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

Bilans wodny w mieście

W obszarach zurbanizowanych notowane są wyższe sumy opadów niż na terenach pozamiejskich. Są to przede wszystkim ulewy (opady krótkotrwałe). W mieście przeważają powierzchnie asfaltowe, betonowe, kamienne; co w takim razie dzieje się z dostarczoną w opadach wodą, skoro nie ma gdzie wsiąkać?

Bilans wodny dla obszarów naturalnych, poza miejskich, można wyrazić następującym wzorem:

P = E + R + S

gdzie:
P - opady atmosferyczne, jedyne źródło wody dostarczanej do ekosystemu
E - ewapotranspiracja, czyli parowanie wody z podłoża oraz oddychanie roślin
R - odpływ, czyli woda, która zostaje odprowadzona z danego terenu; dzielimy go na odpływ powierzchniowy (czyli woda, która spływa po powierzchni ziemi np. do rzek) i podziemny (czyli woda, która wsiąka w podłoże a następnie przemieszcza się w warstwach skalnych np. do poziomów wodonośnych, źródeł czy rzek)
S - woda gruntowa (tzw. retencja, czyli jakby magazynowanie wody w ekosystemie); zauważ, że pokrywa śnieżna jest także formą retencji wody

1. Główne elementy obiegu wody w obszarze poza miejskim  
Autor: Sebastian Wypych

Bilans wodny obszarów zurbanizowanych składa się z tych samych elementów co bilans wodny terenów poza miejskich, ale wzajemne proporcje poszczególnych elementów są znacząco inne.

Opady są zwykle wyższe niż poza miastem, ewapotranspiracja jest znacznie niższa, odpływ powierzchniowy jest znacznie większy (zaś podziemny jest bardzo niewielki) i retencja jest znacznie niższa. Zmiany prezentuje rysunek 2. Są one także objaśnione w tekście poniżej. Zauważ, że grubość strzałek na rysunkach 1 i 2 oznacza zmianę danego elementu.

2. Główne elementy obiegu wody w mieście
Grubość strzałek oznacza zmianę danego elementu!
Autor: Sebastian Wypych

Wpływ miasta na wilgotność powietrza, opady i występowanie mgieł nie jest jednoznacznie określony, w różnych miastach obserwuje się różne tendencje. Dla wielu miast zanotowano wzrost liczby dni z mgłą w roku i częstsze występowanie chmur typu Cumulus i Cumulonimbus. Sprzyja temu duża zawartość zanieczyszczeń (stanowiących tzw. jądra kondensacji) w powietrzu i większa wilgotność powietrza. Ponadto tworzeniu się chmur o budowie pionowej sprzyja konwekcja, którą wzmaga miejska wyspa ciepła, zaś tworzeniu się mgieł - mała prędkość wiatru lub brak wiatru. Jednakże każde miasto jest położone w danej formie terenu, w danej szerokości geograficznej, odległości od morza itp. Te lokalne czynniki mogą znacznie modyfikować klimat danego miasta. Ponadto funkcjonowanie dużych zakładów przemysłowych i elektrociepłowni w mieście może powodować wzmożenie niektórych procesów atmosferycznych, np. dostarczać zanieczyszczeń powietrza (czyli jąder kondensacji), dostarczać dużych ilości ciepła antropogenicznego czy pary wodnej np. w pobliżu chłodni kominowych elektrociepłowni.

3. Deszcz w mieście. Zarówno w terenach miejskich jak też poza miastem opady atmosferyczne są głównym źródłem wody.
Źródło: www.freefoto.com

Rysunek 4 przedstawia średnie miesięczne wartości temperatury i opadów w wybranych miastach w Europie. Ilość wody dostarczanej do miasta zależy przede wszystkim od strefy klimatycznej i typu klimatu w jakim leży dane miasto, jednak wpływ miasta może spowodować zwiększenie rocznej sumy opadów nawet o 20-30%.

