ATLAS POKRYCIA TERENU I PRZEWIETRZANIA KRAKOWA

Transkrypt

1 ATLAS POKRYCIA TERENU I PRZEWIETRZANIA KRAKOWA

2

3 Redakcja Katarzyna Bajorek-Zydroń, Piotr Wężyk Autorzy tekstów Katarzyna Bajorek-Zydroń, Anita Bokwa, Urszula Cisło-Lesicka, Katarzyna Czajka, Karolina Dulowska, Małgorzata Frazik-Adamczyk, Jolanta Godłowska, Elżbieta Jędrzejczak, Wiesław Kaszowski, Ewa Krajny, Alicja Miodońska, Agnieszka Mydłowska, Leszek Ośródka, Kinga Szerszeń, Przemysław Szwałko, Piotr Szwed, Anna Monika Tomaszewska, Artur Warchoł, Piotr Wężyk, Karolina Zięba-Kulawik Recenzja prof. dr hab. inż. Krystian Pyka prof. dr hab. inż. Jerzy Szwagrzyk Korekta Karolina Dulowska Zespół ds. GIS Katarzyna Bajorek-Zydroń, Urszula Cisło-Lesicka, Karolina Dulowska, Paweł Hawryło, Elżbieta Jędrzejczak, Roeland de Kok, Judyta Książek, Karolina Mamczarz, Mateusz Maślanka, Łukasz Migo, Alicja Miodońska, Małgorzata Papież, Piotr Szwed, Michał Usień, Artur Warchoł, Piotr Wężyk, Jarosław Wójcik Zespół realizujący zadanie Ocena warunków przewietrzania Krakowa Jolanta Godłowska, Wiesław Kaszowski, Ewa Krajny, Leszek Ośródka, Anna Monika Tomaszewska Zespół ds. kartowania zbiorowisk roślinnych Katarzyna Bajorek-Zydroń, Anna Bożek, Anna Gazda, Maria Janicka, Małgorzata Jaźwa, Elżbieta Jędrzejczak, Maciej Kozak, Katarzyna Kozłowska-Kozak, Kamil Kulpiński, Jan Loch, Agnieszka Nobis, Marcin Nobis, Anna Maria Ociepa, Grzegorz Piątek, Anna Tyc, Tomasz Wójcik Zespół ds. inwentaryzacji zieleni Katarzyna Bajorek-Zydroń, Leszek Bujoczek, Katarzyna Czajka, Karolina Dulowska, Jacek Janus, Elżbieta Jędrzejczak, Maciej Kaleja, Anna Kawa, Jan Kościelny, Joanna Kowalczyk, Jacek Maślanka, Teresa Olejarnik, Katarzyna Olszewska, Zofia Sadowska, Izabela Sornat, Kinga Szarek, Kamil Szczepka, Marta Wątroba, Karolina Zięba-Kulawik, Katarzyna Żak Autorzy zdjęć Katarzyna Bajorek-Zydroń [KBZ], Karolina Dulowska [KD], Małgorzata Frazik-Adamczyk [MFA], Jacek Janus [JJ], Maciej Kozak [MK], Kamil Kulpiński [KK], Agnieszka Mydłowska [AM], Przemysław Szwałko [PS], Karolina Zięba-Kulawik [KZK] Projekt okładki i wnętrza Karolina Dulowska, Maciej Senderowski Grafika na okładce Urszula Cisło-Lesicka, Mateusz Maślanka, Piotr Wężyk Skład i łamanie Piotr Bieniek Wydanie elektroniczne (dostępne również w wersji drukowanej: ISBN ) Wydawca Urząd Miasta Krakowa, Wydział Kształtowania Środowiska Copyright by Urząd Miasta Krakowa 216 Includes copyrighted material of DigitalGlobe, Inc., All Rights Reserved Opracowano w ramach projektu MONIT-AIR Zintegrowany system monitorowania danych przestrzennych dla poprawy jakości powietrza w Krakowie współfinansowanego ze środków Mechanizmu Finansowego Europejskiego Obszaru Gospodarczego

4 Spis treści 1. Wprowadzenie Geneza projektu Partnerzy Struktura i efekty projektu Opis terenu badań Uwarunkowania topograficzne obszar miasta oraz domena obliczeniowa Klimat Krakowa Czynniki wpływające na jakość powietrza w Krakowie Charakterystyka dzielnic Krakowa pod kątem gęstości zaludnienia Materiały i metoda Zobrazowania satelitarne WorldView-2 (DigitalGlobe) oraz zobrazowania lotnicze Lotnicze skanowanie laserowe (ALS) ISOK Referencyjne dane wektorowe Klasyfikacja obiektowa (OBIA) Klasyfikacja szczegółowa Generalizacja I stopnia Generalizacja II stopnia Metodyka wyznaczania warunków przewietrzania Krakowa Założenia ogólne Modelowanie pola wiatru i wskaźnika wentylacji Badania empiryczne profilu wiatru przy zastosowaniu sodaru Analizy przestrzenne GIS dla obszaru badań projektu MONIT-AIR Szczegółowa inwentaryzacja terenów zieleni i system zarządzania zielenią R3 TREES Mobilne Skanowanie Laserowe (MLS) Naziemne Skanowanie Laserowe (TLS) Prace terenowe (w tym VTA) i system zarządzania zielenią R3 TREES Ogólna inwentaryzacja terenów zieleni Aktualizacja mapy roślinności rzeczywistej Krakowa Waloryzacja botaniczna i przyrodnicza Określenie potencjału solarnego w oparciu o NMPT Zielone dachy Wyniki i dyskusja Klasyfikacja obiektowa (OBIA) Klasyfikacja szczegółowa Generalizacja I stopnia Generalizacja II stopnia Modelowanie pola wiatru Zdolność przewietrzania miasta w kontekście cyrkulacji atmosfery Badania empiryczne profilu wiatru sodar Szczegółowa inwentaryzacja terenów zieleni i system zarządzania zielenią R3 TREES...87

5 4.5. Ogólna inwentaryzacja terenów zieleni Aktualizacja mapy roślinności rzeczywistej Krakowa Waloryzacja botaniczna i przyrodnicza Rośliny chronione Inwazyjne gatunki roślin obcego pochodzenia Pomniki przyrody Określenie potencjału solarnego w oparciu o NMPT Zielone dachy Statystyki przestrzenne 3D w aspekcie zieleni miejskiej w poszczególnych dzielnicach miasta 14 Literatura Autorzy Część kartograficzna została wyodrębniona w postaci plików: Mapa pokrycia i szorstkości terenu Mapa zieleni i warunków przewietrzania Mapa roślinności rzeczywistej Mapy pozostałe

6 1. Wprowadzenie

7 1.1. Geneza projektu P. Szwałko Jakość powietrza w Krakowie zajmuje obecnie kluczową pozycję wśród zagadnień związanych z przestrzenią miejską, na które zwracają uwagę nie tylko jego mieszkańcy, ale coraz częściej inwestorzy i turyści. Zatem w pełni uzasadnionym i najważniejszym celem strategicznym, zapisanym w szeregu dokumentach polityki rozwoju miasta, również na szczeblu regionalnym, a w szczególności w Programie Ochrony Środowiska dla miasta Krakowa oraz w Programie ochrony powietrza uchwalonym przez Sejmik Województwa Małopolskiego, jest podjęcie działań zmierzających do poprawy jakości powietrza, która w ocenie Państwowego Monitoringu Środowiska jest niezadowalająca, głównie z uwagi na występujące przekroczenia pyłu zawieszonego PM1. Przykładowo, w szczególnie niekorzystnym pod tym względem roku 211 liczba dni z przekroczeniami średniodobowej normy 5 µg/m 3 w trzech stacjach pomiarowych wynosiła odpowiednio 2, 174 i 127 dni, podczas gdy 35 dni z przekroczeniami stanowi granicę normy. Kraków znalazł się wśród najbardziej zapylonych dużych miast, przy czym wartości stężeń zanieczyszczeń gazowych dwutlenku azotu oraz benzo(a)pirenu, były również niepokojące. Główną przyczyną takiego stanu rzeczy są emisje zanieczyszczeń pochodzące ze spalania węgla kamiennego i jego pochodnych, w indywidualnych kotłach i piecach domowych, zanieczyszczenia komunikacyjne, jak również niekorzystne położenie miasta w dolinie rzeki Wisły i związane z tym specyficzne warunki klimatyczne ze znacznym udziałem wiatrów słabych i ciszy wiatrowej. Stąd też ogromne wysiłki władz miasta mające na celu walkę z niską emisją, ale także poszukiwania wszelkich innych rozwiązań, które w mniejszym lub większym stopniu mogłyby się przyczynić do poprawy jakości życia w omawianym aspekcie. Aglomeracja krakowska objęta została działaniami, wyznaczonymi w Programie ochrony powietrza uchwalonym przez Sejmik Województwa Małopolskiego w 29, który ma charakter programu naprawczego. W ramach Zmiany Studium uwarunkowań i kierunków zagospodarowania przestrzennego Miasta Krakowa (214), w oparciu o opracowanie Prof. Błażejczyka (28), skorygowano system przewietrzania, powiększając powierzchnię wyznaczonych obszarów wymiany powietrza i uwzględniając funkcje zieleni w regeneracji powietrza. W porównaniu ze Studium uwarunkowań... z roku 23, poszerzone zostały przede wszystkim korytarze wentylacyjne w zachodniej części miasta (Ryc. 1.1). Ryc System przewietrzania miasta wskazywany w Studium uwarunkowań i kierunków zagospodarowania przestrzennego Miasta Krakowa w roku 23 i 214 Sformułowane zalecenia (Błażejczyk 28; Błażejczyk, Degórska 213), mające na celu stworzenie podstaw do poprawy jakości powietrza na drodze planistycznej, a więc poprzez odpowiednie planowanie struktury funkcjonalno-przestrzennej miasta, kształtującej system wymiany i regeneracji powietrza, uchwyciły szereg niezwykle istotnych aspektów, jednakże precyzując określone działania w ujęciu przestrzennym, wciąż posiadają nazbyt ramowy charakter i nie pozwalają na poparte szczegółowymi wskaźnikami ustalanie parametrów zagospodarowania terenów. Potrzeba uzyskania możliwie szczegółowych i jak najbardziej aktualnych danych na temat pokrycia terenu, które uzupełnione niezbędnymi danymi pomiarowymi elementów klimatycznych, a także specjalistyczną wiedzą weryfikowaną na gruncie wyników wcześniej prowadzonych badań, stała się podstawowym impulsem do zorganizowania w kwietniu 213 r. kilku pierwszych spotkań w Wydziale Kształtowania Środowiska, niemal natychmiast po otrzymaniu z Biura Funduszy Europejskich UMK informacji o naborze wniosków o brzmieniu: Minister Środowiska, jako Operator Programu Operacyjnego PL3 Wzmoc- 6

8 nienie monitoringu środowiska oraz działań kontrolnych w ramach Mechanizmu Finansowego Europejskiego Obszaru Gospodarczego (Funduszy EOG ) ogłasza nabór wniosków w trybie konkursowym na dofinansowanie projektów na ogólną kwotę EUR, tj PLN w trybie konkursowym. O dofinansowanie projektów ze środków Funduszy EOG mogły się ubiegać wyłącznie jednostki sektora finansów publicznych działające w obszarze ochrony środowiska. Z uwagi na niezwykle złożoną i wielowątkową problematykę zarówno przewidywanych, koniecznych działań, dla których trudno by było zapewnić środki finansowe wyłącznie w oparciu o budżet Gminy Miejskiej Kraków, należało pozyskać nie tylko możliwość konsultacji, a w miarę pełne naukowe wsparcie spoza Urzędu Miasta Krakowa, aby trudnym i niekiedy bardzo odległym urzędniczej codzienności specjalistycznym zagadnieniom, wspólnie sprostać na odpowiednim poziomie merytorycznym. W okresie od 8 kwietnia do 15 maja 213 r. zorganizowano szereg niezwykle efektywnych spotkań roboczych. W spotkaniach, obok zainteresowanych osób z Wydziału Kształtowania Środowiska UMK, uczestniczyli również zaangażowani w problematykę rodzącego się pomysłu projektowego pracownicy innych jednostek organizacyjnych Magistratu, w tym Biura Planowania Przestrzennego i Biura Funduszy Europejskich, a także Wydziału Leśnego Uniwersytetu Rolniczego, Instytutu Geografii i Gospodarki Przestrzennej Uniwersytetu Jagiellońskiego, a przede wszystkim pracowników Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowego Instytutu Badawczego, którzy przejęli inicjatywę przygotowania i późniejszej realizacji jednego z najważniejszych działań projektowych. Wszystkim osobom biorącym udział w spotkaniach należą się gorące podziękowania za zgłaszane pomysły, szczegóły metodyczne, jak np. ustalenie optymalnej rozdzielczości terenowej dla parametryzacji podstawowych wskaźników morfometrycznych, za wspólną dyskusję i poszukiwanie najlepszych rozwiązań. W równolegle prowadzonych przez współautorów projektu konkursowego pracach, polegających na przelaniu całej, obszernej koncepcji na papier, a właściwie na opisaniu elementów poszczególnych działań, w ograniczonych niewielką liczbą możliwych do wykorzystania znaków, polach formularza aplikacyjnego, należało się skupić na sprawach najistotniejszych. Efektem takich ograniczeń stały się m.in. wątpliwości co do druku niniejszego atlasu, gdyż we wniosku pozostały jedynie zapisy o wykonaniu mapy pokrycia i użytkowania terenu Krakowa względnie o aktualizacji Mapy roślinności rzeczywistej Miasta Krakowa z 27 r., z pominięciem jakiejkolwiek wzmianki o druku. Z kolei nadmiar miejsca skłaniał do jego maksymalnego wykorzystywania, stąd też wymyślony naprędce tytuł projektu Zintegrowany system monitorowania danych przestrzennych dla poprawy jakości powietrza w Krakowie okazał się zbyt długi i jako trudny do zapamiętania wręcz niepraktyczny. Nieprzestrzeganie złotej zasady sześciu wyrazów, dało się we znaki już przy podejmowaniu przez Radę Miasta Krakowa uchwały dotyczącej zapewnienia w budżecie środków na realizację projektu, którego nazwa nie zmieściła się w ramce. Projekt na późniejszym etapie doczekał się jednak akronimu MONIT-AIR, którego autorem jest Piotr Wężyk. Pomimo relatywnie bardzo krótkiego terminu dla złożenia wniosku aplikacyjnego, który upływał 2 maja 213 r. potencjalny beneficjent Gmina Miejska Kraków Urząd Miasta Krakowa, Wydział Kształtowania Środowiska, wraz z partnerem Instytutem Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowym Instytutem Badawczym w Warszawie, Oddział w Krakowie, przygotowali i złożyli wniosek aplikacyjny wraz z wymaganymi załącznikami do Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej Departamentu Funduszy Norweskich. Po długich miesiącach oczekiwania, w dniu 21 lutego 214 r. Komitet ds. Wyboru Projektów dla Programu PL3 Wzmocnienie monitoringu środowiska oraz działań kontrolnych, zatwierdził listę rankingową projektów złożonych w otwartym konkursie. Projekt Gminy Miejskiej Kraków pn.: Zintegrowany system monitorowania danych przestrzennych dla poprawy jakości powietrza w Krakowie znalazł się na pierwszym miejscu listy i uzyskał 1% wnioskowanego wsparcia w wysokości PLN ze środków Mechanizmu Finansowego Europejskiego Obszaru Gospodarczego. Wartość całego projektu MONIT-AIR na dzień przyznania dofinansowania wynosiła PLN (montaż finansowy projektu: wkład własny 15%, dofinansowanie 85%). 7

9 1.2. Partnerzy P. Szwałko W celu zapewnienia wysokiego poziomu merytorycznego projektu, jak już wspomniano wcześniej, przewidziano jego realizację w partnerstwie z Instytutem Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowym Instytutem Badawczym, Oddział w Krakowie, przy czym liderem, względnie partnerem wiodącym projektu, pozostał formalny wnioskodawca, czyli Gmina Miejska Kraków. Dla ugruntowania partnerskich relacji podpisano pomiędzy instytucjami umowę partnerską, w oparciu o list intencyjny sporządzony jeszcze na etapie składania wniosku konkursowego. Aby projekt był prowadzony przez Gminę Miejską Kraków na przejrzystych zasadach, w sposób odpowiedzialny i kontrolowany, należało uregulować tok postępowania i zarządzania projektem, tworząc odpowiednie podstawy prawne. W tym celu Prezydent Miasta Krakowa powołał Zarządzeniem Nr 1238/214 z dnia 8 maja 214 r. (z mocą od 1 marca 214 r.) Komitet Sterujący oraz Zespół Projektowy do realizacji projektu pt. Zintegrowany system monitorowania danych przestrzennych dla poprawy jakości powietrza w Krakowie. W skład Komitetu Sterującego zostali powołani: Ewa Olszowska-Dej Dyrektor Wydziału Kształtowania Środowiska (Przewodnicząca Komitetu), Janusz Moskwa Dyrektor Biura Funduszy Europejskich (Z-ca) oraz Katarzyna Łazarczyk Zastępca Dyrektora Wydziału Informatyki. W powołanym wówczas Zespole Projektowym znaleźli się urzędnicy Wydziału Kształtowania Środowiska i Biura Funduszy Europejskich UMK oraz naukowcy z Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowego Instytutu Badawczego. W późniejszym czasie, w związku z rosnącymi potrzebami lub zmianami organizacyjnymi, uzupełniano skład zespołu, poprzez kolejne zmiany wskazanego wyżej Zarządzenia, wprowadzane zarządzeniami Prezydenta Miasta Krakowa o numerach 1172/215, 218/215, 396/215 i 75/216. Grono członków Zespołu Zadaniowego poszerzono o przedstawicieli Zespołu Radców Prawnych, Wydziału Geodezji i Oddziału Zamówień Publicznych UMK oraz Zarządu Zieleni Miejskiej w Krakowie, gdzie przeniesiono niektórych pracowników Wydziału Kształtowania Środowiska. Pierwotny skład Zespołu Projektowego reprezentował niezmiennie Jan Urbańczyk Kierownik Projektu (Wydział Kształtowania Środowiska), Beata Paliś (Biuro Funduszy Europejskich) oraz pracownicy Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej: Leszek Ośródka (Kierownik Projektu po stronie Partnera), Jolanta Godłowska, Ewa Krajny, Wiesław Kaszowski i Wojciech Rozwoda. Natomiast działający w Zespole od samego początku pracownicy Wydziału Kształtowania Środowiska: Łukasz Pawlik, Przemysław Szwałko i Paweł Rutkowski, zostali przeniesieni do utworzonego w 215 r. Zarządu Zieleni Miejskiej, przy czym Łukasz Pawlik i Przemysław Szwałko, po przeniesieniu do nowej jednostki, pozostali członkami Zespołu Zadaniowego. W latach , dla sprawnego koordynowania działań projektowych (w tym dużych i skomplikowanych zamówień publicznych), w skład Zespołu powołane zostały nowe osoby: Małgorzata Mastalerz, Radosław Lisak, Wojciech Skoczeń, Ewelina Grzegorek, Ewa Stokłosa, Kinga Słowik, Robert Dziedzic i Justyna Pawłowska (w miejsce Pawła Rutkowskiego). W tym miejscu należy przynajmniej wspomnieć o zaangażowaniu w realizację projektu wielu osób oraz instytucji, które nie będąc oficjalnym partnerem projektu, swoją wiedzą i doświadczeniem wsparły szereg działań, zwłaszcza w zakresie kontaktów naukowych, ale także w sferze organizacji i promocji projektu. Niektóre relacje zostały sformalizowane podpisanymi porozumieniami lub umowami, inne przejawiały się w prowadzonej korespondencji lub opierały się na zwykłych rozmowach. Nie sposób wymienić tutaj nazwiska wszystkich tych osób, jednakże przytoczenie nazw szczególnie oddanych instytucji pozwoli w ten pośredni sposób docenić ich zasługi dla efektów projektu MONIT-AIR i wyrazić w imieniu Zespołu Projektowego wdzięczność za współpracę. Jednocześnie należałoby przeprosić za pominięcie pozostałych podmiotów i jednostek organizacyjnych, oczywiście spoza Wydziału Kształtowania Środowiska UMK, gdyż te jako własne struktury beneficjenta celowo nie zostały uwzględnione, co jednak nie oznacza, że ich wkład nie został dostrzeżony. Podziękowania winny zostać skierowane do osób z następujących jednostek, wydziałów, bądź instytucji krajowych i zagranicznych (wymienionych w porządku alfabetycznym): Atmoterm S.A. (Opole) Biuro Funduszy Europejskich UMK Biuro Planowania Przestrzennego UMK Centralny Ośrodek Dokumentacji Geodezyjnej i Kartograficznej Departament Środowiska Urzędu Marszałkowskiego Województwa Małopolskiego Firma Elżbieta Pichórz (Kraków) Główny Urząd Geodezji i Kartografii Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej UJ 8

10 Instytut Systemów Przestrzennych i Katastralnych S.A. (Gliwice) Miejskie Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji S.A. w Krakowie Ministerstwo Środowiska Departament Funduszy Ekologicznych Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej Norwegian Meteorological Institute (Oslo) Oddział Zamówień Publicznych UMK ProGea Consulting Piotr Wężyk (Kraków) R3 GIS S.r.l. (Merano, Włochy) Regionalna Dyrekcja Ochrony Środowiska w Krakowie Studio L (Kraków) Studio RB (Kraków) Urząd Marszałkowski Województwa Małopolskiego Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska w Krakowie Wydział Architektury i Urbanistyki UMK, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska AGH Wydział Geodezji UMK Wydział Informatyki UMK Wydział Inżynierii Środowiska Politechniki Wrocławskiej Wydział Leśny Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie Zarząd Infrastruktury Komunalnej i Transportu w Krakowie Zarząd Zieleni Miejskiej w Krakowie Zespół Radców Prawnych UMK 1.3. Struktura i efekty projektu P. Szwałko Projekt MONIT-AIR obejmuje 8 odrębnych ale wzajemnie zależnych i uzupełniających się działań: (1) ocena warunków przewietrzania Krakowa przy wykorzystaniu zaawansowanego systemu modelowania, (2) inwentaryzacja niskiej emisji, (3) kontrola likwidacji pieców na paliwa stałe w ramach PONE wraz ze wspomaganiem informatycznym, (4) mapa pokrycia terenu oraz ogólna inwentaryzacja terenów pokrytych roślinnością, ze szczególnym uwzględnieniem terenów zieleni miejskiej, (5) komputerowy system zarządzania zielenią i szczegółowa inwentaryzacja terenów zieleni, (6) promocja projektu, (7) seminaria, szkolenia i warsztaty, a także (8) zarządzanie projektem. Działanie 1. Ocena warunków przewietrzania Krakowa przy wykorzystaniu zaawansowanego systemu modelowania Działanie to, realizowane przez Partnera projektu, będącego jedną z czołowych instytucji w Polsce prowadzących działalność naukowo-badawczą w zakresie modelowania zjawisk i procesów zachodzących w atmosferze, przewidywało m.in. zakup niezbędnej, specjalistycznej aparatury pomiarowej, a także wykonanie charakterystyki (w różnych uśrednieniach czasowych) zmienności prędkości wiatru oraz częstości występowania kierunków wiatru na obszarze Krakowa w różnych punktach przestrzeni i na różnych wysokościach nad poziomem gruntu, wykonanie map wskaźnika wentylacji dla Krakowa w różnych uśrednieniach czasowych, weryfikacji modelu przewietrzania w oparciu o dane pomiarowe, a także map korytarzy przewietrzania Krakowa. W zakres omawianego działania wpisywała się również optymalizacja programów ograniczania niskiej emisji, z uwzględnieniem potrzeb wymiany pieców węglowych, z wykorzystaniem wyników modelowania. W ramach tego działania zakupiono i uruchomiono już w grudniu 214 r. przenośną stację meteorologiczną oraz sodar dopplerowski urządzenie pomiarowe profilujące warunki wiatrowe w warstwie granicznej atmosfery wraz z oprzyrządowaniem, które pozwala na dokonywanie pomiarów rzeczywistych kierunku i prędkości wiatru w całym profilu sondowania. Bliższe informacje dotyczące tego urządzenia zamieszczono w rozdz. 3.5 i 4.3. Przeprowadzone pomiary pionowych właściwości atmosfery z wykorzystaniem sodaru dostarczyły interesujących i niezwykle wartościowych wyników, pozwalających szczegółowo scharakteryzować zjawiska zachodzące w przyziemnej warstwie atmosfery Kra- 9

