A légköri jelenségek sora igen széles időés

Átírás

1 A TEREPKLIMA KONCEPCIÓ TEREPKLÍMA MÉRÉSEK I. A légköri jelenségek sora igen széles időés térbeli tartományt fog át a kisméretű, rövidéletű portölcsértől a planetáris hullámokig (futó áramlások). Az éghajlatot úgy definiálhatjuk, mint az atmoszféra állapotának éves ciklikusságú változásait különböző földrajzi helyeken. Igaz ugyan, hogy egyik évről a másikra jelentkeznek változások, statisztikai értelemben a légkör hozzávetőleg állandó paraméterekkel jellemezhető. Az éghajlattal foglalkozó klimatológia, a meteorológia ágaként a területi különbségek okozta meteorológiai eltéréseket vizsgálja. A földfelszín egységei lehetnek kisebbek, vagy nagyobbak különböző nézőpontok szerint, de bármilyen terület kiterjedésnek megfeleltethetők bizonyos léptékű klíma-jelenségek. Például az éghajlati zonalitás vizsgálatánál az egész Föld, míg a hegyvidékek, tengerpartok, városok klímájának megfigyelésekor egy adott régió kis területe a kutatás tárgya. A meteorológiai jelenségek osztályozásánál, a mérethatárok megvonásánál a szakemberek közt nem volt egyetértés. Általában a vízszintes kiterjedést tekintik alapkritériumnak. Ez alapján Unger a következő felosztást készítette: Az ábrából és a fenti táblázatból is kiderül, hogy a mezoés mikro léptékű meteorológia jelenségek közé ékelődik a lokális (helyi) jelenségek kategóriája. Az elkülönítés sikeresebb, ha a jelenségek függőleges kiterjedését is figyelembe vesszük: A fentiekből legáltalánosabban azt fogalmazhatjuk meg, hogy egy nagyobb terület éghajlatát makroklímának, egy közepes méretű régióét mezoklímának és a legkisebb térségekét mikroklímának, vagy lokális klímának szokás nevezni. A mikroklíma kifejezést alkalmazzák a legkisebb térrészek, szobák, üvegházak klímájának leírására is. Természetesen egyes területek sajátos klímával rendelkeznek, ami eltéréseket okoz a bemutatott éghajlati és/vagy meteorológiai jelenségektől. Egy lokális klíma terület például a Great Plainsen, Észak- Amerikában egészen nagy kiterjedésű terület, míg a japán hegyvidéken lényegesen kisebb az élénk domborzat miatt. Ettől függetlenül azt állapíthatjuk meg, hogy a mikroklíma 1 cmtől néhány száz méterig terjedő területeken, a helyi klíma 10 métertől 10 km-ig terjedő területeken érvényesül. Mivel a vertikális kiterjedést különleges figyelemmel kell kezelni a légkör felszín közeli legalsó rétegének miroklímáját vizsgálva ennek kiterjedését minden esetben külön meg kell vizsgálni. A helyi klima függőleges kiterjedése a vízszintes kiterjedés egytized részében határozható meg. 1

2 Yoshino japán kutató a korábban bemutatott felosztását az előbbiek figyelembevételével módosította, úgy, hogy a makro klímát zonális és regionális; a mezoklímát pedig lokális (helyi) és topoklímára osztotta fel: A klímakategóriák térskáláknak való megfeleltetését Koppány a következőkben foglalja össze: Bár a helyi klíma hosszú ideje a vizsgálatok tárgya, mégis csak a 20. század 20-as éveire fogalmazódott meg egy világos koncepció Geiger K. Das klima der bodennahen Luftschicht (1927) című munkájában. A mikro- és makroklíma vizsgálatával foglalkozó kutatók között nincsenek jelentős nézetkülönbségek. A mikroklíma a felszínhez közeli légréteg klímáját jelenti, ahol a felszín állapota döntő szerepet játszik. Úgy fogalmazhatnánk, hogy a mikroklíma koncepció hasonló a különböző kutatóknál, mivel munkájukat a felszín közeli vertikális gradiens fizikai vizsgálatára kell alapozniuk. A mikroklíma esetében a függőleges eloszlás fontosabb a vízszintes kiterjedésnél, míg a helyi klíma vizsgálata során a vízszintes dimenzió válik elsődlegessé. Ezért a problémák eltérő kezelési és megoldási módjából adódóan jelentős eltérések állnak elő a helyi és a mikroklíma definíciójában. A legbonyolultabb kérdések a helyi és mezoklíma kapcsán