Aszályindexek és térképezési lehetıségeik. Lakatos Mónika, Szentimrey Tamás, Bihari Zita OMSZ

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Aszályindexek és térképezési lehetıségeik. Lakatos Mónika, Szentimrey Tamás, Bihari Zita OMSZ lakatos.m@met.hu"

Lóránd Fodor
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 Aszályindexek és térképezési lehetıségeik Lakatos Mónika, Szentimrey Tamás, Bihari Zita OMSZ

2 Vázlat Aszály fogalma, fajtái Aszály számszerősítése Aszályindexek osztályozása DMCSEE projektben alkalmazott csapadékindex: SPI Az SPI számoló rendszer - idısorok, esettanulmány Az SPI index térképezésének lehetıségei

alkalmazott csapadékindex: SPI Az SPI számoló rendszer

3 Aszály fogalma, fajtái Komplex jelenség, nincs általánosan elfogadott definíciója meteorológiai általában akkor beszélünk aszályról, amikor egy területen tartós vízhiány áll fenn, vagyis a szokásos mennyiségnél kevesebb csapadék hullik. mezıgazdasági: hatásai széleskörőek, melyek többek között függnek az aszály idıtartamától, aszály erısségétıl, a talaj fizikai jellegétıl, a növény, állat víztőrı képességétıl, a lejtıszögtıl, a termıhely talajvízszint szerinti típusától, a növényállomány fejlettségi fokától, a tápanyag-ellátottságtól, trágyázástól, öntözéstıl, növényvédelemtıl hidrológiai hidrológiai: a felszíni és a felszín alatti vízkészletek jelentıs beszőkülése a hosszan tartó csapadékhiány miatt

mezıgazdasági: hatásai széleskörőek, melyek többek között függnek az aszály idıtartamától, aszály erısségétıl, a talaj fizikai jellegétıl, a növény, állat víztőrı képességétıl,

4 Aszály számszerősítése Leírható: a különbözı ágazatokban mutatkozó következményein keresztül különféle meteorológiai paraméterekkel, és az ezekbıl képzett aszályindexekkel és vízháztartás jellemzıkkel Mőholdas eljárás 23 augusztus utolsó dekádjához tartozó NDVI vegetációs index (NOAA mőhold felvételébıl)

ezekbıl képzett aszályindexekkel és vízháztartás jellemzıkkel Mőholdas

5 Aszályindexek osztályozása Bussay A., Szinell Cs., Szentimrey T. (1999): Az aszály magyarországi elıfordulásainak vizsgálata és mérhetısége. Éghajlati és agrometeorológiai tanulmányok 7. csapadékindexek: az aktuálisan lehullott csapadék és az átlagos mennyiség viszonyát írja le, pl. SPI (Standard Precipitation Index) mérleg (ellátottság/szükséglet) indexek, amelyek a lehullott csapadék, mint bevételi oldal mellett a kiadási oldalon a párolgást, mint fı tényezıt is figyelembe veszik rekurzív indexek, amelyek a kiszámításuk során a megelızı idıszak adatait is felhasználják, egy hosszabb idıszakot jellemzı integrál értékként állnak elı. Bhalme-Mooley, PDSI talajnedvesség indexek: több információt tartalmaznak Ped-féle index, relatív talajnedvesség, relatív párolgás, Pálfai index

SPI (Standard Precipitation Index) mérleg (ellátottság/szükséglet) indexek, amelyek a lehullott csapadék, mint bevételi oldal mellett a kiadási oldalon a párolgást, mint fı tényezıt is figyelembe

6 DMCSEE projektben alkalmazott csapadékindex: SPI Tom McKee, 1993, Colorádói Éghajlati Központ Az index úgy áll elı, hogy valamely idıszakra (ami lehet 1 vagy több hónapszámítási idıszak) vonatkozó csapadék idısort veszünk (legalább 3 év bázis idıszak) i. A csapadék adatokra gamma eloszlást illesztünk ii. majd transzformáljuk standard normál eloszlássá Így adott SPI értékhez tartozó standard normál eloszlás értéke megadja a vizsgált idıszakra vonatkozó csapadékösszeg elıfordulási valószínőségét Elınyei: csak csapadék adatsor szükséges hozzá összehasonlíthatóság Hátrányai: mivel csak a csapadékadatokat használja, ezért nyilvánvalóan az aszály szempontjából jelentıs termikus és egyéb hatásokat nem tudja figyelembe venni az érték függ a bázis idıszak kiválasztásától, illetve az eloszlások transzformációjakor is jelentkezhetnek problémák

majd transzformáljuk standard normál eloszlássá Így adott SPI értékhez tartozó standard normál eloszlás értéke megadja a vizsgált idıszakra vonatkozó csapadékösszeg elıfordulási valószínőségét

7 SPI Csapadékösszeg sorok: X ( s,t) ( t = 1, 2,.,n) Eloszlásfüggvény X (,t) s for x : p + G( x) ( ) 1 p p a mm valószínősége: p = P( X ( s, t) ) = p λ G(x) a Gamma eloszlás x : G( x) = u Γ ( p ) Becsülni kell a p, p, λ paramétereket Az SPI sorok transzformációja: Z 1 ( s, t) = Φ ( p + G( X ( s, t) ) ( 1 p )) ( t = 1,.,n) x p 1 e λu du ahol 1 Φ a standard normal eloszlás (z) Φ inverze Az SPI értékek eloszlása ezáltal standard normál lesz!!! Z, t ~ N(,1 t = 1,.,n ( ) ) s ( )

eloszlás x : G( x) = u Γ ( p ) Becsülni kell a p, p, λ paramétereket Az SPI sorok transzformációja: Z 1 ( s, t) = Φ (

