Egyre gyakrabban várható egyszerre hőség és szárazság – összetett extrém események

Az idei nyár már most megmutatta Magyarországon, hogy milyen az, amikor a szélsőséges időjárási események összekapcsolódnak: hőhullámok, megdőlő melegrekordok, súlyos aszály és szárazság, amelyekhez kötődően vízkorlátozás és a mezőgazdasági termények pusztulása lépett fel egyes területeken. Az extrém események önmagukban is komoly károkat okozhatnak, azonban kombinálva megsokszorozódhat a negatív hatásuk, aminek a jelenlegi társadalmi-gazdasági rendszerünk nem biztos, hogy ellen tud állni. A klímamodell szimulációk szerint növekedni fognak az összetett extrém események ha mindent ugyanúgy folytatunk, mint eddig: a világ népességének 93-95%-a a jelenlegi száraz és forró események számának több mint kétszeresét fogja tapasztalni a 21. század végére. A hőhullám és az aszály minden forgatókönyv szerint gyakoribb lesz, aminek Európa, azon belül pedig leginkább a mediterrán térség különösen kitett.

Idén, 2022 nyarán a hőség és szárazság okozta nehézségeket egyszerre, összeadódva tapasztalhatjuk meg országszerte. Nem elég, hogy az extrém meleg fokozott terhelést jelent az emberekre és a természetre, a víz hozzáférhetősége (amely enyhülést adhatna) ideiglenesen több településen is akadozott. A növényeket is fokozott stressz éri a szélsőségesen magas hőmérsékletek miatt, a szárazságot pedig öntözéssel lehetne orvosolni, de egyes helyeken vízkorlátozást rendeltek el egy időre. Minden bizonnyal nagy területen az idei lesz a legsúlyosabb aszály az elmúlt 50 évet tekintve. A projekciók szerint

Összetett extrém eseményeknek (compund events) nevezhetjük az éghajlati tényezők olyan kombinációit, amelyek valamilyen kockázathoz vezethetnek. A folyamatok összekapcsolódása jelentősebb hatásokat eredményezhet:

Az izolált veszélyekhez képest ezek az összetett események nagyobb gazdasági veszteségeket és magasabb halálozási arányt eredményezhetnek. Például az erős szél megrongálhatja a háztetőket és a kísérő heves esőzés így nagyobb károkat okozhat; vagy a mentőszolgálat nehezebben juthat el az érintett területre, ha az utakat kidőlt fák blokkolják. Az alábbiakban pár globális példával szemléltetjük ezeket az összetett extrém eseményeket és azok tovagyűrűző hatásait.

2010 nyarán Oroszországban kivételes hőség fordult elő, amihez a korábbi hónapok csapadékhiánya is hozzájárult. A szélsőségesen forró és száraz körülmények a vegetációtüzek széleskörű elterjedéséhez vezettek. Ez a mezőgazdaságra is káros hatással volt, így

Ráadásul a tűz a levegőminőséget is rontotta, ami tovább emelte a hőhullám miatt amúgy is fellépő többlethalálozást. Ezt a példát összetett extrém eseménynek tekinthetjük, hiszen több veszély együttes előfordulása következett be: aszály, hőség, tűz és légszennyezés. Ezek kombinációja pedig nagyobb pusztítást eredményezett, mintha elszigetelten következett be volna közülük csak egy valamelyik.

A 2014-es kaliforniai aszály esetén is több tényező játszott szerepet: az alacsony csapadékösszeg mellé extrém magas hőmérséklet társult. A hatások a tomboló erdőtüzektől a rekord alacsony tározási szintekig és hóviszonyokig terjedtek. Egyébként csak a csapadékot tekintve nem ez az év volt a legszélsőségeseb Kaliforniában (1977-ben csupán 163 mm hullott november és április között a 2014-es 243 mm-rel szemben), viszont a 2014 során előforduló sokkal magasabb hőmérsékletek és súlyos hőhullámok egyedivé és extrémmé tették ezt az eseményt (az átlaghőmérséklet november és április között 10,7 °C volt, míg 1977-ben 8,9 °C).

A 2019-2020-as ausztrál vegetációtüzek esetén is összejátszott a magas hőmérséklet, az aszály és az erős szél.

A hatások sok esetben felerősödhetnek, ha több veszély (pl. aszály, hőhullám, fagy, árvíz, jégeső, erős szél, vegetációtűz) egyszerre fordul elő (pl. aszály és hőhullám), vagy a korábbi körülmények miatt sebezhetőbb a rendszer egy eseménnyel szemben (pl. telített talaj heves esőzés esetén).

Például vegetációtűz keletkezhet úgy, hogy egy száraz anyag meggyullad (pl. villámlás következtében) egy száraz, forró és szeles napon, de nem szükséges, hogy ezen utóbbi változók extrém értékeket vegyenek fel. 1960 és 2000 közötti adatok alapján például több régióban az európai árvizek sem feltétlen az éves csapadékmennyiség maximumához köthetők, mert a hóolvadás (amihez esetleg heves esőzés is társul) vagy a talaj telítettsége is fontos tényezők. Az egyszerre előforduló heves esőzés és hóolvadás pedig (ún. „rain-on-snow” event) többféle tömegmozgáshoz is vezethet, úgymint földcsuszamlások vagy törmelékfolyások.

Alapvetően négy csoportba oszthatjuk az összetett extrém eseményeket, de persze előfordulhatnak átfedések a kategóriák között:

Egy éghajlati vagy időjárási előfeltétel súlyosbítja a veszély hatását.

