Az aszály (drought) használata gyakran keveredik a szárazságéval (dry). Az aszály időben átmeneti jellegű, míg a szárazság tartós. A vízhiányt (water scarcity), amely az emberi tevékenységből származó túlzott vízfelhasználás eredménye, szintén eltérően kell értelmeznünk, amikor az aszály kezelésére (drought management) felkészülünk. Ez utóbbi magában foglalja az aszály monitoringját, az aszálykárok mérséklését és csökkentését.

Diszciplínánként is jelentős eltéréseket tapasztalhatunk az aszály fogalmi rendszerére vonatkozóan. Donald A. Wilhite és Michael H. Glantz (1985) aszálydefiníciókkal foglalkozó írásában több mint százötven meghatározást említ, amelynek száma a szerteágazó és egyre újabb célú használat következtében folyamatosan nő. A definíciók különböző aszályjelenségeket írnak le, amelyek főbb csoportjai a következők: meteorológiai, hidrológiai, mezőgazdasági, gazdasági, társadalmi.

Meteorológiai aszályon a tartósság és/vagy intenzitás szempontjából átlaghoz viszonyítva hosszú idejű, esetenként többéves csapadékhiány előfordulását értjük. Hidrológiai aszály a felszíni és felszín alatti vízkészletek hiányát jelenti a vízfolyások hozamának, a hó mennyiségének és a tavak, tározók, valamint a felszín alatti vízadók szintjének szempontjából. Mezőgazdasági aszályról akkor van szó, ha egy adott növény igényeihez képest, az adott időszak párologtató fejlettségi szintjéhez viszonyítva annyira elégtelen a talaj vízszolgáltató képessége, hogy az a növényekben már visszafordíthatatlan károsodást okoz, az elvárt terményhozam csökkenéséhez és minőségének jelentős romlásához vezetve. Gazdasági aszály akkor fordul elő, amikor térben és időben veszélybe kerül a termelés mennyiségi vízellátása, komoly energetikai és szállítási problémák keletkeznek, amelyek végül a gazdaság piaci zavarait okozzák. Társadalmi aszály esetén a fizikai vízhiány már meghatározó hatással van az egészségre, jólétre, életminőségre. A tartósan csökkenő vízellátás politikai viharokat, zavargásokat, régiók elnéptelenedését, az ott élők elvándorlását okozhatja. Az alábbiakban elsősorban a mezőgazdasági aszállyal kívánok foglalkozni, azonban egy átfogó szemlélet kialakítása megkívánja a többi aszályjelenség figyelemmel kísérését is.

Az aszállyal kapcsolatos vizsgálatok egyik fő bizonytalansági forrása annak térbeli, időbeli és intenzitásbeli lehatárolása. A Kárpát-medence időjárását, így az aszály megjelenését is alapvetően a nagytérségi folyamatok határozzák meg. Az aszály azonban nemcsak a mediterrán térségben, a Balkán-félszigeten léphet fel, hanem Európa északi területein is. A regionális éghajlati modellek alapján 2071−2100-ra a Kárpát-medence jelentős térségeire is jellemző lesz a szemiarid jelleg, várhatóan az aszály gyakorisága és kiterjedése is nőni fog (Bartholy et al., 2007). Az aszályos periódusokat ugyanakkor nagy intenzitású, csapadékos időszakok szakíthatják meg. Így érthető, hogy az aszály és árvíz visszatérési gyakorisága a jövőben egyre szorosabb pozitív korrelációt mutat a világ számos pontján. Az aszálykárok megelőzésének fontos része, hogy egyre pontosabban tárjuk fel a lokális és a globális hidrológiai folyamatok kapcsolatrendszerét (Lehner et al., 2006).

