Ugrás a tartalomhoz

Éghajlattan

Dr. Bartholy Judit (2012)

EDUTUS Főiskola

2. fejezet - A Föld és Magyarország éghajlata

2. fejezet - A Föld és Magyarország éghajlata

A földi klíma I.

Övezetesség

A földi légkörben és az óceánokban létrejövő mozgások hajtóereje a napsugárzás. Így ennek övezetessége alapvetően meghatározza a Föld éghajlati öveit. Az Egyenlítő körzetében a trópusi öv található (2.1.1.1. ábra), ahol egész évben egyenletesen nagy a besugárzás, magas a hőmérséklet, s kicsi az éves hőmérsékleti ingás.

Az Egyenlítő vidékétől távolodva mindkét félgömbön a száraz klímaövek követik a trópusi övet. A száraz klímához tartoznak a sivatagi és sztyepp területek. A közepes földrajzi szélességeken nagy kiterjedésű szárazföld csak az északi félgömbön található, ahol a tengerparthoz közelebbi térségekben enyhe klímáról (meleg és nedves) beszélhetünk, míg a szárazföldek belsejében a kontinentális éghajlat (hideg és nedves) a jellemző. A déli félgömbön a kontinentális klíma területe teljesen hiányzik, s csak kis kiterjedésben találunk enyhe klímát. A poláris klíma a sarkvidéket jellemzi, mely nagyon hideg és száraz éghajlati viszonyokat jelent. A déli félgömbön a teljes Antarktisz ide tartozik. A magashegyekben a hegyvidéki klíma jellemző, ahol az adott földrajzi szélesség függvényében a tengerszint feletti magasság menti övezetesség jelenik meg.

Sugárzás I.

A sugárzás területi eloszlásának három paraméterét elemezzük havi skálán: a rövidhullámú sugárzási egyenleget, a hosszúhullámú sugárzási egyenleget és a nettó sugárzási egyenleget (2.1.2.1. ábra).

2.1.2.1. ábra Forrás: Az Oregoni Egyetem Földrajz Tanszéke az 1959–1997 adatokat tartalmazó NCEP/NCAR reanalízis adatbázis alapján 2000.

A rövidhullámú sugárzási egyenleg a napsugárzás földfelszínre leérkező mennyisége és a visszaverődő sugárzás különbsége. A légkör tetejére érkező napsugárzás egy része a légkörön keresztül haladva visszaverődik a világűr irányába, mely így már értelemszerűen nem is érkezik le a felszínre. A légkör visszaverő-képességét elsősorban a felhők jelenléte határozza meg: minél vastagabb a felhőréteg, annál több verődik vissza (akár 60–90%-a az érkező sugárzásnak), azaz annál kevesebb érkezik le a felszínre. A felszínről visszavert napsugárzás mértékét a felszíni albedó (2.1.2.2. ábra) határozza meg.

2.1.2.2. ábra Forrás: Oke 1998.; Ahrens 2001.

A dúsabb növényzetű területeken alacsonyabb az albedó értéke (0,1–0,2 körüli), a száraz talajokon magasabb (akár 0,4). A szárazföldi területeken az albedó jellemző értékét a 2.1.2.3. ábrán láthatjuk. A sivatagi területeken és a sarkvidékhez közeli gyakran hóval/jéggel borított térségekben a legnagyobb arányú a sugárzás visszaverése.

A rövidhullámú sugárzási egyenleg átlagos havi értéke maximális (200 W/m2-t meghaladó értékű) a trópusi övezetben (2.1.2.1. ábra bal felső animációja). A tavaszi és őszi napéjegyenlőség idején nagyjából szimmetrikus a két félgömbön az eloszlása, viszont a nyári félévben az északi félgömb felé, a téli félévben pedig a déli félgömb felé tolódik el ez a maximális értékkel jellemezhető övezet. A sarkvidéki térségben a több hónapon át tartó éjszaka idején a rövidhullámú sugárzási egyenleg 0.

A hosszúhullámú sugárzási egyenleg a felszín és a légkör hőmérsékleti sugárzásának előjeles összegeként definiálható. Mivel a felszín szempontjából vizsgáljuk a sugárzási egyenleget, ezért a felszín kisugárzása negatív előjellel, míg a légkör kisugárzása a felszín felé bevételként, azaz pozitív előjellel jelentkezik. A légkör és a felszín eltérő sugárzási tulajdonságai miatt sivatagi környezetben a felszíni kisugárzás akár 100 W/m2-rel is nagyobb lehet, mint a légkörből származó sugárzási bevétel (2.1.2.1. ábra bal alsó animációja). Az Egyenlítő körzetében, a sarkvidéki területeken és az óceáni felszínek esetén a havi hosszúhullámú egyenleg (-25)–(-50) W/m2 közötti. Mivel a hosszúhullámú sugárzáshoz szükséges energiabevételt a napsugárzás biztosítja, ezért az éves menetben a rövidhullámú egyenleghez hasonló sáveltolódásokat figyelhetünk meg: a nyári félévben északi irányban, a téli félévben déli irányban.

