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
Szinetár Márton Miklós és társai: Változó klimatikus viszonyok hatásai a vízháztartási mérlegre 53 Az Agrárklíma 2. Projekt (Mátyás 2014) keretében rendelkezésre álló térben osztott csapadék, illetve hőmérséklet térképek alapján a modell kalibráció időszakában (2000-2008) az éves átlaghőmérséklet 11,7 °C, az éves átlagos csapadékmennyiség 593 mm volt. A területet talajtani adottságainak (kötetlen homoktalajok) következtében felszíni lefolyásról nem, vagy csak egészen extrém esetekben beszélhetünk. A földre hulló csapadék majdnem egésze, közvetlenül a talajra kerülést követően a talajba szivárog, hogy (7) onnan a Bácsbokodi- Kígyós csatornát elérve a területről lefolyjon, (2) mélybe szivárogjon vagy (3) a talajvízfelszín nyugati irányú gradienséből fakadóan horizontálisan elszivárogjon. A terület (talaj) hidrológiájával korábban több cikk is foglalkozott (Szilágyi és társai 2012, Szilágyi és Vörösmarty 1997), melyek alapján az alábbi következtetéseket vontuk le:- A mélybeszivárgás értéke a rétegvizekből történő vízkivétel növekvő mennyisége miatt az 1951 és 1970 közötti időszaki 0 mm-ről az 1971 és 1992 közötti időszakra 28 mm-re nőtt. Az egyes víztartó rétegek közötti kommunikációt a kutatófúrások okozta vertikális szivárgási tényező növekedés csak fokozta. Mivel a folyamat valószínűleg hasonló trenddel tovább folytatódott, ezért az időszakok súlypontjai között eltelt időt felhasználva a mélybeszivárgás a 2000-2008 közötti időszakra 63 mm/év értékkel vehető figyelembe.- A horizontális felszín alatti elszivárgás átlagos értéke az 1951-1970 közötti időszak, valamint az 1971-1992 közötti időszak adatait összehasonlítva alig változott (30-ról 29 mm/év-re) így értéke közel állandónak vehető. Térben viszont a Bácsbokodi-Kígyós csatorna vízgyűjtőn érvényes hidraulikus gradiens és a Duna-Tisza közére megadott átlagos hidraulikus gradiens között jelentős eltérés van. A Szilágyi és Vörösmarty által közölt talajvíztérkép szerint, a Bácsbokodi-Kígyós csatorna vízgyűjtőjén a hidraulikus gradiens értéke közel 2,3-szorosa az átlagos Duna-Tisza közi gradiensnek, alapvetően a Duna-felé mozgó talajvizet mutatva (Szilágyi és Vörösmarty 1997). Ha a szivárgási tényezőket közel azonosnak vesszük (ami a Szilágyi és Vörösmarty alapján igazolható) a Duna-Tisza köze és a Bácsbokodi-Kígyós csatorna vízgyűjtő viszonylatban, akkor a vizsgált vízgyűjtőről durván 66 mm/év horizontális elszivárgás valószínűsíthető a 2000-2008 közötti időszakra.- Az ADUVÍZIG (Alsó-Duna-völgyi Vízügyi Igazgatóság) által mért lefolyás adatok alapján a Bácsbokodi-Kígyós csatorna vízgyűjtőről a 2000-2008-as időszakban az éves átlagos lefolyás 16 mm/év. Felhasznált adatok CREMAP - Térben osztott párolgástérkép Szilágyi és Józsa dolgozta ki a MODIS adatokon alapuló térben osztott párolgásszámító módszer alapjait, melynek későbbi, Szilágyi és Kovács által módosított változata a CREMAP (Complementary-relationship-based Evapotranspiration Mapping Technique) módszer (Szilágyi és Józsa 2009, Szilágyi és Kovács 2010). A módszer a komplementáris elméleten (Bouchet 1963) alapszik, melynek értelmében egy adott terület aktuális és potenciális párolgásának összege megegyezik ugyanazon terület nedves környezeti párolgásának kétszeresével, tehát az aktuális és a potenciális párolgás között fordított arányossági kapcsolat van. A módszer ezt az inverz függvénykapcsolatot írja le egy lineáris transzformáció segítségével, mely transzformáció elvégzéséhez szükséges egyenest, két pontpár - nedves pontok átlaghőmérséklete (Tws) és a hozzá tartozó nedves környezeti párolgás (ETw), valamint a nappali hőmérsékletek felszíni átlaga (Ts) és a hozzá tartozó területi párolgás (ETa) - jelöli ki. A nappali felszínhőmérsékletek MODIS adatokon alapulnak, a hideg pontok átlaghőmérsékletét pedig Kovács a 200 méter alatti övezetben a Fertő-tóra, a Kis-Balatonra, a Velencei-tóra, a Fehér-tóra eső cellák, valamint a Nyírség leghidegebb pontjainak átlagából határozta meg (Kovács 2011). A területi párolgás értékek a WREVAP-modell (Morton 1985) segítségével, nedves környezeti párolgás értékei a Priestley-Taylor egyenlettel (Priestly és Taylor 1972) kerültek kiszámításra. Szilágyi és Kovács elkészítette Magyarország párolgástérképét a 2000-2008-as időszakra (7. ábra), mely térkép a modell kalibráció egyik fő paramétere volt (Szilágyi és Kovács 2011). Felhasznált regionális klímamodellek A párolgás és beszivárgás jövőbeni számításához szükséges hőmérséklet és csapadék adatok az 7. táblázatban felsorolt 12 regionális klímamodellből származnak. Az alkalmazott klímamodellek mindegyike az A1B éghajlati forgatókönyv (A világ népessége a 21. század közepéig növekszik, majd csökkenni kezd. A jövőben gyorsuló gazdasági fejlődést, új és hatékonyabb technológiák rohamos elterjedését prognosztizálja. Fosszilis és nem fosszilis energiaforrások kiegyenlített használatával kalkulál.) alapján végzi a számításait (van der Linden és Mitchell 2009). 7. táblázat. Felhasznált klímamodellek ( http://www.ensembles-eu.ore/ ) Table 1. Used Climate Models fhttpd/www. ensembles-eu. ore/) Ssz. Kutatóintézet Modell Meghajtó GCM 1 C4I RCA3 HadCM3Q16 2 DMI HIRHAM5 ARPEGE 3 ETHZ CLM HadCM3Q0 4 KNMI RACM02 ECHAM5-r3 5 MPI-M REMO ECHAM5 6 SMHI RCA BCM 7 DMI HIRHAM5 ECHAM5 8 HC HadRM3Q0 lladCM3Q0 9 HC HadRM3Q16 HadCM3Q16 10 HC HadRM3Q3 HadCM3Q3 11 SMHI RCA ECHAM5-r3 12 SMHI RCA HadCM3Q3 A felhasznált modellek mindegyike 25 x 25 km-es felbontással rendelkezett. Későbbi használhatóságuk érdekében a számításokhoz szükséges 1 x 1 km-es felbontás az eredeti felbontás interpolálásával valósult meg. Az alkalmazott klímamodellek mindegyike szabadon hozzáférhető az Európai Unió ENSEMBLES Projekt 1-en keresztül. Térben osztott csapadék és hőmérséklet térképek Magyarország térben osztott (1 km2) csapadék és hőmérséklet adatai a „CarpatClim project”-ben (Lakatos és
