Az éghajlatváltozás regionális hatásainak vizsgálata alapvető fontosságú a társadalom szempontjából, hiszen ahhoz, hogy felkészülhessünk a klímaváltozás következményeire, először mindenképpen azzal kell tisztában lennünk, hogy az adott térségben az éghajlat milyen irányú megváltozásával kell számolnunk.
A jelenlegi globális modellekkel lehetetlen regionális térskálán is megfelelő pontosságú becsléseket készíteni, s ezek alapján regionális hatástanulmányokat végezni.
Egyrészt azért nem, mert e modellek területi „felbontása” általában durva, gyakran 150-250 kilométer, ami azt jelenti, hogy egész Magyarországra mindössze néhány rácspont esik. Másrészt e közelítés nem tartalmazza a felszín és a domborzat kellően részletes adatait. Így a globális modellekből egy adott térségre vonatkoztatott pontos információkat nem kaphatunk, ezért regionalizációs (ún. leskálázási) eljárások alkalmazására van szükség. Számos statisztikus és dinamikus közelítésen alapuló módszert alkalmaznak világszerte a globális modellek eredményeinek regionalizálására.
A globális modellek tehát nem képesek sem az orografikus, sem a felszíntípus-beli különbségek (pl. a hegységek magassági tagolódása, vagy a tengerek, szigetek, szárazföldek eltérő felszínformái) követésére, tehát a GCM eredményekből levonható következtetések erősen korlátozott érvényességűek. Ezért a globális modellek eredményeit bemenő paraméterként (kiindulásként és oldalsó peremfeltételekként) felhasználó korlátos tartományú beágyazott modellek képesek a nagyskálájú változásokat leképezni területileg finomabb skálára. A regionális modellek felbontása akár 10-25 km is lehet, mely már kisebb régiók pontos éghajlati leírását is lehetővé teszik.
A regionális éghajlati modellek megbízható fizikai tartalommal, nagy területi felbontással rendelkeznek, de a Földnek csak egy kisebb, korlátos tartományán vannak
58
értelmezve. Általában az éghajlati rendszer komponensei közül a légkört és a földfelszínt tartalmazzák, s képesek a felhő-, a sugárzási-, a csapadék-, valamint a talajhidrológiai-folyamatok leírására. Ma már számos regionális klímamodell áll rendelkezésre, melyek alkalmasak kisebb térségek XXI. századi éghajlatának finomabb térskálájú becslésére.
Az IPCC ajánlásai között kiemelten szerepel, hogy mind több térségre, mind több modellel készüljenek klímabecslések, hiszen egyetlen éghajlati projekció önmagában csak korlátozott érvényességgel bírhat. A többféle modell bizonyosan nem adja pontosan ugyanazt a becslést egy-egy térségre, de az elemzés, összehasonlítás során kirajzolódnak a Föld azon régiói, melyekre nagyobb bizonyossággal, illetve csak nagy bizonytalansággal tudjuk a jövő éghajlatát becsülni. A modell-szimulációk együttes elemzése adja meg az előrejelzések valódi értéket, s lehetőséget a modellekben rejlő bizonytalanságok számszerűsítésére a felhasználók számára.
Az elmúlt években mind az Európai Unió, mind az Amerikai Egyesült Államok szenátusa nagy erőfeszítéseket tett annak érdekében, hogy lehetővé váljon a regionális éghajlati előrejelzések információtartalmának, minőségének, s megbízhatóságának növekedése. A korábbiakban jellemző sporadikus, nem kellően koordinált kutatások helyett megjelentek egyrészt az 5-ös és 6-os EU-keretprogramban az egész kontinenst, illetve annak egy-egy térségét átfogó projektek (PRUDENCE, ENSEMBLES, CECILIA, CLAVIER), másrészt az Amerikai Egyesült Államokban egy külön kormánybizottság létesült a klímaváltozással kapcsolatos kutatások összehangolására.
