Magyarország Hőmérsékleti Viszonyainak Változásai 1755 -től napjainkig

1. Magyarország Hőmérsékleti Viszonyainak Változásai 1755-től napjainkig 1934. Sőreg Ádám XXI. Metnet Találkozó és Szabadegyetem – Budapest – 2012. január 28.

2. Hogyan befolyásolja mindennapi életünket az éghajlat változása? KIVÁLTÓ OKTÓL FÜGGETLENÜL VÁLTOZIK: • A hőmérséklet, csapadékmennyiség, stb. átlagértéke, több évtizedes terjedelme • Különböző meteorológiai szélsőségek előfordulásának gyakorisága • Mindez hatással van egyes gazdasági ágazatok (mezőgazdaság, közlekedés, idegenforgalom) teljesítményére • Életvitelünkre, egészségünkre • AZ EMBERI TÖRTÉNELEM KEZDETE ÓTA ALKALMAZKODUNK E VÁLTOZÁSOKHOZ

3. Magyarország éghajlattörténetének nyomában • Réthly Antal életműve (1879-1975) • Közvetett források nagy tömegben, emellett kis számú műszeres megfigyelés is • Berkes Zoltán, Kakas József (~1946-66) • Budapest hőmérsékleti idősora 1780-tól, néhány állomás az 1870-es évtizedtől 1960-ig • Rácz Lajos (1990-es évektől) • Az elmúlt évszázadok éghajlatváltozásainak rekonstrukciója Réthly életműve nyomán • OMSZ napjainkbeli kutatásai csak az 1901 utáni időszakot vizsgálták • Szentimrey Tamás, Szalai Sándor (2001) • Domonkos Péter, Tar Károly (2003)

4. Miért maradhatott az 1901 előtti időszakből származó adathalmaz nagyrészt feldolgozatlan? Leggyakrabban három indokot olvashatunk, amelyek kivétel nélkül pontatlan állítások ... Éghajlatváltozás kérdésének közismertté, ” népszerűvé” válása vs. Alacsony érdeklődés hazánk éghajlati múltja iránt (?)

5. Részlet az OMSZ éghajlati információs oldalairól-http://owww.met.hu/eghajlat/eghajlati_adatsorok/de/Navig/Index2.htm • „A XX. században általában már mindenütt a ma is használatos zsalus, ún. angol típusú hőmérőházakban folytak a mérések”– tömeges átállás 1923-1935 között • „A XX. század elejétől állnak rendelkezésre napi minimum és maximumhőmérsékleti adatok” – 1920-as évek vége előtti időkben csak 5 ilyen állomás létezett • „Száz évet jóval meghaladó mérési sor csak kevés helyről állt volna rendelkezésre” – a 100 évnél hosszabb adatsorok száma 20db, 11 pedig 150 éven felüli időtartamú

6. Hőmérsékletemelkedés a 20. században –eltérő álláspontok +0,68°c • Szentimrey-Szalai (2001) és Domonkos-Tar (2003) ugyanazt a módszertant alkalmazva jutott teljesen más eredményre – kétszeres az eltérés következtetéseik között • Domonkos Péter és Tar Károly álláspontját erősíti meg az OMSZ inhomogenitásoktól nem mentes 4 adatsorának átlaga is +0,34°c dT (°C/évszázad) +0,31°c

7. Mindez a Nemzeti Éghajlatváltozási Stratégia sorait olvasva nem mutatkozik HadCRUT3 • „Magyarországon a globális átlaghőmérséklet 1°C-os emelkedése a helyi átlaghőmérséklet 1.5°C-os emelkedését vonj maga után”– következtetés: hazánk ”különösen veszélyeztetett” • Magyarország: +0.31-0.68°C / 100 év • Világátlag: +0.6°C / 100 év • Hol találjuk a fenti állítás empirikus bizonyítékát?

