UNSPLASH | License | Rod Long
Pusztító koktél: villámaszályok és hőhullámok
A Nature Geoscience folyóiratban 2025 júniusában megjelent „Flash drought impacts on global ecosystems amplified by extreme heat” című tanulmány szerzői rámutatnak, hogy a villámaszályok[1] súlyosságát és ökoszisztéma-hatásait jelentősen fokozza, ha azok szélsőséges hőséggel társulnak. A kutatás szerint ezekben az esetekben az aszály következményei átlagosan 6,7–90,8%-kal súlyosabbak, a regenerálódási idő pedig 8,3–114,3%-kal hosszabb, mint egyébként. Mindezt a megnövekedett sugárzás, a gyorsabb párolgás és a csapadékhiány kombinációja magyarázza, a jelenség pedig különösen a mezőgazdaságra és az élelmiszer-biztonságra jelent veszélyt.
A jelenség háttere
A hőhullámok számottevő mértékben felerősítik a villámaszályok hatásait, ez pedig új kihívást jelent az éghajlati alkalmazkodásban. Villámaszályok esetén a talajnedvesség gyors kimerülése jelentős hatással van a mezőgazdaságra, és ennek élelmezésügyi vonzatai miatt akár társadalmi hatásai is lehetnek. Az elmúlt években világszerte volt példa hasonló eseményekre. 2017-ben például az Egyesült Államok északnyugati területein okozott jelentős mezőgazdasági károkat és erdőtüzeket a gyorsan súlyosbodó villámaszály, 2022-ben pedig Dél-Kínában került sor egy rekordhosszúságú, 70 napos hőhullámra, illetve aszályra.
A villámaszályok kialakulása elsősorban két tényezőhöz, a csapadék hiányához, illetve a hőmérséklet drasztikus megemelkedéséhez köthető. Hőhullámok esetén a megnövekedett hő fokozza a talajnedvesség csökkenését, ez pedig gyorsítja a talaj kiszáradását. A talaj állapota viszont visszahat a felszíni hőmérséklet alakulására: a nedves talaj mérsékli, a száraz pedig fokozza a szélsőséges hőmérsékletek kialakulását. A talaj kiszáradása tehát egyszerre tekinthető a hőhullámok következményének és a kialakulásukhoz hozzájáruló tényezőnek. Ezzel magyarázható, hogy a villámaszályok a világon mindenhol gyakran társulnak hőhullámokkal, ám nem mindig a hőhullámok váltják ki őket.
A vizsgálat
A kutatók a villámaszályok hatásainak feltérképezésére globális hidrometeorológiai és ökoszisztéma-adatkészleteket használtak. A légköri és talajváltozókat az ERA5/ERA5-Land,[2] valamint a GLEAM[3] és MERRA-2[4] adatok biztosították, míg a fotoszintézis és a növényi produkció változásait MODIS-alapú GPP- és SIF-adatokkal[5] követték nyomon. Kiegészítő információként felhasználták az éghajlati zónákról, a csapadék- és párolgásviszonyokról, valamint a földhasználati típusokról készült globális áttekintő térképeket. A feni adatok révén átfogóan is elemezni lehet a villámaszályok térbeli és időbeli dinamikáját.
Az eredmények
A hőhullámokkal társult villámaszályok sokkal súlyosabbak és hosszabb ideig tartanak, mint a hőhullám nélküliek: hatásuk 6,7–90,8%-kal erősebb, a talaj pedig 8,3–114,3%-kal lassabban regenerálódik utánuk. A hirtelen fellépő aszályok esetében az átlagosnál erősebb napsugárzás fokozza a talaj és a növények vízveszteségét, valamint a felszíni hő leadását. A talajnedvesség csökkenését tovább erősít a száraz légkör, és ezzel végső soron hozzájárul a felszíni hőmérséklet emelkedéséhez. Regionálisan a legnagyobb kockázat a mérsékelt övi térségekben (így Európában) jelentkezik, ezekben ugyanis a sugárzási anomáliák különösen gyors kiszáradáshoz vezetnek. A veszteségek azonban a szubtrópusi zónákban is jelentősek lehetnek.
A tanulmány szerzőinek gépi tanulásos technológia alkalmazásával készült elemzése szerint a forró villámaszályok miatt visszaesnek a hozamok, különösen a szántóföldeken, ez pedig veszélyezteti a világ élelmiszer-biztonságát. Mivel a hagyományos aszálymonitoring önmagában nem elegendő a gyorsan kialakuló, hőhullámokkal társult események előrejelzésére, az időben történő beavatkozás és a károk minimalizálása érdekében olyan rendszerekre van szükség, amelyek alkalmasak a talajnedvesség és a hőstressz korai jeleinek detektálására.
[1] Gyorsan kialakuló talajnedvesség-csökkenés, hirtelen bekövetkező aszály. Azonosítása a talaj nedvességtartalmának ötnapos átlagai (pentád) alapján történik. Megállapításához minden ötnapos naptári periódusra kiszámítják az 1950–2022 közötti időszak talajnedvesség-értékeinek percentilisét. Ha az ötnapos átlagos talajnedvesség a 40. percentilis fölötti szintről a 20. percentilis alá csökken, és az átlagos csökkenés mértéke ötnapos időszakonként meghaladja az 5%-ot, villámaszályról beszélhetünk.
[2] Az ERA5 az Európai Középtávú Előrejelző Központ (ECMWF) ötödik generációs légköri újraelemzése, amely 1940 januárjától napjainkig számos légköri, szárazföldi és óceáni változó becslését tartalmazza. Az ERA5-Land az ERA5 talajadatainak feldolgozásával jött létre, és a talajváltozókkal kapcsolatban ad részletes és következetes információkat.
[3] A GLEAM egy hibrid, a globális párolgás és a gyökérzónás talajnedvesség becslésére szolgáló műholdas modelladatkészlet.
[4] A MERRA-2 a NASA legfrissebb légköri újraelemzése, amely műholdas adatokra építve közöl információt a légkör és a talajváltozók alakulásáról.
[5] A GPP-adatkészlet a növények fényhasznosítási hatékonyságán alapul. A SIF-adatkészlet a OCO-2 műhold mérései és a MODIS felszíni visszaverődési adatai alapján, gépi tanulási algoritmus segítségével jött létre.
