Napjaink legfontosabb környezeti jelensége és problematikája a klímaváltozás. Globális skálán a hőmérséklet megváltozása már mérések alapján kimutatható és a becslések szerint a század végére várhatóan meghaladja az 1,5°C-ot. A hőmérséklet emelkedésnek összetett környezeti hatásai vannak mind globális, mind regionális, mind pedig helyi (pl. városi) léptékben. Ezeknek a helyi következményei legalább olyan alapvetőek, mint a globális léptékűeké, mivel a népesség legnagyobb része már városokba tömörül. A városokban a hőterhelés várhatóan tovább fokozódik, mivel a globális hőmérséklet-növekedéshez hozzáadódik a városi hőtöbblet. Itt ugyanis, a városi hősziget kialakulása miatt a hőmérséklet, elsősorban éjszaka, magasabb, mint a természetes környezetében. E két hatásnak, összességében, messzemenő humán egészségügyi hatásai lehetnek, így a globális változásoknak a városok helyi éghajlatára gyakorolt hatására irányuló vizsgálatoknak igen fontos szerepe lehet a városlakók egészsége és jóléte szempontjából. Ezért, az egyes városokban, a mérséklési intézkedések megtervezéséhez és végrehajtásához ismerni kell az ottani hőterhelés-növekedés lehetséges tartományait, mind azok nagyságát, mind térbeli kiterjedésüket tekintve.
Az elmúlt években a helyi önkormányzatok és a várostervezők Magyarországon egyre nagyobb figyelmet szentelnek a legújabb klímaváltozási becsléseknek. Érdeklődésük természetesen a városi léptékű sajátosságokra és jelenségekre irányul, de a városi területekre vonatkozóan csak kevés alapkutatási eredmény található. Ezért új alapkutatási eredményekre van szükség a klíma becslésének helyi szintű elkészítéséhez annak érdekében, hogy ezek alapvető információkat nyújtsanak a várostervezőknek a városi éghajlat mérséklésére vonatkozó stratégiák kidolgozásához, valamint az ezen a területen folytatott, további alkalmazott kutatásokhoz.
Az éghajlatváltozás hőmérsékletre gyakorolt hatását az IPCC jelentései mutatják be. A legutóbbi klímamodell-becslések a reprezentatív koncentrációs útvonalak (Representative Concentration Pathways) alkalmazásán alapulnak, és a leggyakrabban alkalmazott forgatókönyvek az RCP4.5 és az RCP8.5. E forgatókönyvek szerint a globális hőmérséklet 2°C ill. 4°C-os növekedése várható az évszázad végéig, de regionális szinten igen nagy a változékonyság.
Szűkebb környezetünkre, a Kárpát-medencére koncentrálva, elengedhetetlen az ide vonatkozó éghajlati becslések kiértékelése a hőmérséklet és a kapcsolódó éghajlati indexek viszonylatában, mivel ezen információk nélkül egyetlen, az éghajlatváltozáshoz kapcsolódó mérséklési és alkalmazkodási terv nem valósítható meg. A hőmérsékletváltozás számszerűsítésére számos regionális modell eredménye áll rendelkezésünkre. Ezek alapján a hőmérséklet változása ebben a régióban 1,5-2°C (RCP4.5) ill. 3-4°C (RCP8.5) a század végéig.
A fentiek szerint, a jövőbeni éghajlati trendek kiértékeléséhez nagy segítséget jelent az éghajlati indexekre vonatkozó becslés, például a trópusi éjszakák (TN, amikor a napi Tmin ≥ 20°C) éves számának változása. Mivel – figyelembe véve a napi hőmérsékleti ciklust – a magas minimum hőmérséklet magas napi hőmérsékletet is jelent, ez az index szemléletes indikátora a termikusan kedvezőtlen időjárási viszonyoknak és ezek éven belüli mennyiségének. A korábbi vizsgálatok szerint a TN-k esetében a becsült tendenciák a Kárpát-medencében a következők: a 2021–2040-es időszakban számuk 10-15 (RCP4.5) ill. 10-20 (RCP8.5), valamint 2081–2100-ban 20-30 (RCP4.5) ill. 40-60 (RCP8.5). Fontos kiemelni, hogy ezek az eredmények regionális klímamodellekből származnak, így a városi hatás nem jelenik meg bennük. Ezért a Kárpát-medence városi területeire vonatkozó részletes modellkísérlet eredményei igen értékes információt szolgáltatnak az éghajlatváltozással kapcsolatos döntésekhez.
A városi területekre vonatkozó éghajlat becsléséhez elengedhetetlen egy városi klímamodell alkalmazása. Az elmúlt évtizedekben az ilyen típusú modellek gyorsan fejlődtek és e modell-fejlesztési kezdeményezések többsége az Időjárás-kutatási és előrejelzési modellhez (WRF) kapcsolódnak. Csak néhány más, kisebb léptékű modellezési lehetőség van, pl. az ENVI-met, a Town Energy Balance és a MULKIMO_3 modell.
A helyi léptékű klímamodellezéshez a felszínborítási adatok kiválasztása döntő fontosságú. Ehhez számos lehetséges adatforrás létezik, például a CORINE felszínborítás, az USGS földhasználati adatkészlete és az Open Street Map. Ezeknek az adatbázisoknak megvannak a maguk előnyei, azonban egyiküket sem a városi termikus reakciók reprezentálására fejlesztették ki. A városklimatológia területén a lokális klímazóna (LCZ) osztályozás széles körben elfogadott, mint a városi területhasználat reprezentációja, és a mérési helyek környezetének jellemzésére vagy a különböző városrészek feltérképezésére használják. Így a rendszer elemeit fel lehet használni felszíni bemeneti adatként a numerikus modellezéshez is. Alkalmazása azért előnyös, mert az osztályozás a városi felszín termikus jellemzőin alapul, vagyis összekapcsolható a városi hősziget jelenségével, amely ezeken a területeken a legfontosabb klímamódosulás. Az LCZ-k megfelelő alkalmazása a helyi léptékű klímamodellezésben jó alapot biztosít a globális összehasonlításokhoz vagy validáláshoz, ráadásul az eredményekből nyert tendenciák általánosíthatók.
Vizsgálatunkban az EURO-CORDEX projekt regionális klímamodell kimeneteit és a MUKLIMO_3 lokális léptékű modellt alkalmaztuk a regionális klímaváltozás és a városi klíma együttes hatásának feltárására. A modellezési folyamat alapját – mint megfelelő városi parametrizációi –, az LCZ-k jelentik. Korábbi vizsgálataink szerint a kapott termikus indexek (meleg napok – Tmin ≥ 17°C és TN) számának nyers becslései felhívják a figyelmet a téma fontosságára, pl. Szeged esetében az általános kép a következő: számuk feltehetően 100-300% -kal, illetve 300-900% -kal nő a század végéig, vagyis Szeged régiójában a következő évtizedekben egy erőteljes felmelegedési tendenciára lehet számítani.
Vizsgálatunk célja kettős volt:
(i) Számos Kárpát-medencei város termikus terhelését számszerűsítő klímaindex (TN) éves értékeinek és városi mintázatának elemzése és összehasonlítása a jelen (1981–2010) és a jövőbeni éghajlatváltozás időszakaiban (2021–2050 and 2071–2100) a viszonylag optimista jövőbeli kibocsátási forgatókönyv (RCP4.5) és a sokkal pesszimistább (RCP8.5) alapján.
(ii) A városi területeken fellépő – a természetes környezetükhöz képesti további – termikus terhelés meghatározása forgatókönyvenként az említett időszakokban.
