* Agencija Republike Slovenije za Okolje, Vojkova 1b, Ljubljana ** Politehnika Nova Gorica, Vipavska 13, Nova Gorica Sredozemski oscilacijski indeks in vpliv na podnebje Slovenije Kay Sušelj*, Klemen Bergant** Povzetek V ’lanku sta predstavljena sredozemska oscilacija (MO) in pripadajo’ sredozemski oscilacijski indeks (MOI). Ocenjena sta s pomo’jo metode glavnih komponent kot vodilni prostorski vzorec (MO) zra’nega tlaka na morskem nivoju (SLP) ter njegova izrazitost v ’asu (MOI). Skupaj pojasnita najve’ji mo.en dele. variabilnosti povpre’nih mese’nih vrednosti SLP nad Sredozemljem.. MOI, ki odra.a aktivnost ciklogeneze v Sredozemlju, je mo’no koreliran s severno-atlantskim oscilacijskim indeksom (NAOI), ki predstavlja izrazitost dipola v polju zra’nega tlaka nad severnim Atlantikom. Prou’ili smo vpliv, ki ga imata MO in severnoatlantska oscilacija (NAO) na podnebje Slovenije. Ocenili smo povezave med MOI ter NAOI in odstopanji mese’nih koli’in padavin in povpre’nih ter ekstremnih temperatur zraka od dolgoletnih mese’nih povpre’ij izmerjenih na izbranih klimatoloških postajah (Ljubljana, Murska Sobota, Rate’e in Postojna), ter anomalijami pretokov rek na izbranih hidroloških postajah (So’a – Solkan, Mura – Gornja Radgona, Sava – Radovljica in Sava - 1ate.). Tako NAOI kot MOI sta v ve’ini primerov tesno povezana z mese’no koli’ino padavin, še posebej v hladnem delu leta. MOI v splošnem pojasni ve’ji dele. variabilnosti padavin v Sloveniji kot NAOI. Povezava med oscilacijskima indeksoma in temperaturami je šibkejša kot v primeru koli’ine padavin. Korelacijski koeficient med maksimalnimi temperaturami in oscilacijskima indeksoma je v ve’ini primerov višji kot med povpre’nimi ter minimalnimi temperaturami in oscilacijskima indeksoma. Ponovno je MOI v ve’ini primerov tesneje povezan s temperaturami zraka v Sloveniji kot NAOI. Spektra MOI in NAOI ka.eta pomemben dele. variabilnosti pri ni.jih frekvencah s periodami deset let in ve’. Variabilnost oscilacijskih indeksov v ’asovni skali nekaj desetletij, ki predstavlja izrazitost prostorskih vzorcev SLP, se odra.a v variabilnosti padavin in pretokov rek v tej ’asovni skali. Izjema je le pretok Mure, ki ima ve’ino povodja v avstrijskih Alpah, kjer MO nima izrazitega vpliva. V splošnem regionalni MOI bolje opiše variabilnost podnebja (koli’ine padavin in temperature zraka) v Sloveniji ter posledi’no tudi variabilnost pretokov rek kot obse.nejši NAOI. Velik dele. variabilnosti, predvsem pri koli’ini padavin in pretokih rek, skladno z variabilnostjo NAOI in MOI, pripada ve’-desetletni ’asovni skali. Uvod Za opis variabilnosti atmosfere na regionalni do globalni skali se pogosto uporabljajo cirkulacijski indeksi, ki opisujejo ’asovni potek variabilnosti najzna’ilnejših prostorskih vzorcev razli’nih meteoroloških spremenljivk, ponavadi zra’nega tlaka (npr. Barnston et al., 1987). Na severni polobli je najve’je pozornosti dele.en prostorski vzorec variabilnosti zra’nega tlaka, ki pripada severno-atlantski oscilaciji (angl. North Atlantic Oscillation, NAO) in predstavlja dipol v polju zra’nega tlaka nad severnim Atlantikom in zahodno Evropo (Hurrell, 1995; Wanner et al., 2002). Kljub temu, da frekven’ni spekter NAOI nima izrazitih frekvenc, zna’ilnih za oscilacije (npr. Hurrell, 2003), se v angleški literaturi za opis NAO uporablja izraz oscilacija, ki smo ga prevzeli tudi pri opisu naše študije. Severno središ’e NAO dipola je nad islandskim obmo’jem nizkega zra’nega tlaka, ju.no središ’e pa nad obmo’jem visokega zra’nega tlaka nad Azori. Severno-atlantski oscilacijski indeks (angl. North Atlantic Oscillation Index, NAOI) odra.a izrazitost NAO v ’asu in opisuje