Extreme precipitation amounts and dry periods in the Hungarian Great Plain (1980–2020): Four Urban Stations

Dorottya Szám; Kíra Erika  Kávássy; Ádám Berger; Zsolt Hetesi

doi:10.59258/hk.24056

Dorottya Szám Department of Regional Water Management, Faculty of Water Sciences, Ludovika University of Public Service, 6500 Baja, Hungary https://orcid.org/0009-0006-4299-8712
Kíra Erika Kávássy Department of Water and Environmental Security, Faculty of Water Sciences, Ludovika University of Public Service, 6500 Baja, Hunga-ry
Ádám Berger Department of Water and Environmental Security, Faculty of Water Sciences, Ludovika University of Public Service, 6500 Baja, Hunga-ry https://orcid.org/0000-0001-8964-3536
Zsolt Hetesi Department of Water and Environmental Security, Faculty of Water Sciences, Ludovika University of Public Service, 6500 Baja, Hunga-ry https://orcid.org/0000-0002-4250-4050

Keywords: Hungarian Great Plain, precipitation analysis, extreme weather events, climate change, water shortage

Abstract

This study explores changes in the frequency and spatiotemporal distribution of precipitation-free periods in the Hungarian Great Plain (1980–2020), with a focus on agricultural challenges under climate change. During the study, we analysed the occurrence of dry periods lasting up to 16 days, their seasonal frequency, and their differences in four cities (Szolnok, Hódmezővásárhely, Nyíregyháza, Kalocsa). Based on the data, the frequency of dry periods increased slightly in certain locations; however, the statistical significance of the trend was inconclusive; F-tests mainly indicated increased variance. The two-sample Kolmogorov–Smirnov test revealed that the differences in distribution between cities were not significant, indicating that the hypothesis of regional divergence was not confirmed. The research also emphasizes the need for increased soil moisture retention capacity, especially in sandy and saline soils, which lose moisture more quickly due to a lack of precipitation, negatively affecting their agricultural productivity.

Author Biographies

Dorottya Szám , Department of Regional Water Management, Faculty of Water Sciences, Ludovika University of Public Service, 6500 Baja, Hungary

DOROTTYA SZÁM graduated as a plant scientist and agricultural engineer at the Hungarian University of Agricultural and Life Sciences (2022), is currently a research assistant at the University of Pécs, a student at the Doctoral School of Biology and Sports Biology. Her research area is the plant health impact of extreme weather events caused by climate change, with a special focus on plant pathogenic fungi that produce mycotoxins. Member of the Hungarian Hidrology Society (MHT) since 2022.

Kíra Erika Kávássy, Department of Water and Environmental Security, Faculty of Water Sciences, Ludovika University of Public Service, 6500 Baja, Hunga-ry

KÍRA ERIKA KÁVÁSSY obtained a BSc degree in environmental engineering in 2025 from the Faculty of Water Sciences of the National University of Public Service. Her area of interest is the effects of climate change on precipitation and soil conditions in the Hungarian Great Plain.

Ádám Berger, Department of Water and Environmental Security, Faculty of Water Sciences, Ludovika University of Public Service, 6500 Baja, Hunga-ry

ÁDÁM BERGER is a certified agricultural engineer and an assistant professor at the Department of Water and Environmental Safety, Faculty of Water Sciences, National University of Public Service. He obtained his PhD degree in 2025 from the Military Technical Doctoral School of the National University of Public Service. His research areas are disaster management and industrial safety.

Zsolt Hetesi , Department of Water and Environmental Security, Faculty of Water Sciences, Ludovika University of Public Service, 6500 Baja, Hunga-ry

ZSOLT HETESI holds a degree in physics and a PhD from the Faculty of Science of Eötvös Loránd University. He is currently a habilitated associate professor at the Faculty of Water Sciences of the National University of Public Service, and a senior research fellow at the Institute of Mathematics and Informatics of the University of Pécs. His research interests include sustainability and the modelling of stochastic processes in environmental science.

References

Barcza Z., Bartholy J. (Ed.), Bihari Z., Lakatos M., Mészáros R., Pieczka I., Pongrácz R. (Ed.), Práger T., Radics K. (2013). Klímaváltozás. Eötvös Loránd Tudományegyetem, Természettudományi Kar. (In Hungarian)

Bartholy, J., Pongrácz, R. (2007). Regional analysis of extreme temperature and precipitation indices for the Carpa-thian Basin from 1946-2001. Global and Planetary Change, 57, pp. 83-95. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2006.11.002

Bartholy, J., Pongrácz, R., Gelybó, Gy., Szabó, P. (2008). Analysis of expected climate change in the Carpathian ba-sin using the PRUDENCE results. Időjárás, 112, pp. 249-264.

