Természetes felszínek áramlásmódosító hatásának becslése

Átírás

1 HUDM november. Dr. Radics Kornélia 1, Dr. Bartholy Judit 1 MH Meteorológiai zolgálat, 115 Budapest, Lehel u. -5. (tel.: ) LT Meteorológiai Tanszék, 1117 Budapest, Pázmány s. 1/A. (tel.: ) kornelia.radics@mil.hu, bari@ludens.elte.hu A természetes felszínek, így a domborzat és az érdesség áramlásmódosító hatásának becslését 9 magyarországi meteorológiai állomás legfrissebb, nyolc éves idısora alapján végeztük. A vizsgálatokhoz a dán fejlesztéső ind Atlas Analysis and Application Programot (AsP-ot) alkalmaztuk. A AsP a mért széladatok horizontális és vertikális extrapolációjára szolgáló, Jackson és Hunt elméletére alapozott, lineáris, spektrális modell (Mortensen et al., 199), melynek felhasználásával készült az urópai szélatlasz (Troen és Petersen, 1989) is. védországi mérési adatsorok felhasználásával feltártuk a AsP modellezési korlátjait (Bartholy és Radics, 00; 01), majd a hegyhátsáli toronymérés (Haszpra et al. 01) négy szinten ( m-en, 48 m-en, 8 m-en és 115 m-en) mért széladatainak segítségével igazoltuk a AsP modell hazai adaptálhatóságát. Így lehetıség nyílt a modellezési eredmények verifikálására. A széladatok horizontális és vertikális extrapolációját esettanulmányok során végeztük el (Radics és Bartholy, 0b), továbbá a domborzat és az érdesség áramlásmódosító hatását elemeztük azzal a céllal, hogy feltárjuk a rendelkezésre álló szélmezı legfontosabb sajátosságait. A kutatás befejezı részében az ország egész területére a AsP modell és a digitális terepmodellek alkalmazásával modelleztük és megszerkesztettük az átlagos szélsebességet ábrázoló térképeket (Radics, 04). redmények, következtetések lıadásunk során az európai ajánlásoknak megfelelı hazai szélklíma vizsgálatainkat mutattuk be. redményeinket összefoglalva az alábbi legfontosabb következtetéseket vonhatjuk le. 9 magyarországi meteorológiai állomás nyolc éves, m-es magasságra korrigált széladatsora alapján az éves átlagos szélsebesség 1,47 m s -1 (Jósvafı) és 4,05 m s -1 (zentkirályszabadja) között változik (1. ábra). Így az európai szélosztályozás alapján hazánk a mérsékelten szeles kategóriába sorolható (Bartholy et al. 0). Az extrém szélsebességek (pl. 7 m s -1 -nál nagyobb szélsebességek) relatív gyakoriságának területi eloszlása (. ábra) az átlagos szélsebességhez hasonló képet mutat. A legszelesebb vidék az észak-nyugati országrész, de a dél-keleti területek is jelentıs szélkinccsel rendelkeznek. A Dunántúlon és a középsı országrészben az északi és északnyugati szelek, míg a keleti országrészben az északi és északkeleti szelek a leggyakoribbak (. ábra). Az uralkodó szélirány relatív gyakorisága alacsony, 11,5 % () és 5,4 % (zentkirályszabadja) közé esik. A szélcsendes idıszakok aránya néhány térségben kifejezetten magas értéket 1

2 HUDM november. vesz fel; átlagosan 1,9 % (Kékestetı, 5,07 m-en) és, % (Jósvafı, 9,99 m-en) között változik. A szélsebesség havi anomáliái általában 1 m s -1 -on belül maradnak, azaz szélklímánk az egész év során kiegyenlítettnek mondható ábra. A m-re interpolált szélsebességi értékek [m s -1 ] éves átlagának területi eloszlása Magyarországon.. ábra. A 7 m s -1 -nál nagyobb szélsebességek relatív gyakoriságának területi eloszlás hazánkban. A hegyhátsáli toronymérés alapján a legszelesebb (március) és a legkevésbé szeles (október) hónapokban vizsgáltuk a szélsebesség relatív gyakorisági értékeit az egyes mérési magasságokban. Bár a tavaszi hónapok lényegesen nagyobb szélkinccsel