prevladujo’ vremenski tip nad Atlantikom in zahodno Evropo. V primeru pozitivnega NAOI je meridionalni gradient zra’nega taka nad Atlantikom in zahodno Evropo ve’ji od povpre’nega. Zahodnik je mo’nejši od obi’ajnega, maksimalne hitrosti vetra so pomaknjene severneje. V primeru pozitivnega NAOI so nad zahodno Evropo in severno Ameriko izrazito višje temperature in bolj mokra obdobja, nad ve’jim delom Sredozemlja pa so izrazita obdobja suhega vremena. V primeru negativnega NAOI so zahodniki šibkejši in vpliv na podnebje je ravno obraten kot v primeru pozitivnega NAOI. Povezava med prevladujo’im vremenskim tipom in NAO je predvsem izrazita v hladnem delu leta. Vrsta študij je pokazala tesno povezavo med NAOI in številnimi drugimi spremenljivkami, kot npr. temperaturo Atlantskega oceana in nekaterimi ekološkimi spremenljivkami (npr. Marshall et. al., 2001). Conte et. al. (1989) so pokazali, da je za podnebje v Sredozemlju od NAO pomembnejši regionalni vzorec v polju zra’nega tlaka, tako imenovana sredozemska oscilacija (angl. Mediterranean Oscillation, MO). To so potrdile tudi nadaljnje študije (Corte-Real et. al., 1995; Maheras et. al., 1999; Dünkeloh & Jacobeit, 2003) v katerih se je MO izkazal kot najizrazitejši regionalni vzorec zra’nega tlaka, ki vpliva predvsem na padavine nad Sredozemljem. Namen naše študije je bil ugotoviti ali je MO le regionalni del NAO, ali predstavlja samostojen cirkulacijski oziroma oscilacijski vzorec. V ta namen smo naredili primerjavo prostorskih vzorcev MO in NAO ter pripadajo’ih indeksov za obdobje 45 let, izra’unanih iz povpre’nih mese’nih vrednosti zra’nega tlaka na morskem nivoju (SLP). V nadaljevanju smo preverili vpliv MO in NAO na podnebje Sloveniji, pri ’emer smo upoštevali meritve temperature zraka in koli’ine padavin na izbranih klimatoloških postajah, ter pretoke nekaterih ve’jih rek. Ker je znano, da precejšen dele. variabilnosti NAOI pripada ni.jim frekvencam (’asovnim periodam deset let in ve’) (npr. Marshall et. al., 2001), in ker ima MOI podoben frekven’ni spekter kot NAOI, smo preverili, ’e so ni.je frekvence poudarjene tudi v spektrih variabilnosti izbranih podnebnih spremenljivk na obmo’ju Slovenije. Podatki in izra un severno-atlantske ter sredozemske oscilacije Za izra’un oscilacijskih indeksov se obi’ajno uporabljata dva pristopa: 1. Indeks izra’unamo na podlagi vnaprejšnjega poznavanja problematike, npr. znanja o legi središ’ oscilacijskega vzorca. V primeru NAO lahko indeks ocenimo kot standardizirano razlika odstopanj SLP od dolgoletnih povpre’ij, izmerjenih na postajah blizu središ’ nizkega in visokega zra’nega tlaka, npr. Gibraltarja oziroma Lizbone za ju.no središ’e ter Reykjavika za severno središ’e (Hurrell, 1995). 2. S pomo’jo multivariatnih statisti’nih metod, npr. metode glavnih komponent (angl. Principal Component Analysis, PCA) (von Storch & Zwiers, 1999), izoliramo iz prostorsko-’asovnega polja odstopanj zra’nega tlaka od dolgoletnih povpre’ij prostorske vzorce in ’asovne poteke njihove izrazitosti, ki pojasnijo ’im ve’ji dele. variabilnosti polja. Dobljen prostorski vzorec predstavlja oscilacijo, pripadajo’ ’asovni potek pa oscilacijski indeks. Oscilaciji in pripadajo’a indeksa predstavljeni v tem delu, so izra’unani s pomo’jo PCA. Za povpre’ne mese’ne vrednosti SLP smo uporabili rezultate reanaliz Evropskega centra za srednjero’no meteorološko napoved (ECMWF) (Kållberg et. al., 2004). ECMWF je v okviru projekta ERA-40 za obdobje 1957-2002 rekonstruiral meteorološke spremenljivke na pravilni 2.5º×2.5º mre.i. Mese’ne vrednosti SLP so izra’unane kot povpre’je dnevnih vrednosti, slednje pa ocenjene kot povpre’je vrednosti ob