Hidrológiai Közlöny 2002 (82. évfolyam)

3. szám - Vadászi Marianna: A napsugárzási energia éven belüli változása és kapcsolata a havi középhőmérséklettel

39 A napsugárzási energia éven beiüii változása és kapcsolata a havi középhőmérséklettel Vadászi Marianna Miskolci Egyetem Bányászati és Geotechnikai Tanszék, 3515. Miskolc-Egyetemváros Kivonat: A tanulmány célja a földfelszínre érkező napsugárzási energia, illetőleg annak napelemekkel hasznosítható része havonkénti értékeinek alakulását vizsgálni a havi középhőmérséklet függvényében. A tavaszi-nyárelejei értékek változási tendenciája alapján az év második felére "potenciális" sugárzási energia értékeket határoz meg, továbbá ezen értékek és a tényleges mérési adatok eltérése alapján számítja a nyárvégi-őszi hónapokban jelentkező energia "hiányt". Az így meghatározott hiány évi átlagban 9-17 %, az érintett hónapokra vonatkoztatva átlagosan 23-30 %. Kulcsszavak: napsugárzási energia, hasznosítható energia, hasznosítási arány. A felszíni párolgás kérdéseinek elemzése, a különböző számítási módszerekkel és tényleges mérésekkel kapott eredmények feldolgozása során olyan eredményekre jutottunk, hogy a vízfelszíni párolgás (evaporáció), a növények párologtatása (transzspiráció) és a teljes párolgás (evapotranszspiráció) potenciális (PET) és tényleges (TET) értékei az év egyes hónapjaiban - a havi átlaghőmérséklet függvényében - eltérő értékeket mutatnak A tavaszi-nyár eleji hónapokban azonos havi átlaghőmérséklet mellett nagyobb, az őszi hónapokban viszont kisebb párolgás értékek adódnak A kérdés vizsgálatának azért van jelentősége, mivel a párolgás meghatározásával foglalkozó szerzők, illetőleg a felírt összefüggések szerint a párolgás mértékét közvetlen, vagy közvetett formában a felszín, ill levegő hőmérséklete döntő módon határozza meg. A magyarországi párolgási viszonyokat részletesen mutatja be a "Meteorológia mezőgazdáknak, kertészeknek, erdészeknek" (Szász G.- Tökei L. 1997) c. könyv 1,2 ,4 ,7. fejezete. A szerzők definiálják a potenciális evapotranszspiráció - a lehetséges párolgás - fogalmát, valamint a tényleges párolgás tartalmát A lehetséges párolgás (magyarországi) évi összegét a 400-1100 mm/év tartományban adják meg, Thornthwaite módszerével számolva 600-750 mm/év-nek A Nagyalföld északi részére, illetőleg a Mátra-Bükkalja területére a potenciális evapotranszspiráció értékét 660-680 mm/ év-nek jelölik meg A könyv szerzői szerint is a levegő párologtató képességét - különösen magasabb hőmérséklet tartományban - a levegő hőmérsékletének változása jelentősen módosítja. A tényleges párolgás értékét - a hőmérsékleten túlmenően - más tényezők is befolyásolják, ezért a tényleges párolgás tájjellemző értékként értelmezhető. A Mátra-Bükkalja-i területen a klimatológiai tényleges párolgás (TET) évi összege Oldenkop-formulával számolva - 420 -550 mm A tényleges párolgást hazánkban elsődlegesen a csapadék évi összege, másodlagosan pedig a levegő párologtató képessége határozza meg. A levegő párologtató képességének maximuma (PET) a legnagyobb hőmérséklet idején alakul ki, a tényleges párolgás (TET) maximális értéke a csapadék maximum mennyisége lehet. Szász G.-Tökei L (1997) 1.79 ábra diagramja szolnoki adatokkal szemlélteti a potenciális és a tényleges párolgás havi értékeinek, a két jellemző különbségeként a vízhiány havi értékeinek éven belüli alakulását Az 1 80 ábra szegedi adatok alapján adja meg a potenciális és a tényleges párolgás havi adatainak összegzéseként az évi értékeket, a "vízhiány" mértékét. Mivel a párolgáshoz szükséges hőmennyiséget elsődlegesen a földfelszínre jutó napsugárzás energiája adja, most azt vizsgáljuk, hogy a napsugárzási energia hogyan változik az év során A Föld felszínére érkező közvetlen, illetőleg szórt sugárzás formájában megjelenő energia határozza meg a földfelszín, illetőleg az alsó légkör hőmérsékletét, ami determinálja a párologtató képességet és a klimatikus jellemzőket. A szórt sugárzás teljesítménye átlagosan a közvetlen sugárzás 12-25 %-a, a szórt sugárzással hosszabb idő alatt érkező energia - a két sugárzás típus előfordulási időtartama miatt közel azonos (a globál-sugárzás fele) a közvetlen sugárzással érkező energiával. A párolgás vizsgálatánál, a napenergia-hasznosító berendezések méretezésénél általában a teljes sugárzással (TOT) számolunk, ami a közvetlen sugárzás (DIR) és a szórt sugárzás összege (Szász G.- Tökei L. 1997, Baráti I. 1993). A jelen elemzés során a napsugárzási energia havi értékeinek vizsgálatánál három irodalmi forrás Szász G.-Tökei L. (1997), Baráti 1. (1993), Ötvös Z. (2000) adataival dolgozunk. A hivatkozott források más-más dimenzióban adják az energia értékeket. A különböző adatok dimenziója elvileg ugyan átszámítható, ezzel azonban az egyes adatok eltérő "származtatást feltételei" miatt nem élünk, mivel számunkra végül is a relatív (százalékos) eredmények értéke érdekes. A Napból a Földre érkező sugárzási energia az év folyamán változó érték. A változást egyrészt a Föld elliptikus pályán való mozgása, másrészt a forgástengely ellipszis pályához viszonyított ferdesége okozza. A napsugarak beesési szögének (deklináció) éven belüli alakulása eredményezi a sugárzási energia változását. A sugárzási energia értékét befolyásolja természetesen a beesési felszín dőlése, illetőleg iránya (vízszintes, függőleges, ill. utóbbi esetben az E-D-KNy-i irány) is A napenergia hasznosulás/hasznosítás konkrét vizsgálatánál az utóbbi jellemzőkkel is számolni kell Először a globál-sugárzás havi értékeinek alakulását elemezzük, hozzá kapcsolva a Mátra-Bükkaljára jellemző havi középhőmérséklet értékekhez. A globál-sugárzás havi értékeit a Szász G.- Tőkei L (1997) könyv 52 oldalán található alsó-felső határértékek középértékeként vesszük fel. (/. táblázat) 1. táblázat A globál-sugárzás és a havi középhőmérséklet értékek Hónap I 11 III IV V VI VII VIII IX X XI XII Havi középhőraér+ + + + + + + + + + sékkt T (°C| 2.2 0.2 4.5 10.4 15 8 18.9 20.7 19.9 15.9 10.2 4.4 0.2 Havi glohál-sugúrzás MJ/m

2/hó| 115 178 335 475 610 645 660 565 415 270 125 88 Az 1. ábra mutatja a havi globál-sugárzás (E^) értékeinek alakulását a havi középhőmérséklet függvényében Az év első öt hónapjában az energia mennyiség közel lineárisan emelkedik, június-július hónapban már degresszív jelleg mutatkozik, augusztus hónaptól pedig azonos átlaghőmérséklethez lényegesen kisebb energia tartozik mint a tavaszi-nyáreleji hónapokban