3 HUDM november. rendelkeznek, nem találtunk szignifikáns különbséget a márciusi és októberi szélsebesség eloszlások között a magasabb szinteken (Radics és Bartholy, 0a). A magasság és a szélsebesség növekedésével mind a szélcsendes idıszakok száma, mind a relatív gyakorisági értékek szórása csökken. opron Budapest Kékesteto yíregyháza Pécs zeged. ábra. A mért szélirány értékek relatív gyakoriságának (%) területi eloszlása hazánkban. A vertikális szélprofil jellemzésére használt formulákkal nem találtunk jelentıs különbséget a hegyhátsáli mérések teljes adatsorára, valamint a stabilis és labilis esetekre számított szélsebességi értékek három különbözı szintre meghatározott hibája között (Bartholy és Radics, 05). Mind a teljes adatsorra, mind a labilis esetekre a felhasznált profilegyenletek alulbecsülik a magasabb szinteken uralkodó szélsebességi értékeket. zzel ellentétben, stabilis légköri viszonyok esetén a valóságban alacsonyabb szélsebességek fordulnak elı 8 m-en és 115 m-en, mint az a leggyakrabban alkalmazott szélprofil-formulák segítségével számítható. A topográfia és a modellezett átlagos szélsebességi értékek jó egyezést mutatnak a rendelkezésre álló szélteljesítmény-mezıvel. Még kis horizontális távolságok (5- km) esetén is lényeges különbségek (60-80 m - ) mutatkozhatnak a rendelkezésre álló szélteljesítmény mennyiségében a domborzati különbségek, illetve az érdességi viszonyok függvényében. Magyarországon az átlagos szélsebesség nagy térbeli változékonyságot mutat (4. ábra). Különösen a hegyvidéki területeken találunk kis távolságon belül jelentıs eltéréseket. 1 m-es magasságban a modellezett átlagos szélsebesség átlagosan közel másfélszerese a m-re számított értéknek. A felszín feletti magasság növekedésével a leginkább és legkevésbé szeles vidékek szélviszonyai közti különbség egyre nı.

4 HUDM november. Az ország regionális szélviszonyainak tanulmányozása, elemzése a AsP felhasználásával modellezett finom felbontású széltérképek (Radics, 04) segítségével végezhetı el, melyek különbözı szinteken ábrázolják az átlagos szélviszonyokat. 4. ábra. A domborzat áramlásmódosító hatásának figyelembe vételével m felszín feletti magasságra modellezett átlagos szélsebességmezı. Köszönetnyilvánítás Köszönetünket fejezzük ki a Magyar Honvédség Meteorológiai zolgálatának a szinoptikus meteorológiai állomások széladatsoráért, Dr. eidinger Tamásnak (LT, Meteorológiai Tanszék) a digitális terepmodellek használatának lehetıségéért, Dr. Haszpra Lászlónak (Országos Meteorológiai zolgálat) és Dr. Barcza Zoltánnak (LT, Meteorológiai Tanszék) a hegyhátsáli profilmérések és a stabilitási paraméterek idısoráért. Az elvégzett kutatásokat részlegesen az alábbi pályázatok támogatták: OTKA T-04867, T-084, T-04984, K-6478, KFP-A/0006/0, KFP-A/08/04, KFP- 6/079/05 számú programjai, valamint az U5-ös keretprogramon belül futó CHIOTTO projekt (VK-CT-0/016). Köszönjük a Magyar Tudományos Akadémia Bolyai János Kutatási Ösztöndíjának támogatását. Felhasznált irodalom Bartholy J. és Radics K. (00): A szélenergia hasznosítás lehetıségei a Kárpát-medencében. gyetemi Meteorológiai Füzetek, o. 14, Budapest, 80p. 4

5 HUDM november. Bartholy J. és Radics K. (01): elected wind characteristics and potential use of wind energy in Hungary. Part I. Idıjárás 5, Bartholy J., Radics K. és Bohoczky F. (0): Present state of wind energy utilisation in Hungary: policy, wind climate, and modelling studies. Renewable and ustainable nergy Reviews 7, Bartholy, J., Radics, K. (05): ind profile analyses and atmospheric stability over a complex terrain in southwestern part of Hungary. Physics and Chemistry of the arth, Vol. 0, Haszpra L., Barcza Z., Bakwin, P., Berger, B., Davis, KJ. és eidinger T. (01): Measuring system for the long-term monitoring of biosphere/atmosphere exchange of carbon dioxide. J. Geophys. Res. 6(D), Mortensen,.G., Landsberg, L., Troen, I. és Petersen,.L. (199): ind Atlas Analysis and Application Program (AsP). Risø at. Labs, Roskilde, Denmark, 16p. Radics K. és Bartholy J. (0a): elected wind characteristics and potential use of wind energy in Hungary. Part II. Idıjárás 6, Radics K. és Bartholy J. (0b): stimation of climate effects of land use changes with simple wind models. Physics and Chemistry of the arth 7, Radics K. (04): A szélenergia hasznosításának lehetıségei Magyarországon: hazánk szélklímája, a rendelkezésre álló szélenergia becslése és modellezése. Doktori értekezés, LT Meteorológiai Tanszék, Budapest, 19p. Troen, I. és Petersen, L. (1989): uropean ind Atlas. Risø at. Labs, Roskilde, Denmark, 656p. 5