Ugrás a tartalomhoz

Éghajlattan

Dr. Bartholy Judit (2012)

EDUTUS Főiskola

Magyarország éghajlata I.

Magyarország éghajlata I.

Sugárzás

Hazánkban a besugárzás évi összege 4250–4700 MJ/m2, ami hozzávetőlegesen fele a légkör külső határára érkezőnek. A többit a levegő molekulái és a felhők elnyelik, illetve visszaverik. A Napból jövő – s a földfelszínre lejutó – sugárzási energia mennyisége a veszteségek ellenére óriási, hiszen egy hozzávetőlegesen 10 km2-es terület évi sugárzásbevétele megegyezik Budapest évi energia-felhasználásával (4000–5000 MJ).

A legtöbb besugárzás (évente 5000 MJ/m2 fölötti) a Tiszántúl déli részére érkezik (2.4.1.1. ábra), de viszonylag nagy értékeket találunk a Balaton környékén és a Duna–Tisza közében is. Legkisebb a besugárzás (4300 MJ/m2 alatti) a Börzsöny körzetében.

2.4.1.1. ábra Forrás: Magyarország éghajlati atlasza, OMSZ 2001.

A Mátra és a Bükk magasabban fekvő régióiban a környező területekhez képest nagyobb, 4500 MJ/m2 feletti a felszínre érkező sugárzás. Itt a levegő tisztább, kevésbé nyeli el a napsugárzást; télen pedig a hegycsúcsok gyakran kiemelkednek a felhő- és ködtakaróból. Hazánk 3°-os észak-déli kiterjedésének csupán 200–250 MJ/m2 évi sugárzáskülönbség felel meg, így a besugárzás alakulásában a felhőzet a meghatározó.

A legtöbb napsugárzás júliusban éri az országot. Jogosan merülhet fel a kérdés: miért nem júniusban, amikor a legnagyobb a csillagászatilag lehetséges napsütéses órák száma. A fenti jelenség magyarázata a júliusi kevés felhőzetben rejlik, amely ellensúlyozza a nappalok hosszának csökkenéséből származó veszteséget. A legnagyobb 700 MJ/m2 értékeket Paks, Kecskemét, Mezőtúr térségében mérik. Szegeden ennél kevesebb, 650 MJ/m2 körüli a havi besugárzás. A legkisebb 620 MJ/m2 értékek az Alpokalján találhatók, amely e térség gyakori felhőborítottságával magyarázható.

A besugárzás decemberben a legkisebb (80–100 MJ/m2); ekkor kicsi a területi változékonyság is, mivel a nappalok rövidek, sok a felhőzet országszerte. A napsütéses órák számának területi eloszlása a besugárzáshoz hasonló. A napsütéses órák évi összege 1750 és 2150 értékek között mozog (2.4.1.2. ábra).

2.4.1.2. ábra Forrás: Országos Meteorológiai Szolgálat http://www.met.hu/eghajlat/magyarorszag_eghajlata/altalanos_eghajlati_jellemzes/sugarzas/

Legtöbb a napsütés Szeged környéken, s az országos minimumot az Alpokalján mérik. A napsütéses órák száma éves átlagban a csillagászatilag lehetséges értékeknek mindössze 40–47%-a az ország különböző tájain. Legnagyobb (legkisebb) a légköri veszteség decemberben (nyár derekán), amikor a csillagászatilag maximálisan lehetségesnek a 15–20%-a (55–65%-a). Térségünk jellemzője a medencehatás, s ezért télen a magasabb hegyvidékeink közel másfélszer annyi napsütést kapnak, mint az alföldi területek. Nyáron fordítva, az alföldi területeken több a napsütés, de az országon belüli eltérések kisebbek.

A sugárzási egyenleg átlagosan novembertől februárig negatív, vagyis a felszínről több energia távozik, mint ami odajut. A többi nyolc hónapban a mérleg pozitív. Az évi átlagos érték 1750 MJ/m2 körüli. Nyáron az energiatöbblet kb. háromnegyed része a párolgásra fordítódik, egynegyed részét pedig a felszínről felemelkedő meleg levegő használja fel. Télen a hő- és a nedvességszállítás iránya a légkörből a talaj felé mutat. A talaj hővezetése és tárolása a fenti komponensekhez viszonyítva csak jóval kisebb súllyal szerepel, melynek előjele az évszakok függvényében változik.

Hőmérséklet I.

A hőmérséklet napi és évi menetének alakulásában a meteorológiai elemek mellett szerepet kap a mérőhely földrajzi elhelyezkedése, a felszín típusa és borítottsága. A hőmérséklet első hazai műszeres megfigyeléseit Gensel János Ádám soproni orvos végezte 1717-ben. A rendszeres észlelések 1780-ban indultak Budán, a Csillagdában.

