Az egyetemi rangsoroktól a meteorológiai kutatás eredményességén át a TDK fontosságáig

A meteorológus MSc kutatószak. Célunk olyan általános alapokat adni, amelyek alkalmassá teszik hallgatóinkat mind a kutatómunkára, mind a meteorológus pálya gyakorlati feladatai-nak megoldására. Fontos tudni diákjainknak is a hazai egyetemek – s benne az ELTE – helyét a világban. Elsőként az egyetemi rangsorokkal foglalkozunk, majd a hazai meteorológiai kutatásokat elemezzük a számok tükrében, a Magyar Tudományos Művek Tára (MTMT – mtmt.hu) adatbázisa alapján. (A kutatói pálya nem esik messze a ma oly sokat emlegetett versenyszférától, itt is mérik és jutalmazzák az eredményességet, még ha sokszor formálisan, a számok tükrében.) Végezetül a meteorológus TDK munkája, az elmúlt két év eredményei kerülnek sorra

Körkörös adatok statisztikai elemzése és meteorológiai alkalmazása = Statistical analysis of circular data and its application in meteorology

Kidolgoztunk és alkalmaztunk egy eljárást a turbulens áramok kiszámításához szükséges lokális átlagok és fluktuációk képzéséhez szükséges lokális sávszélesség becslésére. Fontos, hogy az eljárás a korábbiakkal ellentétben nem él az adatsorban jelenlévő trendre vonatkozó szigorú feltevéssel (nincs trend, lineáris a trend). A sávszélességet úgy határoztuk meg, hogy a nyers áramok becslésének szisztematikus hibája minimális legyen. Vizsgáltuk az átlagos áramok kiszámításának időbeli felbontását is. Azt találtuk, hogy az áramokat csak legalább 30 perces hosszúságú időszakokra lehet kellő pontossággal megadni. A hegyhátsáli TV torony 113 m-es szintjén mért szén-dioxid (CO2) koncentráció és az ide befutó, a nagytérségű cirkulációt jellemző 5 napos backward trajektóriák kapcsolatát elemeztük. A CO2 koncentráció és a trajektóriák menti információ (pl. a keveredési rétegvastagság) közötti kapcsolat nem túl erős. A kapcsolat hónapról hónapra változik, világos évi menet nélkül. A trajektóriák típusokba sorolása azt mutatja, hogy a trajektória típusok jól érzékelhető de nem alapvető szerepet játszanak a CO2 koncentráció alakulásában. A CO2 koncentráció változásait regionális folyamatok határozzák meg. | A methodology to estimate variable bandwidths to form local means and fluctuations in turbulent data sets has been developed and applied to real data. The method, in contrast with other previous techniques, can produce rough turbulent fluxes without any strong assumption on trends such as lack of trends or linear trends. Bandwidth is chosen such that after removing the estimated trend from data the estimate of rough fluxes has as small bias as possible. Time resolution for calculating average fluxes has also been examined. It was found that averaging lengths not shorter than 30 minutes are necessary to calculate average fluxes. Relationship between local atmospheric carbon-dioxide (CO2) concentration measured at a 113 m height on a tower in Hegyhatsal, Hungary and five-day backward trajectories reflecting large-scale transport processes has been examined. Relationship between CO2 concentrations and information along trajectories (e.g. mixing layer height) is not too strong. Also, the relationship varies among months without a clear annual cycle. Classification of trajectories into types shows that trajectories have apparent but not substantial role in formation of CO2 concentrations. Variations of CO2 concentration are governed by regional scale processes

