Bálint Gábor, Csík András, GauzerBalázs, GnandtBoglárka, HunyadyAdrienn, Lipták Gábor, Varga György

36. METEOROLÓGIAI TUDOMÁNYOS NAPOK MTA, BUDAPEST, 2010. NOVEMBER 18-19. Bálint Gábor, Csík András, GauzerBalázs, GnandtBoglárka, HunyadyAdrienn, Lipták Gábor, Varga György VITUKI Környezetvédelmi és Vízgazdálkodási Kutató Intézet

Áttekintés Bevezetés: motiváció, határfeltételek A vízjárás stabilitása és változása az észlelések alapján Hidrológiai változásokkal (is) foglalkozó projektek: CLAVIER, ECCONET Évszakos változások Árvizek, kisvizek Az alkalmazkodás tervezése 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 2

A Balaton havi természetes vízkészlet-változásának átlagos (1921-2009) és 2010. évi értékei [mm] 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 3

A tranzit lefolyás szerepe közepes és nagy folyóink vízjárásában 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 4

Vélekedések, bizonytalanságok Az éghajlat változásának következményeivel együtt jelentkeznek a vízgyűjtőt és a vízfolyást befolyásoló egyéb mesterséges és természetes változások A földhasználatok módosulása (sok, közszájon terjedő vélekedéssel ellentétben) többnyire csak mérsékelten hat a nagyobb vízgyűjtők lefolyására: (Rajna-vízgyűjtő, Bárdossy, 2005) Kisebb vízgyűjtők esetén az ilyen hatások következménye számottevő lehet. Vízgyűjtő-gazdálkodás vs. Folyó gazdálkodás 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 5

A vízjárás stabilitása és változása 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 6

A megfigyelt vízjárás (viszonylagos) stabilitása 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 7

A megfigyelt vízjárás (viszonylagos) stabilitása 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 8

Az évszakos megoszlás lehetséges változása Nagymaros 1891-1920 Nagymaros 1981-2010 3500 3262 31723053 3500 Q mean [m 3 /s] 3000 2500 2000 1500 2863 2569 2105 2163 2627 2336 1781 1536 1675 Q mean [m 3 /s] 3000 2500 2000 1500 1973 2042 2916 28682869 2673 2595 2264 2035 1707 17571903 1000 1000 500 500 0 0 Hónapok Hónapok 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 9

Az éves lefolyás megoszlása Duna -Pozsony Pekarová, P. et al. 2008 (idézve NovákyB. által 2010) 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 10

Az éves lefolyás eloszlása Duna - Nagymaros Téli félév (XI-IV) Nyári félév (V-X) 2800 2700 2600 2500 2400 m 3 /s 2300 2200 2100 2000 1900 1800 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 11 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

Az éves lefolyás eloszlása Duna - Nagymaros Tél (XII-II) Tavasz (III-V) Nyár (VI-VIII) Ősz (IX-XI) 3000 2900 2800 2700 2600 2500 2400 m 3 /s 2300 2200 2100 2000 1900 1800 1700 1600 1500 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 12 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

Az éves lefolyás eloszlása Tisza - Vásárosnamény Téli félév (XI-IV) Nyári félév (V-X) 500 450 400 m 3 /s 350 300 250 200 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 13 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

Az éves lefolyás eloszlása Tisza - Vásárosnamény Tél (XII-II) Tavasz (III-V) Nyár (VI-VIII) Ősz (IX-XI) 700 600 500 m 3 /s 400 300 200 100 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 14 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

A Balaton felületére hulló csapadék és a hozzáfolyás arányának[%] alakulása a tó vízmérlegének bevételi oldalán 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 15

Visszatérési szintek Időben lineárisan változó skálaparaméter A visszatérési szintek grafikonja Vásárosnamény Időfüggő hisztogram Vásárosnamény Visszatérési szint (m3/s) 2000 3000 4000 5000 relatív gyakoriság e-04 4 e-04 6 e-04 Az időszak elején érv ény es GEV eloszlás sűrűségf üggv ény e Az időszak v égén érv ény es GEV eloszlás sűrűségf üggv ény e 0 1000 0 e+00 2 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 0 1000 2000 3000 4000 Visszatérési idő (év) Megfigyelések (m3/s) A skálaparaméter időfüggése nem volt szignifikáns 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 16

Visszatérési szintek Időben lineárisan változó skálaparaméter A visszatérési szintek grafikonja A küszöbszint: 1000 (m3/s) Időfüggő hisztogram Vásárosnamény - Eltelt idő: 20 nap Visszatérési szint (m3/s) 1000 200 00 3000 4000 5000 2 5 10 20 50 100 200 Visszatérési ido (év) relatív gyakoriság 0.0005 0.0010 0.0015 0.0000 Az időszak elején érv ényes GP eloszlás sűrűségfüggvény e Az időszak v égén érv ény es GP eloszlás sűrűségfüggvény e 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 Megfigyelések m3/s Itt már 0.01 szinten szignifikáns a változás 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 17

