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)

Lokalna cyrkulacja powietrza

W mieście kształtuje się lokalna cyrkulacja powietrza. Powstaje tzw. bryza miejska, a gęsta zabudowa zmienia prędkość i kierunek wiatru. Wiatr polepsza jakość powietrza w mieście, ale może też powodować nadmierne wychłodzenie budynków.

Dużą rolę w kształtowaniu się lokalnej cyrkulacji powietrza nad miastem odgrywają  czynniki lokalne, czyli temperatura powietrza, szorstkość podłoża (pokrycie terenu) oraz różnorodne bariery zarówno naturalne (wzniesienia, doliny, zwarta połać lasu), jak i antropogeniczne (wysokie budynki, wąskie ulice). Obszar miasta nagrzewa się w ciągu dnia znacznie szybciej niż teren poza miejski. Powstaje różnica ciśnień (obszar niższego ciśnienia nad miastem, a wyższego ciśnienia poza jego granicami), w wyniku której powstają wiatry wiejące do wnętrza miasta. Są to wiatry lokalne, które powstają w inny sposób i mają znacznie mniejszy zasięg niż wiatry spowodowane cyrkulacją atmosferyczną i różnicami ciśnienia nad danym kontynentem. Kiedy nad pewnym obszarem panuje cisza atmosferyczna (nie występują wiatry spowodowane wielkoskalową cyrkulacją atmosferyczną), to bryza miejska jest najbardziej odczuwalna. Najpierw powietrze cieplejsze unosi się nad miastem ku górze i w postaci tzw. antybryzy przemieszcza się w kierunku obszarów poza miejskich. Tam ochładza się i opada a następnie w postaci tzw. bryzy miejskiej wieje do centrum miasta.

1. Bryza miejska
Autor: Mateusz Kamiński

Wiatr docierając do miasta zmienia swój kierunek wykorzystując tunele, tworzone przez ciągi budynków (centrum miasta) lub też pokonując bariery, jakie stanowią budynki stojące prostopadle do kierunku pierwotnego. Dużą rolę odgrywają także ciągi komunikacyjne - drogi prowadzące do miasta, którymi  wieczorami powietrze wnika do centrum. Na szerokich ulicach wiatr przemieszcza się wzdłuż osi ulicy. Wąskie, kręte uliczki natomiast powodują dodatkowo wzrost prędkości wiatru na zakrętach. Wiatr, przemieszczając się wzdłuż ulic, powoduje dodatkowo powstawanie lokalnych wirów na skrzyżowaniach oraz placach, gdzie dochodzi do spotkania kilku strumieni powietrza.

W centrum miasta prędkości wiatru są mniejsze, mniejsza jest też zgodność kierunku wiatru z kierunkiem pierwotnym (poza miastem), niż w strefie zewnętrznej miasta. Prędkość wiatru jest ściśle zależna m.in. od tzw. szorstkości podłoża, czyli gęstości rozmieszczenia i wysokości przeszkód terenowych powodujących zmniejszenie prędkości wiatru (np. zabudowa, zadrzewienia itp.). Obecność zwartej zabudowy sprawia, iż w mieście siła wiatru słabnie w porównaniu z terenami poza miejskimi (o ok. 20%), zdecydowanie więcej jest wiatrów słabych, czyli o prędkości < 3 m/s.

Kiedy wiatr wieje prostopadle do budynków stojących jeden obok drugiego, to strona dowietrzna narażona jest na silne uderzenia powietrza, zawietrzna zaś znajduje się w tzw. cieniu areodynamicznym. Dodatkowo takie budynki są zbyt silnie przewietrzane co wpływa niekorzystnie na zdrowie i samopoczucie mieszkańców. Bloki stojące rzędem jeden za drugim powodują powstanie lokalnych zawirowań po stronie zawietrznej, przy czym rozmiar wiru wzrasta wraz z wysokością budynku. Zmniejszenie placów między budynkami zaś powoduje obniżenie prędkości wiatru (do 50%). Uderzenie wiatru w wysoki budynek dodatkowo powoduje rozszczepienie się strumienia powietrza. Jeden przemieszcza się w górę budynku, pozostałe zaś opływają go co powoduje znaczny wzrost prędkości wiatru na narożnikach budynku (tzw. prąd narożny) - prędkość wiatru jest tu o około 30% większa niż na terenie otwartym. Najmniej korzystna zaś, ze względu na wartości wiatrowe jest zabudowa mieszana, gdzie w sąsiedztwie wysokich bloków stoją budynki niskie. Narażone są one bowiem dodatkowo na strumienie powietrza wywołane obecnością drapaczy chmur, które  niejednokrotnie powodują wibracje budynków.

2. Modyfikacja przepływu powietrza wskutek obecności budynku
Autor: Mateusz Kamiński

3. Modyfikacja przepływu powietrza przez budynki znajdujące się w szeregu
Autor: Mateusz Kamiński

Wiatr o prędkości > 3 m/s w dużej mierze oddziałuje korzystnie na warunki panujące w mieście. Wpływa na wzrost parowania oraz na przewietrzanie miasta, co poprawia stan sanitarny powietrza. Równocześnie jednak wzmaga rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń, a także w chłodnej porze roku powoduje znaczne straty ciepła w mieszkaniach, narażonych na częste uderzenia strumieni powietrza.

O tej stronie:

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

Ostatnia modyfikacja: środa, 7 marzec 2018, 14:57