Az éghajlatváltozás hatásait Közép-Európában nem pusztán kevesebb csapadék vagy több hő formájában érezzük, hanem egy mélyebb, rejtettebb hiányon keresztül: egyre kevesebb víz áll rendelkezésre a felszín hűtésére. Ungvári Gábor, Kis András és Báder László, a REKK.AQUA és a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem kutatói szerint a vízháztartási szélsőségek – az aszályok, hőhullámok és hirtelen árvizek – közös gyökere a párolgási-párologtatási deficit növekedése. A Duna vízgyűjtőjén végzett elemzéseik azt mutatják: a vízgazdálkodásban nemcsak alkalmazkodásra, hanem tudatos csillapító beavatkozásokra is van mozgástér.
A megszokott klímamagyarázat kevés a szélsőségek megértéséhez
Az éghajlatváltozás hatásait a mindennapokban leginkább a vízháztartási szélsőségek erősödésén keresztül érezzük. Közép-Európában az elmúlt húsz év egyértelműen megmutatta, hogy az aszályok és az árvizek nemcsak gyakoribbá váltak, hanem egyre szélsőségesebb formában jelentkeznek. 2024 nyárutóján pedig néhány nap leforgása alatt csaptunk át az egyik végletből a másikba: a rendkívüli szárazságot hirtelen túlzott csapadék követte, mintha felborult volna az addig ismert rend.
Vajon ezek a jelenségek valóban beleilleszthetők-e abba az elterjedt értelmezési keretbe, amely szerint az éghajlatváltozás felgyorsítja a hidrológiai ciklust, a nedves térségek még nedvesebbé, a szárazak pedig még szárazabbá válnak? Segít-e ez a megközelítés abban, hogy olyan intézkedéseket dolgozzunk ki, amelyek képesek megőrizni a társadalmi és gazdasági folyamatok stabilitását, és javítani az alkalmazkodóképességet?
Álláspontunk szerint ehhez önmagában nem elegendő a megszokott klímakeretezés. A helyzet megértéséhez elengedhetetlen, hogy a vizsgálatba bevonjuk a párolgási–párologtatási deficit jelenségét, valamint azokat az adatokat, amelyek ennek mérhető növekedését és területi különbségeit mutatják. Ebben a szemléleti keretben készült el a REKK.AQUA útmutatója is, amely a vízhiányos és vízszűkös helyzetek kezelésére alkalmas megoldásokat rendszerezi, a megvalósításhoz szükséges szakpolitikai tapasztalatokkal és gyakorlati példákkal együtt.
Cikkünkben az útmutató alapjául szolgáló eredményeket és az alkalmazott értelmezési szemléletet mutatjuk be, szakmai párbeszédre invitálva az olvasót. Az elemzés részletesen feltárja azt a folyamatláncot, amely mentén az üvegházhatású gázok növekvő légköri koncentrációja szélsőséges vízháztartási helyzetekhez vezet. A bemutatott összefüggések a Duna vízgyűjtőjére összegzett adatokra épülnek, amelyek alapján jól nyomon követhetők a vízháztartási folyamatokat mozgató fő hajtóerők változásai az 1961 és 2020 közötti időszakban.
A Duna-medence párolgásának kényszerítő paraméterei (bal panel, felülről lefelé): a levegő hőmérséklete (℃), nettó sugárzás (mm) és relatív páratartalom 1961-től 2020-ig. Éves átlagos párolgás (felső jobb) és 30 éves havi átlagok a párolgásról (alsó jobb panel) – Forrás: Báder és mtsai., 2023
Egyre több energia érkezik, de elfogy a víz a hűtéshez
A fenti ábrákon bemutatott adatok egyértelműen jelzik, hogy az elmúlt évtizedekben nőtt a földfelszínt elérő napsugárzás mennyisége. Ennek egyik oka, hogy a melegedő légkörben csökken a felhőzet, így több energia jut el közvetlenül a felszínig. A nagyobb besugárzás hatására a talaj erősebben melegíti a talajközeli légrétegeket, miközben csökken a relatív páratartalom. Ez azt jelenti, hogy a légkör egyre „szomjasabbá” válik, vagyis egyre több vizet képes elvonni a felszínről párolgás és párologtatás formájában.
