A téli és tavaszi hideg szélsőségek alakulása Magyarországon a klímaváltozás tükrében Kalmár Elena 1 Németh Ákos 1, 2 1 Országos Meteorológiai Szolgálat; 1024 Budapest, Kitaibel Pál u. 1. 2 ME Természetföldrajz Környezettani Tanszék; 3515 Miskolc-Egyetemváros e-mail: kalmar.e@met.hu 1. Bevezetés A gazdaság és a társadalom számára az éghajlat egyrészt erőforrás, másrészt kockázati tényező. A Kárpát-medence éghajlati tulajdonságai közé tartozik, hogy időjárása általában meglehetősen szeszélyes. Léteznek, s léteztek hosszabb-rövidebb ideig tartó éghajlati ingadozások, hidegebb vagy melegebb, szárazabb vagy csapadékosabb időszakok, amelyeknek hossza igen változó. Az utóbbi száz évre vonatkozó adatok azonban azt mutatják, hogy a magasabb hőmérsékletek és alacsonyabb csapadékösszegek felé mutató irány vitathatatlan. Az éves viszonylatban a hőmérséklet-emelkedés szignifikánsan mutatható ki. Az utóbbi 20 évben az éves középhőmérséklet-eltérés (hőmérsékleti anomália) inkább a pozitív tartományban helyezkedik el és egyre kevesebb olyan esztendő volt, amikor az évi középhőmérséklet a sokévi átlag alatt maradt. A nyári évszakra ennél is nagyobb mértékű hőmérséklet-emelkedés kimutatható. Az időbeli növekedési ütem azonban nem egyenletes, az utóbbi 20-25 éves periódusban aggasztóan felgyorsult a hőmérséklet-növekedés. Az egész téli évszakra nézve a hőmérséklet-emelkedés lényegesen kisebb, mint a nyári időszakban, de télre is kimutatható az utóbbi 20 esztendőre jellemző nagyobb hőmérséklet növekedése. A növekvő hőmérsékleti tendencia mellett a téli hónapokban egyre több szélsőséges időjárási helyzettel találkozunk. Ezért fontosnak tartunk a téli, ill. tavaszi időszakban előfordult hideg szélsőségek vizsgálatát. A téli hőmérsékleti szélsőségek megnövekedett gyakorisága ebben is nyilvánul meg, hogy az utóbbi 20 évben a téli hónapokban jelentősen több lett az un. fagyos napok (amikor a napi legalacsonyabb hőmérséklet fagypont alatt alakul) száma. A téli napok (amikor a napi legmagasabb hőmérséklet fagypont alatt marad) számában számottevő változás gyakorlatilag nem történt, vagyis látványos csökkenés nem mutatható ki, pedig az első látásra feltételezhető, hogy a növekvő hőmérsékleti tendencia esetén inkább csökkenni kéne a fagyos, ill. téli napok előfordulásának. A feldolgozásokból arra lehet következtetni, hogy Magyarországon a fűtési szezon hossza lényegesen nem változik, lehetséges, hogy növekedni is fog a fűtésre felhasznált energia mennyisége. Manapság egyre gyakoribb az a vélekedés, hogy a klímaváltozás, globális felmelegedés egyik velejárója, hogy az utóbbi időben csökken a fagyveszély, és a késő tavaszi, ill. a kora őszi fagy, mint mezőgazdasági kockázati tényező, lassan elhanyagolható. Az elvégzett feldolgozások, eredmények alapján viszont kijelenthetjük, hogy éppen ennek ellenkezője igaz. Az OMSZ állomáshálózatának mérései szerint az utóbbi 10-15 évben (a növekvő hőmérsékleti tendencia mellett) szignifikánsan nagyobb az áprilisi fagyok gyakorisága és erőssége. Az utolsó tavaszi fagyok átlagos határnapja is egyre későbbre tolódik. Mindez azt jelenti, hogy a késő tavaszi fagyok gazdasági kockázata egyre jelentősebb. 1
