Jelentősen nő az őszi meleg periódusok száma Magyarországon, ami részleges előnyökkel is járhat
2022.11.09.Forrás: Másfél fok; Szerző: Szabó Péter, Pongrácz Rita
Az elmúlt 50 év megfigyelései alapján a nyári meleg egyértelműen kitolódott augusztus közepéről szeptember elejére, de az őszi hónapok egy része is statisztikailag szignifikáns módon melegszik. A tartósabb meleg periódusok hosszának és gyakoriságágának a növekedése októberben és különösen novemberben látványos. Az október 20. utáni időszakra 2-4 °C-os emelkedést és 2-5 nappal több meleg napot mutatnak a számok. 75%-os valószínűséggel állíthatjuk, hogy ezekért a tendenciákért az általunk okozott klímaváltozás a felelős. Az októberi növekedés délen-délnyugaton az erőteljesebb, a novemberi pedig inkább az ország középső részén, valamint a Tiszántúlon nagyobb. A század végéig a pesszimista (a jelenlegi kibocsátásokat követő) forgatókönyv szerint az egyes őszi hónapok meleg periódusai a jelenleginél átlagosan 2-5 nappal hosszabbak, ugyanakkor mintegy két-, két és félszer gyakoribbak lehetnek majd. Az optimista, hatékony kibocsátás-csökkentéssel számoló forgatókönyv szerint csak fele akkora lesz a növekedés, mint ha nem tennénk semmit. A melegebb ősz új lehetőségeket teremthet a belföldi turizmusban és mérsékelheti a fűtésből fakadó kibocsátásokat, mivel kitolódik a fűtési időszak kezdete. Ugyanakkor káros hatással lehet a lombhullató erdőkre, amelyek hamarabb elhullajthatják így a leveleiket. Az egyes őszi, évszakos előnyöket árnyalja, hogy az összes többi évszak is melegszik, így a pozitív hatásokat az alkalmazkodási stratégiák kidolgozásánál lehet leginkább hasznosítani. Mindezek hatékonysága azonban jelentősen csorbul, ha nem csökkentjük gyorsan és jelentősen a kibocsátásokat. Szabó Péter és Pongrácz Rita elemzése.
A klímaváltozással kapcsolatos cikkek legtöbbször – joggal – a negatív hatásokat emelik ki (pl. hőhullámok, aszály). Ebben az elemzésben viszont a regionális felmelegedés következtében detektált és várható változások olyan indikátorát mutatjuk be, amely részben pozitív hatásokkal is jár. A jövőre nézve fontos, hogy ilyen esetekben a lehetséges előnyöket az alkalmazkodási stratégiák során kihasználjuk.
Az idei csapadékos, kissé hűvösebb szeptembert egy szárazabb és melegebb október követte, hajnalonként ugyan már előfordultak hidegebb viszonyok is, azonban a maximumhőmérsékletek jóval magasabbak voltak az átlagosnál. Ennek kapcsán megnéztük, hogy a nyár végétől az ősz végéig hogyan alakultak az országos napi maximumhőmérsékletek a globális felmelegedés hatására az 1970-80-as években és a 21. század első két évtizedében a megfigyelések szerint (1. ábra).
Az eredmények alapján augusztus utolsó dekádjában egy jelentősebb, közel 4 °C-os melegedés történt az elmúlt 50 év alatt,
azaz a nyár egyértelműen kitolódott augusztus közepéről szeptember elejére.
Szeptember 20. és október 15. között alig tapasztalhattunk melegedést, míg október 20-tól egy hónapon át újra az éves átlagos melegedésnél jelentősebb, 2-4 °C-os változást mutatnak a számok.
Jelen tanulmányban tehát azt vizsgáljuk, hogy a tartósabb meleg periódusok (ezek hossza és gyakorisága) hogyan alakultak hazánkban az őszi hónapok folyamán, vagyis amikor a napi maximumhőmérséklet legalább 3 napon át minimum 5 °C-kal magasabb, mint az adott napra vonatkozó korábbi (1971-2000) éghajlati normálérték. Azt is megadjuk, hogy mire számíthatunk egy mérsékeltebb jövő, illetve fokozódó kibocsátások esetén.
