A hőmérséklet és a csapadék éven belüli eloszlása jelentősen átalakulhat próbatétel elé állítva a modellezőket és a természetet is

A fajok és más ökológiai jelenségek (pl. növényzeti típusok) elterjedésére az éghajlatváltozás hatást gyakorolhat, mely hatást prediktív elterjedésmodellekkel szokás vizsgálni és előre jelezni. E modellek meghatározó összetevői az ún. bioklimatikus változók. A modellek által előre jelzett, várható elterjedések a bioklimatikus változók értékeitől (pl. az év legcsapadékosabb negyedévének hőmérsékletétől) függenek. Eközben a változó számításának alapjául szolgáló időszak (pl. a legcsapadékosabb negyedév) az éven belül eltolódhat, és ez az eltolódás könnyen rejtve maradhat, pedig a bioklimatikus változók ökológiai jelentése nagymértékben függ az időszaktól. Példának okáért a legcsapadékosabb negyedév a közelmúltban esetleg a május-június-július időszakra esett (ez Magyarország jelentős részére igaz), de ez az elkövetkező évtizedekben akár az őszi vagy téli hónapokra is átcsúszhat. Nem nehéz belátni, hogy ez nehézségek elé állítja az elterjedésmodellező szakembereket, hiszen míg a közelmúltban a legcsapadékosabb negyedév hőmérsékletét leíró bioklimatikus változó valójában a kora nyári időszakot jellemezte, addig a jövőben ugyanez a változó az év egy teljesen más (a példánkban egy jóval hűvösebb) időszakának hőmérsékletét írja majd le. Márpedig azoknak a modelleknek a tanításához, amelyekkel a jövőbeli elterjedést jelezzük előre (esetünkben az őszi-téli hőmérséklet segítségével), a közelmúlt kora nyári hőmérsékletét használtuk fel.

A HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont két kutatója, Bede-Fazekas Ákos és Somodi Imelda korábbi tanulmányukban már bemutatták, hogy a bioklimatikus változók számításához használt ún. jellegzetes éghajlati időszakok, mint amilyen a legcsapadékosabb negyedév is, nem csak elméletben csúszhatnak el éven belül akár több hónapnyit is, hanem ez Magyarország területének egy részén az éghajlatmodellek szerint a jövőben ténylegesen megvalósulhat. A jellegzetes éghajlati időszakok elcsúszása az elterjedésmodellek megbízhatóságát csökkenti, ezért a modellezőnek fel kell ismernie a problémát és kezelnie kell.

„Vajon csak Magyarország kerül ilyen – modellezéstechnikai szempontból – szerencsétlen helyzetbe a jövőben? Vagy ez a probléma a Föld egészét érinti, esetleg néhány régióját kiemelten is? Mennyire értenek egyet a különböző globális klímamodellek ebben a kérdésben? És a klímamodellek mögött meghúzódó forgatókönyvek?” – sorolja azokat a kutatási kérdéseket Bede-Fazekas Ákos, amelyek nem hagyták nyugodni a két kutatót.

„A bennünket foglalkoztató kérdések adottak voltak, ahogy a szükséges éghajlati adatok is. Továbbá azt is tudtuk, hogy az eredmény – bármi lesz is – nem csak minket érdekel, hanem az elterjedésmodellezők népes táborának is fontos információt szolgáltat majd. Már csak egyvalami volt hátra: valahogyan az irdatlan adatmennyiséget és a belőle kihámozható eredményeket szintetizálnunk kellett, hogy befogadható formában tárjuk a tudományos közösség elé. Azt hiszem, ez jelentette a legnagyobb kihívást számunkra.”

A kutatás legfőbb lépései folyamatábrán szemléltetve, a bemeneti adatoktól a jellegzetes éghajlati időszakok számításán át a szintetizáló elemzésekig

Végül a kutatók sikerrel jártak, és a Föld egészét felölelő, négy klímamodellt, négy forgatókönyvet és négy jövőbeli időszakot feldolgozó elemzésüket a rangos Global Change Biology című tudományos lapban publikálták. A tanulmány bemutatja azokat a területeket, amelyek a jellegzetes éghajlati időszakok eltolódásával leginkább érintettek.

