Nováky Béla Az éghajlatváltozás vizeinkre gyakorolt várható hatásai Impact of climate change on water resources in Hungary

Water shortage hazard and adaptive water management strategies in the HungarianSerbian cross-border region

Nováky Béla Az éghajlatváltozás vizeinkre gyakorolt várható hatásai Impact of climate change on water resources in Hungary

14 June 2013

Nováky Béla: Az éghajlatváltozás vizeinkre gyakorolt várható hatásai

A Föld éghajlata melegszik

The climate of the Earth is warming


Csökkent a sarki jégtakaró

2012

1984

Copenhagen Diagnosis, jameswright.worldpress.com

The Arctic sea ice extent decreases more quickly than it was predicted earlier by IPCC


A melegedés oka: üvegházgázok légköri koncentrációjának növekedése

Warming is caused by increase of greenhouse gases in atmosphere


A melegedés várhatóan folytatódik

IPCC 2007

Continued greenhouse gas emissions would cause further warming. The rate of warming depends on the emission and climate scenarios and can be in the interval 2-5°C.


Hazánkban a hőmérséklet minden évszakban és az évben emelkedik 7

ECHAM meghajtású RCM-ek

5

6 5

RegCM HIRHAM REMO

4 3

4 3

RCA RACMO

2

2

1

1

0 Ősz

Év

Tél

Tavasz

Nyár

Ősz

Év

2071-2100

6

6

5

5 CLM

4

RCA

4

3

RCA3

3

HadRM3Q 2

2

1

1

0 Tavasz

Nyár

Ősz

Év

Tél

Tavasz

2021-2050

7 Hőmérsékletváltozás (°C)

Bartholy és Pongrácz 2013

0 Tél

ARPEGE

-a meghajtó GCM-től

7

HadCM meghajtású RCM-ek

Hőmérsékletváltozás mérsékletváltozás (°C)

Nyár

2021-2050

7 Hőmérsékletváltozás mérsékletváltozás (°C)

Tavasz

Az emelkedés mértéke függ

- a regionális modelltől (RCM)

0 Tél

HadCM

Hőmérsékletváltozás (°C)

6

Nyár

Ősz

Év

2071-2100

7 6

6 ARPEGE meghajtású RCM-ek

5

5

4

4

HIRHAM 3

3

ALADIN 2

2

1

1

0



ECHAM

2071-2100

2021-2050

7

0

Tél

Tavasz

Nyár

Ősz

Év

Tél

Tavasz

Nyár

Ősz

Év

In Hungary the temperature rise is expected in year and in all of the seasons. The rate of warming depends on the selected GCMs and regional climate model


Várható csapadékváltozás (%)

Az évi csapadék alig változik, kismértékű csökkenése lehetséges, Jelentős a csapadék éven belüli átrendeződése

30 2021-2050

2071-2100

20 10 0 -10 -20 -30 J

F

M

A

M

J

J

A

S

O

N

D

Bartholy és Pongrácz 2013

The annual precipitation is expected to decrease slightly with considerable seasonal shifts, i. e. mostly increase in winter and decrease in summer


A szélsőséges időjárási események gyakorisága és intenzitása nő 2071-2100

Tél

Ősz

Autumn

Winter %

Days with precipitation > 20 mm

Tavasz Nyár

Summer

Ősz

Spring

2071-2100

Tél

Tavasz

2021-2050

Nyár

2021-2050

%

Consecutive Dry Days (< 1 mm)

Frequency and intensity of extreme meteorological events are expected to increase


A vízjárás érzékeny az éghajlatra, az éghajlatváltozás hatással lesz a vízjárásra

Források (sources): Egyes korai hatásvizsgálatok (empirikusstatisztikus eljárások) – some earlier impact analyses using mainly empiricalstatistical methods Nemzetközi projektek: CLAVIER, EULAKES – International projects Európai hatásvizsgálatok – Europe-wide projects Béla Nováky and Gábor Bálint (2013). Shifts and Modification of the Hydrological Regime Under Climate Change in Hungary, Climate Change - Realities, Impacts Over Ice Cap, Sea Level and Risks, Prof. Bharat Raj Singh (Ed.), ISBN: 978-953-51-0934-1, InTech, DOI: 10.5772/54768. Available from: http://www.intechopen.com/books


Éghajlatváltozás

Éghajlat ariditása nő, téli csapadék nő, nyári csapadék csökken Climate change

Increasing aridity of climate, precipitation is expected to increase in winter, and to decrease in summer

Hidrológiai hatás

Évi lefolyás csökken, az évi lefolyás éven belüli megoszlása változik: téli lefolyás nő, nyári lefolyás csökken Hydrological impact

Decreasing annual runoff, changing seasonal distribution of annual runoff: increasing runoff in winter and decreasing in summer


Az ariditási index és a lefolyási tényező közötti nem-lineáris kapcsolat

With increase of aridity index the runoff coefficient decreases Aridity index

1

1

0 Runoff coefficient

Non-linear relationship between aridity index and runoff coefficient


CLAVIER-projekt (CLimate ChAnge and Variability: Impact on Central and Eastern EuRope) projekt: Magyarország, Románia és Bulgária • Közepes kibocsátási forgatókönyv A1B • ECHAM5 GCM • REMO 5.7 regionális modell • VITUKI-NHFS és VIDRA konceptuális hidrológiai modellek • Referencia időszak 1961-1990 • Előrejelzési időszak: 2021-2050 • Évi lefolyás, havi lefolyás, árvizek Comprehensive climate impact assessment was carried out within the frame of CLAVIER project for the Tisza Basin. Hydrological projections are based on regional climate model REMO 5.7 under A1B emission scenario and ECHAM5 global climate model. The reference period 1961-1990 and the projected period 2021-2050 were used.


