Miejska Wyspa Ciepła w Warszawie w świetle zmian klimatu i zmian zagospodarowania przestrzennego

Transkrypt

1 MIASTO IDEALNE MIASTO ZRÓWNOWAŻONE Warszawa Miejska Wyspa Ciepła w Warszawie w świetle zmian klimatu i zmian zagospodarowania przestrzennego Krzysztof Błażejczyk Magdalena Kuchcik Paweł Milewski Jakub Szmyd Instytut Geografii i Przestrzennego Zagospodarowania Polska Akademia Nauk

2 Plan wystąpienia Co to jest Miejska Wyspa Ciepła (MWC) i jak powstaje? MWC w Warszawie. Zmiany natężenia MWC prognozowane do 2100 r. Rozkład MWC w Warszawie obecnie i przy prognozowanym na 2070 r. zagospodarowaniu terenu. Wpływ zagospodarowania terenu na klimat w mniejszej skali. Czy Warszawa jest bezradna wobec przewidywanych zmian zasięgu MWC?

3 Co to jest Miejska Wyspa Ciepła (MWC) i jak powstaje? Zjawisko Miejskiej Wyspy Ciepła polega na znacznym podwyższeniu temperatury w mieście w stosunku do otaczających je terenów peryferyjnych, co można porównać do wyspy ciepła (lub niekiedy archipelagu) otoczonej oceanem względnego chłodu. MWC obserwuje się przede wszystkim w godzinach wieczornych, nocnych i porannych, gdy temperatura w mieście jest często o kilka stopni Celsjusza wyższa niż poza miastem. W ciągu dnia MWC z reguły zanika.

4 MWC jest skutkiem: Specyficznych fizycznych właściwości materiałów, pokrywających grunt w mieście, (powierzchnie betonowe i asfaltowe), które pochłaniają więcej promieni słonecznych niż ich odbijają; Małego udziału naturalnych powierzchni roślinnych, które sprzyjają stabilizacji bilansu cieplnego, zmniejszone jest parowanie z gleby i szaty roślinnej, zmniejszona wilgotność powietrza; Specyficznej geometrii miasta, dużej liczby różnego rodzaju powierzchni pionowych, które silnie pochłaniają promienie słoneczne i zmniejszają prędkość wiatru (efekt kanionu); Aktywności człowieka, na którą składa się ciepło produkowane przez urządzenia grzewcze i klimatyzacyjne, przemysł, ruch samochodowy itp. W obrębie miasta gromadzą się w ciągu dnia znaczne ilości ciepła, które w godzinach nocnych jest stopniowo uwalniane do atmosfery, powodując, że słabiej się ona wychładza niż tereny otaczające.

5 UHI-index, czyli natężenie MWC Natężenie MWC (UHI-index) definiujemy w naszych pracach jako różnicę dobowej temperatury minimalnej w danym punkcie pomiarowym i dobowej temperatury minimalnej na stacji lotniskowej Warszawa Okęcie. gdzie: UHI-index = Tmin P Tmin Okęcie UHI-index natężenie miejskiej wyspy ciepła w danym punkcie Tmin P dobowa temperatura minimalna w danym punkcie pomiarowym Tmin Okęcie dobowa temperatura minimalna na stacji Warszawa - Okęcie

6 Monitoring klimatu Warszawy IMGW PIB Wydział Geografii i Studiów Regionalnych UW IGiPZ PAN: od 2006 r. tworzona sieć pomiarów mikroklimatycznych w Warszawie i miejscowościach satelitarnych, od 2008 r. z rozpoczęciem współpracy z SGGW sieć monitoringu powiększyła się o kilkanaście stanowisk zlokalizowanych w rożnych osiedlach mieszkaniowych. Obecnie sieć monitoringu MWC IGiPZ PAN to 28 stałych punktów pomiarowych, ale w sumie od początku pomiarów było to 39 stanowisk. Nasze dane uzupełniamy danymi z 8 stacji innych właścicieli.

7 Sieć monitoringu IGiPZ PAN

8 Rozkład Miejskiej Wyspy Ciepła Rozkład średniej rocznej temperatury powietrza w Warszawie, Natężenie miejskiej wyspy ciepła (UHI-index) w latach 2011 i 2012, wartości średnie roczne

9 Zróżnicowanie sezonowe MWC, 2011 i 2012 wiosna lato jesień średnio zima

10 Najintensywniejsza MWC, 2011 i 2012 Natężenie miejskiej wyspy ciepła w dniu 12 maja 2011 roku

11 Zmiany natężenia MWC W drugiej połowie XX wieku ( ): średnia roczna temperatura powietrza na stacji Warszawa Okęcie = ok. 8 C, a w centrum miasta była o ok. 1,0 C wyższa niż na peryferiach. Na początku XXI wieku średnia roczna temperatura powietrza na Okęciu wyniosła 8,9 C, zaś w intensywnie zabudowanym centrum Warszawy aż 10,9 C więcej o 2,0 C. średnie miesięczne wartości temperatury powietrza na Okęciu i na ul. Twardej,

12 Zmiany natężenia MWC obserwowane i prognozowane Obserwowane (w latach ) oraz modelowane dla lat uśrednione wartości maksymalne MWC w Warszawie 2 powszechnie używane modele regionalne DMI-HIRHAM5 i MPI-M-REMO i modele globalne: ARPEGE (Météo- France CNRS) i ECHAM5 (Max Planck Institute for Meteorology). Okres referencyjny , rozdzielczość 25x25 km. Scenariusz A1B SRES zakładający zrównoważony wzrost emisji gazów cieplarnianych. Obliczenia wykonane przez dr M. Liszewską z ICM jako część projektu KLIMADA i EU ENSAMBLES