11 kowa, w zróżnicowanych warunkach topograficznych i sytuacjach pogodowych. dotychczasowe i przyszłe wyniki pomiarów sodarowych, w połączeniu z innymi danymi meteorologicznymi oraz sparametryzowanymi aktualnymi informacjami o pokryciu terenu, stanowią źródło szczegółowych, specjalistycznych danych empirycznych, wykorzystywanych m.in. do kalibracji i weryfikacji modelu pola wiatru nad miastem, co pozwala na lepsze poznanie warunków wentylacyjnych i wskazanie odpowiednich kierunków w zakresie kształtowania przestrzeni. Do najważniejszych, przedstawionych w niniejszym atlasie rezultatów tego działania, należą opisane w rozdz wyniki modelowania pola wiatru, a także znajdujące się w części kartograficznej atlasu mapy (Mapa pokrycia i szorstkości terenu oraz Mapa zieleni i warunków przewietrzania Krakowa) przedstawiające wskaźniki aerodynamicznej szorstkości terenu i warunków przewietrzania Krakowa, a także mapy średnich warunków anemologicznych i przeciętnych warunków dyspersji zanieczyszczeń. Prezentowane na mapach wartości wskaźników charakteryzujących warunki przewietrzania zostały wygenerowane z wykorzystaniem aktualnych, szczegółowych informacji o pokryciu terenu Krakowa, opisanych w rozdz Odpowiednio sparametryzowane dane przygotowano w ramach działania 4. W postaci cyfrowej służyć mogą specjalistycznym analizom przestrzennym (rozdz. 3.6), których przykładowe wyniki również przedstawiono w atlasie (rozdz. 4.8). Działanie 2. Inwentaryzacja niskiej emisji w zakresie czynnych pieców, kotłowni i kominków na paliwo stałe na terenie Krakowa oraz integracja geodanych z MSIP Zamówienie publiczne na wykonanie w ramach tego działania inwentaryzacji czynnych pieców, kotłowni i kominków na paliwo stałe w Krakowie wskazanie lokalizacji i liczby czynnych pieców oraz oszacowanie pochodzącej z nich wartość emisji pyłu PM1, zostało przygotowane przez beneficjenta i ogłoszone w Dzienniku Urzędowym Unii Europejskiej w dniu 27 marca 214 r., czyli po miesiącu od otrzymaniu informacji o uzyskaniu dofinansowania w ramach projektu MONIT-AIR. Działanie to obejmowało również wykonanie raportu zawierającego powyższe dane w formie tabelarycznej oraz w postaci mapy numerycznej przedstawiającej lokalizację budynków i liczbę czynnych pieców na paliwo stałe dla każdego budynku. Odrębnym zadaniem była integracja uzyskanych danych z Miejskim Systemem Informacji Przestrzennej (MSIP). Założono, iż dane przestrzenne (wielkość emisji) będą stanowić dane zasilające model przewietrzania miasta (dyspersji zanieczyszczeń). W dniu 5 czerwca 214 r. podpisano umowę z wyłonioną w drodze przetargu firmą Atmoterm S.A., a w październiku 215 r. inwentaryzacja pieców, kotłowni i kominków na paliwa stałe została zakończona. Działania inwentaryzacyjne, bazujące w głównej mierze na wizji w terenie i pozyskiwaniu informacji od mieszkańców, właścicieli, zarządców lub administratorów budynków, wskazały na występowanie źródeł ogrzewania na paliwa stałe. Ich rozmieszczenie na terenie miasta (Ryc. 1.2) jest nierównomierne, co obrazuje mapka z podaną łączną liczbą źródeł ogrzewania na paliwa stałe w obszarach objętych poszczególnymi etapami inwentaryzacji. Ryc Rozmieszczenie źródeł ogrzewania na paliwa stałe na terenie Krakowa (na podkładzie OpenStreetMap) Zdecydowanie największa koncentracja pieców i kotłowni węglowych przypada na ścisłe centrum obszar objęty badaniami przed rozpoczęciem projektu MONIT-AIR, obejmujący zaznaczoną na mapie kolorem czerwonym, część obszaru dzielnic: I (Stare Miasto), II (Grzegórzki) i VIII (Dębniki). Dalsze sześć etapów inwentaryzacji w pozostałym obszarze Krakowa przeprowadzono już w ramach realizacji projektu, z uwzględnieniem różnych paliw i rodzajów ogrzewania. Na Ryc. 1.3 przedstawiono udział pieców, kotłowni i kominków w ogólnej liczbie źródeł ogrzewania na paliwa stałe w obszarach objętych etapami inwentaryzacji I VI. Liczba [szt.] I II III IV V VI Kominki Głównym założeniem inwentaryzacji było pozyskanie informacji o rodzaju istniejącego ogrzewania ze wszystkich możliwych źródeł. Ankieter stosując metodę wywiadu kwestionariuszo- Piece Kotłownie Ryc Udział poszczególnych typów źródeł ogrzewania na paliwa stałe na terenie Krakowa ETAP 1

12 wego bazował na udzielonych przez respondenta odpowiedziach. W przypadku odmowy udzielenia informacji lub niezastania respondenta stosowano technikę obserwacji (np. pod kątem lokalizacji na terenie posesji paliw stałych: drewna, węgla, rodzaju komina, rodzaju dymu) oraz wywiadu sąsiedzkiego, na podstawie których określano rodzaj ogrzewania budynku. Pozyskane przez ankieterów dane weryfikowane były m.in. z danymi uzyskanymi z Miejskiego Przedsiębiorstwa Energetyki Cieplnej. Przyjęta metoda inwentaryzacji obarczona była pewnym błędem statystycznym. Informacja na temat liczby pieców jest konieczna dla określenia środków finansowych niezbędnych dla dofinansowania zmian sposobu ogrzewania na proekologiczne, a także przygotowania harmonogramu sukcesywnej likwidacji pieców. Ryc Miniaturka podglądu numerycznej mapy Krakowa, przedstawiającej dane przestrzenne pochodzące z inwentaryzacji niskiej emisji czarne punkty oznaczają lokalizację źródeł ogrzewania na paliwa stałe Efektem końcowym działania 2 jest m.in. numeryczna mapa (Ryc. 1.4) przedstawiająca lokalizację budynków i liczbę czynnych pieców na paliwo stałe dla każdego budynku, a także inne źródła ogrzewania. Uzyskane dane zostały zintegrowane z Miejskim Systemem Informacji Przestrzennej i służą przede wszystkim do lepszego planowania działań zmierzających do likwidacji niskiej emisji, w tym monitorowania procesu wymiany systemów ogrzewania. Natomiast ustalenie usytuowania źródeł i szacunkowej wielkości niskiej emisji stanowi jeden z wielu elementów wsadowych do zaawansowanego modelowania realizowanego przez IMGW PIB. Działanie 3. Kontrola likwidacji pieców na paliwa stałe w ramach Programu Ograniczania Niskiej Emisji wraz ze wspomaganiem informatycznym Procedura udzielania dotacji celowej na zmianę systemu ogrzewania na proekologiczny obejmuje wykonywanie kontroli na każdym etapie realizacji inwestycji, tj. po złożeniu wniosku o udzielenie dotacji (kontrola przedwykonawcza); w trakcie wykonywania prac; po złożeniu wniosku o rozliczenie dotacji (kontrola powykonawcza); po wypłacie dotacji (kontrola trwałości). Zrealizowane inwestycje mogą być skontrolowane po upływie kilku lat, poprzez sprawdzenie, czy wnioskodawca, który otrzymał dotację na zmianę sposobu ogrzewania na proekologiczne nie powrócił do ogrzewania z wykorzystaniem paliwa stałego, a w takim przypadku udzieloną dotację należy zwrócić. W ramach omawianego działania projektu MONIT-AIR, w październiku 214 roku zawarta została umowa z wybraną w toku postępowania o udzielenie zamówienia publicznego firmą zewnętrzną Elżbieta Pichórz, której pracownicy do końca marca 216 r. przeprowadzili łącznie 72 kontroli likwidacji pieców węglowych. Poza tym, kontrole wykonują pracownicy Wydziału Kształtowania Środowiska UMK. W celu usprawnienia procesu przyznawania dotacji i przeprowadzania kontroli, ze środków projektu MONIT-AIR zakupiono i wdrożono oprogramowanie komputerowe (aplikacja PIECE) uwzględniające: dane wejściowe (wnioskodawca, lokalizacja, parametry starego i nowego ogrzewania), generowanie dokumentów wg procedur urzędowych umowy, protokoły, polecenia wypłaty itp., raportowanie danych, a także edytowanie wybranych danych w formie wektorowej, co umożliwia ich integrację z innymi danymi przestrzennymi. Dostawca oprogramowania Instytut Systemów Przestrzennych i Katastralnych S.A. w ramach podpisanej 14 sierpnia 215 r. umowy, przeprowadził również szkolenie dla 3 pracowników korzystających z aplikacji PIECE, w tym jej użytkowników, gospodarzy i administratorów. Działanie 4. Wykonanie szczegółowych map pokrycia terenu z przyporządkowaniem współczynników aerodynamicznej szorstkości terenu w ujęciu sezonowym Elementy tego działania zostały szczegółowo opisane w rozdziałach oraz i , a zatem w tym miejscu jedynie informacje uzupełniające o charakterze ogólnym. Jako swoistą ciekawostkę, warto przytoczyć kilka faktów, uwarunkowanych specyficznym splotem okoliczności, które stwarzały poważne zagrożenie dla procesu realizacji tego działania i działań ściśle powiązanych (zwłaszcza dla działania 1). Opóźnione o kilka miesięcy rozstrzygnięcie konkursu znacznie skróciło czas na przygotowanie zapytań ofertowych i zamówień publicznych, a także możliwość ich rozesłania lub ogłoszenia w terminie umożliwiającym potencjalnemu wykonawcy wywiązanie się z umowy przed końcem sezonu wegetacyjnego. Po spowodowanych zmianą ustawy Prawo Geodezyjne i Kartograficzne przejściowych kłopotach z pozy- 11

13 skaniem do celów projektowych (za pośrednictwem GUGiK i CODGiK) danych przestrzennych z państwowego zasobu geodezyjnego i kartograficznego, pochodzących z projektu ISOK, niesprzyjające warunki meteorologiczne zagrażały pozyskaniu przez satelitę WorldView-2 (Digital- Globe) odpowiedniej jakości wielospektralnych wysokorozdzielczych zobrazowań satelitarnych Krakowa. Dopiero w dniu 9 października 214 r. o godzinie 11:54 i 11:55 czasu lokalnego, a więc tuż przed początkiem najintensywniejszej fazy przebarwiania i zrzucania przez drzewa i krzewy liści, wykonano dwa zobrazowania przy niewielkim zachmurzeniu. Prowadzone wcześniej przez cały miesiąc próby rejestracji obrazów przy zachowaniu dopuszczalnego kąta odchylenia sensora od nadiru, zbiegały się z nadmiernym zachmurzeniem, bądź też, jak w przypadku zobrazowań z września 214 r. przeciętne zachmurzenie całego obszaru było niewielkie, ale nad ścisłym centrum miasta i częścią Krowodrzy znajdowała się chmura, czyniąc zdjęcie nieprzydatnym do celów projektowych. Pomimo tych trudnych do przewidzenia opóźnień, wyłoniona w przedłużającym się postępowaniu, zgodnym z ustawą o zamówieniach publicznych, firma ProGea Consulting, zdołała w terminie (6 listopada 214 r.) poddać zakupione ze środków projektu MONIT-AIR zobrazowania satelitarne procesowi ortorektyfikacji, wyostrzenia obrazem panchromatycznym i przekazać zamawiającemu w postaci przygotowanej w dwóch różnych układach współrzędnych ortofotomapy wielospektralnej o rozdzielczości terenowej wynoszącej 2, m oraz ortofotomapy panchromatycznej o rozdzielczości terenowej wynoszącej,5 m, a także warstw pochodnych, tj. sześciu kompozycji spektralnych wzmocnionych kanałem panchromatycznym (tzw. PAN- -sharpened) oraz obrazów dla utworzonych ośmiu wybranych wskaźników roślinnych. Pozostałe zadania ujęte w tym działaniu, dotyczące przeprowadzenia ogólnej inwentaryzacji szaty roślinnej, wykonania mapy pokrycia i użytkowania terenu Krakowa, aktualizacji Mapy roślinności rzeczywistej Miasta Krakowa z 27 r. oraz sparametryzowania przestrzennych danych morfometrycznych pokrycia terenu jako danych zasilających model przewietrzania miasta (działanie 1), a także zintegrowania geodanych z Miejskim Systemem Informacji Przestrzennej (MSIP), których część była uprzednio publikowana na stronach portalu mapowego Zielony Kraków, były realizowane w latach w oparciu o odrębne zamówienie publiczne. Przetarg, przy dużym zainteresowaniu potencjalnych wykonawców, pozwolił na wskazanie spełniającej warunki zamówienia, a zarazem najkorzystniejszej oferty, złożonej przez firmę ProGea Consulting z Krakowa. Umowę, której przedmiot obejmował również opisane poniżej działanie 5, a także szkolenia, stanowiące element działania 7, podpisano w dniu 21 października 215 r. Działanie 5. Komputerowy system zarządzania zielenią i szczegółowa inwentaryzacja terenów zieleni zakup oprogramowania i sprzętu komputerowego Zieleń w mieście, obok walorów estetycznych, pełni szereg funkcji ściśle związanych ze środowiskiem przyrodniczym, a w okresie wegetacyjnym szczególnie korzystnie wpływa na fizyczne, chemiczne i biologiczne parametry powietrza atmosferycznego. W tym aspekcie, obok niezaprzeczalnie istotnego wydzielania tlenu, rośliny postrzegane są jako skuteczne filtry do przechwytywania pyłów i antidotum na eskalację zjawisk tworzących efekt tzw. miejskiej wyspy ciepła. Człowiek, poprzez wdrażanie właściwych rozwiązań planistycznych, może świadomie wpływać na udział terenów zieleni w tkance miejskiej, kształtować ich strukturę przestrzenną, a poprzez odpowiedni dobór gatunków skuteczniej ograniczać ilość krążącego w powietrzu miejskim pyłu. Utrzymanie zieleni w mieście, a więc w warunkach dalece odmiennych od naturalnych, wymaga większych nakładów finansowych, dużego doświadczenia na bazie fachowej, specjalistycznej wiedzy i zwiększonej kontroli, aby jak najlepiej i możliwie jak najbezpieczniej mogła ona pełnić swoje funkcje. Aby usprawnić procesy organizacji, podejmowania decyzji i nadzorowania w ramach niełatwego zarządzania terenami zieleni, związanego z oceną ryzyka i koniecznością przewidywania skutków wybranych rozwiązań w różnych perspektywach czasu, konieczne było wdrożenie uniwersalnego narzędzia do zarządzania i monitorowania zieleni. Służyć miało ono ułatwieniu prac planistycznych, projektowych, a przede wszystkim sprawnemu utrzymaniu i bieżącej pielęgnacji terenów zieleni miejskiej. W tym celu zaplanowano, a następnie zrealizowano zakup oraz dokonano instalacji specjalistycznego oprogramowania GIS dla 9 stanowisk biurowych, w tym jednej stacji graficznej. Dodatkowo w zamówieniu zrealizowano zakup 8 urządzeń mobilnych wyposażonych w odbiornik GNSS. Aby uniknąć testowania dostarczanego sprzętu i aplikacji do zarządzania zielenią w sposób teoretyczny, w ramach projektu, przewidziano wykonanie szczegółowej inwentaryzacji wskazanych obiektów charakterystycznych dla poszczególnych typów zieleni miejskiej, o łącznej powierzchni około 1 ha. Obowiązkiem wykonawcy było również dostosowanie tworzonych baz danych przestrzennych zielni miejskiej w sposób zapewniający ich zintegrowanie z Miejskim Systemem Informacji Przestrzennej. 12

14 Miasto Kraków dzięki projektowi MONIT-AIR jako pierwsze w Polsce, dołączyło, obok aglomeracji miejskich Włoch, Austrii czy Szwajcarii do grona licznych użytkowników aplikacji R3 TREES. Jest to nowoczesna platforma geoinformacyjna służąca gromadzeniu i wymianie danych przestrzennych. Obejmuje ona pakiet narzędzi do gromadzenia i bieżącej aktualizacji wszelkich informacji o zieleni publicznej (w tym drzew i krzewów, trawników, kwietników, ale również alejek i innych elementów małej architektury) niezbędnych do prawidłowego zarządzania zielnią. Aplikacja R3 TREES (włoskiej firmy R3 GIS S.r.l.) przystosowana przy współudziale firmy ProGea Consulting i Zarządu Zieleni Miejskiej w Krakowie do lokalnych wymagań zamawiającego, została zasilona szczegółowymi danymi z przeprowadzonej inwentaryzacji zieleni miejskiej (wybrane parki, zieleńce, zieleń w pasach drogowych) na powierzchni ok. 1 ha. Późniejsze prace, wykonywane już poza projektem, pozwoliły na zwiększenie zinwentaryzowanej szczegółowo zieleni miejskiej jak dotąd do 25 ha, a docelowo przewidywane jest objęcie programem całej zieleni Krakowa podlegającej ZZM. Prace wykonywane w ramach działania 5 dostarczą szeregu informacji istotnych dla planowania i kontrolowania zabiegów pielęgnacyjnych, a także prowadzenia działań fitomelioracyjnych, w sposób optymalny dla kształtowania miejskiego mikroklimatu, z uwzględnieniem estetyki i bezpieczeństwa. Działanie 6. Promocja projektu Zadaniem tego działania jest promowanie projektu wśród mieszkańców Krakowa. W każdym projekcie uzyskującym dofinansowanie ze źródeł zewnętrznych, przeznaczenie pewnej części środków finansowych na ten właśnie cel jest normą i zabezpiecza w ten sposób także interes darczyńcy. Zanim jednak przystąpiono do uruchomienia zamówień publicznych, czy to na opracowanie strony internetowej, czy to na wykonanie materiałów promocyjnych, należało jak najszybciej przygotować informacje prasowe, zamieścić choćby krótki komunikat o projekcie na stronie internetowej, a także zaprojektować papier firmowy, aby prowadzona korespondencja wyróżniała się spośród setek tysięcy pism urzędowych. Inspiracją do tymczasowego logotypu był fragment mapy z prowadzonego przez Zakład Monitoringu i Modelowania Zanieczyszczeń Powietrza IMGW PIB Oddział w Krakowie serwisu internetowego FAPPS (system prognozowania rozprzestrzeniania zanieczyszczeń powietrza) ze strony z ułożonymi nad Krakowem kwadratowymi, barwnymi symbolami obrazującymi prognozowane stężenie pyłu PM2,5, wycięty na kształt chorągiewki. Tymczasowe logo, po uzupełnieniu znaku graficznego o akronim MONIT-AIR, stało się jednak trwałym, rozpoznawalnym znakiem niemal wszystkich materiałów i produktów projektu. W ramach zadania zostały zaprojektowane i zakupione materiały informacyjno-promocyjne i gadżety: ulotki, notesy, teczki tekturowe, materiałowe, siatki, pendrive y, długopisy, smycze, naklejki i plakietki, standy, roll-bannery, tablice informacyjne i pamiątkowe, stacje pogody na biurko. Ich dostawcą była firma Studio L. We współpracy z Zarządem Infrastruktury Komunalnej i Transportu w Krakowie uruchomiono w ramach witryny EkoCentrum Czysty Kraków Lepsze Życie przygotowaną przez Studio RB stronę internetową w języku polskim i angielskim, na której zamieszczano aktualne informacje o projekcie. Wyraźny wzrost liczby wizyt na stronie pl/244,a,monit-air.htm obserwowano w okresach nasilonych innych działań promocyjnych: konferencji prasowych, seminarium połączonego z wizytą studyjną, posiedzeń Komisji Planowania Przestrzennego i Ochrony Środowiska RMK, Komisji Dialogu Obywatelskiego ds. Ochrony Zieleni, Rady Programowej ds. Zieleni, a także w trakcie cyklicznych imprez jak Dni Ziemi, Festiwalu Recyklingu, Europejskiego Tygodnia Zrównoważonego Transportu, czy Dni Otwartych Magistratu. Promowanie założeń i wyników projektu MONIT-AIR, miało również miejsce podczas konferencji o szerokim zasięgu, organizowanych przez instytucje naukowe niezwiązane bezpośrednio z jego realizacją, jak np. w trakcie IX konferencji naukowej Ochrona powietrza w teorii i praktyce (Zakopane, października 214 r.), czy też na I Forum Green Smart City głos nauki w walce ze smogiem (Kraków, 11 kwietnia 216 r.). Do najtrwalszych materiałów informacyjno-promocyjnych projektu należą przygotowane w wersji drukowanej i dostępne również w wersji elektronicznej wydawnictwa na seminarium i konferencję naukowo-promocyjną, a także niniejszy Atlas pokrycia terenu i przewietrzania Krakowa, podsumowujący najważniejsze rezultaty projektu. Działanie 7. Organizacja szkoleń, seminarium i konferencji naukowo-promocyjnej Biurowy i terenowy sprzęt komputerowy wraz z oprogramowaniem, dostarczony w ramach działania 5, umożliwia pełne korzystanie z wymienionej aplikacji R3 TREES (R3 GIS) w integracji z zasobami innych dostępnych danych przestrzennych. Bez przeszkolenia zajmujących się zielenią pracowników, mógłby się jednak okazać częściowo bezużytecznym narzędziem. W celu pełnego wykorzystania potencjału aplikacji, ProGea Consulting przeprowadziła specjalistyczne szkolenia i warsztaty dla osób bezpośrednio związanych z zarządzaniem terenami zieleni miejskiej. 13

