Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Katowicach Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska w Katowicach
System Prognoz Jakości Powietrza
w strefach i aglomeracjach województwa śląskiego
A A A

Przegląd czynników klimatycznych mających wpływ na jakość powietrza w województwie śląskim

Jakość powietrza zależy w znacznej mierze od wzajemnego oddziaływania dwóch czynników: emisji zanieczyszczeń i warunków meteorologicznych. Zespół zjawisk i procesów atmosferycznych charakterystycznych dla danego obszaru, kształtujących się pod wpływem właściwości fizycznych i geograficznych tego obszaru, określony na podstawie wyników wieloletnich obserwacji nosi nazwę klimatu. Klimat jest jednym z głównych komponentów środowiska przyrodniczego. Odgrywa on ważną rolę w funkcjonowaniu całego ekosystemu. W naturalnych warunkach klimat kształtowany jest przez grupę czynników radiacyjnych, wilgotnościowych i cyrkulacyjnych, modyfikowanych warunkami lokalnymi. Wszystkie one są wynikiem położenia geograficznego, tzn. szerokości geograficznej, wysokości nad poziom morza, odległości od mórz bądź lądów, usytuowania względem głównych struktur rzeźby kontynentów i rzeźby najbliższego otoczenia, fizycznego charakteru powierzchni terenu, oraz rodzaju i stopnia zanieczyszczeń powietrza na danym obszarze. Między jakością powietrza atmosferycznego a warunkami meteorologicznymi istnieje sprzężenie zwrotne. Warunki pogodowe determinują transport substancji w powietrzu atmosferycznym, a z kolei obecność zanieczyszczeń w atmosferze wpływa na pogodę i klimat. Emisja stanowi czynnik decydujący o wystąpieniu zanieczyszczenia, jednak jego stężenie w jednostce objętości powietrza jest przede wszystkim uzależnione od warunków meteorologicznych. Czynniki meteorologiczne mogą oddziaływać na zróżnicowanie stężenia zanieczyszczeń powietrza dwojako:

  • poprzez ‘sterowanie’ emisją,
  • poprzez wpływ na warunki rozprzestrzeniania zanieczyszczeń.

Pod pojęciem ‘sterowania’ emisją rozumiany jest wpływ warunków meteorologicznych, głównie termicznych, na długość i natężenie sezonu grzewczego, intensywność ruchu samochodowego, itp.
Wpływ czynników meteorologicznych na zróżnicowanie stężenia zanieczyszczeń wokół źródła emisji jest bezsporny. Ocenia się, że o wielkości zanieczyszczenia powietrza aż w 70% decydują warunki meteorologiczne. Warunki meteorologiczne w przyziemnej warstwie granicznej atmosfery zależą od intensywności turbulencji w warstwie granicznej atmosfery. Pionową stratyfikację atmosfery charakteryzuje klasa stabilności atmosfery, natomiast zasięg turbulencji opisuje wielkość określana jako wysokość warstwy mieszania. Spośród tych czynników meteorologicznych największe znaczenie ma prędkość i kierunek wiatru. Prędkość wiatru decyduje o tempie rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń, natomiast kierunek wiatru odpowiada za trasę ich transportu. Dni z pogodą o charakterze insolacyjno-radiacyjnym (słonecznie w dzień i duże nocne wypromieniowanie ciepła z podłoża, słaby wiatr) sprzyjają koncentracji zanieczyszczeń zarówno związanych z emisją produktów spalania, jak pył zawieszony czy dwutlenek siarki, zwłaszcza w chłodnej połowie roku i nocą, jak też i zwiększonej koncentracji ozonu przyziemnego podczas dnia latem.

Województwo śląskie o powierzchni 12 333 km2 (3,9% powierzchni kraju) i liczbie ludności 4 635 882, jest czternastym pod względem powierzchni, a drugim pod względem liczby ludności województwem w Polsce. Średnia gęstość zaludnienia 376 mieszkańców na km2, jest największa w kraju, przy średniej w Polsce 122 mieszkańców na km2. Województwo śląskie podzielone jest na 17 powiatów ziemskich i 19 grodzkich (miasta na prawach powiatu). Większa część województwa śląskiego położona jest na obszarach wyżynnych. Około 15% powierzchni zajmują tereny górskie (Beskidy), zaś pozostałą 1/4 obszaru województwa stanowią obniżenia terenu: Kotlina Raciborska, Równina Opolska, Kotlina Oświęcimska. Najwyższym punktem województwa śląskiego jest Pilsko 1557 m n.p.m. w Beskidzie Żywieckim, natomiast w dolinie Odry na północ od Raciborza teren obniża się do wysokości 180 m n.p.m.

