View
223
Download
2
Category
Preview:
DESCRIPTION
Az előadásban áttekintjük a földi éghajlati rendszer elemeit és azt, hogy ennek az összetett rendszernek a megváltoztatásában mekkora szerepet játszik az ember. Bemutatjuk, hogyan lehetséges (lehetséges-e egyáltalán) előrejelezni az éghajlat jövőbeli alakulását. Röviden ismertetjük az erre szolgáló éghajlati modellezés alapjait, s vázoljuk a modellek legfontosabb eredményeit, különös tekintettel a Magyarországon várható változásokra. Kitérünk az éghajlattal és az éghajlat megváltozásával kapcsolatos sztereotípiákra, például arra, hogy értelmezhető-e az a kérdés, hány fok lesz 2021. szeptember 12-én. Megpróbáljuk eloszlatni azt a tévhitet, hogy egy előrejelzés csak tökéletesen jó vagy rossz lehet, helyette megismertetjük a hallgatóságot az árnyaltabb valószínűségi szemlélettel.
Citation preview
Éghajlatváltozás meteorológus szemmel
Szépszó Gabriella (szepszo.g@met.hu), Krüzselyi Ilona, Szabó Péter, Zsebeházi Gabriella
Éghajlati Osztály, Klímamodellező Csoport
Budapest Science Meetup September 13, 2013
September 13, 2013 Budapest Science Meetup 3
• Szeretnénk ismerni, kiszámítani a jövőt
• Napjaink fontos környezeti, gazdasági és társadalmi problémája az éghajlatváltozás – de!
Motiváció A klímaváltozás befolyásolja a hegységek növényvilágát A tengeri uborkák védik meg a korallzátonyokat a klímaváltozástól Az éghajlatváltozás miatt csökkenhet a búzatermés Veszélyben a biológiai sokféleség Árvizek jelenthetnek veszélyt a jövőben az Egyesült Királyságban Az éghajlatváltozás veszélyezteti a kakaótermelést Nyugat-Afrikában Gyakoribbak lesznek a pusztító viharok a század végén? A klímaváltozás fenyegeti az antarktiszi halakat A kozmikus sugárzás és az éghajlat kapcsolata Tanzániában növelnék a manióka termelését Gondok lehetnek a jövőben a biztonságos vízellátással Milyen hatással volt a klímaváltozás az ember evolúciójára? A Matterhorn olvadó gleccserei kőomlásokhoz vezetnek Orvosok figyelmeztetnek a klímaváltozás egészségügyi hatásaira Akár métereket is emelkedhet a tengerszint a század végéig A nyugat-himalájai gleccserek talán mégsem olvadnak Kisebbek lehetnek a halak a század közepére A klímaváltozás hatása a kis szigeteken okozhat először problémát A klímaváltozás befolyásolja a pingvinek természetes élőhelyét is A klímaváltozás miatt megállíthatatlanul emelkedik a tengerszint A globális felmelegedés fenyegeti a vízellátottságot Az éghajlatváltozás a kávéültetvényeket is fenyegeti Eltűnhetnek a korallok Japánból, ha tovább emelkedik a szén-dioxid szint Az éghajlatváltozás jelentősen befolyásolja a biodiverzitást A jég olvadása rossz hír a jegesmedvéknek Az óceánok növekvő savasodása a korallzátonyok eltűnését jelentheti Az éghajlati előrejelzések a terméskiesésre is figyelmeztetnek
2012.
2013.
Forrás: www.met.hu
• A témára adott gyakori reflexiók: • Nincs éghajlatváltozás • Van, s igaz, hogy a jegesmedvék élettere idővel
beszűkül, de ez nem a mi gondunk (egyébként is van fontosabb problémánk)
• Az éghajlatváltozás nem az elvárt módon zajlik • Sejtjük, mi várható a Kárpát-medencében a 21.
században (meleg és szárazság), és erre készülünk
September 13, 2013 Budapest Science Meetup 5
Időjárás és éghajlat
Éghajlat (klíma):
• Az éghajlati rendszer (ami már nemcsak a légkör) hosszú idő folyamán tanúsított állandósult viselkedése
• Jellemzése: statisztikai paraméterekkel
Időjárás:
• A légkör egy adott időponthoz tartozó állapota • Gyors változások – néhány órás, napos, hetes
előrejelezhetőség • Jellemzése: pillanatnyi értékekkel
Az időjárási és éghajlati folyamatok előrejelzése modellezéssel lehetséges
September 13, 2013 Budapest Science Meetup 6
Modell: a valóság egyszerűsített vagy idealizált mása
Cél: a folyamatok megértése, gyakorlati kipróbálása
A meteorológiai modell célja: a valóságot (időjárást, éghajlatot) • megismerni • leírni
• előrejelezni
Mi a modell?
September 13, 2013 Budapest Science Meetup 7
• Az éghajlati rendszer, illetve a rendszer összetevőinek tanulmányozására, s az összetevők közötti kölcsönhatások elemzésére
• Egyetlen válaszadási lehetőség a kérdésre: miként reagál az éghajlat egy feltételezett kényszerre?
