TÁJ- ÉS TEREPKLIMATOLÓGIA. A kutatási módszerek fejlődése A kutatási módszerek fejlődését napjainkig a következő periódusokra oszthatjuk: Az első időszakban.

Az előadások a következő témára: "TÁJ- ÉS TEREPKLIMATOLÓGIA. A kutatási módszerek fejlődése A kutatási módszerek fejlődését napjainkig a következő periódusokra oszthatjuk: Az első időszakban."— Előadás másolata:

1 TÁJ- ÉS TEREPKLIMATOLÓGIA

2 A kutatási módszerek fejlődése A kutatási módszerek fejlődését napjainkig a következő periódusokra oszthatjuk: Az első időszakban azt vizsgálták, hogy a helyi feltételek hogyan tükröződnek az adott állomáson mért adatokban. Ez az időszak a 19. századtól a 20. század elejéig tartott, amikor egy adott állomás adatait a szomszédos állomásokon mért értékekkel vetették össze, hogy meghatározzák az ottani feltételek klíma módosító hatását. Ilyen összehasonlításokhoz főleg az átlagértékeket használták fel. A második periódusban a kutatás fő célja az volt, hogy minél részletesebb adatokat szerezzenek a klímaelemek horizontális változékonyságára vonatkozóan egy kis területen belül. 1927. május 12-én Wilhelm Schmidt gépkocsira szerelt hőmérővel végzett méréseket és részletes hőmérséklet eloszlási térképet készített Bécsről.

3 Ettől kezdve az autó nélkülözhetetlen „mozgó laboratóriummá” kezdett válni. Segítségével egy kis terület számos pontján mért adatok alapján készített eloszlási térképeken mutathatók be a helyi klíma jellegzetességei. A harmadik periódusban kísérletek segítségével vizsgálták a kis térségek klimatikus viszonyait. Mivel a helyiklíma kutatás kísérletes tudomány, így az ismételt kísérletekből leszűrhető következtetések jelentik a megismerés egyik módját. A kísérletek sokfélék lehetnek a zárttériektől, - mint a szélcsatorna kísérletek- a szabadtériekig. A szabadtéri kísérletek eltérnek a hagyományos megfigyelésektől, mivel itt a feltételeknek meghatározott paraméterek közt kell mozognia, hogy a jelenségeket egymás után, meghatározott feltételek közt elemezhessük. Például egy kísérletet meghatározott széliránynál, vagy derült időben kell elvégezni. Más szóval a szinoptikus feltételeket figyelembe kell venni. A számítógépes modellkísérletek szintén fontos eszközt jelentenek a problémák megoldásában.

4 A negyedik fázist a távérzékelés, a GIS módszerek segítségével végzett modellezés jellemzi. Napjainkban, az infravörös tartományban érzékelő műholdak által készített felvételek felbontása lehetővé teszi felhasználásukat az összehasonlító helyi, vagy akár mikroklíma szintű elemzésekben. A modellezés célja gyakran a helyi klimatikus terekben a meteorológiai elemek változásának előrejelzése a szinoptikus feltételek változásaival összefüggésben. A jelenlegi kutatásban az előbb bemutatott fázisok nem feltétlenül épülnek egymásra, vagy maradnak ki, de sokszor egy korszerű elemzési módszereket alkalmazó kutatáshoz is az első fázisban bemutatott módszerekkel szerezhetünk bemenő alapadatokat. A negyedik fázisban bemutatott módszerekkel elért eredmények megerősítésére, ellenőrzésére, pedig az első, második és harmadik fázis módszereivel van lehetőségünk. A helyi és mikroklíma indikátorokat a második-harmadik fázisban használhatjuk fel. A kvantitatív analízis eredményei alapján van lehetőségünk a terület helyi, vagy mikroklímájának kvantitatív jellemzésére. Az elért eredmények gyakorlati alkalmazást nyerhetnek a helyi és mikroklíma módosításában.