Különösen a novemberi meleg periódusok száma nőtt
Tekintsük először az elmúlt 50 év idősorait a szokásosnál melegebb őszi időszakokra! A meleg őszi nappalok a fenti definíció szerint vett meleg periódusok alatti összes napot jelentik az adott hónapban (2. ábra). Szeptemberben az 1990-2000-es években kevesebb ilyen meleg nap volt ugyan, de mind ezen évtized előtt, mind utána nagyjából azonosan kissé több, azaz itt nem jelentkezett számottevő, trend-jellegű változás. Ezzel szemben októberben jól láthatóan számos évben, több ilyen meleg nappalunk volt az ezredforduló után, melyből 2019 tűnik ki: ebben az évben a hónap közel felében a szokásosnál jellemzően melegebb volt. Ez a megfigyelt gyakoriság-növekedés statisztikailag is szignifikáns.
Novemberben még szembetűnőbb a változás, hiszen 1996 után legalább kétszer több meleg nappal fordult elő az azt megelőző időszakhoz viszonyítva,
melyből kiemelkedik 1996 és 2002 azzal, hogy a hónap felében ilyen meleg periódusok jelentkeztek. Ezt számszerűleg is megvizsgálva októberhez hasonlóan szintén szignifikánsan növekvő trendet állapíthatunk meg. Természetesen a hőérzet szempontjából nem ugyanazt jelenti a novemberi növekedés, mint az októberi, de a fűtésszámlákra mindenképpen kedvező hatással volt a fagyos napok számának csökkenése mellett az utóbbi két évtized őszvégi meleg periódusainak jelentős gyakoriság-növekedése.
A meleg őszi nappalokban észlelhető változások térbeli szerkezetét a 3. ábra szemlélteti. Ahogy az országos átlag eredményei is jelezték, szeptemberben az ország nagy részén nincs számottevő változás az elmúlt 50 évben (ezért a szeptemberre vonatkozó térképet nem is mutatjuk be).
Ezzel szemben októberben, illetve novemberben az ország legnagyobb részén évi átlagban rendre 2-4, illetve 3-5 napos növekedést figyelhetünk meg a meleg őszi napokban.
Az októberi növekedés délen-délnyugaton az erőteljesebb, melyet az őszi turizmus tud kihasználni, a novemberi pedig inkább az ország középső részén, valamint a Tiszántúlon nagyobb, mely a fűtési igényt csökkenti.
Nagy valószínűséggel az emberi tevékenység okozza itt is a változásokat
Szeptemberben tehát nem volt detektált növekedés a meleg periódusokban. Ahhoz, hogy az októberi és novemberi növekvő trendről eldöntsük, hogy az emberi tevékenység miatt következett-e be, az elmúlt szűk 50 évre vonatkozóan kétféle éghajlati szimuláció-sokaságot vizsgáltunk. Az egyik modellcsoport csak természetes kényszerekkel (pl. a napsugárzás változásaival és a vulkánok hatásaival) számolt, míg a másik a valóságban lezajlott folyamatokat, azaz az előbbiek mellett az emberi tevékenység miatt egyre növekvő üvegházgáz-koncentrációkat is tekintette. A modellszimulációk alapján a mérésekhez hasonló trendet 8-ból 6 modell esetében csak akkor kaptuk meg mindkét hónapra, ha az emberi tevékenységet is figyelembe vettük.
Ezzel a 75%-os valószínűséggel azt állíthatjuk, hogy az emberi tevékenység hatására következett be az októberi és novemberi meleg nappalok gyakoriság-növekedése.
Mire számíthatunk a 21. század közepére és végére a jövőbeli modelleredmények alapján?
Az eddigiekkel ellentétben most nem a meleg periódusok összes napját elemezzük, hanem az egybefüggő meleg periódusok számát és azok átlagos hosszát (4. ábra). Szeptemberben egyedül a század végére és a kibocsátások erősödése esetében látunk jelentősebb növekedést a jelenlegihez képest: a meleg periódusok átlagos hossza két nappal, gyakorisága pedig duplájára nőhet.
Októberben ez annyiban más, hogy a pesszimista forgatókönyv (a jelenlegi kibocsátások folytatódnak) szerint már a század közepére számíthatunk a hosszak növekedésére, illetve a század végére a szeptemberihez képest egyértelműen nagyobb változások várhatóak.
Ha az optimista forgatókönyvet (jelentős és valódi kibocsátás-csökkentés) követjük a jövőben (a grafikonokon sárgával jelölve) ezen két hónapban sem hosszban, sem gyakoriságban nem prognosztizálhatunk nagyobb értékeket a jelenlegitől (sötétebb zöld jelölések). Ezzel szemben novemberben még az optimista forgatókönyv szerint is megjelenik a változás a század közepére, amely tovább fokozódik a század végére.