A meteorológiai aszály kapcsán vita folyik arról, hogy mikor kezdődik egy aszály, azaz milyen hosszú tartósan alacsony csapadékos vagy csapadékmentes időszak szükséges a kialakulásához. Természetesen ezek megítélése más meteorológiai elemek esetében is erősen helyfüggő, hiszen egy trópusi területen egy öt-hatnapos csapadékhiány is már aszálytüneteket okozhat, míg sivatagi területen ehhez akár egy évre is szükség lehet.

Az aszály kialakulásában a csapadéknak meghatározó szerepe van. A csapadék a legnagyobb változékonyságot mutató éghajlati elem hazánkban, ugyanakkor az aszálygyakoriság területi megoszlása csak kis változékonyságot mutat. Ez alapján az ország csapadékosabb, nyugati területeit éppúgy érintheti aszály, mint a szárazabb keleti megyéket. A nyugati és az északkeleti országrészben decemberben, januárban és februárban a téli aszály kialakulásával kell fokozottabban számolni. A tavaszi aszály a keleti megyékben, míg a nyári és őszi aszály az ország középső területein gyakoribb. Az aszály az ország területének 90%-át érinti, de súlyosságát tekintve a Nagy-Alföld kitettsége a legnagyobb (Pálfai et al., 1999).

Kontinentális szinten mára minden földrészre vonatkozóan üzemel monitoringrendszer. Az aszálymegfigyelő központok az elterjedtebb aszályindexeket automatikusan számítják és digitális térképeken, interneten teszik elérhetővé. Komplex aszályjelenségek a felhasználási cél szempontjából pontosabban írhatóak le speciális indexekkel. Ugyanakkor az aszályra vonatkozó egyik jelentős hidroinformatikai probléma, hogy az adatok homogenitása (törés, hiányextremitás), kompatibilitása és a mérési módszertan korántsem egységes, és ez a hatások összehasonlíthatósága területén számos hátrányos következménnyel jár. Esetenként az adathozzáférés is indokolhatja olyan indexek alkalmazását, amelyekhez részletesebb adatbázis szükséges. Napjainkban különösen a távérzékelési szenzorok spektrális és tér/időbeli felbontásának gyors javulása, a nagyfokú automatizálási lehetőség is eredményezheti újabb műholdas adatokból számítható aszályindexek bevezetését.

Az USA-ban működő aszálymonitoring-rendszer az interneten térinformatikai térképeken teszi közzé az aszály mérésével kapcsolatos hat-hét aktuális és archivált különböző aszályindikátort. A monitoringot a Mezőgazdasági Minisztérium (USDA) a távérzékelt adatok elemzési adatai és a terepi adatok alapján tartja fenn (URL1).

Az EU az elmúlt évtized tapasztalatai alapján szintén elhatározta, hogy a vízhiány, az aszály jellemzésére EU-szintű indikátorokat kell kidolgozni, kockázati térképeket kell készíteni, és ki kell alakítani a korai riasztási rendszert. Célként fogalmazták meg a korlátozott számú, de összehasonlítható indikátor kialakítását. Jelenleg a következő indikátorok tesztelése folyik:

Csapadék esetében jelenleg a standard csapadékindex 1–3–6–8–12 hónapos időszakra vonatkozó adatai érhetők el. A talajnedvességgel kapcsolatos adatszolgáltatások: napi talajnedvesség, talajnedvesség-anomáliák, azok előrejelzése, valamint előrejelzési trendek. A növényi vegetációs állapottal kapcsolatos adatszolgáltatások: NDVI 10 napos kompozit, fAPAR 10 napos kompozit és fAPAR anomáliák 10 napos kompozitjai.