15 Również w ramach tego działania, w dniu 17 kwietnia 215 r. zorganizowano seminarium pt. Warunki przewietrzania i jakość powietrza w Krakowie (Ryc. 1.5) połączone z wizytą studyjną przedstawiciela Norweskiego Instytutu Meteorologicznego, która odbyła się 16 kwietnia 215 r. W sali im. prof. H. Słoty w Oddziale Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej przy ul. Piotra Borowego 14 w Krakowie, uczestników seminarium przywitał Zastępca Dyrektora IMGW-PIB ds. Badawczych prof. dr hab. inż. Maciej Maciejewski, który podkreślił rolę badań naukowych w podejmowaniu działań na rzecz poprawy jakości powietrza. W imieniu władz Krakowa głos zabrała Pani Elżbieta Koterba Zastępca Prezydenta Miasta Krakowa ds. Rozwoju Miasta, wyrażając przekonanie, że realizacja projektu MONIT-AIR będzie miała bezpośrednie i wymierne przełożenie na działania związane z planowaniem przestrzennym w mieście. Podczas spotkania wygłoszono 9 referatów, których autorami byli: Paweł Ciećko (prezentował Ryszard Listwan), Marian Mazur, Zbigniew Ustrnul, Jolanta Godłowska, Wiesław Kaszowski, Wojciech Rozwoda, Przemysław Szwałko, Małgorzata Stępińska, Marek Krokos, Jerzy Zwoździak, Łukasz Szałata, Jerzy Bartnicki, Bruce Rolstad Denby oraz Ewa Krajny i Leszek Ośródka. Żywe zainteresowanie tematyką seminarium wyrażało się nie tylko w liczbie jego uczestników (ponad 1 osób), ale w dyskusjach oficjalnych i kuluarowych. Ryc Dyskusja podczas seminarium pt. Warunki przewietrzania i jakość powietrza w Krakowie w dniu 16 kwietnia 215 r. (IMiGW w Krakowie) Podsumowującą projekt, międzynarodową konferencję naukowo-promocyjną zaplanowano na dzień 2 października 216 r. Odbędzie się ona w Sali Obrad Rady Miasta Krakowa im. Stanisława Wyspiańskiego w Pałacu Wielopolskich przy Placu Wszystkich Świętych 3-4 w Krakowie. Działanie 8. Zarządzanie projektem Realizacja projektu nie byłaby możliwa bez sprawnego zarządzania. Funkcje kierownicze w powołanym dla prawidłowej koordynacji wszystkich działań projektu Zespołu Zadaniowego oraz skład osobowy Komitetu Sterującego został określony zarządzeniem Prezydenta Miasta Krakowa, szerzej omówionym w rozdz Szczegółowy podział funkcji, związanych m.in. z obsługą finansową, prawną, koordynacją naukową, zamówieniami publicznymi, systemami informatycznymi i specyfiką poszczególnych zadań wynikał z zamierzeń sformułowanych na etapie przygotowywania wniosku aplikacyjnego, ale wymagał modyfikacji w miarę postępu prac i zaawansowania projektu. Zakres tego działania wykraczał jednak poza osoby i instytucje beneficjenta i partnera, gdyż zarządzanie obejmuje także kontakty zewnętrzne, począwszy od Operatora Programu z jednej strony a skończywszy na Wykonawcach zewnętrznych z drugiej strony, a także równoległe kontakty z końcowymi odbiorcami rezultatów projektu z mieszkańcami, środowiskiem naukowym, instytucjami związanymi z ochroną środowiska, gminami sąsiednimi i odległymi niekiedy miastami, często też za pośrednictwem mediów i komunikacji elektronicznej. Synergia zarządzania i pozostałych, wyżej przedstawionych siedmiu działań, złożyła się na wartościowy i pełen perspektyw wynik. Podsumowując najważniejsze efekty, uzyskane w ramach głównych, opisanych tutaj działań projektu MONIT-AIR, można w sposób jak najbardziej ogólny stwierdzić, że rezultatem projektu jest dostarczenie nowoczesnej bazy informacji przestrzennych, uzyskanych w wyniku monitorowania, kontroli i badań pomiarowych wykonanych z wykorzystaniem nowoczesnych technologii, w celu wspomagania procesu decyzyjnego zmierzającego do poprawy jakości życia mieszkańców, zgodnie z ideą zrównoważonego rozwoju. Pozyskane w ramach projektu dane są i będą udostępniane poprzez Miejski System Informacji Przestrzennej oraz inne serwisy internetowe (np. Małopolska Infrastruktura Informacji Przestrzennej) przyczyniając się do rozwoju społeczeństwa obywatelskiego, podnoszenia świadomości społecznej w zakresie ochrony środowiska oraz kształtowania postaw proekologicznych. Stworzony wielowątkowy system uzupełni funkcjonującą w Krakowie bazę danych przestrzennych i będzie stale wykorzystywany w procesie podejmowania decyzji, przyczyniając się do poprawy jakości powietrza w Krakowie. Dzięki utrzymaniu ciągłości funkcjonowania zintegrowanego sytemu danych przestrzennych, będzie można w przyszłości weryfikować skuteczność i prawidłowość podejmowanych działań w Krakowie, a najlepsze rozwiązania, wypracowane i sprawdzone tu w ramach realizowanego w latach projektu, będą mogły stanowić wzorzec dla innych miast borykających się z niezadowalająca jakością powietrza. 14

16 2. Opis terenu badań

17 2.1. Uwarunkowania topograficzne obszar miasta oraz domena obliczeniowa U. Cisło-Lesicka, P. Wężyk W ramach projektu MONIT-AIR przeprowadzono szereg badań i analiz przestrzennych GIS obejmujących różne warianty zasięgu terenu badań (Ryc. 2.1), tj.: w granicach administracyjnych miasta Krakowa (327 km 2 ), w obrębie tzw. domeny obliczeniowej (58 km 2 ) obejmującej Kraków wraz z jego bezpośrednio przylegającymi obszarami, w obrębie tzw. obszaru opracowania (581 km 2 ) obejmującego Kraków wraz z najbliższą okolicą. W zasięgu granic administracyjnych miasta Krakowa przeprowadzono m.in. aktualizację: stanowisk pomników przyrody, roślin chronionych oraz mapy roślinności rzeczywistej Krakowa. Wyznaczono też potencjał solarny dachów oraz zinwentaryzowano istniejące i wyznaczono potencjalne dachy pod tzw. zielone dachy. Na podstawie chmur punktów 3D z lotniczego skanowania laserowego określono wybrane wskaźniki jakości życia mieszkańców Krakowa. W granicach tzw. domeny obliczeniowej wykonano analizy morfometryczne oraz określono warunki przewietrzania Krakowa. Z kolei dla tzw. obszaru opracowania wykonano mapę pokrycia i użytkowania terenu (ang. Land Use Land Cover, LULC) na podstawie klasyfikacji obiektowej wysokorozdzielczych zobrazowań satelitarnych. Rzeźba terenu oraz formy pokrycia i użytkowania terenu zdefiniowanej w projekcie MONIT-AIR tzw. domeny obliczeniowej (Ryc. 2.1) wywiera istotny wpływ na warunki przewietrzania i dyspersji zanieczyszczeń w Krakowie. Miasto Kraków podobnie jak obszar domeny obliczeniowej położne są na granicy trzech wielkich jednostek geomorfologicznych, tj. Wyżyny Krakowskiej, Kotliny Sandomierskiej oraz Pogórza Karpackiego. W obszarze Kotliny Sandomierskiej wyróżnia się: dolinę Wisły, Wysoczyznę Wielicko-Gdowską oraz Wysoczyznę Proszowicką. W obrębie Wyżyny Krakowskiej znajduje się region skłonu Płaskowyżu Ojcowskiego i Brama Krakowska, która zamyka od zachodu dolinę Wisły. W obrębie jednostki Pogórza Karpackiego położony jest fragment Pogórza Wielickiego. Bazując na analizach przestrzennych GIS z wykorzystaniem precyzyjnego Numerycznego Modelu Terenu (NMT; format ASCII GRID; 1x1 m; źródło: ISOK) określono średnią wysokość terenu nad poziomem morza Bałtyckiego (układ wysokościowy Kronsztad; PL-KRON86-NH) dla obszaru administracyjnego Krakowa, która wynosi 222,37 m. Ten sam parametr określony dla obszaru domeny obliczeniowej wynosi 231,43 m (Ryc. 2.1). Zdecydowany odsetek obszarów (aż 7,2% powierzchni Krakowa i 61,5% domeny obliczeniowej) położone jest w przedziale wysokościowym od 2 25 m n.p.m. (Tabela 2.1). Tabela 2.1. Wysokość terenu badań n.p.m. na obszarze domeny obliczeniowej i w obrębie granic administracyjnych miasta Krakowa Wysokość [m n.p.m.] Domena Miasto Kraków obliczeniowa [km 2 ] % [km 2 ] % < 2 89,3 15,4 55,5 17, 2, ,2 61,6 229,2 7,2 > 25,1 133,8 23, 41,7 12,8 Najczęściej występującą ekspozycją stoków na terenie Krakowa jest wystawa południowo-wschodnia (SE-16,8%) oraz północna (N-14,6%). W Krakowie najmniej jest terenów z wystawą zachodnią (W-9,4%) oraz północno-zachodnią (NW-1,2%). Podobnie jest na obszarze całej domeny obliczeniowej, w której przeważają obszary z ekspozycją północną (N-15,6%) i południowo-wschodnią (SE-15,3%), a najmniej jest stoków o wystawie zachodniej (W 9,4%) i północno-zachodniej (NW-1,8%; Tabela 2.2). 16

18 Ryc Kompozycja mapy hipsometrycznej obszaru badań w projekcie MONIT-AIR z cieniowanym reliefem (NMT; ISOK) w tle Tabela 2.2. Ekspozycja stoków terenu badań na obszarze domeny obliczeniowej i w granicach administracyjnych miasta Krakowa Ekspozycja Domena obliczeniowa Miasto Kraków [km 2 ] % [km 2 ] % bez ekspozycji,5,,3, N 9,7 15,6 47,7 14,6 NE 74,1 12,8 39,1 12, E 7,6 12,2 38,8 11,9 SE 72,7 12,5 43,1 13,2 SE 88,9 15,3 54,9 16,8 SW 65,6 11,3 38,7 11,9 W 54,8 9,4 3,7 9,4 NW 63, 1,8 33,4 1,2 Średni spadek terenu w obszarze Krakowa wynosi zaledwie 4,3 stopnia, a w całym obszarze domeny obliczeniowej niewiele więcej bo tylko 4,7 stopnia. Na zdecydowanie przeważającym obszarze zarówno w granicach miasta Krakowa (89,7%), jak i w całej domenie obliczeniowej (88,6%), spadek zboczy nie przekracza 1, stopni (Tabela 2.3). Tabela 2.3. Spadki stoków w obszarze domeny obliczeniowej i w granicach administracyjnych miasta Krakowa Nachylenie [stopnie] Domena obliczeniowa Miasto Kraków [km 2 ] % [km 2 ] % < 1 513,9 88,6 292,8 89,7 1,1-2 46,3 8, 22,6 6,9 > 2,1 2, 3,4 11, 3,4 Wykorzystując analizy przestrzenne GIS bazujące na rastrowym numerycznym modelu terenu (NMT; ISOK) określono charakterystykę geomorfologiczną terenu badań (Weiss 26). Analizy wykazały (Tabela 2.4, Ryc. 2.2.), iż zarówno w obszarze tzw. domeny obliczeniowej, jak i w granicach administracyjnych Krakowa najliczniejszą formą rzeźby terenu są szerokie wypłaszczone obszary dolin (odpowiednio 44,6% i 51,3%). Wąwozy i wcięte doliny w obszarze domeny obliczeniowej i w mieście Krakowie zajmują odpowiednio 13,5% i 11,3% powierzchni. Takie formy geomorfologiczne jak szczyty i wysokie grzbiety występują na 13,4% i 1,7% powierzchni (odpowiednio domeny i miasta). Najmniej w obszarze domeny obliczeniowej i w granicach administracyjnych Krakowa wykryto wyżyn pociętych dolinami (,1%) oraz lokalnych grzbietów i wniesień w szerokich dolinach (odpowiednio,2% i,1%). 17

19 Ryc Mapa występowania poszczególnych form terenowych obszaru badań (wg klasyfikacji Weiss 26) Tabela 2.4. Udział poszczególnych form terenowych (wg klasyfikacji Weiss) na obszarze domeny obliczeniowej i w granicach administracyjnych miasta Krakowa Opis form terenu Wąwozy i wcięte doliny Domena obliczeniowa Miasto Kraków [km 2 ] % [km 2 ] % 78,4 13,5 36,9 11,3 Płytkie małe doliny 5,4,9 2,9,9 Wyżyny pocięte dolinami,8,1,4,1 Doliny U-kształtne 65,7 11,3 33,6 1,3 Szerokie wypłaszczone obszary Szerokie otwarte stoki Połoniny, płaskie szczyty Lokalne grzbiety i wniesienia w szerokich dolinach Lokalne grzbiety na stokach i równinach Szczyty i wysokie grzbiety 258,8 44,6 173,3 53,1 23,4 4,1 1,6 3,3 61,3 1,6 29,3 9, 1,2,2,4,1 7,6 1,3 3,8 1,2 77,7 13,4 35, 1,7 Uwarunkowania topograficzne miasta Krakowa (większość obszaru Krakowa położona jest w dolinie Wisły) sprawiają, że bardzo często w rejonie tym występują sytuacje pogodowe niekorzystne dla dyspersji zanieczyszczeń (Baścik, Degórska 215). Dolina Wisły oraz jej dopływy (Skawinka, Rudawa, Prądnik) są naturalnym korytarzem koncentrującym strumienie powietrza przepływające nad miastem, stąd dominujący w centrum miasta udział wiatrów zachodnich i wschodnich. Z obydwu tych kierunków napływają zanieczyszczenia nad intensywnie zabudowane regiony Krakowa. Dotyczy to źródeł odległych (Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego przy cyrkulacji zachodniej i północno- -zachodniej, Tarnowa przy cyrkulacji wschodniej) oraz lokalnych (Skawina przy wiatrach południowo-zachodnich i zachodnich, Nowa Huta przy wiatrach wschodnich). Ponadto w obrębie dolin rzecznych, a zwłaszcza Wisły i Rudawy, zlokalizowane są lokalne źródła zanieczyszczeń komunalnych i komunikacyjnych, co dodatkowo przyczynia się do pogorszenia stanu powietrza w centrum miasta. 18

20 2.2. Klimat Krakowa A. Bokwa Warunki klimatyczne Krakowa i terenów go otaczających są efektem oddziaływania czynników makroskalowych (np. cyrkulacji atmosferycznej, położenia na północnej granicy Karpat Zachodnich) oraz lokalnych, w tym związanych z położeniem miasta we wklęsłej formie terenu (np. różnego pokrycia/użytkowania terenu, tworzenia się katabatycznych spływów i zastoisk zimnego powietrza w dnie doliny Wisły, częstego występowania inwersji temperatury powietrza). Dodatkowo dolina Wisły jest znacznie węższa w zachodniej części miasta niż we wschodniej, a łączne oddziaływanie wszystkich czynników znacząco modyfikuje procesy kształtujące klimat lokalny i powoduje znaczne jego zróżnicowanie w obszarze krakowskim. Warunki klimatyczne dna doliny Wisły, gdzie koncentruje się zabudowa centrum miasta i gdzie zlokalizowane są stacje meteorologiczne o długich ciągach obserwacyjnych (Ogród Botaniczny, Balice, Igołomia), są lepiej rozpoznane niż warunki klimatyczne innych terenów obszaru krakowskiego (Matuszko 27, Bokwa 21), przy czym niewielka zmiana lokalizacji stacji w Balicach w sierpniu 25 r. spowodowała zerwanie homogeniczności serii niektórych elementów meteorologicznych, np. temperatury powietrza. Średnia roczna temperatura powietrza w obszarze pozamiejskim otaczającym Kraków jest mało zróżnicowana; przykładowo w latach wynosiła ona 9,3ºC w dnie doliny (punkt pomiarowy Jeziorzany), 9,5ºC 5, m ponad dnem doliny (Rzozów) i 9,8ºC na wierzchowinie 1 m ponad dnem doliny (Libertów). Natomiast średnia roczna temperatura minimalna w tym okresie wyniosła odpowiednio: 4,3ºC, 5,ºC i 6,2ºC co potwierdza występowanie częstych nocnych inwersji temperatury oraz tworzenie się tzw. jezior chłodu w wąskiej, zachodniej części dna doliny Wisły. Jak pokazują badania Walczewskiego (1994), inwersja temperatury powietrza występuje w Krakowie w ok. 7% dni w roku, a przez 2% występuje inwersja całodobowa, natomiast Hajto i Rozwoda (21) stwierdzili, że stała równowaga atmosfery osiąga częstość ok. 55% w okresie letnim i ok. 7% w okresie zimowym. Zróżnicowanie temperatury powietrza w obszarze zurbanizowanym Krakowa jest związane z miejską wyspą ciepła zmodyfikowaną przez rzeźbę terenu. Największa intensywność miejskiej wyspy ciepła (czyli największe różnice temperatury między obszarami miejskimi i pozamiejskimi), wyznaczane osobno dla poszczególnych stref wysokościowych miasta, występują nocą, latem, przy pogodzie bezchmurnej i bezwietrznej i osiągają wtedy średnio od 6,6K (dno doliny, różnica temperatury między zabudową śródmiejską a obszarem pozamiejskim w zach. części doliny) do 1,4K (5 m powyżej dna doliny, pn. część miasta, różnica: zabudowa willowa-obszar pozamiejski w zach. części doliny) (Bokwa i in. 215). Natomiast średnia roczna intensywność miejskiej wyspy ciepła wynosi odpowiednio: 1,3K i,4k. Najwyższa średnia roczna temperatura występuje w centrum miasta i na Al. Krasińskiego w latach wyniosła 1,1ºC. Średnia roczna suma opadów w latach odnotowana została na poziomie 73,2 mm, a średnia roczna liczba dni z opadem wyniosła 18 (Ogród Botaniczny; Matuszko i in. 215). Opady, podobnie jak temperatura powietrza, wykazują duże zróżnicowanie przestrzenne; przykładowo, średnie roczne opady w centrum miasta (Ogród Botaniczny) są niższe o około 7% od opadów na wierzchowinach otaczających miasto od południa (Libertów), ale o 14% wyższe od opadów we wschodniej części dna doliny (Igołomia) (Bokwa 21). Pokrywa śnieżna występowała w Krakowie w latach średnio przez 64 dni w roku (Matuszko i in. 215). Kierunek i prędkość wiatru podlegają na terenie Krakowa i okolic znacznym modyfikacjom związanym z usytuowaniem zabudowy miejskiej w dolinie Wisły o przebiegu równoleżnikowym, która od strony zachodniej jest zamknięta zrębami tektonicznymi. Powoduje to znaczne zmniejszenie prędkości wiatru w zachodniej części doliny i na obszarze zurbanizowanym w porównaniu z obszarami pozamiejskimi położonymi we wschodniej części doliny i na wierzchowinach sąsiadujących z miastem. W latach 27-29, w Libertowie i Igołomi częstość cisz atmosferycznych wynosiła,1-,2%, a w Balicach 23,4% (Bokwa 21). W okresie średnia prędkość wiatru w Ogrodzie Botanicznym wynosiła 1,8 m/s, natomiast w Balicach 2,8 m/s. Na obu stacjach przeważały wiatry z sektora zachodniego i wschodniego (Ogród Botaniczny: W 19,7%, WNW 1, %, E 9,3%; Balice: WSW 21,5%, ENE 17,8%, W 1,%) (Matuszko i in. 215). Warunki klimatyczne Krakowa, a w szczególności częste inwersje temperatury powietrza i słaba wentylacja naturalna, są istotnym czynnikiem pogarszającym stan aerosanitarny miasta (Bokwa 211). Największe stężenia zanieczyszczeń powietrza, zwłaszcza pyłów PM1 i PM2.5, notowane są w chłodnej porze roku, przy pogodzie bezchmurnej i bezwietrznej, zwykle związanej z oddziaływaniem ośrodka wysokiego ciśnienia. 19

21 2.3. Czynniki wpływające na jakość powietrza w Krakowie J. Godłowska Zanieczyszczenie powietrza jest istotnym problemem dla mieszkańców aglomeracji miejskich. Wzrost rozmiarów miast i liczby osób, dla których są one miejscem zamieszkania lub pracy, skutkuje zarówno zwiększeniem emisji, jak i ograniczeniem możliwości wydajnego usuwania zanieczyszczeń poza ich obręb, powodując okresową ich kumulację. Kolejne budowane obiekty stanowią nie tylko coraz większą przeszkodę w usuwaniu zanieczyszczeń poza obszar, w którym zostały wyemitowane, ale także stanowią dodatkowe źródła emisji, komunalnej. Nie bez znaczenia jest też fakt zwiększającej się liczby pojazdów, co przekłada się na wzrost emisji ze źródeł komunikacyjnych. Istnieją coraz liczniejsze dowody na to, że zanieczyszczenie powietrza ma znaczący wpływ na długość i jakość życia. W czasie występowania epizodów smogowych obserwuje się większą niż zazwyczaj liczbę hospitalizacji i zgonów. Wzrost zachorowalności na choroby układu oddechowego i krążenia odnotowuje się zwłaszcza wśród dzieci i ludzi starszych. Pomimo wzrostu świadomości społecznej i licznych działań mających na celu redukcję emisji, w Krakowie wielokrotnie w ciągu roku znacznie przekraczane są normatywne stężenia pyłu zawieszonego. Kłopoty z dotrzymaniem norm jakości powietrza w Krakowie są wynikiem szczególnie niefortunnego położenia geograficznego miasta. Trzon miasta, leżący w dolinie Wisły, od strony północnej i południowej jest osłonięty obłymi wzgórzami poprzecinanymi dolinami rzecznymi. Jednak największym problemem Krakowa jest jego przesłonięcie od strony zachodniej przez elementy zróżnicowanego topograficznie Pomostu Krakowskiego. Obejmuje on najwyżej wzniesione punkty w mieście: Zrąb Sowińca (355 m n.p.m.) z kopcami Niepodległości im. J. Piłsudskiego(383,6 m n.p.m.) oraz Tadeusza Kościuszki (326,5 m n.p.m.), zręby Tynieckie: m.in. Guminek (293,4 m n.p.m.), Ostrą Górę (284,5 m n.p.m.), Grodzisko (279,9 m n.p.m.), Winnicę (25 m n.p.m.), Zrąb Podgórski (254 m n.p.m.) z kopcem Krakusa (269,3 m n.p.m.) czy zręby Wawelu (238 m n.p.m.) i Skałki (German 2-21). Wzniesienia Pomostu Krakowskiego stanowią dla całego miasta barierę ograniczającą wydajność przewietrzania, poprzez zmniejszenie prześwitu doliny Wisły w zachodniej części Krakowa, utrudniając jej penetrację przez wiatr przy dominującej w Polsce cyrkulacji zachodniej. Położenie Krakowa w dolinie Wisły wpływa nie tylko na warunki anemologiczne, czyli prędkość i kierunek wiatru, ale także sprzyja występowaniu inwersji temperatury, determinujących stały typ równowagi atmosfery w ich obrębie i ograniczających zdolność mieszania pionowego. Procesy urbanizacyjne, których efektem jest coraz gęstsza i wyższa zabudowa dodatkowo ograniczają prędkość wiatru i zdolność usuwania zanieczyszczeń poza jego teren. Wpływając ograniczająco na dyspersję poziomą zanieczyszczeń często przyczyniają się jednakże do poprawy warunków wentylacji pionowej. Sprzyja temu między innymi wzmożona produkcja ciepła antropogenicznego ograniczająca w rejonach dużych skupisk ludzkich częstotliwość występowania inwersji temperatury. Oprócz warunków topograficznych i urbanistycznych na jakość powietrza w Krakowie mają wpływ czynniki dynamicznie zmieniające się w cyklu rocznym, sezonowym i dobowym oraz te o zmienności niecyklicznej. Są nimi emisja zanieczyszczeń i warunki meteorologiczne. Pogoda może wpływać na jakość powietrza w Krakowie dwojako: poprzez wymuszenie wzrostu bądź spadku emisji zanieczyszczeń albo poprzez zmianę warunków usuwania wyemitowanych zanieczyszczeń poza miasto. Głównym czynnikiem modyfikującym wielkość emisji zanieczyszczeń jest temperatura powietrza. W zimie niekorzystne jest jej obniżenie, powodujące wzrost emisji zanieczyszczeń z systemów grzewczych. Wzrost emisji dotyczy w tym przypadku głównie pyłu zawieszonego, tlenków siarki i azotu oraz węglowodorów aromatycznych. Niska temperatura powietrza może także wpływać na wzrost emisji zanieczyszczeń pochodzących z komunikacji, poprzez pogorszenie warunków spalania w silnikach samochodowych. W lecie niekorzystne są okresy z wysoką temperaturą powietrza. Towarzyszący jej typ pogody, zazwyczaj bezchmurnej, związanej z układami wyżowymi, wpływa na zwiększenie wydajności procesów fotochemicznych, co w rezultacie prowadzi do zwiększenia produkcji ozonu i innych zanieczyszczeń charakterystycznych dla smogu letniego. To, czy wzrost emisji przełoży się na pogorszenie jakości powietrza, zależy głównie od warunków wentylacji, które odpowiadają za usuwanie zanieczyszczeń poza obręb miasta. Warunki wentylacji określają zdolność do wymiany powietrza pomiędzy miastem i jego otoczeniem, a w skali lokalnej zdolność rozprowadzania zanieczyszczeń w obrębie miejskiej warstwy granicznej. Na warunki wentylacji mają wpływ zarówno stratyfikacja termiczna atmosfery, jak i warunki anemologiczne. Stratyfikacja termiczna determinuje stan równowagi atmosfery i grubość warstwy, w której zanieczyszczenia wyemitowane w jej obrębie będą skutecznie rozprowadzane. 2

