A területi párolgás havi értékeinek becslése 2000 és 2022 között Magyarországon kilométeres felbontásban

József Szilágyi; László Báder; János Józsa

doi:10.59258/hk.20549

Szilágyi József Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék https://orcid.org/0000-0003-4449-0470
Báder László Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék https://orcid.org/0009-0002-6134-1098
Józsa János Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék https://orcid.org/0009-0009-6982-1089

DOI: https://doi.org/10.59258/hk.20549

Kulcsszavak: Területi párolgás, hatványkitevős komplementáris összefüggés, evapotranszspiráció, ERA5-Land reanalízis, MODIS felszíni hőmérséklet

Absztrakt

A globális felmelegedés okainak és következményeinek vizsgálatához egyre nagyobb az igény a vízmérleg párolgás tagjának adataira. A területi párolgás egyre pontosabb becslése lehetővé vált a termodinamikai törvényekre épülő komplementáris módszer fejlődésével öt alapvető meteorológiai változó alapján (nettó sugárzás, levegőhőmérséklet, harmatpont, légnyomás és szélsebesség). ERA5-Land adatok felhasználásával készítettünk 0,1° térbeli felbontású párolgástérképeket Magyarországra a 2000-2022-es időszakra havi időbeli bontásban, majd távérzékeléssel mért MODIS felszínhőmérséklet adatok alapján megnöveltük a térbeli felbontást 1-km-re. A párolgás sokéves magyarországi átlagára 538 mm/év (a csapadék 89%-a) adódott, amely országos szinten 0,42 mm-el nőtt évente. A párolgás térbeli és időbeli változásainak értelmezése azonban további széleskörű vizsgálatokat kíván. Ennek érdekében megosztjuk az eredményeket egy mindenki számára ingyenesen elérhető oldalon (figshare.com). Célunk a hazai vízgazdálkodás segítése mind a felhasználói, mind pedig a szakmai oldalról.

Szerző életrajzok

Szilágyi József, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék

SZILÁGYI JÓZSEF hidrológiai szakágazattal kiegészített okleveles meteorológus diplomáját az ELTE Természettudományi Karán szerzi meg 1989-ben. 1992-ig a VITUKI Országos Vízjelző Szolgálatának operatív hidrometeorológusa. 1994-ben a New Hampshire-i (USA) Egyetemen hidrológiai MSc, majd 1997-ben a Kaliforniai Egyetemen (Davis) PhD fokozatot kap. 2005-ig a Nebraskai Egyetem (Lincoln) hidrológus kutatója, majd a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem docense, illetve 2009-től egyetemi tanára. Jelenleg a Journal of Hydrology szerkesztőbizottsági tagja, az MTA Vízgazdálkodás-tudományi Bizottságának elnöke, 2025-től MTA levelező tag.

Báder László, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék

BÁDER LÁSZLÓ okleveles villamosmérnök végzettséggel (Cseh Műszaki Egyetem, Prága, 1981) pályáját fejlesztőmérnökként kezdi a VIDEOTON, VILATI, Műszertechnika és PROCOMP vállalatoknál. 1993-tól projekt menedzser, majd minőségügyi vezető az Ericsson-ban. 1998-tól az Oracle-Támogatás üzletágának regionális operatív menedzsere. Tevékenysége bővülése közben MBA majd geográfus fokozatot szerez (Pittsburgh 1995, illetve Eszterházy Károly Egyetem, Eger 2020). Jelenleg a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem doktorandusza az Építőmérnöki Karon, a Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszéken. Kutatási területe a párolgás becslése és az éghajlati víz-, és energiamérleg alakulásának vizsgálata. 2022 óta a Magyar Hidrológiai Társaság tagja.

Józsa János, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék

JÓZSA JÁNOS 1981-ben szerzett okleveles építőmérnöki diplomát a Budapesti Műszaki Egyetemen. VITUKI-s kezdést követően három évig a VIZITERV tervezőmérnöke volt, számos algériai kiküldetéssel. 1985-től tért vissza a VITUKI-ba, a Numerikus Hidraulikai Osztályra, mint tudományos munkatárs. 1990-91-ben egy évet vendégkutató volt a Finn Környezeti Intézetben, ott fokozottan tavi áramlási és elkeveredési folyamatok mérésére és numerikus modellezésére specializálódva. 1993-ban kandidátusi címet szerzett. 1994-től máig a BME oktatója, 13 évig tanszékvezetője, 6 évig rektora. 2003-ban az MTA-doktora, 2013-ban az MTA levelező, 2019-ben rendes tagja. 2020-23 között az MTA Műszaki Tudományok Osztályának elnöke. Jelenleg a Víztudományi és Vízbiztonsági Nemzeti Laboratórium Projekt Irányító Testületének elnöke. 2024-ben Széchenyi-díjban részesült.

