Hidrológiai Közlöny 2007 (87. évfolyam)
2. szám - Barna Gabriella–Fórizs István: A Balaton stabilizotóp-hidrológiai karakterisztikája
^ÍARN^^^^jÓRIZS^^^lalato^ 37 3.1. Klimatikus viszonyok és hatásuk a víz stabil-izotópos összetételére A hidrológiai ciklus legfontosabb folyamatai a párolgás és a csapadékhullás. Egy víztest párolgását számos tényező befolyásolja. Ezek a napsugárzás, a léghőmérséklet, a légnyomás, a relatív páratartalom, a vízhőmérséklet és a vízmozgás. A változók bonyolult kölcsönhatása határozza meg a vízfelületen történő párolgás mértékét. A párolgás mértékét nehéz mérni, mert a Balaton felett sohasem egységes a gőznyomás, a hőmérséklet és a szélsebesség, illetve a havi középhőmérséklet nem tükrözi hűen az ingadozásokat (Virág, 1998). A légtömegek által való párafelvétel a Balaton vízfelületén folyamatos, mert a szél meggátolja a telítődést. Legnagyobb párolgás az észak-nyugati légáramlás következtében jön létre, mivel ilyenkor a Bakonyon átkelő levegő száraz és a vízfelszín közelében 2-4 Hgmm-es gőznyomás is jelentkezhet, ami akár 30%-al is megnövelheti a vízfelszín fölé áramló levegő nedvességtartalmát (Péczely, 1974). H. Craig (1961) közölte a csapadékok oxigén- (5 1 80) és hidrogénizotópos (8D) összetételei közti kapcsolatot a világ különböző helyein gyűjtött vízminták adatai alapján. Kimutatta, hogy a korreláció lineáris és a kapott összefüggést „globális csapadékvíz-vonal"-nak (GMWL, Global Meteoric Water Line) nevezte el: 5D = 8-5 l 80 + 10 %o. Ez az egyenlet vízrendszerek vizsgálatában referenciaként szolgál. Ehhez képest a lokális csapadékvízvonalak általában némi eltérést mutatnak. A párolgás folyamata egyensúlyi és kinetikus izotópfrakciónáció keveréke. Minél kisebb a páratartalom, annál jobban dominál a kinetikus komponens. A könnyebb molekulák ('H'H' 60) nagyobb arányban távoznak a felszínről, ezáltal a nehezebbek ('H'H' 80, HD 1 60) feldúsulnak a vízben (Hoefs, 1997). Ha a párolgás folyamán a különböző időpontokban ábrázoljuk a maradék víz stabil-izotópos összetételét a 5 1 80-5D diagramon, akkor a pontok egy egyenes mentén helyezkednek el. Jellemzően ennek a párolgási vonalnak kisebb a meredeksége, mint a globális vagy a lokális csapadékvíz-vonalnak. A vizsgált, 2005-ben gyűjtött balatoni vízminták 5 l sO és 8D értékei alapján felállított izotópos vízvonal egyenlete: 5D = 5,2-5 l 80 - 13,8 (R 2=0,86) (2. ábra) -14 -12 -10 -8-6-4-2 0 2 Ö 1 bO[%oV-SMCW/J 2. ábra. A Balaton párolgási vízvonala és eltérése a globális csapadékvíz-vonaltól (GMWL). Ez a vízvonal valójában egy párolgási vízvonal, ahol a párolgás hatása már a folyóvizekben jelentkezik, igazán erőteljessé a tóban való tartózkodás ideje alatt válik. A párolgási és a lokális csapadékvíz-vonal metszéspontja első közelítésben azt mutatja, hogy mi volt a párolgást szenvedett víz eredeti izotópos összetétele, hiszen a párolgás előtt a víz eredetileg a lokális vízvonalon helyezkedik el (Gibson et al„ 1993). Nyugat-Magyarország területéről nem rendelkezünk csapadékvíz izotóp adatokkal. A Balatonhoz legközelebb eső mérőállomások mérési adatai segítségével próbáljuk közelíteni a Balaton vízgyűjtőjére hulló csapadék izotópösszetételét. A Bécs, Grác és Ljubljana (1984-2001) területére hulló csapadék havi átlagait (GNIP adatbázis) mutatja a 3. ábra. -20 -18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 1 BOl%.V-SMOW] 3. ábra. A Bécs, Grác és Ljubljana területére hulló csapadék stabilizotópos összetétele (1984-2001, GNIP adatbázis). A bécsi, gráci és ljubljanai csapadékadatok jól illeszkednek a globális csapadékvonalra. Feltételezzük, hogy jelentősebb eltérés a Nyugat-Magyarország területére így a Balaton vízgyűjtőjére - hulló csapadék izotópos összetételében sem jelentkezik. Magyarországon az Alföldön található Abádszalók helységre vonatkozóan Deák J. közölt (Deák, 1995) lokális csapadékvíz-vonalat, melynek egyenlete (8D = 7,2-5 1 80+0,l) jelentősen eltér a globális csapadékvíz-vonaltól. Ennek oka, hogy az Alföld jóval csapadékszegényebb (500 mm/év), levegője relatív páratartalma pedig kisebb. Ezért az Alföldre jellemző csapadékvíz-vonalat nem használjuk a Balaton vízgyűjtőjére. A föntiek alapján feltételezzük, hogy a Balaton vízgyűjtőjére hulló csapadék lokális vízvonala megegyezik a föntebb ismertetett Craig-féle globális vízvonallal, a csapadék átlagos izotópos összetételének jellemzésére pedig a már említett 3 állomáson mért havi delta értékek sokéves átlagát használjuk (2. táblázat). Mivel nem tudjuk, hogy a Balaton vízgyűjtőjét melyik állomás reprezentálja a legjobban, ezért a három állomás értékeit azonos súllyal átlagoltuk és az így kapott értékeket használjuk, mint a Balaton vízgyűjtőjére hulló csapadék közelítő stabil-izotópos összetétele (2. táblázat). 2. táblázat. A Balaton vízgyűjtőjéhez legközelebb eső mérőállomásokon mért havi 8 értékek sokéves átlagai Bécs Grác Ljubljana átlag ő l 80 l%c] -9,8 -9,9 -8,7 -9,5 8D [%c] -71,8 -70,4 -60,6 -67,6 A Balaton vízgyűjtőjén a csapadékvíz átlagos stabilizotópos összetételét jól közelíthetjük a felszín alá beszivárgó víz stabilizotópos összetételével is. A Zala vízgyűjtőjének területéről jobbára oxigénizotópos adatok állnak rendelkezésünkre. Zalaegerszeg környékén, 5-15 m-es mélységben a talajvíz átlagos S l 80 értéke -9,3%c (Deák et al. 1993). Ez az érték csaknem a mérési hibán belül egyezik a fent említett három állomás átlagaként kapott -9,5 %o értékkel (2. táblázat), ami megerősíti feltételezésünket.
