Zróżnicowanie przestrzenne i wieloletnia zmienność temperatury gruntu w rejonie Stacji Polarnej UMK (NW Spitsbergen) w okresie letnim (1975-2009)

W artykule przedstawiono podsumowanie wyników badań dotyczących zmian temperatury gruntu w otoczeniu Stacji Polarnej UMK na Kaffioyrze (NW Spitsbergen) w sezonie letnim. Do analizy wzięto dane pomiarowe z 5 głębokości (1, 5, 10, 20 i 50 cm) z 3 różnych ekotopów (plaża, morena i tundra) wykonane w trakcie 17 dotychczasowych wypraw polarnych zorganizowanych przez Instytut Geografii UMK w różnych latach okresu 1975-2009. W celu uzyskania pełnej porównywalności wyników wybrano okres 21.07-31.08, dla którego dostępne są kompletne dane dla niemal wszystkich sezonów letnich analizowanych w artykule. Serie temperatury gruntu na wszystkich stanowiskach i poziomach są ze sobą bardzo silnie skorelowane. Wyraźnie największy wpływ na zmierzone wartości temperatury gruntu w całej badanej warstwie wywiera tempe-ratura powietrza (współczynniki korelacji wahają się od 0,6 do 0,86). Inne elementy meteorologiczne takie jak prędkość wiatru, zachmurzenie i usłonecznienie również w sposób istotny wpływają na temperaturę gruntu, ale głównie w warstwie 0-20 cm (współczynniki korelacji wahają się od 0,15 do 0,28). Istotny statystycznie, chociaż ilościowo bardzo niewielki, wpływ na temperaturę gruntu w warstwie do 20 cm ma także opad atmosferyczny.

In the present paper a comprehensive synthesis of ground temperature changes on the Kaffiřyra Plain (NW Spitsbergen) in the summer season (21st July to 31st August) from 1975 to 2009 is described. This has been done with two main aims in mind: i) to examine the influence of different ecotypes on ground temperature values in the layer 1-50 cm, and ii) to examine long-term changes of ground temperature. The highest values of long-term average ground temperature in the summer season have been observed between 20th and 25th July. After this period a gradual decrease in ground temperature is observed (Table 2, Fig. 3). One clear cold singularity can be distinguished here occurring at the end of July and start of August which is connected with a significant decrease in air temperature observed very often during this time. In the period 1978-2009 the warmest ground in the entire analysed layer was observed at the ‘Moraine’ site (6.2°C), and the coldest was at the ‘Tundra’ site (5.1°C) – Table 3, Fig. 4. However, in the shallowest layer (up to 1 cm) markedly the warmest site was the beach, while the coldest was at a depth of 50 cm (Fig. 4). The reason for the large decrease of temperature in this layer was that this was where the permafrost roof was at its shallowest. As a consequence of this temperature behaviour in the layer, the ‘Beach’ site shows the greatest lapse rate of ground temperature (-0.78°C/10 cm) (Table 4). In the warmest summer seasons a greater range of ground temperature in the daily cycle is observed than in the coldest ones, which is very clearly seen, in particular in the layer from surface up to 20 cm (Fig. 5). In the study period a significant increase in ground temperature in the layer 1-20 cm was observed starting in 1998, while at a depth of 50 cm this rise can be seen from 2005 onward (Fig. 6). Very high and statistically significant correlation have been found between series of daily ground temperature taken from all sites and all measurement depths (Table 5). Air temperature is a meteorological variable, which has the greatest influence on the values of ground temperature. Correlation coefficients between series of its daily values and series of average daily ground temperature in all analysed depths at the ‘Beach’ site oscillate from 0.6 to 0.86 (Table 6, Fig. 7). Important factors controlling values of ground temperature in the layer 0-20 cm are also wind velocity, cloudiness and sunshine duration (correlation coefficients oscillate between 0.15 and 0.28).