2. Felhasznált módszerek A vizsgálatokhoz, feldolgozásokhoz az Országos Meteorológiai Szolgálat által mért adatokat használtuk fel. Az adatok homogrenigálását az OMSZ-nál kifejlesztett MASH (Muntiple Analysis of Series for Homogenization) statisztikai eljárásokkal végeztük el. A feldolgozásokhoz az OMSZ meteorológiai adatbázisban megvalósított Szélsőérték analízis és az European Climate Assessment klímaindexeket számító eljárást alkalmaztuk. Az adatok feldolgozása során született eredmények rávilágítottak a fagyveszélyes területek meghatározásának szükségességére. Az OMSZ-ban lehetőség adódott a potenciálisan fagyveszélyes területek GIS alapú lehatárolására. A kidolgozott módszer alapja a globális SRTM domborzatmodell. A térbeli műveletek végrehajtása az ArcView térinformátikai softvert és annak Spatial Analyst modulját, az input paraméterek előállítására a göttegeni SAGA és DIGEM programokat, míg a megjelenítéshez a SUPER programot használjuk. A módszer ellenőrzéséhez a NOAA/AVHRR műholdfelvételekből származó felszínhőmérséklet adatokat használjuk. 3. Eredmények Az éves viszonylatban a hőmérséklet-emelkedés szignifikánsan kimutatható (1. ábra). Az utóbbi 20 évben az éves középhőmérséklet-eltérés (hőmérsékleti anomália) inkább a pozitív tartományban helyezkedik el és egyre kevesebb olyan esztendő volt, amikor az évi középhőmérséklet a sokévi átlag alatt maradt. Az egész téli évszakra nézve a hőmérsékletemelkedés lényegesen kisebb. Az egész téli évszak (december, január, február) hőmérsékleti viszonyainak alakulását a 2. ábrán láthatjuk. C 12,0 11,5 11,0 10,5 10,0 9,5 9,0 8,5 8,0 7,5 1901 2005 C 3,5 2,5 1,5 0,5-0,5-1,5-2,5-3,5-4,5-5,5 C 1901 2005 1. ábra. Éves középhőmérsékletek alakulása 1901. és 2005. között, sokévi átlaga (zöld) és lineáris trendje (piros) 2. ábra. Téli hónapok (XII, I, II) középhőmérsékletek alakulása 1901. és 2005. között. 2
Ha a téli hónapokat külön külön megvizsgáljuk, akkor érdekes következtetésre jutunk (3. ábra). Például decemberben az évek során inkább hőmérséklet-csökkenés tapasztalható. Januárban a trend igen közel áll az átlaghoz, az emelkedés csekély. Csak februártól mutatható ki szignifikánsan a hőmérséklet-emelkedésre utaló tendencia. 3. ábra. Decemberi, januári és februári országos középhőmérsékletek alakulása és lineáris trendje (piros)1901-2006. között. 4. ábra. Fagyos napok alakulása 5. ábra. Téli napok alakulása A téli évszakban jelentősen növekedett az un. fagyos napok (amikor a napi legalacsonyabb hőmérséklet 0 fok alatt alakul) száma (4. ábra). A téli napok (amikor a napi legmagasabb hőmérséklet fagypont alatt marad) számában számottevő váltózás nem mutatható ki (5. ábra). A trend mellett igen szemléletes képet ad rövidebb átlagok (ebben a feldolgozásban mi 20-22 éves átlagokat használtunk) alakulása. Főként az utóbbi 20 éves periódusban a téli időszakban jelentősen emelkedett az un. fagyos napok száma (6. ábra). Az un. téli napok számának alakulását a 7. számú ábra szemlélteti. Az 1984-2004. közötti időszakban a téli napok száma magasabb volt, mint az előző két húszéves periódusban. 3
6. ábra. Szeged. Fagyos napok 20 éves átlagai 7. ábra. Szeged. Téli napok 20 éves átlagai A fűtési időszak hossza gyakorlatilag nem változik. A 8. számú ábra szemlélteti a fűtési napok hőösszegéinek alakulását az 1901. és 2004. közötti időszakra. 8. ábra. Szeged. Fűtési napok hőösszegei 1901. és 2004. között és lineáris trendje Az elvégzett feldolgozások, eredmények szerint az utóbbi 10-15 évben - a növekvő hőmérsékleti tendencia mellett! (9. ábra) - szignifikánsan nagyobb az áprilisi fagyok gyakorisága és erőssége (10. és 11. ábra). Az utolsó tavaszi fagyok átlagos határnapja is egyre későbbre tolódik. 9. ábra. Áprilisi középhőmérsékletek alakulása 1901-2005. között és lineáris trendje 4