Négy kutatási program, négy ábra, négy témakör - mikrometeorológiai témaajánló

A mikrometeorológia azon kevés tudományterületek egyike, ahol együtt van jelen a terepi mérés (annak előkészítésével, megszervezésével és lebonyolításával) az adatbázis-építés és az adatfeldolgozás, s mindemellett nem szabad megfeledkezni a tudományos célról, amiért a munkát végezzük. Egy-egy hazai, vagy külföldi mérési expedíció igazi kaland és persze sok munka. A mérési programok és a határidők diktálják a feladatokat, szabják meg a munkát. Ennél szigorúbb főnök kevés van. Egy-egy számítógépes programot többször le lehet futtatni, ha hibás a kód, ki lehet javítani. Ugyanez a terepi méréseknél, pl. egy néhány hetes balatoni expedíciónál már nehezebb. Vagy működik az adott rendszer, vagy elveszett a befektetett munka. A mikrometeorológia sajátja a hazai és a nemzetközi együttműködés, a csapatmunka. Egy-egy mérési programban nem az a kérdés, hogy ki mit és miért nem tudott megcsinálni, ki és miben hibázott, hanem az, hogyan tudjuk megoldani a feladatokat. A TDK témaajánlóban négy most futó mikrometeorológiai mérési programról számo-lunk be. Különböző felszínek felett vizsgáljuk a felszínközeli légréteg profiljait, a sugár-zási és energiamérleg komponenseket. Ez az alap, amit kiegészítenek célzott megfigyelések. Mindenütt szerepelnek tanszéki műszerek, adatgyűjtők, együttműködve, beintegrálódva a többi résztvevő műszerparkjába. Méréseket végzünk szőlőállományban (Zágráb, Horvátország; Villány, Gere szőlészet; Beregsom és Bene Kárpátalján), szántóföldi növényállományban (Jakabszállás, spárga föld) (Weidinger et al., 2018). Idén augusztus végén indul a balatoni mérési expedíció a Keszthelyi-öbölben. A tél sem marad mérési program nélkül. Itt a cél a ködös helyzetek mikrometeorológiai jellemzése. Siójuton (október közepe – december eleje) és Budapesten (OMSZ, Pestszentlőrinc, 2019. január-február) lesznek az integrált levegőkémiai és mikro-meteorológiai mérések. E mellett módszerfejlesztést, kötött ballonos méréseket tervezünk. Nézzük a négy programot

A budapesti széntartalmú légköri aeroszol: összetevőinek kémiai jellemzése, forrásainak azonosítása, keletkezési mechanizmusainak és környezeti hatásainak vizsgálata = Carbonaceous atmospheric aerosols in Budapest: chemical characterisation, source identification, and investigation of their formation mechanisms and environmental impacts

Felállítottuk az aeroszol tömegmérleget a durva és finom méretfrakcióban, és ezen belül meghatároztuk a szerves anyag és a korom aeroszol hányadát. A belvárosban és a városi háttérben mért széntartalmú aeroszol összetevők koncentrációjának összehasonlításából, valamint a szervetlen aeroszol alkotókkal való kapcsolatából a széntartalmú aeroszol összetevők emissziós forrásaira következtettünk, esetenként pedig meghatároztuk a forrás járulékát is. Megbecsültük a szerves szén másodlagos forrásainak jelentőségét a belvárosban nappali időszakban. Kapcsolatrendszerének alapján javaslatot adtunk a keletkezési mechanizmusra vonatkozóan. Meghatároztuk a finom méretfrakciójú vízoldható szerves szén koncentrációjának alakulását a város különböző helyszínein, amely az emissziós forrásokra és a keletkezési mechanizmusra utal. Felderítettük a városi széntartalmú aeroszol egyik sajátosságát más (vidéki, kontinentális, tengeri vagy biomassza égetésekor keletkező) aeroszollal összehasonlítva. Meghatároztuk a budapesti városi aeroszolban lévő légköri humusszerű anyag fő elemi összetételét, átlagos légköri koncentrációját, adalékokkal szolgátunk az egyik lehetséges keletkezési mechanizmusához, és megadtuk jelentőségét a tiszta vízcsepp felületi feszültségének csökkentése kapcsán. A szerves aeroszol összetevők mintagyűjtésének és analitikai mérésének módszertani kérdéseinek (művi effektusoknak) a kísérleti kezelésében és korrigálásában értünk el jelentős eredményeket. | Aerosol chemical mass closure calculations were made for the separate fine (<2 micro m) and coarse (2-10 micro m) size fractions. Organic matter and elemental carbon were the dominant aerosol types in the fine fraction; they explained on average 43 and 21%, respectively, of the fine PM. Amount of secondary organic aerosol (SOA) was estimated by using EC as tracer for the primary OC emissions. Mean contribution and standard deviation of the SOA to the OM in the PM2.5 size fraction at the kerbside over daylight periods were (37+-18)%. Atmospheric humic-like substances (HULIS) were investigated in detail. Their major element composition, expressed in molar ratios, was C:H:O:N = 22:32:10:1. Solution of pure HULIS in concentrations corresponding to real incipient cloud droplets decreased the surface tension of water by about 30%, and the major decrease occurred within several tens of seconds. In diluted solutions, however, the thermodynamic equilibrium in surface tension was only reached after several hours, but the equilibrium depression value was still remarkable, about 18%. The surface tension depended on the solution pH as well; the smallest depression was observed at about pH = 5, and it was increased by an additional 13%

Comparison of 19th Century and Present Concentrations and Depositions of Ozone in Central Europe