4. Średnie miesięczne opady i temperatura w kliku miastach europejskich, reprezentujących różne typy klimatu. Około 25% rocznej sumy opadu może być spowodowane wpływem miasta.
Kliknij wybraną ikonę poniżej mapy, aby zobaczyć szczegóły na wykresach (42-56 K)
Źródło danych: World Climate: Water rainfall and temperature data (www.worldclimate.com) 
Autorzy: Anita Bokwa, Paweł Jezioro 

W mieście, szczególnie latem, sumy opadów są wyższe niż na terenach poza miejskich. Zwłaszcza przypadki intensywnych opadów, np. burzowych są w mieście częstsze. Większe opady są skutkiem oddziaływania tych samych czynników, które powodują wzrost zachmurzenia.

Ewapotranspiracja jest w mieście w znacznym stopniu zredukowana. Może stanowić nawet zaledwie 38% ewapotranspiracji występującej w terenach sąsiadujących z miastem. Jest to głównie parowanie a nie transpiracja bo udział terenów zielonych w mieście jest stosunkowo niewielki, jest więc mało roślin, które oddychają. Parowanie jest niskie ponieważ w mieście jest mało wody, która mogłaby parować, a opady są odprowadzane z miasta przez system kanalizacji miejskiej, nie wsiąkają więc i nie parują na obszarze miasta. 

5. Tereny zielone i wodne w mieście
W mieście zarówno tereny zielone jak też wodne zajmują niewielkie powierzchnie, więc ewapotranspiracja jest znacznie niższa niż w obszarach miejskich.
Źródło: www.freefoto.com

Powierzchnia miasta uniemożliwia wsiąkanie wody w podłoże gdyż jest pokryta asfaltem, betonem, kamieniami. Dlatego też odpływ powierzchniowy  jest prawie cztery razy większy w mieście niż poza nim, zaś odpływ podziemny jest niższy o 50%. Powoduje to niską retencję.  Pokrywa śnieżna jest formą czasowej retencji wody w mieście. Jednakże zanika ona szybciej w mieście niż na terenach je otaczających wskutek wpływu miejskiej wyspy ciepła i działalności człowieka (usuwanie śniegu z terenów ulic, placów). Ponadto zanieczyszczenie powietrza osiadające na śniegu obniża jego albedo, sięgające w warunkach naturalnych nawet 90%. Zwiększa to pochłanianie energii, podwyższa temperaturę i przyspiesza topnienie śniegu.

6. Asfaltowa ulica
Większość powierzchni miasta jest pokryta budynkami, ulicami i drogami które uniemożliwiają wsiąkanie wody do gruntu. Z tego powodu odpływ powierzchniowy jest bardzo duży. 
Źródło: www.freefoto.com

Wilgotność powietrza

W mieście może być więcej źródeł wody, czyli przychodu w bilansie wodnym, niż poza miastem, np. jeśli woda pitna jest dostarczana do miasta z innego obszaru przez system pomp i rurociągów. W takim wypadku opady atmosferyczne nie są jedynym źródłem wody w mieście. Z drugiej strony, pewne rodzaje działalności ludzkiej dostarczają dodatkowych ilości wody lub pary wodnej do środowiska miejskiego, np. mycie ulic, podlewanie trawników, chłodzenie wody używanej w procesie produkcyjnym w chłodniach kominowych w elektrociepłowniach. Ta woda może parować, być odprowadzona przez system kanalizacji itp. Dlatego też  zawartość pary wodnej w powietrzu w mieście nie jest jednakowa. Nocą centrum miasta jest zwykle bardziej wilgotne niż przedmieścia. Zależy to głównie od prędkości wiatru. Słaby wiatr lub jego brak sprzyja wyższej wilgotności powietrza, dlatego też występuje ona w centrum miasta gdzie wysokie budynki osłabiają prędkość wiatru. Przedmieścia, gdzie przeważa zabudowa rozproszona i niższe budynki są lepiej przewietrzane i suchsze.

 

7. Podlewanie trawnika
Podlewanie trawników czy mycie ulic dostarcza dodatkowych ilości wody do środowiska miejskiego 
Źródło: www.freefoto.com

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 
2. Recenzent: dr Marek Nowosad - Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej - Lublin 
3. Recenzent: Naoki Sato - University of Tokyo - Tokio / Japonia - 2003-10-03
ostatnia aktualizacja: 2003-12-11

Ostatnia modyfikacja: środa, 14 marzec 2018, 10:26