Co to jest miejska wyspa ciepła?

Miejska wyspa ciepła (MWC) to obszar miejski, w którym temperatura jest wyższa niż w sąsiadujących obszarach niezabudowanych. Różnica temperatur jest najbardziej widoczna w nocy, przy słabym wietrze i dla dużych miast może ona wynosić nawet 15 stopni Celsjusza.

Wszystkie miasta i tereny zabudowane doświadczają zjawiska MWC w jakimś stopniu. Głównym czynnikiem, który o tym decyduje, jest stopień zabudowania obszaru i jego rozmiar. Jedną z największych miejskich wysp ciepła jest obszar metropolitalny Tokio, gdzie mieszka prawie 40 milionów ludzi. 

Zjawisko MWC pierwszy raz zostało zbadane przez twórcę klasyfikacji chmur Luke’a Howarda w 1810 roku, ale dopiero w ostatnich latach poświęca się temu zjawisku więcej uwagi.

Przyczyny powstawania miejskiej wyspy ciepła

Drzewa i inne rośliny pomagają schłodzić otoczenie poprzez cień i parowanie zawartej w nich wody. Ale jako ludzie nie żyjemy na drzewach. Zamiast tego budujemy nasze ładne domy i wielkie miasta przy użyciu materiałów, które pochłaniają o wiele więcej promieniowania słonecznego niż rośliny.

Ciemne materiały powszechnie wykorzystywane do pokrycia dachów, asfalt, czy beton mają zupełnie inne właściwości termiczne, w tym pojemność i przewodność cieplną, a także albedo – czyli zdolność do odbijania promieni słonecznych. I właśnie tutaj rodzi się problem. W ciągu dnia Słońce ogrzewa otoczenie, a budynki, drogi i chodniki absorbują to ciepło, ale w końcu muszą je oddać. 

Nie pomaga również to, że budynki są budowane blisko siebie, a na dodatek po obu stronach ulicy. Tak gęsto usytuowane budynki tworzą efekt miejskiego kanionu, gdzie promienie słoneczne odbijają się między budynkami, a ciepło jest pochłaniane przez wiele powierzchni. Przy tym wiatr jest blokowany przez wysokie, gęsto ustawione budynki, przez co przepływ powietrza jest utrudniony. 

Dodatkowo trzeba wziąć pod uwagę auta, które również absorbują i odbijają światło słoneczne, ale i same generują ciepło (i spaliny) podczas działania. No i jeszcze do tego zamieszkujący miasto ludzie, którzy również wytwarzają ciepło. Efektem jest wyższa o 2-4 stopnie C temperatura w środku miejskiego kanionu.

Skutki miejskiej wyspy ciepła

Miasta coraz bardziej się rozrastają, a więcej zabudowanego terenu oznacza, że efekty miejskiej wyspy ciepła są coraz bardziej odczuwalne.

Wzrost zużycia energii

Na obszarze wyspy ciepła zapotrzebowanie na energię elektryczną jest większe. Spowodowane jest to tym, że przy wysokich temperaturach sięgamy po wentylatory, czy klimatyzację, żeby się schłodzić podczas upałów. Również urządzenia chłodnicze, jak lodówki, czy zamrażarki muszą pracować więcej w czasie upałów. Nawiasem mówiąc, wszystkie te urządzenia również generują ciepło podczas pracy. 

Co wiąże się z większym zapotrzebowaniem na energię elektryczną, to możliwe przeciążenie sieci, a co za tym idzie przerwy w dostawie prądu, lub blackout. Między innymi dlatego warto inwestować w odnawialne źródła energii, żeby odciążyć elektrownie i nie być w pełni uzależnionym od sieci energetycznej.

Więcej zanieczyszczeń

Wspomniane wyżej większe zapotrzebowanie na energię skutkuje także większą emisją zanieczyszczeń. Żeby zaspokoić zwiększone zapotrzebowanie na prąd elektrownie spalają więcej paliw kopalnych czego efektem jest emisja większej ilości gazów cieplarnianych do atmosfery. Nie byłoby to problemem, gdyby więcej energii pochodziło z OZE, ale obecnie w Polsce jest to ok. 15%.

Dodatkowo, MWC może przyczyniać się do powstawania smogu fotochemicznego. Spaliny emitowane przez auta (a dokładniej tlenki azotu i węglowodory) w połączeniu ze światłem słonecznym i wyższą temperaturą w mieście sprzyjają tworzeniu się ozonu.

Negatywny wpływ na zdrowie

Efekt miejskiej wyspy ciepła wpływa na otoczenie, ale również na nasze zdrowie. Wyższa temperatura oznacza większe narażenie na odwodnienie, czy udar cieplny. MWC może także wydłużać czas trwania fali upałów, na które muszą szczególnie uważać osoby starsze i dzieci.

Poza tym wysoka temperatura jest po prostu męcząca, a pochłonięte w ciągu dnia ciepło przez budynki i drogi nie pozwala temperaturze w mieście spaść w nocy do poziomu obszarów wiejskich, przez co w mieście nie ma nawet czasu, żeby odetchnąć od upałów.

Łagodzenie skutków

Żeby złagodzić efekt miejskiej wyspy ciepła w miastach należy ograniczyć ilość ciemnych powierzchni, które pochłaniają więcej promieni słonecznych. Istnieje na to kilka sposobów

• Zieleń miejska. Jest to chyba jeden z najbardziej oczywistych sposobów łagodzenia klimatu w mieście. Odpowiedzialne planowanie miejskich przestrzeni z uwzględnieniem miejsca na roślinność pozwoliłoby zwiększyć ilość odbijanych promieni słonecznych, a do tego drzewa zapewniają cień w słoneczne dni. Poza tym zieleń miejska filtruje powietrze, wpływa pozytywnie na nasze samopoczucie i jest siedliskiem zwierząt. Same pozytywy.
• Zielone dachy. Kolejnym ciekawym sposobem jest pokrycie dachów roślinnością. Tak jak rośliny na ziemi zwiększają one ilość odbijanych promieni słonecznych pomagając tym samym zmniejszyć temperaturę w mieście. Lecz jest to dosyć kosztowne rozwiązanie i nie każdy dach jest do tego przystosowany.
• Białe dachy. To prawdopodobnie najbardziej opłacalne rozwiązanie, by zwiększyć albedo miasta. Wystarczy pomalować dach na biało, żeby znacząco zredukować absorbowanie ciepła przez dachy budynków.

Podsumowując – żeby złagodzić klimat w mieście potrzeba dużo więcej zieleni miejskiej. Ciemne powierzchnie trzeba zastąpić jasnymi, które odbijają światło, a przy tym stanowczo ograniczyć betonozę, która ostatnio dotyka Polskie miasta.