Klimat miasta

Dowiedz się więcej!

Bioklimat miasta

Bioklimatologia to nauka zajmująca się wpływem pogody i klimatu na organizmy żywe, w tym na organizm człowieka. Warunki panujące w mieście mogą oddziaływać niekorzystnie na organizm człowieka. Jesteśmy poddawani działaniu bodźców chemicznych (np. zanieczyszczenia powietrza), fizycznych (np. miejska wyspa ciepła) czy akustycznych (hałas).

Klimat miasta oddziałuje na organizm człowieka przede wszystkim poprzez emisję zanieczyszczeń i hałas, a obecność w obszarach zurbanizowanych miejskiej wyspy ciepła (patrz część "Miejska wyspa ciepła") wpływa zaś znacząco na odczuwalność cieplną. Zła jakość powietrza ma bezpośredni wpływ na zdrowie człowieka. Szczególnie negatywnie odbierane są przez organizm człowieka zanieczyszczenia komunikacyjne (udział transportu i komunikacji samochodowej w ogólnym zanieczyszczeniu powietrza w miastach sięga 20% - więcej: "Energetyka i transport", "Przemysł i inne źródła"), gdyż są odczuwalne bezpośrednio podczas oddychania. Oto przykłady substancji zanieczyszczających powietrze w miastach i ich wpływ na organizm ludzki.

Dwutlenek siarki (SO₂) znajdujący się w powietrzu powoduje częstsze występowanie u mieszkańców chorób dróg oddechowych oraz zwiększoną ich podatność na choroby nowotworowe. Głównym źródłem SO₂ w miejskim powietrzu jest spalanie paliw kopalnych, zwłaszcza węgla np. w elektrociepłowniach.

Tlenki azotu (NO_x) podwyższają ciśnienie krwi, powodują zaburzenia krążenia, spadek wydajności oddechowej oraz drażnią oczy. Głównym źródłem NO_x w miejskim powietrzu jest spalanie paliw kopalnych, zwłaszcza przez silniki samochodów, oraz emisje z zakładów przemysłu chemicznego.

Oddychanie powietrzem miejskim z tlenkiem węgla (CO) podwyższa ryzyko zawału serca, choroby wieńcowej oraz chorób układu krążenia. Co więcej zastępuje tlen w krwi i powoduje jego niedobór co może prowadzić do uszkodzeń systemu nerwowego i mózgu, nawet do śmierci. Głównym źródłem CO w miejskim powietrzu jest spalanie paliw kopalnych, tzn. węgla, ropy, gazu ziemnego. 

Kadm (Cd) kumuluje sie w wątrobie, nerkach i kościach. Może powodować raka płuc i osteoporozę. Wzmaga także nadciśnienie tętnicze. Głównym źródłem Cd w miejskim powietrzu są emisje z zakładów przemysłu chemicznego i metalurgicznego oraz spalanie węgla.

Kolejny metal ciężki, ołów (Pb) osadza się w kościach i wpływa na nerki oraz system nerwowy np. może powodować choroby umysłowe. Jest szkodliwy dla wątroby oraz osłabia oczy. Głównym źródłem Pb w miejskim powietrzu są emisje z hut i spalanie węgla.

Fluor (F) jest potrzebny dla organizmu (np. kości, zęby) lecz w niewielkich ilościach. Zbyt wielkie dawki niszczą kości, nerki i płuca, mogą powodować raka płuc. Głównym źródłem F w miejskim powietrzu przemysł metalurgiczny, np. emisje z hut aluminium.

Ozon troposferyczny (O₃) powodujący np. smog foto-chemiczny drazni oczy i system odechowy, może nawet częściowo uszkodzić górne drogi oddechowe. Powstawanie smogu jest opisane w części "Ozone smog".

Lotne związki organiczne pochodzenia naturalnego (fitoncydy wydzielane przez rośliny) są korzystne dla człowieka, gdyż zabijają obecne w powietrzu bakterie. Jednakże lotne związki organiczne pochodzenia antropogenicznego mogą doprowadzić do raka płuc (więcej o lotnych związkach organicznych przeczytasz w części: "Przemysł i inne źródła"). Związki te pełnią ważną rolę w tworzeniu się ozonu troposferycznego, razem z NO_x. Zawartość obu substancji w powietrzu decyduje o intensywności reakcji chemicznych, które prowadzą do tworzenia się ozonu. Wzrost zawartości lotnych związków organicznych prowadzi do zwiększenia się koncentracji ozonu, zaś wzrost zawartości NO_x może prowadzić albo do wzrostu albo do spadku zawartości ozonu, zależnie od tego jaka jest wzajemna proporcja zawartości NO_x i lotnych związków organicznych w powietrzu.

