Ugrás a tartalomhoz

Települési csapadékvíz gazdálkodás

Köles Péter (2011)

Szent István Egyetem

4.2 Szélsőséges vízháztartások következményei

4.2 Szélsőséges vízháztartások következményei

A tenyészidőszakban rendelkezésre álló vízmennyiség, hőmérséklet és egyéb környezeti tényezők, közvetlenül meghatározzák a növekedés ütemét, és a növények terméshozamát.

Széchenyi szerint: "A vizek szabályozásának fő célja nem csupán az ártól való 
megszabadulás, hanem és végeredményben főleg az, hogy a mederbe szorított víz fölöslegét 
alkalmas csatornákon oda lehessen vezetni, ahol, és amikor arra szükség van”.

Az éghajlati szélsőségek hatásainak jellege és súlyossága nem csak magukon a szélsőségeken múlik, hanem a kitettségen és a sérülékenységen is. Ebben a jelentésben a káros hatások abban az esetben minősülnek természeti katasztrófának, ha kiterjedt kárt okoznak, és súlyosan megváltoztatják a közösségek vagy társadalmak normális működését.

Az éghajlati szélsőségeket, a kitettséget és a sérülékenységet, egy sor tényező befolyásolja, többek között az antropogén eredetű éghajlatváltozás, az éghajlat természetes változékonysága és a társadalmi-gazdasági fejlődés. Az éghajlatváltozás fő hatásai közé tartozik az is, hogy nemcsak a hőmérsékletben és a csapadék eloszlásában világszerte történik változás, ami különböző területeken jó vagy rossz lehet, hanem ezen esőzések vagy aszályok súlyosságának mértéke is óriási lehet. Tudnunk kell, hogy ezek a hatások nagyok és esetleg pusztító hatásúak lehetnek.

Regionális szinten az éghajlati eredetű árvizek mértékének és gyakoriságának megfigyelt változásai is várhatók.

4.4. ábra. Különböző termőhelyeken termesztett kukoricaállomány

A 4.4. ábrán a Zimbabwében kukoricatábláról készült képek átlagos csapadékviszonyú és aszályos időszak alatti állapotot mutatják be, illetve egy az USA-ban lévő kukoricatábla növényállományát.

A termésmennyiség jelentősen változhat attól függően, hogy a bolygó melyik részén termesztjük. A képen látható állománykülönbség nem csak az eltérő termőhely és környezeti adottságok következménye, hanem a termesztéstechnika és tudás-feltételrendszer különbözőségéből is fakad.

A mezőgazdaságban a vízgazdálkodási szélsőértékek, amikor túl kevés víz, (pl. aszály) vagy a túl sok víz (pl. belvíz). A hőhullámok hatására, a gleccserek visszahúzódása és/vagy az állandóan fagyott talaj degradációja hatással lesznek számos magashegyvidéki jelenségre, például a hegyoldalak instabilitására, a lavinákra és földcsuszamlásokra, valamint a gleccsertavakból eredő hirtelen árvizekre. Szintén várható, hogy a nagy csapadékmennyiséggel járó események gyakoriságváltozásai néhány régióban hatással lesznek a földcsuszamlásokra.

Vízbőség esetén a fölös víz kiszorítja a levegőt a talajból, gátolja a növények fejlődését, kedvezőtlen irányba tereli a talaj mikrobiális tevékenységét és káros redukciós folyamatok kialakításával rontja a talaj minőségét. Az erős záporok növelik a hirtelen árhullámok kockázatát, ugyanakkor a magyarországi folyók – évtizedeken belül – nyaranta a jelenleg szokásos szint felére apadhatnak. A talajvíz szintje a megfelelő utánpótlás híján süllyedni fog, főként a völgyekben és az alacsonyabb területeken, például az Alföldön. Emiatt a szakemberek az elemi károk mértékének 2-4 százalékos éves emelkedésével számolnak a mezőgazdaságban. Az ország területének egynegyede fekszik a mind gyakoribbá váló rendkívüli árvizek szintje alatt, közel hétezer település (mintegy 2,5 millió lakossal), valamint a megművelt földek harmada, a vasútvonalak 32, és a közutak 15 százaléka van veszélynek kitéve.

