Teleink melegedésével az egyéb hatások mellett a havazások száma is csökken: egy éve azt vizsgáltuk, hogy a havazások gyakorisága az ország teljes területén mennyire változott az elmúlt néhány évtizedben, s az elemzés alapján csupán az ország északi részén jelentkezett 1981-től statisztikailag szignifikáns csökkenés.
Ezúttal arra vagyunk kíváncsiak, hogy hazánk magasabban fekvő területein mennyiben változott a hóvastagság, és ehhez az 1960-70-es éveket is bevontuk az elemzésbe. A havazásokat két alaptényező határozza meg hegyeinkben:
- az emelkedő hőmérséklet,
- a növekvő téli csapadékösszeg.
Hogy melyik az erősebb hatású, azt most a mérések felhasználásával vizsgáljuk. Ha növekszik a csapadék mennyisége, és például Budapesten már nincs is megmaradó hó, a Bakonyban vagy az Északi-középhegységben még megmaradhat, és akár jelentősebb hótakaróként is jelentkezhet (ahogyan ezt idén januárban is megfigyelhettük). Ugyanakkor fontos megjegyezni, hogy sajnos a globális eredmények azt mutatják, hogy a (hazainál jóval) magasabban fekvő területeken a felmelegedés nagyobb, mint síkvidékeken, különösen a téli és tavaszi évszak során, és ez mind a minimum-, mind a maximumhőmérsékletet érinti. Ezt elsősorban a napsugárzáshoz köthető fizikai folyamatok befolyásolják, melyek eredője pozitív visszacsatolásként erősebb felmelegedést eredményez a hegyekben.
Megnéztük tehát, hogy a november és március közötti téli idény folyamán hogyan alakultak hazánk magasabban fekvő területein az átlagos hóvastagságok az elmúlt 60 évben, melyet három 20 éves időszakra bontottunk: azaz az 1961-1980, 1981-2000 és 2001-2020 időszakokat vizsgáltuk a megfigyelésen alapuló adatbázis szerint (1. ábra). Ehhez egy területi átlagban vett 200 m-es magassági küszöböt tekintettük, mellyel az ország teljes területének kb. 22%-át választottuk le.
Az adatok azt mutatják, hogy míg az 1960-70-es években november közepétől január közepére egyenletesen növekedve átlagosan 12-14 cm-es hóvastagság alakult ki hegyeinkben, addig az 1980-as évektől ez inkább már februárban érte el maximumát, és a mennyisége is jelentősen csökkent, nagyjából megfeleződött. A legutóbbi két évtizedben tovább módosult a hótakaró, már csak november végétől számíthattunk alig növekedő hóvastagságra, mely 4 cm-nél érte el a sokévi átlagos maximumát, ugyanakkor látszódnak az emlékezetes márciusi havazások nyomai is.
Azaz az elmúlt 60 év alatt harmadára csökkent az átlagos téli hegyvidéki hótakaró Magyarországon.
Jelen tanulmányban azt vizsgáljuk, hogy a magasabban fekvő területeken a szakirodalom szerinti természetes, síelésre alkalmas napok száma (amikor a hóvastagság eléri a 15 cm-t) hogyan változott, s ezért vajon az emberi tevékenység felelős-e, illetve mire számíthatunk, ha nem teszünk semmit a globális felmelegedés ellen, vagy ha azonnal kibocsátás-csökkentésbe kezdünk. Egyes sípályákon hóágyúzással ugyan ennél kisebb hóvastagság esetén is készülhet mesterséges, de jó minőségű hó, de ennek vizsgálatától most eltekintünk.
Nem számít, hogy több a téli csapadék, ha melegebb van, nem lesz hótakaró
Tekintsük először az elmúlt bő 60 év megfigyeléseit a magasabban fekvő területekre! A vizsgálatnál fontos, hogy a téli idényt, tehát az egybefüggő november és március közötti időszakokat vettük, melyet az időszak végének évszámával jelölünk – azaz pl. 1969/70 telét annak végével, 1970-ként jelöljük a következő ábrán. A legtöbb síelésre alkalmas napunk 1962/63 és 1969/70 telén volt hegyeinkben, mely elérte a 3 hónapos időtartamot is, ezután pedig 1963/64 és 1986/87 telei következnek, mely utóbbira talán még emlékezhetünk is.
Természetesen az egyes tájegységeken nem minden esetben ezeken a teleken volt a legtöbb ilyen hótakarós nap, pl. a Bakonyban egyértelműen 1995/96 tele a 3., de ezt a 2. ábra egyes területegységeire kattintva, az interaktív térképen vizsgálhatjuk meg részletesebben.
Magyarországon a tél a legváltozékonyabb évszak, ezért előfordultak olyan évek is, amikor a november-márciusi időszakban egyetlen napon sem volt 15 cm-es vastagságot elérő hómennyiség, még az ország magasabban fekvő területein sem. Ez egyértelműen a vizsgált 60 év második felében fordult elő: ilyen volt az 1997/98, 2006/07, valamint két egymást követő évben sajnos a 2019/20 és 2020/21 tél is. Mivel a hó konzerválja a hideget is, ez általában jó egyezést mutat azzal, hogy az adott évben mennyi téli napunk volt, ezt egy korábbi cikkünkben elemeztük részletesen.