5 A módszerek közül úgy kell választani, hogy az alapcélt minél jobban és egyszerűbben érhessük el. A cél mindig a vizsgálati terület éghajlati sajátságainak minél jobb megismerése, gyakorlati igényű feltárása, értékelése. Mire kell figyelni? - A vizsgálat lépései 1.Adatgyűjtés. A vizsgálati területről rendelkezésre álló írott éghajlati, geológiai, hidrológiai, növény- és talajtani stb. infók összegyűjtése. Források: OMSZ évkönyvek, havi jelentések, hidrológiai évkönyv, Nagy csapadékkönyv, genetikus és üzemi talajtérképek Magyarország kistájainak katasztere+ egy alaptérkép EOV 1:10.000. VIGYÁZAT: Magyarország éghajlati atlasza erre a célra nem felel meg! 2.Terepbejárás. A terület megismerése a gyakorlatban. Annak ellenőrzése, hogy a területről olvasottak mennyiben felelnek meg a valóságnak. Az esetleges módosulások feljegyzése. A mérőállomás helyének /mérési útvonal kijelölése. Beszélgetés a helybeliekkel.

6 A terepbejárás során az éghajlatmódosító tényezőket vesszük számba. Megfigyeljük: A vízfelületek (alak, mélység stb), a növényzet (faj, fenofázis, magasság, sűrűség stb.) a domborzat (lejtő iránya, szöge, árnyékolás) a talaj (genetikai típus, szín, nedvességi áll.) jellegzetességeit. Az antropogén mikroklíma módosító hatásokat (épületek, vonalas infrastruktúra). Ha viszonylag magas és sok tereptárgy van teodolittal meghatározzuk azok magassági szögeit és azimutját → horizont korlátozás mértéke határozható meg segítségükkel, ami a sugárzási viszonyok (besugárzás időtartama szempontjából lehet fontos. Az adatgyűjtés és terepbejárás eredményeinek összegzése után következik a terepi mérés.

7 Hogyan mérjünk? - A mérések menete A mérési pontok kijelölése: A terepbejárás során kijelöljük a vizsgálati terület eltérő sajátságokkal rendelkező egységeit és azokon reprezentatív pontokat veszünk fel. Pl.: lejtős területen a lejtő alja (völgytalp), teteje, inflexiós sáv/kb. egyenlő távolságra elhelyezkedő pontok a lejtőn. A kiválasztott pontok helyét bejelöljük az alaptérképen (későbbi tájékozódás, G.I.S. feldolgozás megkönnyítése végett). Ha van GPS és digitális térkép, egyszerűbb! FONTOS: A méréseknek a különböző pontokon egy időben kell zajlania az eredmények összehasonlíthatósága miatt. A kiválasztott pontokon a hordozható állomások elhelyezése/műszeres segéderő telepítése. Így a szimultán mérés biztosítható.

8 3.Terepi mérések: A, Ideiglenesen telepített automata meteorológiai állomással Előnye, hogy hosszú időn át folyamatos nagy részletességű adatsort szolgáltat a meteorológiai elemek széles köréről szinte emberi beavatkozás nélkül. DE: ált. több kell belőle a terepen, drága, megrongálhatják, ellophatják. Telepítésénél fontos szempont, hogy ne zavarja meg a terület mikroklimatikus viszonyait, de zavartalanul, szél-, eső árnyéktól mentesen mérjen.

9

10 B, Expedíciós mérések Meghatározott időközönként, v. időjárási helyzetekben a kutatási terület több pontján hordozható műszerekkel végrehajtott mikroklíma mérések. A meteorológiai elemek csak bizonyos, kiválasztott körének mérése (pl. csapadéknál ált. nincs értelme) rövidebb időn át (24-48 óra). Könnyű, sokoldalú, kis tehetetlenségű, a terepi igénybevételt jól tűrő műszer kell. Előny, ha digitális jelet állít elő és ezt memóriájában tárolja → számítógépes feldolgozás → GIS megjelenítés. Ált. digitális kézi műszerek/hordozható automata meteorológiai állomások jöhetnek szóba. + Speciális eszközök (pl.: szappanbuborék fújó). C, Terepklíma mérés gépjárműre szerelt műszerekkel. Nagyobb területekről nagy adatsűrűségű mérés esetén használható módszer. Részletek a városklíma c. részben.