A levegő hőmérsékletének nagytérségű eloszlása alapvetően a besugárzás mennyiségét meghatározó földrajzi szélességtől, a tengerszint feletti magasságtól, valamint az óceáni és a kontinentális klímahatás erősségét kifejező tengertávolságtól függ. Péczely György klimatológus vizsgálatai szerint a Kárpát-medence térségében 1°-os földrajzi szélesség növekedéshez évszaktól függően 0,4–0,9 °C hőmérséklet-csökkenés tartozik. A téli kisebb változékonyság a besugárzás kis értékeivel, s a gyakori felhős, ködös időjárással magyarázható.

A hőmérséklet függ az állomás magasságától. A nyári félévben hozzávetőlegesen 0,6 °C-ot csökken 100 m-enként, ami megegyezik a troposzférára jellemző átlagos értékkel. Télen, amikor a medence alacsonyabban fekvő területeit hideg levegő tölti ki (ún. hideg légpárna helyzet) ez a változás kisebb, csupán 0,2–0,4 °C/100 m.

A Kárpát-medence tengerszintre átszámított évi középhőmérséklete 10 °C, ami 2,5 °C-kal nagyobb, mint az adott földrajzi szélességre jellemző zonális átlag. Ez a hőmérsékleti többlet az óceán, illetve a Földközi-tenger hatásával magyarázható.

Az évi középhőmérsékletben az Alföld és a hegyvidékek között 6–8 °C különbség is lehet. Az Alföldön az évi középhőmérséklet 11–12 °C (2.4.2.1. ábra), a magasabban fekvő, hideg telű Erdélyi-medencében már csak 6–7 °C; az 1014 m magas Kékestetőn pedig mindössze 5,7 °C. A Kárpátokban 1500 m-en átlagosan 2,5 °C, 1800 m-en 0 °C körüli érték jelenik meg.

2.4.2.1. ábra Forrás: Magyarország éghajlati atlasza, OMSZ 2001.

Hőmérséklet II.

Hazánk hőmérsékleti mezőjének meridionális szerkezete a kontinentális és az óceáni hatás eredőjeként alakul ki. Télen nyugatra, az óceán felé közeledve, míg nyáron keleti irányba nő a hőmérséklet. Az évi menet a sugárzási viszonyok alakulását követi. Leghidegebb hónapunk a január, legmelegebb a július. A hőmérséklet évi járásából négy sajátosságot emelünk ki.

  • A február második felében gyakori hideg időjárás az Oroszország európai területén kialakuló anticiklon következménye.

  • A május közepén jelentkező fagyokat („fagyosszentek”) a hideg száraz sarkvidéki eredetű légtömegek okozzák, melyek az év ezen időszakában rendszeresen betörnek a Kárpát-medencébe. A derült éjszakák kedveznek a talaj menti fagyok kialakulásának.

  • A június eleji (Medárd-nap körüli) hőmérséklet-csökkenést az óceáni eredetű nedves légtömegek okozzák. Ekkor a szárazföld már melegebb az óceánnál. Leépül a kelet-európai anticiklon, a nyugat felől érkező csapadékot hozó mérsékelt övi ciklonok így akadálytalanul elérhetik a Kárpát-medence térségét.

  • Az augusztus végi lehűlés a ciklontevékenység intenzitásának változásával magyarázható, míg a szeptemberi-októberi „vénasszonyok nyara” egy hosszan itt veszteglő anticiklon és a hozzá kapcsolódóan felhőmentes, derült idő következménye.

A januári középhőmérséklet területi eloszlását a 2.4.3.1. ábra szemlélteti.

2.4.3.1. ábra Forrás: Magyarország éghajlati atlasza, OMSZ 2001.

A Dunántúl délnyugati területei és a Kisalföld a legenyhébbek 0 °C körüli értékkel; leghidegebb az ország északkeleti régiója. A -3 °C alatti középhőmérséklet már kedvez a tartós hótakaró kialakulásának. A magasabban fekvő hegyvidékeinken természetesen még kisebb (-4 °C alatti) értékeket találunk. Téli időjárásunkat a nyugat, délnyugat felől érkező óceáni, illetve a mediterrán eredetű meleg levegő, valamint az északkeletről betörő hideg légtömegek alakítják.

