A meteorológiai modellek talajadatbázisainak összehasonlító elemzése



Hasonló dokumentumok
A meteorológiai modellek talajtani megalapozása térinformatikai módszerek segítségével

Pásztor László: Talajinformációs Rendszerek Birtokrendező MSc kurzus. 2. Hazai talajinformációs rendszerek

A glejes talajrétegek megjelenésének becslése térinformatikai módszerekkel. Dr. Dobos Endre, Vadnai Péter

Dr. Dobos Endre, Vadnai Péter. Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Kar Földrajz Intézet

A magyarországi termőhely-osztályozásról

Pásztor László: Térbeli Talajinformációs Rendszerek/ Bevezetés a digitális talajtérképezésbe PhD kurzus

Talajtani adatbázis kialakítása kedvezőtlen adottságú és degradálódott talajok regionális szintű elhelyezkedését bemutató térképsorozathoz

A Beregszászi járás természeti erőforrásainak turisztikai szempontú kvantitatív értékelése

Lehoczki Róbert. Szent István Egyetem Vadbiológiai és Vadgazdálkodási Tanszék 2103 Gödöllõ, Páter K. u

2. Hazai talajinformációs rendszerek

Hidrodinamikai vízáramlási rendszerek meghatározása modellezéssel a határral metszett víztesten

Nagyfelbontású magassági szélklimatológiai információk dinamikai elıállítása

Sósvíz behatolás és megoldási lehetőségeinek szimulációja egy szíriai példán

Geoinformatikai rendszerek

1: ES MÉRETARÁNYÚ TALAJTANI-FÖLDRAJZI MINTÁZAT AZ ORSZÁG EGYES TERÜLETEIN A KREYBIG DIGITÁLIS TALAJINFORMÁCIÓS RENDSZER ALAPJÁN.

Agrár-kutasokat támogató 3D-s talajinformációs rendszer fejlesztése

Meteorológiai információk szerepe a vízgazdálkodásban

A DIGITÁLIS TÉRKÉP ADATAINAK ELŐÁLLÍTÁSA, ADATNYERÉSI ELJÁRÁSOK

A REMO modell és adaptálása az Országos Meteorológiai Szolgálatnál

Villámárvíz modellezés a Feketevíz vízgyűjtőjén

DIGITÁLIS TEREPMODELL A TÁJRENDEZÉSBEN

Térinformatika gyakorlati alkalmazási lehetőségei a Mezőgazdasági Szakigazgatási Hivatal Növény- és Talajvédelmi Igazgatóságán

Agrár-környezetvédelmi Modul Vízgazdálkodási ismeretek. KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI MÉRNÖKI MSc TERMÉSZETVÉDELMI MÉRNÖKI MSc

Térinformatika a hidrológia és a földhasználat területén

ThermoMap módszertan, eredmények. Merényi László MFGI

GIS alkalmazása a precíziós növénytermesztésben

A kárpát-medencei erdőállományok meteorológiai/éghajlati hatásainak vizsgálata Drüszler Áron

Nagyméretarányú talajtérképek digitalizálása az MgSzH NTI-nél

Ingatlan adatai (megbízó által megadottak) Művelési ága: Szántó Tulajdoni hányad: 1/1. megye Mérete: 33,8486 HA Kataszteri jövedelme: 624,5 AK

A földhasználat és az agroökológiai potenciál közti kapcsolat elemzése GIS módszerekkel a Balaton vízgyűjtőterületén.