štirih terminih v dnevu (ob 00UTC, 06UTC, 12UTC in 16UTC). Iz SLP polj smo najprej izlo’ili letni cikel ter standardizirali podatke za posamezno mre.no to’ko. Pri odstranitvi letnega cikla smo lo’eno za vsako mre.no to’ko in vsak mesec od vrednosti SLP odšteli dolgoletno povpre’je za izbran mesec. V naslednjem koraku smo pri standardizaciji podatkov izra’unali varianco odstopanj SLP na posamezni mre.ni to’ki ter z njenim korenom delili ’asovno vrsto podatkov. Z odstranitvijo letnega cikla smo .eleli odstraniti signal, ki je posledica astronomskih dejavnikov in bi lahko zasen’il pomemben signal podnebne variabilnosti. Standardizacija izena’i vpliv podatkov z razli’nih mre.nih to’k na prostorski vzorec, poleg tega pa so standardizirane vrednosti SLP uporabljene tudi v pristopih izra’unavanja oscilacijskih indeksov na podlagi meritev na posameznih postajah. Podatke smo lo’ili po letnih ’asih: zima (december-februar), pomlad (marec-maj), poletje (junij-avgust) in jesen (september-november) ter napravili izra’une lo’eno za posamezne letne ’ase. Namen PCA metode je, da predstavimo variabilnost izbrane meteorološke spremenljivke s, merjene na N razli’nih lokacijah ob T razli’nih ’asih, kot vsoto kombinacij ortogonalnih prostorskih vzorcev in pripadajo’ih ’asovnih potekov. Pri tem za izra’unavanje prostorskih vzorcev in ’asovnih potekov najprej podatke o spremenljivki s zberemo v matriko S dimenzije N×T. Prostorski vzorci in ’asovni poteki so izbrani tako, da pojasnijo ’im ve’ji dele. variabilnosti spremenljivke s pri pogoju, da so prostorski vzorci ortogonalni. To pomeni, da prvi prostorski vzorec in prvi ’asovni potek skupaj pojasnita najve’ji mo.ni dele. variabilnosti spremenljivke s. Drugi prostorski vzorec je ortogonalen s prvim in s pripadajo’im ’asovnim potekom pojasnita najve’ji mo.en dele. preostale variabilnosti spremenljivke s, ki ne pripada prvemu paru prostorskega vzorca i pripadajo’ega ’asovnega poteka. Podobno so tretji in nadaljnji prostorski vzorci ortogonalni na vse prejšnje, s tem da skupaj s ’asovnimi poteki pojasnijo najve’ji mo.en del variabilnosti spremenljivke s. Izka.e se (npr. von Storch & Zwiers, 1999), da so prostorski vzorci, urejeni po vrsti, lastni vektorji kovarian’ne matrike S, torej lastni vektorji matrike SS T ( T pomeni transponiranje matrike), ki pripadajo lastnim vrednostim urejenim po velikosti. V našem primeru vodilni prostorski vzorci predstavljajo oscilacijo (NAO ali MO), pripadajo’i’asovni poteki pa oscilacijske indekse (NAOI ali MOI). Severno-atlantska in sredozemska oscilacija ter pripadajo a indeksa NAO smo izra’unali kot prvi PCA prostorski vzorec SLP nad atlantsko-evropskim obmo’jem (40ºV-90ºZ, 20ºS-80ºS). Velikost obmo’ja sovpada z obmo’jem, ki ga je v svoji študiji uporabil Hurrell (1995). Geografsko obmo’je za izra’un MO zajema Sredozemsko morje in okolico (30ºV-40ºZ, 30ºS-60ºS), in je v skladu s obmo’jem, ki so ga v svoji študiji upoštevali SupiN et. al. (2004). Prostorski vzorec NAO predstavlja dipolno obliko polja zra’nega tlaka z dvema središ’ema (slika 1). Ju.no središ’e, ki je pozimi nad jugozahodno Evropo, se spomladi pomakne proti Atlantiku, poleti skoraj dose.e severno-ameriško obalo ter se jeseni pomakne nazaj proti Evropi. Poleti in jeseni se prvotnemu ju.nemu središ’u pridru.i še dodatno središ’e nad zahodno Evropo. Lokacija severnega središ’a je sezonsko bolj stabilna in se pomika iznad osrednje Grenlandije (spomladi) do vzhodne Grenlandije (jeseni). 