A Magyarországon gyakorlatban használt Pálfai-féle aszályindex alapképletében az áprilistól augusztusig mért léghőmérséklet átlagának (°C) és az októbertől augusztusig tartó időszak havonta súlyozott csapadékösszegeinek összegével (mm) képzünk hányadost. A nemzetközi alkalmazhatóság érdekében a Délkelet-Európai Aszálykezelési Központ (Drought Management Centre for Southeastern Europe) – DMCSEE-projekt keretében korrekciós tényezők bevonásával módosított módszert dolgoztak ki magyar kutatók. A három tényezőből így az első a hőmérsékleti tényező a tárgyévi és a sokévi nyári középhőmérséklet viszonyát, a második tényező a csapadék, amely a tárgyévi legszárazabb nyári hónap csapadékának a megfelelő sokévi átlaghoz való viszonyát, míg az utolsó tényező a megelőző három év csapadékviszonyainak hatását fejezi ki. Az Országos Meteorológiai Szolgálat (OMSZ) statisztikai vizsgálatai szerint a hasonló indexekkel szoros korreláció volt mérhető az aszály súlyosságára vonatkozóan (Kozák et al., 2012).

A hidrológiai aszály kialakulása némi késéssel követi a meteorológiai aszályét. A késés mértékében jelentős szerepük van a lefolyási és párolgási viszonyoknak. Mindkettőt jelentősen befolyásolja a földhasználat módja mellett a domborzat és a talaj. Az egyik legnagyobb változékonyságot a medencejelleg miatt a talajtulajdonságok területi mintázata okozza. A talaj nagy kapacitású – potenciális – természetes víztározóként funkcionál. A talaj felső egyméteres rétege potenciálisan mintegy 45 km3 víz befogadására és 25–35 km3 víz raktározására képes. Ennek mintegy 55–60%-a a növény számára nem hozzáférhető „holtvíz”, míg 40–45%-a „hasznosítható víz”. A lehulló csapadék hasznosulását alapvetően befolyásolja, hogy abból ténylegesen mennyi szivárog be a talajba. Az akadálytalan beszivárgást sík területen a következő feltételek nehezítik: a talaj tározóterének telítettségi mértéke, a felszín fagyott volta, lassú víznyelésű rétegek. A talaj vízháztartása nemcsak a növény vízellátásának lehetőségét szabja meg, hanem befolyásolja a talaj anyag- és energiaforgalmának, ökológiai tulajdonságainak (levegőforgalom, biológiai tevékenység, tápanyag- és szennyezőanyag-forgalom) egyéb elemeit is (Várallyay, 2010). A talajok aktuális porozitását, vízmegtartó/-leadó meglevő képességeit szintén módosítja a talajművelés módja, amely egy olyan országban, ahol a szántók a terület közel felét teszik ki, nagyon fontos szabályozó erő (Gyuricza et al., 2015). Az egyre gyakoribb nagy intenzitású csapadékok eróziós rombolását megsokszorozza a helytelenül alkalmazott talajművelés, amelynek következtében az elhordott, illetve leiszapolódott talajfelszín fokozott aszálykárok kialakulásához vezet.

A vízgyűjtőkön a természetes (elfolyás, párolgás) és a mesterséges (belvízvédelem) vízelvezetést követő csapadékszegény nyári időszakban a talajban tárolt csekély vízmennyiség csak rövid ideig képes a növényzet vízigényét kielégíteni, és tavasszal a belvizes vagy a túlnedvesedett területek egy tekintélyes részén komoly aszálykárok jelentkeznek – akár ugyanabban az évben is. A tényleges károk kialakulásában fontos szerepe van a földhasználat módjának. A legnagyobb földhasználó a mezőgazdaság, amely a vízgazdálkodás szempontjából nagyon változatos hatást okoz, ahol a kisebb tudományos előrelépés is jelentősnek számítana.