Według jednej z bardziej znanych regionalizacji klimatycznych opracowanych przez Romera województwo śląskie leży w zasięgu pięciu krain, należących do dwóch typów klimatycznych.

Północny i przyległy do niej fragment środkowej części województwa charakteryzuje się nieco wyższą średnią roczną temperaturą powietrza, wyższymi temperaturami stycznia i lipca, oraz mniejszą amplitudą średnich temperatur, a okres wegetacyjny jest dłuższy o kilka dni w porównaniu do pozostałego obszaru województwa śląskiego.

Południowy fragment środkowej części województwa jest zaliczany do typu klimatów podgórskich nizin i kotlin krainy sandomierskiej. Zaznaczają się tu wpływy kontynentalne, przejawiające się wzrostem amplitudy rocznej temperatury powietrza w kierunku wschodnim. Okres wegetacyjny wynosi tutaj średnio 210 dni. Strefy mezoklimatyczne nie mają wyraźnych granic i ulegają przesunięciu zależnie od aktualnych fluktuacji klimatu.

Zajmujące około 1/5 powierzchni województwa śląskiego obszary górskie i podgórskie cechują się największą, w stosunku do pozostałej części województwa, zmiennością klimatyczną, powodowaną przede wszystkim różnicami wysokości. Ten typ klimatu charakteryzuje się piętrowym przebiegiem podstawowych elementów klimatu (spadkiem średniej rocznej temperatury wraz z wysokością, wzrostem rocznych sum opadów atmosferycznych). W ślad za tymi zjawiskami wydatnie skraca się okres wegetacyjny, a w najwyższych partiach gór nie obserwuje się termicznego lata. Dla górskiej części województwa śląskiego miarodajny jest podział Hessa, który dla obszaru Beskidu Śląskiego i Żywieckiego wyróżnił pięć pięter klimatycznych:

  • umiarkowanie ciepłe, poniżej 700 m n.p.m., ze średnią roczną temperaturą powietrza wyższą od 6ºC,
  • umiarkowanie chłodne, od 700 do 1100 m n.p.m., ze średnią roczną temperaturą powietrza od 6 do 4ºC,
  • chłodne, od 1100 do 1400 m n.p.m., ze średnią roczną temperaturą od 4 do 2ºC,
  • bardzo chłodne, od 1400-1650 m n.p.m., ze średnią roczną temperaturą od 2 do 0ºC,

Poniżej przedstawiono warunki meteorologiczne dla stacji PSHM IMGW-PIB zlokalizowanych na terenie województwa śląskiego z okresu 30-letniego, jako najkrótszego okresu, z którego wyznacza się tak zwana normę klimatyczną, według Światowej Organizacji Meteorologicznej (WMO).

Średnie wieloletnie warunki termiczne z okresu 1981-2010 dla województwa śląskiego


Średnie wieloletnie warunki wiatrowe z okresu 1981-2010 dla województwa śląskiego