1eprav se lokacija predvsem ju.nega središ’a spreminja z letnimi ’asi, se NAOI izra’unan lo’eno za posamezne letne ’ase skoraj ne razlikuje od NAOI izra’unan hkrati za vse podatke. Linearni korelacijski koeficient med njima je za vse letne ’ase ve’ji od 0.99. MO, izra’unan kot prvi PCA prostorski vzorec SLP nad Sredozemljem, vklju’uje le eno središ’e, ki le.i nad osrednjim in zahodnim Sredozemljem. Lega središ’a MO se za razliko od ju.nega središ’a NAO tekom leta skoraj ne spreminja. Pripadajo’a indeksa, MOI in NAOI sta mo’no korelirana, kar je razvidno tudi iz podobnosti prostorskih vzorcev na obmo’ju Sredozemlja. Linearni korelacijski koeficient med MOI in NAOI znaša 0.79 pozimi, 0.47 pomladi in poleti ter 0.60 jeseni. Podobnost med ju.nim središ’em NAO in MO je najve’ja pozimi, kar se odra.a v najbolj tesni povezavi med NAOI in MOI, manjša jeseni ter najmanjša pomladi in poleti. Glede na majhno spremenljivost MO vzorca tekom leta in izrazito podobnost med MO in NAO le pozimi in deloma jeseni, sklepamo, da MO ni le regionalna reprezentacija NAO temve’ gre za samostojen regionalni oscilacijski vzorec. Predvidevamo, da MO skupaj z MOI opisuje aktivnost sredozemske ciklogeneze. V Sredozemlju so namre’ tri aktivna obmo’ja ciklogeneze (nad Genovskim zalivom, Atlasom in Iberskim polotokom). Glede lego središ’a sklepamo, da MO predstavlja predvsem ciklogenezo nad Genovskim zalivom, ki je izmed navedenih treh obmo’ij ciklogeneze izrazita prakti’no preko celotnega leta (Trigo & Davies,1999). Seveda pa NAO in MO nista neodvisna. Obmo’je, ki vklju’uje NAO, zajema tudi obmo’je MO. Zato se MO deloma odra.a v vzorcu NAO (Glowieka-Hense, 1990), kar ka.ejo visoke korelacije med NAOI in MOI. Slednje je verjetno odraz vpliva prodora hladnih front iznad Atlantika nad obmo’je Alp, ki ga zajamemo z NAOI, kot enega izmed vzrokov za nastanek sredozemske ciklogeneze (Trigo et. al., 2002). Spekter obeh oscilacijskih indeksov, MOI in NAOI, za frekvence s periodo ve’ kot dve leti, je prikazan na sliki 3. Izra’unan NAOI spekter, podobno kot spektri prikazani v literaturi (npr. Hurrell et. al., 2003), ka.e pove’ano mo’ pri periodah med 2.2 let in 2.7 let, pri 3.5 letni periodi in pri periodah daljših od 7 let ter manj mo’i pri periodah med 4 in 7 let. MOI ima podoben spekter kot NAOI, le bistveno manj mo’i je pri periodah med 2.2 in 2.7 let. Podobnost spektrov NAOI in MOI dodatno ka.e na povezavo med NAO in MO. Zima Pomlad Poletje Jesen Slika 1: NAO vzorec pozimi (zgoraj levo), spomladi (zgoraj desno), poleti (spodaj levo) in jeseni (spodaj desno). Zima Pomlad Poletje Jesen Slika 2: MO vzorec pozimi (zgoraj levo), spomladi (zgoraj desno), poleti (spodaj levo) in jeseni (spodaj desno). Slika 3: Frekven’ni spekter MOI in NAOI. Vpliv severno-atlantske in sredozemske oscilacije na podnebje Slovenije Prou’ili smo vpliv oscilacijskih indeksov na podnebje Slovenije. Povezave med njimi smo ocenili na osnovi vrednosti linearnega korelacijskega koeficienta med oscilacijskima indeksoma in odstopanji povpre’nih mese’nih vrednosti maksimalnih, minimalnih ter povpre’nih dnevnih temperatur zraka ter mese’nih koli’in padavin od dolgoletnih mese’nih povpre’ij. Pri tem smo uporabili podatke izmerjene na štirih klimatoloških postajah: Ljubljana-Be.igrad, Rate’e-Planica, Postojna in Murska Sobota. Postaje so bile izbrane kot predstavnice razli’nih podnebnih obmo’ij Slovenije, hkrati pa smo upoštevali le tiste, za katere razpolagamo z meritvami izbranih spremenljivk v celotnem obravnavanem obdobju 1957-2002. Poleg vpliva na podnebje smo preu’ili tudi vpliv oscilacijskih indeksov na mese’na odstopanja pretokov nekaterih rek od dolgoletnega mese’nega povpre’ja, saj so le ti v veliki meri odvisni od integralnih vrednosti podnebnih razmer na povodju. Uporabili smo pretoke So’e v Solkanu, Save v Radovljici, Save v 1ate.u ter Mure