22 W chwiejnej równowadze atmosfery, najczęściej obserwowanej latem w godzinach około południowych, mieszanie pionowe powietrza jest bardzo wydajne, a warstwa, w której to mieszanie zachodzi ma grubość kilkuset metrów. Taka sytuacja sprzyja pionowemu mieszaniu zanieczyszczeń wyemitowanych blisko powierzchni ziemi, rozprowadzając je w warstwie o czasem znacznej miąższości. Ze względu na obserwowany zazwyczaj znaczny wzrost prędkości wiatru z wysokością, pionowe rozprowadzenie zanieczyszczeń wpływa nie tylko na zmniejszenie ich stężeń blisko powierzchni ziemi, ale także na zwiększenie możliwości usunięcia ich poza obszar emisji, czym sterują warunki anemologiczne. W okresach bez dostępu promieniowania słonecznego szybsze niż w przypadku powietrza ochładzanie powierzchni ziemi powoduje tworzenie się warstw inwersyjnych i w ich obrębie stałej równowagi atmosfery. Ruchy pionowe powietrza są wtedy tłumione, a zanieczyszczenia wyemitowane blisko powierzchni ziemi nie są rozprowadzane pionowo i przy słabym wietrze lub w ciszy wiatrowej może tam dochodzić do ich kumulacji Charakterystyka dzielnic Krakowa pod kątem gęstości zaludnienia A. Miodońska Pod względem liczby mieszkańców Kraków jest drugim po Warszawie największym miastem Polski. W 211 roku liczba ludności w powiecie Kraków osiągnęła poziom osób co odpowiada średniej gęstości zaludnienia na poziomie osób/km 2 (Biuletyn Informacji Publicznej, 213). Wg danych z dnia 14 maja 213 roku o liczbie stałych mieszkańców w poszczególnych dzielnicach Krakowa (Biuletyn Informacji Publicznej, 213) największa wartość wskaźnika zagęszczenia mieszkańców na jednostce powierzchni przypada na Dzielnicę XVI (Bieńczyce; osób/km 2 ), a najmniejsza na Dzielnicę VII (Zwierzyniec; 71 osób/km 2 ), co wynika z nierównomiernego rozkładu terenów zabudowy mieszkaniowej w Krakowie. Informacje dotyczące gęstość zaludnienia w poszczególnych dzielnicach zestawiono w Tabeli 2.5 i na Ryc Tabela 2.5. Gęstość zaludnienia w dzielnicach Krakowa (stan na 213 rok) Dzielnica Powierzchnia [km 2 ] Liczba mieszkańców w Dzielnicy Gęstość zaludnienia [os/km 2 ] I - Stare Miasto 5, II - Grzegórzki 5, III - Prądnik Czerwony 6, IV - Prądnik Biały 23, V - Krowodrza 5, VI - Bronowice 9, VII - Zwierzyniec 28, VIII - Dębniki 46, IX - Łagiewniki Borek Fałęcki 5, X - Swoszowice 25, XI - Podgórze Duchackie 9, XII - Bieżanów 18, XIII - Podgórze 25, XIV - Czyżyny 12, XV - Mistrzejowice 5, XVI - Bieńczyce 3, XVII - Wzgórza Krzesławickie 23, XVIII - Nowa Huta 65,

23 IV XV XVII VI III XVI VII V I II XIV XVIII XIII VIII IX XI X XII Liczba osób na km 2 11 tys tys. 1 tys tys. 9 tys - 1 tys. 8 tys. - 9 tys. 7 tys. - 8 tys. 6 tys. - 7 tys. 5 tys. - 6 tys. 4 tys. - 5 tys. 3 tys. - 4 tys. 2 tys. - 3 tys. 1 tys. - 2 tys. - 1 tys. Ryc Gęstość zaludnienia w dzielnicach Krakowa Powyższe dane nie uwzględniają niestety osób czasowo przebywających w Krakowie lub na stałe, ale niezameldowanych. Przykładowo samych studentów w roku akademickim 214/215 było około 18. Należy wziąć także pod uwagę mieszkańców sąsiadujących z Krakowem gmin, na co dzień pracujących właśnie w obszarze miasta. 22

24 3. Materiały i metoda

25 3.1. Zobrazowania satelitarne WorldView-2 (DigitalGlobe) oraz zobrazowania lotnicze U. Cisło-Lesicka, P. Wężyk W ostatnich dekadach w badaniach przemian środowiska (np. mapy pokrycia i użytkowani terenu) dość często wykorzystuje się obrazy z pasywnych sensorów będących częścią systemu monitorowania Ziemi. Oferują one najczęściej dane z zakresu optycznego promieniowania elektromagnetycznego pozyskiwane z pułapu lotniczego i satelitarnego. Najczęściej wykorzystywanym produktem pochodzącym z przetwarzania zdjęć lotniczych są ortofotomapy lotnicze, które powstają w zakresie spektrum promieniowania widzialnego oferując najczęściej kompozycję 3 kanałów (RGB lub współcześnie również RGB NIR / CIR). Geodanymi posiadającymi znacznie więcej informacji spektralnej są wielospektralne zobrazowania satelitarne. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu odpowiedniej technologii, pozwalającej na rozdzielenie promieniowania elektromagnetycznego na zdefiniowane przez producenta systemu kanały spektralne (ang. MS) oraz kanał panchromatyczny (ang. PAN). Dalsze przetwarzanie polegać może na klasyfikacji obrazów z wykorzystaniem wybranych kanałów lub tworzenie barwnych kompozycji poprzez łączenie kanałów w tzw. kompozycje barwne (np. RGB, CIR; Ryc. 3.1). Ilość rejestrowanych kanałów zależy od budowy sensora (skanera) i definiuje ona tzw. rozdzielczość spektralną. Możliwość klasyfikacji zarejestrowanych kanałów spektralnych pozwala na prowadzenie klasyfikacji obiektów, która nie byłaby możliwa do przeprowadzenia tylko na kompozycji barwnej (RGB). Obrazy rejestrowane z pułapu satelitarnego poza rozdzielczością spektralną charakteryzują się też, a może przede wszystkim, rozdzielczością terenową (przestrzenną), czasową i radiometryczną. W projekcie MONIT-AIR wykorzystano zobrazowania satelitarne WorldView-2 firmy DigitalGlobe, w postaci 9-kanałowego zobrazowania (8 kanałów MS i 1 kanał PAN). Satelita systemu WorldView-2 (DigitalGlobe) obrazuje z orbity 77 km od Ziemi dostarczając obrazy panchromatyczne (w zakresie całego spektrum widzialnego promieniowania) o rozdzielczości przestrzennej,46 m oraz wielospektralne z rozdzielczością przestrzenną 1,85 m (dla tzw. nadiru). Wychylenie obiektywu od pionu (tzw. nadir-off) o ponad 2 stopni powoduje powiększenie GSD piksela do,52 m i 2,7 m. Satelita WorldView-2 (DigitalGlobe) charakteryzuje się rozdzielczością czasową (czas ponownej rejestracji zobrazowania dla danego terenu) 1,1 dnia i 3,7 dnia dla obszarów z założeniem rejestracji obrazu <2 stopni od nadiru Szerokość rejestrowanej sceny (obrazu) wynosi 16,4 km (nadir), a długość może sięgać kilkuset km. a b Ryc Przykład kompozycji barwnych obrazów WorldView-2 (DigitalGlobe): (a) kompozycja RGB z wykorzystaniem kanałów spektrum widzialnego; (b) kompozycja CIR z wykorzystaniem kanału bliskiej podczerwieni; obszar Podgórki Tynieckie, Kraków Maksymalna wielkość powierzchni jednoczesnej rejestracji przez sensor VW-2 wynosi 138 x 112 km (z 3 wychyleniem osi skanowania od nadiru). Satelita WorldView-2 (DigitalGlobe) rejestrując obrazy w kanałach wielospektralnych, umożliwia ich wykorzystanie w analizach roślinności, gleb, rolnictwie precyzyjnym, urbanistyce, a nawet w pracach archeologicznych. Kanały wielospektralne dają możliwość pozyskania odpowiedzi spektralnej w wąskich pasmach 24

26 promieniowania, przez co ułatwiają proces identyfikacji obiektów co służy lepszemu monitorowaniu środowiska. W projekcie MONIT-AIR wykorzystano nowatorskie podejście w analizie obrazów, czyli klasyfikacją obiektową (ang. OBIA Object-Based Image Analysis). Dla jej potrzeb analizie poddano obrazy zarejestrowane w dniu 9 października 214 roku przez satelitę WV-2. Firma DigitalGlobe dostarczyła obrazy wysokorozdzielcze z 8 kanałów spektralnych oraz 1 z kanału PAN, dla powierzchni ok. 58 km 2. W analizie OBIA (lub zamienny akronim GEOBIA) wykorzystano także obrazy pochodne czyli dane rastrowe reprezentujące wybrane wskaźniki roślinne (np. NDVI). Powyższe dane satelitarne wykorzystywano na różnym stopniu przetworzenia do prac nad aktualizacją Mapy roślinności rzeczywistej Krakowa. Do analizy GEOBIA wykorzystywano także ortofotomapę lotniczą (RGB) wygenerowaną z cyfrowych zdjęć lotniczych pozyskanych w ramach projektu Informatyczny System Osłony Kraju (ISOK) w 212 roku dla obszaru administracyjnego miasta Krakowa oraz ortofotomapę lotniczą Krakowa z 215 roku. Dla pozostałego obszaru domeny obliczeniowej wykorzystano zdjęcia lotnicze z zasobów Centralnego Ośrodka Dokumentacji Geodezyjnej i Kartograficznej (CODGiK; RGB; GSD,25 m). Bardzo ważną warstwę używaną w procesie GEOBIA stanowił model wysokościowy znmpt (ndsm) uzyskany na drodze przetworzenia chmur punktów lotniczego skanowania laserowego (ALS) Lotnicze skanowanie laserowe (ALS) ISOK P. Szwed Na potrzeby obliczenia wybranych parametrów morfometrycznych wykorzystano chmurę punktów LiDAR (ang. LiDAR Light Detection and Ranging) pochodzącą z lotniczego skanowania laserowego (ang. ALS Airborne Laser Scannig) wykonanego w lipcu 212 roku w ramach projektu ISOK. Chmurę pozyskiwano w tzw. Standardzie II 12 pkt/m 2. Dane charakteryzują sie zapisem do 4 ech sygnału, wartościami intensywnosci odbicia oraz RGB (pochodzących ze zdjęć lotniczych). Wykorzystane w projekcie dane zostały w pełni sklasyfikowane do 9 klas (punkty niesklasyfikowane, grunt, niska roślinność, średnia roślinność, wysoka roślinność, budynki i budowle, wody i szumy) (Ryc. 3.2). Na jej podstawie opracowano produkty pochodne niezbędne do wykonania parametryzacji współczynników morfometrycznych oraz klasyfikacji obiektowej (OBIA). Na podstawie sklasyfikowanych chmur punktów 3D ALS wygenerowano numeryczne modele wysokościowe czyli: Numeryczny Model Terenu (NMT) oraz Numeryczny Model Powierzchni Terenu (NMPT). Ten ostatni powstał też osobno dla klas: grunt, roślinność (niska, średnia i wysoka + grunt) oraz budynki i budowle (+ grunt). W celu pozyskania informacji o wysokościach względnych obiektów dokonano normalizacji chmury punktów ALS oraz numerycznego modelu powierzchni terenu (NMPT) w celu uzyskania modelu znmpt. a b Ryc Chmura punktów ALS z projektu ISOK (a) wizualizowana wg klas ASPRS oraz (b) wg wartości RGB 25

27 3.3. Referencyjne dane wektorowe K. Bajorek-Zydroń Podczas prac wykonywanych na potrzeby projektu MONIT-AIR wykorzystywano dane wektorowe udostępnione przez Urząd Miasta Krakowa, pochodzące z różnych źródeł. Z Państwowego Zasobu Geodezyjnego i Kartograficznego udostępniono warstwy wektorowe EGiB (dla Gminy Miejskiej Kraków, GMK) granice miasta, granice i numery działek ewidencyjnych oraz obrysy budynków (warstwa nieaktualna). W analizach GIS oraz GEOBIA wykorzystano także przekazane na potrzeby realizacji projektu inne warstwy wektorowe. Niektóre z nich ze względu na niekompletność wymagały weryfikacji i uzupełnienia. W pracach wykorzystano następujące warstwy: cyfrowa mapa roślinności rzeczywistej Krakowa wykonana w 28 roku wymagająca aktualizacji wraz z warstwą roślin chronionych i lokalizacją wykonanych zdjęć fitosocjologicznych, warstwa wektorowa z Miejskiego Systemu Informacji Przestrzennej (MSIP) granice obszarowych form ochrony przyrody na terenie GMK (parki krajobrazowe (PK), otuliny PK, rezerwaty, obszary Natura 2, użytki ekologiczne), warstwa wektorowa z MSIP pomniki przyrody na terenie GMK (niekompletna, wymagająca weryfikacji i uzupełnienia oraz doprowadzenia do zgodności z wykazem pomników przyrody i innymi materiałami informacyjnymi), warstwa wektorowa z MSIP granice dzielnic, warstwa wektorowa granice gmin sąsiednich materiał poglądowy o małej dokładności, pozyskany przez wektoryzację danych rastrowych, warstwa dróg od Zarządu Infrastruktury Komunalnej i Transportu (ZIKiT), warstwa dróg z MSIP oraz baza Danych Obiektów Topograficznych (BDOT) dane z powiatów Kraków, Wieliczka i Proszowice oraz Urzędu Marszałkowskiego Województwa Małopolskiego Klasyfikacja obiektowa (OBIA) U. Cisło-Lesicka, P. Wężyk Analiza obiektowa obrazu jest procesem cyfrowego przetwarzania danych obrazowych (rastrowych) pozyskanych w celu rozpoznania obiektów i ich otoczenia oraz związków zachodzących między nimi. Podziału typów klasyfikacji można dokonać wedle różnych kryteriów (Ryc. 3.3). Jednym z nich może być poziom zastosowanej automatyzacji, wg którego klasyfikacje obrazu podzielić można na: nienadzorowaną, nadzorowaną i manualną. W procesie klasyfikacji nienadzorowanej system komputerowy segreguje piksele obrazu np. wg podobieństwa we wszystkich kanałach spektralnych, a zadaniem operatora jest jedynie przypisanie tworzonych zbiorów do odpowiednich klas. Podczas procesu klasyfikacji nadzorowanej, system komputerowy wydziela poszczególne piksele na podstawie parametrów statystycznych pochodzących ze wskazanych przez operatora fragmentów obrazów stanowiących wzorce wydzielanych klas (tzw. pola treningowe). Metoda manualnej klasyfikacji polega na manualnej wektoryzacji ekranowej wykonywanej przez operatora. Wyniki klasyfikacji (fotointerpretacji) manualnej są zdecydowanie najlepsze, ale równocześnie metoda ta jest najbardziej pracochłonna i najdroższa. Drugim kryterium podziału metod klasyfikacji obrazu jest rodzaj rozpoznawanych elementów. W tym wypadku można wydzielić trzy kategorie klasyfikacji: klasyfikację pikselową, klasyfikację prowadzoną na podstawie cech tekstury oraz klasyfikację (inaczej analizę) obiektową (Ryc. 3.3). 26

28 Poziom automatyzacji W przypadku klasyfikacji pikselowej analizie podlegają pojedyncze piksele obrazu pod kątem jasności w poszczególnych kanałach spektralnych. W drugiej kategorii klasyfikacji dodatkowo uwzględniane są zależności dla większych grup sąsiadujących ze sobą pikseli. Najbardziej złożonym procesem przetwarzania obrazu jest klasyfikacja obiektowa (OBIA lub GEOBIA), która ma duże znaczenie przede wszystkim w analizach obrazów wielospektralnych i wysokorozdzielczych o odpowiednich cechach tekstury, takich jak zobrazowania systemu WorldView-2 DigitalGlobe (Ryc. 3.4.a). Rodzaje rozpoznawanych elementów klasyfikacja nienadzorowana klasyfikacja pikselowa klasyfikacja nadzorowana klasyfikacja wg cech tekstury klasyfikacja manulana klasyfikacja obiektowa Początki tworzenia zasad analizy obrazu (klasyfikacji obiektowej) znana pod akronimem OBIA datowane są na wczesne lata 7. XX wieku. Ryc Podział dostępnych metod klasyfikacji obrazów wg dwóch wybranych kryteriów a b Ryc Przykład opracowania mapy użytkowania z wykorzystaniem (a) kompozycja CIR, (b) mapa użytkowania, Podgórki Tynieckie, Kraków Gwałtowny rozwój tej metody miał miejsce w ostatniej dekadzie z uwagi na coraz większą łatwość dostępu do wysokorozdzielczych zobrazowań satelitarnych oraz pojawienie się w roku 1999 specjalistycznego oprogramowania ecognition (Definiens; obecnie Trimble Geospatial). klasyfikacji obiektowej metodą OBIA: przede wszystkim na możliwości: integracji danych wieloźródłowych z różnych okresów czasu, różniących się rozdzielczością przestrzenną i spektralną; pozyskania dodatkowych informacji o obiektach oraz łatwość interpretacji uzyskanych wyników; W procesie klasyfikacji metodą OBIA wykorzystywane są zaawansowane algorytmy segmentacji rastra. W schemacie analizy tą metodą nie wykorzystuje się w zasadzie informacji zawartej w pojedynczych pikselach, ale posługuje się informacją zgromadzoną w segmentach (grupach przylegających do siebie pikseli) przypominających jednorodne jednostki otrzymywane na drodze manualnej fotointerpretacji (OBIA próbuje naśladować działanie typu oko mózg wektoryzacja). Zalety klasyfikacji wykorzystania, oprócz cech spektralnych (wartość jaskrawości; ang. DN Digital Number), także cech przestrzennych, takich jak: kształt, tekstura, powierzchnia, topologia, relacje pomiędzy segmentami, itp., tworzące bazę wiedzy; analizowania relacji między obiektami; wykorzystania logiki rozmytej (ang. fuzzy logic) podczas procesu klasyfikacji (stopień przynależności segmentu do danej klasy może polegają 27

29 przyjmować wartości z zakresu od do 1), co pozwala znacznie lepiej oddać złożoność rzeczywistego świata, niż przy wykorzystaniu zwykłego systemu binarnego ( lub 1); tworzenia równocześnie różnych poziomów hierarchii obiektów, osiągając sieć powiązań pomiędzy obiektami zarówno w poziomie jak i w pionie. Dzięki metodzie OBIA, nowo utworzony obiekt (segment), zawiera znacznie więcej użytecznych dla operatora informacji kontekstowych i logicznych, niż pojedynczo sklasyfikowany piksel, co wydatnie podnosi jakość ostatecznych wyników klasyfikacji. Możliwość integracji cech spektralnych, geometrycznych, semantycznych, czy też danych kontekstowych w tej metodzie pozwala w pełni wykorzystać wartość wysokorozdzielczych i wielospektralnych zobrazowań satelitarnych w połączeniu z danymi GIS. Analiza wielospektralnych zobrazowań satelitarnych metodą OBIA składa się z dwóch podstawowych naprzemiennych etapów jakimi są: segmentacja obrazu oraz klasyfikacja powstających segementów. Od strony technicznej proces segmentacji polega na cyklicznym łączeniu pikseli spełniających definiowane warunki do mniejszych obiektów, w coraz to większe segmenty (grupy pikseli). Podczas tego procesu minimalizowana jest wartość heterogeniczności wewnątrz wynikowych obiektów, co oznacza dążenie do jak największego wewnętrznego podobieństwa pikseli tworzących segmenty. Przed połączeniem dwóch obiektów każdorazowo obliczane są nowe wartości heterogeniczności, będącej rezultatem fuzji i jeżeli nastąpi przekroczenie z góry założonego progu (zdefiniowanego parametru skali) połączenie segmentów nie zachodzi. Podczas kroku segmentacji muszą zostać spełnione podstawowe warunki: segmenty muszą pokrywać cały zakres analizowanej sceny satelitarnej, segmenty nie mogą na siebie nachodzić (kontrola poprawności topologicznej), segmenty muszą być wewnętrznie homogeniczne, pomiędzy segmentami musi występować zdefiniowana różnica homogeniczności (określonej cechy/cech), segmenty nie mogą przekraczać zdefiniowanej przez operatora wielkości. Otrzymane w powyższy sposób segmenty (Ryc. 3.6) odzwierciedlające poszczególne klasy pokrycia (np. drogi, budynki, jeziora, itp.) składają się z grup pikseli o zbliżonych wartościach spektralnych i/lub przestrzennych oraz mają przypisany szereg cech, takich jak wartości zmienności: kształtu, rozmiaru, czy też relacji z innymi obiektami. a Ryc Przykłady segmentów o różnych rozmiarach powstających w etapie segmentacji wielospektralnego obrazu VW-2 metodą OBIA b Proces segmentacji jest najbardziej newralgicznym krokiem analizy obiektowej, bo od jej poprawności zależy w dużym stopniu jakość klasyfikacji. W kolejnym kroku analizy OBIA na podstawie wartości spektralnych warstw oraz ich średnich i odchyleń standardowych, właściwości geometrycznych (kształt, rozmiar), tekstury, hierarchii i relacji między obiektami (wspólne granice, odległości od klas itp.) definiowane są klasyfikatory i wykonywany jest etap klasyfikacji, czyli proces wykrywania i przypisywania obiektów do poszczególnych klas obiektów. Ogólny schemat przebiegu klasyfikacji OBIA przedstawiono poniżej (Ryc. 3.5). segmentacja definiowanie klastrów klasyfikacja Ryc Schemat przebiegu klasyfikacji obiektowej OBIA Niewielką wadą klasyfikacji obiektowej w stosunku do jej ogromnych możliwości i zalet jest konieczność posiadania przez operatora odpowiedniego poziomu wiedzy teledetekcyjnej i przyrodniczej. Musi on bowiem podejmować arbitralne decyzje o wartościach wprowadzanych parametrów (np. w kroku segmentacji, definiowania hierarchii klas, wyboru klasyfikatorów itp.). 28

