15.11. Éghajlati diagramok rajzolása

15.11.1. Elméleti háttér

A Walter-Lieth diagram

Egy-egy mérőállomás hosszú adatsorai alapján az éghajlati jellemzőkre is következtethetünk. Így kapcsolódik össze az időjárási állomások órás mérése, az ebből készülő és folyamatosan bővülő, ellenőrzött adatbázisa az éghajlati vizsgálatokkal.

A két legfontosabb és könnyen mérhető meteorológiai elem a hőmérséklet és a csapadék. Általában ennek a két elemnek a havi értékeit (havi átlagos hőmérséklet, illetve csapadékösszeg) ábrázolják közös diagramon. Nem mindegy azonban, hogy milyen skálát használunk. Az összehasonlíthatóság érdekében (tér- és időbeli változások bemutatása) érdemes egységes skálát alkalmazni. Az alkalmazott hőmérsékleti és csapadékskála megválasztása azonban nem csak a két mennyiség értékeitől függ (azok az éghajlati övek szerint jelentősen változnak), hanem a mögöttük levő fizikai folyamatoktól (felszíni energia- és vízmérleg). Ez érthető, hiszen a havi hőmérsékleti adatokból – közvetett módon – következtethetünk a besugárzás, illetve a felszíni sugárzási mérleg értékére, s így az adott felszín potenciális párologtató képességére. Ezt összevetve a lehullott csapadék mennyiségével egyszerű becslést kaphatunk a terület havi vízellátottságáról:

- erősen nedves, csapadékos (a csapadék meghaladja a havi 100 mm-t) – a csapadék lényegesen meghaladja a párolgást

- jó vízellátottságú (a csapadék meghaladja a párolgást)

- aszályra hajlamos (a párolgás egyes években meghaladhatja a csapadékot)

- száraz, rossz vízellátottságú (a párolgás meghaladhatja a csapadékot, a talaj – ha van miből – nedvességet veszít.

Ezt a fizikai-klimatológiai szemléletű leírást adja a Walter-Lieth klímadiagram; ezért mutatjuk be, s ezért javasoljuk alkalmazását.

 

Walter-Lieth klímadiagram

15.7. ábra: A Walter-Lieth klímadiagram alakja Püspökladány példáján. Magyarázat: A diagramm vízszintes tengelyén az év 12 hónapja szerepel, a bal oldali függőleges tengelyen a hőmérséklet, a jobb oldalin a csapadék. A hőmérséklet: csapadék arány a tengelyeken 1:2. (100 mm-nyi csapadék felett 1:5 – a bemutatott ábrákon nem szerepel). A diagrammra a tengelyfeliratok nem, csak a klimatológiai számértékek kerülnek felrajzolásra a megadott helyekre. Az egyes betűk jelentései a következők: az állomás neve (a), az állomás tengerszint feletti magassága (b), a hőmérsékleti és csapadék idősorok időhossza években (c), az évi középhőmérséklet (d), az évi csapadékösszeg, (e), a leghidegebb hónap napi átlagos minimuma (f), az eddig mért legalacsonyabb (abszolút minimum) hőmérséklet (g), a legmelegebb hónap napi átlagos maximuma (h), az eddig mért legmagasabb (abszolút maximum) hőmérséklet (i), a hőmérséklet átlagos napi ingása (j), a havi középhőmérsékletek görbéje (k), a havi átlagos csapadékgörbe (l), száraz időszak jelölése kipontozva, ha a csapadék görbe a hőmérsékleti görbe alatt fut (m – az ábrákon nem szerepel), nedves időszak függőlegesen vonalkázva, ha a csapadékgörbe a hőmérsékleti görbe fölött fut (n), erősen nedves időszak fekete színnel teljesen kitöltve, ha a havi csapadék 100 mm fölötti (o – az ábrákon nem szerepel), szárazságra hajlamos periódus vízszintes, szaggatott vonalakkal kitöltve, ha a hőmérsékleti görbe az 1:3 arányú csapadékgörbe fölött fut (p), a vízszintes tengely alatt feketével kitöltve azon hónap, amikor a havi átlaghőmérséklet 0° alatti (q), a vízszintes tengely alatt ferdén vonalkázva, ha a hőmérséklet 0° alá süllyedhet – vagyis a havi abszolút minimum 0°C alatti (r).