A csapadékkal kapcsolatos jelenségek nagyobb bizonytalanságúak, a Föld és így Európa több térségben. Megfigyelhető a nagy csapadékot adó időjárási események és az árvizek gyakoriságának növekedése, ugyanakkor ennek ellenkezője is, az aszályok gyakoribbá és intenzívebbé válása. A világ néhány régiójában intenzívebb és hosszabb ideig tartó aszályokat figyeltek meg, különösen Dél-Európa és a Földközi-tenger térsége, Közép-Európa, Közép-Észak-Amerika, Közép-Amerika és Mexikó, Északkelet-Brazília és Dél-Afrika lesz ezzel érintett. Máshol az aszályok változására vonatkozó becslések mind az alkalmazott modelltől, mind a szárazsági indextől függően eltérőek, összességében alacsony megbízhatóságúak.

Például Nyugat-Afrikában, és más régiókban az aszályok ritkábbá, kevésbé intenzívvé vagy rövidebbé váltak, például Észak-Amerika középső részén és Északnyugat-Ausztráliában. a 21. század során néhány területen és évszakban az aszályok intenzívebbé válnak a csökkenő csapadék mennyiség és/vagy a növekvő párolgás következtében.

Valószínű, hogy a 21. században a Föld számos területén a nagycsapadékú események gyakorisága növekedni fog. Ez a trend különösen a magasabb földrajzi szélességekre és a trópusi régiókra lesz jellemző, valamint télen az északi félgömb közepes földrajzi szélességeire. Valószínű, hogy a trópusi ciklonokkal összefüggésbe hozható nagy csapadékú események száma a folytatódó melegedéssel tovább növekszik. Számos régióban annak ellenére növekedni fog a nagy csapadékú események száma, hogy a régióra jellemző trendek a teljes csapadékmennyiség csökkenését jelzik, amint az a 4.5 ábrán jól látható.

4.5 ábra. A szárazság két mutató alapján előrevetített éves változásai

Bal oszlop: egymást követő száraz napok maximális éves számának változása (consecutive dry days, CDD, az 1 mm-t el nem érő csapadékösszegű napok). Jobb oszlop: talajnedvesség változásai (a talajnedvesség átlagtól való eltérései - soil moisture anomalies, SMA). A növekvő szárazságot a sárgától pirosig terjedő, a csökkenő szárazságot a zöldtől kékig terjedő színskála jelöli.

A jövőre vonatkozó változásokat három 20-éves időszakon (1980–1999, 2046–2065 és 2081–2100) az évek közötti változékonyságot jellemző szórás egységében fejezik ki. Az ábrák két időszakra – 2046–2065-re és 2081–2100-ra – vonatkozó változást mutatnak a 20. század végéhez (1980–1999) viszonyítva. A jövőbeli változások a SRES A2 kibocsátási forgatókönyvet alkalmazó globális modell-szimulációk és a 20. század végére vonatkozó megfelelő modelleredmények különbségeként álltak elő. Az eredmények (a CDD esetében) 17 és (az SMA esetében) 15 globális éghajlati modellen alapulnak, melyek részei voltak a CMIP3-nak. A színezést azokon a területeken alkalmazták, ahol a modellek legalább 66%-a (CDD esetében 17-ből 12, SMA esetében 15-ből 10) egyezik a változás előjelében; pontozás azon régióknál került hozzáadásra, ahol az összes modell legalább 90%-a (CDD esetében 17-ből 16, SMA esetében 15-ből 14) egyezik a változás előjelében. Szürke árnyékolás jelzi, ahol a modellbecslések közötti egyezés nem elégséges (<66%).

