Nováky Béla Az éghajlatváltozás vizeinkre gyakorolt várható hatásai Impact of climate change on water resources in Hungary

Átírás

1 Water shortage hazard and adaptive water management strategies in the Hungarian- Serbian cross-border region Nováky Béla Az éghajlatváltozás vizeinkre gyakorolt várható hatásai Impact of climate change on water resources in Hungary 14 June 213

2 A Föld éghajlata melegszik The climate of the Earth is warming

3 Csökkent a sarki jégtakaró Copenhagen Diagnosis, jameswright.worldpress.com The Arctic sea ice extent decreases more quickly than it was predicted earlier by IPCC

4 A melegedés oka: üvegházgázok légköri koncentrációjának növekedése Warming is caused by increase of greenhouse gases in atmosphere

5 A melegedés várhatóan folytatódik IPCC 27 Continued greenhouse gas emissions would cause further warming. The rate of warming depends on the emission and climate scenarios and can be in the interval 2-5 C.

6 Hazánkban a hőmérséklet minden évszakban és az évben emelkedik ECHAM HadCM Hőmérsékletváltozás ( C) Hőmérsékletváltozás ( C) Tél Tavasz Nyár Ősz Év ECHAM meghajtású RCM-ek RegCM HIRHAM REMO RCA RACMO HadCM meghajtású RCM-ek CLM RCA RCA3 HadRM3Q Tél Tavasz Nyár Ősz Év Hőmérsékletváltozás ( C) Hőmérsékletváltozás ( C) Az emelkedés mértéke függ -a meghajtó GCM-től -a regionális modelltől (RCM) Bartholy és Pongrácz 213 Tél Tavasz Nyár Ősz Év Tél Tavasz Nyár Ősz Év ARPEGE Hőmérsékletváltozás ( C) ARPEGE meghajtású RCM-ek HIRHAM ALADIN Hőmérsékletváltozás ( C) Tél Tavasz Nyár Ősz Év Tél Tavasz Nyár Ősz Év In Hungary the temperature rise is expected in year and in all of the seasons. The rate of warming depends on the selectedgcms and regional climate model

7 Az évi csapadék alig változik, kismértékű csökkenése lehetséges, Jelentős a csapadék éven belüli átrendeződése Várható csapadékváltozás (%) J F M A M J J A S O N D Bartholy és Pongrácz 213 The annual precipitation is expected to decrease slightlywith considerable seasonal shifts, i. e. mostly increase in winter and decrease in summer

8 A szélsőséges időjárási események gyakorisága és intenzitása nő Tavasz Spring Tavasz Nyár Summer Nyár Tél Ősz Autumn Winter Tél Ősz % % Days with precipitation > 2 mm Consecutive Dry Days (< 1 mm) Frequency and intensity of extreme meteorological events are expected to increase

9 A vízjárás érzékeny az éghajlatra, az éghajlatváltozás hatással lesz a vízjárásra Források (sources): Egyes korai hatásvizsgálatok (empirikusstatisztikus eljárások) some earlier impact analyses using mainly empirical- statistical methods Nemzetközi projektek: CLAVIER, EULAKES International projects Európai hatásvizsgálatok Europe-wide projects Béla Nováky and Gábor Bálint (213).Shifts and Modification of the Hydrological Regime Under Climate Change in Hungary,Climate Change -Realities, Impacts Over Ice Cap, Sea Level and Risks, Prof. Bharat Raj Singh (Ed.), ISBN: , InTech, DOI: / Available from:

10 Éghajlatváltozás Éghajlat ariditása nő, téli csapadék nő, nyári csapadék csökken Climate change Increasing aridity of climate, precipitation is expected to increase in winter, and to decrease in summer Hidrológiai hatás Évi lefolyás csökken, az évi lefolyás éven belüli megoszlása változik: téli lefolyás nő, nyári lefolyás csökken Hydrological impact Decreasing annual runoff, changing seasonal distribution of annual runoff: increasing runoff in winter and decreasing in summer

11 Az ariditási index és a lefolyási tényező közötti nem-lineáris kapcsolat With increase of aridity index the runoff coefficient decreases 1 Aridity index 1 Runoff coefficient Non-linear relationship between aridity index and runoff coefficient

