Osztott paraméterű éghajlat-lefolyás modell építése a Zala vízgyűjtőjén Gribovszki Zoltán ‒ Csáki Péter ‒ Kalicz Péter Nyugat-magyarországi Egyetem, Erdőmérnöki Kar, Geomatikai, Erdőfeltárási és Vízgazdálkodási Intézet
1
BEVEZETÉS Csapadék hasznosulás (P) Magyarországon: • Evapotranszspiráció (ET) ~90% • Lefolyás (R) ~10%
Klimatikus vízmérleg: P = ET + R ET meghatározásának fontossága: • vízmérleg-egyenlet pontosítása • éghajlatváltozás kutatása
• gyakorlati hasznosítási lehetőségek
(Brutsaert, 2005)
BEVEZETÉS Háromféle ET: • aktuális/területi ETA • potenciális ETP • nedves környezeti ETW
Komplementáris elmélet (CR, Bouchet, 1963): ETA + ETP = 2ETW
(http://www.sws.uiuc.edu/)
(Kovács, 2011 nyomán)
ANYAG ÉS MÓDSZER CREMAP területi párolgásmodell: Szilágyi és Kovács (2010) lineáris transzformáció: • MODIS felszíni hőmérséklet • párolgás értékek: WREVAP modell (Morton et al., 1985) validált modell (több vízgyűjtő-területen),1 km2-es felbontás (Kovács, 2011 nyomán)
(Kovács, 2011)
Többéves (2000-2008) átlagos párolgás:
Térbeli felbontás: 1 km2
(Szilágyi et al., 2011)
(Kovács, 2011 nyomán)
Budyko-model (P>ET) Vízháztartási mérleg
ETA/P
Energiaháztartási mérleg
ETA ariditási index (𝝓) függvényében való becslése Schreiber-egyenlet:
𝝓=ETP/P
(after Gerrits et al., 2009)
ANYAG ÉS MÓDSZER Potenciális párolgás (ETP) meghatározása Schreiber (1904) alapján: ETP kifejezhető egy Magyarország területére érvényesnek tekintett kádpárolgási egyenlet függvényeként is (Nováky, 2002): α: kalibrációs paraméter, alapvetően a felszínborítás függvényében változik (Keve és Nováky, 2010) α pixelenként számítható:
ANYAG ÉS MÓDSZER A Budyko-féle α paraméter nem használható, ha ETA > P Főként a talajvíz-feláramlási területek és nagyobb víztestek Az ilyen „vizenyős” területeken az ETA értéke általában jó összefüggésbe hozható az adott területre jellemző ETpan (kádpárolgás, U-kád) értékekkel (McMahon et al., 2012). Ezek hányadosa β, mely pixelenként számítható: Az α és a β paraméterek segítségévelaz ETA és az R (P-ETA) becsülhető a jövőre.
ZALA VÍZGYŰJTŐ Terület (km2)
Zala-Zalalövő
Zala-Zalaegerszeg
Zala-Zalabér
Zala-Zalaapáti
184,6
458,9
1168,1
1520,7
ZALA VÍZGYŰJTŐ Éves középhőmérséklet átlag (2000-2008): ~10.7°C
ZALA VÍZGYŰJTŐ Éves csapadékösszeg átlag (2000-2008): ~ 670 NY, DNY ~ 580 K
CREMAP ETA ‒ Validálás
Vízgyűjtő
P CCHUN
R VIZIG
Vízmérleg
CREMAP
Eltérés
Eltérés
területek
(mm)
(mm)
ET (mm)
ET (mm)
(mm)
(%)
Zalalövő
648.49
58.9
589.6
587.9
1.7
0.3
Zalaegerszeg
639.23
63.2
576.0
567.2
8.8
1.6
Zalabér
628.42
66.5
561.9
565.6
3.7
0.7
Zalaapáti
619.23
63.5
555.7
568.9
13.2
2.3
CREMAP ETA ‒ Felszínborítás
Terület
Felszínborítási kategória
CREMAP ET
(km2)
(%)
(mm)
Mesterséges felszínek
78,0
5,1
560
Mezőgazdasági területek
874,2
57,5
566
Erdők és term.közeli területek
554,9
36,5
573
Vizenyős területek
4,3
0,3
586
Vizek
9,3
0,6
583
1520,7
100.0
573
Összesen:
LEFOLYÁS SZERKESZTÉSE
P
‒
ETA
=
R
LEFOLYÁS ‒ Felszínborítás