v Gornji Radgoni. Povodje So’e v Solkanu obsega severozahodni in zahodni del Slovenije, povodje Save v Radovljici severni del Slovenije, Save v 1ate.u celotno osrednjo in severno Slovenijo (pribli.no polovico površine) ter Mure v Gornji Radgoni predvsem ju.ni del Avstrije. Korelacijski koeficienti med oscilacijskima indeksoma in meteorološkimi spremenljivkami so prikazni v tabelah 1-4, korelacijski koeficienti med oscilacijskima indeksoma in pretoki je prikazan v tabeli 5. Glede na dol.ino ’asovnega niza je korelacijski koeficient signifikanten pri stopnji zaupanja 99%, ’e je ve’ji od 0.2 ali manjši od -0.2 (Storch in Zwiers, 1999). Korelacijski koeficient med padavinami in NAOI ter MOI je v vseh primerih negativen (tabela 1). To pomeni, da je ob izrazitejšem jedru nizkega zra’nega pritiska ter s tem aktivnejši ciklogenezi v Sredozemlju koli’ina padavin nad Slovenijo ve’ja. Absolutne vrednosti korelacijskih koeficientov so pozimi in jeseni najve’je, kar ka.e na najtesnejšo povezavo med MO in koli’ino padavin v Sloveniji v teh letnih ’asih. Razlog za to je, da na vreme v Sloveniji v hladni polovici leta vpliva predvsem sinopti’na situacija, ki jo zajamemo z MOI in deloma tudi z NAOI, v topli polovici leta pa imajo izrazitejši vpliv na padavine lokalni dejavniki (npr vpliv reliefa na konvekcijo in pro.enje neviht). MOI je skoraj v vseh primerih tesneje povezan s padavinami kot NAOI. Rezultat je pri’akovan, saj MOI odra.a aktivnost sredozemske ciklogeneze, ki je poglavitni vir padavin v Sloveniji (Vrhovec et. al., 2003). Ljubljana Murska Sobota Rate’e Postojna Zima -0.54 (-0.37) -0.49 (-0.29) -0.51 (-0.32) -0.44 (-0.28) Pomlad -0.23 (-0.08) -0.11 (-0.01) -0.19 (-0.06) -0.21 (-0.04) Poletje -0.36 (-0.23) -0.31 (-0.17) -0.36 (-0.42) -0.41 (-0.33) jesen -0.47 (-0.31) -0.43 (-0.24) -0.40 (-0.26) -0.53 (-0.30) Preglednica 1: Korelacijski koeficient med MOI (oziroma NAOI) in padavinami na izbranih klimatoloških postajah v posameznih letnih ’asih. Statisti’no zna’ilne vrednosti pri 99% stopnji zaupanja so prikazane s poudarjenim tiskom. Povezave med MOI in NAOI ter temperaturo zraka, tako povpre’no kot ekstremnima, so šibkejše kot v primeru padavin (tabele 2-4) . Za letne ’ase in lokacije, ko so korelacijski koeficienti statisti’no signifikantni, so le-ti pozitivni. To pomeni, da so z manjšo aktivnostjo sredozemske ciklogeneze, oziroma s prevladujo’im anticiklonalnim vremenom, povezane višje temperature zraka. V ve’ini primerov so korelacije med MOI in temperaturami ve’je kot med NAOI in temperaturami zraka, kar dodatno pojasnjuje, da regionalni atmosferski vzorec MO izraziteje vpliva na vreme in podnebje v Sloveniji kot obse.nejša atmosferska tvorba NAO. Podobno kot pri padavinah so na ve’ini postaj temperature, tako povpre’ne kot ekstremne, bolje korelirane z MOI pozimi, kar je podobno kot pri padavinah zaradi izrazitejšega vpliva sinopti’ne situacije, ki jo zajamemo z MO oziroma z NAO. Izmed temperatur zraka so najbolje korelirane z MOI (kot tudi NAOI) maksimalne temperature, najslabše pa minimalne temperature. Minimalne temperature so z MOI (NAOI) signifikantno korelirane le v zimskem delu leta, v toplem delu leta pa so mo’no odvisne od lokalnih pojavov, kot npr. ohladitev ob nevihtah. Predvidevamo, da maksimalne temperature niso tako izrazito podvr.ene lokalnim vplivom. Opazen je tudi razli’no mo’an vpliv MO (oziroma NAO) na temperature na razli’nih postajah. Predvsem temperature v Murski Soboti so slabše korelirane z MOI kot temperature na ostalih postajah. Razlog je verjetno v tem, da na podnebje SV dela Slovenije vplivajo predvsem kontinentalne zra’ne mase iz Panonske ni.ine, vpliv vremenskih