Miejska wyspa ciepła (MWC)

Tkanka miejsca ze względu na ścisłą zabudowę jest podatna na zmiany warunków atmosferycznych, które są pokłosiem zmian klimatu. Coraz powszechniejsze stały się fale upałów, gwałtowne burze i ulewy, czy porywiste wiatry. Występujące anomalia są szczególnie niebezpieczne w trakcie lata. Utrzymujące się przez co najmniej 3 dni wysokie temperatury powodują, że mieszkańcy zostają pozbawieni możliwości odpoczynku od stresu termicznego, co stanowi zagrożenie dla ich zdrowia i życia.

Jednym z negatywnych skutków upałów są tzw. miejskie wyspy ciepła. MWC to lokalne zjawisko klimatyczne polegające na występowaniu wyższej temperatury powietrza w mieście niż na terenach peryferyjnych. Powstaje ono w wyniku nagromadzenia na terenach zwartej zabudowy, z niewielkim udziałem zieleni, dużej ilości powierzchni składającej się z materiałów sztucznych (jak beton czy asfalt), które pochłaniają promieniowanie słoneczne.

Podstawowe informacje

Miasta, ze względu na swoją strukturę, mają większą pojemność cieplną, a także wolniej wypromieniowują ciepło. Tereny gęsto zabudowane produkują, a także zatrzymują ciepło, przez co temperatura w miastach może być nawet o kilkanaście stopni wyższa niż na przedmieściach. Różnica temperatur może dochodzić, w czasie maksymalnego natężenia, a więc w godzinach nocnych, do 15°C.

Do powstawania miejskich wysp ciepła przyczynia się zbyt mała ilość terenów zielonych i zmniejszona wilgotność. Dodatkowym czynnikiem jest ciepło antropogeniczne, produkowane przez urządzenia grzewcze (np. klimatyzatory), przemysłowe, oraz ruch samochodowy.

Miejskie wyspy ciepła powstają na skutek wzrostu temperatury powietrza, w wyniku zwiększenia udziału absorbujących gorąco nawierzchni dróg i budynków (betonu i asfaltu), zmniejszania terenów zieleni i liczby drzew, a także zmian hydrologicznych. W wyniku tych przekształceń następuje redukcja parowania służącego do ochłodzenia środowiska miejskiego. Tereny o podwyższonej temperaturze charakteryzują się również dużą koncentracją zanieczyszczeń powietrza.

Zjawisko miejskiej wyspy ciepła jest najbardziej intensywne w nocy, ponieważ nagrzane przez cały dzień miasto powoli oddaje ciepło do atmosfery.

Wyższa temperatura związana z MWC pociąga za sobą większe zużycie urządzeń chłodzących, co bezpośrednio przekłada się na większe zużycie energii,

Wpływ miejskich wysp ciepła na globalne ocieplenie

Chociaż tereny miejskie są niewątpliwie cieplejsze niż okolice wiejskie, wpływ tego zjawiska na globalne serie temperatur jest niewielki albo żaden.

Analizujący pomiary temperatur naukowcy zajmujący się globalnym ociepleniem klimatu są oczywiście świadomi efektu miejskiej wyspy ciepła i podczas badań wprowadzają korekty uwzględniające to zjawisko. Na przykład w Goddard Institute for Space Studies (GISS) NASA porównuje się długoterminowe trendy miejskie z okolicznymi terenami wiejskimi. Następnie kalibruje się zapisy miejskie tak, żeby pasowały do wiejskich.

W większości przypadków stwierdzono, że efekt miejskich wysp ciepła jest niewielki i mieści się w zakresie niepewności. Co zaskakujące, na 42% stacji położonych w miastach wzrost temperatur postępuje wolniej niż na stacjach wiejskich, gdyż stacje meteorologiczne w miastach często umieszcza się w relatywnie chłodnych miejscach (np. w parkach).

Do podobnych wniosków doszli naukowcy z NCDC (Peterson 2003), którzy przeprowadzili analizę statystyczną anomalii temperatury w miastach i wsiach, stwierdzając: Wbrew obiegowej opinii nie da się znaleźć statystycznie istotnego wpływu urbanizacji na serie temperatur… Dzielnice przemysłowe bywają znacząco cieplejsze niż wiejskie lokalizacje, ale stacje meteorologiczne w miastach częściej stawia się w chłodniejszym otoczeniu parków niż na terenach przemysłowych.

W nowszej pracy (Parker 2006) przedstawiono wykresy 50-letnich pomiarów temperatur obserwowanych z podziałem na obserwacje pochodzące z nocy wietrznych oraz spokojnych. Wywnioskowano, że temperatury nad lądem podniosły się tak samo w noce wietrzne jak i bezwietrzne, co wskazuje, że obserwowane ogólne ocieplenie nie jest skutkiem rozwoju miast.

Wpływ na zdrowie mieszkańców miast

Miejskie wyspy ciepła potęgują stres termiczny, który obciąża organizm. Badania wykazują, że MWC wywierają wpływ na częstotliwość występowania przypadków udaru cieplnego i sprzyjają zaostrzeniu przewlekłych chorób układu oddechowego i krążenia. Dotyczy to szczególnie seniorów oraz osób niepełnosprawnych i wykluczonych społecznie. Inne badania wskazują, że przy zbyt wysokiej temperaturze rośliny wydzielają więcej alergenów.

