Klimat miasta

Wzrastająca liczba ludzi na świecie w coraz większym stopniu skupia się na terenach miejskich i w ogromnych aglomeracjach. Tereny zurbanizowane i uprzemysłowione charakteryzują się znaczną modyfikacją właściwości podłoża. Powierzchnie naturalne (łąki, lasy pola) są zamienione na powierzchnie pokryte kamieniami, czy betonem. To znacznie zmienia bilans cieplny i wodny tych obszarów, a także obieg wody, powoduje różnice temperatury, opadów atmosferycznych i zachmurzenia między miastem a terenami pozamiejskimi. Wysokie budynki modyfikują przepływ powietrza. 

Miejska wyspa ciepła

W mieście emisje i imisje zanieczyszczeń powietrza oraz dostawa sztucznego ciepła są znacznie wyższe niż w terenach wiejskich. Pomyśl jak wiele różnych urządzeń gospodarstwa domowego, pieców, zakładów przemysłowych i samochodów znajduje się na terenie każdego miasta. Klimat miasta należy zatem omawiać osobno jako szczególny rodzaj klimatu lokalnego. Wiekie miasta w porównaniu z terenami je otaczającymi dostarczają znacznie więcej ciepła do atmosfery. Powoduje to powstawanie na takich obszarach zjawiska miejskiej wyspy ciepła. Nie ma to jednak większego wpływu na klimat całej Ziemi, choć kiedyś można się było spotkać z takimi poglądami. 

Udział miejskich wysp ciepła w globalnym wzroście temperatury obserwowanym w ostatnim stuleciu, a wynoszącym 0,4-0,8°C, jest oceniany na nie więcej niż 0,05°C. Zwłaszcza temperatury minimalne są w mieście wyższe niż w terenach wiejskich, co prowadzi do zmniejszenia dobowych amplitud temperatury powietrza. Chociaż klimat miast nie odgrywa większej roli w globalnym bilansie cieplnym, to dla nas ma duże znaczenie, gdyż większość ludzi mieszka i pracuje w miastach i spędza tam większość czasu. Nie bez znaczenia są także warunki mikroklimatyczne pomieszczeń zamkniętych i panujące tam zanieczyszczenie powietrza. 

Ryciny 3 i 4 ukazują wybrane cechy klimatu miasta. Wskutek ogrzewania domów zimą, działania klimatyzacji latem, procesów produkcyjnych w zakładach przemysłowych, intensywnego ruchu ulicznego i obecności innych źródeł ciepła, miasto dostarcza dużych ilości sztucznego ciepła. Dodatkowo, większość powierzchni miejskich pochłania więcej promieniowania słonecznego niż powierzchnie naturalne. Albedo (czyli część całkowitego promieniowania słonecznego, która ulega odbiciu) jest zatem niskie, co widać na ryc. 4. Miasta mają też tendencję do gromadzenia ciepła gdyż naturalne procesy ochładzające nie działają tak efektywnie jak poza miastem. Tam dużo energii jest zużywane na parowanie wody, ale w mieście przeważają powierzchnie uniemożliwiające wsiąkanie wody w podłoże (asfalt, beton itp.). Woda opadowa znika szybko w kanalizacji miejskiej a parowanie w mieście jest bardzo małe. 

Zanieczyszczenie powietrza 

W obszarach zurbanizowanych do powietrza są emitowane zarówno substancje organiczne (np. benzen, rozpuszczalniki, węglowodory), jak też nieorganiczne. Choć niektóre z substancji organicznych są rakotwórcze i niebezpieczne dla zdrowia ludzkiego, to z drugiej strony nie stanowią zagrożenia dla całego ekosystemu Ziemi w skali globalnej. W tej bowiem skali substancje organiczne są dostarczane do atmosfery głównie przez rośliny. Głównym problemem miejskiego zanieczyszczenia powietrza, który ma istotny wpływ na system klimatyczny, są emisje nieorganiczne: 
a) wysokie emisje dwutlenku siarki,
b) wysokie emisje tlenków azotu,
c) lokalne duże stężenia niektórych rodzajów aerozoli (w skali globalnej to pył pustynny stanowi główny składnik aerozolu atmosferycznego),
d) emisja niektórych substancji, które zakłócają naturalne cykle w atmosferze, np. freony.

Zakwaszenie i kwaśne deszcze

Dwutlenek siarki (SO₂) jest emitowany do atmosfery przez zakłady przemysłowe, a przede wszystkim przez elektrownie (wskutek spalania węgla). Dziś już ten problem w Europie nie jest tak palący jak np. w latach siedemdziesiątych XX w. Emisje SO₂ znacząco zmalały wskutek kryzysu ekonomicznego i ograniczenia produkcji przemysłowej w krajach post-komunistycznych, a także wskutek stosowania nowoczesnych technik, np. filtrów na kominach. Problemy te jednak narastają w pd.-wsch. Azji. Ponadto zniszczenia poczynione przez kwaśne deszcze i zakwaszenie gleb w lasach wymagają dalszych, wieloletnich działań w celu ich naprawienia. 

Zakwaszenie powietrza i kwaśne deszcze są konsekwencją procesów utleniania siarki w powietrzu, co prowadzi do tworzenia się kwasu siarkowego. Ponadto z tlenków azotu tworzy się kwas azotowy. Zniszczenia spowodowane przez kwaśne deszcze można zobaczyć w lasach, ale także na budynkach (ryc. 7 i 8).

Planowanie przestrzenne w mieście 

W dawnych czasach miasta rozwijały się nie dbając o stan środowiska przyrodniczego. Dziś wiemy znacznie więcej wpływie miasta na bilans cieplny, wodny, zmianę przepływu powietrza i skutki zmiany charakteru powierzchni. Gdy w mieście planuje się budowanie nowych dzielnic to takie czynniki są brane pod uwagę. Modele przyszłych wysokich budynków można poddać testom w tunelach aerodynamicznych, a nowoczesne domy można zbudować przy użyciu materiałów zapewniających energooszczędność. Techniki te są jeszcze dość drogie, ale mogą zadecydować o przyszłym wyglądzie miast. 

Zajrzyj do pola tematycznego  KLIMAT MIASTA w Encyklopedii Klimatologicznej ESPERE aby dowiedzieć się więcej o zanieczyszczeniu powietrza, szczególnych cechach klimatu miasta, jego bilansie promieniowania i zagrożeniach powodowanych przez zanieczyszczenie powietrza (np. kwaśnych deszczach).

O tej stronie:

Autor: Dr Elmar Uherek - Max Planck Institute for Chemistry, Moguncja, Niemcy
ostatnia aktualizacja: 2004-06-11
tłumaczenie na język polski: Dr Anita Bokwa - Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej UJ, Kraków