Nézzük az alkalmazott hőmérsékleti és csapadékskálát! Első becslésként azt mondhatjuk, hogy 0 °C alatti havi középhőmérséklet esetén elhanyagolható a párolgás, míg 0 °C felett 1 °C-onként 2 mm-es havi potenciális párolgással számolhatunk. Ez adja a hőmérsékleti és a csapadékskála közötti kapcsolatot (15.7. ábra). A diagramon a 10 °C-os hőmérséklethez 20 mm-es csapadékmennyiség tartozik, vagyis az 50 oC-os beosztáshoz (ami természetesen nem lehet) 100 mm-es csapadék tartozik, ami viszont előfordulhat. 100 mm-es csapadék felett a csapadékskála változik. Ezután a következő beosztás már 300 mm (vagyis tizede a korábbi lépésnek). 100 mm feletti csapadék részt feketével satírozzuk be. Ez arra utal, hogy az ilyen hónapok abszolút nedves éghajlattal jellemezhetők: ekkora csapadékot már nem képes a bejövő sugázrás elpárologtatni, nincs elég energia hozzá. Az Alföldön az átlagos csapadék minden hónapban 100 mm alatti, így a nagy csapadékos éghajlatra egy ausztráliai példát mutatunk be (15.8. ábra). (A Walter-Lieth diagram részletesebb leírást lásd pl. Szász és Tőkei (1997), Ács és Breuer (2012), valamint Bartholy és Pongrácz, 2013, illetve az Országos Meteorológiai Szolgálat vagy az Eötvös Loránd Tudományegyetem fizikai könyvtárában is megtalálható Walter és Lieth (1960) klímadiagram atlaszban.)

A tényleges párolgás természetesen függ más meteorológiai elemektől, nemcsak a hőmérséklettől, hanem pl. a relatív nedvességtől és a szélsebességtől is (Szász és Tőkei, 1997; Huzsvai et al., 2005; Ács és Breuer, 2012). Elképzelhető, hogy az elsődleges becslésnél(1 °C-ra 2 mm-es párolgás) nagyobb a valódi párolgás. Ezt mutatja egy másodlagos, szaggatott vonallal jellemzett csapadékskála, ahol 10 °C-ra 30 mm párolgás jut 0 °C felett. Ha az eredeti csapadékgörbe a havi hőmérsékleti görbe felett fut, míg az új módosított csapadékskálával rajzolt a hőmérsékleti görbe alatt van, akkor azt szaggatott vonallal berajzoljuk a diagramra. Ez az aszályhajlamos időszak. A hőmérsékleti görbe és az új csapadékgörbe közötti területet szaggatott vonalkákkal jelöljük.

 

A déli félgömbön levő Cape Don (Ausztrália) Walter-Lieth klímadiagramja

15.8. ábra: A déli félgömbön levő Cape Don (Ausztrália 11,3167° S, 131,7667° E) Walter-Lieth klímadiagramja (Ács és Breuer, 2012). Az alkalmazott jelölések, illetve az egyes jellemszámok elhelyezése megegyezik a 15.7. ábrán közöltekkel.

Az egységes jelölés miatt a déli féltekén a hónapok júliustól-júliusig futnak. Itt is – hasonlóan az északi félgömbhöz – a télből a tavaszba megyünk. Figyeljük meg az 15.8. ábrán (Cape Don, Ausztrália: 11,3167° S, 131,7667° E) a 100 mm feletti csapadékkal rendelkező hónapok jelölését, a 100 mm feletti rész satírozását, a 100 mm alatti rész vonalkázását a hőmérsékleti görbéig. 100 mm felett változik a csapadékskála. Itt egy beosztás már 200 mm.