Különösen a pesszimista forgatókönyv szerint van esély nagyobb növekedésre: a század végére a novemberi meleg periódusok átlagosan a jelenleginél legalább 5 nappal hosszabbak, ugyanakkor mintegy két és félszer gyakoribbak lehetnek majd.
Részletesebben az 5. ábra mutatja, hogy a 21. század elejéhez képest a századvégre, azaz a 2081-2100 közötti időszakra az országon belül hol várható a meleg őszi nappalok legnagyobb növekedése. Szeptemberben és októberben a zöldebb jövőkép szerint a meleg nappalok száma a jelenleginél csak néhány nappal lehet több egy-egy évben, novemberben azonban a változás az ország északkeleti részén elérheti akár a 8 napot is.
A fokozódó kibocsátási forgatókönyvet követve viszont már szeptember-októberben is jelentősebb növekedésre kell számítanunk.
Októberben észak-északkeleten +9 nap/év is lehet a jelenlegihez viszonyított változás mértéke, novemberben pedig ugyanitt akár +15 nap is. Ezzel a november több mint felében melegebb időszakokra számíthatunk majd a század végén, mint annak elején.
Lehetnek évszakos előnyei a melegedésnek, de a klímaváltozás összképe továbbra is borús
A szeptemberi várható növekedés a nyárvégi, vízparti turizmus számára lehet kedvező. Az októberi több meleg nap miatt az őszi (öko) turizmus fejlesztését érdemes megfontolni, valamint a meleg időszakok a fűtési szezon kezdetének későbbre tolódását is segítik. Végül a novemberi erőteljesebb változást egyértelműen a fűtési igény szempontjából tekinthetjük pozitív hatásnak, és az energiaszektorra nehezedő terhelés csökkenésével fordíthatjuk hasznunkra.
Ugyanakkor meg kell jegyeznünk, hogy az őszi melegedés nem feltétlenül tesz jót a mérsékeltövi erdőállomány levélhullásának.
Azt gondolhatnánk, hogy a melegebb őszi periódusok is hozzájárulnak a vegetációs időszak meghosszabbodásához, mint ahogyan a fotoszintézis tavasszal is hamarabb kezdődik. A legújabb kutatások viszont azt mutatják, hogy a több légköri szén-dioxid és a magasabb hőmérséklet felgyorsítja a fotoszintézis folyamatát, s a talajban lévő egyéb szükséges tápanyagok behatárolják a légkörből megköthető szén-dioxid mennyiséget: amint a lombhullató erdők elérik ezt a határértéket, megindul a levelek sárgulása, majd ezek a száraz levelek lehullanak. Mindez tehát azt jelenti, hogy
a pesszimista forgatókönyv szerint a század végére összességében inkább negatív hatás érvényesül, és az eddigieknél akár már hamarabb is elhullajtják majd a fák leveleiket.
A megoldás az lehet, ha új, speciális erdőket (pl. nem lombhullató mediterrán fajokat) telepítünk, melyek alkalmasak a többlet szén-dioxid megkötésére, s ezáltal a légkörből való kivonására.
Összefoglalásként tehát elmondhatjuk, hogy a meleg őszi periódusok száma szeptemberben még nem, viszont októberben és novemberben már jelentősen nőtt az utóbbi fél évszázad megfigyelései szerint. Ha az üvegházhatású-gázkibocsátások növekedése a jelenlegi ütemben folytatódik, akkor novemberben a század végére a jelenlegi duplájára nőhet a meleg periódusoknak mind a hossza, mind a gyakorisága. Ugyanakkor az optimista forgatókönyvet követve mindhárom őszi hónapban a pesszimista jövőkép szerint várható változás mintegy felére számíthatunk.
Annak ellenére, hogy a jelenleg vizsgált indikátorban bekövetkező változások részben pozitív hatásúak, nem szabad megfeledkeznünk arról, hogy a pesszimista forgatókönyv szerinti változások más esetben, például a nyári hőhullámok tekintetében közvetlen, jelentős és negatív hatással vannak már most is az emberi egészségre és halálozásra, valamint a hűtési igény miatt felhajtják az energiafogyasztást. Ezért az alkalmazkodási stratégiák megadása előtt a hatások teljes spektrumának felmérése mellett a kibocsátási célokat kellene rendezni és még inkább végrehajtani a Párizsi Megállapodásban foglaltaknak megfelelően.