A tél és benne a januári középhőmérséklet évről évre nagy változékonyságot mutat. 1942 januárjában például az Alföldön -9 °C alatt, míg a magasabban fekvő hegyvidékeinken -12 °C körül volt a havi középhőmérséklet, ami általában a finnországi télre jellemző. Ez a szokatlanul hideg időjárás az északkeletről érkező rendkívüli hideg légtömegek hatására alakult ki. A legenyhébb januárokban, mint például 1983-ban a mediterrán térségből érkező légtömegeknek köszönhetően az ország déli részén a középhőmérséklet 5–6 °C volt, ami a francia Riviérára jellemző.

Az első fagyok a magas hegyeinken október végén, az utolsók május elején várhatók, míg Pécs környékén és a Balaton mellett (a tó nagy hőkapacitása miatt) általában november végétől április elejéig jelentkezhetnek. Nagyvárosainkban a külterületekhez képest szintén kevesebb a fagyos napok száma, egy-két fokkal magasabb a hőmérséklet. Ennek magyarázata a városi hősziget jelensége (a 2.4. fejezet 2. esettanulmánya erre mutat be egy illusztrációt).

Legmelegebb hónapunk a július, melynek hőmérsékletét az északnyugat felől érkező hűvös óceáni és a délkeletről beáramló meleg száraz kontinentális légtömegek alakítják. Ez magyarázza, hogy a hőmérséklet nyugatról keletre, illetve északról délre csökken. Az Alföld déli részén a havi középhőmérséklet 21 °C feletti (2.4.3.2. ábra). Az egyes évek júliusai között kisebb a változékonyság, mint a januárok között. A nyár kiegyenlítettebb, amit a mindig magas besugárzás magyaráz. Az Alföld leghidegebb júliusai 17–18 °C, míg a legmelegebbek 23–24 °C közöttiek.

2.4.3.2. ábra Forrás: Magyarország éghajlati atlasza, OMSZ 2001.

Az 5 °C-os és a 10 °C-os napi középhőmérséklet beköszönte a mező- és erdőgazdaság számára fontos. Az 5 °C-os határnap március 10. és április 5. közötti, míg a 10 °C feletti középhőmérséklet a Dél-Alföldön április elején, a Kisalföldön április 20. körül, a hegyvidékeinken pedig május elején várható.

Sugárzási szélsőségek

Magyarországot Európa napfényes vidékei között tartják számon, mégis nálunk maximálisan évi 2501 óra (Békéscsaba, 2003) és minimálisan évi 1398 óra (Sopron, 1972) besugárzás éri a talajt (2.4.4.1. ábra), míg a Szaharában 4300 órás napsütés az eddig mért maximum egy évben. Ez azt jelenti, hogy nálunk a csillagászatilag lehetséges napsütéses időszakok 32–57%-ában, a Szaharában pedig 98%-ában süt a nap.

2.4.4.1. ábra Forrás: Országos Meteorológiai Szolgálat http://owww.met.hu/eghajlat/Magyarorszag/rekordok/

Hőmérsékleti szélsőségek

Számos mezőgazdasági, erdészeti, ipari-tervezési vagy biometeorológiai feladat megoldásánál lényeges a hőmérsékleti szélsőségek gyakoriságának ismerete. A téli időjárás jellemzéséhez gyakran a fagyos napok (Tmin < 0 °C) évi számát használjuk. E mutató területi eloszlása (2.4.5.1. ábra) az átlagos januári hőmérsékleti mezőhöz hasonlít.

2.4.5.1. ábra Forrás: Magyarország éghajlati atlasza, OMSZ 2001.

Feltételezhetően a városi hősziget hatására Budapest körzetében a legalacsonyabbak az értékek, évi 60–70 nap. A várakozásoknak megfelelően délen (Pécs környékén) találunk további alacsony (80 nap körüli) értékeket. A hidegebb telű északi országrészben és a magasabb hegyvidékeken évente 120–140 nap a fagyos napok száma. Természetesen ennél több napon fordulhatnak elő talaj menti fagyok. Szintén a januári hőmérséklethez hasonló eloszlást mutatnak a téli napok, amikor a maximális hőmérséklet is 0 °C alatti. Számuk a Kisalföldön és az Alföld déli részen 20–30, Szabolcs-Szatmár-Bereg megyében 30–40, Kékestetőn pedig már 60 feletti.

A júliusi hőmérséklet-eloszlás szerkezetéhez hasonló a 40–85 nyári nap (25 °C feletti maximum, 2.4.5.2. ábra) és az 5–25 hőségnap (30 °C feletti maximális hőmérséklet) területi szerkezete.

2.4.5.2. ábra Forrás: Magyarország éghajlati atlasza, OMSZ 2001.