13 Zmiany rocznych wartości wskaźników HDD i CDD w Warszawie, Liczba stopniodni ogrzewania (HDD Heating Degree Days) Tśr dob. < 15ºC Liczba stopniodni chłodzenia (CDD Cooling Degree Days) Tśr dob. > 18,3ºC

14 Zmiany liczby dni, w których należy uruchamiać systemy grzewcze i klimatyzacyjne w Warszawie, Liczba dni grzewczych Tśr dob. < 15ºC Liczba dni wymagających działania urządzeń klimatyzacyjnych Tśr dob. > 18,3ºC

15 Plany rozwoju Warszawy (wg Studium uwarunkowań i kierunków zagospodarowania przestrzennego Miasta Stołecznego Warszawy) 2010 (zmienione z 2006 r. obrazy satelitarne i wizje lokalne) 2070 (po realizacji zamierzeń inwestycyjnych zawartych w Studium)

16 Przewidywane zmiany zagospodarowania terenu w Warszawie Typ zagospodarowania terenu Rok 2010 Rok 2070 zabudowa wysoka 19,6 20,1 zabudowa niska zwarta 15,1 30,5 zabudowa niska rozproszona 7,5 1,1 zabudowa śródleśna 0,9 2,3 zabudowa przemysłowa 6,4 9,8 zabudowa handlowo-usługowa 2,2 2,2 lasy 19,7 13,6 zieleń wysoka urządzona 7,0 6,6 Wisła 2,9 2,9 tereny otwarte 18,8 10,9

17 Rozkład różnych kategorii miejskiej wyspy ciepła w Warszawie przy obecnym zagospodarowaniu terenu (2010) noc dzień

18 Rozkład MWC w Warszawie obecnie i przy prognozowanym na 2070 r. zagospodarowaniu terenu

19 Wpływ zagospodarowania terenu na klimat w mniejszej skali

20 Wpływ zagospodarowania terenu na klimat w mniejszej skali Osiedle Koło lat, TBC 54%, WIZ 0,8, odległ. 4,7 km

21 Wpływ zagospodarowania terenu na klimat w mniejszej skali Osiedle Włodarzewska 15 lat, TBC 41%, WIZ 1,25, odległ. 4,7 km

22 Zróżnicowanie mikroklimatyczne wybranych osiedli Temperatura powietrza oraz Uniwersalny Wskaźnik Obciążeń Cieplnych (UTCI) ilustrujący obiektywne zmiany parametrów fizjologicznych człowieka zachodzące pod wpływem warunków atmosferycznych. UTCI jest miarą obciążeń cieplnych organizmu. Osiedle Pora dnia Średnio Najcieplejsze miejsce na osiedlu Najchłodniejsze miejsce na osiedlu Koło rano -1,7-0,1-4,3 południe -5,4-2,8-8,8 rano -0,9 0,6-2,3 Włodarzewska południe -1,3-0,2-2,9 Różnice UTCI (ºC) pomiędzy badanymi osiedlami a centrum Warszawy (Twarda)

23 Zróżnicowanie mikroklimatyczne wybranych osiedli Różnica temperatury powietrza i UTCI między osiedlami a stacją pozamiejską (Powsin) rano (godz. 6-7) południe (godz )

24 Czy Warszawa jest bezradna wobec przewidywanych zmian MWC? Działania kosmetyczne, polegające na ograniczonym wprowadzaniu zieleni (niskiej i wysokiej) dają tylko ograniczony efekt mitygujący MWC. Niezbędne są działania drastyczne, polegające na: - rozgęszczeniu zabudowy i wprowadzeniu zieleni wysokiej w miejsce dawnych budynków, - szerokie stosowanie białych i/lub zielonych dachów.

25 Katalog działań mitygujących, zmniejszających MWC: Zachowanie w przestrzeni miasta powierzchni niezabudowanych pozwoli to na złagodzenie procesów nagrzewania się przestrzeni miejskiej, a poprzez łatwiejszy ruch powietrza, na łagodzenie stresu termicznego; Zachowanie już istniejących obszarów zieleni wysokiej pozwoli to na lokalne obniżenie temperatury w sąsiedztwie zabudowy, a poprzez ograniczenie insolacji, na łagodzenie latem stresu termicznego oraz na regenerację przeciążonych ciepłem organizmów mieszkańców, którzy mogą się tu schronić; Wprowadzenie na obszarach przewidywanych dla dalszej intensywnej zabudowy terenów zieleni z zadrzewieniem; Rozwój zadrzewień przyulicznych jako naturalnego zacienienia chodników; Zacienianie zielenią placów, skwerów i placów zabaw; Wprowadzanie na szerszą skalę białych dachów oraz zielonych dachów czy ścian budynków

26 Dziękujemy za uwagę Magdalena Kuchcik Krzysztof Błażejczyk Paweł Milewski Jakub Szmyd Instytut Geografii i Przestrzennego Zagospodarowania Polska Akademia Nauk

27 Uniwersyteckie Centrum Badań nad Środowiskiem Przyrodniczym i Zrównoważonym Rozwojem Instytut Gospodarki Przestrzennej i Mieszkalnictwa Towarzystwo Urbanistów Polskich Prezentacja została wygłoszona podczas konferencji: MIASTO IDEALNE MIASTO ZRÓWNOWAŻONE Planowanie przestrzenne terenów zurbanizowanych i jego wpływ na ograniczenie skutków zmian klimatu Warszawa, 24 października 2014 r. Pod patronatem: Polskiego Komitetu ds. UNESCO Unii Metropolii Polskich Niniejszy materiał został opublikowany dzięki dofinansowaniu Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Za jego treść odpowiada wyłącznie Uniwersytet Warszawski.