Hidrológiai Közlöny, 2021 (101. évfolyam)
2021 / 4. szám
45 Az ECMWF reanalízis idősorok hidrológiai alkalmazhatóságának vizsgálata az OMSZ homogenizált idősorainak függvényében, hazai közepes mérető vízgyűjtőkön Nagy Eszter Dóra*, Szilágyi József* * Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék (nagy.eszter@emk.bme.hu) (szilagyi.jozsef@emk.bme.hu) Kivonat A napinál rövidebb összegyülekezési idővel rendelkező kisebb vízgyűjtők hidrológiai modellezéséhez nélkülözhetetlen a napinál részletesebb hidrometeorológiai idősorok rendelkezésre állása. Jelenleg az Országos Meteorológiai Szolgálat (OMSZ) hálózatához tartozó állomások idősorai nem érhetőek el ingyenesen kutatási célra sem, azonban az Európai Középtávú Előrejelző Központ (ECMWF) reanalízis adatai alkalmasak lehetnek erre a célra. A modellezés előkészítéseként vizsgáltuk, hogyan közelítik ezek a reanalízis adatok az OMSZ adattárában közzétett, felszíni mérések alapján interpolált és homogenizált napi adatokat. Olyan hidrometeorológiai paramétereket vizsgáltunk, melyek később felhasználhatók a teljes hidrológiai körfolyamat modellezéséhez. Az éves és havi léptékű vizsgálatok mellett számítottuk a vízgyűjtők vízmérlegét, valamint az ariditási index és a lefolyási hányad értékét is. A vizsgálatok alapján kijelenthető, hogy az ECMWF reanalízis adatok közvetlenül nem hasznosíthatók hosszútávú hidrológiai modellezés esetén, a reanalízis idősorok hibakorrekciója mindenképp javasolt. Kulcsszavak ECMWF, reanalízis, OMSZ, hidrológia, meteorológia, idősor, vízgyűjtő.______________________________________________________ Comparison of the ECMWF reanalysis and the Hungarian Meteorological Service’s homogenized time-series at three Hungarian catchments Abstract The hydrological modelling of smaller catchments with shorter response times requires sub-daily time series. The Flungarian Meteorological Service (OMSZ) does not provide ground-based observations free of charge. However, the European Centre for Medium- Range Weather Forecasts (ECMWF) provides hourly reanalysis data, which could be used for hydrological modelling. In preparation for the modelling, we compared the reanalysis data with the data originating from the interpolated, homogenized database of the Hungarian Meteorological Service. We examined the hydrometeorological parameters which are suitable for hydrological modelling. Besides comparing the annual and monthly values, we calculated the water balance, the aridity index and the runoff ratio of the catchments. Based on the results, the ECMWF reanalysis data cannot be used directly for hydrological modelling. The bias correction of the reanalysis data is highly recommended in advance. Keywords ECMWF, reanalysis, OMSZ, hydrology, meteorology, time-series, catchment. BEVEZETÉS A vízgyűjtők hidrológiai körfolyamatának kellően pontos modellezéséhez elengedhetetlen feltétel, hogy pontos hidrometeorológiai adatsorokkal hajtsuk meg modellünket. A csapadék, mint a hidrológiai körfolyamat fő meghajtója, a kvantitatív hidrológiai számítások legfontosabb eleme (McMillan és társai 2011). A kis és közepes vízfolyások - méretükhöz igazodóan - viszonylag gyors (napinál rövidebb) válaszidővel rendelkeznek (Nagy és Szilágyi 2021). Ebből adódóan a hóolvadásből és/vagy csapadékból keletkező árhullámok modellezése csak napinál részletesebb idősorok segítségével lehetséges. Hazai viszonylatban azonban nem érhetők el ingyenesen a hosszútávú (több éves), napinál részletesebb meteorológiai észlelések, még kutatási célra sem. Léteznek azonban online, ingyenesen elérhető adatbázisok, melyekből elérhető idősorok alkalmazhatóságáról viszont meglehetősen keveset tudunk. Az ingyenesen elérhető adatbázisok mennyisége, térbeli és időbeli felbontása, valamint kiterjedése jelentősen nőtt az elmúlt 20 évben (Herschbach és társai 2020). Ezek az adatbázisok változatos összetételben és formátumban kínálnak a) felszíni állomásokon mért adatokat, b) feldolgozott és nyers műholdas méréseket, c) mérések alapján térben és időben homogenizált, illetve interpolált adatokat, valamint d) úgynevezett reanalízis adatokat, melyek mért és modellezett adatok kombinációjaként állnak elő. Jelen kutatás során az Európai Középtávú Előrejelző Központ (ECMWF) egyik reanalízis produktumának idősorait hasonlítjuk össze az Országos Meteorológiai Szolgálat (OMSZ) adattárában közzétett homogenizált idősorokkal. A vizsgálatok célja az idősorok mennyiségi és minőségi összehasonlítása három hazai, közepes méretű vízgyűjtő esetén. A vizsgált vízgyűjtőkre rendelkezésre állnak felszíni állomásokon észlelt vízhozam idősorok is, melyek lehetővé teszik a hidrológiai célú összehasonlítást. A vizsgálatok eredményeként megállapítható, hogy az ECMWF reanalízis adatok alkalmazhatók-e közvetlenül vízgyűjtők hidrológiai modellezésére. VIZSGÁLT VÍZGYŰJTŐK BEMUTATÁSA A vizsgálatokat három hazai vízgyűjtőre végeztük el. A vízgyűjtők kiválasztásakor törekedtünk arra, hogy a vizsgált területek kellően változatosak legyenek méretüket, földrajzi elhelyezkedésüket, geológiájukat, illetve morfológiájukat tekintve. A választott vízgyűjtők a Rákos-, a Gerence- és a Ménes-patakok (/. ábra).