Kritikus tényező a hidrológiai ciklusban a párolgás ismerete. Amíg az energetikailag lehetséges párolgás viszonylag jó közelítéssel modellezhető, addig a tényleges növényi párolgást csak jóval nagyobb hiba mellett lehet meghatározni. A probléma a hidrológiai léptékváltásból származik, azaz míg az egyed szintjén a párolgási viszonyok (sztómaellenállás, gázcsere, nedváramlás) viszonylag jól mérhetőek, állományban és vízgyűjtők szintjén a rendkívüli változékonyság jelentős bizonytalanságot okoz. Nem véletlen, hogy a referenciakísérleti vízgyűjtőknek ma is nagy jelentőségük lenne, ez azonban a VITUKI megszűnésével továbbra is hiányzik. Ezen vízgyűjtők a vízmérleg egyéb elemeinek, így a lefolyási viszonyok értékelésében is nélkülözhetetlen adatokkal szolgálnának. A vízgyűjtő-modellezés (SWAT, HEC-RAS) nagyot fejlődött az elmúlt időszakban, azonban a terepi mérésektől éppen az eredmények validálásában nem lehet eltekinteni. Kutatási szempontból ezért fontos lenne egy, a lehető legtöbb irányból vizsgált és értékelt azonos koncepció mentén koordinált hidrológiai vízgyűjtő kutatásának beindítása, amely választ adhatna a várható kockázatok irányára és nagyságára.

A klímaváltozáshoz való alkalmazkodás sikerét jelzi, hogy mivel az éves csapadék mennyisége drasztikusan nem csökkent az elmúlt időszakban, az alap és alkalmazott mezőgazdasági kutatások eredményeként a mezőgazdasági hozamok jelentősen növekedtek, ugyanakkor a növénytermesztés vízgazdálkodási kiszolgáltatottsága jelentősen megnőtt. Az 50-es években 91 mm/év csapadék jutott átlagosan 1 t kukoricára, addig a megnövekedett hozamok miatt napjainkban csak 34 mm/év. Ha figyelembe vesszük, hogy ez a tenyészidőben egyre hektikusabban érkezik, a kockázat jelentősége még nagyobb. Fontos a hatás súlyossága szempontjából, hogy az aszály milyen fejlettségi és egészségi állapotban éri az adott növényt. Meghatározóak azok a termesztési, technológiai beavatkozások, amelyek felerősítik vagy gyengítik a folyamatokat. Ugyanazon bőséges tápanyag-ellátottság, amely optimális volt egy jó vízellátottsági évben, aszályos évben súlyos károkat okozhat a megnövelt és aktív párolgófelület révén. A kiváló aszálytűrő fajták csak abban az esetben képesek a vízstresszt kompenzálni, ha a tápanyag-gazdálkodás, növényvédelem, talajművelés, gépüzemeltetés, posztharveszt technológiák együttesen optimalizáltak adott agroökológiai helyszínre. Különösen akkor, ha figyelembe vesszük, hogy az összes szántóterület mindössze 2%-a öntözhető. A magyar vetésszerkezet számos ok miatt nagyon leegyszerűsített, így a kukorica és a búza a két legfontosabb növény a szántóföldi területen. Közelítőleg 5 millió hektárból ezek közel 1 millió hektárt folyamatosan elfoglalnak. A tiszántúli területre végzett vizsgálatom alapján az aszály következtében két-háromévenként olyan drasztikus terméscsökkenés fordul elő, amely harmada-negyede a jól termő évekének. Az ilyen termésingadozással, az árualapok mennyiségének és minőségének hiányában a nemzetközi mezőgazdasági piacokról gyakorlatilag kiszorul a magyar mezőgazdaság, és ezáltal az ebből élő vidék eltartóképessége is romlik. A vízgazdálkodás, ezen belül az öntözés egyik fő célja nem a termés mennyiségének növelése, hanem annak stabilizálása és ennek a hektikus változásnak a kisimítása. A kertészetben az aszállyal összefüggő minőségi kérdések még a mennyiségnél is sokkal inkább meghatározóak. Ma a kertészeti ágazatba öntözés hiányában felelősséggel már nem lenne szabad beruházni.