30 Podczas prac nad klasyfikacją obiektową OBIA, strukturą mapy pokrycia i użytkowania terenu obszaru Krakowa, zdefiniowano na trzech poziomach szczegółowości. Dla pierwszego poziomu (klasyfikacja szczegółowa) zdefiniowano tzw. 47 klas podstawowych (ang. basic class). Na drugim poziomie w procesie generalizacji klasyfikacji szczegółowej (generalizacja I stopnia) zostało wyróżnionych już tylko 21 kategorii form pokrycia terenu (LUCL). W przypadku kolejnej generalizacji, tzw. II stopnia, wyróżniono już tylko 1 klas oraz jedną klasę dodatkową przedstawiającą cień, tak aby możliwe było porównanie do wyników z poprzednich lat. Oba warianty generalizacji (I i II stopnia) zostały przeprowadzone na podstawie wyników klasyfikacji szczegółowej, jednak niezależnie od siebie (niehierarchicznie) Klasyfikacja szczegółowa U. Cisło-Lesicka, P. Wężyk Na podstawie zobrazowań satelitarnych (WorldView-2; DigitalGlobe) oraz lotniczych (cyfrowa ortofotomapa lotnicza), a także danych pochodzących ze skanowania laserowego ALS (ISOK) oraz innych warstw wektorowych (jak np. obrysy budynków, krawędzie ulic, granice administracyjne, dane ewidencji gruntów i budynków, dane z bazy danych obiektów topograficznych) w procesie klasyfikacji obiektowej (OBIA) wyróżniono 43 klasy podstawowe oraz dodatkową klasę cień. W obszarze opracowania (Gmina Miejska Kraków wraz z najbliższym otoczeniem) nie wystąpiły tereny, które można by zaklasyfikować do klas: 37 Rolnictwo z dużym udziałem roślinności naturalnej (Land principally occupied by agriculture, with significant areas of natural vegetation), 64 Roślinność rozproszona (Sparsely vegetated areas) oraz 72 Torfowiska (Peat bogs). Spośród wstępnie ustalonych z zamawiającym 47 klas pokrycia i użytkowania terenu, na obszarze opracowania wyróżniono więc 43 klasy podstawowe oraz klasę cień : 1. Klasa 11: Zabudowa zwarta (Continuous urban fabric) Klasa 11 została określona przez analizy przestrzenne GIS warstwy dróg pozyskanej z danych wektorowych (BDOT, MSIP, ZIKiT) i manualnej wektoryzacji na obrazie WorldView-2 (DigitalGlobe) z warstwą budynków pozyskanych z danych BDOT i EGiB zaktualizowanych danymi pochodzącymi z lotniczego skanowania laserowego ALS (ISOK). Do klasy Zabudowa zwarta należą zwarte kompleksy przylegających do siebie budynków, których współczynnik wypełnienia przestrzeni (stosunek powierzchni zajmowanej przez budynki do powierzchni bloku obszaru ograniczonego przez drogi) wynosi co najmniej 8%. 2. Klasa 12: Zabudowa luźna (Discontinuous urban fabric) Klasę 12 pozyskano z danych BDOT i EGiB, które zaktualizowano o dane z lotniczego skanowania laserowego ALS (ISOK) i klasyfikację na obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe). Do tej klasy zaliczono wszystkie budynki wolnostojące oraz kompleksy przylegających do siebie budynków, których współczynnik wypełnienia przestrzeni nie przekroczył 8%. 3. Klasa 21: Strefy handlowe (Commercial zones) Klasę 21 stanowią obszary w obrębie których świadczona jest działalność handlowa lub handlowo-usługowa dla ludności (wielkopowierzchniowe sklepy, centra handlowe, domy towarowe, itp.) wraz z magazynami. Klasę tą pozyskano z danych BDOT oraz z edycji segmentów na obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe). 4. Klasa 211: Parkingi powiązane ze strefami handlowymi (Parking lots associated with commercial zones) Do klasy 211 zaliczono teren wokół zabudowy handlowej (supermarkety, centra handlowe, domy towarowe, itp.) służący jako parkingi i drogi wewnętrzne. Klasa ta powstała poprzez manualną edycję prowadzoną przez operatora na obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe). 5. Klasa 22: Strefy przemysłowe (Industrial zones) Klasę 22 stanowią obszary w obrębie zakładów przemysłowych przeznaczonych na cele produkcyjne (fabryki, warsztaty, hale, itp.) poza zabudową przemysłowo-magazynową. Klasa ta powstała przy wykorzystaniu danych BDOT i EGiB oraz edycji segmentów powstałych na bazie OBIA na obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe). 6. Klasa 23: Tereny pozbawione roślinności (Areas without vegetation) Do klasy 23 należą wszystkie obszary pozbawione wszelkiej roślinności. Klasa ta powstała z wykorzystaniem edycji segmentów (OBIA) na obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe). 29

31 7. Klasa 24: Tereny składowisk i wyrobisk (Landfills and pits areas) Klasę 24 stanowią obszary zajmowane przez antropogeniczne formy ukształtowania powierzchni ziemi w formie zagłębienia terenu lub dołu poeksploatacyjnego (wyrobiska), zwałowisk i składowisk (hałda, pole zwałowe, itp.). Klasa ta powstała w oparciu o dane BDOT oraz manualną edycję segmentów (OBIA) na wysokorozdzielczym obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe). 8. Klasa 25: Czynne wysypiska odpadów (Active waste dumps areas) Klasa 25 to tereny gromadzenia odpadów komunalnych oraz obszary wysypisk śmieci, które zostały pozyskane z danych BDOT i zaktualizowane na podstawie wysokorozdzielczego obrazu wielospektralnego WorldView-2 (DigitalGlobe). 9. Klasa 26: Drogi bitumiczne (Bitumen roads) Klasę 26 stanowią drogi o nawierzchni bitumicznej, której warstwa ścieralna jest wykonana z kruszywa związanego lepiszczem bitumicznym. Klasę tę pozyskano w obszarze miasta Krakowa z danych ZIKiT i uzupełniono o dane BDOT, a poza obszarem miasta Krakowa w oparciu o dane BDOT. Obiekty w tej klasie na całym obszarze opracowania zostały uaktualnione na postawie manualnej wektoryzacji na wysokorozdzielczym obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe). 1. Klasa 261: Drogi betonowe (Concrete roads) Klasę 261 stanowią drogi o nawierzchni betonowej i z płyt betonowych. Klasę tę pozyskano w obszarze miasta Krakowa z danych ZIKiT i uzupełniono o dane BDOT, a poza obszarem miasta Krakowa w oparciu o dane BDOT. Obiekty w tej klasie na całym obszarze opracowania zostały uaktualnione na postawie manualnej wektoryzacji na wysokorozdzielczym obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe). 11. Klasa 262: Drogi utwardzone (Hardened roads) Klasę 262 stanowią drogi o nawierzchni utwardzonej (nawierzchnia brukowa, kostkowa, kamienna). Klasę tę pozyskano w obszarze miasta Krakowa z danych ZIKiT i uzupełniono o dane BDOT, a poza obszarem miasta Krakowa w oparciu o dane BDOT. Obiekty w tej klasie na całym obszarze opracowania zostały uaktualnione na postawie manualnej wektoryzacji prowadzonej przez operatora na wysokorozdzielczym obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe) z pomocą danych OSG. 12. Klasa 263: Drogi inne (Other roads) Klasę 263 stanowią drogi o nawierzchni nieutwardzonej, gruntowej. Klasę tę pozyskano w obszarze miasta Krakowa z danych ZIKiT i uzupełniono o dane BDOT, a poza obszarem miasta Krakowa w oparciu o dane BDOT. Obiekty w tej klasie na całym obszarze opracowania zostały uaktualnione na postawie manualnej wektoryzacji na wysokorozdzielczym obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe) z pomocą danych OSG. 13. Klasa 264: Drogi wykorzystywane przez transport samochodowy i tramwajowy (The routes used by tram and road transport) Klasa 264 to teren wykorzystywany zarówno przez transport samochodowy jak i tramwajowy oraz miejsca przecięcia się dróg kołowych i szynowych (równorzędne przejazdy tramwajowe i kolejowe). Klasa ta powstała przez przecięcie warstwy dróg (bitumicznych, betonowych, utwardzonych i innych) z warstwą torowisk tramwajowych i kolejowych oraz manualnej wektoryzacji na wysokorozdzielczym obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe). 14. Klasa 27: Alejki oraz ścieżki ruchu pieszego i rowerowego (Alleys and paths of walking and cycling) Do klasy 27 zaliczono ciągi ruchu pieszego, alejki w parkach, ogródkach działkowych, cmentarzach, osiedlach mieszkaniowych oraz ścieżki, ścieżki rowerowe, kładki przeznaczone do przeprowadzenia ciągu pieszego i pieszo-rowerowego oraz schody. Klasa ta powstała w oparciu o dane BDOT i ZIKiT oraz manualną wektoryzację na wysokorozdzielczym obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe) z pomocą danych OSG. 15. Klasa 28: Torowiska kolejowe (Railways subgrade) Do klasy 28 należą linie kolejowe (tory lub zespoły torowe służące do ruchu pojazdów szynowych, kolejowych (tory główne i bocznice kolejowe, węzły kolejowe, itp). Klasa ta powstała w oparciu o dane BDOT oraz manualną wektoryzację na wysokorozdzielczym obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe). 16. Klasa 281: Torowiska tramwajowe (Tramways subgrade) Do klasy 281 należą linie tramwajowe (tory lub zespoły torowe służące do ruchu pojazdów szynowych tramwajowych (tory główne i bocznice tramwajowe, pętle tramwajowe, itp., po którym odbywa się ruch tramwajowy)). Klasa ta powstała w oparciu o dane BDOT oraz manualną wektoryzację na wysokorozdzielczym obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe). 3

32 17. Klasa 29: Porty (Ports areas) Klasa 29 została manualnie zwektoryzowana na wysokorozdzielczym obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe). 18. Klasa 291: Tereny lotnisk z roślinnością (Airports areas with vegetation) Klasa 291 to wydzielony obszar przeznaczony do wykonywania startów, lądowań i naziemnego ruchu statków powietrznych (pasy startowe, lądowiska naziemne, drogi kołowania, itp.) o nawierzchni trawiastej oraz pozostałe tereny lotniska pokryte roślinnością. Klasa ta powstała w oparciu o dane BDOT oraz manualną wektoryzację na wysokorozdzielczym obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe). 19. Klasa 292: Tereny lotnisk bez roślinności (Airports areas without vegetation) Klasa 292 to wydzielony obszar przeznaczony do wykonywania startów, lądowań i naziemnego ruchu statków powietrznych (pasy startowe, lądowiska naziemne, drogi kołowania, itp.) o nawierzchni utwardzonej, wraz ze znajdującymi się w jego granicach obiektami i urządzeniami budowlanymi o charakterze trwałym, parkingami, drogami wewnętrznymi utwardzonymi służącymi do obsługi pasażerów i ruchu lotniczego. Klasa ta powstała w oparciu o dane BDOT oraz manualną wektoryzację na wysokorozdzielczym obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe). 2. Klasa 31: Cmentarze (Cemeteries) Klasa 31 powstała w oparciu o dane BDOT oraz manualną wektoryzację na wysokorozdzielczym obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe). 21. Klasa 311: Tereny zielone z przeważającą roślinnością drzewiastą (Green areas with predominance of woody vegetation) Do klasy 311 należą obszary porośnięte głównie wysoką roślinnością drzewiastą oraz krzewiastą (parki, skwery, itp.). Klasa ta została pozyskana w oparciu o dane lotniczego skanowania laserowego ALS (ISOK) oraz manualną wektoryzację na wysokorozdzielczym obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe). 22. Klasa 312: Tereny zielone z przeważającą roślinnością trawiastą (Green areas with predominance of grassy vegetation) Do klasy 312 należą obszary porośnięte głównie niską roślinnością trawiastą (obszary trawiaste na terenie parków i osiedli, skwery, trawniki i inne tereny regularnie koszone). Klasa ta została pozyskana w oparciu o analizy chmur punktów lotniczego skanowania laserowego ALS (ISOK) oraz manualną wektoryzację na wysokorozdzielczym obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe) oraz ortofotomapie lotniczej z 215 roku. 23. Klasa 32: Tereny sportowe i wypoczynkowe (Sport and leisure facilities) W klasie 32 znajdują się obszary sportowe i wypoczynkowe o nawierzchni trawiastej (boiska, korty, itp.) oraz baseny odkryte przystosowane do przeprowadzenia ćwiczeń, gier i zawodów sportowych w różnych dyscyplinach. Klasa ta została pozyskana w oparciu o dane BDOT oraz manualną wektoryzację na wysokorozdzielczym obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe). 24. Klasa 321: Korty tenisowe i boiska sztuczne (Tennis courts and playgrounds) Do klasy 321 należą korty tenisowe o sztucznej nawierzchni, bieżnie, boiska o sztucznej murawie lub nawierzchni (asfaltowa, betonowa, drewniana lub z tworzyw sztucznych) oraz przystosowane do przeprowadzenia ćwiczeń, gier i zawodów sportowych w różnych dyscyplinach. Klasa ta została pozyskana w oparciu o dane BDOT oraz manualną wektoryzację na wysokorozdzielczym obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe). 25. Klasa 33: Grunty rolne (Non-irrigated arable lands) Klasa 33 zawiera obszary użytków rolnych obejmujących grunty orne, uprawy trwałe oraz szklarnie. Klasa ta powstała w oparciu o klasyfikację obiektową (OBIA), dane pozyskane z EGiB oraz manualną wektoryzację na wysokorozdzielczym obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe) oraz fotointrepretację ortofotomap lotniczych. Klasa 34 Winnice (Vineyards): 26. Klasa 34: Winnice (Vineyards) Klasa 34 obejmuje tereny przeznaczone pod uprawę winorośli. Do wyodrębnienia tej klasy wykorzystano dane BDOT oraz manualną wektoryzację na wysokorozdzielczym obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe) oraz ortofotomapie lotniczej (215). 27. Klasa 341: Plantacje (Plantations) Klasa 341 obejmuje tereny wieloletnich plantacji krzewów owocowych (porzeczka, agrest, borówka amerykańska, aronia itp.), roślin przemysłowych (chmiel, wiklina, itp.) lub upraw roślin rozsadowych drzew i krzewów ozdobnych. Do wyodrębnienia tej klasy wykorzystano dane BDOT. 28. Klasa 342: Sady (Orchards) Klasa 342 wyodrębniona została przy wykorzystaniu analiz przestrzennych GIS i danych BDOT. 31

33 29. Klasa 35: Łąki i pastwiska (Meadows and pastures) Klasa 35 obejmuje tereny półnaturalnych lub antropogenicznych zbiorowisk roślin trawiastych użytkowanych kośnie i pastwiskowo. Klasa ta powstała w oparciu o klasyfikację obiektową metodą OBIA zobrazowań VW-2 (DigitalGlobe) i dane pozyskane z EGiB. 3. Klasa 36: Złożony system upraw i działek ogródki działkowe (Complex system of crops and plots allotments) Klasa 36 obejmuje ogródki działkowe. Do wyodrębnienia tej klasy wykorzystano dane BDOT. 31. Klasa 41: Lasy liściaste (Broad-leaved forests) Klasa 41 obejmuje tereny zwartych obszarów leśnych porośniętych głównie drzewami liściastymi. Klasa ta powstała z wykorzystaniem klasyfikacji obiektowej metodą OBIA zobrazowań VW-2 (DigitalGlobe) oraz danych lotniczego skanowania laserowego ALS (ISOK). 32. Klasa 42: Lasy iglaste (Coniferous forests) Klasa 42 obejmuje tereny zwartych obszarów lasów porośniętych głównie drzewami iglastymi. Klasa ta powstała z wykorzystaniem klasyfikacji obiektowej metodą OBIA zobrazowań VW-2 (DigitalGlobe) oraz danych lotniczego skanowania laserowego ALS (ISOK). 33. Klasa 43: Lasy mieszane (Mixed forests) Klasa 43 obejmuje tereny zwartych obszarów lasów mieszanych. Klasa ta powstała z wykorzystaniem klasyfikacji obiektowej metodą OBIA zobrazowań VW-2 (DigitalGlobe) oraz danych lotniczego skanowania laserowego ALS (ISOK). 34. Klasa 51: Murawy i pastwiska naturalne (Natural grasslands) Klasę 51 stanowią zbiorowiska roślinne z dominacją niskich traw wynikającą z trudnych warunków siedliskowych lub powstałych w wyniku intensywnego wypasu. Klasa ta powstała w oparciu o klasyfikację obiektową metodą OBIA zobrazowań VW-2 (DigitalGlobe) i dane pozyskane z EGiB. 35. Klasa 52: Wrzosowiska (Moors) Klasę 52 wydzielono w oparciu o dane pochodzące z mapy roślinności rzeczywistej Miasta Krakowa oraz manualną wektoryzację na wysokorozdzielczym obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe). 36. Klasa 53: Roślinność w stanie zmian sukcesja (Vegetation in a state of change succession) Klasę 53 stanowią obszary gdzie następuje ukierunkowany, rozciągnięty w czasie proces zastępowania w danym miejscu jednych zbiorowisk roślinnych przez inne (np. pojawienie się krzewów i drzew na terenach pokrytych roślinnością trawiastą). Klasa ta powstała przez manualną edycje segmentów jakie powstały na drodze OBIA na wysokorozdzielczym obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe). 37. Klasa 61: Wydmy, piaski (Dunes and sand plains) Do klasy 61 należą obszary pokryte piaskiem nie posiadające pokrywy roślinnej. Do wyodrębnienia tej klasy wykorzystano dane BDOT oraz manualną wektoryzację na wysokorozdzielczym obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe). 38. Klasa 62: Plaże (Beaches) Klasę 62 stanowią tereny pasów nabrzeżnych pokrytych materiałem sypkim (piaskiem, żwirem, bądź ich mieszanką) leżących nad brzegiem cieków i zbiorników wodnych powstałe w sposób naturalny lub sztuczny. Klasa ta powstała przez manualną wektoryzację na wysokorozdzielczym obrazie wielospektralnym WorldView-2 (Digital- Globe). 39. Klasa 63: Odsłonięte skały (Bare rocks) Do klasy 63 należą obszary z odsłoniętymi skalami. Klasa ta powstała przez manualną edycję obiektów na wysokorozdzielczym obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe). 4. Klasa 71: Bagna śródlądowe (Inland marshes) Klasę 71 wydzielono w oparciu o dane pochodzące z mapy roślinności rzeczywistej Miasta Krakowa oraz dane BDOT. 41. Klasa 81: Cieki wodne (Watercourses) Klasa 81 obejmuje wody powierzchniowe płynące stale lub w ciągu dłuższych okresów w wyżłobionych przez siebie korytach, do których zaliczamy rzeki, strumienie, potoki, kanały. Klasa ta powstała w oparciu o klasyfikację obiektową metodą OBIA na wysokorozdzielczym obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe) oraz wsparciu warstw GIS z zasobów RZGW w Krakowie (mapa MPHP). 42. Klasa 89: Obiekty na wodzie (Objects on the water) Do klasy 89 należą barki, statki, łodzie, promy, tramwaje wodne oraz wszystkie inne obiekty znajdujące się na powierzchni cieków lub zbiorników wodnych. Klasa ta powstała 32

34 przez manualną edycję segmentów na wysokorozdzielczym obrazie wielospektralnym WorldView-2 (DigitalGlobe). 43. Klasa 82: Zbiorniki wodne (Water reservoirs) Klasa 82 obejmuje obszary naturalnych i sztucznych wód powierzchniowych stojących (jezioro, staw, zalew, itp.). Klasa ta powstała w oparciu o klasyfikację obiektową metodą OBIA obrazu WV-2 (DigitalGlobe). 44. Klasa 9: Cienie (Shadows) Klasę 9 stanowią wszystkie obszary pokryte cieniem na skutek obecności przeszkody ustawionej na drodze promieni świetlnych (np. gęsty las, wysoka zabudowa), które z powodu charakterystycznych odpowiedzi spektralnych były trudne lub niemożliwe do sklasyfikowania. Klasa powstała na drodze klasyfikacji OBIA sceny VW-2 (DigitalGlobe) Generalizacja I stopnia U. Cisło-Lesicka, P. Wężyk Po przeprowadzeniu szczegółowej klasyfikacji obiektowej wykonano generalizację I stopnia, przyporządkowując otrzymane segmenty (obiekty) do 21 kategorii. W obszarze opracowania nie wystąpiły tereny, które można by zaklasyfikować jako klasy: 243 Rolnictwo z dużym udziałem roślinności naturalnej (Land principally occupied by agriculture, with significant areas of natural vegetation), 322 Wrzosowiska i zakrzaczenia (Moors and heath land), 332 Odsłonięte skały (Bare rock), 333 Roślinność rozproszona (Sparsely vegetated areas) oraz 412 Torfowiska (Peat bogs). Proces generalizacji I stopnia przebiegał iteracyjnie i opierał się na podobieństwie charakterystyk spektralnych oraz podobieństwie kształtu i sąsiedztwa. W wyniku prac otrzymano następujące kategorie obiektów generalizacji I stopnia: Tereny antropogeniczne zabudowa miejska Anthropogenic areas urban development 111 Zabudowa zwarta (Continuous urban fabric), 112 Zabudowa luźna (Discontinuous urban fabric). Tereny antropogeniczne zabudowa przemysłowa i handlowa Anthropogenic areas Industrial and commercial buildings 121 Strefy przemysłowe lub handlowe (Industrial or commercial units), 122 Drogi i linie kolejowe z obszarami powiązanymi (Road and rail network and associated land), 123 Porty (Port areas), 124 Lotniska (Airports). Tereny antropogeniczne miejskie tereny zielone Anthropogenic areas urban green areas 141 Miejskie tereny zielone, w tym cmentarze (Green urban areas), 142 Tereny sportowe i wypoczynkowe (Sport and leisure facilities), 211 Grunty rolne (Non-irrigated arable land), 222 Sady i plantacje (Fruit trees and berry plantations), 231 Łąki i pastwiska (Meadows and pastures), 242 Złożony system upraw i działek (Complex cultivation). Lasy Forests 311 Lasy liściaste (Broad-leaved forest), 312 Lasy iglaste (Coniferous forest), 313 Lasy mieszane (Mixed forest). Ekosystemy seminaturalne Seminatural ecosystems 321 Murawy i pastwiska naturalne (Natural grassland), 324 Roślinność w stanie zmian sukcesja (Vegetation in a state of change succession). Tereny z niewielkim udziałem roślinności Areas with a minor contribution of vegetation 331 Plaże, wydmy, piaski (Beaches, dunes and sand plains). Tereny podmokłe Wetlands 411 Bagna śródlądowe (Inland Marshes). Wody Water 511 Cieki (Water courses) oraz 512 Zbiorniki wodne (Water bodies). 33

