Litworowy oraz Mułowy Kocioł oczywiście nie są jedynymi zastoiskami mrozowymi na terenie naszego kraju (aczkolwiek prawdopodobnie najpotężniejszymi – szczególnie L.K.).
Miejsc takich są dziesiątki, niektóre są dobrze znane i prowadzi się w nich regularne pomiary np. Hala Izerska lub Puścizna Rękowiańska – torfowisko w rejonie Czarnego Dunajca, gdzie stację założył oraz opiekuje się pomiarami jeden z członków projektu – Arnold Jakubczyk.
Inne takie miejsca są zupełnie niezbadane, natomiast w jeszcze innych prowadzone są amatorskie, ,,hobbystyczne” pomiary. Jednym z takich miejsc jest zastoisko mrozowe położone w mojej rodzinnej miejscowości – Wojkowicach. Wojkowice leżą na Wyżynie Śląskiej, na terenie Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego, 11 km w linii prostej od ścisłego centrum Katowic.
Fragment Wojkowic z lotu ptaka, zastoisko zaznaczone czerwonym krzyżykiem.
Jak udało mi się ,,odkryć” mrozowisko?
Wielokrotnie, tuż po zachodzie słońca, spacerując lub jeżdżąc na rowerze drogą gruntową na terenie nieużytków dało się odczuć wyraźne zimniejsze miejsca, gdzie na odcinku kilku metrów subiektywne odczucie zimna zwiększało się o kilka stopni Celsjusza.
Mimo tego, iż geografią i meteorologią interesuje się ,,od małego”, a przy moim domu od 2009 roku funkcjonuje amatorska stacja meteo, to ignorowałem ten fakt przez wiele lat i nie popierałem subiektywnych odczuć obiektywnymi pomiarami z użyciem termometru.
Sytuacja zmieniła się w listopadzie 2015, kiedy to do poważniejszego zainteresowania się tym tematem skłoniły mnie pomiary ze wspomnianego wyżej torfowiska w Czarnym Dunajcu, na którego opis natknąłem się na jednym z forów meteorologicznych.
Mrozowisko w centralnej części zdjęcia, widać iż jest pułapką bez wyjścia dla zimnego powietrza
Jak wygląda zastoisko mrozowe w Wojkowicach?
Jest to najniżej położony punkt (257 m n.p.m.), delikatna niecka, na terenie wojkowickich nieużytków, do której podczas bezchmurnych i bezwietrznych nocy spływa i kumuluje się chłodne powietrze z pagórków o wys. do 320 m n.p.m. Z drugiej strony zastoisko mrozowe zasłonięte jest jest wysokim na ok. 10 metrów wałem regulującym rzekę.
Także jest to zastoisko w pełni zamknięte (sucha głębokość ok. 9 m), aczkolwiek częściowo antropogeniczne. Zanim w latach 60-tych wzniesiono wysoki wał, w tym miejscu znajdowało się dość głębokie rozlewisko i w związku z tym tak silne zastoisko nie mogłoby powstać.
Mapa topograficzna rejonu mrozowiska. Przerywaną czarną linią jest zaznaczony cały obszar kumulacji zimnego powietrza (ograniczony od strony rzeki wałem). Niebieski krzyżyk – punkt pomiarowy, najniższy punkt całego zastoiska. Czerwony krzyżyk – przybliżona lokalizacja przydomowej stacji meteo. Niebieskie strzałki – kierunki spływu chłodnego powietrza
Z obliczeń przy użyciu Geoportalu wynika, iż powierzchnia w pełni zamkniętego basenu zimnego powietrza to ok. 18 ha, a jego objętość to ok. 900 000 m3 (2 razy więcej niż Litworowy Kocioł). Co prawda z racji niewielkiej wysokości nad poziomem morza wojkowickie mrozowisko już ,,na starcie” potencjał ma nieco mniejszy niż górskie zastoiska położone kilkaset metrów wyżej, ale imponująca objętość basenu zimnego powietrza powoduje, iż w tym miejscu notowane były temperatury, które w tym regionie są absolutnie niespotykane i wprawiały w zadziwienie zarówno postronne osoby z okolicy, jak i pasjonatów meteorologii z całej Polski.