Ozone, one of the most important trace gases in atmosphere was discovered byChristian Friedrich Schönbein (1799–1886), a chemistry professor at the University of Basel. Themethod developed by him was used from the middle of nineteenth century until the 1920’s inmuch of the world. The measurement method is based essentially on the color-change of anindicator test paper. We obtained records for ozone measured in the Habsburg Empire usingSchönbein’s method for analyze the long term environmental processes. According to recordskept in the Habsburg Empire, ozone was measured at more than twenty sites between 1853–1856.On the territory of the Kingdom of Hungary, ozone was measured at Szeged, Buda andSelmecbánya (Schemnitz, Banska Štiavnica) among others. Long term datasets are available fromBuda (1871–1898) and Ó-Gyalla (Altdala, Hurbanovo, 1898–1905). Ozone was measured duringboth day- and nighttime. Additionally meteorological variables (like air temperature, relativehumidity, air pressure, wind speed, cloud cover, precipitation) were also observed several times aday. The data reported in the yearbooks were collected and evaluated in this study to reconstructthe ozone dataset. Depending on concentrations and deposition velocity over different vegetatedsurfaces the ozone deposition can be estimated. The reliability of estimations and reconstructedozone deposition values are also discussed. Finally ozone datasets from the 19th and 21st centuryand the differences in ozone concentration and deposition between rural and urban areas arecompared. Ozone concentrations and deposition are found to be approximately three times highernow than in the 19th century

A víz különleges tulajdonságai

A víz a földi élet szempontjából alapvető jelentőségű anyag, a természettudományoknak szinte minden ága foglalkozik vele. Annak ellenére, hogy Földünkön mindenütt jelen van és hétköznapjainkban közönségesnek számító anyag, mind fizikai, mind kémiai tulajdonságai különlegesek. Emiatt játszik alapvető szerepet az élet keletkezésében, a Föld klímájának és a mindennapi időjárásnak az alakulásában, a Föld energiaháztartásában, a tengeráramlásokban és még számtalan egyéb folyamatban. Ebben a dolgozatban a víz különleges fizikai tulajdonságait foglaljuk össze, a vízmolekulák közötti másodlagos kötések alapján (H-hidak) értelmezzük a víz sajátos tulajdonságait. Megmutatjuk, hogy a víz fagyási és párologási valamint kritikus hőmérséklete, továbbá fajhője és a latens hők is a vízmolekulák közötti másodlagos kötéseknek köszönhetően magasabbak a vártnál. Ugyancsak a másodlagos kötések miatt nagy a víz felületi feszültsége és viszkozitása is, de sűrűségének anomális viselkedéséért is ezek a kötések a felelősek

Víz a légkörben

A víz különleges anyag: a Földön egyidejűleg mindhárom halmazállapotban megtalálható, az élet nélkülözhetetlen alapja, s a legfontosabb üvegházhatású gázunk. A felhő- és csapadékképződésen keresztül alakítja a légkör sugárzási és éghajlati folyamatait. A víz megtalálható a Naprendszer égitestjein, különösen nagy mennyiségben a Szaturnusz, a Jupiter és a Neptunusz holdjain, de ott van a Marson és a Holdon, sőt az exobolygókon is. A Holdon pl. hidratált ásványok formájában, de találtak vízmolekulákra utaló jeleket a napsütötte oldalon is (Honniball et al., 2021). Foglalkozunk a víz földi üvegházhatásban játszott szerepével, majd a felhő- és csapadékképződési folyamatokat tekintjük át. Kitérünk a víz légköri körfolyamatára, és az óceáni áramlások éghajlat alakító szerepére is. Külön fejezetben elemezzük a 21. századra előre jelzett éghajlatváltozásokat. A növekvő globális átlaghőmérséklet a specifikus nedvesség és a kihullható vízgőz mennyiségének növekedését, míg a relatív nedvesség csökkenését vetíti előre. Nő a szárazföldek és az óceánok közötti nedvességi kontraszt. Foglalkozunk hazánk éghajlatának lehetséges megváltozásával is. Növekvő hőmérsékletre, a szélsőségek és az aszályhajlam erősödésére számítunk. A Balaton vízháztartásában a szélsőségesebbé váló, s inkább csökkenő tendenciát mutató csapadék, és a növekvő párolgás jelent kockázatot. Csökkenni fog a tó természetes vízkészlet-változása, ritkábban nyithatják meg a siófoki zsilipet. A magyarországi középhőmérséklet növekedése meghaladja a félgömbi változás ütemét, így hazánkban mindenképpen 2 °C-nál nagyobb növekedésre számíthatunk a század végére, amiből a 20. század elejéhez viszonyítva már jó közelítéssel 1 °C teljesült. Növekvő átlaghőmérsékletű és egyre szélsőségesebb klímában élünk