Még több száraz év várhat ránk, nőhet a súlyos aszályok száma

Az optimista, jelentős kibocsátáscsökkentéssel számoló forgatókönyv szerint a 21. század végére elkerülhetjük az extrém aszályok növekedését, és éghajlati skálán a jelenleginél is alacsonyabb gyakorisággal várhatjuk majd azokat, ami inkább 2 évet jelent a jelenlegi 3 helyett. Ami biztos, hogy a természetes növényzet és a mezőgazdaság megóvásáért, az élelmiszer-biztonság érdekében sokkal jobban meg kellene becsülnünk a lehulló csapadékot és a vízmegtartásra kell törekednünk. Szabó Péter és Pongrácz Rita elemzése.

Jelenlegi elemzésünkben a növényi termések érési fázisát és a terméshozamokat károsan befolyásoló nyári aszályt vizsgáljuk. A nyári aszály kialakulása egy folyamat eredménye, ami nem csupán a nyári csapadékösszegtől függ, ezért az ezt reprezentáló indikátornak elsősorban a féléves, azaz a tavaszi és nyári száraz napok (amikor a napi csapadékösszeg nem jelentős, azaz 1 mm alatti) összegét tekintettük. A megfigyelések bemutatása mellett megadjuk, hogy a változásokért mi vagyunk-e a felelősek, és hogy mi várható egy mérsékelt vagy egy fokozódó globális felmelegedéssel számoló jövőkép esetén.

1990 óta nő a súlyosan aszályos időszakok száma

Nézzük először az elmúlt 50 év megfigyeléseit az Országos Meteorológiai Szolgálat adatbázisából! Míg délnyugaton és a Kárpátaljával határos régióban gyengén csökkent a féléves (a tavaszi és nyári együttes) csapadékösszeg, addig az ország északi-középső felén egyértelműen nőtt 1971 és 2020 között (1. ábra, balra), mely növekedés igen jelentős, és nagy területen eléri a 30-60 mm-t, azaz a 10-25%-ot is. Ezzel párhuzamosan a száraz napok összege a két évszakban kisebb körzeteket leszámítva nőtt (1. ábra, jobbra).

Ez azt jelenti, hogy alapvetően kevesebbszer, de többet esik, azaz a vegetációs időszak nagy részében intenzívebbé vált a csapadék, miközben a száraz időszak összegzett tartama is növekedett.

1. ábra: A tavaszi és nyári együttes csapadékösszeg [balra, mm/50 év], valamint a száraz napok tavaszi és nyári együttes összegének [jobbra, nap/50 év] trendje az 1971-2020 időszakban az Országos Meteorológiai Szolgálat mérései szerint. Szürke pöttyözés jelöli a statisztikailag szignifikánsan változó területeket. A szerzők ábrája.

Fotó: másfélfok.hu

Aszály leginkább akkor alakul ki, amikor sok a száraz nap és közben kevés csapadék hullik. Mivel a száraz napok összegében megjelenik a növekedés, definiáljuk adott félévre az aszályt a száraz napok szerint az elmúlt 50 év megfigyelései alapján úgy, hogy amikor mind a tavaszi, mind a nyári időszakban az 50%-os előfordulási gyakorisághoz tartozó értéknél több a száraz napok száma. Azaz mindkét évszak legalább kissé szárazabb.

Ezzel a meghatározással az évek közel egyharmadát kapjuk aszályosnak, mely jó egyezést mutat a komplexebb aszályindexekkel is.

Ezen belül súlyos aszálynak nevezzük azokat az eseteket, amikor az így kapott aszályos félévek átlagánál magasabb a száraz napok összege, s közepes aszálynak az alacsonyabbakat. A 2. ábrán jól látszik, hogy országos átlagban véve a vegetáció számára kritikus félév aszályos volt nagyjából minden harmadik évben,

ezen belül a súlyos aszályok egyértelműen 1990 után jelentkeztek.

2. ábra: A száraz napok tavaszi és nyári együttes összegei [napok] Magyarországon az 1971-2020 időszak közepesen és súlyosan aszályos éveiben, melyeket a 142 napos átlagérték választ el egymástól (szürke vonal). A szerzők ábrája.

Fotó: másfélfok.hu

1971 óta a legnagyobb aszály országos átlagban 2003-ban volt. Idén július 24-éig az ország közepén, Kecskeméten március 1-től számítva az eltelt 146-ból 122 nap száraz volt, amely a teljes tavaszi-nyári félévre átszámítva a legsúlyosabb 2003-as évet kissé felülmúlja. Keleten, pl. Nyíregyháza mellett azonban a helyzet ennél is rosszabb, hiszen idén az eddig ott jelentkezett 129 száraz napot átszámítva a legextrémebb 2003-as évet is jócskán felülmúljuk.