tvorb, ki prihajajo iz Sredozemlja ali Atlantika (in se odra.ajo v MOI in NAOI), pa je tam manjši. Ljubljana Murska Sobota Rate’e Postojna Zima 0.20 (0.33) 0.23 (0.39) 0.33 (0.39) 0.24 (0.33) Pomlad 0.26(0.13) 0.16 (0.09) 0.25(0.15) -0.00 (0.09) Poletje 0.11 (0.21) 0.02(0.17) 0.14 (0.23) -0.06 (0.04) Jesen -0.02 (0.03) -0.13 (-0.03) 0.04 (0.11) -0.14 (-0.08) Preglednica 2: Enako kot preglednica 1, le da za povpre’ne temperature namesto padavin. Ljubljana Murska Sobota Rate’e Postojna Zima 0.26 (0.27) 0.19 (0.23) 0.48 (0.42) 0.46 (0.40) Pomlad 0.38 (0.23) 0.28 (0.18) 0.38 (0.16) 0.39 (0.30) Poletje 0.18 (0.11) 0.21 (0.08) 0.23 (0.18) 0.22 (0.11) Jesen 0.16 (0.06) 0.04 (-0.04) 0.32 (0.23) 0.23 (0.19) Preglednica 3: Enako kot preglednica 1, le da za maksimalne temperature namesto padavin. Ljubljana Murska Sobota Rate’e Postojna Zima 0.25 (0.42) 0.42 (0.61) 0.40 (0.48) 0.24 (0.33) Pomlad 0.01 (0.09) 0.06 (0.09) 0.05 (0.16) -0.00 (0.09) Poletje -0.03 (0.08) -0.17 (0.12) -0.02 (0.08) -0.06 (0.04) Jesen -0.13 (0.14) -0.15 (0.07) 0.02 (0.16) -0.14 (0.08) Preglednica 4: Enako kot preglednica 1, le da za minimalne temperature namesto padavin. Pretoki rek v veliki meri odra.ajo kumulativno koli’ino neto padavin (razliko med prejeto koli’ino padavin in izgubami zaradi evapotranspiracije) po povodju ter spremembe zalog vode v snegu ter tleh. Ker je evapotranspiracija tesno povezana s temperaturo zraka in so padavine negativno korelirane z obema oscilacijskima indeksoma, temperature zraka pa pozitivno, je pri’akovati, da bodo pretoki rek negativno korelirani z NAOI in MOI. Pretok So’e v Solkanu in pretok Save v 1ate.u je v vseh sezonah statisti’no zna’ilno koreliran z MOI. Korelacijski koeficienti so precej boljši med pretoki in MOI kot med pretoki in NAOI. Pretoka Save v Radovljici in predvsem Mure v Gornji Radgoni pa sta slabše korelirana z oscilacijskima indeksoma. Pretok Mure je statisti’no zna’ilno koreliran z MOI le jeseni. Razlog za slabo korelacijo je verjetno predvsem v re’nem oziroma padavinskem re.imu. Mura in deloma tudi Sava v zgornjem toku imata sne.ni re.im (Kolbezen et. al., 1998). Velik del vode, ki odte’e v reko je posledica taljenja snega, ki se akumulira ’ez zimo in se tali proti pomladi in poleti. V tem primeru povpre’ni mese’ni pretoki niso povezani le s prejeto koli’inami padavin v izbranem mesecu. Poleg tega severovzhodna Slovenija prejme najve’ padavin poleti z nevihtami, ki jih tako MOI kot NAOI ne opišeta najbolje, saj gre pogosto za lokalno pogojene pojave. Za razliko od severovzhodne Slovenije, prejme jugozahodni in severozahodni del Slovenije najve’ padavin ravno jeseni, ko so sredozemski cikloni (predvsem Genovski) najpogostejši, prav tako pa le-ti prispevajo dobršen dele. k skupni letni koli’ini padavin tudi v osrednji in jugovzhodni Sloveniji. So’a Solkan Mura Gornja Radgona Sava Radovljica Sava 1ate. Zima -0.41 (-0.30) -0.12 (0.01) -0.28 (-0.14) -0.46 (-0.31) Pomlad -0.25 (-0.18) 0.06 (0.09) -0.13 (-0.10) -0.22 (0.12) Poletje -0.30 (-0.31) -0.15 (-0.01) -0.22 (-0.19) -0.26 (-0.07) Jesen -0.39 (-0.29) -0.25 (-0.14) -0.35 (-0.24) -0.38 (-0.23) Preglednica 5: Korelacijski koeficient med MOI in pretoki na izbranih hidroloških postajah ter med NAOI in pretoki (v oklepajih) po sezonah. Statisti’no zna’ilne vrednosti pri 99% stopnji zaupanja so odebeljene. Povezava med variabilnostjo podnebja Slovenije in oscilacijskima indeksoma z vidika dolgoletne dinamike Znano je, da dobršen dele. variabilnosti NAOI pripada frekvencam s periodami deset let in ve’ (Hurrell et. al., 2003). Podobne lastnosti smo pokazali tudi za variabilnost MOI. Ker so povezave predvsem med MOI in padavinami