Globális felmelegedés: A téli hidegrekordok eltűnnek, a melegrekordokból egyre több lesz
A tél a legváltozékonyabb évszak Magyarországon, így hideg- és melegrekordok egyaránt előfordulhatnak. Ugyanakkor a 21. század elején, különösen az elmúlt 10 évben látványos eltolódásnak vagyunk a szemtanúi: miközben a melegrekordok száma még továbbra is változékonyabb vagy enyhén nő, addig a hidegrekordok száma kiszámíthatóan és folyamatosan csökken, sőt, napjainkban már alig jelentkezik. A jelenkori csökkenés különösen az ország keleti és nyugati felében a legszembetűnőbb. A pesszimista éghajlati forgatókönyv szerint a most megfigyelt változások a század második felétől fognak igazán intenzívvé válni. A század végére teljesen eltűnhetnek a hidegrekordok, míg a melegrekordok száma tovább nő. Csak látszólag lehet annak örülni, hogy a klímaváltozás miatt a jövőben több enyhe, tavaszias napra számíthatunk télen, mert ezzel párhuzamosan az összes többi évszak is forróbb lesz, a természetes környezet vagy a mezőgazdaság alkalmazkodása pedig kérdéses. Szabó Péter és Pongrácz Rita elemzése.
Ezeket láttad már?
Idén télen öt napon (ld. a lenti táblázatban) született új napi országos maximumhőmérsékleti rekord, ezzel szemben a minimumhőmérsékletben egyszer sem történt ilyen. Éghajlatunk természetes részeként időről időre olyan extrém értékeket mérünk, amelyek korábban még sosem fordultak elő: azaz adott napon a hőmérsékleti szélsőségek változatlan éghajlat esetén is megdőlnek. Annak, hogy a következő években megdőljön egy adott napi rekord, változatlan klíma esetén egyre kisebb és kisebb a valószínűsége: az esély évről évre exponenciálisan csökken, míg a változó éghajlati viszonyokkal egyre többször regisztrálhatunk új, soha nem látott szélsőséges értékeket.
Korábbi elemzéseinkben már foglalkoztunk azzal, hogy mennyivel csökkent Magyarországon a fagyos napok száma és a havazás. Jelen cikkünkben arra keressük a választ, hogy a téli hideg- és melegrekordok vajon milyen gyakorisággal dőltek meg az utóbbi évtizedekben hazánkban, illetve mire számíthatunk a jövőben egy gyorsuló vagy lassuló globális felmelegedéssel számolva.
Az elemzésben kiindulásképpen változatlan éghajlati viszonyokat feltételezünk, s az ettől való eltérés jelzi azt, hogy a változás elindult, aminek hatására jól látható és különböző gyorsaságú trendek érzékelhetők. Az elemzést nem egyetlen országos vagy a budapesti adatsorra végezzük – ahogyan azt általában a hazai mérések rögzítik -, hanem az ország teljes területét vizsgáljuk, hiszen az egyes vidékeken különböző értékek jelentik a szélsőségeket. A feldolgozást az elérhető legjobb hazai megfigyelésekkel kezdjük, majd a jövőre vonatkozó, legújabb regionális éghajlati modellszimulációk bemutatásával folytatjuk, először mindig a hideg-, aztán a melegrekordok bemutatásával.
Változékony tél, mégis látható tendenciákkal – az elmúlt 20 év változásai
A tél egyértelműen a legváltozékonyabb évszakunk. Az évről évre jelentkező nagy különbségeket jól példázza, hogy 2006/07 telén (amit innentől csak a tél végével jelölve, 2007 telének nevezünk) extrém sok napon dőlt meg a helyi melegrekord az országban, ezzel szemben egyetlen napon sem fordult elő sehol hidegrekord; az ezt megelőző, 2006-os télen ennek épp az ellentétét regisztrálhattuk relatíve sok hidegrekorddal és nagyon kis területet érintő meleggel. Mindezek mellett olyan évet is találunk, amikor az átlagnál több volt mindkét szélsőségből (2002-ben), és persze olyat is (2013), amikor mindkettőből átlag alatti nap fordult elő.