Konklúzió stabilitás -? Elem Változás Megjegyzés Éves vízjárás jellemzők Min átlag, max Többnyire nem detektálható, nem szignifikáns Évszakos eloszlás Tavaszi növekmény Kérdéses? Területi változékonyság, Mesterséges beavatkozás hatása a kisvizekre Éves maximumok szezonalitása Árvíz gyakoriságok Nyári ésdecemberi gyakoriság növekedés Felső Tiszán növekedés Bizonytalan nem szignifikáns Kisvízi gyakoriságok Tározáshatása a Tisza mellékfolyóin Időtartamok stabilak vagy növekednek 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 18

CLAVIER Projekt A Max Planck Meteorológiai Intézet, Hamburg REMO5.7-ERA40 (1961 2000) ésremo5.7-a1b (1951 2050) adatai szolgáltak a hidrológiai modellező rendszer bemeneteként. Az elő-feldolgozás során hibajavítás (WegenerCenter, Graz); 6 órás időbeli (INHGA, Bukarest), és térbeli leskálázást (VITUKI, Budapest) végeztünk ~10 km. A hidrológiai szimuláció természetes állapotokat feltételezett, a tározás hatását nem vette figyelembe. A hidrológiai modell paraméteri a jelen földhasználati állapotot tükrözték. A modellek kalibrálása során észlelt (állomásonkénti) adatsorokat használtunk illetve a finomításhoz ERA40 adatokat. 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 19

ECCONET Projekt 2010 2012 ECCONET Effects of climate change on the inland waterway networks - Az éghajlatváltozás hatása a belvízi hajózási hálózatra European Commission's 7th Framework Programme (233886) Különböző hatások elemzése a belvízi hajózásban, adaptációs stratégiák, fejlesztési keretek Hidrológiai tényezők: Kisvizek, gázlók Nagyvizek árvizek Jégjelenségek 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 20

Climate models: ECHAM 5 with REMO 5.7 Climate scenario: A1B 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 21

Subcatchment-wise changes of annual precipitation on Tisza River (1961-1990 and 2021-2050) REMO 5.7 runs[in%] 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 31

Subcatchment-wisechangesof seasonalprecipitationontisza River(1961-1990 and 2021-2050) REMO 5.7 runs[in%] Spring Summer Autumn Winter 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 32

Az évszakos csapadék változása a Tisza vízgyűjtőjén (1961-1990 vs. 2021-2050) REMO 5.7 [%] Winter Spring Summer Autumn Annual Upper-Tisza 14,44-5,23-1,60-2,29 0,49 Szamos-Kraszna 10,78-7,55-2,91-5,41-2,21 Bodrog 10,36-6,92-5,87 0,17-1,79 Sajó-Hernád 4,36-7,86-8,37 0,90-4,09 Zagyva-Tarna 6,05-0,83-7,76-3,99-2,83 Middle-Tisza 8,08-5,42-8,11-0,30-2,69 Körösök 7,89-7,70-8,03-3,31-3,98 Maros / Mures 7,77-7,68-6,27-5,92-4,11 Lower-Tisza 10,70-7,01-13,05-5,54-4,91 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 33

A hőmérséklet emelkedése a Tisza részvízgyűjtőin (1961-1990 vs. 2021-2050) REMO 5.7 [ C] Winter Spring Summer Autumn Annual Upper-Tisza 1,72 0,88 0,93 1,65 1,29 Szamos-Kraszna 1,81 0,88 1,00 1,67 1,34 Bodrog 1,83 0,81 0,88 1,63 1,28 Sajó-Hernád 1,83 0,79 0,90 1,70 1,30 Zagyva-Tarna 1,69 0,80 0,91 1,67 1,26 Middle-Tisza 1,80 0,82 0,92 1,65 1,29 Körösök 1,69 0,86 0,98 1,58 1,28 Maros / Mures 1,67 0,95 1,21 1,71 1,38 Lower-Tisza 1,62 0,90 1,21 1,70 1,36 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 34

Comparison of the mean monthly simulated discharges for the selected 30 years future periods (2001-2030, 2011-2040, 2021-2050) and those for the reference period (1961-1990), Tisza-Tiszabecs Comparison of the mean monthly discharges Tisza - Tiszabecs 400 350 300 2001-2030 2011-2040 2021-2050 1961-1990 Discharge (m3/s) 250 200 150 100 50 0 JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEC 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 35