A talaj termékenységét gátló földtani tényezők

Ingatlan adatai (megbízó által megadottak) Művelési ága: Szántó Tulajdoni hányad: 1/1. megye Mérete: 33,8486 HA Kataszteri jövedelme: 624,5 AK

Geoshop fejlesztése a FÖMI-nél

Távérzékelés gyakorlat Fotogrammetria légifotó értelmezés

Környezeti informatika

A felszíni adatbázisok jelentősége Budapest hőszigetének numerikus modellezésében

A D-e-METER FÖLDMINŐSÍTÉSI VISZONYSZÁMOK ELMÉLETI HÁTTERE ÉS INFORMÁCIÓTARTALMA

INTEGRÁLT VÍZHÁZTARTÁSI TÁJÉKOZTATÓ ÉS ELŐREJELZÉS

Az INTRO projekt. Troposzféra modellek integritásvizsgálata. Rédey szeminárium Ambrus Bence

INTEGRÁLT VÍZHÁZTARTÁSI TÁJÉKOZTATÓ ÉS ELŐREJELZÉS

INTEGRÁLT VÍZHÁZTARTÁSI TÁJÉKOZTATÓ ÉS ELŐREJELZÉS

(73) SISÁK I., BENŐ A. Az 1: mezőgazdasági talajtérkép digitális publikációja a Georgikon Térképszerveren

INTEGRÁLT VÍZHÁZTARTÁSI TÁJÉKOZTATÓ ÉS ELŐREJELZÉS

Talajerőforrás gazdálkodás

A STATIKUS ÉS GEOTECHNIKUS MÉRNÖKÖK EGYMÁSRA UTALTSÁGA EGY SZEGEDI PÉLDÁN KERESZTÜL. Wolf Ákos

Digitális topográfiai adatok többcélú felhasználása

Felszín alatti vizektől függő ökoszisztémák vízigénye és állapota a Nyírség és a Duna-Tisza köze példáján keresztül

INTEGRÁLT VÍZHÁZTARTÁSI TÁJÉKOZTATÓ ÉS ELŐREJELZÉS

ÚJDONSÁG Megjelent 2014-ben

Térbeli talajinformációs rendszerek INSPIRE kompatibilitásának vizsgálata

Térinformatikai eszközök használata a szakértői munkában - a térbeliség hozzáadott értékei II. Esettanulmányok

Raszteres elemzés végrehajtása QGIS GRASS moduljával 1.7 dr. Siki Zoltán

7. A digitális talajtérképezés alapjai

INTEGRÁLT VÍZHÁZTARTÁSI TÁJÉKOZTATÓ ÉS ELŐREJELZÉS

SZERKEZETFÖLDTANI OKTATÓPROGRAM, VETŐMENTI ELMOZDULÁSOK MODELLEZÉSÉRE. Kaczur Sándor Fintor Krisztián

8. Lekérdezés geometria alapján

FELSZÍN ALATTI IVÓVÍZKÉSZLETEK SÉRÜLÉKENYSÉGÉNEK ELEMZÉSE DEBRECENI MINTATERÜLETEN. Lénárt Csaba - Bíró Tibor 1. Bevezetés

I. A terepi munka térinformatikai előkészítése - Elérhető, ingyenes adatbázisok. Hol kell talaj-felvételezést végeznünk?

INTEGRÁLT VÍZHÁZTARTÁSI TÁJÉKOZTATÓ ÉS ELŐREJELZÉS

INTEGRÁLT VÍZHÁZTARTÁSI TÁJÉKOZTATÓ ÉS ELŐREJELZÉS

Összefoglalás. Summary. Bevezetés

Vízkutatás, geofizika

NAGYMÉRETARÁNYÚ TALAJTÉRKÉPEK DIGITÁLIS FELDOLGOZÁSA ÉS FELHASZNÁLÁSI LEHETŐSÉGEIK A NÖVÉNY- ÉS TALAJVÉDELEMBEN

LOKÁLIS IONOSZFÉRA MODELLEZÉS ÉS ALKALMAZÁSA A GNSS HELYMEGHATÁROZÁSBAN

TÉRKÉP HELYETT KÉP, VAGY VALAMI MÁS?

c adatpontok és az ismeretlen pont közötti kovariancia vektora

Az előadás felépítése

INTEGRÁLT VÍZHÁZTARTÁSI TÁJÉKOZTATÓ ÉS ELŐREJELZÉS

KÖZÉP-TISZA-VIDÉKI KÖRNYEZETVÉDELMI ÉS VÍZÜGYI IGAZGATÓSÁG. Az árvízkockázati térképezés információs eszközei