A nettó sugárzási egyenleg a rövidhullámú és a hosszúhullámú egyenleg előjeles összegeként áll elő. A 2.1.2.1. ábra jobb oldalán látható térképsorozaton a vándorló övezetesség természetesen ebben az esetben is megjelenik (az északi félgömb nyarán észak felé, telén dél felé). A legnagyobb havi értékek (150–200 W/m2) a trópusokon jelennek meg. Negatív nettó egyenlegű területek a sarkvidéktől a 35–40° földrajzi szélességig terjedhetnek.

Sugárzás II.

A nettó sugárzási egyenleg (R) a szenzibilis hőáram (H), a látens hőáram (LE) és a talaj hőáramának összegeként (G) áll elő: R = H + LE + G. Elegendően hosszú időt figyelembe véve a talaj hőáramai egyensúlyban vannak, s így G nullának tekinthető. Ezzel az egyszerűsítéssel: R ≈ H + LE. Az óceánok felett, a nettó sugárzási egyenleg 90%-a a víz elpárologtatására (LE) fordítódik (2.1.3.1. ábra), s csak 10%-a a levegő melegítésére (H), az is főként konvekció révén (2.1.3.2. ábra).

2.1.3.1. ábra Forrás: Az Oregoni Egyetem Földrajz Tanszéke az 1959–1997 adatokat tartalmazó NCEP/NCAR reanalízis adatbázis alapján 2000.

2.1.3.2. ábra Forrás: Az Oregoni Egyetem Földrajz Tanszéke az 1959–1997 adatokat tartalmazó NCEP/NCAR reanalízis adatbázis alapján 2000.

A szárazföldek felett a látens és a szenzibilis hőáram közel egyező arányú. Globális skálán az egész Földre a látens hő a nettó sugárzási egyenleg 77%-a, a szenzibilis hőáram pedig a 23%-a. Az egyes kontinensek és az óceáni térségek évi nettó sugárzási egyenlegének megoszlását a 2.1.3.3. ábrán hasonlíthatjuk össze.

2.1.3.3. ábra

Jól látszik, hogy az óceáni területeken a látens hő dominál, s magasabb a nettó sugárzási egyenleg, mint a szárazföldeken. Az egyes kontinensek között is lényeges különbségek mutatkoznak. Például az Antaktiszon a nagy hideg miatt nincs lehetőség párolgásra (LE = 0). Ausztráliában, a legszárazabb kontinensen, a szenzibilis és a látens hő aránya 2:1.

Hőmérséklet I.

A sugárzási viszonyok alapvetően meghatározzák a hőmérséklet alakulását. Ennek megfelelően a sugárzási paraméterekben megjelenő földrajzi övezetesség megfigyelhető a hőmérséklet esetén is (az évi átlagok a 2.1.4.1. ábrán, a havi átlagok a 2.1.4.2. ábra térképsorozatán láthatók).

2.1.4.1. ábra Forrás: http://www.klimadiagramme.de/

2.1.4.2. ábra Forrás: Az Oregoni Egyetem Földrajz Tanszéke az 1959–1997 adatokat tartalmazó NCEP/NCAR reanalízis adatbázis alapján 2000.

Továbbá jellemző az is, hogy a szárazföldek éves hőingása jóval nagyobb, mint az azonos szélességen lévő óceáni területeké. A trópusi területeken egész évben állandóan magas (25–30 °C-os) havi középhőmérséklet jellemző. Ennél magasabb (35 C fölötti) értékek a sivatagokban jelennek meg. A legalacsonyabb havi középhőmérsékletek az Antarktiszon figyelhetők meg, a déli félgömb téli félévében nem ritka a -50 °C alatti havi átlag.

Hőmérséklet II.

Az átlagos évi maximum- és minimumhőmérsékletek földrajzi eloszlása rendre a 2.1.5.1. ábrán, illetve a 2.1.5.2. ábrán látható.

2.1.5.1. ábra Forrás: http://www.klimadiagramme.de/

2.1.5.2. ábra Forrás: http://www.klimadiagramme.de/

Megfigyelhetjük a korábban (2.1.4.1. és 2.1.4.2. ábrán) bemutatott hőmérsékleti átlagértékek eloszlásához hasonló övezetességet. A legnagyobb átlagos maximumhőmérsékletek a Szaharában jelentkeznek, melyek meghaladják a 33 °C-ot. A legkisebb átlagos maximumhőmérsékletek (-9 °C alatti értékek) a sarkvidék közelében jelentkeznek. Jól látható, hogy a magashegységek valamelyest megbontják a zonális eloszlást (pl. a Himalája, a Sziklás-hegység, az Andok, az Alpok stb.).

A legalacsonyabb minimumhőmérsékletek évi átlagban is -20 °C alattiak, melyeket a sarkvidéki területeken figyelhetünk meg. Természetesen a trópusi vidékeken találhatjuk a legmagasabb minimumhőmérsékleteket, melyek meghaladják a 20 °C-ot.

A fagyos napok (Tmin < 0 °C) évi átlagos számát a 2.1.5.3. ábra illusztrálja.