12 CLAVIER-projekt (CLimate ChAnge and Variability: Impact on Central and Eastern EuRope) projekt: Magyarország, Románia és Bulgária Közepes kibocsátási forgatókönyv A1B ECHAM5 GCM REMO 5.7 regionális modell VITUKI-NHFS és VIDRA konceptuális hidrológiai modellek Referencia időszak Előrejelzési időszak: Évi lefolyás, havi lefolyás, árvizek Comprehensive climate impact assessment was carried out within the frame of CLAVIER project for the Tisza Basin. Hydrological projections are based on regional climate model REMO 5.7 under A1B emission scenario and ECHAM5 global climate model. The reference period and the projected period were used.

13 Az évi, téli és nyári csapadék változása a Tisza vízgyűjtőjében (%) Annual Winter Summer Bálint et al.21 Changes of annual, winter and summer precipitation on Tisza Basin (%)

14 Az évi és évszakos lefolyás változása (%) Zagyva Bodrog Upper-Tisza Chnages in mean discharge, % Upper-Tisza Winter Spring Summer Autumn Annual Szamos 3 Szamos Bodrog Maros Tisza Tisza Maros Bálint et al.21-2 Tél Tavasz Nyár Ősz Év Decrease of annual flow throughout the region with significant spatial variability, some increase for the Upper Tisza. Monthly flow increases in winter, and decreases in other months with significant spatial variability

15 Az évi lefolyás csökkenő, de nem szignifikáns tendenciái Évi lefolyás, mm Zagyva Nováky 211 Nováky 211 Évi lefolyás, mm 2 Zala Varga Zala Zagyva Decreasing but non-significant trends in annual flow are detected on some rivers, particularly on small streams (Zala, Zagyva)

16 A Duna évi közepes vízhozama nem változott Duna (Pozsony/Bratislava) évi (és maximális) lefolyása Pekarova et al. 28 Differently results were received for the upstream station Bratislava where no trend is proved in annual flow for the period

17 Duna (Bratislava) havi lefolyása áprilisban nőtt, augusztusban csökkent Monthly mean discharge (m3/s) April April Monthly mean discharge (m3/s) August Pekarova et al. 28 At Bratislava a decrease in monthly flow is detected in summer (May- August), an increase in winter and spring (November-April) month during the period

18 Éghajlatváltozás Nyáron a csapadék csökken, hőmérséklet emelkedik Hidrológiai hatás Csökkenő nyári lefolyás, hasznosítható vízkészlet csökken, kisvizek tartóssága nő Climate change Decreasing precipitation, increasing temperature in summer Hydrological impact Decreasing runoff in summer, water resources available decreases

19 A nyári időszak kisvizei jelentősen csökkenek a 21. század végéig A2 -HadCM3 HIRHAM -LISFLOOD Feyen and Dankers 28; EEA 212 Projected change in mean annual (left) and summer minimum 7- day river flow between and the reference period (EEA)

20 A Duna nyári kisvízhozamának jelentős csökkenését jelzik előre Duna németországi szakasza, NM7Q5 Többféle generált időjárási idősor Mauser et al. 28 Climate impact analyses made for the Upper Danube are based on A1B, regional climate models REMO, MM5 and PROMET hydrological model. To evaluate the uncertainty 12 realization of the same climate scenario were created by a synthetic weather generator. All hydrological simulations indicate a significant change in low flow

21 A kisvízhozamok növekvő tendenciát mutatnak számos vízfolyáson Q (m3/s) ÉviMin ÉviNapiKözMin Lineáris (ÉviNapiKözMin) Szamos Szatmárnémeti Q(m3/s) Qmin Qnapi köz min Lineáris (Qnapi köz min) Fekete-Körös Nagyzerind Q (m3/s) Qmin Qnapi köz min Lineáris (Qnapi köz min) Maros Arad Konecsny Time series of annual minima, and other low flow parameters (duration of low flow period, the deficit during flow periods) for several streams (Tisza, Szamos, Körös, Maros, Zagyva etc.) show increasing tendency

22 A tározó üzembe helyezése után a kisvízhozam ugrásszerűen nőtt Konecsny-Sorocovschi 1996 Water reservoir The increasing tendency can be mainly explained by water management measurement (runoff regulation,transfer from groundwater abstraction)