Az aszály olyan időszak, amikor az átlagosnál jelentősen kevesebb csapadék hullik, vagy ha a csapadékmennyiség egészben véve eléri is a megszokottat, de a magas hőmérséklet miatt a talaj párolgási vesztesége jelentősen megnő, hosszabb időre terjedő szárazság áll be, a növényzet fejlődése a szükséges nedvesség hiánya miatt megáll, sőt a növényzet pusztulása is bekövetkezhet. . „Az éghajlatváltozás súlyosbítani fogja a vízszűkösséget a világ számos vízben szegény területén.”

Az aszálytípusok a következőek:

  • Légköri aszály: A légkör tartós, nagyfokú nedvességtartalom csökkenése, amely a növényi vízellátásban zavart okoz

  • Talajaszály: A talaj tartós, nagyfokú nedvességtartalom csökkenése, amely a növényi vízellátásban zavart okoz

  • Fiziológiai aszály: A növényi gyökér vízfelvételében zavar áll elő különböző környezeti tényezők hatására (alacsony talajhőmérséklet, miatt a víz nem felvehető, magas oldott sótartalom, mikroelem hiány).

Az aszály minősítése

Az aszályhelyzet többnyire az éghajlati elemekből, elsősorban a párolgás és a csapadék jellemzőiből képzett mutatókkal írható le. A potenciális ET, vagy a sugárzási, hőmérsékleti adatokat vetik össze a párolgáshoz rendelkezésre álló nedvességkészlettel, vagy csapadékkal. Az aszály értékelésére igen sok mérőszám van használatban, mi leginkább a Pálfai-féle Aszály Index (PAI) –t használjuk (6.5. ábra.)

Pálfai-féle aszályossági index PAI

A Pálfai-féle Aszály Index (PAI) az adott tárgyév április-augusztus időszak átlagos hőmérsékletének és a megelőző év októberétől a tárgyév augusztusáig tartó súlyozott csapadékösszegének hányadosa.

PAI0=100TIV−VIII/PX−VIII

ahol:

  • PAI0 az aszályindex alapértéke (C0/100 mm)

  • TIV-VIII a levegő középhőmérséklete április-augusztus időszakban (°C)

  • PX-VIII az október-augusztus időszak súlyozott csapadékösszege (mm)

A súlyozó tényező októberben 0,1, novemberben 0,4, decembertől áprilisig 0,5, májusban 0,8, júniusban 1,2, júliusban 1,6, augusztusban 0,9.

Ha a PAI értéke

  • <6, akkor nem beszélhetünk aszályról:

  • 6-8 közötti, akkor mérsékelt,

  • 8-10 között közepes erősségű

  • 10-12 között súlyos

  • >12 rendkívül súlyos aszályról beszélünk.

4.6 ábra. A PAI féle aszályossági index az Alföldön a Duna-Tisza közén

Magyarország egyes területei rendkívüli mértékben érintettek lehetnek aszállyal, amint azt az alábbi ábra is mutatja. Az Alföld legszélsőségesebb időjárási zónájában fekszik. A nyár meleg, és télen itt mérik a leghidegebbet.

A szélsőséges események nagy hatással lesznek az éghajlattal szorosan összefüggő szektorokra, mint például a vízgazdálkodás, a mezőgazdaság, az élelmiszerbiztonság, az erdészet, az egészségügy és a turizmus.

Sok esetben az éghajlatváltozása csupán egy a jövőbeli változást okozó tényezők közül, és helyi szinten nem szükségszerűen a legfontosabb. Az éghajlati eredetű szélsőségek előreláthatóan nagy hatással lesznek az infrastruktúrára is, bár a potenciális és az előre jelzett károkra vonatkozóan részletes elemzések csupán néhány országra, infrastruktúra típusra és szektorra történtek. A mérsékeltövi ciklonokból származó teljes veszteség szintén növekedni fog, azonban néhány területen csökkenés, vagy szinten maradás is lehetséges. Számos területen további védelmi intézkedések hiányában az áradásokból eredő veszteségek nőni fognak, a becsült változás mértéke nagyon eltérő lehet a területtől, az alkalmazott éghajlati forgatókönyvektől, valamint a vízfolyásokra és az áradások előfordulására ható tényezők értékelésének módszertanától függően.

