Ma még döntően az ember gyújtja fel az erdőt és a növényzetet Magyarországon, a jövőben a klímaváltozás is besegíthet

A klímaváltozás következtében hazánkban a száraz időszakok intenzitása és hossza általánosságban véve a nyári félévben kissé nő, mely a talaj, majd a növényzet szárazodásán keresztül kedvező feltételeket biztosít az erdő- vagy bozóttüzek kialakulásához.

Tavalyi tanulmányunkban a nyári általános szárazságot már vizsgáltuk, idén pedig egy komplex szárazsági mutatót elemeztünk, de ebben a cikkben arra vagyunk kíváncsiak, hogy az erdőtüzek hogyan alakulnak a jövőben. Ugyan hazánk jelenleg még nem tekinthető kifejezetten tűzveszélyes országnak (a tüzek 99%-át emberi figyelmetlenség és gyújtogatás okozza), ám elemzésünk aktualitását hangsúlyozza, hogy idén Kanadában az erdőállomány 5%-a, összesen két Magyarországnyi terület égett le.

Ez az óriási kiterjedésű természeti kár messze a legnagyobb terület a mérések kezdete óta – annak ellenére, hogy a tüzek száma csökkenő trendet mutat az emberi odafigyelés és a monitoring-rendszer következtében. A görögországi tüzek ezen a nyáron összesen 28 emberéletet követeltek, és 2000 óta a legnagyobbak voltak az EU-ban. Még a Csendes-óceán térségében, Hawaii-on is súlyos következményekkel kellett szembenézni: az USA elmúlt 100 évének leghalálosabb és legnagyobb kárt okozó tűzvésze pusztított.

Hazánkban jellemzőek a tavaszi, kisebb tüzek, melyek leginkább az észak-magyarországi megyékben fordulnak elő, illetve megemlítendők még a nyár derekán-végén fellépő, nagyobb tüzek is, melyek a műholdas megfigyelések szerint főleg Bács-Kiskunban, Békésben és Csongrádban jellemzőek. Mivel a tavaszi tüzek elsősorban az emberi tevékenységből adódnak, ugyanis főleg a tarlóégetés miatt jelentkeznek, és általában kisebb területet is érintenek, ezért most csak az időjárással jobban összefüggő, nyári tüzeket vizsgáljuk. Hazánkban elsősorban a felszíni, avarmenti tüzek jellemzőek, és kevésbé a főleg a sűrűbb erdőkben jelentkező koronatüzek.

Itt is az Alföld van a leginkább veszélyben

Milyen feltételek szükségesek az erdőtűz kialakulásához? Egyrészt nagyon száraz talaj és növényzet, mely hosszabb folyamat következménye. Másrészt forró, száraz és szeles időjárási helyzet, mely akár egy-két napon belül is változhat. Előbbihez az ún. Keetch-Byram szárazsági indikátort (KBDI) tekintjük, melyet egy amerikai tűzoltó és egy fizikus talált ki évtizedekkel ezelőtt. Ahhoz, hogy a tűz kialakulásához és terjedéséhez is megfelelő időjárási helyzetet vizsgáljuk, az ausztrál erdőtűz-veszély indikátort (FFDI) elemezzük, melynek alapfeltétele az extrém száraz talaj.

Tekintsük először az elmúlt 22 év megfigyeléseit! Azért csak 2001-től vizsgáljuk az eredményeket, mert a napi felbontásban szükséges 5 meteorológiai változóból a szélsebesség jó minőségben és részletes térbeli felbontással hazánkra csak ekkortól áll rendelkezésünkre az automata szélmérések kezdetével. Az 1. ábrán tehát az erdőtűz alapfeltételeként tekintett extrém száraz talaj térbeli és időbeli előfordulását láthatjuk.

A 22 év alatt az ország 45%-án volt legalább egyszer extrém száraz talajú nap, ami elsősorban az Alföldet érintette.

1. ábra: Az extrém száraz talajú napok leggyakoribb előfordulási területe a 2001-2022 időszakban (térkép), illetve az előfordulás hét évében az országot érintő terület nagysága és a napok átlagos száma (grafikon). Adatok forrása: OMSZ. A szerzők ábrája.

