Forrás: Másfél fok; Írta: Szabó Péter – Éghajlatkutató, az ELTE Meteorológiai Tanszékének doktorandusza, korábban az Országos Meteorológiai Szolgálat és a Nemzeti Alkalmazkodási Központ szakértője.
Az elmúlt 40 év alatt 15 napról 11 napra csökkent a havas napok (amikor legalább 1 cm hó hullott) éves száma, azonban a csökkenés pont az elmúlt 10 évben lett látványosabb. Országos átlagban utoljára 2013-ban volt példa az egész országot érintő nagy havazásra. A legnagyobb csökkenés az összes havas napok számában épp az eddigi leghavasabb országrészben, Északkelet-Magyarországon történt. Ha a modellszimulációkba belevesszük az emberi kényszerhatást (üvegházhatású-gázkibocsátásokat), akkor csak 50%-os bizonyossággal állíthatjuk, hogy a csökkenésért az emberi tevékenység a felelős. Ha azonban az eddigi mértékben folytatjuk a légkör üvegházgázokkal való telítését, és a pesszimista forgatókönyv érvényesül, akkor a század végére kétharmaddal csökkenhet, és évi 5 nap alá mehet országos átlagban a havas napok száma. A területi eloszlás változékonysága miatt ez azt is jelentheti, hogy egyes országrészekben akár évekig nem lesz jelentős havazás. Szabó Péter és Pongrácz Rita elemzése.
Hazánk éghajlatának szerves része a havazás, ami elsősorban a téli hónapokban jelentkezik. Különösen a fehér karácsonyok érdeklik az embereket, mivel sokak számára a kinti havas táj fokozza az ünnepi hangulatot. Az utóbbi időben, főként a hónélküli teleken gyakran felmerül, hogy régen többször esett a hó, és a nagyobb havazások sem voltak ritkák. Ezeket a szubjektív megállapításokat vajon alátámasztják-e a számok? Ha igen, akkor netalán a globális felmelegedés felelős a változásokért? Mire számíthatunk a jövőben egy fokozódó, vagy egy mérsékeltebb éghajlatváltozás esetében?
Jelen elemzésünkben a havazásokra fókuszálunk, és az összes havazásos nap mellett a jelentősebbeket (amikor 10 mm a hóként hulló csapadék, azaz ~10 cm hó hullik egy nap alatt) külön is vizsgáljuk hazánkra. Megjegyezzük, hogy a hó a hőmérsékletnél nagyobb térbeli és időbeli változékonyságú, s ezért jóval nagyobb bizonytalanságot tartalmazó változó. A feldolgozás során a múltra és a jövőre vonatkozó, legújabb éghajlati modellszimulációkat, valamint megfigyeléseken alapuló adatsorokat használtunk.
Látványos csökkenés az elmúlt 10 évben
Tekintsük először az elmúlt 40 év változásait. A havazások a 2011-2020 évtizedet megelőzően országos éves átlagban, közel változatlanul, 14-15 nap körül voltak, azonban ez napjainkra 11 napra csökkent. A legtöbb havas napunk általában észak-északkeleten fordul elő, ugyanakkor itt történt a legnagyobb mértékű változás is az elmúlt 40 év alatt (1.a ábra): az ország északi-északkeleti részén jelentősen, a harmadával csökkent a havas napok száma, azonban a nagy évek közötti változékonyság miatt csak kis területre korlátozódik a statisztikai értelemben is igazolható szignifikáns változás. Ezzel szemben délen alig történt változás.
A jelentős havazásokból országos átlagban jóval kevesebb van, néhány évben egyáltalán nem fordult elő az országot érintő nagy havazás. Ilyen nagy havazás nélküli év legutóbb 2011-ben volt.
Ezért ebben az esetben nem éves átlagokról érdemes beszélni, hanem többéves összegekről – az idősorok ábráját kivéve ilyeneket mutatunk be a jelen tanulmányban is. 1981-től nézve az adatokat, a legtöbb nagy havazás 1999-ben fordult elő: országos átlagban több mint 3 nap. Ami a területi eloszlást illeti, a 10 centimétert meghaladó havazások leginkább az ország délnyugati-nyugati részén fordultak elő, ugyanakkor az ország északnyugati-nyugati részén találjuk a szignifikánsan, az utóbbi két évtizedre a felére csökkenő értékeket is (1.b ábra). Ezzel szemben az ország legkeletibb részén még nagyon gyenge növekedést is találunk.