INTEGRÁLT VÍZHÁZTARTÁSI TÁJÉKOZTATÓ ÉS ELŐREJELZÉS

INTEGRÁLT VÍZHÁZTARTÁSI TÁJÉKOZTATÓ ÉS ELŐREJELZÉS

TÉRINFORMATIKA II. Dr. Kulcsár Balázs Ph.D. adjunktus. Debreceni Egyetem Műszaki Kar Műszaki Alaptárgyi Tanszék

A Balaton szél keltette vízmozgásainak modellezése

INTEGRÁLT VÍZHÁZTARTÁSI TÁJÉKOZTATÓ ÉS ELŐREJELZÉS

Szakdolgozat. Belvíz kockázatelemző információs rendszer megtervezése Alsó-Tisza vidéki mintaterületen. Raisz Péter. Geoinformatikus hallgató

INTEGRÁLT VÍZHÁZTARTÁSI TÁJÉKOZTATÓ ÉS ELŐREJELZÉS

Nagy csapadékkal kísért, konvektív rendszerek és időszakok

DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS TÉZISEI

A LEVEGŐMINŐSÉG ELŐREJELZÉS MODELLEZÉSÉNEK HÁTTERE ÉS GYAKORLATA AZ ORSZÁGOS METEOROLÓGIAI SZOLGÁLATNÁL


INTEGRÁLT VÍZHÁZTARTÁSI TÁJÉKOZTATÓ ÉS ELŐREJELZÉS

1. HELYZETÉRTÉKELÉS. Országos áttekintésben a márciusi átlaghoz viszonyított legnagyobb csapadékhiány (32 mm) Kapuvár állomáson fordult elő.

A Víz Keretirányelv hazai megvalósítása konzultációs anyag 2-9 Hevesi-sík

A május havi csapadékösszeg területi eloszlásának eltérése az májusi átlagtól

Közösségi numerikus időjárás-előrejelző modellek összehasonlító vizsgálata

Települési tetőkataszterek létrehozása a hasznosítható napenergia potenciál meghatározására a Bódva-völgyében különböző térinformatikai módszerekkel

INTEGRÁLT VÍZHÁZTARTÁSI TÁJÉKOZTATÓ ÉS ELŐREJELZÉS

MAGYAR HIDROLÓGIAI TÁRSASÁG XXXIV. ORSZÁGOS VÁNDORGYŰLÉSE DEBRECEN

KONZULTÁCIÓS ANYAG A BALATON KÖZVETLEN TERVEZÉSI ALEGYSÉG

OMSZ klímaszolgáltatások, rácsponti adatbázisok kialakítása az éghajlati monitoringhoz

INTEGRÁLT VÍZHÁZTARTÁSI TÁJÉKOZTATÓ ÉS ELŐREJELZÉS

Korszerű, számítógépes modelleken alapuló vízkészlet-gazdálkodási döntéstámogató rendszer fejlesztése a Sió vízgyűjtőjére

SÍKVIDÉKI DOMBORZATELEMZÉS ALKALMAZHATÓSÁGÁNAK VIZSGÁLATA A BELVÍZ ELŐFORDULÁS GYAKORISÁGÁNAK ÉRTÉKELÉSÉBEN

MIKOVINY SÁMUEL TÉRINFORMATIKAI EMLÉKVERSENY

Kulcsár Attila. A második szint GeoCalc GIS 2. GISopen 2012 konfrencia.

A térinformatika lehetőségei a földrajzórán

Szórványosan előfordulhat zápor, akkor esni fog vagy sem?