Köszönet illeti a globális modellszimulációk elkészítéséért a WCRP CMIP 6. fázisában résztvevő intézményeket, a regionális modelleredményekért az Euro-CORDEX konzorcium modellező intézeteinek tagjait, a hazai megfigyelésekért pedig az Országos Meteorológiai Szolgálatot.
Rövid tudományos módszertan:
1. Csak természetes kényszereket és az emberi tevékenységet is figyelembe vevő éghajlati szimulációk:
A teljes földi éghajlati rendszert és a rendszer elemei közötti fizikai folyamatokat globális klímamodellek tudják megfelelő módon szimulálni. Az IPCC legújabb, 6. jelentéséhez olyan modellszimulációkat is végeztek a múltra (egészen 2014-ig), amelyek csak a természetes éghajlatalakító kényszereket (pl. a vulkánkitöréseket és elsősorban a napfolt ciklusból eredő napsugárzás változásokat) 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 antropogén üvegházhatású gázkibocsátás a felelős. Jelen tanulmányban nyolc különböző globális klímamodell imént említett kétféle szimulációit használtuk fel a megfigyelésekkel azonosan lefedett időszakra, azaz 1971 és 2014 között.
2. Regionális klímamodellekkel végzett éghajlati szimulációk:
Egy térség éghajlatának részletesebb vizsgálatához regionális klímamodellekre van szükség, hiszen azok a légköri folyamatokat pontosabban és finomabb térbeli felbontással írják le, mint a globális modellek. A regionális modellek historikus szimulációi nagy számban jelenleg még mindig csak 2005-ig állnak rendelkezésünkre, míg a jövőre vonatkozóan, 2006-tól indítva 2100-ig azt szimuláljuk, hogy egy-egy hipotetikus üvegházgáz-kibocsátási forgatókönyvre (jelenleg az optimistább RCP4.5-re és a pesszimista RCP8.5-re) hogyan reagál az éghajlati rendszer. Az elemzésben az Európa egészét 10 km-es rácsfelbontással lefedő, ún. Euro-CORDEX együttműködés keretében futtatott hat-hat különböző regionális klímamodell-szimulációt tekintettünk. 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.
3. Szimulációk hibakorrekciója és a megfigyelések:
Az elmúlt évtizedek fejlesztései ellenére az éghajlati szimulációk még ma sem tökéletesek, a meteorológiai változóktól függően kisebb-nagyobb hibával terheltek a megfigyelésekkel szemben. A hibák javításához hibakorrekciós módszerre és jó minőségű megfigyelésekre egyaránt szükségünk van. A klímaszimulációk eredményeit a legjobb hazai, homogenizált, minőségileg ellenőrzött, ~10 km-es rácsfelbontású, 1971-től rendelkezésre álló, ún. HUCLIM adatbázissal korrigáltuk (adatforrás: Országos Meteorológiai Szolgálat), hiszen ezen adatbázis szolgáltatta az utolsó 50 év (1971-2020) méréseire bemutatott eredményeket is. Jelen elemzéshez a jövőbeli eredmények bemutatásakor a standardizálás módszerét használtuk, amely az eloszlások szórását és átlagát is figyelembe véve végzi a szimulációk hibáinak javítását. A korrekciós referencia-időszak egy közös múltbeli időszakot tekint, mely a regionális modellek esetén a 2001-2020 időszakot fedi le.
4. Átlag, változás, statisztikai szignifikancia-vizsgálat és trend:
Egy hosszabb, általában húszéves időszak átlagai megadják, hogy az időszakon belül bármely évben milyen értékre számíthatunk, míg az idősorra illesztett trend azt adja meg, hogy mekkora az adatsorban adott idő alatt bekövetkezett átlagos változás. A változásokat tehát két hosszabb, 20-20 éves időszak átlagainak különbségére, nap/év-ben kifejezve adtuk meg, és Welch-teszttel megvizsgáltuk, hogy a két időszak eloszlása szignifikánsan különbözik-e egymástól. Ezt 90%-os megbízhatósági szint mellett tekintjük. Annak eldöntésére, hogy az emberiség felelős-e a változásokért, azaz két adatsor (jelen esetben a historikus és a csak természetes kényszerekkel meghajtott szimuláció) egymástól szignifikánsan különböző trenddel rendelkezik-e, a bármely eloszlású mintára alkalmazható Mann-Kendall tesztet használtuk. Ugyanígy ezt a tesztet tekintettük a megfigyelések trendjének vizsgálatához is, és ezen eredményeket 80%-os megbízhatósági szint mellett közöljük.