8. Mit tud nyújtani egy 1755-től 2011-ig terjedő országos középhőmérsékleti adatbázis? • Magyar szakirodalomban először jelenik majd meg 250 évnél is hosszabb időszakot felölelő meteorológiai adatsor • Átláthatóság, transzparencia – 35 állomás hosszú adatsorának feldolgozása, majd az adatok teljeskörűen nyilvánossá tétele • Új módszertani eszközök: intervallumbecslés, a korábbi „lineáris trendfüggőség” feloldása, asszimetrikus homogenizáció használata • Átértékelheti a klímaváltozás és a társadalmi-gazdasági fejlődés kapcsolatát • Eszmei érték, tiszteletnyilvánítás a 18-19. század észlelőinek

9. Eltérő időtáv, eltérő konklúzió °C 1975 Nyári átlagos maximum- hőmérséklet változása 1975 és 2004 között Országos középhőmérséklet nyáron (1755-2011) Forrás: Országos Meteorológiai Szolgálat Forrás: saját kalkuláció, részletezés később

10. Út a kezdetektől az országos középhőmérséletek meghatározásáig • Régi megfigyelések felkutatása • Hosszú idősorok összeállítása • Adatsorok egyöntetűvé tétele, korrekciók, hibabecslés menete • Országos középhőmérséklet számítás, eredmények kiértékelése • Összehasonlítás már megjelent kutatási eredményekkel

11. 1. Régi megfigyelések felkutatása, kiegészítő információk gyűjtése

12. A magyar meteorológia mérföldkövei • 1755: rendszeres meteorológiai mérések kezdete a Nagyszombati Egyetem matematikai tornyában • 1780 január: legrégebbi hőmérsékleti adatok Budáról • 1850-es évek: Bécsből szervezett mérőhálózat kb. 8-10 állomással • 1870: megalakul a M. Kir. Meteorologiai és Földdelejességi Intézet -> OMSZ • 1908 május: a kalocsai állomáson kerül első alkalommal rendszeresítésre angol hőmérőház

13. Milyen információkra van szükség? • Középhőmérsékleti adatok napi vagy havi bontásban, „tetszőleges” helyszínről • Az észlelések pontos időpontja (pl. helyi középidő szerint 6-14-22 óra) • A létező legrészletesebb ismertető a műszerek típusáról, elhelyezéséről, beleértve az árnyékolási módszert is • Amennyiben lehetséges, havi abszolút szélsőértékek visszafejtése (5 állomás esetében)

14. Régi megfigyelések a Kárpát-medencében és környékén (teljesség igénye nélkül)

15. Források a központilag szervezett megfigyelések korában és előtte 1755-től 1870-ig összesen 25db helyszín • Egyedi úton kiadott könyvek • Eredeti észlelési ívek • Kéziratok • Másodlagos források (pl. korabeli újságokban havi rendszerességgel közölt adatok) 1850-től napjainkig összesen 35db helyszín • K.k. Central-Anstalt für Meteorologie (1850-70) • OMSZ meteorológiai évkönyvek (1871-1989) • Időjárási havijelentés Magyarországról (1934-1995) • Global Summary of Day (GSoD) adatbázis 1973-tól

16. Források - korai nyomtatványok

17. Források – kéziratok Patkovich József, Pécs, 1849. január 1780. január, Buda, Weiss Ferenc jegyzetei

18. Források – csillagvizsgálók feljegyzései

19. Források – időjárási havijelentés, GSoD

20. 2. Hosszú idősorok összeállítása Évi középhőmérséklet a 18-19. században

21. Az éghajlati mérőhálózat

22. Hosszú idősorok képzésének alapelvei • Havi középhőmérsékleti értékek és kiegészítő információk rendezése az egyes források szerint • Áthelyezések, észlelési óra változások pontos dátumának rögzítése • Napkainkbeli helyszín fényképes dokumentációja, a mérőhely által szolgáltatott adatok „minőségének” felmérése • Adathiány pótlása lehetőségekhez mérten, más adatsor részét nem képező mérések segítségével • pl. Pécs esetében az 1865-73 időszakban hiánypótlás a baranyavári észleléseket felhasználva

24. Állomástörténeti információk - Budapest

25. Fényképes dokumentáció Nagykanizsa, Camping utca Debrecen, Nemzetk. Repülőtér Miskolc-Avas Agárd, Velencei-tavi vízmérce

26. 3. Adatsorok egyöntetűvé tétele, korrekciók, hibabecslés menete

27. Inhomogenitások, bizonytalansági tényezők • Szisztematikus hibák • Észlelési időpontok megváltozása • Időben eltérő árnyékolási technikák 2. Egyedi, állomásszinten jelentkező hibák • Mérési környezet változásai az idő előrehaladtával (folyamatos, „nem klimatikus eredetű” hőmérsékletváltozás) • Állomás költöztetése, áthelyezése • Egy-egy műszer egyedi hibája, például elskálázás, nem megfelelő nullpont, stb.