23 A Zagyva kisvizeinek szeparálása éghajlati és nem-éghajlati hatások szerint Calculated anthropogenic low flow Calculated anthropogenic and climatic low flow Observed low flow 25 2 Low flow, mm 15 1 Calculated Konecsny & Nováky 211 Time series of low flow can be analyzed correctly by the separation of observed low flow time series into anthropogenic and climatically determined components (Zagyva - Jásztelek)

24 Az aszályindex változása PAI*/PAI = (1 + T/T)(1 + P/P) Jelenlegi helyzet T IV-VIII = 16,8 C P X-VIII = 57 mm Aszályindex növekedése, % P* = 6, es évek aszályhelyzete Hőmérséklet növekedés, C 2 1,5 1,5 2, Csapadék csökkenés, % Nováky 25 Reduction of precipitation by 15% and rise of temperature by 1,5 C would lead to increase of aridity index averaged for Hungary to 6,37 which is typical for dry period years

25 Éghajlatváltozás Hőmérséklet nő, csapadék kissé csökken vagy változatlan, várhatóan csökken, éghajlat ariditása nő Climate change Increasing temperature, decreasing or no changed precipitation, increasing aridity of climate Hidrológiai hatás Csökkenő természetes vízkészlet, várhatóan romló vízmérleg Hydrological impact Decreasing natural water resources, water budget is uncertain likely is worsening Természetes vízkészlet = csapadék + hozzáfolyás - párolgás Natural water resources = Precipitation + Inflow to lake Evaporation

26 A Balaton természetes vízkészletének változása EULAKES-projekt Hőmérséklet/Temperature Varga 212 Csapadék/Precipitation Évi/annual: világos kék/light blue Nyár/summer: piros/red Water balance of Lake Balaton was investigated in frame of EULAKESproject. A1B emission scenario, ECAHM5/MPI-OM, Cosmo-CLM. Reference period is

27 A Balaton évi természetes vízkészletének változása a 21. század végéig Varga 212 The water balance of Balaton is projected to improve until 21-23, after that to worsen. After 25 no outflow is expected from the lake

28 A Balaton természetes vízkészlete között Annual natural water resources, mm Évi TVK, mm Nováky 213 Annual natural water resources shows a decreasing tendency during the period from 1921 to 211, and became negative after 2. The tendency is statistically significant

29 Az évi ariditási tényező és az évi TVK kapcsolata 3 Aridity index, 1T/P Ariditási tényező, 1T/P 2,5 2 1,5 1, Natural water Évi resources, TVK, mm mm Nováky 213 Relationship between the natural water resources and aridity index. Aridity index is calculated as the rate of annual mean temperature to annual precipitation

30 Éghajlatváltozás Hidrológiai hatás Hőmérséklet nő Vízhőmérséklet nő, jégjelenségek csökkennek Climate change Increasing temperature Hydrological impact Increasing water temperature, decreasing ice phenomena

31 A vízhőmérséklet növekszik között Duna, Baja Nováky 211 The number of days with water temperature exceeding 2 C and 24 C thresholds show an upward trend with the rate of 1 days/decade for the 2 C and 1,5 days/decade for 24 C thresholds

32 A jégjelenségek később kezdődnek, és korábban érnek véget a Dunán Takács 211 Earlierbreak-up and start of ice free conditions were observed at all investigated river reaches on the Danube

33 Climate change would pose additional challenges to water management The reduction of water resources may have adverse effects particularly in summer, limiting water uses connected to riverbeds (fishing, navigation) and water abstraction from rivers for agriculture, industry, and drinking water supply Warming climate is likely to lead to increasing water consumption for irrigation, fish ponds, and power station Reducing water resources and increasing water demand would result in more frequent conflicts between water uses, particularly in the region of the Hungarian Plain mostly prone to climate change Reducing water resources would make it difficult to maintain good ecological state in rivers and lakes as it is prescribed by the Water Framework Directive Maintaining prescribed regulation water levels in lakes will not be always possible limiting their recreational use. Climate change is likely to bring unfavourable changes for flood management Nováky & Bálint 213

34 Nováky Béla Éghajlatváltozás és a felszíni vizeink Köszönöm a figyelmet! Nováky Béla