A meteorológiai mérések egyértelműen bizonyítják, hogy a földi klíma melegedett az elmúlt másfél évszázadban. Ennek hátterében valószínűsíthető, hogy az üvegházhatású gázok antropogén eredetű kibocsátásának növekedése áll. A 2007-es IPCC-jelentésben közzétett modell-szimulációk szerint több fokos globális melegedésre számíthatunk az évszázad végére. A jelenlegi globális modellekkel lehetetlen regionális térskálán is megfelelő pontosságú becsléseket készíteni. Egyrészt azért nem, mert e modellek területi felbontása általában durva, gyakran 150-250 km, ami azt jelenti, hogy egész Magyarországra mindössze néhány rácspont esik. Másrészt e közelítés nem tartalmazza a felszín s a domborzat kellően részletes adatait. A dinamikus közelítés keretein belül elsőként Giorgi (1990) és munkatársai fejlesztették ki az ún. beágyazott modellekkel való szimulációt. Ennek lényege, hogy a globális modellek eredményeit bemenő paraméterként felhasználva korlátos tartományú regionális modelleket futtatunk, melyek felbontása akár 10-25 km is lehet, s ez lehetővé teszi kisebb régiók pontosabb éghajlati leírását is.

Az elmúlt évtized során két regionális klímamodellt adaptáltunk az ELTE Meteorológiai Tanszéken, melyekkel számos modellszimulációt végeztünk. (Ezzel párhuzamosan az Országos Meteorológiai Szolgálatnál is folytak hasonló kísérletek, melyek közös értékelése folyamatban van.) Az eredmények felhasználásával lehetőség nyílik, hogy becslést adjunk a XXI. századra várható éghajlatváltozás tendenciáira és számszerűsítsük azok bizonytalanságát a Kárpát-medence térségében.

Az egyik adaptált modell a RegCM hidrosztatikus modell, mely jelenleg a trieszti Elméleti Fizikai Kutatóintézeten (ICTP) keresztül hozzáférhető. A tanszéki kutatásokra a CECILIA (Central and Eastern Europe Climate Change Impact and Vulnerability Assessment) Európai Uniós projekt keretében került sor, melynek során 18 vertikális szint alkalmazásával 10 km-es horizontális felbontású futtatásokat végeztünk a Kárpát-medence térségére (Torma et al., 2008, 2011). A RegCM modell felhasználásával az A1B szcenáriót vizsgáltuk az 1961-1990, 2021-2050 és 2071-2100 közötti időszeletek alapján, melyekhez a hamburgi ECHAM5 globális modell szolgáltatta a kezdeti- és a peremfeltételeket.

A másik tanszéki modell a PRECIS regionális klímamodell (Wilson et al., 2007), melyet a Brit Meteorológiai Szolgálat Hadley Központjában fejlesztettek ki a HadCM3 globális klímamodellbe beágyazva. Az általunk alkalmazott horizontális rácsfelbontás 25 km, s vertikálisan 19 szinttel számoltunk (Bartholy et al., 2006). A 2071-2100 időszakra két futtatást végeztünk el (Bartholy et al., 2009a, Pieczka et al., 2009): az A2, illetve a B2 forgatókönyv figyelembevételével. Ezeken kívül elkészült az A1B szcenárió vizsgálata egy 1951-2100 időszakra vonatkozó tranziens szimuláció alapján. A vizsgált szcenáriók közül az A2 szcenárióhoz társul a legmagasabb becsült századvégi CO2-koncentráció (856 ppm), ezt követi az A1B (717 ppm), s végül a legalacsonyabb koncentráció szint (621 ppm) a B2 esetén várható.

A RegCM, illetve a PRECIS eredményei alapján készített elemzéseink számos korábbi publikációnkban (pl.: Bartholy et al., 2009b) részletesen megtalálhatók, itt csupán néhány példát mutatunk be, amelyek a téli, illetve a nyári hónapokra várható változásokat emelik ki. A vizsgálat során minden rácspontra meghatároztuk, hogy a szimulált hőmérsékleti idősorok alapján a referencia időszak (1961-1990) havi átlagaitól vett eltérés milyen gyakorisággal fog meghaladni bizonyos küszöbértékeket a jövőben. A kapott eredményeket évszakos bontásban, térképes formában ábrázoltuk. A szimulált mezőkből meghatározott információt kiegészítettük a referencia időszak havi anomáliáit figyelembe vevő évszakos térbeli eloszlást illusztráló térképekkel. Itt most terjedelmi okokból csak egy kiválasztott küszöbérték elemzését mutatjuk be a téli és a nyári hónapokra. Az 1. ábra tartalmazza a +4 °C-nál nagyobb hőmérsékleti anomáliák előfordulási valószínűségének évszakos területi eloszlását a közelmúlt (1961-1990) klimatikus viszonyai mellett, valamint a 2071-2100 jövőbeli időszakra az A1B szcenárió figyelembevételével.

A XX. század végén a téli hónapokban a +4 °C-ot meghaladó pozitív anomáliák a teljes időszak 5-10%-ában fordultak csupán elő, nyáron pedig egyáltalán nem. A szimulációk alapján mind télen, mind nyáron egyértelmű a pozitív hőmérsékleti anomáliák XXI. század végére várható gyakoriságnövekedése mindkét modell esetén. Kisebb növekedés várható a RegCM-szimuláció szerint: télen 20-35%, nyáron 25-45% az 1961-1990 időszak átlagát +4 °C-kal meghaladó anomáliák valószínűsíthető gyakorisága. A PRECIS modell szerint a század végére jelentősebb lesz a múltbeli átlagos hőmérsékletnél legalább +4 °C-kal magasabb havi átlaghőmérsékletek előfordulási gyakorisága (télen 50-60%, nyáron 75-90%).

A 2. ábrán a XXI. század közepére és végére várható csapadékváltozást foglaljuk össze az 1961-1990 referencia időszakhoz viszonyítva. Kékkel a téli csapadék, pirossal a nyári csapadék becsült változását jelenítjük meg Box-Whisker diagramok formájában. Mindkét modellszimuláció esetén egyértelműen megjelenik a nyári szárazodó tendencia, mely nagyobb mértékű a PRECIS modell esetén. Ugyancsak a PRECIS-szimulációnál jelentkezik a téli csapadék várható növekedése.

A 3. ábrán együttesen mutatjuk be a hőmérséklet és a csapadék valószínűsíthető évszakos változásait, melyet a magyarországi rácspontok átlagával reprezentálunk. Az ábra jobb alsó sarkában megjelenő nagymértékű melegedést és szárazodást jelző szimulációk a századvégi nyarakra vonatkoznak. Eredményeink alapján összességében véve enyhébb, csapadékosabb telekre számíthatunk. A többi évszakra is melegedő trend várható, ám a csapadékra vonatkozó becslések legnagyobb hányada nem szignifikáns.

Az itt bemutatott szimulációk eredményeit már széles körben alkalmazzák a felhasználók a hazai hatásvizsgálatokhoz. Ezzel párhuzamosan a tanszéken folyamatosan bekapcsolódunk a nemzetközi modellfejlesztésekbe, elvégezzük az újabb modellverziók hazai adaptációját és a régiónkra vonatkozó modellszimulációkat.