Teleink jelentősen melegednek, ami kedvező a fűtésszámlák tekintetében, ugyanakkor a mezőgazdasági károkozók szempontjából egyáltalán nem. Éppen egy éve azt vizsgáltuk, hogy a fagyos napok száma hogyan változott az elmúlt néhány évtizedben, amely index a minimumhőmérséklethez kötődik és az éjszakai-hajnali viszonyokat tükrözi. Mivel a nappalok kissé kevésbé melegednek, mint az éjszakák, így ezúttal a nappali időszakot jellemző maximumhőmérsékletet elemezzük. Ennek kapcsán megnéztük, hogy a tél folyamán hogyan alakultak az országos átlagban vett napi maximumhőmérsékletek az 1970-80-as években és a 21. század első két évtizedében a megfigyelések szerint (1. ábra).
Az eredmények alapján januárban történt a legnagyobb melegedés, mellyel a korábbi, éves szinten leghidegebb nappalaink január közepéről a hónap végére kerültek, és ugyan továbbra is ez a leghidegebb hazai hónap, de már jóval kevésbé marad el decembertől.
Mindez azzal magyarázható, hogy a december szinte nem változott, míg februárban gyakorlatilag minden nap kissé melegebb van mostanában, mint 40 évvel ezelőtt. Jelen tanulmányban azt vizsgáljuk, hogy a téli napok (amikor a napi maximumhőmérséklet 0 °C alatti – vagyis egész nap fagypont alatt marad a hőmérséklet) hogyan alakultak Magyarországon.
Emellett azt is megnézzük, hogy a tartósan téli napok (amikor legalább 5 napig fennáll a fagy) hogyan változtak, hiszen ezek azok az időszakok, amelyek a károkozók áttelelését megakadályozzák. Mivel november vége azonos hőmérsékletű a február közepével, illetve március kevésbé melegedett, mint a november, ezért a továbbiakban mind a novembert, mind a márciust bevonjuk az elemzett hónapok közé.
Trendszerűen és a klímaváltozás miatt csökken a téli napok száma
Tekintsük először az elmúlt 50 év megfigyeléseinek trendjét a téli napokra! Mivel a trend vizsgálatánál fontos, hogy egybefüggő téli időszakokat vegyünk, ezért a novembertől márciusig tartó időszakot tekintjük egy adott évnek az általában szokásos januártól azonos év decemberig történő összegzés helyett (így a cikk további részében pl. 1971/72 telét annak végével, 1972-ként jelöljük). Az elmúlt 50 év alatt legkevesebb téli napunk 1975-ben és 2007-ben volt – országos átlagban csupán 2-4 napos értékkel (ekkor voltak olyan területei az országnak, ahol nem volt ilyen nap). Ugyan idén még csak a tél felénél járunk, de legmagasabb hegyeinket leszámítva eddig három-négy napon fordult elő téli nap, és az is legfeljebb az ország egynegyedén (tehát az országos átlag 1 körüli).
Mivel a tél a legváltozékonyabb évszakunk, így előfordultak olyan évek is, amikor a november-március közötti 151 napos időszak harmadában, országos átlagban 44-52 nap is téli volt – a két rekorder 1985, majd 1987, a harmadik pedig 2003. A legextrémebb évben a Tiszántúlon és északon ez 2 hónapot is kitett. Az előbb említett két extrém ’80-as évekbeli tél miatt statisztikailag is szignifikáns trendet nem sikerült megállapítani az 1970-es évektől, ezért a téli napokban bekövetkezett trendet 1981-től nézzük egészen 2021-ig (2. ábra).
A téli napokban az ország egész területén csökkenő trendet figyelhetünk meg, mely hegységeinkben, az Észak-Dunántúlon és az Északi-középhegységben elérheti a 3-4 nap/évtizedes mértékű csökkenést is.
