Informacje o działalności naukowo-badawczej Katedry Agrometeorologii w latach 1999 – 2001.

 1. Sprawozdanie z działalności naukowo badawczej.

1.1. Informacje ogólne

 W latach 1999 – 2001 w Katedrze Agrometeorologii prowadzone były badania w ramach dwóch tematów badawczych statutowych, sześciu tematach badawczych własnych i pięciu projektach badawczych KBN:

A. Badania statutowe:

1.    Bilans cieplny i obieg wody w ekosystemach krajobrazu rolniczego oraz agrometeorologiczna bonitacja siedliska - temat nr 273/91/S/63-1 - wchodzący w zakres problemu badawczego: „Melioracje i ochrona środowiska rolniczego dla zwiększenia efektywności obiegu wody i wykorzystania agropotencjału siedliska”. (REALIZOWANY)

2.    Stacjonarne obserwacje meteorologiczne na stacji Katedry Agrometeorologii w Poznaniu - temat nr 275/91/S/63-2  -  wchodzący w zakres problemu badawczego: „Melioracje i ochrona środowiska rolniczego dla zwiększenia efektywności obiegu wody i wykorzystania agropotencjału siedliska”. (REALIZOWANY)

B. Badania własne.

1.    Wykorzystanie informacji teledetekcyjnej do oceny struktury bilansu cieplnego powierzchni czynnej - temat nr 36/M/63/W. W ramach tego tematu wykonuje pracę doktorska mgr inż. Stanisław Tuchołka. W temacie a przewidziana jest obrona pracy doktorskiej.

2.    Kształtowanie obiegu wody w krajobrazie rolniczym - temat nr 46/M/63/W. W ramach tego tematu wykonana została praca doktorska.

3.     Studia nad wpływem wilgotności siedliska na strukturę bilansu cieplnego powierzchni czynnych – temat 76/M/63. W ramach tego tematu  wykonywana jest  praca habilitacyjna.

4.    Dobowa dynamika emisji dwutlenku węgla i pary wodnej w ekosystemach rolniczych – temat nr 89/M/63/W. W ramach tego tematu wykonuje pracę doktorską mgr inż. Damian Józefczyk. (REALIZOWANY)

5.    Inwentaryzacja i waloryzacja małych zbiorników wodnych w zlewni Rowu Wyskoć – temat 90/M/63/W. W ramach tego tematu wykonuje pracę doktorską mgr inż. Radosław Juszczak. (REALIZOWANY) 

C. Badania w ramach projektów KBN

1.    Agrometeorologiczna i teledetekcyjna osłona rolnictwa. (Projekt KBN). 1991-1994

2.   Określenie potrzeb wodnych nawadnianych pól uprawnych na bazie automatycznego systemu pomiarowego. Projekt KBN – 5974801/p08, 1992-1995

3.    1998-2001. Wpływ struktury krajobrazu rolniczego na zmienność struktury bilansu cieplnego powierzchni czynnych. Projekt 6 P04F 019 15 – kierownik projektu prof. dr hab. A. Kędziora.  Temat zakończony rozliczony przez KBN z oceną bardzo dobrą.

4.    2001 – 2003. Intensywność i sezonowa dynamika procesu ewapotranspiracji w zależności od struktury użytkowania gruntów rolniczych - projekt 6 P06H 058 20. - kierownikiem projektu jest dr Jacek Leśny. (REALIZOWANY)

5.    2001 – 2003. Ocena turbulencyjnych strumieni energii, pary wodnej i dwutlenku węgla wymienianych miedzy agroekosystemami a atmosferą, przez wykorzystanie metody kowariancji wirów (eddy covariance) - projekt nr 6 P04G 054 20. -  kierownikiem projektu jest prof. dr hab.  Janusz Olejnik. (REALIZOWANY) 

1.2. Główne problemy badawcze Katedry.

 Podstawowym problemem badawczych Katedry jest rozpoznanie procesów i mechanizmów wymiany energii i obiegu materii w krajobrazie rolniczym. Celem ostatecznym jest opracowanie zasad prawidłowej gospodarki wodnej na obszarach rolniczych w celu zapewnienia trwałego i zrównoważonego ze środowiskiem rozwoju tych obszarów.

W ramach tego problemu Katedra realizuje następujące zadania

1.    Rozpoznanie struktury bilansu cieplnego różnych ekosystemów i krajobrazu rolniczego.

2.    Rozpoznanie struktury bilansu wodnego krajobrazu, zlewni w oparciu o bilans cieplny.

3.    Rozwijanie nowych technik pomiarów mikrometeorologicznych w terenie.

4.    Modelowanie procesów wymiany ciepła, pary wodnej i dwutlenku węgla w przypowierzchniowych warstwach atmosfery i gleby.

