Osztott paraméterű éghajlat-lefolyás modell építése a Zala vízgyűjtőjén Gribovszki Zoltán Csáki Péter Kalicz Péter Nyugat-magyarországi Egyetem, Erdőmérnöki Kar, Geomatikai, Erdőfeltárási és Vízgazdálkodási Intézet 1
BEVEZETÉS Csapadék hasznosulás (P) Magyarországon: Evapotranszspiráció (ET) ~90% Lefolyás (R) ~10% Klimatikus vízmérleg: P = ET + R ET meghatározásának fontossága: vízmérleg-egyenlet pontosítása éghajlatváltozás kutatása gyakorlati hasznosítási lehetőségek (Brutsaert, 2005)
BEVEZETÉS Háromféle ET: aktuális/területi ET A potenciális ET P Komplementáris elmélet nedves környezeti ET W (CR, Bouchet, 1963): ET A + ET P = 2ET W (http://www.sws.uiuc.edu/) (Kovács, 2011 nyomán)
ANYAG ÉS MÓDSZER CREMAP területi párolgásmodell: Szilágyi és Kovács (2010) lineáris transzformáció: MODIS felszíni hőmérséklet párolgás értékek: WREVAP modell (Morton et al., 1985) validált modell (több vízgyűjtő-területen),1 km 2 -es felbontás (Kovács, 2011 nyomán) (Kovács, 2011)
Többéves (2000-2008) átlagos párolgás: Térbeli felbontás: 1 km 2 (Szilágyi et al., 2011) (Kovács, 2011 nyomán)
ET A /P Budyko-model (P>ET) Vízháztartási mérleg Energiaháztartási mérleg ET A ariditási index (φ) függvényében való becslése Schreiber-egyenlet: φ=et P /P (after Gerrits et al., 2009)
ANYAG ÉS MÓDSZER Potenciális párolgás (ET P ) meghatározása Schreiber (1904) alapján: ET P kifejezhető egy Magyarország területére érvényesnek tekintett kádpárolgási egyenlet függvényeként is (Nováky, 2002): α: kalibrációs paraméter, alapvetően a felszínborítás függvényében változik (Keve és Nováky, 2010) α pixelenként számítható:
ANYAG ÉS MÓDSZER A Budyko-féle α paraméter nem használható, ha ETA > P Főként a talajvíz-feláramlási területek és nagyobb víztestek Az ilyen vizenyős területeken az ET A értéke általában jó összefüggésbe hozható az adott területre jellemző ET pan (kádpárolgás, U-kád) értékekkel (McMahon et al., 2012). Ezek hányadosa β, mely pixelenként számítható: Az α és a β paraméterek segítségévelaz ET A és az R (P-ET A ) becsülhető a jövőre.
ZALA VÍZGYŰJTŐ Zala-Zalalövő Zala-Zalaegerszeg Zala-Zalabér Zala-Zalaapáti Terület (km 2 ) 184,6 458,9 1168,1 1520,7
ZALA VÍZGYŰJTŐ Éves középhőmérséklet átlag (2000-2008): ~10.7 C
ZALA VÍZGYŰJTŐ Éves csapadékösszeg átlag (2000-2008): ~ 670 NY, DNY ~ 580 K
CREMAP ET A Validálás Vízgyűjtő területek P CCHUN (mm) R VIZIG (mm) Vízmérleg ET (mm) CREMAP ET (mm) Eltérés (mm) Eltérés (%) Zalalövő 648.49 58.9 589.6 587.9 1.7 0.3 Zalaegerszeg 639.23 63.2 576.0 567.2 8.8 1.6 Zalabér 628.42 66.5 561.9 565.6 3.7 0.7 Zalaapáti 619.23 63.5 555.7 568.9 13.2 2.3
CREMAP ET A Felszínborítás Terület CREMAP ET Felszínborítási kategória (km 2 ) (%) (mm) Mesterséges felszínek 78,0 5,1 560 Mezőgazdasági területek 874,2 57,5 566 Erdők és term.közeli területek 554,9 36,5 573 Vizenyős területek 4,3 0,3 586 Vizek 9,3 0,6 583 Összesen: 1520,7 100.0 573
LEFOLYÁS SZERKESZTÉSE P ET A = R