Emisja zanieczyszczeń wpływa także pośrednio na stan sanitarny miasta, powoduje powstawanie kwaśnych deszczy, które zatruwają wody i gleby. Powoduje także większe zmętnienie atmosfery, co sprawia, iż do powierzchni Ziemi dociera mniej promieniowania słonecznego (zwłaszcza promieniowania bezpośredniego) - ok. 10-30%. Niedobór promieniowania ultrafioletowego (ulega ono największej redukcji) prowadzi do zmniejszenia produkcji witaminy D3 w organizmie. Jej brak obniża odporność na krzywicę.
 

Hałas

Ostatnio hałas jest często zaliczany do czynników, które w znaczący sposób pogarszają warunki życia w mieście. Hałas ma negatywny wpływ system nerwowy człowieka. Według danych Światowej Organizacji Zdrowia w roku 2001 ponad połowa mieszkańców Europy żyła w hałaśliwym otoczeniu. Jedna trzecia była narażona w nocy na hałas, który zaburzał sen. Główne źródła hałasu to transport, produkcja przemysłowa, ruch uliczny i duże nagromadzenie w mieście ludzi i usług.Wprawdzie szkodliwość hałasu zależy ściśle od wielkości natężenia, częstotliwości i czasu działania, niemniej jednak mieszkańcy miast są szczególnie narażeni na częste bóle głowy, nudności oraz zaburzenia snu, zmniejsza się ich wydajność w pracy, możliwe są także częściowe uszkodzenia słuchu. Stałe przebywanie w hałasie o natężeniu 71-85 dB (decybeli) powoduje trwałe osłabienie słuchu (głuchotę). Hałas o natężeniu 86-130 dB powoduje zaburzenia funkcjonowania organizmu, zaś 130 dB to próg bólu fizycznego.

Obecność nad miastem miejskiej wyspy ciepła (czyli MWC, omówionej w części "Miejska wyspa ciepła") ma raczej negatywny wpływ na organizm człowieka. Odczuwalność cieplna człowieka kształtowana jest przez zespół bodźców termicznych, czyli dopływ promieniowania krótko- i długofalowego, temperaturę i wilgotność powietrza oraz jego ruch. MWC powoduje, iż człowiek ma obniżoną zdolność odczuwania i oceniania bodźców termicznych. W upalne letnie dni wiele osób w mieście ma odczucie przegrzania organizmu, wynikające nie tylko z wyższej temperatury powietrza wywołanej emisją ciepła sztucznego, przegrzaniem budynków i podłoża, ale dodatkowo duże znaczenie mają obniżone w centrum miasta prędkości wiatru. Powietrze ciepłe w mieście prawie nie przemieszcza się, co znacznie utrudnia chłodzenie organizmu. Dodatkowo latem występuje tzw. zjawisko parności, czyli duszności powietrza. Powstaje ono gdy w powietrzu o wysokiej temperaturze (>17,0°C) zawarta jest duża ilość pary wodnej (wilgotność względna przekracza 85%, a prężność pary wodnej 18,8 hPa), zaś prędkość wiatru jest minimalna lub panuje zupełna cisza.
 

Organizm ludzki ma duże zdolności do przystosowania się do danych warunków termicznych. Proces termoregulacji umożliwia aby bilans cieplny pozostawał w równowadze. Gdy dochodzi do wzrostu temperatury w organizmie człowieka rozszerzają się naczynia krwionośne i zwiększa się skórny przepływ krwi, co ułatwia ochładzanie organizmu. Poza tym następuje wzmożone wydzielanie potu, przez co organizm człowieka traci dużo ciepła, które jest pochłaniane w procesie parowania kropelek potu.
 

Aby zredukować negatywny wpływ klimatu miasta na organizm człowieka zwiększana jest powierzchnia terenów zielonych w mieście (trawniki, skwery, parki, przydrożne drzewa). Tereny zielone filtrują powietrze, zatrzymują zanieczyszczenia (zanieczyszczenie w parku może być nawet o 20-40% niższe niż na pozostałych terenach miasta). Rośliny dostarczają tlenu co poprawia jakość powietrza w mieście. Latem tereny zielone obniżają temperaturę powietrza gdyż ocieniają podłoże, wskutek czego dociera tam mniej promieniowania słonecznego (mniej jest więc pochłaniane a potem oddawane jako ciepło). Tereny zielone gromadzą w ciągu dnia mniej ciepła niż ulice i budynki. Temperatura gleby w parku może być niższa nawet o 12°C w porównaniu z powierzchnią ulicy. Parki miejskie obniżają temperaturę powietrza o około 15% w porównaniu z resztą miasta. Ponadto powodują wzrost wilgotności powietrza, redukcję "stresu" termicznego, ożywienie lokalnej cyrkulacji powietrza i tłumienie hałasu.
 

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: dr Andreas Matzarakis - University of Freiburg - Freiburg / Niemcy - 2003-09-15
ostatnia aktualizacja: 2003-11-22

inne wersje językowe:

(master)