A Nyírség, az Alföld közepének kis területe és a Dráva-mente kivételével mindenhol szignifikáns ez a csökkenés. A tartósan téli napokban ezzel szemben kisebb csökkenést detektálhatunk, és csupán az Észak-Dunántúlon, Kárpátalja közelében és a hegységekben szignifikánsak a változások.
Ahhoz, hogy ezekről a csökkenő trendekről eldöntsük, hogy az emberi tevékenység miatt következtek-e be, kétféle éghajlati szimulációt vizsgáltunk az elmúlt 50 évre. Az egyikben csak természetes kényszerekkel számoltak a modellek (pl. vulkánkitörések vagy a napsugárzás rövidtávú változásai), míg a másikban a valóságban lezajlott folyamatokat, azaz a természetes okok mellett az emberi tevékenység miatt egyre növekvő üvegházgáz-koncentrációkat is tekintették. Ezen modellszimulációk alapján a téli napok számában a mérésekhez hasonló, szignifikánsan csökkenő trendet 8-ból 6 modell esetében csak akkor kaptuk meg, ha az emberi tevékenységet is figyelembe vettük.
Ez azt jelenti, hogy 75%-os valószínűséggel állíthatjuk, hogy antropogén hatásra következett be a téli napok számának utóbbi négy évtizedben mért csökkenése.
A tartósan téli napok esetében országos átlagban a megfigyelések szerint nincs szignifikáns trend, vagyis azt mondhatjuk, hogy itt a természetes éghajlati változékonyságnak nagyobb a szerepe, mint az emberi tevékenységnek. Ez egyszerű fejszámolással is igazolható: alacsonyabb átlagos esetszámhoz a téli napokkal közel azonos változékonyság párosul a tartósan téli napok esetében. Az összefüggő, folyamatosan fagyos időszakok az enyhébb teleken nem vagy csak alig fordulnak elő, míg a havasabb és hidegebb telek rendszerint tartós faggyal is párosulnak.
Elbúcsúzhatunk a tartósan téli napoktól, ha folytatódnak a kibocsátások
Hogy teljesebb képet kapjunk, az elemzést kiegészítettük a 20. század elejéig visszamenő klímaszimulációkkal, illetve jövőbeli modelleredményeket is tekintettünk egészen a 21. század végéig. Ezek alapján azt láthatjuk, hogy a 20. század elején még évi átlagban kb. 30 téli napunk volt (3. ábra, szürke sáv, ld. lent), az elmúlt 20 évben a mérések szerint ez 21 napra csökkent. Ezzel szemben a tartósan téli napokból a század elején még kevéssel 20 alatt fordult elő (4. ábra, szürke sáv, ld. lent), és ez mostanra kissé tovább csökkent évi 13-ra.
A jövőbeli modelleredmények vizsgálatakor háromféle forgatókönyvet tekintettünk:
1) Az azonnali kibocsátás-csökkentéssel számoló, ún. RCP2.6-os forgatókönyvet, amely a legzöldebb jövőt feltételezi, és gyakorlatilag a párizsi klímacélokat, azaz a maximálisan 2 °C-os felmelegedést jelenti a század végéig. Fontos megjegyezni, hogy az azonnali kibocsátás-csökkentés sem jár azonnali hatással, hanem csak leghamarabb 20 év múlva érezhetjük annak hatásait.
2) A közepesen optimista, ún. RCP4.5 forgatókönyvet, amely szerint valamivel később, 2040 körül kezdjük meg a globális kibocsátás-csökkentést.
3) A pesszimista forgatókönyvet, amely 2100-ig nem tartalmaz üvegházhatású gáz kibocsátás-csökkentést.
Az azonnali kibocsátás-csökkentéssel nagyrészt a mai szinten tudnánk tartani a téli napok átlagos számát a század folyamán (3. ábra, zöld sáv). Jól látszik, hogy 2045 után egyértelműen elválnak a másik két forgatókönyvtől a legzöldebb szimulációk.