35 Generalizacja II stopnia U. Cisło-Lesicka, P. Wężyk Niezależnie od przeprowadzenia generalizacji I stopnia, podjęto się wykonania tzw. generalizacji II stopnia. Realizowana była ona w oparciu o wyniki klasyfikacji szczegółowej niezależnie od generalizacji I stopnia ze względu na inne podejście. W założeniu miała ona posłużyć Biuru Planowania Przestrzennego UMK, wykonaniu analiz przestrzennych w aspekcie zmian zachodzących w pokryciu i użytkowaniu terenu. W poprzednich latach tego typu mapy były wykonywane w oparciu o dane z satelitów IKONOS-2/QuickBird (GSD około 4,/2,4 m) oraz RapidEye (GSD 5, m). W generalizacji II stopnia wyróżniono 1 klas oraz dodatkowo jedną klasę cień, tj.: 1 Budynki (Buildings), 12 Tereny zainwestowane (Investment area), 2 Zieleń wysoka (High vegetation), 3 Zieleń niska (Low vegetation), 4 Zieleń sportowa, ogródki działkowe (Green sports, allotments), 5 Zbiorniki wodne, rzeki (Bodies of Water, river), 6 Infrastruktura drogowa (Road infrastructure), 7 Hałdy, wysypiska, odsłonięta gleba (Dumps, landfills, exposed soil), 8 Grunty orne (Arable land), 9 Cienie (Shadows), oraz 1 Infrastruktura kolejowa (Railway infrastructure) Metodyka wyznaczania warunków przewietrzania Krakowa Założenia ogólne L. Ośródka, E. Krajny Celem zadania pn. Ocena warunków przewietrzania Krakowa przy wykorzystaniu zaawansowanego systemu modelowania było uzyskanie możliwie kompletnej informacji o warunkach wiatrowych Krakowa ze szczególnym uwzględnieniem tzw. warunków przewietrzania miasta (ang. ventilation urban). Parametry oceniane dla potrzeb warunków przewietrzania to jest np. ścieżki przewietrzania (ang. ventilation paths) czy korytarze/kanały przewietrzania (ang. ventilation corridor/channel) nie są terminami ze słownika meteorologicznego ani klimatologicznego, lecz pochodzą z zasobu określeń specjalistycznych, którymi posługują się przede wszystkim urbaniści. W rozumieniu tej grupy zawodowej korytarze przewietrzania są to najczęściej liniowe obszary miasta, wzdłuż których następuje szczególnie intensywna wymiana powietrza. Tworzą je naturalne warunki topograficzne miasta wzmocnione odpowiednio ukształtowaną infrastrukturą zieloną i zabudową wzdłuż ich głównych ciągów tak, aby naturalny przepływ powietrza wzmocnić tzw. efektem tunelowym. W tym rozumieniu korytarze przewietrzania miasta ujmowane były w projektach urbanistycznych wielu miast europejskich, ale także i polskich jeszcze w drugiej połowie XX wieku. W Polsce przykładem tego mogą być założenia urbanistyczne miast lub dzielnic mieszkaniowych projektowanych od podstaw w latach powojennych np. Tychy, Nowa Huta, Warszawa, niektóre dzielnice Katowic. Zainteresowanie tym zagadnieniem powraca także współcześnie zwłaszcza w aspekcie poprawy jakości powietrza i adaptacji miasta do zmian klimatu. Jego odmienność tkwi jednak w tym, że w dzisiejszych czasach rozpatruje się problem melioracji klimatu miasta kompleksowo tzn. zapobieganie skutkom negatywnych bodźców klimatu miejskiego jest połączone z działaniami na rzecz poprawy jakości powietrza. Współczesne urbanistyczne mapy warunków przewietrzania miasta starają się uwzględniać oba te aspekty. Różnorodna jest jednak metodyka podejścia do rozwiązania tego zagadnienia. 34

36 W praktyce urbanistycznej dominuje podejście klasyczne polegające na kartograficznej analizie warunków topograficznych i charakteru zabudowy miasta przy uwzględnieniu danych pomiarowych z sieci miejskich, i na tej podstawie wyznaczanie korytarzy przewietrzania (Warszawa, Kraków), choć podejmowane są próby ich wyznaczania także i w oparciu o modelowanie matematyczne uwzgledniające topografię i geometrię budynków (Wrocław) (Suder A. i Szymanowski M., 213). W Europie to drugie podejście metodyczne szczególnie dobrze jest prezentowane w Atlasie Klimatu Miasta Stuttgart (Baumueller i in., 28). Z kolei metodyka oparta na zastosowaniu modelowania kaskadowego uwzględniającego symulowane lub prognozowane na danych rzeczywistych pole meteorologiczne nad miastem jest niewątpliwie bardziej obiektywna od klasycznej, to jednak uzyskane wyniki mogą nie być do końca tożsame z tą drugą. Wynika to głównie z faktu, że korytarze przewietrzania wyznaczane klasycznie zakładały teoretyczne obszary spływu powietrza bez uwzględniania parametrów meteorologicznych, a obliczane modelem kaskadowym uwzględniają optymalne prędkości wiatru skutecznego przewietrzania zarówno dla konkretnych potrzeb planistycznych jak też zarządzania jakością powietrza (łagodzenie skutków wyspy ciepła, usuwanie zanieczyszczeń). Dodatkowo zastosowanie modelu matematycznego, opartego o rzeczywiste warunki meteorologiczne, do tworzenia map przewietrzania miasta, ze względu na wykorzystanie szczegółowych danych topograficznych i danych pokrycia terenu umożliwia uzyskanie dużo bardziej mozaikowatego obrazu kanałów przewietrzania. Może to jednak powodować istotne trudności interpretacyjne dla użytkowników posługujących się klasycznymi mapami przewietrzania miasta. Trzeba jednak podkreślić, że metoda modelowania kaskadowego ma zdecydowaną przewagę, ze względu na możliwość wariantowania wyników. W przeciwieństwie do metody klasycznej, która zakłada niejako statyczne pole wiatru, metoda modelowania pozwala na tworzenie map przewietrzania w zależności od wyboru kryterium początkowego (kierunek wiatru górnego, pora roku, pora dnia, etc.) lub kryterium wyjściowego (graniczna prędkość wiatru dolnego na wybranej wysokości). Wyniki takiego modelowania mogą być także weryfikowane empirycznie np. przez badania pionowej struktury wiatru z wykorzystaniem metod teledetekcyjnych np. sodaru. W niniejszej pracy przedstawione wyniki wykraczają poza wąski termin zdefiniowanych powyżej korytarzy przewietrzania i prezentują szerzej postrzegane zagadnienie, jakim jest określenie warunków przewietrzania miasta lub poprawniej metodycznie pola wiatru nad Krakowem. W dalszej części pracy oba te określenia będą występowały zamiennie. Przyjęta w niniejszej pracy metodyka zakładała, że ocena warunków przewietrzania Krakowa opiera się na dwóch równolegle przebiegających postepowaniach: utworzeniu mapy warunków przewietrzania miasta w zależności od warunków meteorologicznych poprzez modelowanie pola wiatru przy wykorzystaniu hybrydowego systemu modelowania; pomiaru parametrów anemologicznych w warstwie granicznej atmosfery nad Krakowem przy wykorzystaniu sodaru. Końcowym wynikiem pracy jest utworzenie zbioru map przewietrzania miasta w zależności od warunków pogodowych uwzgledniających rezultaty modelowania pola wiatru zweryfikowane przez pomiary sodarowe. Dodatkowo trwają prace nad stworzeniem anemologicznego wskaźnika jakości powietrza, który umożliwi walidację rezultatów pracy w oparciu o pomiary stężeń pyłu zawieszonego. Ze względu na konieczność równoległego prowadzenia prac modelowych i pomiarowych mapy warunków przewietrzania miasta powstały w oparciu o dane meteorologiczne dla roku 213, natomiast badanie warunków termodynamicznych w warstwie granicznej atmosfery wykonywane za pomocą sodaru przeprowadzono dla okresu od grudnia 214 r. do marca 216 r. Z tego też powodu w niniejszej publikacji oba podejścia do zagadnienia będą prezentowane oddzielne, a ostateczna weryfikacja metodyki przedstawiona zostanie w odrębnej publikacji Modelowanie pola wiatru i wskaźnika wentylacji J. Godłowska Baza danych morfometrycznych dla Krakowa Na podstawie chmur punktów pochodzących z lotniczego skanowania laserowego (ALS; SIOK) miasta Krakowa oraz innych udostępnionych z pzgik i mzgik zasobów na potrzeby projektu (EGiB, BDOT, ortofotomapa lotnicza z 212 roku, wysokorozdzielcze wielospektralne zobrazowania satelitarne WorldView-2 DigitalGlobe) utworzono cyfrową bazę parametrów morfometrycznych miasta (Baza danych do modelowania BDM). Celem powstania bazy było dostarczenie informacji o tkance miejskiej dla potrzeb modelowania meteorologicznego i modelowania jakości powie- 35

37 trza. Baza zawiera parametry morfometryczne charakteryzujące oczka siatki (1 x 1 m) o powierzchni 1, ha dla prostokątnego obszaru analiz o rozmiarach 31, na 18, km, obejmującego administracyjny obszar miasta Krakowa. Zakres informacji i sposób wyznaczania parametrów morfometrycznych jest kompatybilny z National Urban Data and Access Portal Tool (NUDA- PT) (Burian i Ching 29, Glotfelty i in. 213). Dodatkowo, dla każdego oczka siatki określono powierzchnię zajmowaną przez wodę, asfalt, inne niż asfalt powierzchnie utwardzone, dachy, roślinność, lasy iglaste i liściaste (specyficzne obszary użytkowania terenu SOUT) oraz w oparciu o te informacje obliczono albedo oraz tzw. stosunek Bowena. Ponadto dla umożliwienia klasycznego podejścia do modelowania meteorologicznego wykorzystującego klasy użytkowania terenu obliczono parametry morfometryczne (w tym kilkoma metodami parametr szorstkości z i wysokość przesunięcia d), dla wybranych reprezentatywnych obszarów miasta (BDR Baza Danych Reprezentatywnych). Baza dostarczyła danych niezbędnych do wyznaczenia wiatru wewnątrz miejskiej warstwy granicznej. Dane w niej zgromadzone są zasobem koniecznym do uruchomienia zaawansowanych modeli meteorologicznych z parametryzacjami miejskimi, które umożliwiają uwzględnienie wpływu tkanki miejskiej na fizyczny stan atmosfery i jakość powietrza, tym samym umożliwiając uzyskanie informacji przydatnych w zarządzaniu przestrzenią miejską oraz planowanie działań niwelujących uboczne skutki procesów urbanizacyjnych. Modelowanie wiatru i wskaźnika wentylacji Procesy urbanizacyjne w Krakowie powinny przebiegać tak, aby nowo powstająca zabudowa miejska w jak najmniejszym stopniu ograniczała zdolność przewietrzania miasta. W tym celu ważne stało się wyznaczenie obszarów, gdzie przepływ powietrza w niższym niż gdzie indziej stopniu jest tamowany przez obecność przeszkód naturalnych bądź sztucznych. W takich obszarach powinno się w przyszłości skrajnie ograniczyć powstawanie wysokiej, gęstej zabudowy. Dla prawidłowego odtworzenia pola wiatru w Krakowie niezbędne było uwzględnienie wpływu czynników różnej skali, zarówno synoptycznej, jak regionalnej i lokalnej. W projekcie MONIT-AIR zapewniono to poprzez modelowanie kaskadowe, którego koncepcję przedstawiono poniżej (Ryc. 3.7). ALADIN domena: 2287 na 2287 km rozdzielczość: 7.4 km MM5 domena: 2 na 2 km rozdzielczość: 4.5 km Wysokość terenu [BDM] CALMET domena: 31 na 18 km rozdzielczość:.1 km Stosunek Bowena, albedo, LAI, AHF, z [SOUT] Uśrednianie w obrębie kategorii: 3 zakresy prędkości wiatru i 8 kierunków wiatru (wiatr z CALMET z wys. 27 m nad Rynkiem Głównym) 21 typów cyrkulacji Niedźwiedzia pora dnia i roku Empiryczne formuły modyfikujące prędkość wiatru w obrębie warstwy dachowej [Hanna 212, MacDonald 2, Grimmond i Oke 1999, Cionco 1963] Parametry morfometryczne (Apb, Apt, T, Hbśr, Htśr, z, d, p, f, f45, f9, f135) [BDM] Mapy prędkości wiatru (na wysokości 4m, 1m, 15m, 5m nad terenem) dla różnych warunków pogodowych Mapy wskaźnika wentylacji dla różnych warunków pogodowych Ryc Schemat zastosowanych modeli meteorologicznych 36

38 W projekcie zastosowano kaskadę trzech modeli meteorologicznych ALADIN, MM5 i CAL- MET, przechodząc od dużej domeny i małej rozdzielczości do małej domeny i dużej rozdzielczości. Oddziaływanie rzeźby terenu na wiatr zostało uwzględnione w modelu CALMET (Scire i in. 2), który jest wyposażony w formuły dostosowania prędkości i kierunku wiatru do orografii (Allwine i in. 1995, Marth 1982). Na tym etapie wykorzystano także część informacji o tkance miejskiej Krakowa, uwzględniając wartości stosunku Bowena, i albedo z bazy SOUT, oraz obliczając na podstawie danych SOUT oraz BDM wartości parametru szorstkości z, wskaźnika ulistnienia LAI oraz strumienia ciepła antropogenicznego AHF. Zastosowano unikatowe odejście od opisu miasta poprzez nieliczne klasy użytkowania terenu. Zamiast tego zasilono model CALMET informacją o parametrach morfometrycznych miasta uzyskaną z danych ze skanowania laserowego oddzielnie dla każdego oczka siatki modelu. Przykładowe mapy parametrów wejściowych do modelu CALMET zaprezentowano na Ryc. 3.8 i Ryc Formuły dla obliczania wysokości przesunięcia d (parametru wykorzystanego w drugim etapie modelowania) i parametru szorstkości z (Ryc. 3.1) wyznaczono na podstawie pracy Grimmond i Oke a (Grimmond i Oke 1999), modyfikując zalecenia Hanny (Hanna 212) dla l P >,15. Wartości parametru ulistnienia LAI (ang. Leaf Area Index) uzyskano na podstawie zobrazowań satelitarnych WorldView-2 (DigitalGlobe) pozyskanych w dniu 9 października 214 r., wykorzystując związek pomiędzy wartością parametru ulistnienia LAI a wskaźnikiem NDVI (ang. Normalized Vegetation Index). Nie jest to związek funkcyjny, gdyż dla danego parametru ulistnienia można uzyskać wartości NDVI mieszczące się w zakresie ±,1. Niemniej jednak na jego podstawie można określić przybliżoną wartość LAI na podstawie wielkości NDVI. Zastosowana formuła zastała uzyskana przez dopasowanie metodą najmniejszych kwadratów średnich wartości NDVI dla danego LAI i ma następującą postać: 2 LAI = 586, ( NDVI), 82 NDVI + 33, Strumień ciepła antropogenicznego AHF (ang. Anthropogenic Heat Flux) jest wielkością charakteryzującą ilość ciepła oddawanego do środowiska, wytworzonego w wyniku ludzkiej aktywności. Ogólnie składa się na niego ciepło pochodzące z energii wytwarzanej i uwalnianej wewnątrz budynków Q B, energii ze środków transportu Q T, z przemysłu Q I i ludzkiego metabolizmu Q M. AHF = QB + QT + QI + QM Niemal cała energia wytworzona w wymienionych procesach podlega procesowi dyssypacji, wpływając na wzrost temperatury atmosfery (Flanner, 29). Najczęściej stosowaną obecnie metodą oceny AHF jest wykorzystanie dostępnych danych statystycznych (Sailor 21). W pracy wykorzystano dane o zużyciu nośników energii dla województw (GUS 215). Dane z wszystkich wymienianych w opracowaniu sektorów poza przemysłem rozdzielano pomiędzy Kraków i resztę województwa proporcjonalnie do liczby ludności. W taki sposób rozdzielono również energię z sektora produkcji energii i ciepła, ponieważ energia zużyta w tym sektorze jest w większości uwalniana do środowiska u odbiorców ciepła i energii. W ten sposób uwzględniono dwie składowe AHF Q B i Q T. Przyjęto, że zużycie energii w sezonie grzewczym jest dwukrotnie wyższe niż w lecie. Energię z ludzkiego metabolizmu Q M obliczono przy założeniu, że energia uwalniana przez pojedynczą osobę w czasie snu wynosi 75 W, zaś w czasie aktywności 175 W (Xie i in. 215). Sumę składowych Q B, Q T i Q M rozdzielono następnie pomiędzy dzielnice Krakowa, proporcjonalnie do liczby ludności. W obrębie poszczególnych dzielnic energię uwalnianą w poszczególnych oczkach siatki przydzielono proporcjonalnie do kubatury budynków. Ze względu na brak dostępności do danych zużycia energii w poszczególnych zakładach przemysłowych uwzględniono zużycie energii wyłącznie w hucie stali Arcelor Mittal. Ze względu na powszechne stosowanie w modelowaniu meteorologicznym logarytmicznej formuły dla profilu prędkości wiatru, która nie jest dobrym przybliżeniem dla wysokości znajdujących się w obrębie warstwy dachowej oraz ponad nią w obszarze wpływu budynków, należało dodatkowo uwzględnić efekty obserwowane przy wejściu w obręb warstwy dachowej. Zachowanie wiatru w takim środowisku w skali większej niż pojedynczy kanion uliczny można opisać wyłącznie stosując formuły empiryczne, opisujące zachowanie uśrednionej przestrzennie prędkości wiatru. Na podstawie danych z eksperymentów miejskich 37

39 i tuneli wiatrowych opracowano procedury dostosowania wiatru do warunków miejskich. Wykorzystano formułę parametryczną Cionco (1972), opisującą profil pionowy prędkości wiatru u(z) w obrębie warstwy dachowej: z uz () = uh ()exp α h 1 gdzie h oznacza średnią wysokość elementów szorstkości wewnątrz oczka siatki, jednocześnie stanowiąc wysokość warstwy dachowej dla tego oczka. Wartości współczynników osłabienia a dla poszczególnych oczek siatki obliczono przy pomocy formuły a = 5l p (Hanna 212, Hanna i in. 27, Hanna i in. 29), gdzie wskaźnik powierzchniowej gęstości elementów szorstkości l P = A P /A t (ang. plan area index) uzyskano na podstawie danych z bazy BDM, modyfikując parametr Nr14 poprzez uwzględnienie roślinności. k =,4 oznacza stałą von Karmana, d wysokość przesunięcia (ang. displacement height), lc długość mieszania Prandla, u * tarciową prędkość wiatru (ang. friction velocity) Warunki wentylacyjne i anemologiczne, czyli wiatrowe na obszarze Krakowa zależą w dużej mierze od pory roku czy dnia oraz od ogólnej cyrkulacji atmosfery. Określenie warunków przeciętnych w takiej sytuacji należy poprzedzić zbadaniem, w jaki sposób rozmaite czynniki mogą modyfikować uzyskane warunki roczne. Wpływ ogólnej cyrkulacji atmosfery zbadano uśredniając pole wiatru osobno dla różnych typów cyrkulacji Niedźwiedzia (Niedźwiedź 1981). Wpływ lokalnego kierunku wiatru na warunki przewietrzania zbadano poprzez uśrednianie wyników modelowania w ośmiu sektorach kierunku wiatru uzyskanych z szóstej warstwy modelu CALMET (wys. 27 m) nad Rynkiem Głównym w Krakowie. Wybór sposobu kategoryzowania opartego o wyniki modelowania podyktowany był obserwowaną na wysokości 1 m na obszarze miasta silną zmiennością kierunków wiatru wymuszaną przez elementy szorstkości i topografię. Warunki wentylacyjne oceniano na podstawie uśrednianych wartości wskaźnika wentylacji, będącego iloczynem prędkości wiatru na wysokości 1 m i głębokości mieszania. Wyniki przedstawiono osobno dla zimy (I, II, IX, XII) i lata (V, VI, VII, VIII), a przy wskaźniku wentylacji dodatkowo osobno dla nocy (23 3 UTC) i dnia (11-15 UTC). Powyżej warstwy dachowej, aż do wysokości 5 m modelowano profil pionowy wiatru za pomocą formuły wyznaczonej przez Macdonalda, w oparciu o dane z tunelu aerodynamicznego (Macdonald 2), uzyskane w czasie miejskiego eksperymentu dyspersyjnego BRE (Macdonald i in. 1998). u uz uh * A + zb () = () + ln B A + hb gdzie: A = h lc kz ( d) lc z h ( ) B = 1 kz ( d) lc z h ( ) 38

40 a b 39 c d Ryc Mapy parametrów fizycznych istotnych w modelowaniu meteorologicznym. Mapa strumienia ciepła antropogenicznego AHF, czyli ciepła wyemitowanego do atmosfery związanego z aktywnością ludzką dla: (a) zimy i (b) lata, (c) wysokość przesunięcia d opisująca pozorne podniesienie wysokości powierzchni ziemi związane z obecnością drzew i budynków oraz (d) wartości wskaźnika ulistnienia LAI w dniu 9 października 214 roku (na podkładzie OpenStreetMap)

41 a b 4 c d Ryc Mapy parametrów fizycznych istotnych w modelowaniu meteorologicznym. Mapy stosunku Bowena dla (a) lata i (b) zimy z pokrywą śnieżną oraz mapy albedo (c) dla lata i (d) zimy z pokrywą śnieżną (na podkładzie OpenStreetMap)

42 41 z [m] <,1,1 -,5,5-1, 1, - 1,5 1,5-2, > 2, Ryc Mapa współczynnika aerodynamicznej szorstkości terenu z, parametru istotnego przy wyznaczaniu pionowego profilu prędkości wiatru

43 Badania empiryczne profilu wiatru przy zastosowaniu sodaru E. Krajny, L. Ośródka Spośród wielu czynników meteorologicznych, które kształtują klimat danego obszaru, w tym także Krakowa, największy wpływ, szczególnie z punktu widzenia warunków sanitarnych powietrza, ma prędkość, kierunek wiatru i tzw. warunki termodynamiczne atmosfery. O ile prędkość wiatru, będąca wypadkową wielu czynników fizycznych formujących zjawisko ruchu powietrza w atmosferze, odpowiada przede wszystkim za tempo rozprzestrzeniania się substancji w atmosferze, to kierunek wiatru wskazuje drogę transportu. Dodatkowo na jakość powietrza w przyziemnej warstwie atmosfery wpływa struktura termodynamiczna powietrza identyfikowana między innymi poprzez pionowy profil wiatru i temperatury, warunki stabilności atmosfery i wysokość warstwy mieszania. Zależnie od przyczyn, które powodują występowanie wiatru można wyodrębnić dwie grupy czynników: regionalne i synoptyczne. Czynniki regionalne związane są z oddziaływaniem lokalnych warunków topograficznych i zagospodarowania przestrzennego, a synoptyczne z ogólną sytuacją cyrkulacyjną. Wszystkie te elementy wspólnie tworzą pole wiatru, które jest zmienne w czasie. Intuicyjnie wiadomo, że zarówno charakter rzeźby terenu jak i zabudowa miasta powoduje zróżnicowanie obszarów ze względu na warunki wentylacyjne. Większość istotnych dla warunków wentylacyjnych miasta zjawisk zachodzi w warstwie granicznej atmosfery, a dokładnej w jej przypowierzchniowej strefie zwanej warstwą Prandtla, która charakteryzuje się występowaniem stałych strumieni turbulencyjnych. Jej warstwa jest szacowana na około,15 średniej wysokości warstwy granicznej atmosfery czyli około 15 m n.p.g. (metrów nad poziomem gruntu) (np. Fortuniak, 21) W modelowych warunkach meteorologicznych (typ pogody insolacyjno-radiacyjnej), gdy brak jest wpływu ogólnej cyrkulacji atmosfery wykształca się charakterystyczny dobowy przebieg stanów stabilności atmosfery, z dobrze zaznaczoną klasą stałą i wybitnie stałą w nocy, przejściem porannym (wschód Słońca) z warstwą turbulencji resztkowej i podczas przejścia wieczornego (zachód Słońca) oraz rozwojem konwekcji (klasa stabilności chwiejna i wybitnie chwiejna) w ciągu dnia (Ryc. 3.11). Zadanie projektowe zakładało, że ocena warunków przewietrzania Krakowa będzie także przeprowadzona drogą eksperymentalną. Do realizacji tego celu wykorzystano urządzenie teledetekcyjne w postaci sodaru dopplerowskiego, który został zakupiony dla potrzeb realizacji projektu. Ryc Schemat dobowego przebiegu struktury warstwy granicznej atmosfery [wg Stull 1986, modyfikacja własna] Systemy sodarowe służą do zdalnego pomiaru pionowej struktury turbulencji i profilu wiatru w warstwie granicznej atmosfery (WGA) przy wykorzystaniu fali dźwiękowej z zakresu słyszalnego. Ponieważ w tłumieniu fali dźwiękowej główną rolę odgrywa tłumienia molekularne, a więc na cząsteczkach tlenu O 2 i azotu N 2, a jej wielkość zależy od częstotliwości wysyłanego impulsu akustycznego oraz temperatury i wilgotności powietrza. Zwykle w celu uniezależnienia się od wpływu zmian szczególnie wilgotności wykorzystywane są częstości od ~1 do 45 Hz. Inne funkcjonujące nazwy sodaru to echosonda lub radar akustyczny. Historia badań rozchodzenia się fali dźwiękowej w atmosferze ma co najmniej 2 lat, ale dopiero w ostatnich pięćdziesięciu latach akustyczne rozpraszanie na coraz szerszą skalę stosowano do badania dolnej struktury troposfery. Teoretycznie problem rozpraszania fali dźwiękowej przez turbulencję sformułował i opisał A.M. Obukhov (1943), który zastosował teorię lokalnej izotropii turbulencji, a następnie rozwinął swoją teorię przy współpracy z A.N. Kolmogorowem. Po raz pierwszy akronim SODAR (ang. Sound Detection And Ranging) pojawił się w literaturze w publikacji G.W. Gilmana i in. (1946). W pracy tej przedstawiono sposób badania atmosfery za pomocą fali dźwiękowej i przełożenia echa akustycznego na zidentyfikowanie występowania inwersji temperatury. Analizując podobne zagadnienie, McAllister (1968) opracował prototyp współczesnego sodaru. W Stanach Zjednoczonych Ameryki (USA) podczas II wojny światowej rozpraszanie akustyczne w atmosferze było wykorzystane do określenia wysokości inwersji przyziemnej, która wpływa na rozchodzenie się fal mikrofalowych stosowanych w łączności. W latach 6-tych naukowcy z U.S. National Oceanic and Atmosheric Administration (NOAA) przedstawili praktyczne możliwości wykorzystania sondażu akustycznego do monitorowania turbulencyjności atmosfery poprzez wykorzysta- 42