Co w tej historii ważne, zastoisko znajduje się zaledwie 700m w linii prostej od mojego domu, przy którym działa stacja meteo i stanowi punkt odniesienia do tego jakie skrajne temperatury mogą panować na takim niewielkim obszarze.
Widok na zastoisko z drogi gruntowej, widać wał zapobiegający ucieczce zimnego powietrza
Pomiary i wyniki:
Do pomiarów w tym miejscu używam profesjonalnego rejestratora temperatury Termio-1 ze świadectwem wzorcowania oraz pomocniczo Termio-25 z firmy Termoprodukt. Pomiary wykonuję wieszając rejestrator na ogrodzeniu szkółki leśnej, która była planowana w tym miejscu (w pierwszym roku działania mróz zabił wszystkie sadzonki i pozostało tylko ogrodzenie), sondę przytwierdzam taśmą na wysokości ok. 2 m. Okresowo pomiar przy gruncie na wysokości 5 cm robiony drugim termometrem. Wcześniej do pomiarów używałem 2 metrowego bukowego kija wbijanego w ziemie, ale obecny sposób jest zdecydowanie wygodniejszy, szczególnie przy zmrożonym gruncie.
Poniżej przedstawiam rekordowe pomiary z zastoiska z podziałem na miesiące.
Styczeń
Zaczynamy od najzimniejszego poranka w historii pomiarów na zastoisku – 7 stycznia 2017 roku, kiedy na 2 m zmierzyłem -37.5°C, a przy gruncie kosmiczne -41,3°C.
Gdyby tyle było na 2 metrach mielibyśmy (nieoficjalny) rekord Polski wszechczasów
Dla porównania temperatura minimalna zmierzona tego samego dnia na innych stacjach:
Stacja przydomowa (Wojkowice) -27.5°C, Katowice -25.6°C Suwałki -27.3°C (tego dnia najzimniejsza stacja 1 rzędu IMGW) Jabłonka -33.6°C (najzimniejsza stacja IMGW tego dnia), czyli otrzymujemy 10 stopniową inwersję temperatury w stosunku do stacji przydomowej.
Gdyby na zastoisku działała oficjalna stacja pomiarowa, byłby to absolutny rekord zimna XXI w. w Polsce, aczkolwiek poprawiony następnego dnia przez stację Arnolda na Puściźnie Rękowiańskiej (-39.8°C). Co ciekawe, przyjmując ,,podręcznikowy” spadek temperatury wraz z wysokością o 0,6°C/100m i różnicę wysokości między oboma punktami pomiarowymi (400m), na zastoisku w Wojkowicach wyszłaby niemal identyczna temperatura (-37.5 – 2.4 = -39.9°C).
Przebieg temperatury podczas rekordowej nocy 07.01.2017r. Zielona linia – stacja przydomowa. Niebieska linia – mrozowisko temperatura na 2 metrach nad ziemią. Czerwona linia – mrozowisko temperatura 5 cm nad pokrywą śnieżną.
Na uwagę zasługuje również dzień wcześniejszy – 6 stycznia 2017 r., gdzie zmierzyłem rekordową różnicę temperatur między stacją przydomową a zastoiskiem, mianowicie inwersja wyniosła aż 14,8 stopnia różnicy, a mówimy tu wciąż o miejscach oddalonych od siebie o 700m.
Padł wtedy wynik, którego absolutnie się nie spodziewałem tego dnia -31.3°C, a przy gruncie aż -34.1°C). Porównanie tej temperatury ze stacją przydomową (t. min. -16.5°C), Katowicami
(-14.2°C) czy najzimniejszymi tego dnia na nizinach Suwałkami (-19.4°C) i Gołdapią (-21,3°C) dają obraz nieprawdopodobnej siły tego niepozornego mrozowiska.