Terület Felszínborítási kategória
R átlag
(km2)
(%)
(mm)
Mesterséges felszínek
78,0
5,1
58
Mezőgazdasági területek
874,2
57,5
52
Erdők és term.közeli területek
554,9
36,5
49
Vizenyős területek
4,3
0,3
51
Vizek
9,3
0,6
40
1520,7
100.0
50
Összesen:
BUDYKO-ALFA
Ahol P > ETA:
Felszínborítási kategória
Pixel
Átlag
Szórás
Mesterséges felszínek
253
2.11
0.67
Mezőgazdasági területek
1230
2.14
0.58
Erdők és természetközeli területek
961
2.23
0.62
Vizenyős területek
14
2.25
0.55
Vizek
29
2.36
0.58
BÉTA
Ahol P < ETA:
Pixel
Átlag
Szórás
Mesterséges felszínek
24
0.76
0.04
Mezőgazdasági területek
136
0.75
0.04
Erdők és természetközeli területek
114
0.77
0.04
Vizenyős területek
2
0.78
0.03
Vizek
4
0.81
0.05
Felszínborítási kategória
ALFA-BÉTA MODELL VALIDÁLÁSA Időszak: 1980-1989, 1985-1994, 1990-1999 Szükséges: Alfa, Béta, T, P (CCHUN), R (VIZIG) P (mm)
R (mm)
ET számolt
ET eltérés
ET eltérés
CCHUN
VIZIG
P-R
(mm)
(%)
1980-1989
706.64
151.98
554.66
597.64
42.98
7.19
1985-1994
694.44
142.60
551.84
598.75
46.91
7.84
1990-1999
721.24
124.89
596.35
611.61
15.26
2.49
Zalaeger-
1980-1989
697.87
130.46
567.41
571.43
4.02
0.70
szeg
1985-1994
684.31
117.20
567.11
573.93
6.82
-1.19
1990-1999
716.37
107.95
608.42
585.97
22.45
-3.83
1980-1989
687.13
112.34
574.79
572.03
2.76
-0.48
1985-1994
676.12
106.61
569.51
575.06
5.55
0.97
1990-1999
712.42
103.61
608.81
588.74
20.07
-3.41
1980-1989
680.14
113.76
566.38
567.78
1.40
0.25
1985-1994
671.28
103.10
568.18
572.30
4.12
0.72
1990-1999
705.82
105.78
600.04
583.87
16.17
-2.77
Időszak Zalalövő
Zalabér Lefolyás - Zala (mm/év) 300
ET Modell
250 200
Zalaapáti
150 100 50
0 1980
1985 Zala-Zalalövő
1990
1995
Zala-Zalaegerszeg
2000 Zala-Zalabér
2005
2010
Zala-Zalaapáti
ELŐRE VETÍTÉS ETA és R jövőbeli becsléséhez szükséges:
• Alfa és Béta paramétertérképek
• T és P adatok: 12 regionális éghajlati modell (RCM) adatainak átlagolásával (Csóka, 2013)
Becslés készült három időszakra: 2011-2040, 2041-2070, 2071-2100
ELŐRE VETÍTÉS ‒ ETA és R
Zalalövő
Zalaegerszeg
100∙T/P: éghajlati mutató (Nováky, 1985)
Zalabér
Zalaapáti
Időszak
T (°C)
P (mm)
100·T/P ET (mm)
R (mm)
2000-2008
10.7
648.5
1.6
588
61
2011-2040
11.9
655.3
1.8
603
52
2041-2070
13.0
663.3
2.0
618
45
2071-2100
14.2
642.8
2.2
613
30
2000-2008
10.7
639.2
1.7
567
72
2011-2040
11.9
639.4
1.9
581
58
2041-2070
13.1
647.8
2.0
596
51
2071-2100
14.3
628.0
2.3
593
35
2000-2008
10.8
628.4
1.7
566
63
2011-2040
12.1
630.2
1.9
581
49
2041-2070
13.2
638.4
2.1
596
42
2071-2100
14.4
619.1
2.3
592
27
2000-2008
10.9
619.2
1.8
569
50
2011-2040
12.1
624.5
1.9
585
39
2041-2070
13.3
633.0
2.1
604
29
2071-2100
14.4
614.3
2.3
605
9
ÖSSZEFOGLALÁS Térben osztott párolgástérképek (1 km2): CREMAP-modell Lefolyás számítható: R = P – ETA
ETA és R jövőbeli becsléséhez: Alfa és Béta paramétertérképek Alfa és Béta validálása a Zala vízgyűjtőjére
ETA és R előrejelzés a 21. század végéig
Köszönöm a figyelmet! Kis-Balaton
AGRARKLIMA.2 VKSZ_12-12013-0034