A hőmérséklet évi járásának jellemző paramétere a közepes évi ingás, ami a legmelegebb és a leghidegebb hónap középhőmérséklete közötti különbség. Ennek értéke a kontinentalitás erősödésével, tehát kelet felé növekszik. Sopronban 22 °C, Budapesten 23–24 °C. A legnagyobb, 24,5 °C feletti évi ingás a Hortobágy térségét jellemzi, míg például a Mátrában 20 °C alatti. Érdekességként megemlítjük, hogy a hazánkéval megegyező átlaghőmérsékletű, de az óceán közelsége miatt kialakult nedves klímával jellemezhető Dél-Írországban az évi ingás mindössze 8 °C.

Az abszolút hőmérsékleti minimumok és maximumok széles határok között ingadoznak. Az abszolút hőmérsékleti ingás (a valaha mért legnagyobb és legkisebb hőmérséklet különbsége) az Alföldön a legnagyobb, 75 °C körüli. Itt lehetséges 40 °C feletti rekkenő hőség, és az orosz telet idéző -30 °C alatti hideg.

A legnagyobb havi ingások márciusban és októberben fordulnak elő. Márciusban lehet -15°C-os fagy de 20 °C-os meleg is. Októberben mértek már 30 °C-os hőséget, de erős, -6 °C-os fagyot is. Érdekesen alakul a hőmérséklet napi járása. Hajnalban, napfelkelte után van a leghidegebb, amikor a folyamatosan növekvő besugárzás eléri a felszín kisugárzását. A legmelegebb délután 14–15 órakor van. A napi hőmérsékleti ingás télen átlagosan 5–6 °C, nyáron 12–14 °C. Borult, esős időben ennél kisebb, nyáron felhőmentes napokon viszont elérheti a 25 °C-ot is.

A leckéhez kapcsolódó esettanulmányok

1. Az éghajlati hőmérsékleti indexek vizsgálata

A XIX. század második felétől megfigyelhető globális melegedés hatására az éves felszínközeli középhőmérséklet napjainkra 0,7 °C-kal emelkedett. Ennek az antropogén eredetű hőmérséklet-változásnak már vannak kimutatható hatásai a különböző társadalmi és ökológiai rendszerekre. Az átlaghőmérsékletek eltolódásával együtt jár az időjárási szélsőségek gyakoriságváltozása, melynek hatványozott következményei lehetnek. Az 1997-ben Asheville-ben megrendezett Éghajlati extrémumok indexei és indikátorai című munkakonferencián (Karl et al. 1999), majd a Meteorológiai Világszervezet ezt követően megalakult egyik klimatológiai munkacsoportjának (Working Group on Climate Change Detection) működése során a szakemberek a szélsőséges időjárási események jellemzésére közel harminc extrémindexet definiáltak. Így lehetővé vált az éghajlati extrémumok változékonyságának, illetve tendenciáinak globális (Frich et al. 2002) és regionális (Klein Tank és Können 2003; Bartholy és Pongrácz 2007) vizsgálata. Ebben az esettanulmányban a napi maximum-, minimum- és középhőmérsékletek alapján definiált extrémindexek idősorainak évtizedes tendenciáit elemezzük a Kárpát-medence térségére.

2.4.5.3. ábra

Mind a középhőmérsékletek, mind az extrém hőmérsékleti paraméterek idősorait tanulmányozva szembetűnő a hetvenes évek közepétől napjainkig jelentkező erős melegedő tendencia. Ezért a hőmérsékleti extrémindexek tendenciavizsgálatait a teljes 1961–2001-es időszakon kívül annak két részidőszakára (1961–1975, 1976–2001) is elvégeztük. A különböző extrémindexek esetén az eltérő előjelű trendegyütthatók is utalhatnak melegedésre. Például a hideg napok arányának csökkenése (negatív tendencia), s a hőségnapok számának növekedése (pozitív tendencia) egyaránt melegedést jelez.

Az extrémindexek nagy többségére a teljes negyven évet tekintve melegedésre utaló tendenciák a jellemzőek (Bartholy és Pongrácz 2007). Az extrémindexek többségénél (HWDI, Tx90, SU, Tx30GE, Tx35GE, Tn20GT) a hetvenes évek közepéig hűlésre utaló tendenciák érvényesültek, majd ezt követőn napjainkig melegedést regisztrálhatunk. Regionális átlagban csupán két index esetén (Tx10, Tx0LT) jelent meg ezzel ellentétes viselkedés, vagyis az 1961–1975-ös időszakban melegedő, s az 1976–2001-es időszakban hűlő trend. Ez utóbbi hűlés mértéke azonban csekély. Négy index esetében a teljes vizsgált időszakban, s a két részidőszakban egyaránt nagyrészt melegedést jelző trendeket találtunk. Ez a Tn10 (hideg éjszakák aránya), Tn-10LT (zord napok száma), FD (fagyos napok száma) indexek esetén csökkenő tendenciát jelent, míg a Tn90 (meleg éjszakák aránya) paraméternél növekvő gyakoriságot.

