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

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

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)

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

Részlet az OMSZ éghajlati információs oldalairól - http://owww. met „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

Hőmérsékletemelkedés a 20. században –eltérő álláspontok +0,68°c +0,34°c dT (°C/évszázad) +0,31°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

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?

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

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

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

1. Régi megfigyelések felkutatása, kiegészítő információk gyűjtése

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

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)

Észlelő neve és foglalkozása Régi megfigyelések a Kárpát-medencében és környékén (teljesség igénye nélkül) Sz. Időszak Helyszín Észlelő neve és foglalkozása 1 1717-20 Eperjes Reimann János Ádám - orvos 2 1755-61, ‘63, ‘66 Nagyszombati Egyetem Weiss Ferenc - egyetemi tanár, jezsuita szerz. 3 1767-99 Kremsmünsteri Apátság benedekrendi szervezetesek 4 1775-1847 Bécs, Csillagvizsgáló - 5 1780-1849 Budai Vár/Gellérthegy Weiss, Tauchert, Pasquich, Kmeth, Tittel és tsai. 6 1780-1801 Miskolc Benkő Sámuel - orvos 7 1780-1803 Temesvár Klapka Károly József - gyógyszerész 9 1813-54 Gyula Tormássy Lajos - orvos 10 1819-32, 1835-53 Pécs-Belváros Patkovich József orvos és Ritter von Berks bányamárnök 11 1830-47 Oraviczabánya 12 1832-72 Ungvár Hackl András - orvos 13 1835-40, 1843-45 KolozsvárCsillagvizsgáló Hornyai 15 1838-47 Székesfehérvár Hódosi Karácsony Antal földesúr 19 1851-67 Eger, Líceum Montedégoi Albert Ferenc - csillagász 25 1865-77 Baranyavár Markovics Károly

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

Források - korai nyomtatványok

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

Források – csillagvizsgálók feljegyzései

Források – időjárási havijelentés, GSoD

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

Az éghajlati mérőhálózat

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

128820 Debrecen Nemzetközi Repülőtér Helyszínek 1853-70 Debrecen-Belváros, Piac utca 1871-90 Debrecen-Pallag, I. elhelyezés 1891-1902 Debrecen-Pallag, II. elhelyezés 1903-1928.05 Debrecen-Pallag, III. elhelyezés 1928.06-1949.12 Debrecen-Nagyerdő, egyetemi állomás 1950-1960.04 Debrecen-Repülőtér I 1960.05-1995.07 Debrecen-Repülőtér II 1995.08-2003 Debrecen-Repülőtér III 2004- Debrecen-Repülőtér (hangárok nélkül) Észlelési órák 1853-55 6-14-21h 1856-70 6-14-22h 1871-72 7-14-21h 1873-74 7-14-22h 1875-1958 1959-60 1-7-13-19h 1961-1997.11 1-4-7-10-13-16-19-22h 1997.12- 24 órás napi közepek

Állomástörténeti információk - Budapest 128430 Budapest-Pestszentlőrinc Aerológiai Obszervatórium Helyszínek 1780-1817 Vár - Királyi Palota Csillagvizsgáló tornya 1818-1825 Gellérthegyi Obszervatórium I 1826-36 Gellérthegyi Obszervatórium II 1837-48 Gellérthegyi Obszervatórium III 1849-1856.02 Buda I 1856.03-1861.02 Buda II 1861.03-1864 Budai Reáliskola, régi épület (Fő utcánál) 1865-89 Budai Reáliskola, Toldy Ferenc utca 9. 1890-1910.03 Budapest I. ker. Fő utca 6. (régi székház) 1910.04-1952.12 Budapest II. ker. Kitaibel Pál utca 1953- Aerológiai Obszervatórium

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

3. Adatsorok egyöntetűvé tétele, korrekciók, hibabecslés menete

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.

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)

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) Átlaghőmérséklet (°C) 24 órás átlaghőm. 7h (5 UTC) Észlelési idő (UTC)

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

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

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

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

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

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

Asszimetrikus-többlépcsős homogenizáció Példa: Debrecen esetében töréspontkeresés META történeti 1871 1891 1903 1928_06 1950 1960_05 1995_08 2004 Eger 1877 1896 1905 1914 1929 Szeged 1920 1940 1944 1967 1990 Budapest 1875 1899 1961 Tata 1859 1921 1926 1964 Győr 1907 2003 Nyíregyháza 1902 ÖSSZEGZÉS 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

4. Országos középhőmérséklet számítás, eredmények kiértékelése

Hőmérsékleti anomáliák interpolációja 0,5°-os felbontással

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

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

257 év szélsőségei: legmelegebb és leghidegebb hónapok Budapest Országos Orsz. hely. 1807 VIII 26,9 26,2 1 1879 XII -10,4 -9,9 1834 VII 26,4 25,2 2 1893 I -9,4 -9,7 1794 VII 24,9 3 1942 I -9,1 1992 VIII 25,9 24,8 4 1795 I -8,9 7 1859 VII 25,6 23,8 8 1840 XII -8,7 1811 VII 25,3 24,5 5 1964 I -8,2 -8,0 13 1811 VI 25,0 24,4 6 1956 II -8,1 -8,8 1820 VIII 24,7 24,1 1830 I -7,9 -9,3 1788 VII 23,5 10 1929 II -9,2 1874 VII 23,3 1799 I -8,4 11 1797 VII 23,2 14 1788 XII -7,7 12 2003 VIII 24,6 23,6 9 1940 I -7,6 1865 VII 23,4 1864 I -8,6 1859 VIII 22,8 27 1833 I -7,5 17 1994 VII 15 1838 I -7,0 1928 VII 24,3 23,1 19 1871 XII -6,9 16 1995 VII 23,0 21 1858 II -7,3 20 2006 VII 22 1896 I -6,8 23 1890 VIII 1829 XII -6,7 25 1781 VIII 24,0 1963 I -6,6 24

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

1929. február 10. – NOAA Reanalízis térkép

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

5. Összegzés, összehasonlítás korábban megjelent kutatási eredményekkel

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)

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

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

Köszönöm a megtisztelő figyelmet!