A legtöbb ilyen nap a Kiskunság és a Nagykunság határán, Kiskunfélegyháza és Martfű között fordult elő, illetve még a magyar-román határ mentén (Hajdú és Békés egymáshoz közeli térségeiben). Itt évi 5-8 nap az előfordulási gyakoriság, de ez egy átlagos érték, és fontos megjegyezni, hogy nem minden évben fordultak elő ilyen napok. Az elmúlt 22 évből 7 évben volt ilyen extrém száraz talaj az országban (tehát nagyjából minden harmadik évben), időrendi sorrendben 2003-ban, 2007-ben, 2009-ben, 2012-ben, 2015-ben, 2021-ben és 2022-ben.

Érdekesség, hogy 2011 (amikor országos átlagban a legkevesebb csapadék hullott) nem jelenik meg az idősorban, de ez a szárazság lassabb kialakulása miatt van, hiszen a 20. század kezdete óta a legcsapadékosabb 2010-es évben jelentősen feltöltődtek a talajok, illetve a 2011-es nem túl extrém nyári meleg is kisebb párolgást eredményezett. Azt is leolvashatjuk a grafikonról, hogy

az extrém száraz talajviszonyok a jelenhez közeledve egyre nagyobb területét érintették az országnak, és átlagosan egyre tovább is tartottak.

A rekordot 2022-ben észlelhettük: ekkor az ország egyharmada volt extrém száraz talajú és az érintett területen átlagban csaknem 40 napig eltartott ez a szélsőséges éghajlati feltétel.

Az erősen tűzveszélyes időjárás mértéke alacsony, de ettől még van és lehet tűz

Ha megnézzük, hogy az extrém száraz talajú napokon mikor jelentkezett egyben erősen tűzveszélyes időjárás is (ami elemzésünk elsődleges célja), akkor az elmúlt 22 évben legfeljebb 1-1 napon találunk ilyet, és azok is csak az ország 1-1%-át érintették. Ennél többször fordult elő közepesen tűzveszélyes időjárású helyzet az extrém száraz talajállapot mellett (ezt az együttes feltételt tekintjük az elemzés további részében, és a szövegben egyszerűsítve csak közepesen tűzveszélyesnek nevezzük).

Közepesen tűzveszélyes helyzet tehát a Kecskemét-Hortobágy-Békéscsaba-Szeged négyszög környezetében fordult elő hazánkban (2. ábra), és ugyan nem feltétlenül minden évben jelentkezett, évi átlagos értéke legfeljebb 1-2 nap volt. Az elmúlt 22 évből összesen csak ötben fordult elő ilyen helyzet, melyek közül növekvő sorrendben 2012 és 2022 erősen kiemelkedik.

2022-ben az ország területének 30%-ában voltak nagyon kedvezőek a feltételek a tüzekhez, mégpedig átlagosan 15 napon át.

Hangsúlyozzuk, hogy ezek csak az éghető, száraz anyag jelenlétét és a tűz terjedésének lehetőségét adják meg, s nem jelentik feltétlenül azt, hogy alacsonyabb veszélyeztetettségű időjárási helyzetben és kevésbé száraz talajjal emberi mulasztás miatt nem jelentkezhettek tüzek.

2. ábra: A közepesen tűzveszélyes időjárású ÉS extrém száraz talajú napok leggyakoribb előfordulási területe a 2001-2022 időszakban (térkép), illetve az előfordulás öt évében az országot érintő terület nagysága és a napok átlagos száma (grafikon). Adatok forrása: OMSZ. A szerzők ábrája.

Amennyiben validáljuk a kapott eredményeket, azaz a műholdas mérésekből és a katasztrófavédelem megfigyelései alapján megnézzük, hogy mikor voltak nagyobb tüzek az országban, azt látjuk, hogy 2022 előtt valóban 2012-ben fordultak elő az elmúlt 100 év legnagyobb tüzei (pl. a bugaci tragédia), melyért már akkor az éghajlatváltozást okolták a szakemberek.