merülnek fel. Geiger és Schmidt (1934) Kleinklima kifejezést alkalmazta a makro- és mikroklíma kategóriák közötti kis régiók klímájának leírására. Geiger később a Topoklímát (helyi klímát ) Geländeklimának, azaz terepklímának hívja. Az angolszász országokban sokkal inkább a Local climate, lokális klíma kifejezés terjedt el az olyan klimatikus különbségek magyarázatára, amelyek nem mikroklimatikus különbségek folytán jönnek létre. Baum és Court (1960) úgy definiálta a mikroklimatológiát, mint olyan tudományt, ami a felszínközeli légrétegek vertikális és horizontális szerkezetében jelentkező földrajzi eltéréseket és a légrétegek fizikai jellemzőit vizsgálja. Tehát tágabb értelemben a mikroklimatológia magába foglalja a lokális klímakutatást. Ez a legelfogadottabb nézetek egyike a helyi klímakutatásban az angolszász országokban. A mezoklímát és a Kleinklimát (kisklíma) szinonímaként használják. A volt Szovjetunióban a helyi klíma léptékére vonatkozóan két felfogás alakult ki. Az első szerint az egy a mikro- és mezoklíma között elhelyezkedő alkategória, mint az már említettük. A második szerint nem egyéb, mint a mikroklímán belüli alkategória, tágabb értelemben a helyi- és a mikroklíma kombinálódik benne. A lengyel Okołowicz (1960) áttekintve a mikro-, mezo- és makroklíma jelenségeket úgy definiálta a mezoklímát, mint ami ami a földrajzi taxonómia önálló egységeinek megfelelő kiterjedésű térrészekre korlátozódik, vagyis ezek különböző, független helyiklíma jelenségek. A topoklimatológia kifejezést Thornthwaite 1953-ban vezette be a mikrometeorológiával mikroklimatológiával összefüggésben. Szerinte a kis kiterjedésű terek kllímáját kellene topoklímának nevezni és a vizsgálatával foglalkozó tudományág neve a topoklimatológia. A topoklíma kifejezés a klasszikus földrajzi topográfiából vett analógia alapján alakult ki, ahol a nagyon kis kiterjedésű térrészekre vonatkozik. Más mezoskálájú éghajlati jelenség a Geländeklima Németországban a kifejezést 1942 óta alkalmazzák a közepes méretű téregységek éghajlati térképezésére 1: es léptékben (Knoch, 1949). Knoch definíciója szerint a Geländeklima a helyi klíma fajtája, amely a domborzat jellegzetességeinek hatására alakul ki. Troll (1950) megállapítja, hogy a Geländeklima a domborzati klímával azonosítható. A topográfikus klíma tehát nem azonos a Thornthwaitetől eredő topoklíma kifejezéssel, de a német Geländekilma és Topoklima kifejezéseket egyaránt topoklímaként fordították angolra, és napjainkban szinonimaként használják őket. Flemming 1971-ben azt javasolta, hogy a meteorológiai térskálát a téregységek alapján kellene felállítani (pl. lokális regionális és globális klíma), illetve a területi kontraszt alapján elkülöníteni (pl. mikro-, mezo-, makroklíma). Flemming alapján a helyi klíma alkategóriája a topoklíma. 2

3 Σ: A terepklimatológia a klimatológia napjainkban gyorsan fejlődő tudományága. Olyan kis térségek klímáját jelenti, ahol állandóan kimutathatók éghajlati különbségek köztük és környezetük közt, tehát önálló klímával rendelkeznek. Az ilyen terekben létrejövő éghajlatot nevezzük helyi klímának, vagy a terep klímájának, kifejezve, hogy az ilyen klímaterületek mérete jellegzetesen kicsi (többnyire km 2 nagyságrendű). A helyi klimatikus tér saját időjárással rendelkezik, ami ugyan nem független a makroklimatikus környezet folyamataitól, de a felszíni hatások sajátosan módosítják, helyileg jellegzetessé teszik. A TEREPKLIMATOLÓGIA KIALAKULÁSA A terep-, ill. helyi klíma kutatás tudományága azoknak a helyi klimatikus tereknek az éghajlati viszonyait vizsgálja, amelyek a növényzet, mikrodomborzat, városok, stb. éghajlatmódosító hatásai alatt alakulnak ki. A terepklíma éghajlati jelenségei, amelyekkel itt foglalkozunk szűk értelemben a helyi klíma megnyilvánulásai, de tágabb értelemben a mikroklíma