Araujo et al. (2004) 1200 európai elterjedésű védett, rezervátumokban élő növényfaj lehetséges viselkedését elemezte (4.7 ábra).

Megállapította, hogy:

  1. a vizsgált fajok 5%-a számára teljesen megszűnnek a szükséges klimatikus feltételek Európában (tehát kihalásra vannak ítélve);

  2. a fajok 2%-a számára a jövőben éghajlatilag alkalmassá váló területek nem mutatnak átfedést a jelenlegi elterjedési területtel (így e fajok fennmaradása is meglehetősen bizonytalan) (6.6. ábra.)

4.7. ábra. A leginkább veszélyeztetett fajok. Európai elterjedési térképe: (a) azon fajok gyakorisága, amelyek számára várhatóan teljesen eltűnnek az éghajlatilag alkalmas területek Európából, b) azon fajok gyakorisága, ahol a faj jövőbeli megtelepedésére, fennmaradására alkalmassá váló területek nem mutatnak átfedést a jelenlegi elterjedési területtel (Forrás: Araujo et al. 2004 alapján).

Összefoglalás

Az egyik legfontosabb mezőgazdasági termelési tényező a víz. Részint vízhiány, ritkább esetben vízbőség formájában jelenik meg. Mindkét formája károsan befolyásolhatja a mezőgazdasági termelés eredményességét. Az éghajlat megváltozása következtében napjainkra extrém időjárásúakká váltak azok a területek, amelyeken a világ élelmiszertermelésének jelentős része folyik. A legfőbb problémát, várhatóan az aszály okozza. A megtermelhető élelmiszerek mennyisége csökken, szemben a rohamosan növekvő a termelési költségekkel. Jelenleg nem lehetséges megbízhatóan előrejelezni egy vízgyűjtő területen várható változásokat, de várható, hogy az éghajlat változása súlyosan befolyásolhatja a vízgazdálkodási rendszereket. A kormányoknak mindent meg kell tenni a vízgazdálkodás fejlesztésért, ami közvetlen hatással lesz a felhasználható lakossági és a gazdasági vízellátásra és a vízminőségre is.

Önellenőrző kérdések

  1. Válassza ki az alábbiak közül a helyes választ!

    Ha a PAI értéke nagyobb, mint 12, akkor

    1. nem beszélhetünk aszályról

    2. kis mértékű aszályról beszélhetünk

    3. rendkívül súlyos aszályról beszélünk

  2. Az éghajlatváltozás valóban sorsfordító lehet? Válassza ki az alábbiak közül a helyes választ!

    1. Nem, mivel a hőmérsékletnövekedés 80%-áért a szén-dioxid a felelős. Ez a többlet energia az éghajlati rendszert alapvetően nem módosítja.

    2. Gyakorlatilag kizárt, mivel a növényi kultúrák termésmennyiségi jellemzői az éghajlat változással arányosan alakulnak.

    3. Igen, mivel az elmúlt 20 évben az üvegházhatású gázok kibocsátása folyamatos növekedéssel 29%-kal emelkedett. A légköri természetes üvegházhatás az emberi tevékenység hatására ilyen arányban erősödött. Ez a többlet energia az éghajlati rendszert módosítja.

  3. Mi várható a vízháztartási szélsőhelyzetek kialakulásától? Folytassa, egészítse ki a felsorolást!

    A szélsőséges események nagy hatással lesznek az éghajlattal szorosan összefüggő szektorokra, így a:

    • vízgazdálkodásra,

    • …………………. .

    • …………………. .

    • …………………..

    • …………………..

    • …………………..