Az elmúlt néhány évben hazánkban az Országos Meteorológiai Szolgálat (OMSz) Numerikus Modellező és Éghajlat-dinamikai Osztályán, valamint az Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE) Meteorológiai Tanszékén két-két regionális klímamodell hazai adaptálására is sor került, amelyek segítségével lehetőségünk nyílik becslést adni a Kárpát-medencében a XXI. századra várható éghajlatváltozás tendenciáira és a projekciókban rejlő bizonytalanságok számszerűsítésére. Az összesen négy regionális klímamodell közül három vonatkozik ugyanarra a mérsékelt (A1B) forgatókönyvre, és áll rendelkezésre a közelebbi jövőre (2021-2040 időszakra) vonatkozóan. Ezen modellek egyike a hamburgi Max Planck Intézet (MPI-M) által az ECHAM4 globális klímamodell alapján kifejlesztett REMO regionális modell, amelynek adaptálására egy kétoldalú (MPI-M–OMSZ) együttműködés keretében 2004 nyarán került sor. A REMO modellel a hamburgi Max Planck Intézet által koordinált
59
CLAVIER (CLimate ChAnge and Variability: Impact on Central and Eastern EuRope, http://www.clavier-eu.org) projektben hajtunk végre kísérleteket, amely a modell-szimulációkon keresztül kifejezetten Közép- és Kelet-Európa éghajlatát vizsgálja (Szépszó és Horányi, 2008).
Az NCAR RegCM modell első generációjának kidolgozásául az NCAR-Pennsylvaniai Állami Egyetem (Pennsylvania State University, PSU) 4-es verziószámú mezoskálájú modellje (MM4) szolgált alapul, mely egy összenyomható, véges differenciál hidrosztatikus modell. A RegCM jelenlegi verziójában a dinamikai leírás hasonló az 5-ös verzió számmal jelzett hidrosztatikai mezoskálájú modelléhez (MM5).
A modell jelenleg a trieszti Elméleti Fizikai Kutatóintézeten (ICTP) keresztül hozzáférhető. Az ELTE Meteorológiai Tanszéken a CECILIA (Central and Eastern Europe Climate Change Impact and Vulnerability Assessment, http://www.cecilia-eu.org) Európai Uniós projekt keretében került sor a RegCM regionális modell adaptálására a Kárpát-medence térségére (Torma et al., 2008).
Az ALADIN-Climate modell a nemzetközi együttműködésben (amelyben az OMSZ aktív partnerként vesz részt) kifejlesztett ALADIN rövidtávú, korlátos tartományú előrejelző modell regionális klímaváltozata. Az ALADIN-Climate modell anyamodellje az ARPEGE-Climate globális klímamodell, melyet a rövidtávú célokra alkalmazott ARPEGE globális előrejelző modell korábbi változatából fejlesztettek ki Toulouse-ban az 1990-es évek elején. Az ARPEGE-Climate kifejlesztésekor elsősorban az ARPEGE globális modell fizikai parametrizációs eljárásait módosították, mivel a hosszabb időskálákon más fizikai folyamatok dominánsak, mint rövidtávon. Ezeket a módosított fizikai parametrizációs eljárásokat ültették be később az ALADIN modellbe, úgy, hogy a modell dinamikai része változatlan maradt. Így alkották meg az ALADIN-Climate modellt (Csima és Horányi, 2008), amely eredményesen vett részt a fentebb már említett CECILIA EU projektben.
Ezeket az eredményeket nem tudjuk közvetlenül Magyarország területére értelmezni, mivel e modellek „felbontása” általában nem kisebb 250 kilométernél. Ez azt jelenti, hogy az egész országra 2-3 rácspont esik. Ebből pontos információkat nem kaphatunk, ezért regionalizációs eljárások alkalmazására van szükség. A globális modellek eredményeit felhasználó ún. beágyazott modellek képesek a nagyskálájú változásokat területileg finomabb rácsra lebontani. A regionális modellek felbontása 20-40 km is lehet, mely már kisebb régiók pontos leírását is lehetővé teszi. A hamburgi
60
Max Planck Intézetben és az angliai Hadley Központban kifejlesztett modellek alkalmasak lehetnek a Kárpát-medence 21. század végére várható éghajlatának becslésére.