Hidrológiai Közlöny 1977 (57. évfolyam)

4. szám - Dr. Antal Emánuel–Baranyi Sándor–Kozmáné Dr. Tóth Erzsébet: A Balaton hőháztartása és párolgása

Dr. Antal E. és mtsai: A Balaton kőháztartása Hidrológiai Közlöny 1977. 4. sz. 183 Első lépésként hét klímaállomást vontunk be a vizsgálatba, nevezetesen: Siófok, Balatonkenese, Balatonfüred, Tihany, Badacsony, Keszthely és Balatonfenyves adatsorát elemeztük (1. ábra). E klímaállomások telítési hiány és szélsebesség adataiból egy Dalton-típusú képlettel kiszámítottuk a párolgást az 1955—1956. évek minden hónapjára. A kapott összegekből számtani középérték képzéssel átlagot alkottunk hét, öt, négy, három, kettő és egy állomás alapján. Eredményeink szerint — ha a hét állomás átlagát tekintjük valódi középnek — egy állomásból 1,6%, két állomásból 1,3%, három állomásból 0,9%, négy állomásból 0,6% és öt állomásból 0,4%-os relatív hibával kapható meg a Balaton párolgásának havi összege. Minthogy az állomások számának növelése, nagymértékben növeli a számításokra fordított munkát, csak három állomás (Siófok, Tihany, Keszthely) bevonását javasoltuk a havi párolgásösszegek meghatározásához, és ez mintegy 1% pontosság elérését teszi lehetővé. Az egy hónapnál rövidebb időszakra történő számítások esetén a 0,5%-os hibát alig meghaladó négy állomás (Siófok, Keszthely, Balatonkenese, Balatonakaii) klíma adatait használtuk. Annak a kérdésnek az eldöntésére, hogy a parton elhelyezett meteorológiai állomások megfigyelései megfelelőképpen reprezentálják-e a víz fölötti hőmérsékletet, páranyomást, telítési hiányt és szélsebességet, a balatonszemesi cölöpálláson gyűjtött adatokat vetettük össze a klímaállomások adataival. A vízfelszín fölötti mérésekből azt kaptuk, hogy a léghőmérséklet napi középértéke mintegy 0,2 °C-kal, a páranyomásé 0,2 Hgmm-rel magasabb, a levegő telítési hiánya pedig0,l—0,2 Hgmmrel alacsonyabb a parti klímaállomásokon mértekhez képest. Ezek az elhanyagolhatóan kis különbségek a területi átlagképzés általunk választott módjának helyességét is igazolták. A párolgás folyamatának alakulásában jelentős szerepe van a napsugárzás útján elnyelt energiának, valamint a tó vizében tárolt hőnek is. Sugárzásméréseink termooszlopos érzékelőkkel Siófokon, Keszthelyen és Tihanyban, valamint Balatonakaii és Balatonszemes között a tó középpontjában folytak. A vízhőmérsékletet a cölöpállásnál ellenállásmérőkkel regisztráltattuk a víz felszínén, 2 és 4 m-es mélységben, valamint az iszapfelszín alatt 0,5 méter mélyen. 3. A sugárzás és energiaháztartás vizsgálata A Balaton sugárzás- és energiaháztartásának kutatásával elsősorban azért foglalkoztunk, hogy a párolgást a tó energia-háztartásának ismeretében meghatározhassuk. Nevezetesen a sugárzás- és energiaméréseket a Balatonon és környékén az 1971 1974-es időszakban az Ä = LP + Q

1 + Q

v+

l, (1) energiaháztartási egyenleg összetevőinek feltárására folytattuk, különös tekintettel a párolgásra fordított hőre, az LP tagra. A vizsgálatok elsősorban a mérési módszerek tekintetében emelkednek a korábbiak fölé. A sugárzás rövid- és hosszúhullámú összetevőinek mérésére ugyanis a Balaton térségében először alkalmaztuk a nagy érzékenységű és megbízható Kipp-Zonen termooszlopokat. A vízfelszín rövid- és hosszúhullámú kisugárzását első ízben mérhettük a teljesen szabad és nyílt víztükör fölött a balatonszemesi szelvényben minden évben, öt hónapon keresztül. A vízfelszín hőháztartási összetevői közül tehát megbízható módon nyertük a beérkező energiára vonatkozó adatokat. Az 1971—1974-es időszakra vonatkozó eseményeket az éghajlat tükrében is megvizsgáltuk. Kiszámítottuk a Balaton hőháztartási összetevőinek havonkénti értékeit az 1931—1960-as időszakra (Béli, Takács, 1974). Számításaink szerint (1. táblázat) a tó felszínére érkező összsugárzás sokévi átlagban 106,54 Kcal. Maximumát júliusban, minimumát pedig decemberben éri el. A Balaton albedója nyáron 9—10%, télen viszont 30—40%, vagyis a rövidhullámú beérkező sugárzásnak ezt a részét veri vissza a víz (hó, jég) felszíne. A Balaton sugárzási egyenlege és külön-külön a sugárzás összetevői szabályos évi menetűek. A tó egyenlegének maximuma júliusra esik, 11,15 Kcal, a minimuma pedig januárban következik be, —0,74 Kcal értékkel. Sokévi átlagban kereken 60 Kcal-ra tehető a Balaton sugárzási egyenlege. A párolgás ebből 50 Kcal hőt, azaz 82%-ot emészt fel. A levegő felmelegítésére 10 Kcal hő fordítódik, a víz és a víz alatti talaj hőforgalma pedig évi összegben nulla. A hó és a jég olvadása következtében lekötött, ill. a fagyáskor felszabadult hő az évi mérlegben közel nulla. A 0,55 Kcal évi hőveszteség a tó felszínére hulló hó olvadására fordítódott energiát jelenti. Ha részleteiben vizsgáljuk a víz és a meder, továbbá a fagyás, a jég és a hó olvadása által forgalmazott hő összetevőinek értékeit, akkor azt tapasztaljuk, hogy a Balaton vize által leadott hő októbertől január végéig nagyobb, mint a sugárzási mérleg által biztosított hő. A Balaton ilyenkor a környezetéhez képest ,,energiaforr ásnak" tekinthető. A mélyből a vízfelszínhez érkező hő az őszi hónapokban fokozza a párolgást és melegíti a parti sávot, télen pedig meggátolja a tó vizének fenekéig történő befagyását. A kora tavaszi hónapokban a tó víztömege hűti a levegőt, s ilyenkor a Balaton „energianyelőként" fogható fel. Ennek következtében a párolgás az őszi hónapokban nagyobb, mint a tavaszi időszakban (2. ábra). Számos mérési, számítási és kutatási eredmény igazolta, hogy a Balaton és a környező szárazföld sugárzásegyenlegében jellegzetes eltérések mutatkoznak, amelyek oka egyrészt abban keresendő, hogy a vízfelszín jóval kisebb sugárzásmennyiséget ver vissza, mint a szárazföld, másrészt abban, hogy a téli hónapok kivételével a szárazföld effektív kisugárzása lényegesen felülmúlja a vízfelszín sugárzásveszteségét. A víz és a szárazföld egyenlegében különbség mutatkozik a többi összetevő esetében is. Nevezetesen amíg a vízfelszín sugárzási egyenlegéből évi összegben az energia 82°/

0-a párolgásra és 18°/

0-a a levegő felmelegítésére fordítódik, addig a dús vegetációval borított szárazföldi felszínnél az előbbi százalékszám 66- és 34-nek adód-