Upper-Tisza 2021-2050vs.1961-1990 Tisza River - Rakhiv Station Tisza River - Tyachiv Station 40.00 37.91 40.00 36.18 35.00 35.00 Change in mean disch harge (%) 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 3.61 2.13 4.06 Change in mean disc charge (%) 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 1.62 0.78 2.63-5.00-2.40 Winter Spring Summer Autumn Annual -5.00 Winter Spring Summer Autumn Annual Rika River - Khust Station Tisza River - Tiszabecs Station 35.00 30.00 30.79 40.00 35.00 34.24 Change in mean discharge (%) 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 0.64 1.27 Change in mean discharge (%) 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 0.62 0.42 2.19-5.00-2.28 Winter Spring Summer Autumn Annual -5.00 Winter Spring Summer Autumn Annual 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 36

A közepes lefolyás változása [%] 2021-2050vs.1961-1990 Tisza River - Tiszabecs Station 40.00 35.00 34.24 Change in mean discharge (%) 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 0.62 0.42 2.19-5.00 Winter Spring Summer Autumn Annual 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 37

Felső-, Közép-Central Tisza 2021-2050vs.1961-1990 Szamos River - Csenger Station Bodrog River - Sárospatak Station Change in mean disch harge (%) 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00-5.00-10.00-15.00 21.92-0.59-1.63 Winter Spring Summer Autumn Annual -7.69-9.92 Change in mean disch harge (%) 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00-5.00-10.00-15.00-20.00 27.34 0.87-1.79 Winter Spring Summer Autumn Annual -7.46-15.32 Hernád River - Gesztely Station Sajó River - Felsőzsolca Station (%) 30.00 25.00 20.00 26.91 (%) 10.00 5.00 4.82 Change in mean discharge 15.00 10.00 5.00 0.00-5.00-10.00-15.00 5.69-1.56 Winter Spring Summer Autumn Annual -13.43-8.41 Change in mean discharge 0.00-5.00-10.00-15.00 Winter Spring Summer Autumn Annual -3.00-7.17-10.83-14.22-20.00-20.00 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 38

Alsó-Tisza 2021-2050vs.1961-1990 Maros River - Arad Station Tisza River - Szeged Station 25.00 25.00 Change in mean discharge (%) 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00-5.00-10.00-15.00 19.25-4.06-3.18 Winter Spring Summer Autumn Annual -10.77-8.46 Change in mean discharge (%) 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00-5.00-10.00-15.00 19.65-3.40-1.82 Winter Spring Summer Autumn Annual -3.40-9.92 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 39

A közepes lefolyás változása [%] 2021-2050vs.1961-1990 Tisza River - Szeged Station Change in mean discharge (%) 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00-5.00-10.00-15.00 19.65-3.40-1.82 Winter Spring Summer Autumn Annual -3.40-9.92 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 40

Comparison of the mean monthly simulated discharges for the selected 30 years future periods (2001-2030, 2011-2040, 2021-2050) and those for the reference period (1961-1990), Tisza-Szeged Comparison of the mean monthly discharges Tisza - Szeged 1400 1200 1000 2001-2030 2011-2040 2021-2050 1961-1990 Discharge (m3/s) 800 600 400 200 0 JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEC 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 41

2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 42

Következtetések az alkalmazkodási stratégiákra vonatkozóan Nagy térségi különbségek Felső-Tisza vs. Déli területek Az időlépcsőből eredő bizonytalanságok számottevőek A napi időlépcső alatt? (flashflood) Napi-évszakos időlépcső jól lefedett, javítható Éves, több éves amplitudójúváltozásokra az éghajlati forgatókönyvek csak korlátozottan alkalmasak? (hosszú aszály, karszt és más felszínalatti víztest) A folyóhálózat hatása: árhullámok, találkozása, szuperpoziciója MCMC modellek 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 44

Általános megjegyzés Az alkalmazkodás tervezésének hatásvizsgálatokon kell alapulnia: egyszerűsített feltételezések, kapcsolatok nem működnek a térbeli és időbeli lépték változékonysága miatt: Éghajlati forgatókönyvek (mini) ensemble Földhasználat változatok Beavatkozás változatok: védekezési, beavatkozási lehetőségek számbavétele 2010. november 19. 36. Meteorológiai Tudományos Napok 45

36. METEOROLÓGIAI TUDOMÁNYOS NAPOK BUDAPEST, 2010. NOVEMBER 18-19. VITUKI Bálint Gábor, Csík András, GauzerBalázs, GnandtBoglárka, HunyadyAdrienn, Lipták Gábor, Varga György balint@vituki.hu Környezetvédelmi és Vízgazdálkodási Kutató Intézet