44 nia zjawiska Dopplera. Przyrządy teledetekcyjne wyposażone w układ dopplerowski oprócz profili pionowych warunków anemologicznych dostarczają informacji o parametrach pionowego rozkładu pola wiatru (w tym identyfikacja uskoków wiatru). Natomiast systemy zawierające przystawkę RASS (ang. Radion Acoustic Sounding System) umożliwiają dodatkowo pomiar pionowego rozkładu warunków termicznych, co pozwala na bezpośrednią ocenę między innymi wysokości warstwy mieszania atmosfery, parametrów stabilności atmosfery, wyznaczania warstw hamujących. Typowe zastosowanie sodaru to: osłona meteorologiczna procesów technologicznych obiektów przemysłowych, elektrowni jądrowych, lotnisk, monitoringu jakości powietrza i radiacyjnego, morskich platform wiertniczych, ocena warunków dyspersyjnych atmosfery, zasobów energetycznych wiatru, w systemach modelowania rozprzestrzeniania się substancji w atmosferze (zanieczyszczeń powietrza, skażeń promieniotwórczych). Pomiary sodarowe są stosowane przez zespoły badawcze jak również firmy komercyjne na całym świecie. W historię badań sodarowych wpisuje się także Kraków. Na terenie byłego lotniska Czyżyny w latach (z przerwami) prowadzone były badania struktury dynamicznej i termicznej za pomocą sondażu akustycznego sodarem pionowym (Walczewski J., 1997). W ramach realizowanego obecnie projektu celem akustycznego sondowania atmosfery do 5 m n.p.g. było określenie profilu wektora wiatru i identyfikacji warstw inwersyjnych w różnych punktach miasta. Miało to za zadanie określenie empirycznie warunków wentylacyjnych miasta. Wykorzystanie tego typu urządzeń jest częste do badania zarówno aktualnych warunków anemologicznych np. dla celów diagnozy pola wiatru, jako dane wejściowe do modelowania pola wiatru i pola imisji zanieczyszczeń, jak również do klimatologicznej oceny warunków anemologicznych badanego obszaru. Aktualnie sondowanie atmosfery za pomocą sodaru prowadzone są m.in. we Wrocławiu (Netzel i in., 212), a w przeszłości także w Krakowie (Walczewski, 1994) i Katowicach (Bebłot i in., 21). W obecnie realizowanym projekcie, poza uzyskaniem pionowych profili wektora wiatru, wysokości warstw inwersyjnych i warunków wentylacyjnych dane sodarowe wykorzystywane są do sprawdzenia rezultatów modelowania, a także w końcowym etapie projektu do weryfikacji metodyki oceny warunków przewietrzania z wykorzystaniem danych o stężeniach pyłu PM1. Zasada i zakres działania sodaru wykorzystanego w projekcie Dla potrzeb badania korytarzy przewietrza w Krakowie zakupiony został monostatyczny SODAR dopplerowski model PCS.2-24 produkcji niemieckiej firmy METEK Meteorologische Messtechnik GmbH. System SODAR PCS.2-24 skonstruowany na potrzeby pomiaru profilu prędkości i kierunku wiatru oraz na tej podstawie określenia parametrów turbulencji w postaci klasy stabilności atmosfery, pośrednio inwersji temperatury powietrza. Jest to SODAR monostatyczny, to znaczy taki, w którym antena nadawcza po wysłaniu sygnału dźwiękowego przechodzi w tryb odbiornika rejestrującego falę zwrotną. Natomiast pomiar sodarem z układem dopplerowskim polega na wykorzystaniu przesunięcia dopplerowskiej częstości sygnału zwrotnego w funkcji czasu w stosunku do impuslu wysłanego. Dopplerowski SODAR PCS.2-24 monostatyczny wysyła równocześnie trzy wiązki akustyczne z trzech anten: jedną pionową oraz dwie odchylone od pionu. Jest to tablicowa antena fazowa (Ryc. 3.12). a b Ryc SODAR PC.2-24/2 METEK (a) oraz (b) panel tablicowy anteny fazowej składający się z 24 głośników, Wola Justowska, Kraków 43

45 Maksimum pionowego zasięgu detekcji sodaru zależy od częstotliwości emitowanego sygnału. Sodar mierzy parametry fizyczne atmosfery za pomocą analizy widma rozproszonego fali dźwiękowej na fluktuacjach atmosfery o różnej gęstości w wyniku turbulencji termiczno-dynamicznej atmosfery (gradienty temperatury powietrza, prędkości wiatru, hydrometeory). Przesunięcie Dopplera dla tablicowych anten fazowych zależy tylko od prędkości wiatru i odległości między głośnikami. Specyfikację techniczną SODARu przedstawia Tabela 3.1. Zastosowanie sodaru w badaniach warunków wentylacyjnych Krakowa Zgodnie z założeniem planu badawczego projektu, sodar eksploatowano w różnych lokalizacjach Krakowa, w miejscach o charakterystycznych cechach topograficznych. Dotychczas baza danych obejmuje dane sodarowe z pięciu punktów pomiarowych (Tabela 3.2). Lokalizację tych punktów przedstawia Ryc Tabela 3.1. Parametry techniczne SODAR PC.2-24 Parametr Charakterystyka Ilość głośników 24 ( ) Częstotliwość pracy Hz Zakres mierzonych prędkości poziomych składowych wiatru ± 5 m/s Zakres mierzonych kierunków wiatru 36 Zakres mierzonych prędkości pionowych składowych wiatru ± 1 m/s Minimalna wysokość robocza 15 m (regulowana) Minimalna rozdzielczość pionowa 5 m (regulowana) Zakres wysokościowy ~5 m Tabela 3.2. Punkty pomiarowe sodarem w na terenie miasta Krakowa okresie grudzień 214 marzec 216 Lokalizacja Dzielnica (nazwa punktu pomiarowego) Okres pomiarowy UJ Kampus III IGiGP, ul. Gronostajowa Dębniki (Ruczaj) gru 214 sty215 MPWiK Bielany, ul. Księcia Józefa Zwierzyniec (Bielany) lut mar 215 MPWiK Zbiorniki Krzemionki, ul. Swoszowicka Podgórze (Krzemionki) kwi 215 maj lis 215 IMGW-PIB Oddział w Krakowie, ul. P. Borowego Zwierzyniec (Wola Justowska) kwi 215 Arcelor Mittal, ul. J. Giedroycia Nowa Huta(Nowa Huta) gru 215 mar 216 IMGW-PIB Balice #* Zwierzyniec - Wola Justowska Nowa Huta Zwierzyniec - Bielany Dębniki - Ruczaj Podgórze - Krzemionki Legenda km Miejsca punktów pomiarowych sodarem #* Stacja meteorologiczna Granica Krakowa Ryc Lokalizacja punktów pomiarowych sodarem 44

46 Niewątpliwie nieudogodnieniem takiego programu badań były stosunkowo krótkie okresy pomiarowe w poszczególnych miejscach obejmujące dodatkowo różne pory roku. Jednak wyodrębnienie nawet krótkich serii pomiarowych porównywanych z wynikami pomiarów wiatru przyziemnego pozwoliły na wyodrębnienie specyficznych cech warunków anemologicznych, a w dalszej perspektywie projektu do weryfikacji wyników modelowania pola wiatru. Wykorzystywany w badaniach sodar wyznacza standardowo kilka informacji meteorologicznych, które mogą być wprost zastosowane do analizy warunków przewietrzania miasta. Są między innymi: prędkość i kierunek poziomej składowej wiatru (u i v), prędkość i kierunek pionowej składowej wiatru (w), klasa stabilności atmosfery charakteryzująca stan jej równowagi według zmodyfikowanego schematu Pasquilla oznaczony literowo od A do F (lub liczbowo od 1 do 6), przy czym klasy A C (1 3)oznaczają odpowiednio wybitnie, umiarkowanie i słabo chwiejną równowagę atmosfery, klasa D (4) obojętną, a klasy E i F (5 i 6) stałą i wybitnie stałą równowagę atmosfery). Wszystkie te elementy wyznaczano na poziomach do 5 m z rozdzielczością pionową ~1 m. Wyniki badań prezentowano w postaci: graficznych profili prędkości wiatru we wszystkich lokalizacjach dla całego okresu pomiarowego, dnia i nocy (za okres dzienny uznawano czas od wschodu do zachodu Słońca), wykresów radialnych rozkładu kierunków wiatru (róże wiatru) na poszczególnych wysokościach do 15 m dla całego okresu badań w każdej lokalizacji. Dodatkowo określono udział złych warunków wentylacyjnych w ogólnych warunkach przewietrzania jako funkcję prędkości wiatru na najniższym poziomie sondowania w stosunku do kierunku wiatru górnego. Obliczenia wykonano dla wszystkich lokalizacji sodaru. W celu dokonania próby syntezy uzyskanych wyników pomiarów sodarowych w różnych lokalizacjach na obszarze Krakowa, głównie dla potrzeb diagnozy i prognozy warunków wentylacyjnych w całym mieście, na podstawie analizy dobowej zmienności prędkości wiatru na różnych wysokościach, wyznaczono wysokość występowania wyrównanej w ciągu doby prędkości wiatru, którą uznano za górną granicę warstwy Prandtla. Charakteryzuje się ona brakiem widocznego wraz z wysokością skrętem kierunku wiatru i dużą turbulencyjnością związaną z wpływem szorstkości mechanicznej i termicznej podłoża. Wyznaczona w ten sposób warstwa została tu potraktowana jako wyidealizowana przestrzeń nad obszarem miasta o podobnych w skali roku (pory chłodnej i ciepłej) warunkach wentylacyjnych. Dla tak zdefiniowanej przestrzeni korzystając z rejestrowanych lub wyliczanych przez sodar wielkości fizycznych (odbiciowość, odchylenie standardowe kierunku i prędkości wiatru, stosunek sygnału do szumu) wyznaczono m.in. przebieg dobowy i roczny niekorzystnych warunków wentylacyjnych oraz obliczono tzw. kompleksowy wskaźnik potencjalnego przewietrzania dla Krakowa, jako funkcję uśrednionych w tej warstwie wybranych parametrów atmosfery wyznaczonych przez sodar. Wskaźnik ten przyjmuje dla Krakowa wartość od do 2,5 (im wyższa jego wartość tym bardziej niekorzystne warunki wentylacyjne) i jest funkcją średniej poziomej i pionowej składowej prędkości wiatru, odbiciowości, wiarygodności sondowania i wyznaczonej z sodaru klasy stabilności atmosfery Analizy przestrzenne GIS dla obszaru badań projektu MONIT-AIR A. Miodońska, P. Wężyk Podczas prac przy realizacji projektu, analizy przestrzenne GIS wykorzystywano nie tylko przy opracowaniu wyników klasyfikacji obiektowej OBIA, analiz potencjału solarnego, aktualizacji mapy roślinności rzeczywistej, czy obliczaniu parametrów morfometrycznych w siatce 1 x 1 m służących modelowaniu, ale także w celu określenia jakości życia mieszkańców Krakowa. Jakość życia w mieście warunkuje szereg różnych czynników. Część z nich (np. objętość zieleni, objętość budynków, itp.) można określić dzięki analizom przestrzennym geodanych w po- 45

47 staci chmury punktów z lotniczego skanowania laserowego ALS (ang. Airborne Laser Scanning; ALS). Wzrastający nieustannie proces aglomeracji prowadzi do skupiania się ludności w wielkich miastach (megapoliach), co prowadzi najczęściej do zamiany obszarów zielonych na rzecz zabudowy. Tym samym standard rozumiany jako jakość życia mieszkańców potrzebujących dostępu do obszarów zielonych ulega gwałtownemu obniżeniu. Roślinność stanowi naturalny filtr zanieczyszczeń, redukuje poziom hałasu, podnosi walory krajobrazowe i rekreacyjne produkując w okresie wegetacyjnym niezbędny do życia tlen i inne substancje pozytywnie wpływające na jakość życia (np. olejki eteryczne, inne zapachy kwitnących drzew czy krzewów). Obecność terenów zielonych w krajobrazie miejskim ma zatem niezwykle istotny wpływ na poziom życia jego mieszkańców, a rzetelna, aktualna informacja na temat takowych, niezbędna jest do umiejętnego zarządzania przestrzennego. W celu wykonania oceny jakości życia w Krakowie, zaproponowano wykorzystanie wybranych parametrów (wskaźników) określanych na podstawie danych ALS, tj.: Vegetation Volume to Built-up Volume (VV2BV) indeks opisujący stosunek objętości tzw. roślinności wysokiej do objętości budynków na zdefiniowanym obszarze (np. 5 x 5 m) (Wężyk i Tompalski 212). V VV2 BVabs = V HV V VV2BV HV % = 1 V + V B B HV gdzie: V HV objętość roślinności wysokiej V B objętość budynków Urban Vegetation Index (UVI) indeks charakteryzujący teren na podstawie danych dotyczących powierzchni i objętości zajmowanej przez obszary zielone i zabudowane. UVI w V HV w A abs = + ( 1 ) V A B V B V UVI w HV AV % = + ( 1 w) 1 V + V A + A w A HV + = A A + A V B B B HV gdzie: A V całkowita powierzchnia roślinności A HV powierzchnia roślinności wysokiej A B powierzchnia budynków B V Legenda Budynki Roślinność niska Roślinność wysoka Dzielnica I Stare Miasto Rzeka Wisła Ryc Klasy pokrycia terenu w Dzielnicy I Stare Miasto Obecność drzew (a więc roślinności wysokiej) oraz ich potencjalny wpływ na jakość życia mieszkańców w aglomeracjach może być wizualizowany np. zmiennością wartości wskaźnika VV2BV. Drugi zaproponowany indeks UVI uwzględnia dodatkowo powierzchnię zajmowaną przez roślinność niską tj. trawniki, klomby czy boiska trawiaste. Oba omawiane parametry VV2BV i UVI mogą być prezentowane zarówno jako wartości bezwzględne jak i procentowe. Mogą być wyznaczane dla dowolnie wybranych obszarów np. dla oczek regularnej siatki, dzielnic czy też stref (bufor) w zadanej odległości od budynków (np. analiza pod kątem odległości wykonywanych przez mieszkańców spacerów). Analizy na potrzeby niniejszej pracy wykonano dla poszczególnych dzielnic Krakowa, dla regularnej siatki kwadratowej o boku 5 m oraz dla budynków dzielnicy I (Stare Miasto) z uwzględnieniem wokół każdego z budynków strefy obliczeniowej o promieniu 1 m. 46

48 3.7. Szczegółowa inwentaryzacja terenów zieleni i system zarządzania zielenią R3 TREES K. Bajorek-Zydroń W ramach projektu MONIT-AIR w Zarządzie Zieleni Miejskiej w Krakowie zaimplementowano system zarządzania zielenią R3 TREES (R3 GIS), który opiera się na rozwiązaniach typu Open Source i wspiera zarządzanie wszystkimi elementami zieleni miejskiej, w tym także placami zabaw. Docelowo system R3 TREES ma służyć zarządzaniu całą zielenią miejską Krakowie. W pierwszym etapie wdrażania systemu, baza geometryczna i opisowa została uzupełniona danymi z przeprowadzonych przez ProGea Consulting szczegółowych inwentaryzacji zieleni (ponad 1 ha), głównie z dzielnic I (Stare Miasto) i II (Grzegórzki) parków, zieleńców, zieleni w pasach drogowych. Podczas szczegółowej inwentaryzacji terenów zieleni poza tradycyjnymi pomiarami terenowymi i oceną stanu zdrowotnego drzew i krzewów zastosowano nowoczesne technologie, które pozwoliły na szybkie i precyzyjne określenie położenia inwentaryzowanych obiektów Mobilne Skanowanie Laserowe (MLS) A. Warchoł, P. Wężyk W celu określenia położenia drzew, krzewów i obiektów małej architektury, dla wybranych obszarów miasta charakteryzujących się największym zagęszczeniem inwentaryzowanych obiektów przeprowadzono skanowanie laserowe znane pod akronimem technologii LiDAR (ang. Light Detection and Ranging). W miejscach łatwo dostępnych dla samochodu, na utwardzonych drogach i alejkach parkowych przeprowadzono pozyskanie chmury punktów 3D oraz obrazów cyfrowych (kamery RGB) technologią mobilnego skanowania laserowego (ang. Mobile Laser Scanning; MLS). System MLS zamontowany był na dachu samochodu (Ryc. 3.15) pozwalając na szybkie jego przemieszczanie (prędkość poruszania się systemu około 2 km/h) i pozyskiwanie precyzyjnych chmur punktów 3D oraz zdjęć cyfrowych. Ryc System skanowania mobilnego Riegl VMX- 45 zamontowany na dachu samochodu (fot. KZK) Zastosowany system składał się z dwóch skanerów laserowych RIEGL VMX-45, 4 kamer cyfrowych HD (5 Mpix), odbiornika GNSS z anteną, systemu INS (wraz z precyzyjnym IMU), oraz odległościomierza (tzw. odometru). Dane zapisywane były na dysk lokalny w kontrolerze znajdującym się w samochodzie. Cały obszar Plant Krakowskich oraz zieleń miejska na przyległych ulicach (łącznie ok. 28 ha) zostały zeskanowane zaledwie w ciągu ok. 8 godz. (2 dni przejazdów). Łącznie pozyskano niemal 7 mld punktów (tj. odbić wiązek lasera) o trzech współrzędnych XYZ oraz wartości intensywności (zapis siły sygnału odbijanego). Precyzja zebranych chmur punktów wynosi około 5 mm, natomiast dokładność przestrzenna samego pomiaru zależy od stosowanej metody nadawania georeferencji chmurze punktów. W przypadku prezentowanego projektu zastosowano pomiar punktów kontrolnych w technologii GNSS z wykorzystaniem zestawu firmy Topcon. Pomiar w trybie RTK (Real Time Kinematic) w nawiązaniu do sieci stacji referencyjnych systemu ASG-EUPOS charakteryzował się błędem ok. 3, cm dla współrzędnych XY, oraz 5, cm dla współrzędnej wysokościowej (H). Zebrane dane poddano procesowi wyrównania automatycznego oraz korektom manualnym. Dzięki wykorzystaniu punktów kontrolnych wynikowa chmura punktów uzyskała właściwe współrzędne prostokątne płaskie (X,Y) w obowiązującym układzie PL-2 (strefa 7), natomiast wysokości podano w układzie wysokościowym PL-KRON86-NH. 47

49 Dokładność produktu końcowego jakim jest chmura punktów MLS połączona z kilku przejazdów określono na poziomie błędu średniego nieprzekraczającego,1 m. Jest to więc wartość, która spełnia wymagania dokładnościowe dla prowadzenia pomiarów szczegółów terenowych tzw. 1. grupy. Dodatkowo podczas skanowania zostały zarejestrowane cyfrowe zdjęcia fotograficzne RGB (5 Mpix), które pozwalają na pokolorowanie chmur punktów MLS, czyli przypisanie każdemu z nich wartości atrybutu RGB. Poniżej (Ryc. 3.17) zaprezentowano przekrój przez pozyskaną chmurę punktów, który został wykonany w miejscu zaznaczonym na Ryc Całość przetwarzanych danych (przykładowo dla Plant Krakowskich było to ok. 6,9 mld punktów) zarchiwizowano do plików w formacie LAZ (format kompresji danych LiDAR). Kolejnym etapem było przeprowadzenie procesu klasyfikacji, a następnie pozyskanie na podstawie chmury punktów informacji geometrycznej o położeniu obiektów i przetworzenie jej do postaci wektorowej. Podczas prac wyszczególniono: środki geometryczne pni drzew; środki/obrysy krzewów, grup krzewów, żywopłotów; obrysy trawników, rabat; krawędzie alejek parkowych z rozróżnieniem nawierzchni; rodzaje nawierzchni w parkach i na placach zabaw (nawierzchnia bezpieczna, piasek, trawa...); obiekty małej architektury (latarnie, ławki, kosze na śmieci, płotki itp.), a także zabawki na placach zabaw, pomniki, znaki drogowe, tablice informacyjne itp. Tak uzyskane warstwy wektorowe posłużyły do przeprowadzenia szczegółowych prac inwentaryzacyjnych w terenie. Ryc Chmura punktów MLS (fragment Ogrodu Wawel na Plantach Krakowskich) kolorowana wg wysokości Ryc Przekrój przez chmurę punktów MLS w odcieniach intensywności z przykładowymi pomiarami wysokości obiektów 48

50 Naziemne Skanowanie Laserowe (TLS) A. Warchoł W trudnodostępnych dla samochodu terenowego miejscach, ale charakteryzujących się dużą ilością złożonych obiektów zastosowano podobną technologię, ale w wersji statycznej, czyli naziemne skanowanie laserowe (ang. Terrestrial Laser Scanning; TLS) (Ryc. 3.18). W przypadku takiego rozwiązania niewątpliwie wydłuża się czas pozyskiwania danych, ale jednocześnie wzrasta ich dokładność osiągając poziom np. 1, cm przy połączonych chmurach punktów pozyskiwanych z różnych stanowisk skanowania. W prezentowanym projekcie wykorzystano skaner FARO FOCUS 3D X13, który pozyskiwać może do 96 pkt/sek. Wynikowa chmura punktów może być również kolorowana w procesie przetwarzania skanów dzięki pozyskanym zdjęciom RGB. Metodę tę wykorzystano m.in. w Parku Jordana w celu pozyskania danych z obszarów placów zabaw tj. położenia zabawek czy układu różnych rodzajów nawierzchni w obrębie boisk sportowych (Ryc. 3.19, Ryc. 3.2). Ryc Skaner laserowy (fot. KZK) Ryc Chmura punktów TLS (plac zabaw w Parku Jordana) kolorowana wg wartości RGB Ryc Chmura punktów TLS pozyskana dla placu zabaw w Parku Jordana (kolorowanie wartościami RGB) 49