Wykresy ukazują jak dużą rolę w inwersyjnym ochładzaniu się powietrza w zastoisku mrozowym pełni wiatr. choćby słaby wiatr o prędkości 1 m/s jest w stanie zaburzyć basen zimna, co objawia się ekstremalnymi wzrostami temperatury w krótkim okresie czasu np. o 11 stopni w ciągu 10 minut (godz. 19:12 – 1) lub 8 stopni w 5 minut (godz. 23:04 – 2). W momencie kiedy wiatr ustaje, temperatura bardzo ochoczo zaczyna wracać do wartości sprzed podmuchu i przy utrzymaniu korzystnych warunków spada jeszcze niżej.
Luty
T. min. 12 lutego 2021 r.:
stacja przydomowa -18.3°C,
zastoisko -29.0°C (przy gruncie -29.8°C),
Katowice -18.1°C,
Kętrzyn -18.8°C (najzimniejsza stacja IMGW poza górami, Kasprowy Wierch tej nocy miał -25.2°C).
To najzimniejszy lutowy pomiar na zastoisku, można szacować, iż podczas fali mrozów w lutym 2012 roku, kiedy nie prowadziłem pomiarów, było przynajmniej 5-6 stopni zimniej.
Kij, którego używałem do pomiarów jeszcze zanim powstało ogrodzenie i bardzo prowizoryczna osłona
Kwiecień
T. min. 26 kwietnia 2016 r.:
,,dom” -3.8°C,
zastoisko -11.3°C,
Katowice -3.4°C,
Jelenia Góra -4.7°C
Temperatura zmierzona pod koniec miesiąca, prawie w maju. Rekord kwietnia jest zdecydowanie do poprawy, jeżeli trafi się śnieżny początek miesiąca. Działo się tak w roku 2013, kiedy 2 kwietnia stacja przydomowa zmierzyła -11.1°C, mogę tylko szacować, iż wtedy zastoisko notowało zdecydowanie poniżej -20°C.
O tym jak niskie temperatury panują wiosną w zastoisku dużo mówi również rozwój wegetacji np. brzozy.
Po lewej brzoza rosnąca na terenie mrozowiska, po prawej brzoza rosnąca 700m dalej, w okolicach stacji przydomowej. Obydwa zdjęcia zrobione tego samego dnia (21 kwietnia), opóźnienie w wegetacji można szacować na jakieś 2 tygodnie.
Maj
Rok 2017 zapisał się nie tylko ekstremalnym styczniem, ale także dużym mrozem w maju.
T. min. 10 maja 2017 r.:
dom -2.7°C,
zastoisko -10.0°C (przy gruncie -10.2°C),
Katowice -1.9°C,
Kielce -4.2°C.
Ten wynik to najniższa w historii temperatura zmierzona w maju w Polsce (biorąc pod uwagę tereny położone poniżej 500 m n.p.m).
Warto zauważyć, iż wraz z postępem wegetacji zaciera się różnica między pomiarem na 2 metrach a pomiarem na wysokości 5 cm. W miesiącach letnich zdarzała się często sytuacja gdzie przy gruncie było cieplej niż na wysokości 2 metrów.
Podobne zjawisko obserwowaliśmy w Litworowym Kotle, gdzie w gąszczu litworów temperatura była wyższa niż T. 2 m, świadczy to również o tym, iż basen zimna się wypełnił do danej wysokości i przy panujących w danym momencie warunkach nie jest się już w stanie mocniej wychłodzić.
Lipiec
Mrozowisko notuje ujemne temperatury również w najcieplejszym miesiącu roku.
