Hidrológiai Közlöny, 2015 (95. évfolyam)
2015 / 2. szám - Csibrán Adrián - Kovács Sándor: A Tisza szolnoki szakaszának jég-előrejelzése
9 ^SIBI^^^^^COVAC^^^T^sza^jszolnoki^szaloszánal^ég^előiJelzés^ más szakágak által előrejelzett értékeket kell bevinni az algoritmusba, ezért azoknak a hibái már automatikusan bekerülnek a számításba. A másik jelentős hibát a vízhőmérséklet-mérések o- kozzák. A méréseket a felső 10 centiméterben végzik. Természetszerű, hogy a folyó egy függélyében a hőmérsékletek különböznek, és ez igaz keresztirányban is. A mérések során nincs egyértelmű előírás, hogy a vízfelszín hőmérsékletét a szelvény melyik részében kell meghatározni. Ennek köszönhető, hogy néhány esetben a mérés alapján a víz hőmérséklete még 1,7 °C is lehet, a feljegyzés szerint azonban már megjelent ajég. Az ilyen mérésekkel szemben érzékeny az itt javasolt előrejelző eljárás, és a később bemutatott tesztek során csak a kiemelkedő értékek eltávolítása után volt képes helyesen megjósolni ajég megjelenését. Ez nem nevezhető egyértelműen ember által elkövetett mérési hibának, inkább a mérés természetéből, tökéletlenségéből fakad. A vizsgált szelvény Az alapul vett szelvény Tisza szolnoki vízmérce-szelvénye, amely a belvárosi szakaszán, a Tisza 334,6 folyamkilométerében található. Ennek a szelvénynek jellemzője a szűk meder, ami mentén keskeny hullámtér húzódik, valamint párhuzamos ágban a mintegy 50%-kal szélesebb árapasztó hullámtér. A számadatok egyértelműen bizonyítják, hogy a jég megjelenésének időpontja nem független a folyó pillanatnyi vízállásától. A vízállás egy viszonyszám, amelyből következik két, a jégmegjelenés szempontjából igen jelentős morfológiai tényező: a víztükör szélessége és a keresztszelvény nedvesített területe (Lászlóffy, 1934). Megjegyezzük, hogy ezeket a geometriai változókat a folyószakaszra amúgy is felépített egydimenziós áramlásmodellező szoftverrel gyorsan ki lehet számolni. A víztükör-szélességgel növekszik a negatív hőmérsékletet átadó közeg felülete is, ezáltal gyorsabb a jege- sedés. Álló víztestek esetén a víztükör-szélesség (vagy inkább a víztükör-felület) egyértelműen függvénye lenne a jég megjelenésének, fordított előjelű kapcsolattal. Folyóvizek esetén azonban sokkal fontosabb a nedvesített keresztszelvény nagysága, mert a turbulens elkeveredés- sel a hűlő vízfelszín alulról való melegítése a szelvényterülettel szorosan összefügg. Ezt megerősítő megfigyelések szerint azonos hőmérsékleten nagy árvizek idején Szolnokon csaknem négyszer akkora negatív hőösszeg szükséges a jég megjelenéséhez, mint kisvíz esetén. Ennek tükrében az eljárásba bevezetünk egy tapasztalati módosító tényezőt, amelynek értéke 1600 m2-es nedvesített felület esetén 2, 1000 m2 esetén 1, 200 m2 esetén 0,5 (7. ábra). Az értékek között lineáris interpolációt javaslunk. Ez a módosító tényező kizárólag a Tisza szolnoki szakaszára lett ellenőrizve, és valószínűleg nem független a meder és a hullámtér geometriai jellemzőitől (víztükör-szélesség és szelvényterület viszonyától). A módosító tényező a fagyás pillanatában jelentkező szelvényterülettől függ, ezért a vízállást is előre kell hozzá jelezni. Szelvényterület |mí j 1. ábra: A módosító tényező nagysága A következőkben ismertetjük az eljárást fokozatosan csökkenő időtávra. Első, közelítő előrejelzés Ez a jég megjelenése időpontjának első közelítése, a- mi a negatív höösszeg és a kezdeti vízhőmérséklet kapcsolatára épül. A kezdeti időpont ekkor a negatív léghőmérséklet megjelenésének napja. Ez az első előrejelzés megmutatja, hogy a negatív léghőmérséklet megjelenésétől kezdve hány nap szükséges a jég megjelenéséhez. Elméletileg az esetlegesen megjelenő pozitív tagok is be- leszámolhatóak lennének a negatív hőösszegbe, azonban a pontosság miatt az új kezdeti vízhőmérséklettel ilyenkor az algoritmust újra kell indítani. Az itt bemutatott eljárás az 1980-2000-ig terjedő időszak adataival lett kalibrálva, majd az azt követő tíz év adataival igazolva. A cél a kezdeti vízhőmérséklet és a negatív hőösszeg közötti összefüggés meghatározása (2. ábra). Ugyanez elvégezhető a módosított kezdeti vízhőmérsékletekkel, a- melyek a kezdeti vízhőmérséklet és a módosító tényező szorzataként kaphatók meg. Ahhoz, hogy az eljárást ne torzítsák „nem hiteles”, vagy a módszer szempontjából „nem megfelelően értelmezhető” adatok, néhány év fel2. ábra: A módosított kezdeti vízhőmérséklet és a jég megjelenéséhez szükséges negatív hőösszeg kapcsolata múltbéli adatok alapján