28. Észlelési időpontokból adódó eltérések • Az összes adattípus korrekciója valódi 24 órás középértékre • Óránkénti megfigyelések, átlagos napi hőmérsékleti görbék alapján (kb. 1 millió SYNOP távirat feldolgozása után kerültek kiszámításra a korrekciók) • A valódi 24 órás és a 3-4 adatpontból számított értékek közötti eltérés minden állomáson egyedi, elsősorban annak fekvésétől függ (becslési hiba forrása)

29. Észlelési időpontokból adódó eltérések • Május hónapra jellemző óránkénti hőmérsékletek sokéves átlaga országosan • A módszer segítségével kiszámítható az átlagos eltérés: • 7-14-21 órás időpontok esetében a havi közép- hőmérséklet 0.51°c-kal magasabb lesz, mint óránkénti adatok használatával 14h (12 UTC) 21h (19 UTC) 24 órás átlaghőm. Átlaghőmérséklet (°C) 7h (5 UTC) Észlelési idő (UTC)

30. Észlelési időpontokból adódó eltérések • Korrekció hibájának becslése (minden évben és állomáson más-más eredményt kapunk) Standard hiba: +/- 0.155°C Forrás: saját kalkuláció az OMSZ állomások SYNOP táviratai alapján, 2001-2009

31. Havi középhőmérsékletek eltérése különböző észlelési időpontok esetén Forrás: saját kalkuláció az OMSZ állomások SYNOP táviratai alapján, 2001-2009

32. A hőmérők árnyékolásának fejlődése Korai megoldások (1755-1870) Bádogernyő (1851-1934) Angol hőmérőház (1908-) Tányéros árnyékoló (1995-) • Havi középhőmérsékletekben okozott eltérés az angol hőmérőházhoz képest: -0.1 ... +0.4°C -0.3 ... +0.2°C - -0.1 ... +0.1°C Standard hiba: +/- 0.213°C éves szinten Forrás: számos hazai és nemzetközi összehasonlító vizsgálat a 19-20. század során

33. Egyedi hibák szűrése Töréspont jellegű inhomogenitás Kumulatív, folyamatos változás Mérési környezet fokozatos körbeépülése (városi hőszigethatás) Növényzet (például egybefüggő fasor) növekedése a hőmérőház szomszédságában Hőmérőház festésének elhanyagolása, fokozatos adatminőség-romlás • Állomás elköltöztetése az eredeti helyéről • Mesterséges hőforrás (pl. klímaberendezés kültéri egységének) elhelyezése a hőmérőház mellett • Korábbi hibásan skálázott hőmérsékletmérő műszer lecserélése

34. Asszimetrikus-többlépcsős homogenizáció • A 35 állomás közül kiválasztásra kerülnek azok, amelyek soha nem voltak városi hőszigettel terhelt környezetben (állomástörténet!) • Statisztikai próba segítségével minden állomás adatsorát összevetjük 6 másikkal – cél a struktúrális töréspontok felkutatása • Easterling-Peterson teszt(1995) • A korrekciós rendszer az egyedi hibákat véletlen eloszlásúnak tekinti, hosszú távon várható értékük nulla • Az országos középhőmérséklet trendjén a homogenizációs eljárás nem változtat

35. OMSZ vs. saját módszer Miskolc esetében • Áthelyezések: 1922_09, 1932, 1950, 1991 • 1991-ben az állomás a Sajó völgyében lévő repülőtérről átkerült az Avasra, városias környezet + magaslati pozíció Miskolc – Szentimrey-Szalai(2001) Miskolc – saját kalkuláció • 1908 előtti adatokat az OMSZ Szomolnokról (Felvidék) pótolta