Az évi, téli és nyári csapadék változása a Tisza vízgyűjtőjében (%) Annual

Winter

Summer

Bálint et al. 2010

Changes of annual, winter and summer precipitation on Tisza Basin (%)


Zagyva

Bodrog Upper-Tisza

Szamos

Chnages in mean discharge, %

Az évi és évszakos lefolyás változása (%) Upper-Tisza 35 30 25 20 15 10 5 0 -5

Winter

Spring Szamos

Summer Bodrog

Maros

Autumn

Annual

Tisza

30 25 20 15 10

Maros

5 0

Tisza

-5 -10 -15 -20

Bálint et al. 2010

Tél

Tavasz

Nyár

Ősz

Év

Decrease of annual flow throughout the region with significant spatial variability, some increase for the Upper Tisza. Monthly flow increases in winter, and decreases in other months with significant spatial variability


Az évi lefolyás csökkenő, de nem szignifikáns tendenciái 150

Zagyva

Évi lefolyás, mm

125 100 75 50 25 0 1900

Nováky 2011 1910

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

Nováky 2011

2000

2010

Évi lefolyás, mm

2000

Zala

1500

1000

Zala

500

Varga 2012 0 1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

Zagyva

2010

Decreasing but non-significant trends in annual flow are detected on some rivers, particularly on small streams (Zala, Zagyva)


A Duna évi közepes vízhozama nem változott

Duna (Pozsony/Bratislava) évi (és maximális) lefolyása

Pekarova et al. 2008

Differently results were received for the upstream station Bratislava where no trend is proved in annual flow for the period 1876-2008


Monthly mean discharge (m3/s)

Duna (Bratislava) havi lefolyása áprilisban nőtt, augusztusban csökkent April

5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000

April

1500 1000 500 0 1876

1886

1896

1906

1916

1926

1936

1946

1956

1966

1956

1966

1976

1986

1996

2006

Monthly mean discharge (m3/s)

5000

August

4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0

1876

1886

1896

1906

1916

1926

1936

1946

1976

1986

1996

2006

Pekarova et al. 2008

At Bratislava a decrease in monthly flow is detected in summer (MayAugust), an increase in winter and spring (November-April) month during the period 1876-2007


Éghajlatváltozás

Nyáron a csapadék csökken, hőmérséklet emelkedik

Climate change

Decreasing precipitation, increasing temperature in summer

Hidrológiai hatás

Csökkenő nyári lefolyás, hasznosítható vízkészlet csökken, kisvizek tartóssága nő Hydrological impact

Decreasing runoff in summer, water resources available decreases


A nyári időszak kisvizei jelentősen csökkenek a 21. század végéig

Feyen and Dankers 2008; EEA 2012

A2 - HadCM3 – HIRHAM - LISFLOOD

Projected change in mean annual (left) and summer minimum 7day river flow between 2071-2100 and the reference period 19611990 (EEA )


A Duna nyári kisvízhozamának jelentős csökkenését jelzik előre Duna németországi szakasza, NM7Q50

Többféle generált időjárási idősor

Mauser et al. 2008

Climate impact analyses made for the Upper Danube are based on A1B, regional climate models REMO, MM5 and PROMET hydrological model. To evaluate the uncertainty 12 realization of the same climate scenario were created by a synthetic weather generator. All hydrological simulations indicate a significant change in low flow


A kisvízhozamok növekvő tendenciát mutatnak számos vízfolyáson

100

12

Szamos Szatmárnémeti

ÉviMin ÉviNapiKözMin

80

140 Qmin

10

Qnapi köz min Lineáris (Qnapi köz min)

Lineáris (ÉviNapiKözMin)

Fekete-Körös Nagyzerind

Q (m3/s)

Q(m3/s)

6

80 60

4

40 20

2

20

2001

1991

1981

1971

1961

0 1951

2004

1994

1984

1974

1964

2003

1993

1983

1973

1963

1954

0

0

1953

Q (m3/s)

Maros Arad

100

8

60

40

Qmin Qnapi köz min Lineáris (Qnapi köz min)

120

Konecsny 2009-2011

Time series of annual minima, and other low flow parameters (duration of low flow period, the deficit during flow periods) for several streams (Tisza, Szamos, Körös, Maros, Zagyva etc.) show increasing tendency