Ha kicsit korábbra is visszatekintünk, és 1960-tól indulva korrigált modellszimulációk eredményeit vizsgáljuk, az összes havas nap esetében a megfigyeléseken alapuló eredményeknél kissé gyengébb trendet kapunk, mely országos átlagban szintén nem szignifikáns (2. ábra szürke sáv). A jelentős havazásoknál hasonló következtetésre jutunk (3. ábra szürke sáv), azaz
az elmúlt 60 évben legfeljebb csak az utóbbi 10 évben támasztják alá a számok azt a szubjektív észlelést, miszerint kevesebbszer fordul elő havazás, illetve nagy havazás is.
Az emberi tevékenység miatt csökken a havas napok száma?
Ennek megválaszolásához összehasonlítottuk az elmúlt évtizedekre vonatkozóan azokat az éghajlati szimulációkat, melyek csak természetes kényszereket vesznek figyelembe, és azokat, melyek a “valóságot”, azaz az emberi tevékenység hatására növekvő üvegházgáz-koncentrációt is tartalmazzák. A megfigyelésekhez hasonló gyengén negatív trendet az emberi tevékenységgel meghajtott szimulációk viszonylag jól visszaadják az összes havazás és a jelentősebb havazások számában egyaránt, viszont a természetes kényszereket tekintő szimulációktól statisztikailag eltérő trendet csupán a rendelkezésre álló modellszimulációk fele eredményez.
Tehát 50%-os valószínűséget rendelhetünk ahhoz az állításhoz, hogy a havazások megfigyelt csökkenéséért az emberi tevékenység a felelős – ami lényegében azt jelenti, hogy az eddigi változásokért még nem az emberiség okolható.
Ez azonban a jövőben változni fog, ha így folytatjuk
A havazások alakulását alapvetően két tényező befolyásolja: az egyik az azok számát csökkentő téli felmelegedés, míg a másik a téli csapadék várható növekedése. A havazások e két ellenkező hatás eredőjeként fognak változni, és úgy tűnik, hogy
a melegedés erőteljesebben fog hatni, ugyanakkor a téli nagyobb csapadékösszegek miatt egy-egy jelentősebb havazásra továbbra is számítanunk kell.
A klímamodellek optimista jövőképe szerint (vagyis amennyiben jelentősen csökkentjük a kibocsátásainkat) a század végéig még így is mérsékelt csökkenésre számíthatunk a havazások számában (2. ábra). A pesszimista, ún. RCP8.5 forgatókönyv szerint (vagyis ha a jelenlegi ütemben folytatjuk a kibocsátásokat) a változás jóval nagyobb lesz, és
5 nap alatti országos éves átlagok lehetnek majd a század vége felé, mely az összes havazásos napban kétharmaddal való csökkenést jelent a 21. század elejéhez képest.
Az ország egyes területein a század végén akár évekig sem lesz hó
A jelentős havazásokból országos átlagban jelenleg is kevés van évente, azonban úgy tűnik, hogy az optimista forgatókönyvet követve nagy változékonyság mellett előfordulnak majd nagy kiterjedésű és nagy mennyiségű havazást hozó évek (3. ábra), hiszen a növekvő téli csapadék egy mérsékeltebb melegedéssel társul. A pesszimista jövőkép szerint a jelentősebb felmelegedést már nem tudja kompenzálni a növekvő csapadék, és statisztikailag is szignifikánsan csökken a jelentős havazások országos száma a század végére,
ami azt jelenti, hogy az ország egyes területein akár évekre nélkülözhetjük majd a jelentős havazásokat.
A területi kitettséget illetően azt állapíthatjuk meg, hogy a következő 20 évben az országban sehol sem fog a jelenlegihez, a 2001-2020-ban átlagos 13 naphoz képest változni a havazások száma, és 2040-től is inkább csak a pesszimista forgatókönyv szerint, északkeleten várható 5 nap feletti csökkenés az átlagos éves gyakoriságban (4. ábra).
Az emberi tevékenység hatása ezután jelentkezik erőteljesebben. A különbség a század végére növekszik igazán a két jövőkép között.