8 Az SPI számolása a DMCSEE projekt keretében riport Adatok: 177 állomás homogenizált havi csapadékösszegei, MASH (Multiple Analysis of Series for Homogenization; Szentimrey, 1999) SPI kalkulátor: batch fájl segítségével több állomásra (max. 2) vagy rácsponti sorozatokra alkalmazható, 2 éves idısort tud kezelni Interaktív: a kalibrációs idıszakot és a számítási idıszakot (1-12 hónap) a felhasználó beállíthatja a program futtatása során (Szentimrey) Elkészült : 117 állomás 1 havi, 3 havi és 6 havi SPI sorai 1951-tıl minden hónapra Ugyanezek ~1 km-es rácsra a Mish griddel (Meteorological Interpolation based on Surface Homogenized Data Basis; Szentimrey, Bihari, 27) interpolált rácsponti csapadék adatokra

edu/standardizedprecipitation.shtml batch fájl segítségével több állomásra (max.

9 SPI értékek 2 és fölötte extrém nedves 1,5 1,99 nagyon nedves 1, 1,49 mérsékelten nedves -,99,99 közel átlagos -1, -1,49 mérsékelten száraz -1,5-1,99 erısen száraz -2 és kisebb extrém száraz SPI1 March, , grid point average covering Hungary SPI SPI3 May, , grid point average covering Hungary SPI SPI6 August, , grid point average covering Hungary SPI

10 23 súlyos aszály Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec 21% 42% 66% 34% 48% 74% 76% 46% 19% 126% 16% 224% 25 % 2 % 15 % 1 % 5 % % 23 March, proportion of the territory of the country Year 23 82% SPI1 4 % 3 % 23 May, proportion of the territory of the country 4 % 23 August, proportion of the territory of the country 2 % 3 % 1 % % SPI3 2 % 1 % % SPI6

5-1 -.5.5 SPI1 4 % 3 % 23 May, proportion of the territory of the country 4 % 23 August, proportion of the

11 Térképezés lehetıségei i. A csapadék adatokat interpoláljuk rácspontokba a Mish eljárással, majd kiszámítjuk a rácsponti SPI értékeket és ezeket megjelenítjük indirekt módszer ii. Az állomási SPI sorokat interpoláljuk rácspontokba és ezeket jelenítjük meg direkt módszer

majd kiszámítjuk a rácsponti SPI értékeket és ezeket megjelenítjük

12 ii Direkt módszer Állomási SPI sorok interpolációja ordinary kriging formulával Z M (, t) = Z( s t) s λ ahol = 1 i i, i= 1 ~ M i= 1 mivel Z( s, t) N(,1) ( i =,..,M ) λ, Optimális súlytényezık λ = [ λ λ ] T c + T 1 ( 1 C c) 1 1 λ = C T 1 1 C 1 1 i 1,.., M c : prediktandus-prediktor kovariancia vektor C : prediktor-prediktor kovariancia matrix

.,M ) λ, Optimális súlytényezık λ = [ λ λ ] T c + T 1 ( 1 C c) 1 1 λ = C T 1 1 C 1 1

13 Indirekt módszer Példa: 23 SPI6 augusztus Direkt módszer SPI6 Augusztus, országos átlag, Állomási SPI interpolációjával Rácsponti SPI

5 SPI6 Augusztus, országos átlag, 1951-29 1951

14 Rövidebb idıszakra: SPI1 április Direkt eljárás az állomási SPI értékek interpolációjával SPI értékek -7 és 1.5 között SPI1 Április, országos átlag, Állomási SPI interpolációjával Rácsponti SPI

5 között 2 1-1 -2-3 -4-5 SPI1 Április, országos átlag,

15 Összefoglalás, tervek A projekt keretében elkészült egy automatizált, interaktív SPI számoló rendszer, amivel kiterjedt állomás hálózat vagy rácsponti csapadék értékek SPI sorai számolhatók, majd a Mish eljárással interpolálhatók A térképezés történhet az állomási SPI értékek interpolációjával illetve a gridingelt csapadéksorokon számolt SPI értékek megjelenítésével mivel nincs térbeli trend az SPI sorokban a modellezés egyszerő, nem kell sőrő rácsra a csapadék adatokat interpolálni, elegendı az állomási SPI sorok interpolációja PDSI számolás szerepel a projekt tervben, hasonlóan interpolálható, mivel relatív index, nincs térbeli trend

csapadéksorokon számolt SPI értékek megjelenítésével mivel nincs térbeli trend az SPI sorokban a modellezés egyszerő, nem kell sőrő rácsra a csapadék adatokat

16 Köszönöm a figyelmet!

Hasonló dokumentumok

Az éghajlatváltozás és az aszály

Az éghajlatváltozás és az aszály Szalai Sándor, Lakatos Mónika Szalai.sandor@mkk.szie.hu Lakatos.m@met.hu 1 Definíció Komplex jelenség Nincsen általánosan elfogadott definíciója Relatív jelenség A vízzel