Tavi jégképződés és hőcserefolyamatok vizsgálata

Lükő Gabriella
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

A kutatás távoli célja egy összekapcsolt modellrendszer felállítása a Balatonra, amellyel a hidrodinamikai, hőmérsékleti és a jégviszonyok egyaránt számíthatók, amely alkalmas lehet operatív előrejelzésre, támogatja a mérnöki tervezést és a klímaváltozás hatásainak vizsgálata is elvégezhető vele. A Fulbright kutatásom során az észak-amerikai Nagy-tavak vizsgálataival betekintést kaptam a tavi jégképződés folyamataiba, egyrészt adatok elemzésével, valamint modellezéssel. A modell segítségével feltárható a téli időszakban a légkör-víz határfelület hőcserefolyamatainak térbeli alakulása és ezzel együtt a kialakuló jégviszonyok. Minél intenzívebb a hűlés, annál hamarabb alakul ki a jég, viszont a jég szigetelőként visszafogja a hőcseréket és más felszíni cserefolyamatokat (pl. oldott oxigén). Mivel a felszíni hőcserék adják a numerikus modell peremfeltételeit, így nagyon fontos, hogy azok megfelelően és összekapcsolva, interaktívan legyenek számítva. Ezt egy már korábban fejlesztésnek indult, a gyakorlatban a Nagy-tavakra alkalmazott és többségében jól üzemelő fizikai alapú 3D numerikus modell tesztelésével és továbbfejlesztésével, majd a Balatonra való adaptálásával érném el. A Nagy-tavak részletes monitoring hálózattal rendelkeznek, amely a modellfejlesztések gerincét adják, úgymint a hosszú idejű hidrometeorológiai, távérzékelt jég, valamint az érzékelhető és párolgási hőcsere adatok. A jégmodellezés számos módon hasznosítható, pl. a vízmérnöki tervezés és hatásvizsgálatok során, valamint rövid- és hosszútávó előrejelzésre is. Például 2017-ben a Balaton partszakaszának egy jelentős részét megrongálta a jég részben az egyidejű erős szél miatt. Mindezek ellenére jelenleg Magyarországon nincs erre fókuszáló kutatás. A jégviszonyok megváltozása pedig közvetlenül kihat a tó ökológiai rendszerére és ezzel annak vízminőségi állapotára is. Mindezekre fel kell készülnünk és számszerűen meg kell tudnunk becsülni a tó válaszát a gyorsan változó éghajlati jellemzők hatására.