A 2. ábra mutatja azt, hogy a hegyvidéki területeken mekkora változást tapasztalhattunk a vizsgált időszak első 20 éve és a legutóbbi 20 éve között. A legkisebb, éghajlati átlagban 7-9 nap/év mértékű csökkenést az Őrség déli részén láthatjuk, és ez itt nem is jelent statisztikailag szignifikáns változást.
Mindenhol máshol azonban szignifikáns csökkenés jelentkezett. A legerősebb negatív változás az Északi-középhegységben észlelhető, ahol ez egyes területeken meghaladja a 25-30 nap/év értéket is.
Ez alapján úgy tűnik, hogy a melegedés a magasabban fekvő területeken valóban nagyobb hatással bírt a hóra, mint a növekvő téli csapadékösszeg, különösen az ország magasabban fekvő északi területein.
2. ábra: Síelésre alkalmas időszak átlagos változása a magasabban fekvő területeken. A TÉRKÉP INTERAKTÍV IS: az egyes cellákra kattintva láthatóak az 1961 és 2022 közötti időszak idősorai. A szerzők ábrája.
Nagy valószínűséggel miattunk csökken a hegyvidéki hótakaró
Ahhoz, hogy ezekről a csökkenő gyakoriságokról eldöntsük, vajon az emberi tevékenység miatt következtek-e be, kétféle éghajlati szimulációt vizsgáltunk 1961-től. Az egyikben csak természetes kényszerekkel számoltak a modellek, míg a másikban a valóságban lezajlott folyamatokat, azaz a természetes hatások mellett az emberi tevékenység miatt egyre növekvő üvegházgáz-koncentrációkat is tekintették.
Ezen nagy számosságú modellszimuláció alapján az eddig tapasztalt, szignifikánsan csökkenő trendet 22-ből 16 modell esetében csak akkor kaptuk meg, ha az emberi tevékenységet is figyelembe vettük. Tehát ez azt jelenti, hogy összességében
73%-os valószínűséggel állíthatjuk, hogy antropogén hatásra következett be a síelésre alkalmas hótakarós napok számának hazai csökkenése.
Mire számíthatunk az előttünk álló évtizedekben?
A jövőbeli modelleredmények vizsgálatakor háromféle forgatókönyvet tekintettünk:
- Az azonnali kibocsátás-csökkentéssel számoló, ún. RCP2.6-os forgatókönyvet, amely a legzöldebb jövőt feltételezi, és lényegében a párizsi klímacélok teljesülését, azaz a maximálisan 2 Celsius-fokos globális felmelegedést jelenti. Ezt zölddel jelöljük a következő ábrákon.
- A közepesen optimista, ún. RCP4.5 forgatókönyvet, amely szerint később, 2040 körül kezdjük meg a globális kibocsátás-csökkentést. Ezt sárgával jelöljük a jövőbeli ábrákon.
- A pesszimista forgatókönyvet, amely esetén az eddigi kibocsátási trendek folytatódnak tovább, s 2100-ig egyáltalán nem kezdünk kibocsátás-csökkentésbe vagy az energiafelhasználás zöldítésébe. Ezt pirossal jelöljük ezután.
Fontos megjegyezni, hogy az azonnali kibocsátás-csökkentésnek sincs rögtön észlelhető hatása, hanem csak leghamarabb 20 év múlva érezhetjük majd annak kedvező hatásait.
A csapadékkal való kapcsolat miatt a hótakaróra vonatkozó modelleredmények is nagy bizonytalansággal bírnak (a 3. ábra függőleges oszlopai ezt a modellek közötti bizonytalanságot jelenítik meg), ugyanakkor azok átlagából már megfelelő következtetéseket tudunk levonni. 2040 után, amikor az azonnali kibocsátás-csökkentés hatása már érződik,
kizárólag a legzöldebb forgatókönyv szerint van esély arra, hogy a síelésre alkalmas hóvastagságú napok jelenlegi átlagos gyakorisága megmaradjon.
Sőt, ezt a forgatókönyvet követve akad olyan szimuláció is, amely a vastagabb hótakarójú 1981-2000 időszak éves átlagát is megközelíti vagy eléri. Emellett természetesen nagy az évek közötti változékonyság is (ezt az ábra nem jeleníti meg), ugyanakkor egyre gyakrabban lesz majd olyan év, amikor egyáltalán nem lesz síelésre alkalmas, természetes hóréteg a hazai hegyekben. Ha csak túl későn, 2040 után cselekszünk (ez jelenti a későbbi kibocsátás-csökkentést),
akkor gyakorlatilag a pesszimista forgatókönyvhöz hasonlóan nullához közelítő átlagos éves értékekre kell felkészülnünk 2060 után. Magyarán alig vagy egyáltalán nem lesz síelésre alkalmas hótakarós nap az országban.