5.    Oszacowanie wpływu zmian klimatycznych na strukturę bilansu cieplnego i wodnego krajobrazu rolniczego. 

1.3. Najważniejsze osiągnięcia.

 

Przedstawione poniżej metody badawcze i najważniejsze wyniki badań Katedry są unikalne nie tylko w  skali krajowej  ale wzbogacają także skarbnicę wiedzy światowej dotycząc niezwykle istotnych dla funkcjonowania ziemskiego systemu klimatycznego procesów przepływu energii i materii pomiędzy powierzchnią ziemi i atmosferą. Badania te mają absolutny priorytet w międzynarodowych programach badawczych, których podstawowym programem jest  program IGBP.

Program ten mający na celu analizę zmian globalnych i wypracowanie zasad przeciwdziałania niekorzystnym dla stabilności systemu ziemskiego zmianom, wymaga parametryzacji procesów powierzchniowych. Badania naszej Katedry wnoszą istotny wkład w rozwiązanie tego problemu. Podkreślić należy również fakt, że nie pracujemy w odosobnieniu, ale we współpracy z najlepszymi w tym zakresie placówkami naukowymi zagranicznymi, np.: UBC ( Universirt of British Columbia) i uznanymi światowymi autorytetami jak: prof. J. Paszyński, Prof. A. Black, prof. S. Wicherek, prof. Valentini, Prof. Nachtnebel.

W ciągu ostatnich trzech lat osiągnięto następujące najważniejsze rezultaty:

1.    Rozpoznanie struktury bilansu cieplnego i wodnego podstawowych ekosystemów krajobrazu rolniczego.

2.    Wykazanie roli szaty roślinnej jako najważniejszego czynnika determinującego strukturę bilansu cieplnego i wodnego krajobrazu rolniczego.

3.    Wykazanie roli szaty roślinnej jako zasadniczego czynnika modyfikującego wielkość zmian klimatycznych wywołanych wzrastającym stężeniem dwutlenku węgla w atmosferze.

4.    Uzyskanie całosezonowego (od kwietnia do września) przebiegu podstawowych składników bilansu cieplnego dla pięciu ekosystemów w Wielkoppolsce. Jest to prawdopodobnie pierwsze tego typu osiągnięcie na świecie.

5.    Wykazanie we współpracy z Zakładem Badań Środowiska Rolniczego i Leśnego PAN w Poznaniu, powiązania pomiędzy bilansem cieplnym a funkcjonowaniem zadrzewień i pasów łąk jako barier biogeochemicznych ograniczających migrację biogenów wodami gruntowymi.

6.    Opracowanie metody oceny deficytów wodnych na obszarach rolnych i ich oszacowanie dla zlewni Wyskoci w Wielkopolsce.

7.    Opracowanie, we współpracy z Katedrą Matematyki, modelu przepływu wody przez zadrzewienie śródpolne.

8.    Zakończenie istotnej modyfikacji wytworzonego w poprzednich latach unikalnego, nie tylko w skali krajowej, systemu automatycznych pomiarów mikrometeorologicznych, pozwalającego na niezależne oceny strumieni ciepła i wilgoci wymienianych pomiędzy powierzchnią czynną a atmosferą i podłożem.

9.    Rozwinięcie i ulepszenie opracowanego w latach poprzednich modelu matematycznego pozwalającego na oszacowanie, na podstawie standardowych danych meteorologicznych i prostych charakterystyk szaty roślinnej, obszarowej struktury bilansu cieplnego w skali pola, zlewni, regionu czy kraju.

10.Opracowanie prawdopodobnych zmian w strukturze bilansu wodnego Polski wywołanych zmianami globalnymi klimatu.

11.Uruchomienie we współpracy z University of British Columbia sytemu pomiarów strumieni energii, pary wodnej i dwutlenku węgla metodą eddy covariance.

12.Opracowanie systemu meteorologicznej osłony leśnictwa i współudział (we współpracy z RDLP w Poznaniu) w jego wdrożeniu.

13.Oszacowanie wielkości pochłaniania i retencyjności węgla przez gleby leśne i rolne w kontekście protokołu z Kyoto. 2000, dla Instytutu Ochrony Środowiska w Warszawie.

Najważniejsze Publikacje .

1.       Kędziora A., Olejnik J., Tuchołka S., Chojnicki B. 1999. Impact of plant development stage on heat and water balance structure of cultivated field located in the vicinity of Cessières (France) and in the Great Plain in Poland. In: Paysages agraires et Environment. Principes écologiques de gestion en Europe et au Canada. Ed. S. Wicherek. CNRS Edition, Paris:333 - 345.