Ha a hőmérsékleti görbe a csapadékgörbe felett fut, akkor a potenciális párolgás meghaladja a csapadékot, vagyis ezek a hónapok aszályosak. Ezt a pontozott terület jelzi. A 15.8. ábrán egy tipikus, monszunális éghajlatra jellemző klímadiagramot látunk.

Abban az esetben, ha a csapadékgörbe a havi hőmérsékleti görbe alatt fut, száraz időszakról beszélünk. A párolgás megegyezik a csapadékkal, illetve a csökkenő talajnedvesség, vagy a területen levő tavak és vízfolyások csökkenő vízszintje miatt meg is haladhatja azt. Ezek az aszályos hónapok. (Megjegyezzük, hogy az aszály fogalma ennél összetettebb, itt a köznapi értelemben, jelzőként használjuk, lásd pl. Varga-Haszonits et al, 2004.)

A klímadiagramon az állomás neve, a csapadék- és a hőmérsékleti görbe, illetve az egyes területek különböző jelölésekkel, satírozással történő kiemelése mellett egyéb paramétereket is meg kell adni. Ezeknek kötött helye van, amit a 15.7. ábra szemléltet. (A klímadiagram megrajzolása előtt ezt is alaposan át kell tanulmányozni.)

Számos meteorológiai, agrometeorológiai és éghajlati tankönyv, internetes adatbázis áll rendelkezésre, ahonnan adatokat vehetünk, illetve tölthetünk le klimadiagramok készítéséhez. Ezek közül néhányat külön is megemlítünk. A tankönyvek közül kiemeljük Szász és Tőkei (l997), Varga-Haszonits et al. (2000), Varga-Haszonits et al. (2004), Ács és Brauer (2012) munkáit. Értékes adattárat tartalmaz Kakas (1960), Lamb (1978) és Péczely (1984) könyve, illetve Walter és Lieth (1960) klímadiagram atlasza is.

Az internet-es források közül a GHCN (Global Historical Climatology Network – Globális Történeti Éghajlati Hálózat) (Peterson és Vose, 1997; Lawrimore et al., 2011, http://www.ncdc.noaa.gov/ghcnm/) adatbázist javasoljuk, ahol az átlagok mellett az egyes extrém értékek is rendelkezésre állnak. Szintén jól használható a Német Meteorológiai Szolgálat (Deutscher Wetterdienst) 1960–1990 közötti időszakra vonatkozó globális éghajlati adatbázisa (http://www.klimadiagramme.de/Frame/indexeu.html). Itt egyszerű rajzoló programot is találunk.

15.11.2. Feladatok

Rajzoljuk meg néhány város Walter-Leith klímadiagramját éghajlati adatok alapján (15.10. táblázat)!

15. 10. táblázat: Néhány hazai város éghajlati adatai

Állomás:

Sopron

Budapest

Kecskemét

magassága:

216 m

120 m

105 m

   

hőm. (°C)

csap. (mm)

hőm. (°C)

csap. (mm)

hőm. (°C)

csap. (mm)

január

–1,3

35

–1,1

42

–1,7

26

február

0,2

35

0,7

44

0,1

29

március

4,8

39

5,8

39

5,1

32

április

9,6

51

11,8

45

10,5

45

május

14,5

70

16,8

72

16,0

56

június

17,6

75

20,2

76

19,3

55

július

19,7

90

22,2

54

21,4

48

augusztus

18,9

71

21,4

51

20,6

45

szeptember

15,3

66

17,4

34

16,3

46

október

9,7

56

11,3

56

10,6

48

november

4,2

53

5,8

69

4,6

50

december

0,5

47

1,5

48

0,6

37

év

9,5

688

11,2

630

10,3

517