Interdependencies among droughts in the Beskid-foothill area of the Western Carpathians on the example of the Bystrzanka catchment during intense climate change at the beginning of the 21st century
DOI:
https://doi.org/10.26485/AGL/2024/115/2Keywords:
meteorological drought, soil drought, hydrological drought, climate change, Western CarpathiansAbstract
The aim of the study was to determine changes in the intensity of drought in the annual course (5-day periods) and in the multi-year course (1994–2023) and to identify the co-occurrence of droughts and low-flows on the example of the Bystrzanka catchment located in the Beskid-foothill part of the Western Carpathians. In the study, among other things, the threshold values for different types of droughts (meteorological, soil, hydrological), as well as their duration with division into two 15-year sub-periods, and the co-occurrence periods of studied types of droughts was identified. The study used data from daily measurements at the Research Station of the Institute of Geography and Spatial Organization Polish Academy of Sciences at Szymbark. In the multi-year period 1994–2023, 824 pentads with meteorological drought, 712 pentads with soil drought and 1,067 pentads with hydrological droughts were found. Meteorological droughts were characterised by short duration (maximum nine pentads), while hydrological droughts were characterised by long duration (maximum 45 pentads). The synchronous occurrence of meteorological, soil and hydrological droughts was found in the period of 262 pentads and their duration increased in the second half of the study period (co-occurrence of the studied droughts was recorded with 32 more pentads than in the first sub-period).
References
Banasik K., Kaznowska E., Letkiewicz B., Wasilewicz M. 2022. Analiza wybranych charakterystyk hydrologicznych dwóch małych zlewni nizinnych. Acta Scientiarum Polonorum – Formatio Circumiectus 21(1): 33-47.
Barker L.J., Hannaford J., Chiverton A., Svens-son C. 2016. From meteorological to hydrological drought using standardised indicators. Hydrology and Earth System Sciences 20(6): 2483-2505.
Bloomfield J.P., Marchant B.P., Bricker S.H., Morgan R.B. 2015. Regional analysis of groundwater droughts using hydrograph classification. Hydrology and Earth System Sciences 19(10): 4327-4344.
Bochenek W. 2020. Prawidłowości obiegu wody na obszarze beskidzko-pogórskim Karpat Zachodnich na przykładzie zlewni Bystrzanki w świetle zmian klimatu i działalności człowieka (vol. 271). Wyd. IGiPZ PAN.
Bochenek W., Wiejaczka Ł. 2023. Current and future variability of water supply to a mountain reservoir (Polish Carpathians). Stochastic Environmental Research and Risk Assessment 37(12): 5051-5069.
Dai A. 2013. Increasing drought under global warming in observations and models. Nature climate change 3(1): 52-58.
Dauksza L., Gil E., Kotarba A., Kramarz K., Niemirowska J., Słupik J., Starkel L. 1970. Badania fizyczno-geograficzne otoczenia stacji naukowo-badawczej Instytutu Geografii PAN w Szymbarku. Dokumentacja Geograficzna 1: 1-65.
Gil E. 1994. Monitoring obiegu wody i spłukiwania na stokach. W: Zintegrowany Monitoring Środowiska Przyrodniczego. Stacja Bazowa Szymbark (Karpaty Fliszowe). PIOŚ, Warszawa: 66-87.
Grillakis M. G. 2019. Increase in severe and extreme soil moisture droughts for Europe under climate change. Science of the Total Environment 660: 1245-1255.
Kazimierski B., Cabalska J., Mikołajczyk A., Pilichowska-Kazimierska E. 2008. Ocena zagrożenia suszą hydrogeologiczną (gruntową) na obszarze Polski. W: W. Bochenek, M. Kijowska (red.) Materiały XVIII Ogólnopolskiego Sympozjum Zintegrowanego Monitoringu Środowiska Przyrodniczego, 40-41. Szymbark, IGiPZ PAN.
Kingston D.G., Stagge J.H., Tallaksen L.M., Hannah D.M. 2015. European-scale drought: understanding connections between atmospheric circulation and meteorological drought indices. Journal of Climate 28(2): 505-516.
Kopciowski R., Zimnal Z., Chrzastowski J., Jankowski L., Szymakowska F. 1997. Szczegółowa mapa geologiczna Polski w skali 1: 50 000, arkusz Gorlice. Wyd. Państwowego Instytutu Geologicznego.
Kowalczyk A. W., Jaguś A. 2023. The water outflow from neighbouring mountain catchments in the Polish Carpathians: A comparative analysis. Journal of Water and Land Development 58 (VII–IX): 148-157.
