Műholdas csapadékbecslések beválása 2008 tavaszán
(Rovat: Időjárás és előrejelzése, Orsz. Meteorológiai Szolgálat - 2009.03.25 10:00.)

A meteorológiai műholdak adatainak egyik nagy érdeklődésre számot tartó alkalmazási területe a csapadékbecslés. Hogyan váltak be a műholdas adatokon alapuló csapadékbecslések a 2008-as tavaszi esőzések esetében?

A csapadékbecslés feladatát vállalta fel – részben – az EUMETSAT (Meteorológiai Műholdak Hasznosításának Európai Szervezete) Hidrológiai SAF programja, mely hidrológiai alkalmazások számára állít elő műholdas mérésekből számolt paramétereket: pillanatnyi csapadékintenzitás, csapadékösszegek, hóborítottság, hó-víz egyenérték, talajnedvesség, stb. A Hidrológiai SAF az egyetlen olyan SAF munkacsoport, melynek magyar részvevője is van. Az Országos Meteorológiai Szolgálat a csapadékadatok validálásában segít. A feladat lényege, hogy a műholdas adatok pontosságát, különböző időjárási helyzetekben való beválási valószínűségét vizsgáljuk referencia adatok segítségével. Ez a referencia adat az OMSZ-nál a csapadékösszegek, és országos csapadéktérképek mérésére használt magyar meteorológiai radarhálózat, amely negyedóránként szolgáltat Magyarország területére aktuális csapadékméréseket.

A hidrológiai alkalmazások szempontjából az egy nap alatt lehullott jelentős mennyiségű eső a meghatározó. 2008. április hónapban szinte minden nap előfordult az ország valamely területén kisebb-nagyobb intenzitású csapadék. Ezért ez a hónap alkalmas arra, hogy a műholdas adatokból számolt csapadékbecsléseket részletesebben megvizsgáljuk. A tanulmány elkészítéséhez a Hidrológiai SAF produktumai közül hármat, a PR-OBS-1, PR-OBS-2, és PR-OBS-3-as jelzésűt vettük alapul. Ezeket az különbözteti meg egymástól, hogy más-más műhold adatait használják fel. (A mérések és a számítások részletes leírása előző cikkünkben olvasható.)

1. ábra. A 2008. április hónapra az ország területére kapott csapadékösszegek összehasonlítása műholdas (zöld oszlopok), illetve radaros (piros oszloplok) mérésekből. A függőleges tengelyről a műholdas felbontáson összegzett csapadék mennyisége olvasható le.

Az 1. ábrán az egy nap az ország területén esett összes csapadék mennyiségét ábrázoltuk a különböző adatforrások alapján április hónapra. A műholdas adatok mellett minden esetben feltüntettük a radar által mért csapadék mennyiségét. Megállapítható, hogy a PR-OBS-1-es produktumok esetében általános az alábecslés, de a csapadékösszeget egy-két kivételtől eltekintve jó pontossággal adja vissza. A PR-OBS-2-es csapadékbecslések között már a radarhoz képest több eltérés mutatkozik, de az április 12-i mérések esetében egészen jó a becslés (lásd 2. ábra). A PR-OBS-3-as mérések az április 21-i és 22-i esetet kivéve az ország területén lehullott csapadék mennyiségét nagyságrendileg jól tükrözik.

A csapadék területi eloszlására vonatkozóan a nagy csapadékkal járó esetekben megvizsgálhatjuk a pillanatnyi csapadékintenzitásokat, amelyek egymáshoz közeli időpontban történő méréseket tartalmaznak. Ilyen csapadékos nap volt 2008. április 12., illetve március 22. Ezt a két időpontot választottuk ki, hogy a három különböző műholdas csapadékbecslést területileg is jellemezzük.

A 2. ábra a PR-OBS-2-es produktum esetében mutatja a radarral való összehasonlítást. Emellett a SAFNWC felhőtípus produktuma is látható a képen annak eldöntése érdekében, hogy a lehulló csapadék milyen felhőzetből származott (ezen a képen a színek kódolják a felhőtípusokat). Megállapítható, hogy a csapadék nagy része magas szintű, nagy optikai vastagságú összefüggő felhőzetből esett (fehér, illetve világosbarnás színek), ami általában tavasszal jellemző. Ez a felhőzet okozta a viszonylag jelentős csapadékot az ország délnyugati és északkeleti részén.

2. ábra. A 2008. április 12-én, 11:27 UTC-kor mért csapadékbecslések Magyarország területére. Balra fent: HSAF PR-OBS-2-es produktum, jobbra fent és lent: radaros mérések két különböző skálán, jobbra lent: MSG SAFNWC felhőtípus produktuma.

3. ábra. A 2008. március 22-én, 16:20 UTC-kor mért csapadékbecslések Magyarország területére. Balra fent: HSAF PR-OBS-1-es produktum, jobbra fent: radaros csapadékmérés, jobbra lent: MSG SAFNWC felhőtípus produktuma, balra lent: HSAF PR-OBS-1-es produktum 7 perccel később.

A 3. ábra a PR-OBS-1-es, és PR-OBS-3-as produktum esetében mutatja a radarral való összehasonlítást, a SAFNWC felhőtípus produktuma, és a radar mérések segítségével. A csapadék ebben az esetben is magas szintű, nagy optikai vastagságú összefüggő felhőzetből származott (világosbarna szín az ábrán), ám a felhő nem minden részéből hullott csapadék. Ennek oka természetesen a műholdképen nem látszódó paraméterekben keresendő, így a magas felhő egyes részein eltérő vízgőztartalom, illetve hőmérsékleti értékek, valamint a felhő magassága is változó lehet ezen a kategórián belül is. Ami a képről jól látható, hogy a PR-OBS-1-es produktum, amely mikrohullámú méréseket is használ, a csapadékos területeket jól azonosítja, illetve a nagyobb intenzitású helyeket is jól megjelöli (igaz ugyan, hogy jóval kisebb felbontásban, mint a radar). A PR-OBS-3 felbontása jobb, de a csapadékos területeket inkább a felhőzet széléhez igazítja. Ez a PR-OBS-3 becslésekre általánosan is jellemző, mivel az MSG műhold adatait használják csak fel, amelyen nincsenek az esőcseppeket detektálni képes mikrohullámú mérések, hanem a felhőzet detektálása alapján következtetnek a csapadékra is.

Összességében elmondhatjuk, hogy a műholdas méréseken alapuló csapadékadatok, habár nem közvetlenül származtathatóak – hiszen a műholdak a felhőzet tetejének fizikai tulajdonságairól tudnak az általuk mért sugárzás alapján információt adni –, mégis alkalmasak arra, hogy az ország területén lehullott csapadékról nagyságrendileg megfelelő, és területi eloszlásban is elégséges információt nyújtsanak.

A szerző munkáját, és a cikk elkészítését a Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium a „Magyar Űrkutatás támogatására” kiírt, K-36-08-00048K számú, „A Hidrológiai SAF projekt keretében kidolgozásra kerülő műholdas adatokon alapuló csapadékbecslő eljárások tesztelése radaros és villám-lokalizációs mérésekkel” című 2008. évi pályázata, valamint a Magyar Űrkutatási Iroda is támogatja.

Lábó Eszter
Országos Meteorológiai Szolgálat