Encyklopedia Klimatologiczna ESPERE. Skrót od angielskich słów:
ENVIRONMENTAL SCIENCE PUBLISHED FOR EVERYBODY ROUND THE EARTH
ENCYKLOPEDIA ESPERE - menu główne (rozwiń)
Dział: Klimat Miasta. Poziom podstawowy.
dział KLIMAT MIASTA: PODSTAWY - menu (rozwiń)

Miejska wyspa ciepła

Miasto zbudowane jest przede wszystkim z betonu, asfaltu, cegły, czy kamienia. Ponieważ temperatura powietrza w danym miejscu w dużej mierze zależy od rodzaju powierzchni (pokrycia terenu) - temperatura w mieście jest wyższa niż na terenie pozamiejskim. Tworzeniu się tzw. miejskiej wyspy ciepła sprzyjają też m.in. duża liczba mieszkańców i emisja ciepła antropogenicznego.

Liczne badania w wielu miastach świata wykazały, że na terenie miejskim notowane temperatury są wyższe w porównaniu z terenami poza miejskimi, średnio o 0,5 do 0,8°C, a w zimie nawet 1,1 do 1,6°C. Zjawisko to nosi nazwę miejskiej wyspy ciepła (MWC). Izotermy opisujące rozkład temperatury w mieście przybierają układ charakterystycznych, zbliżonych do okręgów linii, których wartości maleją ku krańcom miasta. MWC nie stanowi jednorodnej powierzchni lecz w postaci mozaiki występuje ponad obszarami o warunkach sprzyjających jej tworzeniu: wnętrza miast, rejony dużych zakładów przemysłowych, czy elektrociepłowni. Różny jest zasięg i intensywność miejskiej wyspy ciepła toteż mówimy, iż ma ona strukturę komórkową.

1. Zdjęcie satelitarne miejskiej wyspy ciepła w Nowym Jorku
Kliknij na ilustrację, aby zobaczyć najcieplejszy obszar, zaznaczony na czerwono (35 K)
Źródło: System for World Surveillance, Inc.

2. Zależność maksymalnego naężenia miejskiej wyspy ciepła od liczby mieszkańców miasta
Kliknij, aby zobaczyć powiększony obraz (92 K)
Autorzy: Anita Bokwa, Paweł Jezioro

Tworzeniu się MWC sprzyja szereg czynników. O powstaniu MWC decyduje liczba mieszkańców miasta. Gdy wynosi ona 500 tys. - 1 mln to temperatura powietrza w mieście jest zazwyczaj wyższa o 1,1-1,2°C niż poza miastem. Gdy liczba mieszkańców przekroczy 1 mln różnica temperatury wzrasta do 1,2-1,5°C. Jednak największe zaobserwowane wartości są znacznie większe co pokazuje rysunek 2.

3. Wyspa ciepła nad miastem - przykładowy rozkład temperatury
Kliknij na rycinę, aby zobaczyć ją w powiększeniu! (7 K)
Źródło: Heat Island Group. Polska wersja ryciny: Mateusz Kamiński.

Wielkość i struktura przestrzenna miasta także odgrywają ważną rolę ponieważ niska, luźna zabudowa nie powoduje powstawania MWC. Podstawową rolę odgrywają także czynniki opisane w części "Czynniki...", np. emisja ciepła antropogenicznego. Emitory sztucznego ciepła dostarczają równocześnie do atmosfery szereg zanieczyszczeń gazowych i pyłowych, które również wpływają na obecność MWC. Nie bez znaczenia jest także zmiana charakteru termicznego podłoża. Na intensywność MWC (czyli wielkość różnicy temperatury między miastem i terenem pozamiejskim)  ma także wpływ szereg elementów i zjawisk meteorologicznych: wiatr, zachmurzenie, ewapotranspiracja. Dowiedziono, iż wzrost prędkości wiatru oraz zachmurzenia może osłabić natężenie MWC.

Intensywność MWC jest ściśle zależna zarówno od pory roku, jak i od pory dnia. Zimą wzrost temperatury w mieście w stosunku do terenów otaczających może być dwukrotnie wyższy niż w ciepłej porze roku ze względu na emisję sztucznego ciepła związanego z ogrzewaniem mieszkań. W ciągu doby większą intensywność MWC obserwuje się w nocy, gdyż nocą następuje silne wypromieniowanie ciepła z podłoża. Jako przykład można podać, że naukowcy w Tokio zauważyli, że w dni wolne od pracy natężenie MWC maleje.

4. Emisja ciepła antropogenicznego - samochody
fot. Sebastian Wypych

5. Emisja ciepła antropogenicznego - chłodnie kominowe
Źródło: www.freefoto.com

MWC prócz zasięgu przestrzennego odznacza się także budową pionową. Zwykle sięga ona 200-300 m nad poziomem gruntu, czyli 3-5. krotnej średniej wysokości zabudowy (maksymalnie do 500 m przy bezchmurnym niebie). Wyróżnić można dwie warstwy:

1) dachową, w której głównym dostawcą ciepła jest transport i dymy z kominów naszych mieszkań, czyli tzw. niska emisja, a także same budynki, które pochłaniają energię słoneczną w ciągu dnia a następnie wypromieniowują ją w postaci ciepła,

2) kominową, położoną powyżej warstwy dachowej, "zasilaną" emisją ciepła z fabryk i zakładów przemysłowych (tzw. wysoka emisja).

Wzrost temperatury powietrza w mieście prowadzi do zmian w klimacie miasta. Zmienia się liczba dni tzw. charakterystycznych (więcej jest dni gorących, mniej natomiast dni z przymrozkiem), także długość trwania termicznych pór roku, wydłuża się okres wegetacyjny, wzrasta częstotliwość występowania chmur kłębiastych oraz suma opadów atmosferycznych o charakterze lokalnym.
 

Zjawisko MWC postrzegane jest niekorzystnie przede wszystkim ze względu na negatywne oddziaływanie na organizm człowieka (przegrzanie w lecie). Dlatego też, by zmniejszyć jej oddziaływanie zwiększa się w miastach udział powierzchni zielonych (trawniki, parki, skwery) oraz wodnych (sadzawki, stawy, fontanny).

O tej stronie:

Autorzy: Sebastian Wypych, Anita Bokwa - Uniwersytet Jagielloński - Kraków
Współpraca: Anna Gorol
1. Recenzent: prof. dr hab. Barbara Obrębska-Starklowa - Uniwersytet Jagielloński - Kraków -2003-06-20
2. Recenzent: dr Marek Nowosad - Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej - Lublin - 2003-06-16
ostatnia aktualizacja: 2005-03-15

Ostatnia modyfikacja: środa, 7 marzec 2018, 14:56