Hidrológiai Közlöny, 2018 (98. évfolyam)
2018 / 1. szám - SZAKCIKKEK - Szinetár Márton Miklós - Csáki Péter - Keve Gábor - Gribovszki Zoltán: Változó klimatikus viszonyok hatásai a vízháztartási mérlegre - Esettanulmány a Bácsbokodi-Kígyós vízgyűjtőjén
50 Hidrológiai Közlöny 2018. 98. évf. 1. sz. Változó klimatikus viszonyok hatásai a vízháztartási mérlegre - Esettanulmány a Bácsbokodi- Kígyós vízgyűjtőjén Szinetár Márton Miklós*, Csáki Péter*, Keve Gábor** és Gribovszki Zoltán* * Geomatikai, Erdőfeltárási és Vízgazdálkodási Intézet, Erdőmérnöki Kar, Soproni Egyetem, 9400 Sopron, Bajcsy-Zsilinszky u. 4. (E-mail: marton.szinetar@gmail.com ) ** Vízépítési és Vízgazdálkodási Intézet, Víztudományi Kar, Nemzeti Közszolgálati Egyetem, 6500 Baja, Bajcsy-Zsilinszky u. 12- 14. (E-mail: keve.gabor@uni-nke.hu ) Kivonat Az antropogén klímaváltozás hatásaként 0,6 °C-kal emelkedett meg a földi átlaghőmérséklet a 20. század folyamán, mely növekedés a 21. században a korábbit többszörösen meghaladó mértékű lesz. Magyarországon a növekvő átlaghőmérséklet és csökkenő csapadék hatására az ariditási index növekedése prognosztizált. A változó klimatikus viszonyok hatására a vízkészletek mennyiségi és minőségi állapota megváltozik, mely változás becslése több, a klímaváltozás szempontjából érintett szektor (pl. mező- és erdőgazdaság) számára is fontos. A Bácsbokodi-Kígyós csatorna vízgyűjtőjén a terület hidrológiai és geológiai tulajdonságainak részletes megismerését követően a CREMAP párolgástérkép a vízmérleg segítségével validálásra került. A térben osztott párolgás- és a CORINE felszínborítás térképek egymásra fektetésével a felszínborítás párologtatásra kifejtett hatása vizsgálható. A területi párolgás értéke a mesterséges felszínektől (439 mm) a mezőgazdasági területeken keresztül (448 mm) az erdőkig (492 mm) növekvő tendenciát mutat. A párolgás és a lefolyás jövőbeni változása meghatározásra került egy, a jelen adataival kalibrált, térben osztott Budyko-modell segítségével. Ehhez bemenő adatként 12 regionális klímamodell csapadék és hőmérséklet adatait használtuk fel. A prognosztizált növekvő hőmérséklet és csökkenő csapadékértékek mellett, a területi párolgás értékében a század végéig körülbelül 4,5%-os növekedés, míg a felszíni lefolyás esetében számottevő (-40%) csökkenés várható. Kulcsszavak párolgás, lefolyás, felszínborítás, Budyko-modell, klímaváltozás Effects of the changing climatic conditions on the water balance - Case study on the Bácsbokodi-Kígyós watershed Abstract The development of the remote sensing technologies has opened new perspectives for the hydrological sciences, since they provide an opportunity to collect various remotely sensible data from large, heterogeneously-covered areas in a relative high spatiotemporal resolution. Such data enables the spatially distributed calculation of various elements of the water balance e.g.: the actual evapotran- spiration (ETa). Due to the anthropogenic climate change the average temperature of the Earth has risen 0.6 °C during the 20th century, and it is predicted to further increase with an intensified rate in the 21th century. The aridity index of Hungary is to be increased in the future because of the rising average temperature and decreasing precipitation. The changing climatic conditions alter the various components of the water balance in global, regional and local scale, which changes will mostly be measurable by the altering spatio- temporal distribution of temperature (T), precipitation (P), and evapotranspiration values. The water balance of a small Hungarian watershed (Bácsbokodi-Kígyós) was analysed in context of the climate change with a spatially distributed robust hydrological model in different observation periods throughout the 21th century. The Budyko-model - solved with the formula of Schreiber (Equation 1) - was calibrated in the period of 2000-2008. During the calibration the evapotranspiration data was acquired from the evapotranspiration map of Hungary for the same period created with the so-called Complementary-relationship-based Evapotranspiration Mapping Technique (CREMAP) (Figure 1). Based on the CREMAP the average annual actual evapotranspiration was 452 mm a'1 in period 2000-2008 with minimum and maximum values of404 mm a-1 and 563 mm a1. Its average value increases from the artificial surfaces (439 mm a'1) though the agricultural areas (448 mm a'1) towards to the forests (452 mm a'1). In the same period, the alpha parameter of every computation cell (1 * 1 km) was calculated with Equation 4. Having the alpha-parameter determined for each cell enabled the calculation of the spatially distributed ETa values - and thus the runofFrecharge (R) values (P- ETa =R) - with Equation 5. The temperature and the precipitation values were acquired from 12 Regional Climate Models (RCM) (Table 1). The ETa and R values were calculated for three (2011-2040, 2041-2070, 2071-2100) observation periods in the upcoming century, and were compared to the reference period (1981-2010). The actual evapotranspiration and recharge values of the reference period were calculated with temperature and precipitation data acquired from the RCM-s thus eliminating the model bias. The actual evapotranspiration shows 1.1%, 4.4% and 4.3% relative increment in the first, second and third observation periods compared to the reference period, while the runoff decreases by -15.0%, -18.5%, and -38.7% in the same periods (Figure 4). The dispersion increases in both cases, although with different trend. Keywords Evapotranspiration, runoff, surface cover, Budyko-model, climate change BEVEZETÉS A távérzékelés megjelenése és térhódítása új utakat nyitott meg a hidrológia számára, mivel lehetőséget biztosít nagy, inhomogén borítású területeken, több - a hidrológiai számításokhoz elengedhetetlen - változó (pl.: felszínhőmérséklet, talajnedvesség-tartalom, felszínborítás) relatíve gyors számítására, valamint az ezekből származtatott vízmérleg elemek térben osztott becslésére (Schmugge és társai 2002). A párolgásnak, mint a hidrológiai ciklus egyik legjelentősebb tételének távérzékelési adatokon alapuló számítása megannyi tudományterület számára szükséges. Ilyen területek az öntözés tervezése és irányítása, a szén es