A 4. ábra jeleníti meg részletesen és interaktívan, hogy a fenti három forgatókönyv az egyes síterepek közelében és a magasabban fekvő területeken mekkora hatással lehet a síelésre alkalmas napok számára. Az eredményekből arra következtethetünk, hogy a fokozódó hőmérsékletnövekedés megállításával,
elsősorban az Északi-középhegység lehet az azonnali kibocsátás-csökkentés kiemelkedő nyertese, hiszen itt a legnagyobb a pesszimista forgatókönyv és az azonnali kibocsátás-csökkentés közötti különbség.
A téli turizmus elsősorban itt lendíthető fel leginkább, ha előtte a megfelelő mitigációs célokat teljesíteni tudjuk. Ellenkező esetben túl sok jóra ne számítsunk még a legjobban felszerelt síterepeken sem.
4. ábra: A TÉRKÉP INTERAKTÍV: az egyes rácspontokra kattintva láthatóak a síelésre alkalmas időszak várható húszéves átlagai a fentebb említett, háromféle jövőbeli kibocsátási forgatókönyvet követve a 2021-2100 időszak szimulációinak eredményei alapján – a múltbeli méréseket vízszintes egyenessel jelöltük (sötétebb kék: 1981-2000, világosabb kék: 2001-2020). A zöld, sárga és piros oszlopot 6-6 regionális szimulációból határoztuk meg, az átlagukat a kis fekete vonalka jelöli. A szerzők ábrája.
Összefoglalásként tehát elmondhatjuk:
- Az átlagos hegyvidéki hóvastagság az elmúlt 60 év alatt mára a harmadára csökkent. A magasabban fekvő területeken a síelésre alkalmas napok száma ezzel jelentősen csökkent, de leginkább az Északi-középhegységben.
- Csak az üvegházhatású gázok antropogén kibocsátásának azonnali csökkentésével van csak esélyünk arra, hogy a már alacsonyabb 2001-2020-as átlaghoz közeli értékeket, de tartósan akár annál nagyobbakat is mérhessünk a jövőben. A jelenlegi kibocsátási trendek folytatódása esetén a természetes, síelésre alkalmas hótakarójú napok teljesen eltűnnek majd a hazai hegyekből.
Szerzők: Szabó Péter, Pongrácz Rita
Az interaktív ábrák készítésében a szerzőkön kívül Kristóf Mihály is részt vett. Köszönet illeti a globális modellszimulációk elkészítéséért a WCRP CMIP 6. fázisában résztvevő intézményeket, a regionális modelleredményekért az Euro-CORDEX konzorcium modellező intézeteinek tagjait. A megfigyeléseken alapuló reanalízis elkészítését pedig az EU-s ECMWF intézetnek köszönjük.
Rövid tudományos módszertan:
1. 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 napsugárzás 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 22 különböző globális klímamodell imént említett kétféle szimulációit használtuk fel 1961 és 2014 között.
2. 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-csökkentést feltételező, a párizsi megállapodásban szereplő célkitűzésnek megfelelően, az ipari forradalom előtti időszakhoz képest 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. Adott forgatókönyvön belül az Európa egészét 10 km-es rácsfelbontással lefedő, Euro-CORDEX együttműködés keretében futtatott különböző, de ugyanazon hat-hat regionális klímamodell-szimulációt tekintettünk az elemzésben. Az alkalmazott hattagú szimuláció-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.
3. Szimulációk hibakorrekciója és 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. A hóvastagságra nem áll rendelkezésünkre hazai, rácsponti, ellenőrzött megfigyelési adatbázis, így a megfigyeléseken alapuló, de szimulációkkal készített ún. ERA5 reanalízis adatbázis (kvázi-megfigyelés) 30 km-es rácsfelbontású eredményeit dolgoztuk fel Magyarországra 1961-től egészen 2022-ig. Ez nagyon jó egyezést mutat azokkal az állomási megfigyelésekkel, ahol hazánkban rendszeresen hóvastagságot is rögzítenek. Jelen elemzéshez a szimulációs eredmények bemutatásakor az ún. abszolút delta módszert használtuk, amely az eloszlások átlagát figyelembe véve végzi a hibák javítását. A korrekciós referencia-időszak egy megfigyelésekkel közös múltbeli, a jövőbeli forgatókönyvek kezdete előtti időszakot kell, hogy tekintsen: ezért esetünkben a regionális modelleknél a 1971-2005 időszakot alkalmaztuk erre a célra.
4. Átlag, változás és statisztikai szignifikancia-vizsgálat:
Egy hosszabb, általában húszéves időszak átlagai megadják, hogy az időszakon belül bármely évben milyen értékre számíthatunk, míg a változás az ezen két időszak közötti átlagos különbséget adja meg (jelen vizsgálatban nap/év mértékegységben kifejezve). Tanulmányunkban rácspontonként külön-külön meghatároztuk Welch-próbával, hogy a változás statisztikailag szignifikáns-e, melyet erősen befolyásol a szórás nagysága, és ehhez 90%-os megbízhatósági szintet vettünk. 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 a megfigyelések trendjével azonos-e, a Pearson-korrelációs együttható t-próbáját tekintettük, melyet szintén 90%-os megbízhatósági szint mellett közlünk.