INTEGRÁLT VÍZHÁZTARTÁSI TÁJÉKOZTATÓ ÉS ELŐREJELZÉS

A április havi csapadékösszeg területi eloszlásának eltérése az április átlagtól

Térinformatikai támogatás a kistérségi döntés és erőforrás-gazdálkodásban

Átírás:

A meteorológiai modellek talajadatbázisainak összehasonlító elemzése Pirkhoffer E. Czigány Sz. Gyenizse P. Nagyváradi L. 1. Bevezetés, célkitűzés A meteorológiai-éghajlati modellezés, az éghajlatváltozás problémakörének lezáratlansága folytán, a tudományos közélet mindennapjainak része. Egy meteorológia modell több paraméter alapján dolgozik és készíti el a különböző előrejelzéseket. Munkánk során az MM5 (NCAR-PSU Mesoscale Model) talajtani paramétereit vizsgáltuk. Legfontosabb szempontnak azt tekintetük, hogy megvizsgáljuk: a modellben megtalálható alapadatok cseréje illetve, pontosítása lényegi eltérésként jelentkezik a modellszámítások során, vagy elégséges a program alapadatbázisait felhasználni a modellezési eljárásban. A magyar adatbázisok közül, a talajtani peremfeltétel összehasonlítására az Agrotopográfiai adatbázist használtuk fel. 2. Az adatbázisok összehasonlítása A fizikai talajféleséget több elemző is felhasználta a meteorológiai modellezésben. Esetünkben az MM5 modellben kellett új adatbázis konvertálni. A konverzió előtt egy adatbázis összehasonlítást hajtottunk végre, a beépített alapadatok valamint, a Magyarországra specifikusan felmért talajtani adatbázis, az Agrotopo között. Az összevetés legfontosabb oka, hogy a peremfeltételek parametrizációja alapvetően meghatározza a modell későbbi lefutásának lehetőségeit. Hiszen ezek az adatok csak egyszer kerülnek betöltésre, ennek következtében nem változnak a modellezés során. 1. ábra. Az MM5 folyamat modellje forrás: MM5 USER GUIDE 1

Az MM5 TERRAIN modulban használt peremfeltételek a következők (1. ábra): magassági modell, amely a felszíni domborzati viszonyokat tartalmazza, a földhasználati/vegetációs alapréteg, a felszíni vízborítási viszonyok, a talajtípus, valamint a mélységi talajhőmérsékletek. Az adatok hat felbontásban érhetőek el, 1 fokos (111 km), 30 (55 km), 10 (18,5 km), 5 (9.25 km) valamint 2 (3,7 km) perces, valamint 30 (0,927 km) fokmásodperces lehatárolással. Ettől eltérő a felszínalatti talajhőmérséklet adat, amely csak 111 kilométeres felbontásban elérhető. Külön ki kell emelni, hogy a modellekben alkalmazott talajfizikai jellemzők a talajok hő- és vízgazdálkodási tulajdonságai miatt meghatározóak a peremfeltételek megadásánál (Ács 2002). Az eredeti MM5 adatbázis tartalma, talajtani megközelítésből különböző pontosságú. Az Észak-Amerikai területek jól felmértek és definiáltak, míg pl. a Magyarországra eső adatok pontatlanok, néhol használhatatlanok (2. ábra). Ebből következően az adatbázisok cseréje nagyságrendekkel pontosíthatja a modell előrejelzéseinek hatékonyságát. agyagos- kőzetliszt 2. ábra. Az MM5 modellben tárolt fizikai talajtípus térkép Magyarország területére (forrás: MM5 USER MANUAL) Ha ránézünk az MM5 talajtérképre (2. ábra), akkor már elsőre érzékelhető, hogy a foltok elnagyoltan ábrázolják a fizikai talajféleségek magyarországi elterjedését. Bár az elviekben megfogalmazott cél, a majd 1 kilométeres felbontás megvalósítható, de az adatbázis mögöttes tartalma nem tudja ezt tartani. Ami a modell által generált ábráról már nehezen azonosítható, az a tematikus tartalmi helyesség. 2