Berényi A., Pongrácz R., Bartholy J. (2021). Csapadékszélsőségek változása Európa déli alföldi régióiban az 1951-2019 időszakban. Modern Geográfia, 16(4), pp. 85-101. (In Hungarian) https://www.doi.org/10.15170/MG.2021.16.04.05

Bihari Z., Szentes O. (2024): Megfigyelt éghajlatváltozás 30 éves klímanormálok és egy készülő éghajlati atlasz tükrében. Légkör, 69 K, pp. 12–17. DOI:https//doi.org/10.56474/legkor.2024.K.2

Chimani, B., Bochníček, O., Brunetti, M., Ganekind, M., Holec, J., Izsák, B., Lakatos, M., Tadić, M.P., Manara, V., Maugeri, M., Šťastný, P., Szentes, O., Zardi, D. (2023). Revisiting HISTALP precipitation dataset. International Journal of Climatology, 43(15), pp. 7381–7411. https://www.doi.org/10.1002/joc.8270.

Czuppon, G., Bottyán, E., Kristóf, E. (2021). Stable isotope data of daily precipitation during the period of 2013-2017 from K-puszta (regional background monitoring station), Hungary. Data in Brief, 36(12), pp. 1-5. https://www.doi.org/10.1016/j.dib.2021.106962

Demeter Sz. (2016). Konvektív és rétegfelhőből hulló csapadék statisztikai vizsgálata állomási mérések alapján. Szakdolgozat, Eötvös Loránd Tudományegyetem, Budapest (Témavezetők: Dr. Pieczka Ildikó, Soósné Dr. Dezső Zsu-zsanna), 49 p. (In Hungarian)

EU Copernicus Program (2025). SentiWiki. [Online] Available at: https://sentiwiki.copernicus.eu/web/s1-mission.

Fehér, Zs., Rakonczai, J. (2019). Analysing the sensitivity of Hungarian landscapes based on climate change in duced shallow groundwater fluctuation. Hungarian Geo graphical Bulletin, 68(4). https://www.doi.org/10.15201/hungeobull.68.4.3

Fiala K., Barta, K., Benyhe, B., Fehérváry, I., Láng, I., Lábdy, J., Sipos, Gy., Győrffy, L. (2018). Development of an Operational Drought and Water Scarcity Monitoring System in Hungary. Global Water Partnership.

Gibbons, J.D., Chakraborti, S. (2003). Non-Parametric Statistical Inference. Chapman and Hall, New York. https://www.doi.org/10.1201/9781439896129

Hersbach, H., Bell, B., Berrisford, P., Biavati, G., Horányi, A., Muñoz Sabater, J., Nicolas, J., Peubey, C., Radu, R., Rozum, I., Schepers, D., Simmons, A., Soci, C., Dee, D., Thépaut, J-N. (2023). ERA5 hourly data on single levels from 1940 to present. Copernicus Climate Change Service (C3S) Climate Data Store (CDS), [Online] Available at: https://cds.climate.copernicus.eu/datasets/reanalysis-era5-single-levels?tab=overview. https://www.doi.org/10.24381/cds.adbb2d47

HungaroMet (2022). Tanulmányok, Szárazság Magyarországon 2022-ben és a múltban. (In Hungarian)

Keveiné Bárány I. (1998). Talajföldrajz. Budapest: Nemzeti Tankönyvkiadó. (In Hungarian)

Kiss T., Hetesi, Zs., Füzi, T. (2019). Az átlaghőmérséklet és a csapadékmennyiség alakulása Mosonmagyaróváron. Statisztikai Szemle, 97(6), pp. 568-593. https://www.doi.org/10.20311/stat2019.6.hu0568 (in Hungarian)

Kis A., Pongrácz R., Bartholy J., Szabó J.A. (2023). Az éghajlatváltozás várható hatásának integrált, modell alapú becslése a Felső-Tisza vízjárására, a bizonytalanság számszerűsítésével. Hidrológiai Közlöny, 103(4). pp. 35-51. (In Hungarian) https://www.doi.org/10.59258/hk.13172

Kis, A., Szabó, P., Pongrácz, R. (2025). Analysis of detected and future drought conditions - a case study for the Great Hungarian Plain. Theoretical and Applied Climatology, 156(6), 303 https://www.doi.org/10.1007/s00704-025-05510-2

Konkolyné Bihari Z., Lakatos M., Szalai S. (szerk.) (2008). Magyarország éghajlatáról: Változás, változékonyság térben és időben. OMSZ, Budapest. 23. p. (In Hungarian)

Korponai E. (2019). A volatilitás vizsgálata GARCH modellek segítségével., Debrecen: Debreceni Egyetem. (In Hungarian)