A nyári időszak napi maximum-hőmérsékleteinek alakulását három extrémindex követi:

  1. a nyári napok száma (SU: Tmax > 25°C),

  2. a hőségnapok száma (Tx30GE: Tmax >= 30°C),

  3. a forró napok száma (Tx35GE: Tmax >= 35°C).

Ezek az indexek mind a teljes 1976–2001-es, mind az 1976–2001-es időszakban növekedő tendenciájúak, s a kezdeti 1961–1975-ös időszakban negatív trendűek. A Kárpát-medence állomásonkénti évtizedes tendenciáit a nagyobb esetszámú SU és Tx30GE indexekre tekintve az erős növekedő tendencia (általában évtizedenként több mint 6 napos nagyságrenddel) egyik állomáson sem vitatható egyik paraméter esetén sem.

2. A városi hőszigethatás vizsgálata műholdképek felhasználásával

Az épített környezet, a mesterséges felszínek (beton, aszfalt, tetőcserép) sugárzáselnyelő tulajdonsága és hőkapacitása eltér a természetes felszínekétől. Emiatt városi környezetben nagyobb hőmérsékletet mérhetünk, mint a természetes környezetben, e jelenséget városi hőszigetnek nevezzük. A nagyobb átlagértékek mellett a pozitív hőmérsékleti szélsőségek is intenzívebben jelentkeznek.

A műholdas adatoknak a városklimatológiában való alkalmazására az 1970-es évektől kezdve a nagy felbontású műholdak megjelenésével nyílt lehetőség. Bár az első ilyen vizsgálatok még durva (8–10 km/pixel) felbontású műholdképeket használtak, derült égbolt esetén már ezek is alkalmasak voltak a városi hősziget észlelésére, a hősziget változásainak vizsgálatára. A műholdak felbontásának javulásával – mely esetenként akár néhányszor 10 méteres finomságú – lehetővé vált a városi hősziget szerkezetének részletesebb, térben folytonos feltárása. Az elmúlt évtizedekben a világ több nagyvárosára vonatkozóan történtek ilyen elemzések. Magyarország, illetve a közép-európai térség nagyvárosait az ELTE Meteorológiai Tanszékén vizsgálják (Dezső et al. 2005, 2010, Pongrácz et al. 2005, 2010).

A felszínhőmérséklet alapján beazonosíthatók Budapest XI. kerületének hűvös és forró pontjai (2.4.5.4. ábra).

2.4.5.4. ábra

Elemzéseink alapján látható, hogy Budapest egy kisebb területén (XI. kerület) is milyen óriási eltéréseket okozhat a különböző beépítettség, a zöld területek aránya vagy az épített környezetben felhasznált anyagok közötti különbségek. Egy meleg nyári napon a kerület jelentős részén az érzékelt felszínhőmérséklet legalább 10 °C-kal meghaladja a városkörnyéki átlagos felszínhőmérsékletet, mely a példaként bemutatott napon elérte a 30 °C-ot. A Duna felszínhőmérséklete viszont ugyanennyivel volt hidegebb ezen a napon. Néhány példát emelünk ki az ábráról a számokkal azonosított objektumok közül:

  • A Kelenföldi pályaudvar (6) és a Kelenföldi Buszgarázs (5) rendre 12 °C-kal, illetve 18 °C-kal haladja meg a városkörnyék átlagos felszínhőmérsékletét.

  • A különböző nagykiterjedésű, lapos tetejű csarnoképületek és a körülöttük lévő aszfaltburkolatok felszíne (4, 9, 12) mintegy 15–18 °C-kal melegebb volt a városkörnyéki átlagos felszínhőmérsékletnél.

  • A kerület hűvös térségei: a Kamaraerdő, a Sas-hegy és a Gellért-hegy, ahol a városkörnyéki átlaghoz viszonyítva 2–6 °C-kal alacsonyabb hőmérsékletű a felszín, mely a sűrűbb vegetációval és helyenként a párszáz méteres szintkülönbséggel magyarázható.

A leckéhez kapcsolódó további kiegészítő információk

A lecke célja Magyarország éghajlatának megismerése. Ebben a modulban a sugárzási és hőmérsékleti viszonyok térbeli és időbeli eloszlását, valamint ezek szélsőségeit tekintjük át. A becsült tanulási idő témánként 0,4 óra, a teljes leckére 2 óra.