3. ábra Az MM5-ben tárolt felszínhasználati térkép Magyarország területére (forrás: MM5 USER MANUAL) A felbontásból adódó pontosság természetesen csak azt jelenti, hogy minden 1 kilométeres rácshoz van hozzárendelt érték. A lefedettségi pontosság ennél sokkal rosszabb, ami alatt a vizsgált terület felett elhelyezkedő, az objektumok számával jellemzett arányszámot értjük. Az MM5 98 önálló egységgel biztosítja a teljes lefedettséget, melyek közül több polygon mérete is elhanyagolhatónak számítható, mert csak a Duna vonalának bizonyos pontjain jelez vízborítottságot. Ezek nem klasszikus értelemben vett sliver vagy forgácspoligonok (Márkus 2004), hanem az eredeti adatbázisból, a felbontás változás a során (filterezés) eltűnt értékek maradványai. A lefedettség az Agrotopgráfiai adatbázis esetén 3311 egységet jelent. Ami azt mutatja, hogy a valóságban az MM5 adatainak pontossága és előrejelzési biztonsága 949 km 2 tehát 30 x 30 kilométeres egységekben, felbontásban lenne elfogadható, míg ez az érték a magyar adatbázis esetén 28 km 2, ami 5 x 5 kilométeres felbontást biztosít. Tehát az 1 km bármilyen átalakítás során csak az eredeti adatokból már le nem vezethető pontosításokhoz vezet. Mindkét adatbázis sajátos interpolálási technikával oldotta meg, a nem mért helyeken az adatok beillesztését. Az Agrotopo adatbázisa a domborzati jellemzőkkel (4. ábra), a szintvonalak lefutásának figyelembevételével segítette a homogén agroökológiai egységek kialakítását, valamint több szubjektív elemet is tartalmazott, amelyet röviden csak a szakemberek helyismerete fogalommal foglalhatunk össze. 3

4. ábra. Az Agrotopo poligonjainak határai jól követik a domborzat változékonyságát a dombés hegyvidéki területeken (szerk.:pirkhoffer E.) Ehhez hasonlóan az MM5 adatai, a nagytájak határainak figyelembevételével, valamint ugyancsak a domborzat felhasználásával interpoláltak, amely eljárások nem tekinthetők elfogathatónak a talajok 1 kilométer felbontású ábrázolásánál. Ezt mi sem bizonyítja jobban, mint a hasonló magassági adatokkal jellemezhető, valamint az Alföld nagytájba sorolható Mezőföld, és Duna-Tisza közötti síkvidék azonos talajtípussal történő ábrázolása. 5. ábra A kisebb relieffű alföldi területeken is a domborzat segíti a talajtípusok térbeli interpolációját (szerk.: PIRKHOFFER E.) 4

50000 45000 40000 35000 30000 km 2 25000 20000 Agrotopo MM5 15000 10000 5000 0 homok os homok homokos homokos agyagos agyagos agyag tőzeg víz durva vázrészek fizikai talajtípus 6. ábra Az Agrotopo és az MM5 fizikai talajtípus modellek összehasonlítása (szerk.: PIRKHOFFER E.) A tartalmi pontosság meghatározására összehasonlítottuk az adatbázisokban tárolt talajtípusokhoz tartozó területi lefedettségeket. Természetesen az 1:100 000 méretarányú Agrotopot tekintettük az alapnak, mivel ennek a felvételezése nagy pontossággal történt, míg az eredeti MM5 adatbázis, a még nagy hibahányaddal dolgozó távérzéklet adatokból származik. Látható, hogy az MM5 lényegesen túlértékeli a kisebb szemcsetartományú talajtípusokat, míg pl. az Agrotopohoz mérten alulbecsüli a homokok részarányát a vizsgált területen (6. ábra). 7. ábra. (Magyarázat a szövegben.) (szerk.: PIRKHOFFER E.) 5