2.1.5.3. ábra Forrás: http://www.klimadiagramme.de/

A térképen a piros árnyalatok jelzik, hogy a trópusi területeken általában egyáltalán nem fordul elő fagyos nap. Az övezetesség itt is megjelenik, a trópusok felől a pólus irányába haladva nő a fagyos napok évi száma. A magashegységek térségében az azonos szélességű területekhez viszonyítva ez esetben is nagyobb értékek jelennek meg. Magas értékeket találhatunk a Himalája régiójában és a sarkvidékek közelében, ahol 210 napnál több a fagyos napok évi száma. A maximális értéket Grönlandon és a Himalája legmagasabb részén látjuk, ahol a fagyos napok évi száma meghaladja a 280 napot (s egész évben fagy uralkodik).

Éghajlati szélsőségek – hőmérséklet

A valaha mért legmagasabb hőmérsékleti értékeket foglalja össze földrészenként a 2.1.6.1.ábra, illetve a legalacsonyabb hőmérsékleteket a 2.1.6.2. ábra.

2.1.6.1. ábra Forrás: http://www.satelliten-bilder.de/

2.1.6.2. ábra Forrás: http://www.satelliten-bilder.de/

A Földön valaha mért maximumhőmérsékletet, 57,7 °C-ot Afrikában, El Aziziában regisztrálták 1922. szeptember 13-án. A legalacsonyabb hőmérsékletet, -89,2 °C-ot az antarktiszi Vosztok kutatóállomáson mérték 1983. július 21-én.

A legnagyobb napi hőingást (57,2 °C-ot) Lomában, az amerikai Montana államban mérték 1972. január 15-én, amikor a napi minimumhőmérséklet -47,8 °C volt, a maximum pedig 9,4 °C. A legnagyobb abszolút hőingást (106,4 °C-ot) Oroszországban, Verhojanszkban mérték, ahol a legalacsonyabb mért hőmérséklet -69,8 °C volt, a legmagasabb pedig 36,6 °C.

A leckéhez kapcsolódó esettanulmányok

A 2010-es év Magyarországon és szerte a világban nagyon szélsőséges volt .

Rekordmelegeket mértek 2010-ben Kelet-Európában és az Egyesült Államokban is. Eddig 2005 számított a legmelegebb évnek a tudományos hőmérsékletmérések történetében, azonban 2010-ben már január és június között is magasabb volt a hőmérséklet a sokévi átlagnál. Kelet-Európában például júliusban a megszokotthoz képest 5 °C-kal többet mértek. Január és július között a földfelszínen mért hőmérséklet szintje 0,7 °C-kal volt a sokévi átlag felett. Ez az érték felülmúlja az eddigi legmelegebb évben, 2005-ben mért hőmérsékletet is: akkor az évnek ugyanebben a szakaszában 0,6 °C-kal haladta meg az átlagot a hőmérséklet. Az északi félgömbön a júliusban mért hőmérséklet a legmagasabb az időjárási adatok rögzítése óta, 2010-ben 0,9 °C-kal volt az átlagnál melegebb a nyár második hónapja. Az egész Földre kiterjedően a júliusi átlaghőmérséklet 0,6 °C-kal haladta meg a sokévi átlagot, így a 2010-es július az eddig mért harmadik legmelegebb volt.

2010-ben a következő hőmérsékleti rekordok születtek az alábbi országokban:

2.1.6.3. ábra

Nemcsak a hőmérséklet, hanem a csapadék is nagyon extrém volt 2010-ben. Például Magyarországon 2010-ben több csapadék hullott, mint bármelyik évben a mérések kezdete óta. Az abszolút éves csapadékrekord is megdőlt: 1550 mm csapadék hullott 2010-ben Jávorkúton (Bükkben) az OMSZ mérőállomásán. Magyarországon az 1870-es évektől végeznek rendszeres csapadékmérést, azaz közel másfél évszázad legcsapadékosabb éve volt 2010. Az abszolút rekord mellett az országos átlag is rekordértéket mutatott. A legcsapadékosabb hónap a május volt, amely országos átlagban ugyancsak rekordot döntött. Különleges volt a májustól októberig tartó időszak. Csak ebben az öt hónapban például a Bakony belsejében több mint 1100 mm eső hullott. A csapadék zöme nem heves zivatar formájában esett le, hanem mediterrán ciklonok áthaladása közben alakultak ki a tartós esőzések. A nagy csapadék érintette a Tiszát és mellékfolyóit, amelyeken az év során három nagyobb és több kisebb árhullám vonult végig. A Balaton vízszintje évtizedek óta nem volt ilyen magas.

A leckéhez kapcsolódó további kiegészítő információk

A lecke célja a Föld éghajlatának megismerése, ezen belül az övezetesség megjelenése az éghajlati viszonyokban, valamint a sugárzás és a hőmérséklet térbeli és időbeli eloszlásának, szélsőségeinek áttekintése. A becsült tanulási idő témánként 0,4 óra, a teljes leckére 2,4 óra.