10. ábra. Szeged. Áprilisi abszolút minimumhőmérsékletek alakulása 1961-2005. között 11. ábra. Szeged. Különböző erősségű áprilisi fagyok gyakorisága 1951-2005. között Az adatok feldolgozása során született eredmények rávilágítottak a fagyveszélyes területek meghatározásának szükségességére. Az utóbbi években mind a távérzékelési módszerek, mind a térinformatikai eszköztár felhasználásával kidolgoztuk a fagyveszélyes területek GIS alapú lehatárolását (Németh 2006a). A módszer lényege, hogy a digitális domborzatmodellből származtatott elsődleges és másodlagos paramétereket egytől ötig terjedő skála szerint súlyozzuk. A potenciálisan fagyveszélyes területek 5-ös súlytényezőt, a nem fagyveszélyes területek 1-és súlytényezőt kaptak. Ezután az egyes paraméterekből elkészítettük az adott paraméter raszteres kategória térképeit. Ezeket a térképeket egymásra helyeztük, majd a cellaértékeket összeadtuk. Az eredmények újraosztályozása után megkaptuk a vizsgált térség potenciálisan fegyveszélyes területeinek térképét (Németh 2006b). A számításokhoz a következő paramétereket vettük figyelembe: lejtőkategória, konvergencia-index, felszínre érkező potenciális sugárzás, valamint a felszínborítás. A munkához a globális SRTM domborzatmodellt alkalmaztuk. A térbeli műveletekhez a göttingeni Georg-Auguszt Egyetemen kidolgozott SAGA és DIGEM programokat, az ESRI Inc. ArcView szoftverét, valamint a GoldenSoftware Inc. SURFER programját használtuk. 12. ábra. Egy dunántúli mintaterület potenciálisan fagyveszélyes térségeinek térképe. A potenciálisan fagyveszélyes területek kék, a nem fagyveszélyes területek narancssárga színnel lettek ábrázolva 5
4. Következtetések A feldolgozások azt a tényt igazolják, hogy Magyaroszágon is érezhető a globális felmelegedés hatása. Földrajzi elhelyezkedéséből adódóan a Karpát medencében a téli, tavaszi időszakban főként az időjárási szélsőségek növekedésében nyilvánulnak meg az éghajlati változások. A feldolgozásokból arra lehet következtetni, hogy Magyarországon a fűtési szezon hossza ugyan gyakorlatilag nem rövidül, azonban a szélsőségesen hideg időjárási helyezetek gyakoribb fellépése miatt a fűtésre felhasznált energia mennyisége várhatóan növekedni fog. Az utóbbi 10-15 évben (a növekvő hőmérsékleti tendencia mellett!) szignifikánsan nagyobb a késő tavaszi (főként áprilisi) fagyok gyakorisága és erőssége. A vegetációs időszak korábban kezdődik, de az utolsó tavaszi fagyok átlagos határnapja egyre későbbre tolódik. Mindez azt jelenti, hogy a késő tavaszi fagyok gazdasági kockázata egyre jelentősebb. 5. Irodalomjegyzék Németh Á. (2006a): Application of DEM in agroclimatology: Delimitation of potential frost-risk territories in Southern-Balaton Winery, Hungary. 8th Conference on Meteorology, Climatology and Atmospheric Physics; Athens, 2006. május 24-26. Németh Á (2006b): Digitális domborzatmodellen alapuló módszer a potenciálisan fagyveszélyes területek meghatározására. III. Magyar Földrajzi Konferencia, Budapest (ebben a kiadványban) 6