Średnie wieloletnie warunki opadowe z okresu 1981-2010 dla województwa śląskiego


Średnie wieloletnie usłonecznienie z okresu 1981-2010 dla województwa śląskiego


Na klimat województwa śląskiego, tak jak na klimat całej Polski, mają wpływ takie naturalne czynniki geograficzne jak: ukształtowanie powierzchni, wyniesienie nad poziom morza, odległość od Atlantyku i mórz śródlądowych. Istotny wpływ ma również sąsiedztwo kontynentu azjatyckiego. Pasmowy, równoleżnikowy układ krain geograficznych, otwarty na zachód i wschód sprzyja wędrówkom mas powietrza powstających poza obszarem Polski, szczególnie nad Atlantykiem lub centralną Azją. Obniżenie Bramy Morawskiej sprzyja przenikaniu ciepłych, a okresami również gorących mas powietrza znad Morza Śródziemnego. Polska jest terenem mieszania się mas powietrza o różnorodnych cechach fizycznych. Częste wędrówki mas powietrza przemieszczających się z różnych stron powodują dużą zmienność typów pogody, a klimatowi nadają charakter klimatu przejściowego, posiadającego zarówno cechy klimatu morskiego jak i właściwości klimatu lądowego. Przejściowość ta objawia się między innymi trudną do przewidzenia pogodą w poszczególnych porach roku i poszczególnych latach. Mroźne i suche zimy, oraz bardzo gorące i wilgotne lata przeplatają się z zimami ciepłymi i deszczowymi oraz chłodnymi i deszczowymi latami.

Wynikiem współdziałania ogólnej cyrkulacji atmosfery i warunków lokalnych są tzw. stosunki anemologiczne, które w obrazowy sposób można przedstawić za pomocą róż wiatru, opisujących rozkład przeważających kierunków wiatru i średnich prędkości w zależności od kierunku. W południowej Polsce układ zarówno prędkościowych, jak też i częstościowych róż wiatru jest podobny. Dominują tu wiatry z sektora zachodniego (NW-SW), stanowiąc ponad 60% wszystkich częstości wiatru. Wiatry z tego sektora charakteryzują się również najwyższymi średnimi prędkościami.

W ciągu ostatnich 40 lat obserwowane jest postępujące ocieplanie się klimatu tego obszaru. Nie wnikając w jego przyczyny odnotowuje się systematyczny wzrost średniej rocznej temperatury powietrza (o około 0,268ºC/10 lat), a także średnich rocznych temperatur maksymalnych (o około 0,346ºC/10 lat) i minimalnych (o około 0,127ºC/10 lat). Efektem tego jest skracanie się chłodnych pór roku (np. czas trwania termicznej zimy wykazuje trend ujemny wynoszący około 7 dni na 10 lat) i wydłużanie ciepłych pór roku (czas trwania termicznego lata wzrasta o około 4 dni na 10 lat). Zjawisku temu towarzyszy odpowiednio zmiana długości trwania przejściowych pór roku. Podobne, choć nie tak znaczne zmiany obserwuje się w przebiegu wieloletnim odnośnie wilgotności względnej powietrza i prężności pary wodnej, odpowiednio trend ujemny i dodatni czy prędkości wiatru.

Poza czynnikami naturalnymi, ważnym czynnikiem wpływającym na kształtowanie się klimatu województwa śląskiego są lokalne czynniki antropogeniczne. Działalność człowieka przejawiając się między innymi przede wszystkim intensywną urbanizacją, doprowadza do powstania specyficznych cech klimatu miejskiego, które szczególnie dobrze zaznaczają się w aglomeracji górnośląskiej, a także w innych dużych miastach regionu (Bielsko Biała, Częstochowa).

Położenie województwa śląskiego w różnych warunkach fizyczno-geograficznych determinuje zróżnicowanie klimatyczne tego regionu. Biorąc za podstawowe kryterium stosunki anemologiczne, mające główny wpływ na jakość powietrza w województwie śląskim, wyodrębniono osiem regionów klimatycznych (Atlas klimatu województwa śląskiego, IMGW, Katowice, 2000):

  • region I Wyżyna Krakowsko-Częstochowska,
  • region II Nizina Śląska,
  • region III Wyżyna Śląska (z aglomeracją górnośląską),
  • region IV Płaskowyż Rybnicko-Pszczyński,
  • region V Kotlina Oświęcimska,
  • region VI Kotlina Raciborska,
  • region VII Pogórze Zachodniobeskidzkie,

Dla obszaru Beskidów wyznaczono trzy podregiony:

  • region VIII Kotlina Żywiecka,
  • region VIII Kotlina Żywiecka,
  • region IX doliny beskidzkie,
  • region X wierzchowiny beskidzkie.

Poniższe mapy przedstawiają podział fizjograficzny i klimatyczny województwa śląskiego.

Regiony fizjograficzne na obszarze województwa śląskiego (wg J. Kondrackiego)
Regiony klimatyczne w województwie śląskim

Licznik: 309178