Hivatkozások

Andreas, E.L., Jordan, R.E., Mahrt, L., Vickers, D. (2013). Estimating the Bowen ratio over the open and ice-covered ocean. Journal of Geophysical Research: Oceans, 118, pp. 4334-4345. https://doi.org/10.1002/jgrc.20295

Bastiaanssen, W., Menenti, M., Feddes, R., Holtslag, A. (1998). A remote sensing surface energy balance algorithm for land (SEBAL): 1. Formulation. Journal of Hydrology, 212, pp. 198-212. https://doi.org/10.1016/S0022-1694(98)00253-4

Báder, L. (2025). The Climatic Energy Balance Diagram (CEBD) highlights changes in the hydrological cycle of the Danube River basin. Journal of Hydrology and Hydromechanics, 73(1), pp. 24-33. https://doi.org/10.2478/johh-2025-000

Báder, L., Szilágyi, J. (2023). Widening gap of land evaporation to reference evapotranspiration implies increasing vulnerability to droughts in Hungary. Periodica Polytechnica Civil Engineering, 67(4), pp. 1028-1037. https://doi.org/10.3311/PPci.21836

Bouchet, R. (1963). Evapotranspiration reelle et potentielle, signification climatique. International Association of Hydrological Sciences Publications, 62, pp. 134-142.

Brutsaert, W. (1982). Evaporation into the atmosphere: Theory, history, and applications, Dordrecht. Holland: D. Reidel, p. 299. https://doi.org/10.1007/978-94-017-1497-6

Dingman, S.L. (2015). Physical Hydrology, 3rd Ed., pp. 643. Waveland Press, Long Grove, IL, USA. ISBN 13: 978-1-4786-1118-9

Ellison, D., Pokorný, J., Wild, M., (2024). Even cooler insights: On the power of forests to (water the Earth and) cool the planet. Global Change Biology, 30, e17195. https://doi.org/10.1111/gcb.17195

Hersbach, H., Bell, B., Berrisford, P., Hirahara, S., Horányi, A., Muñoz-Sabater, J., Nicolas, J., Peubey, C., Radu, R., Schepers, D., Simmons, A., Soci, C., Abdalla, S., Abellan, X., Balsamo, G., Bechtold, P., Biavati, G., Bidlot, J., Bonavita, M., Thépaut, J.-N. (2020). The ERA5 global reanalysis. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 146(730). pp. 1999-2049. https://doi.org/10.1002/qj.3803

Kovács, Á. (2011). Tó- és területi párolgás becslésének pontosítása és magyarországi alkalmazásai. PhD Értekezés, BME, pp. 101.

Kim, D., Lee, W.‐S., Kim, S.T., Chun, J. A. (2019). Historical drought assessment over the contiguous United States using the generalized complementary principle of evapotranspiration. Water Resources Research, 55(7), 6244-6267. https://doi.org/10.1029/2019WR024991

Kucsara, M., Gribovszki, Z., Kalicz, P., Víg, P. (2008). A Hidegvíz-völgyi Erdészeti Hidrológia Kutatóhely. NYME EMK Geomatikai, Erdőfeltárási és Vízgazdálkodási Intézet, pp. 27. ISBN 978-963-9883-24-6

Liu, S., Feng, Z., Fang, S., Liu, G., Yuan, X., Shang, B., et al. (2024). Assessing the accuracy of eddy‐covariance measurement at different source emission scenarios. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 129. https://doi.org/10.1029/2023JD040701

Morton, F.I. (1983). Operational estimates of areal evapotranspiration and their significance to the science and practice of hydrology. Journal of Hydrology, 66. pp. 1-76. https://doi.org/10.1016/0022-1694(83)90177-4

Muñoz-Sabater, J., Dutra, E., Agustí-Panareda, A., Albergel, C., Arduini, G., Balsamo, G. et al. (2021). ERA5-Land: a state-of-the-art global reanalysis dataset for land applications. Earth System Science Data, 13, pp. 4349-4383. (https://cds.climate.copernicus.eu/datasets/reanalysis-era5-land-monthly-means?tab=overview) https://doi.org/10.5194/essd-13-4349-2021

Nagy, Z., Pintér, K., Czóbel, S., Balogh, J., Horváth, L., Fóti, S., Barcza, Z., Weidinger, T., Csintalan, Z., Dinh, N.Q., Grósz, B., Tuba, Z. (2007). The carbon budget of semi-arid grassland in a wet and a dry year in Hungary. Agriculture and Ecosystem Environment 121(1-2), pp. 21-29. https://doi.org/10.1016/j.agee.2006.12.003

