Rendkívüli csapadékhullás Budapest belvárosában

Lakatos Mónika és Hoffmann Lilla

Az 1. ábrán szemléltetjük az esemény során lehullott 10 perces részösszegeket a II. kerületben fekvő OMSZ székház területén elhelyezett (Budapest belterület) automata mérőállomás adatai alapján. A csapadékhullás 16:10-kor kezdődött, majd rövid időn belül nagy mennyiségű csapadék zúdult a térségre. Az esemény kezdetén zuhogott a legintenzívebben, az első tíz perces részösszeg (16:10 és 16:20 között) 15,9 mm-nek adódott, ennél többet csak az emlékezetes 2015. augusztus 17-i esemény során rögzített az automata. (Megjegyzés: 1 milliméter csapadék 1 m²-re hulló 1 liternyi vízmennyiségnek felel meg). Jégeső is kísérte a heves zivatart, borsónyi jégszemeket figyeltünk meg. A második tízperces részösszeg is kiugróan magas: 14,1 mm volt, ezt meghaladó értéket is csak háromszor mértünk az automata mérések kezdete óta. Az órás összeg 44 mm-nek adódott, ami a teljes május havi összeg közel háromnegyedét teszi ki. A csapadék tevékenység 17 óra után csillapodott, majd újra esni kezdett, de lényegesen kisebb intenzitással. Összesen 55,2 mm csapadék hullott az esemény során.

1. ábra
10 perces csapadékösszegek (mm) Budapest belterület állomáson, 2017. május 23-án

Az I. táblázatban összefoglaltuk a 2017. május 23-án mért legnagyobb 10 perces és egy órás csapadékösszegeket a budapesti állomások adatai alapján. A legnagyobb 10 perces csapadékösszeg Budapest belterület állomáson jelentkezett, 15,9 mm-rel, ezt követi az Állatkert állomáson regisztrált 14 mm, valamint a János-hegyen mért 10,5 mm. Budapesten az automaták üzembe helyezése óta mért legnagyobb tízperces csapadékösszeget 2015. augusztus 17-én rögzítettük, akkor 19,9 mm hullott tíz perc alatt Budapest belterület állomáson.

Az egy óra alatt lehullott csapadékmennyiségeket tekintve szintén kiugróan magas értékeket mértünk a hálózatban. Belterület állomáson 44,4 mm-t regisztráltunk, aminél csupán egy alkalommal fordult nagyobb érték (83,3 mm) a már említett 2015. augusztus 17-i napon. Figyelemreméltó továbbá az Állatkert állomáson mért 37,6 mm is, ami szintén magas érték.

I. táblázat: 2017. május 23-án mért legnagyobb 10 perces és órás csapadékösszegek Budapesten

Budapest egyes állomásain mért napi csapadékösszegeket tüntettük fel a 2. ábrán. Megfigyelhető, hogy ez a gyors mozgású csapadékrendszer nem mindenhol eredményezett kirívóan magas értékeket. Lágymányoson 10 mm alatti, az északi és délkeleti állomásokon mintegy 15 és 18 mm közötti csapadékösszegeket jegyeztünk. A legnagyobb esőzés a város középső és északnyugati területét sújtotta. János-hegyen mintegy 33 mm-t, az Állatkertben 46 mm-t, belterület állomáson pedig 52 mm-t regisztráltunk.

