Párolgásbecslő módszerek összehasonlító vizsgálata talajvízforgalmi modellezéssel
Az éghajlatváltozás szerteágazó kutatási irányai között jelentős helyet foglal el annak hatáselemzése. Az egyre szélsőségesebb körülmények következtében növekszik az igény a változások minél pontosabb leírására is. Mivel a klíma, illetve annak változása szoros kapcsolatban van a vízkörforgással, ezért úgy gondolom, munkánk hiánypótló lehet a gyakorlatban is.
Tudományos dolgozatomban ezért a földfelszín energiamérlegének és a hidrológiai körforgásnak meghatározó folyamatát, az evapotranszspirációt vizsgálom. Elsősorban a potenciális evapotranszsipráció (PET) becslési módszereit tekintem át, illetve talajvízforgalmi szimulációk segítségével értékelem, ezzel hozzájárulva és elősegítve a légkör-növény-talaj rendszer nehezen előre becsülhető viselkedésének a valósághoz legjobban közelítő leírását. Mint minden jelenség leírását, a PET meghatározás pontosságát is alapvetően a kiinduló adatok és a becslésre használt módszerek befolyásolják. Vizsgálataim során az eltérő adatbázisok és a számítási eljárások különbözőségéből származó eltéréseket értékelem ki, több magyarországi pontra. Ezen helyszínek kiválasztásában az eltérő meteorológiai viszonyok, a nagy talajtani változékonyság és a PET számítási cellák jelenléte kapja a fő szerepet.
Az elmúlt években a Kárpát-medencére több hosszú idejű, szabad hozzáférésű meteorológiai térképes adatbázis is elérhetővé vált. Munkám során ezek közül a FORESEE v3.1, illetve a CARPATCLIM idősorait dolgoztam fel. A CARPATCLIM adatbázis térbeli felbontása nagyobb (0.1˚ x 0.1˚) és az elérhető meteorológiai paraméterek köre is szélesebb, viszont csak a 1961-2010 időszakot fedi le. A FORESEE térbeli felbontása kisebb (0.16˚ x 0.16˚), viszont előnye, hogy a benne szereplő 1951-től induló historikus adatokat 10 klímaprojekcióval harmonizálták, így az adatbázis 2100-ig biztosít előrejelzett idősorokat.
Nincs széleskörűen használt direkt módszer a potenciális ET (PET) és a tényleges ET (AET) mérésére, helyette a szakirodalomban számos indirekt módszer ismert. Ezek egyik fontos csoportját jelentik a PET becslésére használt eljárások, mint például a Hargreaves, a Pristley-Taylor, a Makkink formulák, illetve a leginkább elfogadott és referenciának tekintett Penman-Monteith egyenlet. Ezek alapadat igénye és megbízhatósága is eltérő. A PET és AET értéke térben és időben rendkívül változékony, és nagymértékben függ a légkör-növény-talaj rendszer helyi és pillanatnyi sajátosságaitól. Célom volt, hogy a PET hidrológiai hatásait megismerjem, ezért talajszelvény szintű vízforgalmi modellszámítások segítségével vizsgáltam, hogy az egyes becslési eljárások hogyan módosítanák a talajszelvények vízmérlegét. A folyamatot HYDRUS-1D modellező szoftverben fiktív és valós talajszelvényekre vizsgáltam. Az egyes környezeti hatásokat lépcsőzetesen építettem a modellbe, hogy ezek befolyását külön tudjam értelmezni. Ennek megfelelően a talajszelvényeket kezdetben homogénként kezeltem, szabad alsó kifolyással, ahol vegetációt nem módosítottam, csupán a vizsgált talajszelvény vastagságát. Később ezt finomítom a MARTHA v3.0 adatbázisban elérhető talajszelvények és talajvízviszonyok valós felépítésével.
A hatáselemzésnek számos projektben gyakorlati jelentősége lehet, mivel a hidrológiai modellek sikeressége jelentős részben a peremfeltételi idősorok megbízhatóságán múlik. A statisztikai összehasonlító módszerek rávilágíthatnak, hogy az egyes eljárások szélsőértékeiben, várható értékeiben vagy egyéb mutatószámaiban térnek-e el. A Penman-Monteith referenciamódszerrel való összevetés lehetőséget ad arra (a múltra vonatkozóan), hogy a módszerek közti eltérésre korrekciót tudjak felállítani. Ez aztán hozzájárulhat ahhoz, hogy a klímaprojekciókat tartalmazó adatbázist és a kevesebb paramétert igénylő módszert felhasználva megbízhatóbb becslést (éghajlati hatáselemzést) tudjunk végezni a jövőre.
szerző
-
György Máté
Infrastruktúra-építőmérnök mesterszak (MSc)
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
helyezés
Egyetemi Hallgatói Képviselet I. helyezett