Egyre többször és egyre nagyobb mennyiségben érik el Magyarországot is a Szaharából induló porviharok. A levegő minőségének romlása mellett azonban akadnak még olyan területek, ahol ideje lenne beépíteni az elemzésekbe, előrejelzésekbe a porviharok hatásait.
A HUN-REN Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont kutatói a Pannon Egyetemmel együttműködve a hazánkat elérő szaharai porviharok napelemes energiatermelésre és az energiatermelés előrejelzésére gyakorolt hatását vizsgálták, és fontos megállapításokat tettek az előrejelzési rendszerek működése kapcsán.
A kutatók szerint a problémakör több szempontból is érdekes. Egyrészt a napelemes energiatermelés globális elterjedése miatt fontos az időjárásfüggő megújuló energiaforrások bizonytalanságával foglalkozni, valamint vizsgálni kell az egyre gyakoribb szaharai porviharok hatásait is. Ezek ugyanis alapvetően befolyásolják a termelést és a besugárzási viszonyok területi ingadozásában is nagy szerepük van.
Azért, hogy a porviharok hatását jobban meg lehessen ismerni, és ezeket be lehessen építeni a termelés tervezésébe, a kutatók a 2020-2023-as időszakban azonosított 46 szaharai porvihar alapján fogalmaztak meg tanulságokat. Kiemelik, mivel a légköri porszemcsék közvetlen és közvetett hatással vannak a napenergiával termelt villamosenergiára, a termelés és a fogyasztás folyamatos egyensúlyban tartásához mindenekelőtt pontos előrejelzések kellenek.
„A legfőbb problémát az okozza, hogy a légköri pornak a teljes sugárzási mérlegben betöltött szerepe előre nehezen számszerűsíthető” – magyarázzák a kutatók. Egy-egy porfelhőben többféle anyagú – például kvarc, kalcit, gipsz, agyagásványok, csillámok – és többféle alakú egyedi ásványi szemcse, valamint aggregátum található, melyek más és más optikai tulajdonságokkal rendelkeznek. A sötétebb színű szemcsék – például hematit, goethit – több sugárzást nyelnek el, lokálisan fűtő hatásúak, míg a világosabbak esetében a hőmérséklet-csökkenést eredményező visszatükrözés (pl. sókristályok) és szórás (pl. kvarc) a domináns.
A légköri por finom szemcséi a légkörbe jutva a felhőképződéshez szükséges kondenzációs magként is viselkedhetnek, amelyek nélkül nem alakulhatnának ki a felhőket felépítő cseppek. A kondenzációs magvak számának növekedése adott vízgőztartalom mellett több, de kisebb méretű felhőcsepp kialakulásához vezet, így a felhő színe világosabb lesz, tehát több sugárzást ver vissza. A kisebb cseppek másik tulajdonsága, hogy légköri tartózkodási idejük viszonylag hosszú, következésképpen a felhő radiatív, azaz a földi sugárzás egyensúlyára gyakorolt hatását hosszabban fejti ki, illetve a csapadék valószínűsége csökken, ami így nem fogja a napelempaneleket lemosni.
A kutatók hangsúlyozzák: a pontos előrejelzések érdekében a számításokba naprakész porterhelési adatokat és megfelelő felhőfizikai összefüggéseket kell beépíteni. A
z éghajlatváltozás és az éghajlati rendszer természetes változékonysága miatt az előrejelzések egy instabil hidrometeorológiai és légköri rendszerben készülnek, ami mindig bizonytalanságokat hordoz magában. Ezek a hibák a napelemes-kapacitás növekedésével valószínűleg egyre jelentősebbek lesznek, így kezelésükhöz az egyre pontosabb előrejelzések mellett a villamosenergia-tárolási kapacitás bővítésére is szükség lesz – állapítják meg a kutatók.
Alapvető probléma, hogy a porviharok során a besugárzás csökken, ez pedig együtt jár az energiatermelés csökkenésével – ennek mértékét nemcsak az ellátásbiztonság miatt, hanem gazdasági okok miatt is fontos lenne ismerni és előrejelezni.
A jelenleg használt modellek sok paramétert nem vesznek figyelembe, vagy rosszul paramétereznek bizonyos folyamatokat, a korábbi adatok pedig a jelenleg zajló klímaváltozás miatt lényegében használhatatlanok – hívják fel a figyelmet a kutatók.
Ha a porviharok miatt a besugárzás a vártnál kisebb lesz, kevesebb villamos energiát lehet termelni, mint amennyire a menetrendezők számítottak. Bár a kieső villamosenergia mennyiséget a viszonylag gyorsan üzembehelyezhető gázturbinás erőművekkel jellemzően ki lehet egyenlíteni, ez azonban nagyon költséges, sőt extra károsanyag-kibocsátással jár, magyarázzák a kutatók.
„Egy-egy porvihar hatására a kiesés többszáz MW-nyi, olykor 1 GW-nyi is lehet, de nem csupán a por miatt, hanem a porviharos esemény kialakulásához vezető meteorológiai helyzet felhőzete miatt is” – magyarázza Varga György, a HUN-REN Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Földrajztudományi Intézetének kutatója. „Ennek a felhőzetnek a tulajdonságait módosítja a légköri por, még nagyobb kiterjedésű felhőtakarót eredményezve. A menetrendek ezeket jelzik a legrosszabban előre. A legkisebb napelemes termelések a téli hidegpárnás időszakokban fordulnak elő. Ehhez képest a porviharos események besugárzáscsökkentő hatása elmarad, de mégis jelentős. Különösen amiatt okoz a gondot, hogy a jövőben egyre több poros helyzetre van kilátás az éghajlatváltozás következtében.”