Ez a folyamat a felszínről kikényszerített párolgás növekedéséhez vezet, különösen a nyári hónapokban, amikor a napsugárzás eleve a legerősebb. A probléma ott kezdődik, hogy ez a megnövekedett párolgási igény csak addig elégíthető ki, amíg rendelkezésre állnak talajnedvesség-tartalékok.
Amikor ezek kiürülnek, a felszín már nem képes „vízzel hűteni magát”, és az addig párolgásra fordított energia közvetlenül hőként szabadul fel. Ekkor indul meg az intenzív felmelegedés, amely a hőhullámok gyors felépüléséhez vezet.
A hőhullámok kialakulásának késleltetése – vagy elkerülése – tehát szorosan összefügg azzal, hogy mennyi víz áll rendelkezésre a párolgásra és a növényzet párologtatására. Ha ez a „hűtőmechanizmus” nem működik, egy öngerjesztő folyamat indul el. Ilyenkor elszakad egymástól a felszínt érő napsugárzás energiája és annak párolgáson keresztüli „elvezetése”: a beérkező energia egyre kisebb része távozik a vízpárával ún. látens hő formájában, és egyre nagyobb része melegíti közvetlenül a felszínt. Ennek a folyamatnak jó példáját adták a 2022-es hazai aszályos viszonyok, és ez, a felszínt párolgásra kényszerítő hatás jelenik meg a talajvízszintek csökkenésében is.
A párolgási deficit: amikor a napenergia hővé válik
Ez pedig egy hiányállapot: annak a vízmennyiségnek a hiánya, amelyre ahhoz lenne szükség, hogy egy adott területen elkerülhető legyen a túlforrósodás. Viszonyítási alapként egy kiegyensúlyozott víz- és energiaháztartási állapot szolgál, amelyben elegendő talajnedvesség áll rendelkezésre ahhoz, hogy a napsugárzás által vezérelt párolgás folyamatos maradjon. A párolgási deficit tehát azt a hiányzó vízmennyiséget jelenti, amelynek elpárologtatása jelenleg elmarad, így a napenergia „feleslegesen” hővé alakul. Másképp fogalmazva: egyfajta hűtővízhiányról beszélünk.
Az éghajlatváltozás ezt a hiányt tovább növeli, ami egyre gyakoribb és egyre súlyosabb aszályok kialakulásához vezet. A növekedés egyik oka, hogy a felszínt érő sugárzás mennyisége nő, ami a párologtatáshoz szükséges vízigényt is emeli. Ugyanakkor a másik oldalon, a rendelkezésre álló vízkészletek szempontjából is hátrányos folyamatok zajlanak – kedvezőtlenebb a csapadék eloszlása és nő az egyszerre leeső víz mennyisége. Emellett a földhasználati változások hosszú távon rontják a talaj állapotát: csökken a talaj vízraktározó képessége, nő a burkolt felszínek aránya, és romlik a nedves és száraz időszakok közötti víztartalékolás lehetősége. Tovább súlyosbítja a helyzetet a fás vegetáció visszaszorulása, amely így egyre kevésbé képes a talaj mélyebb rétegeiből vizet mozgósítani a párologtatási kényszer kielégítésére.
A Duna-medencére vonatkozó vizsgálatok azt mutatják, hogy mindez mérhető módon is megjelenik a víz- és energiaháztartás alakulásában. Az 1961–1990 közötti időszakban átlagosan egy hónapig tartott az az időszak, amikor a párolgási igény meghaladta a csapadékot. Ez az időtartam 1991 és 2020 között már átlagosan három hónapra nőtt. A változás jól mutatja, hogy a besugárzási kényszer erősödése és a párolgást tápláló vízkészletek romlása egymást erősítve járul hozzá a párolgási deficit növekedéséhez.