részét képzik, ám sokuk a mezoklíma felé is kapcsolatot teremt. Ahogy Sekiguti fogalmazott, a helyi klíma kutatás egyik alapvető feladata a helyi felszíni feltételek klíma módosító hatásának elemzése és kvantitatív értékelése. Míg a mikroklimatológiában a felszín közeli légtér vertikális gradiense a vizsgálat tárgya, addig a terepklíma-kutatásban e mellet a horizontális gradiens is fontos szerepet kap. Ezen a terülten speciális mérések kivitelezésére van szükség, mivel a meteorológiai állomások nem szolgáltatnak a célnak megfelelő adatokat. A táj és terepklimatológiai kutatás a tájértékelés, elemzés értékfeltárás fontos eleme. Segítségével meghatározható egy terület termelési-, termesztési- vagy rekrációs potenciálja. Fontos szerepet tölt (-het) be a településtervezésben. Az első ilyen méréseket is a gyakorlati cél vezette a 20. század elejétől: -Szőlő, ill. dohány termesztésre alkalmas területek kijelölése a Rajna-völgyben, ill a Laggio Maggiore mellett -A tengerpart mely részei legalkalmasabbak fürdőtelepek kialakítására a dél-angliai partvidéken. -Dolinák mikroklímájának térképezése karsztos területeken Jugoszláviában és Magyarországon. -Katonai és polgári repterek létesítése sarkkörön túli területeken. -Őszi és tavaszi fagykár elleni védekezés szőlő ültetvényeken Tokaj-hegyalján. Az iparral foglalkozók közül néhányan szintén mikroklíma szempontú megközelítést alkalmaztak. Például a Japán Saitama prefektúrájában élő selyemhernyó tenyésztő Teize Naime Meteorológia és selyemhernyó tenyésztés című 1903-ban kiadott könyvében a selyemhernyó tenyésztő helyek mikroklíma viszonyai és a hernyók selyemszál termelése közötti kapcsolatokat vizsgálta. Az Egyesült Államokban ökológusok folytattak helyi és mikroklíma kutatásokat. H. C. Cowles 1901-ben Chicago térségében folytatott vizsgálatai során kimutatta a vegetáció fejlődésében meglevő különbségek és a helyi klíma közötti összefüggéseket. A Meteorológiai Szolgálat munkatársai által e területen gyakorlati céllal folytatott kutatások agrometeorológiai területen és az erdőtüzek meteorológiai körülményeinek vizsgálata körül mozogtak. A botanikus, ökológus, erdész stb. kutatók ökológiai aspektusú vizsgálatokat végeztek. Főként a hegyoldalakon a lejtés és a felszín jellegzetességei, valamint a talajtani jellemzők és az éghajlati elemek változási közötti összefüggéseket vizsgálatával foglalkozott J. E. Carlton, J. Kittredge, D. B. Lawrence, stb. A II világháború utáni időszakban az egyik legjelentősebb mikro, illetve makrokilma kutatási eredmény J. N. Wolfe, T. R. Wareham és H. T. Scofield által irányított neotoma-völgyi kutatási program volt. Világosan kimutatták, milyen jelentős különbségek figyelhetők meg egy kis völgyön belül is az Ohio Állam területén belül megfigyelhető makroklimatikus különbségekhez képest. Kimutatták továbbá az éves változékonyságot is. Magyarországon a mikroklíma kutatás kezdete botanikusok nevéhez fűződik: az első ilyen irányú vizsgálatokat a debreceni Soó Rezső, Zólyomi Bálint végezte. A botanikusok és meterológusok közös vizsgálatainak eredményei a Bükk-fensík növényföldrajzi viszonyait illetően az Időjárás (1934) című folyóiratban jelentek meg. A II világháború után Dobosi folytatott kutatásokat a víz és hőháztartással kapcsolatos problémákról, míg Wagner számos kérdést vizsgált meg helyi- és mikroklímatikus összefüggésben. A debreceni Berényi Dénes 1967-ben egy mikroklimatológiai tárgyú könyvet adott ki, amelyben a felszínközeli légréteg fizikai folyamataival és függőleges struktúrájával foglalkozik. A klímaelemek vízszintes változásaira is részletesen kitér. 3

