A tavaszi fagyok az elmúlt évtizedben szinte minden évben kiemelt kockázatot jelentettek a magyarországi gyümölcsültetvényekben, mivel a klímaváltozás hatására nemcsak a téli-tavaszi hőmérsékleti átmenet dinamikája változott meg, de a növények fejlődési ritmusa is.
A legnagyobb kockázatot azokon a területeken jelenti a fagy, ahol anticiklonális helyzetben, derült éjszakákon a felszínek hővesztesége – a helyi sajátosságok, mint például a talaj kedvezőtlen hő- és nedvességháztartása, vagy a gyakori kis szélsebesség hatására – jelentős, így a hőmérséklet a talaj mentén gyakran és hirtelen csökken fagypont alá, míg a magasabb légrétegekben a levegő jóval melegebb marad.
Az ilyen helyzeteket, amikor a légkörben alacsonyabb szinteken helyezkedik el a hidegebb, magasabban pedig a meleg levegő, a meteorológia inverz hőmérsékleti rétegződésnek vagy egyszerűen inverziónak nevezi. A horizontális tengelyű szélgépek alkalmazása arra a lehetőségre épül, hogy a 25-30 méteres magasságból leszívott melegebb levegőt az állományban elkeverjük a talajközeli hideg levegővel, így egy olyan környezetet hozzunk létre, ami csökkenti a növényállomány hőveszteségét a kritikus időszakban.
Mennyit segíthet a szélgép?
2025 tavaszán Kecskemét térségében egy nagyüzemi almaültetvényben végeztünk vizsgálatokat annak érdekében, hogy kvantitatívan értékeljük a horizontális tengelyű szélgépek hatékonyságát fagyvédelmi szempontból. A mérések különlegessége, hogy UAV-platformra (Unmanned Aerial Vehicle – pilóta nélküli légijármű) szerelt szenzorral, valós terepi körülmények között rögzítettünk vertikális hőmérsékletprofilokat. A cikk célja ezen tapasztalatok és eredmények rövid bemutatása.
A vizsgálatok egy mintegy 75 hektáros almás ültetvényben zajlottak, ahol 8 darab Wepifrost, 12 méteres, fixen telepített, horizontális tengelyű fagyvédelmi szélgép üzemelt. A gépek elhelyezése lehetővé tette a legértékesebb területrészek lefedését. A hőmérsékletprofil-mérések DJI Mavic Air 2 típusú multirotoros drónnal történtek, amelyre egy kalibrált Dostmann Electronics hőmérséklet/páratartalom/légnyomás adatgyűjtő volt rögzítve (1. kép).
A drón emelkedése során 36 méteres magasságig a légijármű telemetria-adataihoz igazodva ötmásodpercenként történtek a hőmérséklet, páratartalom és légnyomás mérések. Az UAV emelkedési sebessége úgy lett meghatározva, hogy a mintavételezés egyenletes legyen.
Minden mérési időpontban két profilmérést végeztünk: az egyiket a szélgépekkel védett területen, a másikat attól mintegy 180 méterre, egy nyílt, védelem nélküli kontrollterületen. Ezen túl kiegészítő meteorológiai információként a helyi szélviszonyokat is rögzítettük propelleres kézi anemométerrel, valamint az UAV telemetria-adatai alapján.
Inverziós helyzetek – hatékony fagyvédelem
A 2025. március 20-i éjszaka klasszikus inverziós helyzetet mutatott. A kontrollterületen a felszín közelében -4,4 ℃-os minimum-hőmérsékletet mértünk napkeltekor, amely az inverziónak köszönhetően 30–35 méteres magasságra már +0,5 ℃-ra emelkedett. Ezzel szemben a védett területen, ahol a szélgépek működtek, a minimum-hőmérséklet mindössze -1,8 ℃ volt, miközben a vertikális profil nagyon hasonló lefolyású maradt.
A jelenség hasonlóan zajlott le 2025. április 8-án is, amikor a növényállomány előrehaladott fejlettsége miatt országszerte a legnagyobb kárt okozta a fagy. A kontrollterület profilja ismét erősen inverziós szerkezetet mutatott, míg a védett zónában a légkeverés következtében több, mint 3 ℃-os felszíni hőmérséklet-emelkedést figyeltünk meg. A mért adatok egyértelműen igazolták, hogy felszínközeli inverzió kialakulása esetén a szélgépek működtetése jelentős pozitív hatással van a felszíni hőmérsékletre.
Szeles éjszaka – inverzió nélkül, hatástalan védekezés
A 2025. április 7-i éjszaka során a talaj közelében mért 2–2,5 m/s átlagos szélsebesség miatt nem alakult ki hőmérsékleti inverzió. A szél átkeverő hatása miatt a vertikális profil gyakorlatilag homogén hőmérsékleteloszlást mutatott, amiben néhány tized fokos eltérést csak az ültetvény tömege miatti szélprofil-különbség okozott. A szélgépeket teszt jelleggel elindítottuk ugyan, de a várakozásainkkal összhangban sem a kontroll, sem a védett területen nem tapasztaltunk érdemi hőmérséklet-különbséget (2. ábra).
A terepi mérések alapján egyértelmű, hogy a horizontális tengelyű szélgépek hatékony eszközök lehetnek tavaszi fagyok elleni védekezésben abban az esetben, ha kialakul a felszín kisugárzása miatti inverz hőmérsékleti rétegződés. Ekkor a fagyvédő gépek üzemeltetésével akár 2–3 °C-os felszíni hőmérséklet-emelkedés is elérhető. Ugyanakkor kedvezőtlen körülmények között, ha a felszín közelében kialakuló legalább mérsékelt szél hatására az átkeverés természetesen is végbemegy, a gépek működtetése nem jár további melegítő hatással.
A drónos vertikális hőmérsékletprofil-mérés egyszerűen alkalmazható, gyors és informatív terepi eljárás, amely a szélgépek értékelésén túl precíziós döntéstámogatást nyújthat a fagyvédelmi gyakorlatban az inverz hőmérsékleti rétegződés egzisztenciájának, mértékének és magasságának kimutatásával. A pilóta nélküli légijárművek alkalmazása azonban nem csupán az üzemeltetésben, de a tervezés fázisában is segítségünkre lehet.
A drónokkal képesek vagyunk gyors, geodéziai pontosságú felméréseket végezni látható vagy infravörös tartományokban, amik segítségével létrehozhatjuk az ültetvényünk modelljét, hogy meghatározzuk a szélgép és annak gazdaságos üzemeltetéséhez szükséges agrometeorológiai infrastruktúra legoptimálisabb helyét a telepítés során.
A cikk az Agrofórum 2025. decemberi számában jelent meg. További szakmai tartalmakért KATTINTON!
A képek a szerző felvételei.
Kiemelt kép: Pixabay.