Európában vagy az USA-ban például a nagy árvizek gyakran a telített talajnak, a kiterjedt hótakarónak (ezek az előfeltételek) és a csapadéknak/hóolvadásnak a kombinációja miatt alakulnak ki.

Többféle tényező vagy veszély alakítja ki a hatást.

Például 2018 januárjában szokatlanul meleg és nedves körülmények voltak a nyugati Alpokban, ami földcsuszamlásokat indított el az alacsony magasságokban, illetve erős havazást a magasabb térszíneken. A síközpontokat megnövekedett lavinaveszély fenyegette.

Időbeli egybeesés: a veszélyek egymásutánisága okozza a hatást.

Egy vagy több tényező váltja ki a veszélyt az adott földrajzi régióban. Ezek lehetnek ugyanazok (pl. heves csapadékkal járó esetek) vagy különböző, egymást követő események (pl. árvíz után hőhullám).

Térbeli egybeesés: több, összefüggő helyen lévő veszélyek okoznak összesített hatást.

Például a térben egyszerre előforduló vegetációtüzek vagy árvizek is komoly problémát jelentenek.

Egy tanulmányban azt vizsgálták, hogy az 1980–2014-es időszak alapján mely területek kiemeltek a többváltozós összetett extrém események szempontjából.

valamint itt és néhány egyenlítői régióban az erős szél és az aszály is fontos. A szezonalitást tekintve a csapadékhoz és hőmérséklethez kötődő események elsősorban tavasszal vagy a nyári időszakban fordulnak elő.

Az északi féltekén a tűzveszélyességi index + aszály, valamint a magas hőmérséklet + alacsony csapadék együttese főleg május és augusztus között fordul elő. A déli féltekén általánosságban tavasszal van tetőzés, de itt nagyobb a változékonyság. A száraz körülmények főleg a szárazföldek belsejében jellemzőek, Észak-Amerikában, Kelet-Európában, Oroszországban és bizonyos mértékben Ausztráliában. Észak-Amerika „hot spot”-nak tekinthető a sok csapadékot és erős szelet tekintve is, jégesővel és magas vízhozammal kombinálva.

Az 1950–1979 és 1984–2013 időszakok összehasonlításából az látszik, hogy

A mediterrán térségben 1979–2018 között gyakoribb lett az aszályok és meleg időszakok együttes előfordulása – ennek fő oka az emelkedő hőmérséklet, nem pedig a csapadék hiánya. Ez az együttes előfordulás káros társadalmi-gazdasági és ökológiai hatást eredményezhet (erdőpusztulás, csökkenő terméshozam, növekvő vegetációtűz-kockázat, vegetáció-stressz, növekvő energiaigény, hanyatló nyári turizmus, egészségügyi hatások), ami felülmúlja azt, mint ha egyedül csak az egyik tényező következett volna be.

A szezonalitás kérdése is fontos: ha az év korábbi szakaszában fordulnak elő ezek az összetett események, azok a vegetációs időszak hosszára és az ökoszisztéma produktivitására is hatással lehetnek, ami előre nem látható változásokat idézhet elő a felszín-légkör visszacsatolásokban. A mediterrán térség tehát különösen érzékeny a hőség és szárazság együttes előfordulására és a szimulációk szerint a jövőben ez nyáron többször fog előfordulni.

Azt gondolhatjuk, hogy ezek az összetett extrém események ritkák és ebből kifolyólag nem látható előre a jövőbeni bekövetkezésük, de néhány éghajlati tényező előfordulására készíthetünk becsléseket, amelyek összefüggésben állnak további folyamatokkal. Például a hőmérséklet általános emelkedése vagy az alacsony talajnedvesség-tartalom jelentősen megnövelheti a hőhullámok erősségét. A tűzesetek szoros összefüggést mutatnak a szárazsággal, a magas hőmérséklettel és az alacsony nedvességtartalommal, így ezek is jó „előrejelzők” (ún. prediktorok) lehetnek.

Ugyanakkor a klímaváltozás megváltoztathatja a természeti veszélyek és az éghajlati tényezők közti kapcsolatot is és új körülményeket hozhat létre, amelyekkel szemben a jelenlegi társadalmi-gazdasági rendszerünk nem tud ellenállni. Az összetett extrém események klímaváltozással való kapcsolatát tehát valóban nehéz vizsgálni a kevés minta miatt, de általánosságban elmondható, hogy

Globális klímamodell-szimulációk szerint több lesz a magas hőmérsékleti értékeknek és a szárazságnak az együttes előfordulása a meleg évszakban. Sok régióban az előfordulási gyakoriságokat tekintve akár 10-szeres is lehet a különbség a 21. század és az 1870–1969-es időszak között. A magasabb hőmérséklet és a nagyobb sugárzási kényszer több párolgást generál, ami már a korábbi évszakban kiszáríthatja a talajt és így csökkentheti a hűsítő párolgást nyáron.

Sok területen a magasabb kibocsátások esetén lesz inkább gyakoribb az extrém szél + csapadék a jövőben.

Az általános melegedés miatt a jövőben várható forró + száraz események bekövetkezésének a csapadék lesz a vezérlője, mert a hőmérsékleti „extrémum” feltétele szinte borítékolható, hogy teljesülni fog, ha mindent ugyanúgy folytatunk, mint eddig, és nem mérsékeljük a globális felmelegedést.