A csapadék és a párolgás havi eloszlásának eltolódása a Duna-medencében az 1961-1990-es időszakról 1991-2020-ra. Az első időszakban a párolgás csak júliusban haladja meg a csapadékot, a második időszakban pedig mindhárom nyári hónapban meghaladja a csapadékot – Forrás: Báder, Szilágyi, Négyesi, et al., 2023
A fenti ábrák üzeneteit az alábbi infografika foglalja össze:
Forrás: masfelfok.hu
A túl száraz és a túl nedves szélsőség ugyanannak a folyamatnak a része
A víz- és energiaháztartási deficit nemcsak tartós túlforrósodáshoz vezet, hanem további szélsőségeket is előkészít. A magasabb felszíni és léghőmérséklet együtt jár a légkörben felhalmozódó nagyobb nedvességtartalommal. Amikor ez a meleg, páradús levegő hirtelen lehűlést okozó időjárási helyzetekkel találkozik, intenzív csapadékképződés indulhat meg. Pontosan ez történt Közép-Európában 2024 szeptemberében.
A túlszáraz állapotból a túlnedves helyzetbe való gyors átbillenés tehát nem a folyamatok „felborulását” jelenti. Épp ellenkezőleg: beleillik abba a logikába, amelyet a párolgási–párologtatási deficit fokozatos növekedése alakít ki. Ugyanannak a rendszernek a különböző megnyilvánulásairól van szó.
Ennek az összekapcsolódó víz- és energiaháztartási hiánynak a kezelése megköveteli, hogy újragondoljuk a táj valódi lehetőségeit a talaj nedvességtartalékainak megőrzésében és hasznosításában. A földrajzi adottságok és az éves vízkészlet – a csapadék és a felszíni vizek mennyisége – azonban világos határokat szabnak annak, hogy egy-egy régió meddig képes csökkenteni a hiányt vagy mérsékelni annak hatásait. Érdemi javulás csak akkor érhető el, ha a növelhető párolgási teljesítmény lépést tud tartani a felszínt érő nettó sugárzás növekedésével, vagy akár meg is haladja azt.
A burkolt területeken és azokon a felszíneken, ahol a talajnedvesség-tartalékok már kimerültek – például sok szántóterületen és a településeken –, az első és elkerülhetetlen lépés az, hogy a nagy energiatöbblet időszakaiban újra megteremtsük a párolgás lehetőségét. Az ilyen, párolgásra akár csak időszakosan képtelen területek kiterjedése mára olyan nagy és összefüggő lett, hogy a korábban még működő területi kiegyenlítő hatások nagyrészt eltűntek. Ennek következményeként a hőterhelés koncentrálódik, és önálló hősziget-jelenségek alakulnak ki.
A megoldás kulcsa a táj vízmegtartó és párologtató képessége
A globális és regionális léptékű változások közepette egyre fontosabbá válik, hogy egy-egy terület mennyire képes saját mikroklímáját alakítani.
A helyi hőmérséklet, a páratartalom és a légmozgás együttesen határozza meg azt, amit valójában érzékelünk a melegből – az úgynevezett érzékelt hőmérsékletet. Ez pedig közvetlenül befolyásolja a közérzetünket, a jóllétünket, vagy éppen azt, hogy mennyire válik elviselhetetlenné a nyári hőség. A gyakorlati tanulság az, hogy nem egyetlen tényezőt kell szabályozni, hanem a mikro- és mezokörnyezet hőmérsékletét, páratartalmát és légmozgását együtt kell alakítani.
Ez a szemlélet segít megérteni azt is, hogy mi a különbség az olyan földhasználati formák között, amelyek nagy párolgási potenciállal rendelkeznek, például a vizes élőhelyek és az erdők. Mindkettő képes a felszínt érő többlet napsugárzás jelentős részét visszajuttatni a légkörbe párolgás és párologtatás révén. Az erdők azonban ezen túl árnyékolnak is, ami alacsonyabb talajmenti hőmérsékletet eredményez. Ez a kettős hatás – az energia elvezetése és az árnyékolás – érezhetően kellemesebb mikroklímát hoz létre. Az erdők „aktív árnyékolása” így jóval többet jelent egy mesterséges árnyéknál: az ökoszisztéma-szolgáltatások teljes körét nyújtja, vagyis mindazt, amit egy jól működő zöld infrastruktúra az éghajlati szélsőségek mérsékléséhez hozzá tud adni.