36. Asszimetrikus-többlépcsős homogenizáció • Példa: Debrecen esetében töréspontkeresés Amennyiben 2 forrás +/- 1 év pontossággal ugyanarra az időpontra mutat: akkor struktúrális töréspont állapítható meg Minden állomás homogén szegmensekre osztódik fel, a korrekciók során ezeket használjuk az adatsorok kölcsönös egyöntetűvé tételéhez Debrecenben például az 1853-70, vagy az 1950-1960.04-ig tartó időszak homogénnek tekinthető

37. 4. Országos középhőmérséklet számítás, eredmények kiértékelése

38. Hőmérsékleti anomáliák interpolációja 0,5°-os felbontással

39. Országosan átlagolt évi középhőmérséklet 1755-től 2011-ig • Készült homogenizált idősorok térbeli interpolációjával, az 1951-2000 időszak sokéves átlagától vett eltérés alapján • Lineáris trendszámítás vs. Henderson-mozgóátlag °C I. 1834 II. 1863 III. 2007 2011: 10.57°C I. 1940

40. °C OMSZ adatsorok kezdete Országos átlaghőmérséklet NYÁRON °C Országos átlaghőmérséklet TÉLEN

41. 257 év szélsőségei: legmelegebb és leghidegebb hónapok

42. Rendkívüli hideg – 1929 február Havi abszolút minimumhőmérséklet Havi középhőmérséklet Országos átlag: -9.2°c A havi középhőmérsékleti adatok valódi 24 órára vetített, homogenizált értékek Forrás: az Országos Meteorológiai Szolgálat Évkönyvei, 1929. évf. Schneider, M.: Jahrbuch Meteorologischen Beobachtungen im Jahre 1919-1938 OMSZ – Éghajlati adatsorok 1901-2000, Budapest, Debrecen, Szeged, Szombathely

43. 1929. február 10. – NOAA Reanalízis térkép

44. Évszázadok hőhullámai - összehasonlítás Havi abszolút maximumhőmérsékletek országos eloszlása (egész fokra kerekítve) Forrás: Réthly-Simon (1998) Kruspér (1866) Kreil (1854) Forrás: OMSZ, Időjárási Napijelentés GSOD daily data, version 7

45. 5. Összegzés, összehasonlítás korábban megjelent kutatási eredményekkel

46. Összegzés – főbb következtetések • Magyarország átlaghőmérséklete napjainkban kb. 1-1.4 fokkal magasabb, mint a 18. század közepén, a „kis jégkorszak” végén • A melegedés szinte kizárólag a téli félévben következett be, a nyári átlaghőmérsékletek erőteljes oszcillációja figyelhető meg • A 20. század folyamán 0.3-0.4°c-kal lett melegebb hazánk éghajlata, ez a manapság irányadónak tekintett globális átlagnál jóval kisebb mértékű változás • Az intervallumbecslés módszere kidolgozásra került, következő lépés az egyes havi és éves adatok konfidencia intervallumainak kiszámítása (a mérések bizonytalansága a múltba visszatekintve folyamatosan növekszik)

47. Hőmérsékletemelkedés a 20. században –eltérő álláspontok Orsz. középhőmérséklet +0.40 +0.31 +0.31 +0.38 +0.68 dT (°C/évszázad) Szentimrey-Szalai OMSZ 4 állomás Domonkos-Tar HUNTEMP 35 CRUTEM3

48. Új országos középhőmérsékleti adatbázis • Összesen 35 állomás hosszú havi középhőmérsékleti idősora, ebből 25db terjed ki legalább 100 éves időtartamra • Eredeti adatsor • Valódi 24 órás átlagértékekre és angol hőmérőházas árnyékolásra korrigált változat • Egyöntetűvé tett, inhomogenitásoktól „mentes” adatsor • Országos átlaghőmérséklet minden egyes hónapban 1755 és 2011 között • Havi abszolút mininum- és maximumértékek 5 állomáson – Budapesten pl. 1811-2011 között

49. Köszönöm a megtisztelő figyelmet!