Ladányi Zs. (2009). Klímaváltozás hatása egy Duna-Tisza közi mintaterületen. In: Kiss, T. (Szerk.) 2009. Természet-földrajzi folyamatok és formák. Geográfus Doktoranduszok IX. Országos Konferenciájának Természetföldrajzos Tanulmányai, Szeged. ISBN: 978-963-482-923-2 (in Hungarian)

Lakatos M. (2021). Kiterjedt, gyors és egyre intenzívebb az éghajlatváltozás az IPCC 6. értékelő jelentése szerint. Légkör 66(3) p. 29. (In Hungarian)

Lakatos, M., Bokros, K., Szentes, O., Izsák, B., Bihari, Z. & Marton, A. (2021). Regional soil moisture trends and buffering effects in the Great Plain of Hungary, International Journal of Climatology, 41(8), pp. 3921–3935.

Lakatos, M., Bokros, K., Szentes, O., Izsák, B., Bihari, Z. & Marton, A., (2024). Climate monitoring information on the webpage of HungaroMet. Available at: https://meetingorganizer.copernicus.org/EMS2024/EMS2024-854.html [Accessed 31 Jan. 2026].

Makra, L., Kiss, Á., Palotás, J. (1985). The Spatial and Temporal Variability of Drought in the Southern Part of the Great Hungarian Plain. Acta Climatologica 18-20, 1-4, pp. 65-85.

Makra, L., Kiss, Á., Abonyiné Palotás, J. (1986). Az aszály klimatológiai és talajvízháztartási összetevői, valamint néhány mezőgazdasági vetülete a Dél-Alföldön. Alföldi tanulmányok, 10, pp. 99-111. (In Hungarian)

Marton J., Szanyi J. (1997a). Kelet-magyarországi pleisztocén üledékek geostatisztikai vizsgálata. 1. A transz misszivitás térképezése. Hidrológiai Közlöny. 77 évf. 5. szám. pp. 233-241. (In Hungarian)

Marton J., Szanyi J. (1997b). Kelet-magyarországi pleisztocén üledékek geostatisztikai vizsgálata. 2. A rétegek közötti átszivárgás területi meghatározása. Hidrológiai Közlöny. 77(5). pp. 241-248. (In Hungarian)

Mezősi G., Bata T., Blanka V., Ladányi Zs. (2017). A klímaváltozás hatása a környezeti veszélyekre az Alföldön. Földrajzi Közlemények 141(1) pp. 60-70. (In Hungarian)

Mezősi G., Blanka V., Ladányi Zs. (2020). Hőmérsékleti szélsőségekkel kapcsolatos természeti és társadalmi-gazdasági veszélyek. In: Farsang, A., Ladányi, Zs, Mucsi, L. (Ed.) Klímaváltozás okozta kihívások - Globálistól lokálisig. Szeged, Magyarország, Szegedi Tudományegyetem Természettudományi és Informatikai Kar Földrajzi és Földtudományi Intézet (2020) 216. p. pp. 23-33., 11. p. ISBN: 9789633067345 (In Hungarian)

Molnár E., Várallyai Gy. (1993). A magyar Alföld talajainak vízgazdálkodása és a térség mezőgazdasági termelése valamint környezetgazdálkodása közötti kapcsolat elemzése. In: Timár J., Baukó T., Duró A., Gurzó I, Velkey G (ed.) Az “alföldi út” kérdőjelei: Alföld-kongresszus, Békéscsaba, Magyarország, MTA Regionális Kutatások Központja (MTA RKK) 320 p. pp. 97-110., 14. p. (In Hungarian)

Nováky B. (1993). Az Alföld éghajlatának és vízháztartásának változása. Hidrológiai Közlöny, 73(1), pp. 20-23. (In Hungarian)

Pálmai O. (2005). Hazánk talajainak környezeti állapota. In: Német T. (szerk.) A talaj vízgazdálkodása és a környezet. Budapest: MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézet, pp. 161-169. (In Hungarian)

Szám, D., Hetesi, Zs., Bódi, T., Marosi Z.I. (2025a). Analysis of Precipitation Data Series in the TIVIZIG Operational Area (Hungary). Hidrológiai Közlöny, 105(1), pp. 46-54. https://www.doi.org/10.59258/hk.18331

Szám, D., Keve, G., Fekete, Á., Hetesi, Zs. (2025b). Changing rainfall patterns and their impact on cereal crops in the Szentes district. Időjárás - Quarterly Journal of the HungaroMet Hungarian Meteorological Service, 129(2), pp. 201-217. https://www.doi.org/10.28974/idojaras.2025.2.6

Szentes, O. (2023). Szárazság Magyarországon 2022-ben és a múltban. Légkör, 68(1), pp. 9-19. https://www.doi.org/10.56474/legkor.2023.1.2