o większym natężeniu w półroczu ciepłym niż chłodnym, zaś na południowym skłonie Wyżyny Krakowskiej (graniczącym z północną częścią miasta) - normalne uwarstwienie termiczne powietrza (49,6-74,6%). Inwersje temperatury między doliną a stacjami pogórskimi występują najczęściej latem, zaś między doliną a stacjami wyżynnymi zimą lub wiosną. Pomiary ze stacji naziemnych, usytuowanych na różnych wysokościach nad dnem doliny, dają tylko przybliżony obraz zróżnicowania temperatury powietrza w profilu pionowym. Mając na uwadze te zastrzeżenia, można jednak stwierdzić, że przez 25% nocy w roku w okolicy Krakowa występuje inwersja dolna o głębokości około 100 m, przez 28% inwersje temperatury o głębokości do 70 m, przez około 14% nocy w roku występuje zjawisko ciepłej strefy na stoku na skłonie Wyżyny, a przez 33% normalne uwarstwienie termiczne. Największa średnia intensywność m.w.c. (1,4°C) związana była z inwersją o głębokości do 70 m. Dla miast położonych we wklęsłych formach terenu intensywność m.w.c. powinno się wyznaczać osobno dla poszczególnych jego części usytuowanych na różnej wysokości względnej.
Zmienność stężenia radonu (222Rn) w powietrzu na tle warunków meteorologicznych na obszarze miejskim i zamiejskim
Autor: Agnieszka Podstawczyńska, Krzysztof Kozak, Hayk Hovhannisyan, Włodzimierz Pawlak
Strony: 133-146
Summary - read more..
Radon (222Rn), radioactive gas with half-life of 3.82 days, formed in the 238U decay chain, is continuously produced in soil, rocks and water by natural radioactive decay of 226Ra. In Poland, inhalation of radon contributes to over 40% to the annual effective dose (Radiologiczny... 2006). 222Rn is released from the ground into the atmosphere (exhalation), where it is transported mainly by turbulent diffusion or convection. It may also accumulate in caves, mines, basements, dwellings etc. Radon exhalation mainly depends on geological formation, soil characteristics (radium content, permeability and porosity), meteorological parameters. Indoor radon concentrations origin from the underlying soil and the concentration depends on the ventilation rate of a building and the materials used in the construction. Number of studies concerning natural atmospheric radioactivity have revealed the significant correlation between meteorological parameters and 222Rn concentration (e.g. Kataoka and Tsukamoto 1992, Portsendörfer et al. 1991, Winkler et al. 2001, Baciu 2005). The objective of the present study was to investigate temporal variability of outdoor radon (222Rn) concentration registered in the city center of Łódź, in Ciosny village situated in rural area (25 km to the north of Łódź), and in Kraków (in the north-west part of the city named Bronowice, a suburban area, where the Institute of Nuclear Physics, Polish Academy of Sciences, is located) in relation to meteorological elements (i.e. air temperature, vertical temperature lapse rate, wind speed, soil heat flux, volumetric water content in soil), with special consideration to urban-rural differences. The continuous measurements of 222Rn concentration (in 60-minute intervals) were performed 2 m above the ground using AlphaGUARDŽ PQ2000PRO (ionization chamber) from 1st January to 19th December 2008. In analyzed period the hourly 222Rn concentration varied from 2 to 20 Bq/m-3 (in Łodź), 2-35 Bq/m-3 (in Ciosny), 2-43 Bq/m-3 (in Kraków) (Fig. 1). The annual course of 222Rn concentration characterized shows minimum in March at all stations and maximum in June (Ciosny), in August (Kraków) and in September (Łódź) (Fig. 1, Fig. 2). The range of 0-10 Bq/m-3 dominated in frequency distribution of 222Rn levels in Łódź and Ciosny, 96% and 87% respectively (Fig. 3). In Kraków, the values from the range 5-15 Bq/m-3 were the most frequent. The daily pattern of 222Rn concentration at three stations was revealed with maximum at 6:00-7:00 a.m. and minimum at 3:00-5:00 p.m. local time (Fig. 4). The important factor responsible for daily variations of 222Rn in the lower atmosphere is a turbulence which is generally strong in the afternoon and weak in nocturnal hours. The negative urban-rural differences of 222Rn concentration were found and the increases from spring to summer and during nocturnal hours till sunrise were observed (Table 1). The maximum contrasts of 222Rn between Łódź and Ciosny, reached -30 Bq/m-3, and were registered in June and July during the occurrence of the urban heat island (Fig. 6). The increase of 222Rn concentration was observed together with the increase of soil heat flux and the increase of temperature lapse rate in the air stratum 0.2-2 m above the ground (Fig. 7, Fig. 8). 222Rn concentration was characterized by the negative correlation with air temperature, water content in the soil and wind speed. Further investigation is needed to determine the long-term influence of individual meteorological parameters on radon concentration in the air.
Abstrakt - czytaj wiecej...
Celem pracy jest przedstawienie sezonowej i dobowej zmienności godzinnych stężeń radonu (222Rn) w powietrzu na wysokości 2 m n.p.g. w Łodzi, Ciosnach (niezurbanizowana strefa podmiejska Łodzi) i Krakowie (Bronowice) oraz analiza związków stężeń radonu z parametrami meteorologicznymi, tj. temperaturą powietrza, prędkością wiatru, wilgotnością gleby i strumieniem ciepła glebowego, ze szczególnym uwzględnieniem różnic między środowiskiem miejskim i zamiejskim. Analiza wykazała zmienność roczną stężeń 222Rn z minimum w marcu na wszystkich stacjach i maksimum w czerwcu (Ciosny), sierpniu (Kraków) i wrześniu (Łódź). Najwyższe wartości stężeń 222Rn nie przekraczały 20 Bq/m-3 w Łodzi, 35 Bq/m-3 w Ciosnach i 43 Bq/m-3 w Krakowie. Stężenia 222Rn cechują się rytmem dobowym z maksimum w godz. 6:00-7:00 i minimum w godz. 15:00-17:00 czasu lokalnego. Największe ujemne różnice stężeń 222Rn między centrum Łodzi a stacją w Ciosnach (-30 Bq/m-3) występują latem w czasie dużej intensywności miejskiej wyspy ciepła. Stężenia 222Rn wykazują dodatnią korelację z wartościami strumienia ciepła w gruncie i wartościami pionowego gradientu temperatury powietrza, a ujemną korelację z prędkością wiatru, wilgotnością gruntu i temperaturą powietrza.