Hidrológiai Közlöny 2010 (90. évfolyam)

1. szám - Kovács Ákos–Szilágyi József: A Balaton párolgási értékeinek várható időbeli változása

15 A Balaton párolgás-értékeinek várható jövőbeli változása Kovács Ákos, Szilágyi József Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék 1111. Budapest, Műegyetem rkp. 3. Kmf. 8., kovacs@vit.bme.hu Kivonat: A tanulmány célja a Párolgásszámítási vizsgálatok hazai nagy tavainkon I. című cikkben leírt ún. súlyozásos módszer segítségével a párolgás becslése a Balatonra két különböző modelladatbázis felhasználásával. Az ai és a

2 súlyok meghatározása után a szerzők becslést adnak a párolgás várható jövőbeli átlagára és szórására összehasonlítva a múltban megfigyelt párolgási folyamatokhoz képest. Emellett megvizsgálják, hogy a párolgás esetleges változását mely időjárási paraméterek változásai okozzák. Penman párolgás, Priestley-Taylor párolgás, súlyozásos módszer. A második adathalmaz neve REMO 5.7, melyet szintén az AlB-típusú üvegházgáz-kibocsátási forgatókönyv alapján a grazi Wegener Center for Climate and Global Change (WegCenter) készített. Ez a modell Kelet-Franciaországtól Ukrajna keleti határáig lett futtatva az 1951-2050-ig tartó periódusra 0,25 fokos (kb. 27,5 km) felbontás alapján. A Balaton párolgását a REMO 5.7 modell-adataival már 15 rácspont átlagával becsültük a súlyozásos módszer segítségével (hozzávettünk még 2-2 rácspontot a tó déli és keleti oldalán, 1. ábra). Mindkét modell-adatsor esetben a felhasznált rácspontok körbeölelték a tavat. Kulcsszavak: Bevezetés A súlyozásos módszer a Priestley-Taylor (Priestley és Taylor, 1972) és a Penman-féle potenciális párolgáshoz (1948) rendel konstansokat, ezáltal e két párolgás közé interpolálja a tópárolgást, mely által megkapjuk a becsült párolgást mm-ben (Ebe

C

S): E

bec

s = •a, • •cc^— Q„ + a

2 • Q

n + -L- f(u)(e -ej] 0) ó+y ö + y ö + y ahol aj és a

2 a kalibráció során kapott súlyok, a a PriestleyTaylor paraméter, melynek értéke 1,26 a számítás folyamán, ő a telítési páranyomás görbéjének meredeksége a levegő hőmérsékletén, y a pszichrometrikus konstans,

/(u) az ún. szélfüggvény, e* a levegő hőmérsékletén a telítési páranyomás hPa-ban, e az aktuális páranyomás hPa-ban, Q„ pedig a nettó sugárzás mm/nap-ban kifejezve. A pszichrometrikus konstans értékét 0,67 hPa/°C-ra vettük fel végig a számításaink folyamán. A Penman egyenlet szárazföld felett mért légköri változókkal lett definiálva, beleértve a sugárzási mérleget is, így a hozzá szükséges Q

n-t is a szárazföldre számolt nettó sugárzásból határoztuk meg. Ezzel szemben a Priestley-Taylor egyenlet által meghatározott nedves környezeti párolgást már célszerű a tóra számolt energiamérleggel számolni. Ajánlott volt a kalibrálást mindig az adott tónál vizsgálható időszak páros éveire véghezvinni, azért hogy az esetleges párolgásban megfigyelhető trend hatását elkerüljük a kalibrációs és verifikációs időszakok között. A verifikációs időszakot tehát a vizsgálható időszak páratlan évei alkották. A cél az, hogy a kalibráció során megállapítsuk, hogy amennyiben a vízmérlegből adódó tópárolgásokat interpoláljuk a Priestley-Taylor egyenletből és a Penman egyenletből származó párolgás közé, akkor az milyen eredményt ad úgy, hogy a (1) egyenletben szereplő a! és a

2 konstans egyike sem lehet negatív. A tanulmányban továbbá megvizsgáljuk, hogy a számítás úgy adja-e a jobb eredményt, hogy a két konstans összegét egységnyiben kötjük ki (ami így végül egy konstans kalibrálását jelenti minden hónapra), vagy ennek a feltételnek a feloldásával. Felhasznált modell-adatok A két bemenő adathalmaz közül az elsőt a REMO 5.0 regionális modell fúttatásával készült modellkísérlet szolgáltatta az 1951-2050 időszakra, melyet az OMSZ készített el. A peremfeltételeket hazánk területén az ECHAM5/MP1OM globális csatolt légkör-óceán modellrendszer mezői szolgáltatták, melyet az ún. AlB-típusú üvegházgáz-kibocsátási forgatókönyv felhasználásával készítettek, mely egy közepesnek mondható forgatókönyv. A százéves időszakból két 30 éves szelet eredményeit használtuk fel a számításaink során. Ezzel az adathalmazzal a Balaton körül 11 rácspont modell adatainak számtani átlagával becsültük a párolgást az 1960-1990, illetve a 2020-2050 közötti időszakra, az adatok felbontása 0,22 fokos, ami kb. 24 km. 1. ábra: A REMO 5.0 (háromszög) és a REMO 5.7 (kör) rácspontjai Az adatbázisból felhasználtunk hőmérséklet, relatív páratartalom-, szélsebesség-értékeket, s a havi globálsugárzásértékeket a nettó sugárzás számításához, melyet Morton WREVAP modelljének segítségével határoztuk meg. A számítás havi szintű vizsgálata febr márc máj jún júl hónap aug szept okt nov dec 2. ábra: Balaton 1960 és 1990 közötti párolgásainak havi átlaga a kalibrációs időszakban a REMO 5.0 adat-bázisával számolva (páros évek) A Penman párolgás átlaga az év folyamán a REMO 5.7 modell-adataival alacsonyabb értékeket vesz fel a REMO 5.0-ból számolt párolgásnál. A Priestley-Taylor-féle nedves környezeti párolgást vizsgálva is ugyanez a sorrend, bár itt a különbség kis mértékű egész évben (2, 3, 4, és 5. ábra). Ezek magyarázata sem a tóra számolt nettó sugárzás (Priestley-Taylor párolgás esetén), sem a szárazföldre számolt nettó sugárzás (Penman párolgás esetén) havi átlagaiban nem felfedezhető, hiszen ezek az átlagok mindegyik adattípussal számolva igen közel esnek egymáshoz (2. táblá-