A közepesen optimista, későbbi kibocsátás-csökkentéssel számoló szimulációk 2060 előtt válnak el a pesszimista forgatókönyvtől, s ezzel a jelenlegi 21-ről 10-12 nap/év körül tarthatjuk a téli napok számát (3. ábra, sárga sáv). Ugyanakkor persze ez még nem jelenti azt, hogy egy adott évben nem lehet a múltbelinél is több téli nap ezen forgatókönyv esetében.
A pesszimista forgatókönyv szerint azonban a csökkenés még tovább erősödik, és a 21. század végén sokéves átlagban csupán 6 körüli lesz a téli napok száma (3. ábra, piros sáv).
Mindez azt jelenti, hogy több évben is fagyos nappalok nélküli téli időszakunk lehet.
Gyakorlatilag hasonlókat fogalmazhatunk meg a tartós téli napok esetében is (4. ábra): ugyan az értékek alacsonyabbak, így a különbség is kisebb a három forgatókönyv között, de már ez is érzékelhető mértékű. A jelentős és azonnali kibocsátás-csökkentési forgatókönyvet követve a 21. század utolsó három-négy évtizedében a jelenleginél kissé alacsonyabban tarthatjuk a tartósan téli napok éves átlagos gyakoriságát, a közepesen optimista forgatókönyv szerint a jelenlegi fele lehet, míg
a pesszimista jövőkép szerint alig lesz olyan év, amikor tartósan téli időszak előfordulhat.
Részletesebben az 5. ábra mutatja, hogy két kiemelt jövőbeli időszakra, a század közepére (2041-2060) és annak végére (2081-2100) az országon belül hol várható a téli napok számának nagyobb előfordulása. Ehhez viszonyításképpen az elmúlt 20 év és az azt megelőző 20 év megfigyelései alapján készített térképeket is bemutatjuk. 2000 előtt hegységeinkben még évi 30 nap felett számíthattunk téli napra, azonban 2000 után ez a megindult felmelegedés hatására már csak kis területre korlátozódik, és északkeletről délnyugat felé haladva jutunk a 25 napról a 15 nap körüli értékekre.
Az azonnali kibocsátás-csökkenéssel mind a század közepén, mind annak végén azonos eloszlást láthatunk az országon belül, de a jelenlegitől csak kissé alacsonyabbat.
Ha 2040-től visszafogjuk az antropogén kibocsátást, akkor a század végére még 10 nap feletti lehet északkeleten a téli napok száma, míg a pesszimista forgatókönyv szerint az ország északkeleti részének kivételével síkvidéken szinte mindenhol 5 nap alatt várhatjuk ezek éves gyakoriságát.
Az előzővel azonos módon a 6. ábrán láthatjuk a tartósan téli napok térbeli eloszlását. Jelenleg a Kisalföldön és a Balaton körül 10 nap alatt várható ezen napok évi átlagos előfordulása, mely északkelet felé növekszik. A legzöldebb jövőképet követve a század közepére és végére is még további, néhány napos csökkenésre számíthatunk ugyan, de a mérsékelten optimista forgatókönyv szerint az ország legnagyobb részén a század végére 6 nap lehet csupán az éves átlagos száma ezen tartós hidegeknek.
A pesszimista forgatókönyv szerint az ország nagy részén átlagosan minden második év nélkülözi majd a tartós hidegeket, mely káros hatásokat idéz elő az energiaigény csökkenése ellenére.
Lehet, hogy kevesebbet fogunk fűteni, de ennek nagy ára van
Összefoglalásként tehát elmondhatjuk:
- A téli napok száma 1981-től csökkent az ország szinte egészén, ezért nagy valószínűséggel az emberi tevékenység a felelős. A legalább 5 napig elhúzódó, tartósan téli napokban ezzel szemben csak kisebb területen jelentkezett számottevő
- A legzöldebb jövőképet követve tudnánk csak megfékezni a további csökkenést. A későbbi kibocsátás-csökkentéssel számoló, közepesen optimista forgatókönyv szerint a pesszimistához képest ugyan kétszer több téli napra számíthatunk, de harmadnyival kevesebbre, mintha azonnali jelentős kibocsátást-csökkentést indítanánk.