Kożuchowski K. 2004. Zmienność opadów atmosferycznych w Polsce w XX i XXI wieku. W: K. Kożuchowski (red.) Skala, uwarunkowania i perspektywy współczesnych zmian klimatycznych w Polsce. Wyd. Biblioteka, Łódź: 47-57.
Kubiak-Wójcicka K. 2020. Variability of air temperature, precipitation and outflows in the Vistula Basin (Poland). Resources 9(9): 1-103.
Michalska B. 2011. Tendencje zmian temperatury powietrza w Polsce. Prace i Studia Geograficzne 47: 67-75.
Mostowik K., Siwek J., Kisiel M., Kowalik K., Krzysik M., Plenzler J., Rzonca B. 2019. Runoff trends in a changing climate in the Eastern Carpathians (Bieszczady Mountains, Poland). Catena 182: 104174.
Ozga-Zielińska M., Brzeziński J. 1994. Hydrologia stosowana. PWN, Warszawa.
Peña‐Angulo D., Vicente‐Serrano S.M., Domínguez‐Castro F., Lorenzo‐Lacruz J., Murphy C., Hannaford J., Allan R.P., Tramblay Y., Reig-Gracia F., El Kenawy A. 2022. The complex and spatially diverse patterns of hydrological droughts across Europe. Water Resources Research 58(4): e2022-WR031976.
Samaniego L., Thober S., Kumar R., Wanders N., Rakovec O., Pan M., Zink M., Sheffield J., Wood E.F., Marx A. 2018. Anthropogenic warming exacerbates European soil moisture droughts. Nature Climate Change 8(5): 421--426.
Sheffield J., Wood E.F. 2008. Projected changes in drought occurrence under future global warming from multi-model, multi-scenario, IPCC AR4 simulations. Climate dynamics 31: 79-105.
Skowera B. 2014. Zmiany warunków hydrotermicznych na obszarze Polski (1971−2010). Fragmenta Agronomica 31(2): 74-87.
Solon J., Borzyszkowski J., Bidłasik M., Richling A., Badora K., Balon J., Brzezińska-Wójcik T., Chabudziński Ł., Dobrowolski R., Grzegorczyk I., Jodłowski M., Kistowski M., Kot R., Krąż P., Lechnio J., Macias A., Majchrowska A., Malinowska E., Migoń P., Myga-Piątek U., Nita J., Papińska E., Rodzik J., Strzyż M., Terpiłowski S., Ziaja W. 2018. Physico-geographical meso-regions of Poland: Verification and adjustment of boundaries on the basis of contemporary spatial data. Geographia Polonica 91(2): 143-170.
Starkel L. 1973. Cel i zakres studiów nad środowiskiem geograficznym okolic Szymbarku. Dokumentacja Geograficzna 1: 7-14.
Starkel L., Gil E. (red.). 1994. Zintegrowany monitoring środowiska przyrodniczego: Stacja Bazowa Szymbark (Karpaty Fliszowe). Biblioteka Monitoringu Środowiska.
Tomaszewska T. 1994. Susze atmosferyczne na przestrzeni ostatniego czterdziestolecia. XXV Zjazd Agrometeorologów, Olsztyn-Mierki, Olsztyn, Wyd. ART: 169-178.
Twardosz R., Niedźwiedź T., Łupikasza E. 2011. The influence of atmospheric circulation on the type of precipitation (Krakow, southern Poland). Theoretical and Apply Climatology 104: 233-250.
Van Lanen H.A., Laaha G., Kingston D.G., Gauster T., Ionita M., Vidal J.P., Vlnas R., Tallaksen L.M., Stahl K., Van Loon A.F. 2016. Hydrology needed to manage droughts: the 2015 European case. Hydrological Processes 30(17): 3097-3104.
Wójcik A., Rączkowski W., Mrozek T., Gil E., Zabuski L., Bochenek W. 2003. ALARM Project Final Raport (maszynopis): 1-10.
Wrzesiński D., Marsz A.A., Sobkowiak L., Styszyńska A. 2022. Response of low flows of Polish rivers to climate change in 1987–1989. Water 14(18): 2780.
Ziernicka-Wojtaszek A. 2006. Zmienność opadów atmosferycznych na obszarze Polski w latach 1971–2000. W: J. Trepińska, Z. Olecki (red.) Klimatyczne aspekty środowiska geograficznego. IGiGP Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków: 139-148
Żmudzka E. 2009. Współczesne zmiany klimatu Polski. Acta Agrophysica 13(2): 555-568.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2024 Łódzkie Towarzystwo Naukowe
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