A klímaváltozási adaptációs feladat számtalan kihívást fog a mezőgazdaságnak okozni, mindezt úgy, hogy az aszály kárelhárítása helyett a megelőzés irányába kell gyorsabban elmozdulni. Ezért nehezen fogadható el, hogy a talajjavítás, amely nem öntözött területeken a talaj vízmegtartó képességét és drénviszonyait képes javítani, miért nem kap súlyának megfelelő szerepet. Az új hiperspektrális és lézeres 3D felmérési módszerek, valamint anyagtechnológiák már hazánkban is feltártak új lehetséges K+F vízgazdálkodási irányokat (Tamás et al., 2015).

Az egymásnak is gyakran ellentmondó, gyorsan változó termesztési környezetben egyre értékesebbek azok a gyors döntési információk, amelyek segítik a termelőt egy adott probléma elemzésében. Napjaink egyik legnagyobb paradigmaváltása a precíziós mezőgazdaság, amely a legkorszerűbb GPS-navigáció és helyfüggő termesztéstechnológia alapján, akár négyzetméterre lebontva, éppen a hiányzó tér/idő optimalizálhatósági előnyt képes kihasználni, ahol valós idejű szenzorok nagy fokú automatizálás mellett a terjedő autonóm gépkapcsolásokkal robotizálva végzik a termesztési feladataikat. Ezeken a rendszereken a szenzorok kapacitásai és képességei hatványozottan nőnek, ahol a gép-gép közötti kommunikáció távfelügyeleti rendszereket tesz lehetővé, és ahol a vízkészlet minden formájának energiahatékony megőrzése komoly K+F-munkát gerjeszt. A mezőgazdasági nyitott rendszerek óriási mennyiségű adatot állítanak elő, amelyek felhőalapú elemzésére napjainkban a big data rendszerek új és hatékonyabb módszereket ígérnek.

A védett természeti területek, az erdők és az aszály kapcsolata is nagyon fontos kutatási terület, mivel a különböző hatások területenként sokban eltérőek (Mátyás, 2011). Itt elsősorban a vizes élőhelyek, a szikes tavak, mocsarak, lápok sérülékenyek. Napjainkban megfigyelhető például a homoki és szikes legelők fokozatos kiszáradása. A talajvízszint csökkenése jelentős ökológiai hatással bír az erdőterületek állományára vagy az ökoszisztéma átalakulására. A szárazabb környezeti feltételeket kevésbé elviselő őshonos fajok kiszorítása szintén jelentős kockázat, mivel ezek helyét új, invazív fajok vehetik át (Kőmíves − Reisinger, 2011). A kiszáradt helyeken emelkedhet a defláció és nőhet az erdőtüzek gyakorisága is. A klímaváltozás már előrevetíti a közvetlen és közvetett vízgazdálkodási feltételek szigorításának szükségességét. Az eddig ismert jelenségek megváltoznak, a régi kártevők új túlélési stratégiákat fejlesztenek ki, így például korábbi és intenzívebb lesz a gradációjuk, megváltozik a gyomok összetétele.

A mezőgazdasági aszály növénytermesztési megoldását sokszor tévesen az öntözésre szűkítik le azok, akik nem ismerik annak hazai korlátait. Csakis ott szabad öntözni, ahol az ökonómiailag és ökológiailag indokolt és megtérül, továbbá megfelelő a talajminőség. 2015-ben az Agrárkamara az  Országos Vízügyi Főigazgatósággal (OVF) együtt felmérte az öntözési igényt. Jelenleg az összes mezőgazdasági szántó területének mindössze 1%-át öntözik, de a termelők közül 5700-an jelezték, hogy a jövőben öntözni szeretnének. Tanulságos, amikor összevetjük a kifejezetten öntözésre alkalmas, jó minőségű talajok térbeli mintázatát azzal, hogy hol vannak a feltétlenül öntözendő kultúrák. A Duna–Tisza közén vagy Északkelet-Magyarországon ezek nem fedik egymást. A következő néhány évben hazánkban 500 milliárdos beruházási forrás fölött döntünk, amelyből 450 milliárd a felszíni vizek elérhetőségét, 50 milliárd gyakorlatilag a helyi öntözési és tározási célokat szolgálja. Az öntözés több évtizedre meghatározza az ország termelőképességét, ezért feltétlenül meg kell vizsgálnunk, hol van olyan földhasználat, illetve birtokszerkezet, és hol áll megfelelő tőke rendelkezésre, hogy ezen döntések alapján megvalósuló hosszú távú beruházások a nemzet és az egyén szempontjából is megtérüljenek.