Hogy ez milyen hatásokkal jár? A téli napok számában bekövetkező csökkenés egyértelműen pozitív hatású az energiafogyasztás és a fűtésszámlák tekintetében, és pszichológiailag is jó hatással van ránk a nappali meleg, azonban nem szabad megfeledkeznünk a negatív következményekről sem.
A sarkok erőteljesebb melegedése gyengíti az ún. poláris-jetet, amellyel jobban délebbre, illetve északabbra tud a sarkköri hideg vagy a trópusi meleg levegő jutni (amit az USA-ban is láttunk idén télen), s mindkettő extrém hőmérsékleti rekordokat okozhat hazánkban is. Egy újabb kutatás szerint az influenza-vírus az ősz végi, novemberi gyors hőmérséklet-ingadozások miatt nagyobb eséllyel okoz megbetegedéseket, és ez a jövőben a mi térségünkben is várhatóan inkább növekedni fog.
Emellett a melegedéssel járó hóolvadás pozitív visszacsatolásként hat, ez pedig a téli turizmus gyengülését, sőt, akár megszűnését is eredményezheti a további melegedéssel párosulva. A mezőgazdaságra is egyértelműen negatív hatást fejt ki a tartósan téli napok számának csökkenése: sok károkozó (pl. atkák, tetvek) áttelel a kevés és rövid ideig tartó, fagypont alatti hőmérsékletű nap alatt, illetve egyes fajok egyszerűen több életciklusra is képesek lesznek egy vegetációs időszak alatt (pl. az almamoly, mely a gyümölcsösöket irtja).
Egyes gabonafélék és sok gyümölcs (pl. a csonthéjasok, a körte) igénylik a hideget a nyugalmi időszakban, mely nélkül a virágzást és a beporzást zavarhatjuk meg, illetve az egyre korábban kezdődő vegetációs időszak miatt növekszik a tavaszi fagyveszélyes időszak is.
Azt is fontos hangsúlyozni, hogy a melegedés az év többi hónapjában sem áll meg, és a pesszimista forgatókönyv szerint tovább fokozódik a nyári hőhullámok jelentős negatív hatása az emberi egészségre és halálozásra, illetve a mezőgazdasági termesztés biztonságát az extrémebb csapadékeloszlás jelentősen bizonytalanná teszi. A jövőre nézve fontos, hogy az éghajlatváltozás lehetséges előnyeit az alkalmazkodási stratégiák során kihasználjuk, ugyanakkor a stratégiák megadása előtt a potenciális hatások teljes spektrumát fel kell mérnünk, és emiatt elsősorban a kibocsátási célokat kellene szem előtt tartanunk.