A hidegrekordok a 2000-es évek elején még a melegekkel közel azonos mértékben és szórásban fordultak elő, szembetűnő azonban, hogy
a legutóbbi évtizedben a hidegrekordok száma nagyon jelentősen csökkent: az utóbbi 8 évben a relatíve hideg 2017-es telet kivéve az átlagnál jóval kevesebb napot és kisebb területet érintettek az extrém minimumok.
Ezzel szemben a melegrekordoknál végig jelentős volt a változékonyság az elmúlt 20 évben, az átlagosnál kissé több rekorddal. A legutolsó három télről talán még vannak emlékeink: szinte alig voltak minimumrekordok, míg melegrekordok az átlagos éghajlatnál néhány nappal többször jelentkeztek. Az idei tél is ilyen volt, de három-négy évből még nem vonhatunk le általános következtetéseket.
a: A téli hidegrekordok országos átlaga és térbeli eloszlása 2001 és 2020 között (nap)
b: A téli melegrekordok országos átlaga és térbeli eloszlása 2001 és 2020 között (nap)
Ha azt vizsgáljuk meg, hogy ezek a hőmérsékleti rekordok az országon belül többségében hol jelentkeztek az elmúlt 20 évben, akkor azt láthatjuk (2. ábra), hogy az ország nyugati és északkeleti részén a változatlan éghajlatnál kevesebb hidegrekord fordult elő, míg a középső területeken az átlagosnál több. Mivel ezek az értékek legfeljebb évi fél-egy napos különbséget jelentenek, ezért nem is adnak szignifikáns eltérést a változatlan klímához viszonyítva. Ha a legutóbbi 10 év rekordjainak térbeli eloszlását vizsgáljuk csak, akkor az ország legnagyobb részén jóval kevesebb hidegrekordot találunk, és az így kapott eltérések egyértelműen szignifikánsak is.
2021 szélsőséges időjárásai a jövőnket vetíthették előre
A melegrekordok elsősorban az ország déli és keleti részén fordultak elő az elmúlt 20 év alatt, a változatlan klímánál átlagosan évi egy nappal többször, és ez statisztikailag szignifikáns eltérést is jelent arrafelé. Ez elsősorban a szélsőségesen meleg és rekordokkal teli 2007-es téllel magyarázható. Ha a 20 év helyett ez esetben is csak a legutolsó 10 évet vizsgáljuk, akkor a melegrekordokra egyáltalán nem kapunk olyan nagy pozitív eltérést a változatlan klímától, hanem inkább az a körüli jelentős természetes ingadozás a jellemző.
Ha erősödik a klímaváltozás, akkor elbúcsúzhatunk a rekord hidegektől
A század végéig hátralévő évtizedekre két jövőbeli forgatókönyv szerint mutatjuk be a klímamodellek eredményeit (3. ábra): ezzel azt vizsgáljuk, hogy mekkora az emberi tevékenység szerepe a hőmérsékleti rekordok előfordulásában. Az optimista (RCP4.5) forgatókönyv kisebb mértékű antropogén hatással számol, míg a pesszimista forgatókönyv azt feltételezi, hogy az üvegházhatású gázok kibocsátása a jelenlegi ütemben folytatódik tovább. Tehát ez utóbbi jövőkép (az RCP8.5) jelzi az emberiség nagyobb felelősségét.
Míg a most indult évtizedben még találunk a változatlan klímánál akár több hidegrekordot is jelző modellt, addig
2030-tól egyre kevesebb ilyen napot adnak a modellek, gyakorlatilag a század végéig csökkenő tendenciát láthatunk, olyannyira, hogy a pesszimista forgatókönyv szerint ezek meg is szűnnek.
Egyetlen kivétel a század legvége, amikorra az optimista jövőkép szerint már nem melegszik tovább az éghajlatunk, és az akkori klímában újra előfordulhatnak majd “extrémebb” téli hidegek is.
A melegrekordoknál a jelenlegi évtizedben még a belső változékonyságnak is van szerepe, hiszen a változatlan klímához képest több és kevesebb rekord előfordulását is jelzik egyes modellek. Annak, hogy a zöldebb vagy az eddigi kibocsátásokat folytató, az emberiség felelősségét tovább növelő jövőképet követjük, a század közepétől van jelentősége, olyannyira, hogy
2080-tól a két forgatókönyv között már átfedés sincs: azaz a pesszimistább jövő szerint tovább erősödő melegrekordokra számíthatunk, míg az optimistább szerint már kissé megnyugvó éghajlatra és csökkenő számú rekordra van kilátás.