T. min. 14 lipca 2017 r.:
dom +6.1°C,
zastoisko -1.1°C,
Katowice +5.9°C,
Jelenia Góra +5.3°C.
To najniższa zmierzona w Polsce temperatura w miesiącu lipcu od 1878 r. (stacje poniżej 500 m n.p.m.). Nie był to odosobniony przypadek, gdyż rok wcześniej również ,,złapałem” mróz w lipcu, tylko nieco mniejszy (-0.6°C).
W miesiącach letnich roślinność na mrozowisku staje się dość bujna i temperatury przy gruncie bywają wyższe niż na 2 m.
Wrzesień
T. min. 30 września 2018 r.:
dom
-0.4°C,
zastoisko -9.5°C,
Katowice -0.5°C,
Jelenia Góra -2.6°C.
Ponownie ,,nizinny” rekord Polski w okresie powojennym (zimniej było tylko w Karwicy jeżeli wierzyć pomiarowi z 1881 roku).
Badanie inwersji w zastoisku
Na koniec ciekawostka dotycząca tego jak wyraźna jest granica basenu zimnego powietrza w przedstawianym zastoisku mrozowym. Pomiar temperatury został wykonany w 5 punktach (w 2 punktach pomiar stacjonarny, w 3 punktach mobilny) w ciągu 20 minut przy spadku temperatury 0,4°C/h, także spadek pomijalny przy tym okresie badania.
Miejsca pomiarów wykonywanych 19 stycznia 2016 r. między godz. 19:00 a 19:20.1, 2, 3 – pomiary mobilne. Czerwony krzyżyk – przybliżona lokalizacja stacji przydomowej.
Niebieski krzyżyk – pomiar stacjonarny w najzimniejszym miejscu mrozowiska
dom (276 m n.p.m.) -9.1°C,
pkt. 2 (269 m n.p.m.) -11.0°C,
pkt. 1 (260 m n.p.m.) -15.6°C,
pkt. 3 (261 m n.p.m.) –16.5°C,
zastoisko (257 m n.p.m.) -17.5°C,
Jak widać, mimo niewielkiej odległości, temperatury potrafią w jednym momencie bardzo się różnić. Niewielki pagórek (punkt 2) znajduje się zaledwie 100 metrów dalej i 8 metrów wyżej od punktu 3, a różnica w temperaturze na tak niewielkim dystansie wyniosła 5.5 stopnia.
Pkt. 2 temperaturą bardziej zbliżony jest do pomiaru ze stacji przydomowej w głębi miejscowości
Dzieje się tak ponieważ pagórek wystaje już ponad basen skumulowanego zimnego powietrza (czyli ponad wysokość wału, którego korona jest na wys. 266-277 m n.p.m.) i na tej wysokości zimne powietrze już się nie kumuluje, gdyż ,,przelewa się” przez wał i ucieka w dół rzeki.
Najzimniejszym punktem podczas pomiaru oczywiście jest najniżej położone miejsce w zastoisku, gdyż zimne, cięższe powietrze spływa, tak samo jak woda, do najniżej położonego punktu. Nieco niższą temperaturę w pkt. 3 niż w pkt. 1 można tłumaczyć jeszcze w miarę wczesną godziną i nie do końca ustabilizowanym basenem zimna (zimne powietrze podczas ochładzania faluje w zastoisku, tak faluje woda gdy coś do niej wrzucimy).
Te same miejsca badania inwersji oznaczone na zdjęciu z drona.
Cały proces inwersji i powstawania basenów kumulujących zimne powietrze jest opisany również w innych artykułach dostępnych na naszej stronie np.
https://mrozowiska.pl/2021/12/odkrylismy-biegun-zimna-polski/
Gorąco prosimy również o wsparcie naszego głównego projektu – badania tatrzańskich mrozowisk. Pod koniec roku planujemy uruchomić przesył danych online z kotłów, do tego celu niestety brakuje jeszcze nam trochę funduszy ->
