Vízügyi Közlemények, 2003 (85. évfolyam)

1. füzet - Somlyódy László: Az értől az óceánig - a víz: a jövő kihívása

86 •Somlyódy László „elemekre" való felbontásán és az elemekre felírt közelítő algebrai egyenleteken alapul. Napjainkban, a szokásos számítógépi környezetet feltételezve, többször tízezer elemmel, illetve rácsponttal tudunk dolgozni, és a szélsebesség változásait figyelembe véve akár éveket is szimulálhatunk, a valós időnél két-három nagyságrenddel gyorsabban. A Balaton esetében a számítások kiválóan szemléltetik a tó egyes medencéiben kialakuló nagyléptékű forgókat (örvényeket), azok kinyílását és bezáródását, a különböző lengéseket, és azt a tényt, hogy a víz nem ritkán a széllel szemben áramlik. A hosszirányú lengésekre jellemző, hogy például a tihanyi szorosnál egy-egy nagyobb vihar alatt Dunányi víz áramolhat nyugatról keletre, majd néhány órával később, a lengésidőt követve az ellenkező irányba. A forgók a tóba bejutó tápanyagok gyors keresztirányú elkeveredését és hosszirányú diffúziós terjedését idézik elő. A jelenség a legszemléletesebben részecske-szimulációval követhető nyomon: több tízezer részecske pályáját állíthatjuk elő, mintha a természetben vagy a laboratóriumban nyomjelzővel kísérleteznénk. Vizsgálható például a Zala-viz elkeveredése, vagy a Keszthelyi-medence „algafelhöjének" mozgása kelet irányában, ami azután befolyásolja a többi medence trofitását. A módszer a folyadékok mechanikájában az ún. LagrangeA tárgyalásmód alkalmazásának felel meg. Az egyetemen korábban azt tanultuk, hogy a lagrange-i szemléletmód kizárólag elméleti jelentőségű. A számítástechnika mára virágzó alkalmazási területet hozott létre, beleértve virtuális kísérletek elvégzését is. Mérések persze sosem nélkülözhetők a megértés, továbbá a modellek bearányosítása és igazolása érdekében. A modellek fejlesztése nagymértékben „előreszaladt". A szük keresztmetszetet az adatok jelentik (az igény a modellek bonyolultságával arányosan nö). Kiutat a méréstechnika fejlesztése jelenti. Számos bíztató jellel találkozunk. A Balaton esetében is alkalmaznak már korszerű akusztikus elven alapuló sebességérzékelőket, amelyek képesek a kis sebességek gyors időbeli változásainak nyomon követésére, és lehetővé teszik az összevetést a számításokkal. Az észlelések alátámasztják az áramlási modellek fejlesztésének helyességét. Az eutrofizálódás jellemzésére az áramlási és transzportmodellhez most már csupán valamely alga- vagy tápanyag-körforgási modellt kell hozzákapcsolnunk, amely többek között leírja a P-felvétel és -leadás, a fotoszintézis, a mineralizáció, a víz-üledék kölcsönhatás, a vízbeli fényelnyelés stb. folyamatait. A fejlesztésnek talán ez a legbonyolultabb eleme, hiszen az elméleti ismeretek gyengébbek, mint a fizikai jelenségek esetében. A szimulációk heti alga biomassza vagy klorofill-a mérésekkel való összevetése azonban bíztató, bár nyilvánvaló, hogy megértésünk korlátozott és az észlelések hiányosak. Az időbeli változások korábbinál jobb feltárása érdekében több ország kutatóival közösen végzünk kutatásokat az EU V. K+F program keretében. A kutatás középpontjában az ún. késleltetett fluoreszcencia elvén alapuló, meteorológiai állomással egybeépített fotoszintetikus aktivitást és alga biomasszát mérő műszer fejlesztése áll, mely a jelenlegi heti méréssel szemben óránként legalább két adatot szolgáltat. A mérés elve a következő. Az algák a szárazföldi növényekhez hasonlóan a látható fényt használják a fotoszintézishez. A fotoszintézis során az elnyelt fényenergia elektront