Klima i byer

Innføring

Hva styrer det urbane klimaet?

Klimaet i byene er et resultat av flere naturlige og menneskeskapte faktorer. Luftforurensning, materialbruk (asfalt osv) og utslipp av varme i byene er noen av de faktorene som fører til klimatiske forskjeller mellom byer og ikke-urbane områder. I tillegg kommer de naturlige faktorene.

Klimaet i den enkelte by bestemmes av mange naturlige faktorer. Noen av de viktigste er hvilken breddegrad byen befinner seg på, hvilken topografi den har og hvor nær den ligger hav, vann og vassdrag. Når et by vokser og utvikler seg, gjør flere faktorer seg gjeldende og bidrar til å skape det særskilte urbane klimaet.

Note: Fargene i teksten samsvarer med fargene på figuren under.

1.  Faktorer som påvirker det urbane klimaet. Forfatter: Sebastian Wypych

I byer er store arealer dekket av gater og bygninger. Disse består for det meste av ulike ugjennomtrengelige materialer (betong, asfalt, osv.). Det opprinnelige, naturlige landdekket finnes fremdeles på plener og i parker, men omfatter vanligvis bare en liten del av byarealet. Det vi kan kalle byoverflaten består av en mosaikk av forskjellige materialer. Hvert overflatemateriale har forskjellig albedo, som bestemmer hvor mye av strålingen fra sola som reflekteres og hvor mye som absorberes av overflaten. Det totale albedoet for en by kan være så lavt som 10-15% (hvit snø har albedo på over 80%). Det betyr at svært mye av solenergien som treffer byen blir absorbert. I tillegg kjennetegnes flesteparten av byggematerialene i byen ved at de har høy varmekapasitet og varmeledningsevne.

  

En annen viktig faktor som påvirker det urbane klimaet, er luftforurensning. Det endrer sammensetningen av den urbane atmosfæren slik at den absorberer mer av lysenergien fra sola. Mindre lysstråling når derfor jordoverflaten, og lufta blir mindre klar. Luftforurensningen i byer består av gasser og partikler som kommer fra industri, transport, oppvarmingssystemer, osv. Vanligvis er sentrum i byene mer forurenset enn forstadene, men dette kommer an på plasseringen av industrianlegg og trafikktunge gater. Om dagen er konsentrasjonene av forurensning vanligvis høyest når trafikken er mest intens. På årsbasis er konsentrasjonene vanligvis høyest om vinteren. Da er utslippene av skadelig luftforurensning ofte ekstra store på grunn av forbrenning av ulike typer brennstoff for oppvarming av bygninger, og det er mindre bevegelse i lufta. Fotokjemisk smog dannes om sommeren når temperaturene er på sitt høyeste (mer om dette i tekstene ”Ozonsmog” og ”Luftforurensning: Negative virkninger”).

4. Forandringer i luftforurensningen på en typisk sommerdag. Krakow, Polen, 22. Aug., 2003.

Om sommeren er transport den viktigste kilden til luftforurensning. Om morgenen fører den sterke trafikken til store utslipp av nitrogenoksider og karbonmonoksid (figur a og b). Midt på dagen og om ettermiddagen, når det blir varmere og vindhastigheten synker (figur c), reduseres konsentrasjonen av nitrogenoksider i lufta, mens konsentrasjonen av troposfærisk ozon øker (figur a). Dette skyldes de kjemiske reaksjonene som skyldes sollyset. Disse målingene ble gjort på den smale, beplantede midtrabatten i en toveisgate med svært intensiv trafikk (Krasinskiego Avenue). Konsentrasjonen av luftforurensning ble målt 4 m over bakken, vindhastigheten ble målt 10 m over bakken og lufttemperaturen ble målt 6 meter over bakken.

Forfattere: Anita Bokwa, Sebastian Wypych. Data: Voivodship Inspectorate of Environmental Protection i Krakow.

5. Forandringer i luftforurensningen på en typisk vinterdag. Krakow, Polen, 26-27 desember, 2002.

Om vinteren er utslipp som kommer fra energiproduksjon til oppvarming av bygninger den viktigste kilden til luftforurensning. Når temperaturen er langt under null grader (figur c), fører de sterke utslippene fra oppvarmingskilder til høye konsentrasjoner av småpartikler, karbonmonoksid og svoveldioksid (figur a og b). Fordi vindhastigheten er lav og lufttemperaturen er langt under null (typisk for inversjon – figur c) holder luftforurensningen seg nær bakken og blåser ikke bort fra byen. Derfor forblir konsentrasjonen høy. Disse målingene ble gjort på en plass midt i byen (markedsplassen), 12 m over bakkenivå (måleinstrumentene var satt opp på veggen til Rådhustårnet. Vindhastigheten ble målt 10 m over bakken, og lufttemperaturen ble målt 6 m over bakken.