A csapadék (fölül) és a hőmérséklet (alul) éven belüli változatosságának térképén kék poligonok ábrázolják azon területeket, amelyek leginkább ki lesznek téve a csapadékkal, illetve a hőmérséklettel összefüggő jellegzetes éghajlati időszakok eltolódásának

A térképes eredményeken túl a HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont két kutatója azt is feltárta, hogy azon három fontos döntés közül, amelyet az elterjedés modellező szakembernek meg kell hoznia, ha jövőbeli elterjedést szeretne előre jelezni, melyek a fontosabbak, s melyek a kevésbé fontosak. E döntések a globális klímamodell kiválasztása, a forgatókönyv kiválasztása és a jövőbeli időszak kiválasztása.

„Úgy találtuk, hogy az elterjedésmodellező globális klímamodellre vonatkozó döntése volt a legkevésbé fontos, míg a jövőbeli időszak kiválasztása jellemzően fontosabb volt, mint a forgatókönyv kiválasztása” – számol be az eredményekről Bede-Fazekas Ákos. „A jellegzetes éghajlati időszakok eltolódása az idő előrehaladtával és a mind pesszimistább forgatókönyvek figyelembevételével egyre hangsúlyosabbá válik. Viszont a globális klímamodelleket e tekintetben nem lehetett egyértelmű sorrendbe állítani. Modellezéstechnikai szempontból az eredményt némiképp megnyugtatónak tartom, hiszen éppen a klímamodellek kiválasztása szokta a legnagyobb fejtörést okozni az elterjedésmodellezőknek, de úgy tűnik, e döntésnek van a legkisebb jelentősége.”

Sajnos az ökológia és a természetes életközösségek sokszínűsége szempontjából már közel sem ilyen megnyugtató az eredmény. A kutatók számos példát találtak a jellegzetes éghajlati időszakok két hónapot meghaladó eltolódására, és hat hónapos – vagyis az elképzelhető legnagyobb – várható eltolódásról is beszámoltak. Márpedig az éghajlati jellemzők éven belüli eloszlásának ilyen jelentős átrendeződését félő, hogy sok faj nem fogja tudni lekövetni. Példánknál maradva ez azt jelenti, hogy a hosszú évezredek alatt a nyár eleji, kellemes melegben lehulló csapadékhoz alkalmazkodott növény- és állatfajokat jelentős próbatétel elé állíthatja, ha a csapadék nagy része inkább az őszi-téli hónapokban hullik majd le, amikor már életciklusuk következtében e csapadékot hasznosítani nemigen tudják. A próbatétel pedig fajok elvándorlásához, rosszabb esetben pusztulásához vezethet.

„A trópusokon számos helyen várható mind a hőmérséklettel, mind a csapadékkal összefüggő jellegzetes éghajlati időszakok eltolódása, de a csapadékkal összefüggő eltolódások a mérsékelt és a sarkvidéki égövben is számos területen várhatóak” – összegzi a térképes elemzéseket Somodi Imelda. „Az Egyenlítő környékén bekövetkező, együttes eltolódások megerősítik annak a valószínűségét, hogy ott máshonnan nem ismert (analógia nélküli) éghajlat fog kialakulni a jövőben. Márpedig ennek az élőlényekre kifejtett hatását még megbecsülni sem tudjuk, hiszen nincs hozzá kellő eszközünk!”

Tanulmányuk záró gondolataként a HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont kutatói leszögezik, hogy a későbbiekben a prediktív elterjedésmodelleknek figyelembe kell venniük a jellegzetes éghajlati időszakok eltolódását és a jelenséget be kell építeniük a modellezési munkákba, ha megbízható előrejelzésekkel kívánnak szolgálni.

Forrás: Precipitation and temperature timings underlying bioclimatic variables rearrange under climate change globally