• Fizikai törvények minden összetevő és kölcsönhatás esetében
• Matematikai egyenletrendszer + kezdeti és peremfeltételek – numerikus megoldás
Éghajlati modellezés
September 13, 2013 Budapest Science Meetup 8
ü Newton II. törvénye (mozgásegyenletek – áramlási sebesség)
ü Energia-megmaradás (hőmérséklet)
ü Tömeg-megmaradás (légnyomás)
ü Nedvesség tömeg-megmaradása (nedvesség)
• Fizikai törvények
• Matematikai egyenlet-rendszer: nem-lineáris parciális differenciálegyenlet-rendszer
• Nincs megoldó-képlet à numerikus megoldás (közelítések, rácshálózat, számítógépes megoldás)
Mit jelentenek az előbbiek?
2a4acbb-x
2
1,2−±
=
...=dtdp
September 13, 2013 Budapest Science Meetup 9 Forrás:
PRUDENCE
• Globális modellek: 250-100 km-es vízszintes rácssűrűség
• Magyarországra néhány (2-10) pont
• A regionális éghajlatváltozás iránya ellentétes lehet a globális tendenciákkal
• A globális információ finomítása szükséges: regionális éghajlati modellek
• Kisebb terület, finomabb felbontás, folyamatok pontosabb leírása
90-es évek Ma
Forrás: IPCC, AR4
Globális és regionális modellek
September 13, 2013 Budapest Science Meetup 10
1. Múltra vonatkozó tesztelés: az eredmények összehasonlítása mérésekkel
2. Elvárt pontosság: az éghajlat átlagos jellemzőinek visszatükrözése több évtizedes (30-éves) skálán
3. Modellfejlesztés
4. Jövőre vonatkozó feltételes projekciók (ha à akkor): forgatókönyvek az emberi tevékenység alakulására
A modellek alkalmazása
• Pesszimista • Átlagos • Optimista
September 13, 2013 Budapest Science Meetup 11
Modell Mérés
Természetes hatások
Modell Mérés
Természetes + emberi hatások
Globális átlaghőmérséklet változása [oC]
Emberi hatás – valóban van?
September 13, 2013 Budapest Science Meetup 12
1. Kezdeti feltételek: a jelen állapot sem mérhető meg pontosan
2. Modellek különbségei: eltérő közelítő módszerek à különbségek az eredményekben
3. Emberi tevékenység: a jövőbeli fejlődés kiszámíthatatlansága
Előrejelezhetőség és bizonytalanság
időjárás
• A felhasználók szeretnek úgy tekinteni az előrejelzésekre, mint amik 100 %-osan jók (vagy rosszak)
• A meteorológiai előrejelzéseknek számszerűsíthető bizonytalansága van, melynek forrásai:
éghajlat
September 13, 2013 Budapest Science Meetup 13
25–75 % 0–100 %
medián
• Ensemble technika: egy modellkísérlet helyett több, kismértékben különböző szimuláció
• Több forgatókönyv, több globális és regionális modell
• Az így készített előrejelzések egyformán lehetségesek à valószínűségek az egyes kimenetelekhez
Bizonytalanságok számszerűsítése
September 13, 2013 Budapest Science Meetup 14
• A különböző forrásból származó bizonytalanságok számszerűsítése: több modellkísérlet együttes kiértékelése
• Az OMSZ-ban kutatások két adaptált modellel:
• További vizsgálatok európai modelleredmények felhasználásával
• Vizsgált időszakok: 1961–1990, 2021–2050, 2071–2100
Modell Felbontás Forgatókönyv Időszakok
ALADIN 10 km A1B 1961–2100
REMO 25 km A1B 1951–2100
Nem vagyunk pesszimisták
Hazai vizsgálatok
September 13, 2013 Budapest Science Meetup 15
A melegedés nem érvényes minden évre
Időszak: 2021–2050, referencia: 1961–1990
Hőmérsékletváltozás [oC]
1,4–2,6 oC
Modell 1 Modell 2 Nyár
Tél
Átlagos melegedés minden évszakban, legnagyobb nyáron
September 13, 2013 Budapest Science Meetup 16
Téli csapadékváltozás [%], 2021–2050
csökkenés : növekedés = 1 : 1
Modell 1 Modell 2
%
17 modell csökkenés : növekedés ≈ 3 : 14
növekedés ≈ 80–100 % %
Növekedés valószínűsége [%], 17 modell
September 13, 2013 Budapest Science Meetup 17
Éghajlati projekciók felhasználása
Az éghajlatváltozás becslése modellekkel
(modelleredmények + bizonytalanság) Nyári átlaghőmérséklet [oC] Budapest, 2001–2010 10 km-es felbontás
Kovács et al., 2012
Példa
Felhasználás: stratégiai tervezés (pl. önkormányzat)
Vizsgálatok az éghajlatváltozás egyéb hatásaira
(egészségre, környezetre, stb.)
Nyári átlaghőmérséklet [oC] Budapest, 2001–2010 1 km-es hatásvizsgálat
Recommended