Olyannyira, hogy ami a század közepére várható a pesszimista forgatókönyv szerint, azt inkább csak a század végére jelzik a modellszimulációk az optimistább jövőképet követve. A pesszimista forgatókönyv szerint 2081-2100-ra az Északi-középhegységben és a Bakonyban – ahol egyébként is a legtöbbször fordult elő havazás – évente átlagosan 10-15 nappal kevesebb havazásra számíthatunk.
A jelentős havazásokra vonatkozó eredményeket a kis esetszám miatt továbbra sem éves átlagban, hanem a teljes időszakra összegezve közöljük. Itt a klímamodellek azt jelzik, hogy a következő 40 évben a délnyugati és az északkeleti határvidéken a nagy havazások számában csökkenésre számíthatunk, viszont az ország nagy részén nem várható változás, sőt, a Dunántúl északi részén és a Bükkben még kisebb növekedésre is számíthatunk (5. ábra).
Várhatóan azért, mert a domborzat miatt itt alacsonyabb hőmérsékletekkel társul majd a téli növekvő csapadékhajlam. Hasonló területi eloszlásra számíthatunk a század második felében: az ország középső részén nem várható a jelentős havazások gyakoriságában jelentős változás, azonban mind a délnyugati, mind az északkeleti határvidéken a csökkenés kissé tovább erősödik. Az emberi tevékenység hatása igazán csak a század végére jelentkezik: ekkor a pesszimista forgatókönyv szerint vett szimulációkban a délnyugati területeken (ahol egyébként a legtöbb nagy havazás fordult elő 2001-2020-ban) 10-15 nappal – azaz kb. 60%-kal – is csökkenhet a 20 év alatt előforduló nagy havazások száma. A legtöbb jelentős havazás végül így a Bakonyban várható.
Az optimista jövőképet követve egyáltalán nem várható ilyen drasztikus csökkenés délnyugaton, és délkeleten továbbra is csak néhány napon fordulhat elő jelentősebb havazás.
A cikkünk elején megfogalmazott kérdéseket tekintve ugyan a múltra vonatkozóan nem jelenthetjük ki, hogy az emberi tevékenység okozta akár az összes, akár a jelentősebb havazási napok országos csökkenését, ugyanakkor elsősorban a legutóbbi évtizedben, egyes területeken már jelentkezett szignifikáns csökkenés, tehát ott helyes lehet a szubjektív megítélésünk.
Amennyiben az előttünk álló évtizedekben a kibocsátásokkal tovább fokozzuk a globális felmelegedést, akkor a havazások előfordulási gyakoriságában további erőteljesebb csökkenésre kell számítanunk az évszázad végéig. Egyes térségekben akár évekre elbúcsúzhatunk a havazástól.
Ha viszont gyorsan megkezdjük az antropogén kibocsátás mérséklését, a zöldítést, ezzel pedig elérjük a koncentráció-változás lassulását (2100-ra akár a megállítását is), akkor a havazások esetén a várható csökkenés csak kisebb mértékű lehet. Az eddigi trendek visszafordulása csak abban az esetben lehetséges, ha az emberi kényszerhatást minél hamarabb és minél gyorsabban visszafogjuk, így unokáink is élvezhetik majd a havas táj szépségét.
Szerzők: Szabó Péter, Pongrácz Rita
A kutatásban a szerzőkön kívül továbbá még részt vett: Bartholy Judit, Bokros Kinga, Pieczka Ildikó. Az ingyenesen hozzáférhető regionális modelleredményekért köszönet illeti az Euro-CORDEX konzorcium modellező intézeteinek tagjait, a globális modellszimulációk elkészítéséért a WCRP CMIP 6. fázisában résztvevő intézményeket. A megfigyeléseken alapuló reanalízis elkészítését pedig az ECWMF-nek köszönjük.