Különösen az északi és keleti országrészekben várhatóak nagy változások
A jövőbeli rekordok térbeli eloszlásának vizsgálatakor most áttérünk a két évtized alatt bekövetkezett események számára és a klímamodellek által adott átlagos jelre. A hidegrekordok elsősorban északon és keleten fognak várhatóan jobban csökkenni (4. ábra), olyannyira, hogy
a század legvégére az ország középső felén teljesen meg is szűnnek a hidegrekordok a pesszimista jövőképet követve,
míg az optimista jövőkép szerint ekkor már újból kissé több hidegrekord fordulhat elő az említett megnyugvó éghajlat és a belső változékonyság erősödése miatt.
80 millió állás szűnhet meg globálisan 2030-ig a fokozódó hőstressz miatt
A melegrekordok esetében a két forgatókönyv szerint egyértelműen eltérő eredményeket kapunk (5. ábra): az optimistább szerint a század közepére az átlagosnál kevesebb maximumrekord várható az ország legnagyobb részén, és már innen kezdve különböző lesz az emberi tevékenységre adott válasz is. A pesszimista jövőképre reagálva a modellek átlagosan egyre növekvő számú melegrekordokat jeleznek annak ellenére, hogy azok megdőlési valószínűsége idővel folyamatosan csökken.
Ez az Északi-középhegységet érinti leginkább.
Csak látszólag jó hír az enyhébb tél
Összegezve tehát elmondhatjuk, hogy: (1) A téli hidegrekordok megfigyelt száma a legutóbbi évtizedben nagyon lecsökkent, főleg az ország keleti és nyugati felében. A melegrekordoknál az eddigiekben a változékonyság dominált. (2) A téli hidegrekordok a jövőben tovább csökkennek, 2100-ra pedig teljesen eltűnhetnek a pesszimista forgatókönyv szerint. (3) A téli melegrekordok bekövetkezési valószínűsége nem csökken, sőt, a század végére jelentősen erősödik is a pesszimista forgatókönyv szerint. (4) Az emberi tevékenység hatása 2060-tól jelentkezik, és 2080-tól vitathatatlanná válik a két forgatókönyv közötti különbség miatt.
Mindezeknek persze hajlamosak lehetünk inkább örülni, hiszen úgy tűnik, a jövőben egyre több, kellemes hőmérsékletű tavaszi napot élhetünk majd át a téli meleg rekordokkal, ahogy kevesebbszer számíthatunk extrém hideg napokra is.
A rekordok azonban nem állnak meg télen, és valószínűleg a nyári rekordokat már nem fogjuk ilyen örömmel fogadni, valamint problémát jelent az is, hogy a természeti környezet és a mezőgazdaság sem tud olyan könnyen alkalmazkodni ezekhez az új, soha nem látott értékekhez.
Szerzők: Szabó Péter, Pongrácz Rita
Az ingyenesen hozzáférhető regionális modelleredményekért köszönet illeti az Euro-CORDEX konzorcium modellező intézeteinek tagjait, a hazai megfigyelésekért pedig az Országos Meteorológiai Szolgálatot.
Rövid tudományos módszertan:
1. Rekorddöntések, szignifikancia-vizsgálat, megfigyelések:
Rekorddöntések két folyamat eredményeként történhetnek: (1) változatlan klíma esetén a rendszer belső változékonysága megváltozik, vagyis az adott meteorológiai változó szórása megnő, és eközben az adott napra vonatkozó rekorddöntés valószínűsége az n. évre 1/(n+1) valószínűséggel csökken; vagy (2) éghajlatunk változni kezd, és egy adott meteorológiai változóra vonatkozó eloszlás eltolódik negatív vagy pozitív irányba. Ekkor a negatív vagy pozitív rekorddöntés valószínűsége nem csökken az évek múltával, hanem növekszik.
Elemzéseinkben általában két hosszabb időszak közötti különbséget, azaz a változást vagy az adott idő alatt bekövetkezett átlagos változást, a trendet mutatjuk be; jelen tanulmányban azonban a változatlan klímát feltételező, exponenciálisan csökkenő valószínűségi értékektől vett eltérést közöljük. A megfigyelésekre statisztikai Welch-próbával vizsgáltuk, hogy a változatlan klímától vett eltérés szignifikáns-e, melyet erősen befolyásol a belső változékonyságot reprezentáló évek közötti változékonyság, azaz a szórás nagysága. Az eredményeket 90%-os megbízhatósági szint mellett közöljük.