LEFOLYÁS Felszínborítás Terület R átlag Felszínborítási kategória (km 2 ) (%) (mm) Mesterséges felszínek 78,0 5,1 58 Mezőgazdasági területek 874,2 57,5 52 Erdők és term.közeli területek 554,9 36,5 49 Vizenyős területek 4,3 0,3 51 Vizek 9,3 0,6 40 Összesen: 1520,7 100.0 50
BUDYKO-ALFA Ahol P > ET A : Felszínborítási kategória Pixel Átlag Szórás Mesterséges felszínek 253 2.11 0.67 Mezőgazdasági területek 1230 2.14 0.58 Erdők és természetközeli területek 961 2.23 0.62 Vizenyős területek 14 2.25 0.55 Vizek 29 2.36 0.58
BÉTA Ahol P < ET A : Felszínborítási kategória Pixel Átlag Szórás Mesterséges felszínek 24 0.76 0.04 Mezőgazdasági területek 136 0.75 0.04 Erdők és természetközeli területek 114 0.77 0.04 Vizenyős területek 2 0.78 0.03 Vizek 4 0.81 0.05
ALFA-BÉTA MODELL VALIDÁLÁSA Időszak: 1980-1989, 1985-1994, 1990-1999 Szükséges: Alfa, Béta, T, P (CCHUN), R (VIZIG) Időszak P (mm) CCHUN R (mm) VIZIG ET számolt P-R ET Modell ET eltérés (mm) ET eltérés (%) Zalalövő 1980-1989 706.64 151.98 554.66 597.64 42.98 7.19 1985-1994 694.44 142.60 551.84 598.75 46.91 7.84 1990-1999 721.24 124.89 596.35 611.61 15.26 2.49 Zalaegerszeg 1980-1989 697.87 130.46 567.41 571.43 4.02 0.70 1985-1994 684.31 117.20 567.11 573.93 6.82-1.19 1990-1999 716.37 107.95 608.42 585.97 22.45-3.83 Lefolyás - Zala (mm/év) 300 250 200 150 100 50 0 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 Zala-Zalalövő Zala-Zalaegerszeg Zala-Zalabér Zala-Zalaapáti Zalabér 1980-1989 687.13 112.34 574.79 572.03 2.76-0.48 1985-1994 676.12 106.61 569.51 575.06 5.55 0.97 1990-1999 712.42 103.61 608.81 588.74 20.07-3.41 Zalaapáti 1980-1989 680.14 113.76 566.38 567.78 1.40 0.25 1985-1994 671.28 103.10 568.18 572.30 4.12 0.72 1990-1999 705.82 105.78 600.04 583.87 16.17-2.77
ELŐRE VETÍTÉS ETA és R jövőbeli becsléséhez szükséges: Alfa és Béta paramétertérképek T és P adatok: 12 regionális éghajlati modell (RCM) adatainak átlagolásával (Csóka, 2013) Becslés készült három időszakra: 2011-2040, 2041-2070, 2071-2100
ELŐRE VETÍTÉS ET A és R Időszak T ( C) P (mm) 100 T/P ET (mm) R (mm) 2000-2008 10.7 648.5 1.6 588 61 Zalalövő 2011-2040 11.9 655.3 1.8 603 52 2041-2070 13.0 663.3 2.0 618 45 100 T/P: éghajlati mutató (Nováky, 1985) Zalaegerszeg Zalabér Zalaapáti 2071-2100 14.2 642.8 2.2 613 30 2000-2008 10.7 639.2 1.7 567 72 2011-2040 11.9 639.4 1.9 581 58 2041-2070 13.1 647.8 2.0 596 51 2071-2100 14.3 628.0 2.3 593 35 2000-2008 10.8 628.4 1.7 566 63 2011-2040 12.1 630.2 1.9 581 49 2041-2070 13.2 638.4 2.1 596 42 2071-2100 14.4 619.1 2.3 592 27 2000-2008 10.9 619.2 1.8 569 50 2011-2040 12.1 624.5 1.9 585 39 2041-2070 13.3 633.0 2.1 604 29 2071-2100 14.4 614.3 2.3 605 9
ÖSSZEFOGLALÁS Térben osztott párolgástérképek (1 km 2 ): CREMAP-modell Lefolyás számítható: R = P ET A ET A és R jövőbeli becsléséhez: Alfa és Béta paramétertérképek Alfa és Béta validálása a Zala vízgyűjtőjére ET A és R előrejelzés a 21. század végéig
Köszönöm a figyelmet! Kis-Balaton AGRARKLIMA.2 VKSZ_12-1- 2013-0034