Rövid tudományos módszertan:
- Természetes kényszerekkel meghajtott és az emberi tevékenységet is figyelembe vevő szimulációk:
A teljes földi éghajlati rendszert és a rendszer elemei közötti fizikai folyamatokat a globális klímamodellekkel szimuláljuk. Az IPCC legújabb, 6. jelentésében olyan új modellszimulációkat is végeztek a múltra (egészen 2014-ig), amelyek csak a természetes éghajlatalakító kényszereket (azaz a vulkánkitöréseket és a napsugárzás változásait) vették figyelembe. Emellett az ún. historikus, az emberi tevékenységek hatását is figyelembe vevő szimulációk ugyancsak rendelkezésünkre állnak ugyanazokkal a modellekkel. Ha egy éghajlati indikátorban bekövetkező változás iránya és nagysága statisztikailag szignifikáns módon eltér a kétféle múltbeli szimulációra, és a historikus futások trendje a mérések szerint is kimutatható, akkor a változásért egyértelműen az emberiség és a különböző tevékenységekből eredő üvegházhatású gázkibocsátás a felelős. Jelen elemzésben öt különböző globális klímamodell imént említett kétféle szimulációit használtuk fel 1960 és 2014 között, és a kapott eredményeket hároméves simítással ábrázoltuk. - Regionális klímamodellek:
Egy térség, pl. hazánk éghajlatának részletesebb vizsgálatához regionális klímamodellekre van szükségünk, hiszen azok a légköri folyamatokat pontosabban és finomabb térbeli felbontással írják le, mint a globális klímamodellek. Az Európára elérhető regionális modellek historikus szimulációi jelenleg 2005-ig állnak rendelkezésünkre, míg a jövőre vonatkozóan, 2006-tól indítva 2100-ig azt szimuláljuk, hogy két hipotetikus forgatókönyvre (az optimistább RCP4.5-re és a pesszimista RCP8.5-re) hogyan reagál az éghajlati rendszer. Az RCP forgatókönyvek elnevezésében szereplő számérték azt jelzi, hogy az ipari forradalom (~1850) előtti időszakhoz képest 2100-ra mekkora lesz az éghajlati rendszert vezérlő, az emberiség okozta többlet sugárzási kényszer W/m2-ben kifejezett értéke.
Jelen elemzésben az Európa egészét 10 km-es rácsfelbontással lefedő, ún. Euro-CORDEX együttműködés keretében futtatott hat különböző regionális klímamodell-szimulációt tekintettünk, és az eredményeket hároméves simítással ábrázoltuk. Ezen hattagú együttes már megfelelően tudja reprezentálni a modellek különbözőségéből eredő bizonytalanságot, illetve ezeket mindkét említett forgatókönyvvel meghajtva az emberi tevékenység jövőbeli alakulásából származó bizonytalanságot is. - Változás, trend és szignifikancia-vizsgálat:
A változást két hosszabb, legalább 20-éves időszak átlagainak vagy összegeinek különbségére, jelen tanulmányban napban kifejezve adjuk meg. Egy idősorra illesztett trend pedig azt fejezi ki, hogy mekkora az adatsorban az adott idő alatt bekövetkezett átlagos változás, mely lehet negatív vagy pozitív előjelű. A trendegyütthatók (a teljes időszakon tekintve) mindegyikét lineáris regresszió illesztésével, a gyakran alkalmazott legkisebb négyzetek módszerével határoztuk meg. Minden egyes idősorra, a modellekre külön-külön, statisztikai t-próbával megvizsgáltuk, hogy az adott változás vagy trend szignifikáns-e, melyet erősen befolyásol a belső változékonyságot reprezentáló évek közötti változékonyság, azaz a szórás nagysága. Az eredményeket 80%-os megbízhatósági szint mellett közöljük. - Hibakorrekció és kvázi-megfigyelések:
Az éghajlati modellszimulációk nem tökéletesek, a meteorológiai változóktól függően kisebb-nagyobb hibával terheltek a valósághoz, azaz a megfigyelésekhez képest. A hibák javításához hibakorrekciós módszerre és jó minőségű megfigyelésekre egyaránt szükségünk van. A havazásra nem áll rendelkezésünkre hazai, rácsponti, ellenőrzött megfigyelési adatbázis, így a globálisan elérhető, megfigyeléseken alapuló, de szimulációkkal készített ún. ERA5 reanalízis adatbázis (kvázi-megfigyelés) 30 km-es rácsfelbontású eredményeit dolgoztuk fel Magyarországra. A bemutatott összes klímamodell idősorát is ezzel az adatbázissal korrigáltuk a standardizálás módszerével, mely az eloszlások szórását és átlagát figyelembe véve végzi a szimulációk korrekcióját. A korrekció alapját képező, múltbeli referencia-időszak a rendelkezésre álló közös időtartamot, vagyis a globális modellek esetén az 1981-2014, míg a regionális modellek esetén az 1981-2005 időszakot fedi le. Az említett megfigyeléseken alapuló ERA5 reanalízis adatbázis szolgáltatta az utolsó 40 év (1981-2020) megfigyeléseire bemutatott eredményeket is.