A 2022-es év azonban ennél is különlegesebb volt, mert a megelőző évtized átlagánál közel 10-szer nagyobb terület égett le a műholdas megfigyelések szerint. 2022-ben összesen 4300 hektár Natura2000-es terület égett le hazánkban, és ugyan a márciusi tüzekből több kisebbet jegyeztek fel, július-augusztusban volt két hatalmas, 700 hektár feletti kiterjedésű tűz is. Fontos hangsúlyozni, hogy elsősorban mezőgazdasági terület, majd vegyes természetes felszín, és csak kisebb részben lombhullató erdő égett, azaz Magyarországon jellemzően a felszínhez közeli, száraz növényzettel fedett terület érintett, amelyek elemzésére kiválóan alkalmasak az általunk használt indikátorok.

Vegyük ki a gyufát az emberek és a klímaváltozás kezéből is

A múltbeli trendek után azt vizsgáljuk, hogy az emberi tevékenység hogyan fogja befolyásolni a tűzveszély alakulását a jövőben, melyhez a finomfelbontású, jövőbeli regionális klímamodell-eredményeket kell elemeznünk. A szimulált adatbázisok közül kétféle, az emberi tevékenység tekintetében egymástól jelentősen különböző forgatókönyvet tekintettünk:

1. Az azonnali kibocsátás-csökkentéssel számoló, ún. RCP2.6-os forgatókönyvet, amely a legzöldebb jövőképet feltételezi, és a párizsi klímacélok teljesülését, azaz az ipari forradalom előtti időszakhoz képest 2100-ra legfeljebb 2 °C-os globális felmelegedést jelent.
2. A pesszimista forgatókönyvet (RCP8.5), amely esetén az eddigi antropogén üvegházgáz-kibocsátási trendek folytatódnak, s 2100-ig egyáltalán nem kezdünk kibocsátás-csökkentésbe, az emberiség energiafelhasználása folyamatosan növekszik, és ehhez továbbra is jellemzően fosszilis tüzelőanyagokat használunk.

A 3. ábrán látható, hogy a 21. század végére a jelenlegi értékekhez képest mennyivel fog nőni a közepesen tűzveszélyes napok száma.

Ha azonnal visszafogjuk a kibocsátásokat, akkor a mostaninál akár ritkább is lehet a tűzveszély, és csak kis területen lehet évi 1-2 napos növekedésre számítani.

Ellenben, ha nem cselekszünk, akkor azokon a területeken is jelentősebb tűzveszélyre kell felkészülni, ahol ilyen eddig egyáltalán nem fordult elő, illetve az Alföld délkeleti felén legalább 4, de nagyobb területen akár évi 10-15 nappal is nőhet a közepesen tűzveszélyes napok száma (ahol eddig csupán évi 1-2 napra számíthattunk).

3. ábra: A közepesen tűzveszélyes időjárású ÉS extrém száraz talajú napok változása [nap/év] az optimista RCP2.6 (balra) és a pesszimista RCP8.5 (jobbra) forgatókönyvet figyelembe vevő regionális klímaszimulációk átlaga alapján a 2081-2100 időszakra. Referencia: 2001-2022. A szerzők ábrája.

Ez az érték várhatóan nem minden évben jelent tényleges veszélyt, de egyértelműen rosszabbodó helyzetre, a jelenlegi gyakoriság akár 10-szeresére kell majd felkészülnünk a század végére. Ahogy fent írtuk, hazánkban a tüzek 99%-át még emberi figyelmetlenség és gyújtogatás okozza, de a klímaváltozás nagyon kedvező feltételeket hozhat majd létre a nagyobb területet érintő tüzekhez, illetve a természetes módon, villámlás miatt kialakuló tüzekhez is.

A tudatosságnövelés, az erdőtüzekkel kapcsolatos lakossági szemléletformálás és a monitoring-rendszer további fejlesztése mellett a globális kibocsátásokat is mérsékelnünk kell, hogy ne legyenek egyre gyakoribbak a 2012-es vagy 2022-es nagyobb tüzek Magyarországon, amelyek az anyagi károk és az esetleges életveszély mellett a levegőminőséget is rontják, és a kibocsátásokon keresztül a klímaváltozást is fokozzák.