Minden bizonnyal nagy területen az idei lesz a legsúlyosabb aszály.

Országos átlagban az elmúlt 50 évben tehát nem nőtt annak a valószínűsége, hogy egyre több az aszályos év, ugyanakkor szignifikánsan növekedett annak valószínűsége, hogy amikor aszály van, akkor az egyre súlyosabban jelentkezik, hiszen nőttek a száraz napok tavaszi és nyári összegei. Ez a változás az ország déli felében egyértelműen a nyári növekedésnek tulajdonítható.

Gyakorlatilag ugyanerre a következtetésre jutunk, ha a száraz napok és a csapadékösszeg hányadosaként határoznánk meg az aszályt. A múltra vonatkozó klímaszimulációk értékelése alapján mindezeket a trendeket egyelőre nem lehet egyértelműen az emberi tevékenységhez kötni.

Hatékony kibocsátáscsökkentéssel csökkenne a súlyos aszályveszély

A múltban detektált változásokról áttérve a jövőre a finomfelbontású klímamodellek eredményeit egy pesszimista és egy optimista forgatókönyvvel meghajtva elemeztük (3. ábra).

Ha a kibocsátásokat továbbra is a mostani szinten folytatjuk, akkor 2060-tól a jelenlegi átlagosan 3 év helyett inkább 4 évben számíthatunk húszévente súlyosan aszályos félévre a vegetációs időszakban.

3. ábra: A súlyos aszály 20 éven belül várható előfordulási gyakorisága a 2021-2040, 2041-2060, 2061-2080 és 2081-2100 időszakra az optimistább RCP4.5 és a pesszimista RCP8.5 forgatókönyvet figyelembe vevő klímaszimulációk alapján. Az értékek az országos átlagot mutatják, a múltbeli megfigyelést szürke vonal jelzi, a kék a szimulációk átlagát jelöli, míg az intervallumok a szimulációk bizonytalanságát jelzik a szélsőséges modelleredményeket már nem tartalmazva. A szerzők ábrája.

Fotó: másfélfok.hu

Az természetes, hogy a múltbelinél kevésbé aszályos időszakok is lesznek a jövőben (ahogy ez inkább a század közepéig még várható), de az szinte bizonyos, hogy az optimista, zöldebb forgatókönyv szerint a 21. század végére elkerülhetjük az extrém aszályok növekedését, és éghajlati skálán a jelenleginél is alacsonyabb gyakorisággal várhatjuk majd azokat, ami inkább 2 évet jelent a jelenlegi 3 helyett.

A súlyos aszályok térbeli előfordulását a 4. ábra mutatja, mely jól szemlélteti, hogy a múltbelinél kevesebb száraz időszakra csak a határozott kibocsátáscsökkentéssel számoló optimista forgatókönyv szerint lehet esélyünk, míg a pesszimista jövőkép szerint további növekedés is valószínű, mely elsősorban kelet felé várhatóan még erőteljesebb lesz.

4. ábra: A súlyos aszály 1971-2020 időszakban megfigyelt előfordulási gyakorisága (balra), valamint a 2051-2100 időszakra az optimistább RCP4.5 (jobbra fent) és a pesszimista RCP8.5 (jobbra lent) forgatókönyvet figyelembe vevő klímaszimulációk átlaga alapján [évek száma]. A szerzők ábrája.

Fotó: másfélfok.hu

Minden egyes csepp vizet meg kellene becsülnünk

Összefoglalva: (1) Az aszályos évek gyakorisága nem növekedett, a súlyosan aszályos évek elsősorban 1990-től jelentkeztek. (2) Az aszályos időszakok összes száma várhatóan nem változik a jövőben, azonban a pesszimista forgatókönyv szerint a súlyos aszályok gyakorisága tovább nő, míg az optimista jövőkép szerint a jelenleginél alacsonyabb is lehet.

A várható változásokhoz való alkalmazkodás érdekében a csapadékosabb évek többletcsapadékát a jövőben mindenképpen tárolnunk kellene a súlyosan aszályos évek hiányainak pótlására és az extrém aszály okozta katasztrófák elkerülésére.