Tokijska wyspa ciepła

Tokijska wyspa ciepła to jedna z największych miejskich wysp ciepła, czyli miejskich aglomeracji o mikroklimacie charakterystycznym dla pustyń kamienistych. Metropolia Wielkie Tokio (Tokio-Kawasaki-Jokohama-Chiba-Saitama) skupia 32-43 mln mieszkańców. Wywiera wpływ na klimat, np. siłę i kierunki wiatrów oraz ilość opadów, w całym otoczeniu Zatoki Tokijskiej.

Według danych Japońskiej Agencji Meteorologicznej w metropolii tokijskiej wzrost temperatury jest szybszy niż w innych rejonach świata. Dotyczy to przede wszystkim ery uprzemysłowienia i urbanizacji (XIX i XX w.). W XX wieku średnia dziesięcioletnia temperatura września wzrosła w Tokio od wartości ok. 21°C do ponad 24°C. W innych miastach obszaru metropolitalnego zanotowano nieco mniejsze tempo wzrostu (np. w Jokohamie od około 22°C do ok. 23,5°C).

Czynniki ograniczające zjawisko MWC

Jednym z czynników ograniczających zjawisko miejskiej wyspy ciepła w mieście może być zieleń, szczególnie ta wysoka, która zapewnia właściwą termoregulację. Odpowiednie rozmieszczenie drzew, krzewów, parków, ogrodów i zieleni miejskiej, może istotnie wpływać na temperaturę otoczenia obszarów zurbanizowanych.

Drzewa w ciągu godziny są w stanie odparować nawet 8 l wody, pochłaniając przy tym 20 MJ energii i wytwarzając moc chłodzącą 5,5 kW.

Nie tylko parowanie wpływa na chłodzenie przestrzeni miejskich. Cień drzew jest również bardzo ważny. Temperatura w miejscach zacienionych przez budynki i zadaszenia wykonane ze sztucznych materiałów (jak np. wiaty przystankowe) może być nawet o dziesięć stopni większa niż pod drzewem.

Im większa korona i powierzchnia liści, tym więcej wody może odparować drzewo podczas upałów i zapewnić większy cień. Różnica między gatunkami roślin i ich wiekiem także ma znaczenie. Dojrzała brzoza może odparować do 70 litrów wody dziennie, a w ciągu tropikalnego dnia nawet do 400 l.

Oprócz funkcji termoregulacyjnej, zieleń pełni istotną rolę w regulacji cyklu hydrologicznego w przyrodzie. Zwiększa retencję wód opadowych i tym samym opóźnia spływ deszczówki, a także zapewnia jej oczyszczenie przed wprowadzeniem do głębszych warstw gleby. Obecnie aż 55% wody deszczowej w zabudowanym obszarze miejskim nie jest wchłaniane do gruntu i często odprowadzane jest do przepełnionej kanalizacji, niejednokrotnie powodując lokalne podtopienia (tzw. powodzie miejskie).

Kolejnym sposobem ograniczenia zjawiska miejskiej wyspy ciepła jest wdrożenie w tkance miejskiej rozwiązań z zakresu niebiesko-zielonej infrastruktury. Do tego rodzaju działań zaliczają się np. stawy retencyjne, oczka wodne, które można tworzyć w istniejących lub wykonanych w tym celu zagłębieniach terenu. Takie akweny posiadają dodatkową pojemność retencyjną, służącą do zatrzymywania i oczyszczania wody opadowej. Dodatkowo obsadzone są roślinnością, która może być czasowo zalewana, co zapobiega obniżaniu poziomu wód gruntowych i lokalnym podtopieniom w trakcie nawalnych opadów deszczu.

źródło: materiały prasowe
Miejska wyspa ciepła, autorzy, licencja CC BY SA 3.0
Mit: Globalne ocieplenie to efekt miejskiej wyspy ciepła, skepticalscience.com
Tokijska wyspa ciepła, autorzy, licencja CC BY SA 3.0
Jaką rolę odgrywa zieleń w miastach?

Zagrożenia ekologiczne – dodatkowe informacje:

definicje, teorie, hipotezy, zjawiska:
antropocen, antropopresja, bezpieczeństwo ekologiczne, biologiczny potencjał Ziemi do regeneracji (biocapacity), bioremediacja, ekobójstwo (ekocyd), ekomodernizm, ekosystem sztuczny, ekoterroryzm, globalne zagrożenia ekologiczne, granice planetarne, hipoteza wypadających nitów (rivet popping), homogenocen, kapitalocen, katastrofy i klęski ekologiczne, katastrofy ekologiczne na świecie, klęski żywiołowe, masowe wymieranie, monokultura, komodyfikacja żywności (utowarowanie), plantacjocen, plastikoza, plastisfera (plastisphere), przeludnienie, syndrom przesuwającego sią punktu odniesienia, szóste masowe wymieranie (szósta katastrofa), tragedia wspólnego pastwiska, utrata bioróżnorodności, Wielkie przyspieszenie, zielony anarchizm, zjawisko przedniej szyby