2.       Kędziora A., Ryszkowski L. 1999. Does plant cover structure in rural areas modify climate change effects?  Geographia Polonica. Red. L. Ryszkowski, A. Kędziora. Warszawa 72 (2): 65-88.

3.       Olejnik J., Kędziora A., Leśny J. 1999. Modeling of heat and water balance structure in different scales. In: Paysages agraires et Environment. Principes écologiques de gestion en Europe et au Canada. Ed. S. Wicherek. CNRS Edition. Paris:261 - 274.

4.       Ryszkowski L., Bartoszewicz A., Kędziora A. 1999. Management of matter fluxes by biogeochemical barriers at the agricultural landscape level. Kluwer Academic Publishers. Landscape Ecology 14: 479-492. (Impact factor - 1,35).

5.       Ryszkowski L., Kędziora A. 1999. A report on discussions at the conference "The effects of global change in forestry and agriculture". Geographie Polonica. Warszawa 72 (2): 111-115.

6.       Ryszkowski L., Kędziora A. 1999. State of the art in the apraisal of global climate change phenomena. Geog.Pol.. 72, (2): 5 - 8.

7.       Chojnicki B.H., Hoogenboom G., Georgiev G.A. (2000) Estimation of rainfall intensity and spatial distribution based on data collected by automated weather stations and radar systems. Preprints 12th Conference on Applied Climatology, Ashville North Carolina p. 300-303.

8.       Eulenstein F., J. Olejnik, A. Werner, M. Willms 2000: Vergleich moddellierte und gemessener Evapotranspiration für verscjidene Landnutzungsformen. Z.f. Kuturtechnik und Landentwicklung, vol 41 (5), 231-235, Niemcy.

9.       Kędziora A. Olejnik J., Tuchołka S, Leśny J. 2000. Ewapotranspiration within the Wielkopolska and Cessieres landscape. In: L’eau de la cellule au paysage , Ed. S. Wicherek. Elsevier, Paris: 93 – 104.

10.   Olejnik J., F. Eulenstein, J. Lesny, M. Wilms, 2000: Modifikation der Bowen-Verhältnis-Methode zur Abschätzung der Evapotranspiration in heterogenen Landschaften. Z.f. Kuturtechnik und Landentwicklung, vol. 41 (6), 247-252,  Niemcy.

11.   Olejnik J., F. Eulenstein, M. Willms, 2000: Mezoskale heat and water balance structure under present and future climatic conditions – catchment case study in southern part of Germany. Prace Geograf. UJ Kraków, Z 107,397-405.

12.   Olejnik J., J. Leśny, F. Eulenstein, (2000): The application of Fourier expansion for estimating the annual variation of the vertical gradient of some meteorological parameters. Geographia Polonica vol.73, 141-152.

13.   Olejnik J., Kędziora A., Eulenstein F., Józefczy D. 2000. The general knowladge and understanding of some climatological phenomena. Prace Goegraf. UJ Kraków, Zesz.108: 57 - 64.

14.   Olejnik J., Leśny J., Kędziora A. 2000. The method of estimation of Bowen ratio areal distribution by parametrization based on meteorological and land-use data. Prace Goegraf. UJ Kraków, Zesz.108: 407 - 413.

15.        Olejnik J., F. Eulenstein, A. Kędziora. A. Werner, 2001: Evaluation of water balance model using data for bare soil and crop surfaces in middle Europe. Agricultural and Forest Meteorology, 106: 105-116. Elsevier. IF – 1.588

16.        Kędziora A., Olejnik J. 2001. „Medelling of heart and water balances in an agricultural landscape”.- IALE European Conferences 2001. Development of european landascapes. Conferences proceedings- Volume I; Publications Instituti Geographici Universitatis Tartuensis 92, str.136-141

17.        Kayzer D., Kędziora A., Moliński K. 2001. Water transport trend model in agricultural landscape. In: Precidings of VII National Conference on application of mathematics in Biology and Medicine. Wyd. Department of Electronics of  o Mining and Metalurgie, Cracow: 91 – 96.

18.        Olejnik J., F. Eulenstein, A. Kędziora. A. Werner, 2001: Comparison of daily evapotranspiration rate using data from water balance model and modified Bowen ratio method. International Agrophisics, 15: 37-49.