statisti’no zna’ilne, smo preverili ’e je variabilnost padavin skladna z variabilnostjo MOI, torej ’e so v spektru koli’ine padavin na izbranih klimatoloških postajah poudarjene ni.je frekvence. Na sliki 4 so prikazane ’asovna vrsta -NAO, -MOI ter koli’ine padavin (levo) in NAO, MOI ter povpre’ne temperature zraka (desno) na izbranih klimatoloških postajah. Na sliki 5 so prikazane ’asovne vrste –NAO in –MOI ter ’asovne vrste pretokov rek na izbranih hidroloških postajah. Vse ’asovne vrste so bile glajene z butterworthovim filtrom (Parks & Burrus, 1987), ki prepuš’a nizkofrekven’ne signale in izlo’i visokofrekven’ne. Filter ima v frekven’nem spektru zvezen odziv in pri frekvenci 1/15/let prepuš’a polovi’no mo’ signala. Zaznati je, da tako MOI kot NAOI v obravnavanem obdobju ka.eta naraš’ajo’ trend, kar ka.e na vse pogostejša sušnejša obdobja nad Sredozemljem oziroma manjšo pojavnost sredozemskih ciklonov. Viden je maksimum indeksov v prvi polovici sedemdesetih in na za’etku devetdesetih let. 1asovni potek padavin je na vseh postajah podoben kot ’asovni potek –MOI ali –NAOI. Nadpovpre’no sušni sta bili v obravnavanem obdobju 1957-2002 prva polovica sedemdesetih let in prva polovici devetdesetih let, nadpovpre’no mokra pa so bila šestdeseta leta in za’etek osemdesetih let. 1asovni potek povpre’nih, maksimalnih in minimalnih temperatur zraka je zelo podoben, zato so prikazane le vrednosti za povpre’ne temperature. Podobnost med temperaturami zraka in oscilacijskimi indeksi je manjša kot v primeru padavin. Do za’etka sedemdesetih let so se vrednosti oscilacijskih indeksov pove’evale, temperature zraka pa nekoliko zni.evale.Skladen je visok trend naraš’anja oscilacijskih indeksov in temperatur od prve polovice osemdesetih let. Pretoki rek vsi razen Mure prikazujejo podoben ’asovni potek kot padavine, torej podoben kot -NAOI in -MOI. Pretok Mure v Gornji Radgoni je odvisen predvsem od padavin v avstrijskih Alpah, ki niso pod sredozemskim vplivom in jih MOI ne opiše najbolje. Slika 4: 1asovne vrste oscilacijskih indeksov pomno.enih z minus ena in padavin (levo) ter oscilacijskih indeksov in povpre’nih temperatur (desno). Podatki so filtriranim s filtrom, ki ima polovi’no mo’ pri frekvenci 1/15 let -1 . Oznake za klimatske postaje so naslednje: LJ… Ljubljana, MS…Murska Sobota, RT…Rate’e in PO…Postojna. Slika 5: Podobno kot slika 4, levo le namesto padavin so prikazani pretoki rek na izbranih hidroloških postajah. Zaklju ki V ’lanku smo pokazali, da regionalni sredozemski oscilacijski indeks (MOI), ki opisuje aktivnost sredozemske ciklogeneze, pojasni ve’ji dele. variabilnosti koli’ine padavin in temperaturo zraka v Sloveniji kot severno-atlantski oscilacijski indeks (NAOI). V hladnem delu leta, ko je vreme nad Slovenijo odvisno predvsem od vremenskih tvorb v sinopti’ni skali, so korelacije med MOI in padavinami najtesnejše. Podobno velja tudi za temperaturo zraka, pri ’emer so z MOI in NAOI najtesneje povezane maksimalne temperature. Razlog za slednje je verjetno v manjši odvisnosti maksimalnih temperatur zraka od lokalnih vplivov v primerjavi z minimalnimi in tako tudi povpre’nimi temperaturami zraka Pretoki rek, ki so povezani predvsem s prejeto koli’ino padavin, so v mese’ni skali šibkeje povezane z MOI na delih rek, ki imajo prete.no sne.ni re.im in tesneje na rekah oziroma delih rek, ki imajo prete.no de.ni re.im. Razlog je v akumulaciji padavin v snegu, ki lahko vplivajo na pretoke rek šele mnogo po prejetju padavin. Dobršen dele. variabilnosti MOI in NAOI pripada periodam daljšim od deset let, torej dolgoletni dinamiki. To se odra.a tudi v variabilnosti padavin in pretokov rek, ki so z MOI in NAOI