A program által generált Lambert kúpvetületű pontokból létrehoztunk egy ArcView raszter állományt, majd ebből egy fizikai talajtérképet generáltunk. Az elkészített ábrára rávetítettük az általunk használt Agrotopo réteget, hogy összehasonlítsuk a területi lefedettséget az amerikai modellben. Azonosítási pontokat nehéz értelmezni az MM5 talaj alaptérképén, de a Duna, a Balaton valamint a Velencei-tó elhelyezkedése, az 1 km-es felbontásban jó közelítést adhat (7. ábra). Az átfedést azért hoztuk létre, hogy megállapítsuk, hogy mekkora a tartalmi, tematikus eltérés a két adatbázis között. Az összehasonlítást közel 1 km-es felbontásban végeztük el. A magyar talajréteget újraosztályoztuk a USGS talajrendszer alapján és így készítettük el az új Agrotopo eredmény réteget. A dissolve paranccsal egyesítettük az egymáshoz csatlakozó azonos tulajdonsággal jellemzett objektumokat és így homogén fizikai talajtípus egységeket hoztunk létre, mind a magyar, mind az amerikai adatbázisban. Mivel mindkét réteget azonos koordináta rendszerben jelenítettük meg, így végrahajtottunk egy kivonás overlay műveletet a két térkép között. Értelemszerűen, mivel a két adatbázis azonos kódtáblázattal osztályozott, a rétegek kivonása után, azokon a helyeken, ahol azonos a talaj textúrája 0-s értékeket kellett kapjak. 8. ábra. Az MM5 modell 100%-os tartalmi pontosságú térrészei (szerk.: Pirkhoffer E.) Elemeztük az eredeti Agrotopo valamint a kalkulált réteg területi átfedéseit. Ezek alapján megállapítható, hogy az MM5-ben tárolt talajadatok Magyarország 29 %-án alkalmazhatóak 100 %-os biztonsággal. Az átfedések nagyobb része az Alföld területére esik, míg a mozaikos lefedettségű Dunántúlon ez az érték sokkal rosszabb (8. ábra). Nagy biztonságú az átfedés a vizes területek, a tavak esetében. Ami azt is mutatja, hogy a két réteg fedése pontosan sikerült. A következő, 9. ábrán azok a területek láthatóak, amelyeken a két réteg között eltérés 1. Ami azt jelenti, hogy a fő talajalkotó szemcseméretben megegyezek, csak a másodlagos szemcseátmérőben van eltérés. Ezek a teljes lefedettség 6,3 %-át adják. A többi területen a nem alkalmazható nagy biztonsággal az MM5 talajtani fedvénye, mert nem biztosít megfelelő tartalmi azonosságot az Agrotopográfiai adatbázissal. 6

9. ábra. Az MM5 talajmodell és az Agrotopo minimális eltérésű térrészei (szerk.: Pirkhoffer E.) 3. Összegzés Az éghajlati-meteorológia modellezés sajátossága, hogy több paramétert is figyelembe vesz az előrejelzések kialakításakor. A legtöbb program rendelkezik ún. előre beépített alapadatokkal, amelyek egy bizonyos felbontásig biztosítanak pontos modellezhetőséget. Vizsgálatainkkal azt kívántuk bizonyítani, hogy ezek a beépített alapadatbázisok információtartalma milyen eltéréseket mutat, egy jól felmért témaspecifikus adatbázissal szemben. Bizonyítható, hogy az adatbázisok cseréje indokolt, mert bár a talajtani információk csak másodlagosnak tűnhetnek egy meteorológiai modellben, de a talajok szemcseméretükkel, ebből következően víz és hőtározási tulajdonságaikkal módosíthatják a felettük elhelyezkedő levegő tulajdonságait, így megváltoztathatják az előrejelzések végeredményét is. 4. Irodalomjegyzék ÁCS F. 2002. On the relationship between transpiration and soil texture. Időjárás 106. 277 289 pp. CSATÓ SZ. MATTÁNYI ZS. 1999. A földrajzi információs rendszer (GIS) alkalmazása az egyedi tájértékek kataszterében. Földrajzi Közlemények, 123. pp.163 172. MÁRKUS B. 2004. Bevezetés a térinformatikába. UNIGIS oktatási segédanyag. Székesfehérvár. 80 p. NÉMETH Á. 2004. Az aszályérzékenység meghatározása térinformatika alkalmazásával. Acta Agraria Kaposváriensis, 8. Kaposvár, 25 34 pp. NYIZSALOVSZKI R. SZABÓ SZ. 2003. A talajvízszint mozgásának idő- és térbeli változásai egy hegylábi mintaterületen. Földrajzi Értesítő, 52. pp. 23 37. 7