A Duna vízgyűjtőjén és Délkelet-Európa különböző alrégióiban azonban jelentős eltérések vannak a csapadékmennyiségben és a földrajzi adottságokban. Ezek határozzák meg, hogy hol és milyen mértékben befolyásolható a párolgás nyári vízhiánya. A hagyományosan ismert felvízi–alvízi kapcsolatok mellett a párolgás és párologtatás egy újfajta összekapcsoltságot is létrehoz a térségek között, az uralkodó szélirányok mentén. Ez a kapcsolat akkor is létezik, ha nem vesszük figyelembe, és hosszú távon hatással van a közös jólétünkre.
Ahogyan az árvízkockázat kezelése már ma is közös szabályokat és intézményeket igényel egy vízgyűjtő különböző részei között, úgy a párolgás és párologtatás tudatos kezelése is hasonló együttműködést követel meg. Ennek azért van jelentősége, mert a párolgás nemcsak helyi hűtőhatással bír, hanem hozzájárul ahhoz is, hogy a szárazföldek belső területein több csapadék keletkezzen. A nedvesség „újrahasznosítása”, vagyis a csapadék visszaforgatása így fontos szerepet játszik a szélsőséges éghajlati jelenségek csillapításában – feltéve, hogy a földhasználat ezt a funkciót támogatja.
A csapadék visszaforgatásának hatékonysága összekapcsolja az uralkodó szélirányok mentén fekvő térségek ökológiai rendszereinek teljesítményét. Ezek az egymásra ható folyamatok együttesen befolyásolják, mennyire erősek vagy mérsékeltek az éghajlati szélsőségek. A cikk végén bemutatott ábra ezt a kapcsolatrendszert szemlélteti, megmutatva, hogyan fonódnak össze a tájhasználaton keresztül a természeti és a társadalmi folyamatok.
Az ökoszisztéma-szolgáltatások úgynevezett támogató csoportjába tartozik többek között a tápanyagkörforgás, a biomassza-termelés és a párologtatás, valamint a talajképződés. Ezek a folyamatok a vízkörforgás alapvető elemei, amelyek a vegetáció működésén keresztül visszahatnak magára a vízkörforgásra is. A növényzet szempontjából a biomassza előállítása és a párologtatás az a „teljesítmény”, amely lehetővé teszi a napsugárzás hasznosítását és a túlforrósodás elkerülését. Ennek javulását a talajképződés teszi lehetővé: a mélyebb, jobb szerkezetű talaj több csapadékot képes eltárolni, ami kiegyenlítettebb, jobb időzítésű párologtatást eredményez. Ez pedig kedvez azoknak a növényfajoknak, amelyek nagyobb párologtatási teljesítményre képesek.
Mindezek együttesen – változatlan külső feltételek mellett is – a párolgási deficit csökkenése felé hatnak. Vagyis a természetes szukcessziós folyamatok eredményeként stabilabb vízháztartási állapot alakulhat ki.
A szárazföld feletti helyi és táji vízkörzések csapadék-visszaforgatási képességének növelése és a párologtatási deficit csökkentése valójában ugyanannak a folyamatnak kétféle megfogalmazása. A vízkörforgás „teljesítménye” azonban nemcsak természeti kérdés: ez az a természeti tőke, amelyre minden más ökoszisztéma-szolgáltatás – az ellátó, a szabályozó és a kulturális szolgáltatások – épül. Amikor a vízháztartási deficit romlik, ez a tőke csökken, és ez közvetlenül hat a társadalmi jólétre is.
Végső soron a nyári párolgási deficit és a rendelkezésre álló csapadék – illetve a felszíni vízpótlás lehetősége – határozza meg, hogy egy adott térségben milyen beavatkozások lehetnek hatékonyak a vízhiány és az aszály kezelésében. A bemutatott útmutató ezeknek a gyakorlati intézkedéseknek és a hozzájuk kapcsolódó szakpolitikai eszközöknek ad rendszerezett áttekintést.
Forrás: masfelfok.hu
A cikk alapjául szolgáló elemzés összeállítását az ECF (G-2309-66845) támogatása tette lehetővé.
Forrás: masfelfok.hu
Szerzők: Ungvári Gábor és Kis András, a Regionális Energiagazdasági Kutatóközpont (REKK) kutató főmunkatársai és Báder László a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem doktorandusza
Indexkép: unsplash.com