Forfattere: Anika Bokwa, Sebstian Wypych. Data: Voivodship Inspectorate of Environmental Protection i Krakow.w

En annen viktig faktor som påvirker det urbane klimaet er utslipp av varme. Det er varme som slippes ut som et biprodukt av oppvarming om vinteren eller andre aktiviteter (forbrenning av fossilt brennstoff, industriell produksjon og transport). Mengden av varmeutslipp avhenger av energiforbruket til den enkelte, byens befolkningstetthet, hvor mye industri som er i byen og byens beliggenhet.

Fordampningshastigheten er også ofte betydelig lavere i byer, fordi de kunstige overflatene ikke absorberer vann på samme måte som naturlige overflater. I stedet renner regnvann raskt ned i kloakksystemet i byen, slik at overflaten tørker raskt. Derfor brukes ikke varmen til fordamping (fordi det er lite vann å fordampe), men varmer opp den urbane atmosfæren i stedet. Det er imidlertid viktig å huske at i mange byer, eller i deler av byene er det betydelige areal med vegetasjon.

Effektene av menneskeskapte faktorer på det urbane klimaet kommer an på byens størrelse og romlige struktur, størrelsen på befolkningen og konsentrasjonen av industri. Små byer, med relativt lave bygninger spredt mellom de grønne områdene, uten fabrikker eller industrianlegg, vil som regel påvirke klimaet mindre enn storbyer med høye bygninger.

Byens beliggenhet kan ha stor innvirkning på hvordan de antropogene faktorene påvirker det lokale klimaet. For eksempel kan en by som ligger lavere enn terrenget rundt, få mye tåke og lite vind. Dette fører til dårlig luftkvalitet som blir forsterket ytterligere av hyppige inversjoner. Hva inversjon er, kan du lese om her. Du har kanskje hørt om ”Oslo-gryta”? I en by som ligger i en fordypning eller en dyp dal (”bygryte”), er hovedgrunnen til inversjon at de laveste områdene får mer skygge enn de høyereliggende. Dermed blir det kjøligere på bakken og i lufta nederst i ”gryta” enn lenger opp. Dette kalles temperatur-inversjon. I tillegg synker den kalde (og derfor tyngre) lufta ned fra skråningene rundt byen på grunn av tyngdekraften. Den kalde lufta samler seg i dalen eller ”gryta”, noe som styrker inversjonen ytterligere.

Det urbane klimaet kan forbedres ved å planlegge den urbane strukturen slik at de negative virkningene fra både menneskeskapt og naturlig forurensning blir så små som mulig. For eksempel kan man plassere grøntarealer (f.eks. parker) og vannmasser (f.eks. dammer, fontener) på strategiske steder. Fabrikker bør plasseres slik at man tar hensyn til de dominerende vindretningene. Dermed vil luftforurensningen ikke blåse mot de urbane områdene.

.

Relaterte sider:

Alle overflatematerialer har forskjellig albedo. Les mer om det her:
Klima i byer – Les mer – Urbant klima – Stråling
Mer om luftforurensning her:
Klima i byer – Innføring – Luftforurensning – Årsaker
Les mer om fotokjemisk smog:
Nedre atmosfære – Innføring – Ozon og nitrogenoksider – Ozonsmog
Klima i byer – Innføring – Luftforurensning – Negative virkninger
Fenomenet inversjon forklares her:
Nedre atmosfære – Innføring – utstrekning og sammensetning – Vertikalt

Om denne siden:

Forfattere: Sebastian Wypych, Anita Bokwa - Jagiellonian University - Cracow / Poland
Takk til: Anna Gorol
Vitenskapelig kvalitetssikring: Prof. Barbara Obrebska-Starkel - Jagiellonian University - Cracow / Poland - 2003-06-20, Dr. Marek Nowosad - Maria Curie-Sklodowska University - Lublin / Poland - 2003-06-16,  Prof. Yair Goldreich - Bar-Ilan University - Ramat-Gan / Israel - 2003-09-21 og Prof. Sue Grimmond - Indiana University - Bloomington / USA - 2004-06-03
sist oppdatert: 2004-12-17
Oversatt og bearbeidet av Nicolai Steineger og Erik Steineger