Köszönet illeti a regionális modelleredményekért az Euro-CORDEX konzorcium modellező intézeteinek tagjait, míg az ellenőrzött, rácsra interpolált hazai megfigyelésekért pedig az Országos Meteorológiai Szolgálatot.

Rövid tudományos módszertan:

1. Keetch-Byram szárazsági index (KBDI) és erdőtűz veszélyességi index (FFDI):
A KBDI-t széles körben használják a növényzettel borított felszín nedvesség-hiányának meghatározásához a napi csapadék (Pre) és a napi maximumhőmérséklet (Tmax) alapján megadott párolgás segítségével. Naponta kumulálva összegzett nedvességet számol a talaj tetején és az avar szintjén, és önmagában is használható a tűz terjedésének vizsgálatára. Minden t napra számítva:
, ahol és
, ahol AP – sokéves átlagos csapadékösszeg.

Értéke 150 felett: extrém száraz talaj, potenciális tűzveszély.

Az FFDI a napi átlaghőmérséklet (Tátlag) mellett a napi relatív nedvességet (RH) és a napi átlag szélsebességet (W) veszi figyelembe, és alapfeltétele, hogy KBDI > 150 legyen az adott napon:

.
Értéke 5-12: közepesen tűzveszélyes, 12-24: erősen tűzveszélyes. Tanulmányunkban közepesen tűzveszélyesnek nevezzük azokat a napokat, amikor FFDI > 5 (s nem tekintjük külön a 12-nél nagyobb értékeket a nagyon alacsony megfigyelt esetszám miatt).

2. Regionális klímamodellekkel végzett éghajlati szimulációk:
Hazánk éghajlatának részletesebb vizsgálatához regionális klímamodellekre van szükség, hiszen azok a légköri folyamatokat a globális modellekénél jóval pontosabban és finomabb térbeli felbontással írják le. 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 (az optimista RCP2.6-ra és a pesszimista RCP8.5-re) hogyan reagál az éghajlati rendszer. Adott forgatókönyvön belül az Európa egészét 10 km-es rácsfelbontással lefedő, ún. Euro-CORDEX együttműködés keretében futtatott különböző, ugyanazon öt-öt regionális klímamodell-szimulációt tekintettünk jelen tanulmányunkban (ezekben volt elérhető a számításainkhoz szükséges minden meteorológiai változó). Ezen öttagú együttes már megfelelően tudja reprezentálni a modellek különbözőségéből eredő bizonytalanságot, illetve ezeket a kétféle forgatókönyvvel tekintve az emberi tevékenység jövőbeli alakulásából származó nagyfokú bizonytalanságot is.

3. A szimulációk hibakorrekciója és a megfigyelések:
Az elmúlt évtizedek folyamatos fejlesztései ellenére az éghajlati szimulációk még ma sem tökéletesek, így a vizsgált meteorológiai változótól függően kisebb-nagyobb hibával terheltek a megfigyelésekkel szemben. A hibák javításához hibakorrekciós módszerre és jó minőségű megfigyelésekre egyaránt szükségünk van. Ehhez a legjobb hazai, minőségileg ellenőrzött, homogenizált, 10 km-es rácsfelbontású, HuClim adatbázist tekintettük (forrás: Országos Meteorológiai Szolgálat), hiszen ez szolgáltatta a jelen tanulmányban használt változókra 2001-től rendelkezésre álló megfigyeléseket is. A jövőbeli változások bemutatásakor: (1) ahol a múltban volt megfigyelt érték, (SZIM_jövő/SZIM_múlt*MEGF)-MEGF korrekció szerint jártunk el; (2) ahol a múltban nem volt megfigyelt érték, (SZIM_jövő-SZIM_múlt)*MEGF_HUN/SZIM_múltHUN, ahol SZIM jelenti a modellszimulációkból kapott sokéves átlagokat, MEGF a megfigyeléseket, míg HUN az országos átlagokat. Korrekciós referencia-időszakként a megfigyelések teljes 2001 és 2022 közötti időszakát tekintettük. Mivel a fenti indikátorokra a múltbeli megfigyelésekben csak kisebb területen és néhány évben fordult elő érték, ezért trend- és szignifikancia-vizsgálatot nem végeztünk.