degradacja środowiska:
akwakultura, betonoza (betonowanie miast), choroby odzwierzęce, górnictwo morskie, hodowla zwierząt, melioracja, monokultura, niszczenie siedlisk, przełownie, przemysł wydobywczy, przyłów, rolnictwo, spadek liczebności owadów, turystyka masowa, wylesianie (deforestacja), wypalanie traw

ozon i ozonosfera (warstwa ozonowa):
dziura ozonowa, freon (CFC)

zanieczyszczenie środowiska:
beton, bisfenol A (BPA), eutrofizacja, farmaceutyki, handel emisjami zanieczyszczeń, kwaśny deszcz, mikroplastik, martwe strefy, nanoplastik, neonikotynoidy, niedopałki papierosów, odpady niebezpieczne, pestycydy, polichlorowane bifenyle (PCB), przemysł tekstylny (włókienniczy). sieci widma, sinice, składowiska odpadów (wysypiska śmieci), smog, sól drogowa, sztuczne ognie (fajerwerki, petardy), tworzywa sztuczne (plastik), Wielka Pacyficzna Plama Śmieci, wycieki ropy naftowej, zakwaszenie wód (rzek, jezior, mórz i oceanów), zanieczyszczenie gleby, zanieczyszczenie hałasem, zanieczyszczenie powietrza, zanieczyszczenie światłem, zanieczyszczenie wody, związki per- i polyfluoroalkilowe (PFAS) – wieczne chemikalia

zmiany klimatu (kryzys klimatyczny):
blaknięcie (bielenie) raf koralowych, denializm klimatyczny (zaprzeczanie globalnemu ociepleniu), efekt cieplarniany, ekstremalne zjawiska, gazy cieplarniane, globalne ocieplenie, kryzys wodny, miejska wyspa ciepła (MWC), migracje gatunków, nawałnice, ocieplenie oceanu, wzrost poziomu mórz i oceanów, podtopienie, powódź, pożar lasu, przyducha, pustynnienie, susza, topnienie lodowców i lądolodów, topnienie lodu morskiego, trąba powietrzna, upał

klęski i katastrofy ekologiczne:
katastrofy jądrowe (nuklearne), katastrofy przemysłowe, największe katastrofy ekologiczne na świecie, największe katastrofy ekologiczne w Polsce, wycieki ropy naftowej

Czerwona księga gatunków zagrożonych, Czerwona Lista IUCN (The IUCN Red List):
gatunek wymarły (extinct EX), gatunek wymarły na wolności (extinct in the wild EW), gatunek krytycznie zagrożony (critically endangered CR), gatunek zagrożony (endangered EN), gatunek narażony gatunek wysokiego ryzyka (vulnerable VU), gatunek bliski zagrożenia (near threatened NT), gatunek najmniejszej troski (least concern LC)
Polska czerwona księga roślin, Polska czerwona księga zwierząt
gatunek inwazyjny (inwazyjny gatunek obcy IGO)

Poruszający i inspirujący do działania apel Davida Attenborough

Wiedza ekologiczna – dodatkowe informacje:
aforyzmy ekologiczne, biblioteka ekologa, biblioteka młodego ekologa, ekoprognoza, encyklopedia ekologiczna, hasła ekologiczne, hasztagi (hashtagi) ekologiczne, kalendarium wydarzeń ekologicznych, kalendarz ekologiczny, klęski i katastrofy ekologiczne, największe katastrofy ekologiczne na świecie, międzynarodowe organizacje ekologiczne, podcasty ekologiczne, poradniki ekologiczne, (nie) tęgie głowy czy też (nie) najtęższe umysły, znaki i oznaczenia ekologiczne

Dziękuję, że przeczytałaś/eś powyższe informacje do końca. Jeśli cenisz sobie zamieszczane przez portal treści zapraszam do wsparcia serwisu poprzez Patronite.

Możesz również wypić ze mną wirtualną kawę! Dorzucasz się w ten sposób do kosztów prowadzenia portalu, a co ważniejsze, dajesz mi sygnał do dalszego działania. Nad każdym artykułem pracuję zwykle do późna, więc dobra, mocna kawa wcale nie jest taka zła ;-)

Zapisz się na Newsletter i otrzymuj email z ekowiadomościami. Dodatkowo dostaniesz dostęp do specjalnego działu na stronie portalu, gdzie pojawiają się darmowe materiały do pobrania i wykorzystania. Poradniki i przewodniki, praktyczne zestawienia, podsumowania, wzory, karty prac, checklisty i ściągi. Wszystko czego potrzebujesz do skutecznej i zielonej rewolucji w twoim życiu. Zapisz się do Newslettera i zacznij zmieniać świat na lepsze.

Chcesz podzielić się ciekawym newsem lub zaproponować temat? Skontaktuj się pisząc maila na adres: informacje@wlaczoszczedzanie.pl

Więcej ciekawych informacji znajdziesz na stronie głównej portalu Włącz oszczędzanie