2. ábra
Napi csapadékösszegek Budapest automata mérőállomásain, 2017. május 23-án

 
Növekvő intenzitás, magasabb mértékadó csapadékok

A csapadék éves összege a múlt század elejétől mindössze 6%-os csökkenést mutat, az utóbbi években inkább a szélsőséges jelleg dominál. Az éves csapadékösszeg egyre nagyobb hányada tevődik ki a szélsőségesen sok csapadékhullással járó eseményekből. Ezt szemlélteti a 3. ábra, ami a magas (az 1961–1990-es időszak 95%-os percentilisét meghaladó) csapadékú események összes csapadékának éves arányát mutatja. Leginkább nyáron nőtt a napi intenzitás, vagy más néven átlagos csapadékosság (a lehullott csapadékösszeg és a csapadékos napok számának hányadosa), országosan kb. 1 mm-rel, ami arra utal, hogy a csapadék egyre inkább rövid ideig tartó, intenzív záporok, zivatarok során éri el a felszínt. A legutóbbi évtizedekben a változások az ország északi régióiban jellemzően növekvőek, a legnagyobb növekedés 2 mm körüli, de a Dél-Dunántúlon és kisebb kiterjedésben az Északi-középhegységben megjelennek csökkenést mutató területek is (4. ábra). A változások csak kisebb területeken szignifikánsak, a tendenciákról szolgálnak tájékoztató jellegű információval.

3. ábra
Az erősen csapadékos (R>95% percentilis) napok csapadékának aránya (%) az éves összegben, országos átlagban

4. ábra
A nyári átlagos napi csapadékosság (mm/nap) változása az 1961–2015 időszakban

 
Gyakoribbá váltak az emberöltőnként egyszer előforduló események

A legutóbbi évek heves eseményei szükségessé tehetik a mérnöki gyakorlatban használatos szabványok felülvizsgálatát. Az 5. ábra a Budapest belterületen lehullott maximális órás összegek idősorát mutatja évente, az automatizálás kezdetétől a 2017. május 23-ai eseményig bezárólag. Szembetűnő, hogy a legutóbbi években fordultak elő a legkiemelkedőbb érékek.

5. ábra
Az órás csapadékösszegek éves maximumai, Budapest belterület állomáson

Az éghajlatváltozás és a szélsőséges éghajlati események előfordulásának egy szemléletes megfogalmazása, hogy a korábban emberöltőnként egyszer előforduló szélsőségek gyakoribbá váltak. Ezt támasztja alá a II. táblázat, ami két időszak mérései alapján mutatja, hogy mi az az órás összeg, ami 2, 4, 5, 10, 20, 50, 100, 200 évente átlagosan egyszer előfordul. Az első időszakra vonatkozó becslés a 2015-ös augusztusi esemény nélkül, míg a második azzal együtt készült. Látható, hogy a korábban 50 évente átlagosan egyszer előforduló 46 mm körüli érték bekövetkezésére alig több mint 10 évente számítani kell a jövőben. Továbbá a 100 évente előforduló 52,5 mm helyett 103,9 mm-re kell tervezni ezen az időtávon a statisztikai becslés szerint.

II. táblázat: Budapest belterület állomás órás csapadékösszegeinek visszatérési értékei (mm);
a becslés a GEV (General Extreme Value) szélsőérték eloszlás függvény paramétereinek
maximum likelihood közelítésén alapul

 
Intenzitás-tartam-gyakoriság görbék

A rövid idejű intenzív csapadék sorok elemzése gyakran szükséges a mérnöki gyakorlatban, például a csatornák méretezésénél, vagy egy csapadékos esemény eróziós indexének számításnál.

A legszemléletesebb mód erre az Intenzitás-tartam-gyakoriság görbék (IDF: Intensitiy-duration-frequency) megadása, ami a különböző tartamú csapadékok szélsőérték eloszlás függvényén alapul. Az IDF görbe lényegében a grafikus reprezentációja annak, hogy mekkora a valószínűsége egy adott intenzitású csapadékhullásnak.

Erre példa a Budapest belterület állomásra vonatkozó görbesorozat (6. ábra). Az itt bemutatott görbék számítása Gumbel eloszlás feltételezésével, momentum becsléssel történt. Az ábráról leolvasható például, hogy ötévente átlagosan egyszer számítani kell 2 óra időtartamban előforduló 22,3 mm/óra intenzitású eseményre.

6. ábra
IDF görbék Budapest belterület állomásra az 1998–2015 időszak automata mérései alapján