Négyesi K., Nagy, E.D. (2023). Esemény alapú csapadék-lefolyás modellezés különböző típusú csapadékadatok használatával. Hidrológiai Közlöny 103(3), pp. 44-53. https://doi.org/10.59258/HK.12339

Penman, H.L. (1948). Natural evaporation from open water, bare soil and grass. Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 193, pp. 120-145. https://doi.org/10.1098/rspa.1948.0037

Pintér, K., Barcza, Z., Balogh, J., Czóbel, S., Csintalan, Z., Tuba, Z., Nagy, Z. (2008). Interannual variability of grasslands’ carbon balance depends on soil type. Community Ecology 9(Suppl1), pp. 43-48. https://doi.org/10.1556/ComEc.9.2008.S.7

Priestley, C.H.B., Taylor, R.J. (1972). On the assessment of surface heat flux and evaporation using large-scale parameters. Monthly Weather Review, 100(2), pp. 81-92. https://doi.org/10.1175/1520-0493(1972)100<0081:OTAOSH>2.3.CO;2

Senay, G.B., Leake, S., Nagler, P.L., Artan, G., Dickinson, J., Cordova, J.T., Glenn, E.P. (2011). Estimating basin scale evapotranspiration (ET) by water balance and remote sensing methods. Hydrological Processes, 25(26), pp. 4037-4049. https://doi.org/10.1002/hyp.8379

Szilágyi, J. (2023). Egy termodinamikai alapú, rugalmas, minimális adatigényű területi párolgásbecslő módszer bemutatása a hazai vízgazdálkodás megtámogatásához. Hidrológiai Közlöny, 103(4), pp. 25-34. https://doi.org/10.59258/hk.13171

Szilágyi, J., Kovács, A. (2010). Complementary-relationship-based evapotranspiration mapping (CREMAP) technique for Hungary. Periodica Polytechnica Civil Engineering, 54(2), pp. 95-100. doi: 10.3311/pp.ci.2010-2.04

Szilágyi, J., Kovács, A. (2011). A calibration-free evapotranspiration mapping technique for spatially-distributed regional-scale hydrologic modeling. Journal of Hydrology and Hydromechanics, 59(2), pp. 118-130. https://doi.org/10.2478/v10098-011-0010-z

Szilágyi, J., Kovács, Á., Józsa, J. (2011). A calibration-free evapotranspiration mapping (CREMAP) technique, in Labedzki, L (ed.) Evapotranspiration. INTECH, Rijeka, Croatia, pp. 257-274. ISBN 978-953-307-251-7. http://www.intechopen.com/books/show/title/evapotranspiration

Szilágyi, J., Crago, R., Qualls, R. (2017). A calibration-free formulation of the complementary relationship of evaporation for continental-scale hydrology. Journal of Geophysical Research: Atmosphere, 122(1), pp. 264-278. https://doi.org/10.1002/2016JD025611

Szilágyi, J., Ma, N., Crago, R.D., Qualls, R.J. (2022). Power-function expansion of the polynomial complementary relationship of evaporation. Water Resources Research, 58(11), e2022WR033095. https://doi.org/10.1029/2022WR033095

Szilágyi, J., Ma, N., Crago, R.D. (2024). Revisiting the global distribution of the exponent of the power-function complementary relationship of terrestrial evaporation: insights from an isenthalpic index. Journal of Hydrology, 642, 131864. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2024.131864

Szilágyi, J., Báder, L., Józsa, J. (2025). Estimated 1km resolution monthly land evaporation in Hungary between 2000 and 2022. Szilágyi, J., Báder, L., Józsa, J. (2025). Estimated 1km resolution monthly land evaporation in Hungary between 2000 and 2022. https://doi.org/10.6084/m9.figshare.c.8016979

Tetens, O. (1930). Über einige meteorologische Begriffe. Zeitschrift für Geophysik, 6, pp. 297-309.

Wan, Z., Hook, S., Hulley, G. (2015). MOD11A2 MODIS/Terra Land Surface Temperature/Emissivity 8-Day L3 Global 1km SIN Grid V006. NASA Land Processes Distributed Active Archive Center. https://doi.org/10.5067/MODIS/MOD11A2.006

URL1: https://www.copernicus.eu/en/carbo-europe-ip)

URL2: CORINE felszínborítottság adatbázis. Elérhető: https://land.copernicus.eu/pan-european/corine-land-cover

URL3: HungaroMet (korábban Országos Meteorológiai Szolgálat – OMSZ). Meteorológiai Adattár. Elérhető: https://odp.met.hu/climate/homogenized_data/gridded_data_series/daily_data_series/

URL4: Országos Vízügyi Főigazgatóság (OVF). Vízügyi Adattár. Elérhető: https://www.ovf.hu/kozerdeku/adatigenyles