Napjainkban a mezőgazdaság vízgazdálkodási szaktanácsadásának újjászervezése és tartalmi megújulása nehezen halogatható tovább. Ennek keretében meghatározó az olyan rendszerek elterjesztése, amelyek helyi mérések alapján képesek regionális vízgazdálkodási információval ellátni a vízfelhasználót.

Így például a távérzékelt MODIS-adatok alapján készített NDVI-mutatók számos fejlesztési lehetőséget nyújtanak a nagy változékonysággal bíró vizsgálati területek fotoszintetikus kapacitásának vizsgálatában, ugyanis a területek évről évre különböznek egymástól a különböző termesztési intenzitás, vetésváltás és agrotechnika hatására, valamint a természeti hatások, így az aszály következtében is (Tamás – Németh, 2005).

Ma használt számítógépes öntözéstervezési rendszerben a megfelelő öntözéstámogatást a talaj-növény-mikroklíma alrendszerek együttes elemzése révén tudjuk biztosítani. Ez teszi lehetővé, hogy szimulációs vizsgálatokban különböző víz- és energiatakarékos öntözési szcenáriókra optimalizáljuk az eltérő öntözéstechnológiákat. A rendszer megbízhatósága erősen függ az alapadatok minőségétől. Itt nagy jelentőségük van a távérzékelt adatoknak, amelyek nagy területre gyors adatszolgáltatást biztosítanak. A Debreceni Egyetem Víz- és Környezetgazdálkodási Intézetének irányításával készült egy Közép-Európára kiterjedő aszály-előrejelző rendszer, amely meteorológiai adatokat, biomassza-idősorokat, talajadatokat és nagy felbontású MODIS-műholdas idősorokat használ fel. Ebben a matematikailag jól leírható és méretezhető rendszerben elvégezhető a kritikus referenciagörbék és regionális termésadatok megfeleltetése. A döntéstámogatáshoz a megfigyelési, a korai riasztási, a riasztási, a vészhelyzetnek vagy a katasztrófahelyzetnek megfelelő értékek leválogathatóak, ahol az egyes szintek 10%-os relatív terméskiesést jelentenek. Az aszály által érintett területen belül előre megjósolható, hogy mekkora terméskieséssel kell számolni kukorica és búza esetében. Egy normál évben az Alföld egyes területein, mintegy 7-8%-ban fordul elő aszály által jelentősen sújtott terület. Ezek az eredmények a földhasználat újratervezéséhez is fontos információkkal szolgálnak (Tamás et al., 2005).

A növénytermesztésre épülő húsfogyasztás néhány évtizeden belül megduplázódik, ugyanakkor az állati termékek vízlábnyoma többszöröse a növényi termékekének. A tenyésztéstechnológiában a fajlagos tápanyag-felhasználás mellett a vízfogyasztás is kritikus tényező (Horn, 2002). Mindezt olyan körülmények között, ahol az intenzív, zárt, nagy sűrűségű állattartó istállókban néhány hőségnap megfelelő védelem nélkül már katasztrofális körülményekkel járhat. Egy aszályos időszak jelentős termelési kiesést okoz a nyitott rendszerekben is. A tartástechnológiai, a genetikai, takarmányozási, állatorvosi kutatásoknak komoly előrehaladást kell felmutatniuk a népességnövekedés diktálta eredmények elvárt növeléséhez.