19.        Chojnicki B.H., Hoogebboom G. 2001. „Struktura i działanie automatycznej sieci agrometeorologicznej na przykładzie Georgia Automated Environmental Monitoring Network”.- Annales Universitates Marie Curie – Skłodowska, vol. LV/LVI, 13, sectio B, Lublin str. 113-118

20.        Leśny J., Olejnik J, Chojnicki B., Kedziora A., Eulenstein F. 2001. „Automatyczny system pomiarowy do badania struktury bilansu cieplnego – od cechowania do prac polowych”.- Acta Agrophysica nr 57, str.57-67

21.        Leśny J., Olejnik J., Chojnicki B.H., Eulenstein F. 2001. „System pomiarowy do badania strumieni masy i energii metodą kowariancji wirów”.- Acta Agrophysica nr 57, str.69-75

22.        Kędziora A., Ryszkowski L. 2001. „Ocena wpływu struktury krajobrazu na bilans cieplny i wodny zlewni wraz z określeniem jej modyfikującej roli dla efektów zmian klimatycznych”.- Funkcjonowanie geoekosystemów w zróżnicowanych warunkach klimatycznych – monitoring, ochrona, edukacja; Wyd. Stowarzyszenie Geomorfologów Polskich.- Poznań 2001, str. 202-223

23.        Chojnicki B., Kędziora A., Olejnik J., Leśny J. 2001. „Obliczenie ciepła wodnego w małym zbiorniku wodnym w krajobrazie rolniczym na podstawie pomiarów promieniowania”.- Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska, Warszawa 2001, Zeszyt 23:73 – 79.

24.        Bogdan H. Chojnicki, Janusz Olejnik. 2001. ”Formuła na obliczanie godzinowych wartości salda promieniowania na podstawie pomiarów promieniowania całkowitego i temperatury powietrza”. Roczniki AR w Poznaniu t. 329 z. 21 Melioracje i Inżynieria Środowiska, 2001, str. 47-60

25.   Józefczyk D., Leśny J., Wandelt W.2001.  „Zmienność czasowa i przestrzenna biogenów w wodzie gruntowej na terenie gospodarstwa Manieczki”. Roczniki AR w Poznaniu t.329 z. 21 Melioracje i Inżynieria Środowiska, 2001, str. 87-94

26.        Juszczak R. 2001. „Inwentaryzacja i waloryzacja małych zbiorników wodnych w zachodniej części zlewni rowu Wyskoć”.- Roczniki AR w Poznaniu t.329 z. 21 Melioracje i Inżynieria Środowiska, 2001, str. 95-104

27.        Kapuściński J., Karliński M. 2001.  „Związek średnich miesięcznych wartości temperatury powietrza z niedosytem wilgotności na przykładzie Poznania”.- Roczniki AR w Poznaniu t.329 z. 21 Melioracje i Inżynieria Środowiska, 2001, str.105-112

28.        Leśny J., Olejnik J.,Stanikowska M , 2001:  „Parametryzacja stosunków Bowena oraz składników bilansu cieplnego nad powierzchnią czynną pozbawioną roślin”.- Roczniki AR w Poznaniu t.329 z. 21 Melioracje i Inżynieria Środowiska, ,str. 137-141

29.   Tuchołka S., Moczko J. 2001: „Zależność salda promieniowania i ciepła glebowego od różnicy temperatury radiacyjnej powierzchni czynnej i temperatury powietrza”.- Roczniki AR w Poznaniu t.329 z. 21 Melioracje i Inżynieria Środowiska, str.209-216

30.   Kędziora A. I inni: „Climate Change 2001: Impacts, Adaptation, and Vulnerability: Europe.- Cambridge University Press, 2001, str. 645-692

31.   1. Kędziora A., Olejnik J., 2001: Mapy rozkładu :salda promieniowania, gęstości strumieni ciepła odczuwalnego i utajonego. W „Atlas klimatycznego ryzyka uprawy roślin w Polsce”, edytorzy: C. Koźminski, B. Michalska B. Uniwersytet Szczeciński, Szczecin, 26a-c.

32.   Kędziora A., Olejnik J. 2002. Water balance in Agricultural Landscape and options for its management by change of plant cover structure of landscape. In: Landsc ape ecology in agroecosystems management. Ed. L. Ryszkowski. CRC Press, Boca Raton, London, New York, Washington D.C.: 57 – 110.

33.   Olejnik J., Kędziora A. 2002. Mitigation of radiation and heat balance structure by plant cover structure. In: Landsc ape ecology in agroecosystems management. Ed. L. Ryszkowski. CRC Press, Boca Raton, London, New York, Washington D.C.: 29 –56.

34.   Leśny J., Chojnicki B.H., Olejnik J., 2002:  „Ocena bilansu cieplnego wybranych powierzchni czynych metodą Bowena”.- Roczniki AR w Poznaniu t.342 z. 23 Melioracje i Inżynieria Środowiska, 2002, str. 349-354.