Szerzők: Szabó Péter, Pongrácz Rita
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:
- Csak természetes kényszereket és az emberi tevékenységet is figyelembe vevő éghajlati szimulációk:
A teljes földi éghajlati rendszert és az azokat meghatározó fizikai folyamatokat globális klímamodellek tudják megfelelő módon leírni. Az IPCC legújabb jelentéséhez olyan modellszimulációkat is végeztek a múltra (egészen 2014-ig), amelyek csak a természetes éghajlatalakító kényszereket (pl. a vulkánkitöréseket vagy a napfolt ciklusból eredő napsugárzási változásokat) vették figyelembe. Emellett az ún. historikus, az emberi tevékenység hatását is figyelembe vevő szimulációk is rendelkezésünkre állnak ugyanezekkel a modellekkel. Ha egy éghajlati indikátorban bekövetkező változás iránya és nagysága statisztikailag szignifikáns módon eltér az adott modellel végzett kétféle múltbeli szimulációra, és a historikus szimulációk trendje a mérésekkel azonos irányú, akkor az adott modell szerint kijelenthetjük, hogy a változásért az antropogén üvegházhatású gázkibocsátás a felelős. Ennek pontosabb meghatározására jelen tanulmányban nyolc különböző globális klímamodell imént említett kétféle szimulációit használtuk fel a megfigyelések kezdetével, azaz 1971 és 2014 között, ugyanakkor a megfigyelések elérhetősége előtt, a XX. század leírásához már 1901-től tekintettük a historikus szimulációkat. - Regionális klímamodellekkel végzett éghajlati szimulációk:
Egy térség, pl. hazánk 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 továbbra is csak 2005-ig állnak rendelkezésünkre, míg a jövőre vonatkozóan, 2006-tól indítva 2100-ig azt szimuláljuk, hogy egy-egy feltételes üvegházgáz-kibocsátási forgatókönyvre hogyan reagál az éghajlati rendszer. Jelen tanulmányban három forgatókönyvet tekintettünk: az azonnali kibocsátás-csökkentés feltételező, a párizsi megállapodásban szereplő maximálisan 2 °C-os globális melegedést jelentő RCP2.6-ot, a 2040 utáni csökkentéssel számoló RCP4.5-öt, illetve a kibocsátás-csökkentés nélküli, ún. RCP8.5-öt (ez jelenleg a legpesszimistább jövőkép). Adott forgatókönyvön belül jelen elemzésben az Európa egészét 10 km-es rácsfelbontással lefedő, Euro-CORDEX együttműködés keretében futtatott, ugyanazon hat-hat regionális klímamodell-szimulációt tekintettünk. Ezen hattagú együttes már megfelelően tudja reprezentálni a modellek különbözőségéből eredő bizonytalanságot, illetve ezeket a háromféle forgatókönyvvel meghajtva az emberi tevékenység jövőbeli alakulásából származó nagyfokú bizonytalanságot is. - Szimulációk hibakorrekciója és a megfigyelések:
Az elmúlt évtizedek folyamatos 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. Ehhez a legjobb hazai, homogenizált, minőségileg ellenőrzött, 10 km-es rácsfelbontású, 1971-től rendelkezésre álló, ún. HUCLIM adatbázist tekintettük (forrás: Országos Meteorológiai Szolgálat), hiszen ezen adatbázis szolgáltatta az utolsó 50 év (1971-2021) méréseire bemutatott eredményeket is. Jelen elemzéshez a szimulációs eredmények bemutatásakor a standardizálás módszerét használtuk, amely az eloszlások szórását és átlagát is figyelembe véve végzi a hibák javítását. A korrekciós referencia-időszak egy megfigyelésekkel közös múltbeli időszakot kell, hogy tekintsen: ez esetünkben a globális szimulációknál az 1971-2014-et, míg az regionális modellek esetén a 2001-2021 időszakot jelenti. - Átlag, trend- és statisztikai szignifikancia-vizsgálat:
Egy hosszabb, általában húszéves időszak átlagai megadják, hogy az időszakon belül bármely évben milyen értékre számíthatunk a legnagyobb valószínűséggel, míg az idősorra illesztett trend azt adja meg, hogy mekkora az adatsorban adott idő alatt bekövetkezett átlagos változás. Tanulmányunkban a rácspontonként külön-külön számított trendegyütthatót (nap/évtized) lineáris regresszió illesztésével, a legkisebb négyzetek módszerével határoztuk meg. Ezután t-próbával megvizsgáltuk, hogy az adott trend statisztikailag szignifikánsan különbözik-e nullától, melyhez 90%-os megbízhatósági szintet tekintettünk. Annak eldöntésére, hogy az emberiség felelős-e a változásokért, azaz a historikus és a csak természetes kényszerekkel meghajtott szimuláció egymástól szignifikánsan különböző trenddel rendelkezik-e, és hogy ez azonos-e a megfigyelések trendjével, a tetszőleges eloszlású mintára alkalmazható Mann-Kendall tesztet használtuk. Ezen eredményeket 80%-os megbízhatósági szint mellett közöljük.