Elemzésünkhöz az elérhető legjobb hazai, ellenőrzött, szabályos rácsra interpolált ún. HUGRID megfigyelési adatbázis (melyet az Országos Meteorológiai Szolgálat állított össze) szolgáltatta az utolsó 50 év (1971-2020) méréseire bemutatott eredményeit. Az adatsor által lefedett időszak nem teszi lehetővé az 1971 előtti rekordok ismeretét, de ez nem is okoz problémát a vizsgálatban, mivel éghajlatunk elsősorban ezután kezdett el változni. A rácsponti adatbázis lehetővé teszi, hogy az elemzés során minden egyes napra és rácspontra elvégezzük azt a tesztet, hogy az előző években előfordult-e a korábbi minimumhőmérsékletnél kisebb (=hidegrekord) vagy a korábbi maximumhőmérsékletnél nagyobb (=melegrekord) érték. A teleket a szokásos december-februári időszakként egyben kezeljük, és az ábrákon feltüntetett évek a februárokhoz tartozó évet jelentik.
2. Regionális klímamodellek, forgatókönyvek és hibakorrekció:
A teljes földi éghajlati rendszert és a rendszer elemei közötti fizikai folyamatokat globális klímamodellekkel szimuláljuk. Egy kisebb térség, pl. hazánk éghajlatának részletesebb vizsgálatához azonban regionális klímamodellekre van szükségünk, hiszen azok a légköri folyamatokat pontosabban és finomabb térbeli felbontással írják le, mint a globális modellek. Az Európára elérhető regionális modellek historikus szimulációi 1971-től, a megfigyelések elérhetőségének kezdetével összhangban, és 2005-ig állnak rendelkezésünkre, míg a jövőre vonatkozóan, 2006-tól indítva 2100-ig azt szimuláljuk, hogy két, hipotetikus üvegházgáz-kibocsátási forgatókönyvre (az optimistább RCP4.5-re és a pesszimista RCP8.5-re) hogyan reagál az éghajlati rendszer. Amennyiben megindul az üvegházhatású gázok kibocsátásért felelős emberi tevékenységek jelentősebb visszafogása, úgy optimistább jövőképről beszélünk, míg a pesszimista forgatókönyv szerint a jelenlegi ütemben folytatódik majd a fosszilis energiaforrások felhasználása és az emberiség energiaigényének növekedése.
Az éghajlati modellszimulációk nem tökéletesek, a meteorológiai változóktól függően kisebb-nagyobb hibával terheltek a megfigyelésekhez képest. A hibák javításához általában hibakorrekciós módszerre van szükségünk, de jelen módszertan során a szisztematikus hibák önmagukat ejtik ki, hiszen az adott (pl. a megfigyelésnél melegebb) modell adott évét önmaga korábbi (hasonlóan melegebb) eredményeihez viszonyítjuk és nem a megfigyelésekhez, így nincs szükség hibakorrekcióra.
Jelen elemzésben az Európa egészét 10 km-es rácsfelbontással lefedő, ún. Euro-CORDEX együttműködés keretében futtatott hat különböző regionális klímamodell-szimulációt tekintettünk. Ezen hattagú együttes már megfelelően tudja reprezentálni a modellek különbözőségéből eredő bizonytalanságot, illetve ezeket mindkét említett forgatókönyvvel meghajtva az emberi tevékenység jövőbeli alakulásából származó bizonytalanságot is. Mivel a vizsgált modellek mindegyike másképpen reagál a forgatókönyvek általi jövőbeli kényszerekre, ezért a modellek átlaga mellett a minimális és maximális jelet adó modellértéket is megjelenítjük, hogy a bizonytalanságot jobban érzékeltethessük. Továbbá, mivel a klímamodellek nem képesek az egyes jövőbeli évek beazonosítására, ezért legalább évtizedes átlagokat közlünk.
Ha szeretnél még több izgalmas cikket olvasni az éghajlatváltozásról, akkor mindenképpen érdemes ellátogatnod a másfelfok.hu oldalra, ahol rengeteg érdekes téma közül választhatsz.