povezani. Variabilnost padavin v tej ’asovni skali je pomembna predvsem z vidika prou’evanja dolgoletnih trendov oziroma sprememb prejete koli’ine padavin ter pretokov rek in iskanja vzrokov zanje. Naša študija ka.e, da se podnebne spremembe zadnjih 50 let nad obmo’jem Slovenije odra.ajo tudi v šibkem trendu zmanjševanja koli’ine padavin in zmanjševanja pretokov rek, ki so deloma povezani s trendom manjše pogostosti sredozemskih ciklonov. Vendar pa je trend zmanjševanja padavin bistveno manjši od trenda naraš’anja MOI (oziroma NAOI), kar ka.e na to, da samo z dinamiko izrazitosti MO (oziroma NAO) ne moremo v celoti pojasniti spremenljivosti podnebnih razmer v Sloveniji. Literatura Barnston, A. G & R. E. Livezey. 1987. Classification, Seasonality and Persistence of Low- Frequency Atmospheric Circulation Patterns. Monthly Weather Review, 115 (1083-1126) Conte M., A. Giuffrida & S. Tedesco 1989. The Mediterranean Oscillation. Inpacts on Precipitation and Hydrology in Italy. Proceedings on Conference on Climate and Water. Corte-Real, J., X. Zhang & X. Wang 1995. Large-Scale Circulation Regimes and Surface Climate Anomalies Over the Mediterranean. International Journal of Climatology, 15 (1135-1150) Dünkeloh A & J. Jacobeit 2003. Circulation Dynamics of Mediterranean Precipitation Variability 1948-1998. International Journal of Climatology, 23 (1843-1866). Glowieka-Hense, R. 1990. The North Atlantic Oscillation in the Atlantic-European SLP, Tellus, 42A, 497-507. Hurrell, J. W. 1995. Decadal Trends in the North Atlantic Oscillation: Regional Temperatures and Precipitation. Science, 269 (676-679) Hurrell, J. W., Y. Kushnir, M. Visbeck & G. Ottersen 2003. The North Atlantic Oscillation: Climate Significance and Environmental Impacts, vol 134, poglavje: An Overview of the North Atlantic Oscillation. Geophysical Monograph Series. Kållberg, P., A. Simmons, S. Uppala, & M. Fuentes 2004. The ERA 40 Archive. European Centre for Medium-Range Weather Forecast. Kolbezen., M., J. Pristov 1998: Površinski vodotoki in vodna bilanca Slovenije. Hidrometeorološki zavod Republike Slovenije Maheras, P., E. Xoplaki, T. Davies, J. Martin-Vide, M. Bariendos & M. J. Elkoforado 1999. Warm and Cold Monthly Anomalies Across the Mediterranean Basin and Their Relationship With Circulation: 1860-1990. International Journal of Climatology, 19 (1697-1715) Marshall, J., Y. Kushnir, D. Battisti, P. Chang, A. Czaja, R. Dickson, J. Hurrell, M. McCartney, R. Saravanan & M. Visbeck. 2001. North atlantic Climate Variability: Phenomena, Impacts and Mechanisms. International Journal of Climatology, 21 (1863-1898) Parks, T.W., & C.S. Burrus. 1987. Digital Filter Design. John Wiley & Sons (New York) SupiN, N., B. Grbec, I. VilibiN & I. IvanNiN 2004. Long-term changes in hydrographic conditions in northern Adriatic and its relationship to hydrological and atmospheric processes. Annales Geophysicae, 22 (733-745) Trigo, I. F., G. R. Bigg & T. D. Davies 2002. Climatology of Cyclogenesis Mechanisms in the Mediterranean. Monthly Weather Review 130(3) (549-569) Trigo, I. F., Davies, T. D 1999: Objective Climatology of Cyclones in the Mediterranean Region. Journal of Climate 12 (1685-1696) Von Storch, H. & F. W. Zwiers 1999. Statistical Analysis in Climatology. Cambridge. Cambridge University Press. Vrhovec, T., R. Uabkar, K. Sušelj, M. Dolinar 2003. Strong Precipitation Cases and Wind Shearing in the Southeast Alps. Book of Abstracts on MAP meeting. Wanner, H.,S. Bronnimann, C. Casty, D. Gyalistras, J. Luterbacher, C. Schmutz, D. B. Stephenson & E. Zoplaki 2002. North Atlantic Oscillation concepts and studies. Surveys on Geophysics, 22, (321-381)