11 Hordozható digitális hőmérséklet és légnedvességmérő műszer

12 D, Mi a teendő, ha nincs annyi műszer, hogy minden ponton egyszerre mérjünk? – Mérési útvonal bejárása: az ún. ”stichpróbák” módszere. A nap egyes időszakaiban a meteorológiai elemek igen kis mértékben változnak, néhány órán át kvázi stabilnak tekinthetők. Ez a helyzet ált. napkelte és napnyugta, ill. dél környékén áll fenn. Ezekben az időpontokban végiglátogatva a kijelölt mérési pontokat egy mérési útvonal mentén egy műszerrel is végezhetünk méréseket. Az eredmények összehasonlíthatósága érdekében a mérési útvonalat azonban nem egyszer, hanem oda- vissza járjuk be a mérési pontok fordított sorrendjében, nagyjából azonos idő alatt.

13 Az oda és vissza úton mért eredmények átlagolása révén egy időpontra (a mérés középidejére) vonatkozó eredményeket kapunk. Így az értékek már összehasonlíthatók. Mikor mérjünk? - A mérési időszak kiválasztása A méréseket végrehajthatjuk szabályos időközönként (hét, dekád, hónap, évszak) Vagy különböző makroszinoptikus helyzetekben is. DE: a terepklíma kifejlődése csak anticiklonális, derült szélcsendes időben erős. Egy front átvonulás teljesen megakadályozhatja a terepklíma kifejlődését. Ideálisan a méréseket legalább 1 éven át évszakonként 2-3 alkalommal kell végezni, a terep- ill. mikroklíma kifejlődése szempontjából megfelelő körülmények közt, ahhoz hogy a terület éghajlatáról képet kapjunk. Az alaklomszerű mérések csak egy-egy részkérdés (pl. egynapos nagycsapadék eróziós hatása) tisztázására, esettanulmányok készítéséhez elegendőek.

14 Milyen meteorológiai elemeket mérjünk és hogyan? Napsugárzás mérése: A bejövő globálsugárzás mérésére piranométerek állnak rendelkezésre. Ennek önmagában nincs értelme, mivel kis területen belül a globál sugárzás intenzitása max. az árnyékolás miatt tér el. Sugárzási egyenleg méréséhez 2 piranométer (rövidhull. egy.) és 2 pirradiométer (hosszú hull. egy.) szükséges. Léghőmérséklet méréshez ált a platina ellenállás hőmérők digitális adatgyűjtővel a legmegfelelőbbek. VIGYÁZAT: meg kell oldani a szenzor árnyékolását nap közben. A léghőmérsékletet 150-200 cm közt kell mérni! Talajhőmérséklet méréséhez szúrótűs platina ellenállás hőmérőket használjunk inkább, mint a hagyományos higanyos eszközt.

15 Légnedvesség: kapacitív rel.nedv. mérő műszer ált. integrálva a hőmérsékletmérővel. Rel. nedv.-ből számítható absz. nedv., ill. páranyomás. Légnyomás: barográf a legcélszerűbb. Szélsebességmérésre kézi kanalas szélseb. mérő, esetleg digitális adatgyűjtővel. Szélirány: megfigyelés alapján+ Mikroklimatikus szélsebességmérés szappanbuborék segítségével. A mérés körülményeire oda kell figyelni: függőleges műszertengely, 2m-es mérési magasság szélárnyék kerülése! Csapadék: ha van aki leolvassa egy hellmann-féle csapadékmérő kell. Legbiztosabb az automata állomás elhelyezése. Ez a legproblémásabban mérhető éghajlati elem!

16 Hogyan pótoljuk az olyan adatokat, amiket nem tudunk mérni? – Térbeli interpoláció. Csapadék mérés általában nehezen kivitelezhető, alkalomszerű mérése általában értelmetlen. Megoldás: 2 állomás esetén a távolsággal súlyozott átlag, 3 állomás esetén a térbeli interpoláció szomszédos állomások adatai alapján.

17 A táj- és terepklímatológiai eredmények gyakorlati alkalmazása Adatgyűjtés után analízis. Digitálisan rögzített adatok excell statisztikai feldolgozása, GIS megjelenítés. Eredmények hasznosítási lehetősége a vizsgálati terület valamilyen hasznosításra való alkalmasságának eldöntése. → ÉGHAJLATI BONITÁLÁS. Nem abszolút módszerek, mindegyik többé kevésbé szubjektív pontrendszer alapján minősít. Pl.: Bacsó additív összegző módszere: A klíma elemek 0-+5-ig pontozza az egyes elemeket az adott használat szempontjából és a végén összeadja.