2017. február 27. hétfő
Múltra vonatkozó megfigyelési adatbázisok összehasonlító elemzése

A jövőbeli éghajlatváltozás értelmezéséhez elengedhetetlen a regionális klímamodelljeink validációjához használt referencia-adatbázisok részletes vizsgálata, hisz egyáltalán nem mindegy, milyen adatbázishoz viszonyítva fogalmazzuk meg azon állításunkat, hogy például a modellünk által jelzett nyári átlaghőmérséklet a múltban túlzottan magas. A rendelkezésre álló adatok közül az ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts) ERA-40 reanalízisét, a CRU (Climatic Research Unit) két különböző (megközelítőleg 50 és 20 km-es) felbontású és különböző módszertan szerint készült adatsorát, az ECA&D (European Climate Assessment & Dataset) legújabb adatállományát, az OMSZ éghajlati osztályán készült HUGRID elnevezésű, rácsponti megfigyelési adatbázist, illetve néhány magyarországi állomás nyers idősorát vizsgáltuk alapvetően a hőmérsékletre és a csapadékra.

Az adatbázisok értékeléséhez fontos ismerni az előállításuk módszerét. A CRU, az ECA és a HUGRID adatok esetében a rendelkezésre álló, többnyire nem homogenizált megfigyelések felhasználásával adott interpolációs technika alkalmazásával készítették el a felszíni rácsponti adatbázisokat a teljes Földet (CRU0.5) vagy Európát lefedve (CRU10' és ECA), illetve a HUGRID esetében Magyarországra koncentrálva. A nagyobb területet lefedő adatbázisok esetében a mérési pontokban szegény területeken (mint az óceánok vagy a tengerek) és a magasabb légköri rétegekben nem áll rendelkezésünkre információ. Az említett rácsponti megfigyelési adatbázisokkal összehasonlítva az ERA-40 re-analízisek esetében fontos különbség, hogy előállításukhoz a rendelkezésre álló méréseken túl numerikus modellek rövidtávú előrejelzéseit is felhasználták, ily módon olyan magasságokban és területeken is előállítva pontos információt (analízist), ahol egyébként nem rendelkezünk méréssel. A re-analízisekkel kapcsolatban még fontos megjegyezni, hogy az összehasonlításnak csak a hőmérséklet esetében van alapja, a csapadékmező ugyanis nem egy analízis, hanem egy hatórás modell-előrejelzés eredményeként áll elő.

Az adatbázisokról bővebb leírást a következő hivatkozásokban találunk:

  • ERA-40: Uppala et al. (2005)
  • CRU 0.5: Mitchell and Jones (2005)
  • CRU 10': Mitchell et al. (2004)
  • ECA: van Engelen et al. (2008)
  • HUGRID: Szentimrey et al. (2005)

A különböző adatbázisok összehasonlító elemzése során megállapítottuk, hogy az ERA-40 adatbázis elnagyolt, finomabb skálájú validációra nem alkalmas, ám a magaslégköri analízise révén a modellek számára egyedül ez nyújthat megfelelő kezdeti- és határfeltételeket. A CRU adatbázisok közül a durvább (fél fokos) felbontású tartalmazza a nagyobb számú, újabb és vélhetően pontosabb adatokat. Az ECA adatbázis a finomabb (10-ívperces) felbontású CRU-hoz egészen hasonló, annyi különbséggel, hogy az előbbit folyamatosan frissítik. Magyarország területére ezek az adatsorok csak közelítő képet adhatnak, hiszen a rendelkezésre álló mérőállomások közül viszonylag keveset használtak fel az előállításuk során, ellentétben a HUGRID adatsorral, ahol az összes magyarországi állomás adatait figyelembe vették.

Napi rácsponti adatsoraink egyedül az ECA és a HUGRID adatbázisokból vannak, így kizárólag ezekből számolhatóak extrém éghajlati indexek, illetve azok trendjei. A klímamodellekkel való átlagos összehasonlításhoz szívesen használják még a CRU 10 ívperces felbontású adatsorát - éppen az előnyösebb felbontása miatt - több európai és magyarországi intézetben.

Alább a Magyarország területén mért éves átlaghőmérséklet idősorát és annak lineáris trendjét láthatjuk 1961 és 2000 között a HUGRID adatok alapján (a növekedés szignifikáns; 1. ábra), illetve az 1961 és 2000 közötti nyári átlaghőmérséklet különbségét a 10'-es felbontású CRU és az ECA között (2. ábra).

 1. ábra

1. ábra
A Magyarország területén mért éves átlaghőmérséklet idősora (°C-ban) és annak trendje
1961 és 2000 között a HUGRID adatok alapján

 2. ábra

2. ábra
Az 1961 és 2000 közötti nyári átlaghőmérséklet különbsége (°C-ban) a 10'-es felbontású CRU és az ECA között

Megfigyelési adatbázisok