A tározó üzembe helyezése után a kisvízhozam „ugrásszerűen” nőtt

Konecsny-Sorocovschi 1996

Water reservoir The increasing tendency can be mainly explained by water management measurement (runoff regulation, transfer from groundwater abstraction)


A Zagyva kisvizeinek szeparálása éghajlati és nem-éghajlati hatások szerint

Calculated anthropogenic low flow

Calculated anthropogenic and climatic low flow

Observed low flow

25

Low flow, mm

20

15 Calculated 10

5

0 1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Konecsny & Nováky 2011

Time series of low flow can be analyzed correctly by the separation of observed low flow time series into anthropogenic and climatically determined components (Zagyva - Jásztelek)


Az aszályindex változása

PAI*/PAI = (1 + ∆T/T)(1 + ∆P/P) -1 35

Jelenlegi helyzet TIV-VIII = 16,8°C PX-VIII = 570 mm

25 20 15 10

Aszályindex növekedése, %

30

P* = 6,37 1990-es évek aszályhelyzete

5 0 2

15

1,5

10

1

5 0,5

Hőmérséklet növekedés, °C

2,5 0

Csapadék csökkenés, %

0

Nováky 2005

Reduction of precipitation by 15% and rise of temperature by 1,5 °C would lead to increase of aridity index averaged for Hungary to 6,37 which is typical for dry period 1991-2000 years


Éghajlatváltozás

Hidrológiai hatás

Csökkenő természetes Hőmérséklet nő, csapadék kissé csökken vagy változatlan, vízkészlet, várhatóan romló vízmérleg várhatóan csökken, éghajlat ariditása nő Climate change

Increasing temperature, decreasing or no changed precipitation, increasing aridity of climate

Hydrological impact

Decreasing natural water resources, water budget is uncertain likely is worsening

Természetes vízkészlet = csapadék + hozzáfolyás - párolgás Natural water resources = Precipitation + Inflow to lake – Evaporation


A Balaton természetes vízkészletének változása – EULAKES-projekt

Hőmérséklet/Temperature

Varga 2012

Csapadék/Precipitation

Évi/annual: világos kék/light blue Nyár/summer: piros/red Water balance of Lake Balaton was investigated in frame of EULAKESproject. A1B emission scenario, ECAHM5/MPI-OM, Cosmo-CLM. Reference period is 1971-2000


A Balaton évi természetes vízkészletének változása a 21. század végéig

Varga 2012

The water balance of Balaton is projected to improve until 20012030, after that to worsen. After 2050 no outflow is expected from the lake


2500

2000

Évi TVK, mm

Annual natural water resources resources, mm

A Balaton természetes vízkészlete 1921-2011 között

1500

1000

500

0

-500 1921

1931

1941

1951

1961

1971

1981

1991

2001

2011

Nováky 2013

Annual natural water resources shows a decreasing tendency during the period from 1921 to 2011, and became negative after 2000. The tendency is statistically significant


Az évi ariditási tényező és az évi TVK kapcsolata

2,5 Ariditási tényez tényező, 100T/P

Aridity index, 100T/P

3

2

1,5

1

0,5 -200

200

600

1000

1400

1800

2200

TVK, m m Natural waterÉviresources, mm

Nováky 2013

Relationship between the natural water resources and aridity index. Aridity index is calculated as the rate of annual mean temperature to annual precipitation


Éghajlatváltozás

Hidrológiai hatás

Hőmérséklet nő

Vízhőmérséklet nő, jégjelenségek csökkennek

Climate change

Hydrological impact

Increasing temperature

Increasing water temperature, decreasing ice phenomena


A vízhőmérséklet növekszik 1974-2011 között

Duna, Baja

Nováky 2011

The number of days with water temperature exceeding 20°C and 24 °C thresholds show an upward trend with the rate of 10 days/decade for the 20 °C and 1,5 days/decade for 24°C thresholds


A jégjelenségek később kezdődnek, és korábban érnek véget a Dunán

Takács 2011

Earlier break-up and start of ice free conditions were observed at all investigated river reaches on the Danube


Climate change would pose additional challenges to water management The reduction of water resources may have adverse effects particularly in summer, limiting water uses connected to riverbeds (fishing, navigation) and water abstraction from rivers for agriculture, industry, and drinking water supply Warming climate is likely to lead to increasing water consumption for irrigation, fish ponds, and power station Reducing water resources and increasing water demand would result in more frequent conflicts between water uses, particularly in the region of the Hungarian Plain mostly prone to climate change Reducing water resources would make it difficult to maintain good ecological state in rivers and lakes as it is prescribed by the Water Framework Directive Maintaining prescribed regulation water levels in lakes will not be always possible limiting their recreational use. Climate change is likely to bring unfavourable changes for flood management Nováky & Bálint 2013

Nováky Béla Éghajlatváltozás és a felszíni vizeink

Köszönöm a figyelmet!

Nováky Béla

Nováky Béla Az éghajlatváltozás vizeinkre gyakorolt várható hatásai Impact of climate change on water resources in Hungary

Recommend Documents