Az elemzés csak a szimulált csapadékadatokon alapszik, ha viszont figyelembe vesszük azt is, hogy a pesszimista forgatókönyvhöz tendenciózusan magasabb hőmérsékletek tartoznak, melyek az aszályok súlyosságát – a száraz napok növekedése mellett – még tovább fokozzák, akkor egyértelmű lehet számunkra, hogy ezt a jövőt mindenképpen el kell kerülni.

A természetes növényzet és a mezőgazdasági termelés, valamint ennek következtében az élelmiszer-biztonság szempontjából is lényeges, hogy hazánkban a súlyosan aszályos tavaszi-nyári félévek előfordulása ne legyen gyakoribb a jövőben. Ehhez a nemzetközi közösségnek, és közte Magyarországnak is, drasztikusan csökkentenie kell üvegházhatású-gázkibocsátásait, valamint alapvetően kell újragondolnunk vízgazdálkodásunkat, előtérbe helyezve a vízmegtartást.

Szerzők: Szabó Péter, Pongrácz Rita

Köszönet illeti a regionális modelleredményekért az Euro-CORDEX konzorcium modellező intézeteinek tagjait, a hazai megfigyelésekért pedig az Országos Meteorológiai Szolgálatot.

Rövid tudományos módszertan:

1. Regionális klímamodellekkel végzett szimulációk:

Egy térség, pl. hazánk, éghajlatának részletesebb elemzéséhez regionális klímamodellekre van szükség, hiszen azok a légköri folyamatokat pontosabban és finomabb térbeli felbontással írják le, mint a globális modellek. A regionális modellek historikus szimulációi nagy számban jelenleg 2005-ig állnak rendelkezésünkre, míg a jövőre vonatkozóan, 2006-tól indítva 2100-ig azt szimuláljuk, hogy két, hipotetikus üvegházgáz-kibocsátási forgatókönyvre (az optimistább RCP4.5-re és a pesszimista RCP8.5-re) hogyan reagál az éghajlati rendszer. Jelen elemzésben az Európa egészét 10 km-es rácsfelbontással lefedő, ún. Euro-CORDEX együttműködés keretében futtatott hat-hat különböző regionális klímamodell-szimulációt vizsgáltunk. Ezen hattagú együttes már megfelelően tudja reprezentálni a modellek különbözőségéből eredő bizonytalanságot, illetve ezeket mindkét említett forgatókönyvvel tekintve az emberi tevékenység jövőbeli alakulásából származó bizonytalanságot is.

2. Szimulációk hibakorrekciója és a megfigyelések:

Az elmúlt évtizedek folyamatos fejlesztései ellenére az éghajlati szimulációk még ma sem tökéletesek, a meteorológiai változóktól függően kisebb-nagyobb hibával terheltek a megfigyelésekkel szemben. A hibák javításához hibakorrekciós módszerre és jó minőségű megfigyelésekre egyaránt szükségünk van. A klímaszimulációk eredményeit a legjobb hazai, homogenizált, minőségileg ellenőrzött, 10 km-es rácsfelbontású, 1971-től rendelkezésre álló, ún. HUCLIM adatbázissal (adatforrás: Országos Meteorológiai Szolgálat) korrigáltuk. Jelen elemzésben a delta módszert alkalmaztuk, mely a származtatott index átlagával korrigál. A korrekciós referencia-időszak a megfigyelések és a szimulációk leghosszabb közös múltbeli időszakát (1971-2020) tekinti. Az említett HUCLIM adatbázis szolgáltatta az utolsó 50 év méréseire bemutatott eredményeket is.

3. Átlag, medián, trend és szignifikancia-vizsgálat:

Egy hosszabb, legalább húszéves időszak átlagai megadják, hogy az időszakon belül bármely évben milyen értékre számíthatunk. Egy időszakra illesztett trend pedig azt adja meg, hogy mekkora az adatsorban adott idő alatt bekövetkezett átlagos változás. Jelen tanulmányban a trendegyütthatót (mm/50 év vagy nap/50 év) lineáris regresszió illesztésével, a legkisebb négyzetek módszerével határoztuk meg. Ezután t-próbával megvizsgáltuk, hogy az adott trend statisztikailag szignifikánsan különbözik-e nullától. Az eredményeket 80%-os megbízhatósági szint mellett közöljük. A megfigyelések idősorára alkalmazott mediánt úgy értelmeztük, hogy a sorbarendezett 50 év két középső elemének átlagát tekintettük, mely a teljes idősort két azonos gyakoriságú részre választja szét.

Ha szeretnél még több izgalmas cikket olvasni az éghajlatváltozásról, akkor mindenképpen érdemes ellátogatnod a másfelfok.hu oldalra, ahol rengeteg érdekes téma közül választhatsz.