4 A mikroklíma hatásai általában nem terjednek túl a fű, épületek, mikrodomborzat, stb. magasságának négyszeresén. Így az e magasságig terjedő mérési adatok nélkülözhetetlenek és eredmények csak ezek analízise útján érhetők el. A függőleges kiterjedés 10 cm és 1 km között változhat és a mérésekkel le kell fedni ezt a széles tartományt. Egy régió éghajlata helyi klímák mozaikjából épül fel. Az eltéréseket okozhatja: a felszín fizikai paramétereinek területi változatossága, a fekvés, a kitettség, a felszín minőségének eltérései mint például a szín, sűrűség, hőkapacitás, nedvességtartalom, a talaj vízáteresztő képessége; a növénytakaró jellegzetességei; az albedó és a felszíni érdesség mértéke. Ezek mind olyan tényezők, amelyek befolyásolják a hő, nedvesség és mozgási energia cserefolyamatokat a felszínen. Ezért vizsgálni kell e tényezők helyi változásait adott szintben. Ezen kívül hegyvidéki terepen a domborzat légáramlást módosító hatását és a klímaelemeknek a magasság változása következtében beálló változásait is figyelembe kell vennünk. Az éghajlati elemek változásai a tszf. magassággal: Napsugárzás. A globálsugárzás a kisebb légköri gyengítés miatt nő (+12-15%/1000m). Az U.V. sugárzás szintén erősebb, nyáron +15%, télen +20%/1000m. A direkt sugárzás aránya is nő. A kisugárzás, különösen a domború felszíneken a gyengébb üvegházhatás miatt még erősebb a sugárzási egyenleg csökken. Figyelembe kell venni a domborzat árnyékoló hatását is. Hőmérséklet. A magassággal átlag 0,5-0,7 C csökkenés (télen az inverziós helyzetek miatt 0,4 C, nyáron 0,6 C) jellemző. Légnedvesség. A páranyomás 1700 méterenként megfeleződik. A relatív nedvességtartam a hőmérséklet csökkenése miatt méterig növekszik, majd a minimális páranyomás miatt szintén csökken. Csapadék. Az orografikus csapadékképződés miatt a hegyvidékek átlagosan csapadékosabbak a síkságoknál. Mo-on átlag 35mm/100m a csapadéktöbblet. DE: nagy az eltérés a széliránnyal szemközti (luv) és azzal ellentétes oldal (lee) közt (pl.:a Börzsönyben ~200 mm). Légnyomás. A felszínre nehezedő légoszlop magasságának csökkeneével a légnyomás is csökken. Az átlagos csökkenés 12hPa/100m. Szél. A szél sebessége a magassággal növekszik. Mo-on 200m magasan 2-4 m/s; 500 m-en 6-7 m/s; a Kékesen 8 m/s az átlagos szélsebesség. A hegységek lee oldalán ugyanakkor a szélárnyék hatás figyelhető meg. A lejtős felszíneken sajátos szélrendszer, az ún. hegy- völgyi szél jön létre. Nappal a lejtő erősebben felmelegedő felső szakaszán alacsony légnyomás, ezért feláramlás alakul ki, ami a völgyből felfelé irányuló légmozgást hoz létre (völgyi szél). Éjjel a Lejtő felső domború részén az erős kisugárzás miatt erősebben hűl a levegő. A hideg levegő a lejtő mentén a völgy felé kezd lefolyni (hegyi szél). A völgytalpon hideg légtó alakulhat ki ilyenkor. Ilyen eltérő fizikai paraméterekkel rendelkező felszínek határán kialakuló napszakos irányváltású szélrendszer a parti szél is. Nappal a hűvösebb, magasnyomású vízfelszín feletti területről a melegebb alacsonyabb nyomású parti légtér felé, éjszaka a Hűvösebb magasabb nyomású parti légtér felől a melegebb, alacsonyabb nyomású vízfelszín feletti légtér felé folyik a légkörzés. 4

5 A terepklíma kialakulásának feltételei: Amint azt Barry (1970) megállapította, az idő lépték komoly problémát jelent a helyi (terep-) klímakutatásban. A helyi klíma csak megfelelő nagytérségi időjárási feltételek mellett alakul ki. Általában gyenge szél és derült égbolt alatt fejlődik ki. A frontok átvonulása teljesen elmoshatja a terepklíma jellegzetességeit. Tehát a munka szinoptikus meteorológiai keretbe ágyazandó. Például a fagy gyakoriság, a helyi szelek, a városi hősziget, a domborzati csapadéktöbblet meghatározásánál szinoptikus feltételeket figyelembe kell venni, vagyis előfordulási gyakoriságuk fontos a jelenségek szempontjából. A helyi klíma kialakulásában szerepet játszó földrajzi tényezőket Stringer (1958) foglalta össze. A helyi klímakutatás feladata az e tényezők és a helyi klíma jelenségek közötti kapcsolatok analízise. 5