51 Prace terenowe (w tym VTA) i system zarządzania zielenią R3 TREES K. Bajorek-Zydroń, P. Wężyk Dane o lokalizacji obiektów zieleni miejskiej, pozyskane podczas skanowania mobilnego i naziemnego zostały podczas prac terenowych uzupełnione o następujące atrybuty: gatunek drzewa lub krzewu, obwód pnia na wysokości 1,3 m, średnica korony, wysokość, powierzchnia (krzewów), stan wegetatywny, miejsce i faza rozwoju, obecność miejsc lęgowych ptaków. Dla drzew określono ryzyko jakie mogą one stwarzać i wykonano Wizualną Ocenę Drzew (ang. Visual Tree Assessment; VTA). Kondycja każdego drzewa została szczegółowo oceniona określano m.in. wychylenie pnia, występowanie ubytków zarówno w pniu jak i w jego podstawie, asymetrię korony, obecność posuszu i patogenów, oraz określano czy istnieje konflikt drzewa z otoczeniem wraz z zaznaczeniem rodzaju konfliktu. W uzasadnionych przypadkach notowano konieczność wykonania dodatkowych badań i wskazywano zadania wraz ze stopniem ich pilności. Inwentaryzacji terenowej poddano także krzewy, grupy krzewów, żywopłoty, rabaty oraz place zabaw. Wszystkie dane zebrane podczas prac terenowych posłużyły do zasilenia systemu zarządzania zielenią R3 TREES (firmy R3 GIS), działającego w architekturze rozwiązań znanych pod nazwą InternetGIS. Schemat systemu zaprezentowano na Ryc Nadzór administracji TREES Centralna baza danych GPS Pracownicy w terenie GPS Operatorzy konserwacji Inspektor Portal publiczny Ryc Schemat przepływu informacji pomiędzy użytkownikami w oprogramowaniu R3 TREES System R3 TREES jest aplikacją internetową pozwalającą zarówno na przechowywanie dużej ilości danych o zieleni miejskiej, w tym danych historycznych, jak i na zarządzanie pracami wykonywanymi na terenach zieleni miejskiej. Za pomocą aplikacji możliwe są także kontakty z firmami wykonującymi usługi na terenach zielonych, zlecanie, zatwierdzanie wykonanych prac oraz rozliczanie usług i naliczanie kar za niezrealizowane zadania. System pozwala na pracę zarówno na komputerach stacjonarnych jak i na tabletach czy smartfonach poprzez aplikację mobilną (R3 TREES Mobile). System R3 TREES umożliwia prace różnym grupom użytkowników, którzy posiadają, w zależności od potrzeb, dostęp do określonych funkcji aplikacji. Dodatkowo dostęp ten może być także ograniczony obszarowo, np. do jednej dzielnicy czy parku. Istnieje także możliwość zgłaszania przez mieszkańców zauważonych nieprawidłowości na terenach zieleni miejskiej poprzez system np. przez telefon z określoną pozycją GPS. 5

52 3.8. Ogólna inwentaryzacja terenów zieleni K. Bajorek-Zydroń, P. Wężyk W trakcie realizacji projektu MONIT-AIR, podczas prac terenowych wykonywanych w związku z aktualizacją mapy roślinności rzeczywistej, wykonano nie tylko prace związane z aktualizacją zasięgu poszczególnych wydzieleń, ale także notowano obecność roślin chronionych, cennych i będących roślinami żywicielskimi dla motyli wymienionych w załączniku I Dyrektywy Rady 92/43/EWG z dnia 21 maja 1992 roku w sprawie ochrony siedlisk przyrodniczych oraz dzikiej fauny i flory. Ponadto na mapach zaznaczano obecność gatunków obcych i inwazyjnych. W ramach realizowanych prac projektowych przeprowadzono również inwentaryzację występujących na terenie Krakowa pomników przyrody. Dane o ich lokalizacji i atrybutach w granicach miasta uaktualniono na podstawie dostępnych dokumentów oraz pozyskanych w terenie podczas przeprowadzonych szczegółowych prac terenowych. Lokalizacja każdego pomnika przyrody została sprawdzona zarówno w terenie (odbiornik GNSS) jak i na podstawie dostępnych dokumentów i w razie potrzeby korygowana. Dla drzew będących pomnikami przyrody dokonano pomiarów ich wysokości, obwodu pnia na wysokości 1,3 m od gruntu oraz określano ich stan zdrowotny. Wszystkie dane zasiliły tabelę atrybutów warstwy geomteycznej. Dla każdego pomnika przyrody wykonano dokumentację fotograficzną (dla drzew liściastych w stanie ulistnionym i bezlistnym). Prace związane z występowaniem roślin chronionych na terenie Krakowa podzielono na prace kameralne i terenowe. Jako dane wejściowe wykorzystano warstwę z występowaniem roślin chronionych z lat 26 27, którą w pierwszej kolejności zaktualizowano zgodnie z obowiązującym Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 9 października 214 roku w sprawie ochrony gatunkowej roślin (Dz.U. 214 poz. 149). W 216 roku prace terenowe dotyczące występowania roślin chronionych stanowiły wyłącznie uzupełnienie prac aktualizujących mapę roślinności rzeczywistej i nie miały na celu ich szczegółowego kartowania. Podobnie postąpiono z notowaniem obecności roślin obcych i inwazyjnych, jednak bez wyznaczania ich dokładnego zasięgu, gdyż nie było to przedmiotem zamówienia Aktualizacja mapy roślinności rzeczywistej Krakowa K. Bajorek-Zydroń, E. Jędrzejczak Mapa roślinności rzeczywistej Krakowa (28) została opracowana na podstawie kartowania fitosocjologicznego wykonanego w sezonach wegetacyjnych przez zespół ekspertów firmy ProGea Consulting Piotr Wężyk. Z uwagi na duże zmiany zachodzące od co najmniej kilku dekad w Krakowie, w ramach projektu MONIT-AIR, przeprowadzono aktualizację ww. mapy. Podstawowym materiałem do prac aktualizacyjnych była warstwa geometryczna i opisowa (plik shapefile Esri) reprezentująca zasięg poszczególnych klas roślinności pochodząca z Mapy roślinności rzeczywistej Krakowa (stan aktualności 28) oraz warstwy wektorowe GIS z lokalizacją wykonywania zdjęć fitosocjologicznych i występowania gatunków chronionych. Ze względu na bardzo krótki czas realizacji i konieczność zakończenia prac w czerwcu 216 roku, prace podzielono na dwa etapy. W pierwszym etapie zaktualizowano zasięgi poszczególnych klas w oparciu o dane teledetekcyjne (tj. cyfrowe ortofotomapy lotnicze z lat 212 i 215 oraz wielospektralne zobrazowania satelitarne WorldWiev-2 Digital- Globe) z 9 października 214 roku a także dane ALS LiDAR z lipca 212 roku). Przykłady zasięgu klas z Mapy roślinności z 28 roku na podkładzie ortofotomapy z 215 i 212 roku przedstawiono poniżej (Ryc. 3.22). W oparciu o wymienione powyżej geodane na drodze fotointerpretacji i wektoryzacji ekranowej zaktualizowano głównie obszary, w których w ostatnich latach pojawiły się nowe budynki i infrastruktura miejska lub pola uprawne (Ryc. 3.23). W ramach aktualizacji treści mapy roślinności przeprowadzono także weryfikacje i uzupełnienie zdjęć fitosocjologicznych opracowanych w latach 27-28, dodając polskie nazwy gatunków. W dalszej kolejności prac nad mapą roślinności wybrano obszary do szczegółowego kartowania terenowego. Były to przede wszystkim miejsca o wysokich walorach przyrodniczych, głównie łąki oraz fragmenty Krakowa najbardziej narażone na niekorzystne zmiany (np. od zabudowy mieszkaniowej). Przed przystąpieniem do prac terenowych przygotowano odpowiednie materiały dla zespołów kartujących, tj. arkusze map w skali 1:5, z naniesionymi na ramkę współrzędnymi geograficznymi, z podkładem ortofotomapy lotniczej i granicami klas z mapy roślinności z 28 roku, zaktualizowanej o widoczne na zobrazowaniach lotniczych i satelitarnych nowe obiekty (np. zabudowa, drogi). 51

53 ^_ a ^_ ^_ ^_^_ ^_ ^_ ^_ b 6 Ryc Zasięg wybranych klas roślinności (stan 28 r.) na podkładzie ortofotomapy lotniczej (215 r.); (a) w rejonie Osiedla Europejskiego; (b) w rejonie IV obwodnicy i ulicy Nad Drwiną 52

54 Na podkładach mapowych zaznaczone były także miejsca wykonania zdjęć fitosocjologicznych oraz lokalizacja gatunków chronionych (stan na lata 26-27). Kartowanie roślinności przeprowadził zespół ekspertów botaników, po części zaangażowanych w prace przy kartowaniu zbiorowisk w latach Osoby kartujące 19 54'2"E 19 54'3"E 19 54'4"E otrzymywały zestaw arkuszy map z wszystkimi dostępnymi zobrazowaniami teledetekcyjnymi, w celu lepszej nawigacji w terenie i oceny sytuacji na miejscu. Prace terenowe wspierane były wykorzystaniem odbiorników GPS klasy turystycznej (dokładność pozycji do 3-5 m) '5"E ^_ 19 55'"E 19 55'1"E 19 55'2"E '2"N '1"N ^_ '"N Ryc Jeden z podkładów mapowych z widocznymi granicami poligonów, lokalizacją zdjęć fitosocjologicznych i gatunków chronionych wykorzystywany podczas prac terenowych przez botaników Eksperci pracujący w terenie, na podkładach mapowych zaznaczali aktualne zasięgi zbiorowisk, miejsca wykonanych zdjęć fitosocjologicznych, stanowiska roślin chronionych (zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 9 października 214 roku) oraz inwazyjnych. Podkłady z naniesionymi zasięgami zbiorowisk zostały zeskanowane, nadano im odpowiednią georeferencję (układ współrzędnych PL-2, strefa 7) a następnie zwektoryzowano nowy przebieg zbiorowisk. Prace ekspertów zostały przekazane zarówno w formie analogowej, jak i cyfrowej (wektorowej). W 216 roku, podobnie jak w latach 26-27, obszary skartowano do 54 rodzajów wydzieleń (klas), tj.: 1 Bagienny las olszowy (Ribo-nigri-Alnetum). 2 Wikliny nadrzeczne (Salicetum triandro-viminalis). 3 Nadrzeczny łęg wierzbowy (Salicetum albo-fragilis). 4 Łozowiska (Salicetum pentadro-cinereae). 5 Łęg jesionowo-olszowy (Fraxino-Alnetum). 6 Łęg jesionowo-wiązowy (Ficario-Ulmetum minoris). 7 Grąd niski (Tilio-Carpinetum stachyetosum). 8 Grąd typowy (Tilio-Carpinetum Typicum). 9 Grąd wysoki (Tilio-Carpinetum caricetosum pilosae). 1 Buczyna karpacka (Dentario glandulosae- -Fagetum). 11 Kwaśna buczyna niżowa (Luzulo pilosae-fagetum). 12 Bór mieszany sosnowo-dębowy (Querco roboris-pinetum). 13 Ciepłolubne zarośla (związek Berberidion) zwane: Zarośla kserotermiczne (Corylo- -Peucedanetum cervariae). 53

55 14 Zarośla z dominacją tarniny (związek Pruno-Rubion fruticosi) zwane: Zarośla z dominacją tarniny (Prunetalia spinosae). 15 Leśne zbiorowiska zastępcze na siedliskach łęgów zwane: Drzewostany na siedliskach łęgów. 16 Leśne zbiorowiska zastępcze na siedliskach grądów zwane: Drzewostany na siedliskach grądów. 17 Leśne zbiorowiska zastępcze na siedliskach borów mieszanych zwane: Drzewostany na siedliskach borów mieszanych. 18 Zbiorowiska roślin wodnych. 19 Zbiorowiska szuwarów właściwych (związek Phragmition). 2 Zbiorowiska szuwarów turzycowych (związek Magnocaricion). 21 Kwaśne młaki niskoturzycowe (rząd Caricetalia fucae). 22 Eutroficzne młaki niskoturzycowe (rząd Caricetalia davallianae). 23 Ubogie łąki zmiennowilgotne (Junco-Molinietum). 24 Trzęślicowe łaki zmiennowilgotne (Molinietum caeruleae). 25 Łąki wilgotne i zmiennowilgotne z dominacją trzciny (Phragmites australis). 26 Łąki wilgotne i zmiennowilgotne z dominacja śmiałka darniowego (Deschampsia caespitosa). 27 Łąka z ostrożeniem łąkowym (Cirsietum rivularis). 28 Łąka z rdestem wężownikiem (Angelico-Cirsietum oleracei). 29 Ziołorośla z wiązówką błotną (Filipendulo- Geranietum). 3 Zbiorowisko z sitowiem leśnym (Scirpetum sylvatici). 31 Nitrofilne ziołorośla nadrzeczne (rząd Convulvuletalia sepium) zwane: Zbiorowiska ziołorośli nadrzecznych z nawłocią i innymi gatunkami (Convolvuletalia sepium). 32 Łąki świeże wilgotne (Arrhenatheretum elatioris alopecuretosum pratensis). 33 Łąki świeże typowe (Arrhenatheretum elatioris typicum). 34 Łąki świeże z elementami roślinnosci kserotermicznej (Arrhenathereum elatoris salvietosum pratensis). 35 Pastwiska na siedliskach świeżych (Lolio- Cynosuretum). 36 Pastwiska na siedliskach wilgotnych (Epilobio-Juncetum effusi). 37 Agrocenozy łąkowe na siedliskach porolnych. 38 Murawa naskalna (Festucetum pallentis). 39 Wtórna murawa kserotermiczna i murawy z kłosownicą pierzastą (Koelerio-Festucetum rupicolae, Brachypodium pinnatum). 4 Zbiorowiska mszaków na ocienionych skałach (rząd Ctenidietalia). 41 Kadłubowe zbiorowiska wrzosowisk i ubogich muraw bliźniczkowych (klasa Nardo- Callunetea). 42 Inicjalne zarośla na opuszczonych polach i łąkach zwane: zarośla. 43 Zbiorowiska odłogów zwane: zbiorowiska ugorów i odłogów. 46 Ruderalne zbiorowiska miejsc suchych (rząd Sisymbrietalia). 49 Zbiorowiska miejsc wydeptywanych (rząd Plantaginetalia majoris). 5 Zbiorowiska polne (klasa Stellarietea mediae) zwane Zbiorowiskami pól uprawnych. 53 Parki zabytkowe i ogrody zabytkowe. 54 Pozostałe parki. 55 Zieleńce, zieleń osiedlowa, zieleń przyuliczna i ogródki jordanowskie. 56 Zieleń terenów sportowych. 57 Zieleń cmentarzy. 58 Ogródki działkowe i sady. 59 Tereny zainwestowane i intensywnie zabudowane. 6 Ogródki przydomowe. Na obszarach cennych przyrodniczo wykonano zdjęcia fitosocjologiczne dla potwierdzenia obecności danego zbiorowiska lub wykazania zmian jakie zaszły w ostatnim dziesięcioleciu, tj. od czasu poprzedniego kartowania. Podczas prac wykonywano także dokumentację fotograficzną kartowanych terenów. 54

56 Waloryzacja botaniczna i przyrodnicza K. Bajorek-Zydroń, E. Jędrzejczak Po wykonaniu kartowania na potrzeby aktualizacji mapy roślinności, przeprowadzono waloryzację botaniczną obszaru Krakowa. Zespół osób pracujących w terenie ustalił ogólne zasady waloryzacji poszczególnych wydzieleń i możliwe odstępstwa od nich. Po przypisaniu każdej klasie odpowiedniego waloru każdy z ekspertów-przyrodników pracujących w terenie decydował czy walor nadany poszczególnym, wydzieleniom jest odpowiedni, czy należy walor ten podwyższyć, czy też obniżyć lub pozostawić. Podczas waloryzacji brano pod uwagę obecność roślin chronionych w danym wydzieleniu, stan zachowania danego zbiorowiska i jego unikatowość a czasem także funkcjonalność. Wydzieleniom nadano walory w skali 5-stopniowej: Walor 1 obszary o najwyższych walorach przyrodniczych, Walor 2 obszary o wysokich walorach przyrodniczych, Walor 3 obszary cenne pod względem przyrodniczym, Walor 4 obszary o przeciętnych walorach przyrodniczych, Walor 5 obszary silnie przekształcone. Do obszarów o najwyższych walorach przyrodniczych (1) zaliczono: Bagienny las olszowy (kod wydzielenia 1), nadrzeczny łęg wierzbowo-topolowy (3), łęg jesionowo-olszowy (5), łęg wiązowo-jesionowy (6), grądy (7-9), buczyny (1, 11), zbiorowiska kwaśnych młak turzycowych (21), zbiorowiska alkalicznych młak turzycowych (22), trzęślicowe łąki zmiennowilgotne (24), częściowo łąki z ostrożeniem łąkowym (27), łąkę z rdestem wężownikiem (28), murawę naskalną (38), wtórne murawy kserotermiczne i murawy z kłosownicą pierzastą (39) oraz zbiorowisko mszaków na ocienionych skałach (4). Do obszarów o wysokich walorach przyrodniczych (2) zaliczono: wikliny nadrzeczne (2), łozowiska (4), bór mieszany sosnowo-dębowy (12), zarośla kserotermiczne (13), zarośla z dominacją tarniny (14), ubogie łąki zmiennowilgotne (23), łąki wilgotne i zmiennowilgotne z dominacją trzciny (25), łąki wilgotne i zmiennowilgotne z dominacja śmiałka darniowego (26), częściowo łąki z ostrożeniem łąkowym (27), łąki świeże wilgotne (32), łąki świeże rajgrasowe (33), łąki świeże z elementami roślinności kserotermicznej (34) oraz kadłubowe zbiorowiska wrzosowisk (41). Do obszarów cennych przyrodniczo (3) zaliczono: drzewostany na siedliskach grądów, łęgów i borów mieszanych (15-17), zbiorowiska roślin wodnych (18), zbiorowiska szuwarów właściwych (19), zbiorowiska szuwarów turzycowych (2), ziołorośla z wiązówką błotną (29), zbiorowisko z sitowiem leśnym (3), zarośla (42) oraz parki zabytkowe i ogrody zabytkowe (53). Niektóre wydzielenia z zaroślami (42) otrzymały walor wyższy (okolice Krzemionek) ze względu na występujące w tych zaroślach niewielkie fragmenty muraw kserotermicznych. Do obszarów o przeciętnych walorach przyrodniczych (4) zaliczono: zbiorowisko ziołorośli nadrzecznych z nawłocią i innymi gatunkami (31), pastwiska na siedliskach świeżych (35), pastwiska na siedliskach wilgotnych (36), agrocenozy łąkowe (37), zbiorowiska ugorów i odłogów (43), zbiorowiska miejsc wydeptywanych (49), zbiorowiska pól uprawnych (5), pozostałe parki (54), zieleńce, skwery, zieleń przyuliczna, ogródki jordanowskie (55), zieleń terenów sportowych (56), zieleń cmentarzy (57) z wyjątkiem Cmentarza Rakowickiego któremu nadano walor 3, ogródki działkowe i sady (58) oraz ogródki przydomowe (6). Do obszarów silnie przekształconych (5) zaliczono tereny zainwestowane (59). Walory nadawane poszczególnym klasom mogły zostać podniesione w niektórych przypadkach m.in. ze względu na stanowiska roślin chronionych w wydzieleniach. Obecność roślin ściśle chronionych powodowała podniesienie waloru danego wydzielenia o jeden stopień, natomiast obecność rośliny częściowo chronionej podniesienie waloru o jeden stopień dla wydzieleń mających pierwotnie walor botaniczny niższy niż 2. Wyjątek stanowiły wydzielenia, w których występowały: kukułka szerokolistna (Dactylorhiza majalis), podkolan biały (Platanthera bifolia) i centuria pospolita (Centuria erythraea). Dla tych wydzieleń waloru botanicznego nie podwyższano ze względu na bardzo liczne występowanie tych gatunków na terenie Krakowa. Walor botaniczny został ponadto podwyższony dla niektórych wydzieleń z klas 18 i 42. Wszystkie wydzielenia, w których walor botaniczny został podwyższony, otrzymały odpowiedni komentarz w tabeli atrybutów pliku shapefile (Esri). Przydzielone w ten sposób walory botaniczne, zostały dla wybranych wydzieleń podniesione maksymalnie o jeden stopień ze względów tzw. ogólno-przyrodniczych. Podobnie jak w przypadku waloryzacji botanicznej, także w waloryzacji przyrodniczej, każde podniesienie waloru przyrodniczego w stosunku do waloru botanicznego zostało odnotowane w odpowiedniej kolum- 55

57 nie tabeli atrybutów warstwy poligonowej (plik shapefile Esri). Walor przyrodniczy został podwyższony w stosunku do waloru botanicznego dla wydzieleń: leżących w granicach obszarów chronionych (rezerwatów przyrody, obszarów Natura 2 i użytków ekologicznych), Cmentarzy historycznych (Rakowicki, Salwatorski, Remuh, Nowy Cmentarz Podgórski, Stary Cmentarz Podgórski, Nowy Cmentarz Żydowski), Parków i ogrodów zabytkowych w ścisłym centrum Krakowa (łącznie 63 wydzielenia), 22 Pozostałych parków (duże parki o leśnym charakterze w pobliżu większych osiedli mieszkaniowych), leżących w pobliżu koryt rzek, mogących stanowić korytarz migracyjny dla gatunków zwierząt. Wyniki waloryzacji przyrodniczej zostały przedstawione na mapie waloryzacji przyrodniczej Krakowa. Szrafem zaznaczono miejsca w których walor przyrodniczy został podwyższony o jeden stopień w stosunku do waloru botanicznego co wynika z ww. powodów ogólno- -przyrodniczych funkcjonowania tych wydzieleń Określenie potencjału solarnego w oparciu o NMPT U. Cisło-Lesicka W celu zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych oraz obniżenia kosztów eksploatacji budynków coraz więcej mieszkańców i inwestorów zainteresowanych jest wykorzystaniem energii odnawialnych. Energię pochodzącą ze Słońca, określaną energią promieniowania słonecznego, można wykorzystać zarówno do pozyskania ciepła oraz energii elektrycznej, za pomocą kolektorów słonecznych oraz ogniw fotowoltaicznych montowanych m.in. na dachach budynków. Parametrami opisującymi energię promieniowania słonecznego są: całkowite promieniowanie słoneczne (W/m 2 ), globalne nasłonecznienie (W/m 2 /rok), oraz usłonecznienie (h/rok). Promieniowanie słoneczne jest wartością silnie zmienną w czasie, dlatego też nie jest ono najistotniejszym parametrem doboru instalacji solarnej. Usłonecznienie jest z kolei ujęte w wartości globalnego nasłonecznienia, jakie notuje się dla danego rejonu. Wydaje się więc, iż najważniejszym parametrem doboru instalacji jest nasłonecznienie, czyli ilość energii (kwh) docierająca do powierzchni montażowej (m 2 ) w ciągu całego roku. W przypadku Polski, roczne nasłonecznienie ma relatywnie wyrównane wartości na obszarze całego kraju. W przypadku miasta Krakowa, wynosi ono średnio około 146 kwh rocznie dla 1 m 2 powierzchni poziomej (Ryc. 3.24) [kwh/m 2 ] Ryc Średnia suma rocznego promieniowania globalnego w Polsce [źródło: European Commission, Joint Research Centre] Potencjał energii promieniowania słonecznego (czyli teoretyczna ilość promieniowania, jaką w danym miejscu może otrzymać dana powierzchnia) uzależniony jest od lokalizacji geograficznej, wysokości n.p.m. oraz wysokości względnej obiektu, nachylenia i ekspozycji powierzchni montażowej (np. połaci dachu) oraz dziennych i sezonowych zmian położenia słońca, jak i czynników atmosferycznych (a nawet jakości atmosfery obecność aerozoli). W związku 56

58 z powyższym do wyznaczenia potencjału solarnego dachów budynków zlokalizowanych na terenie miasta Krakowa wykorzystano następujące geodane: numeryczny model pokrycia terenu NMPT wygenerowany na podstawie chmur punktów 3D z lotniczego skanowania laserowego (ALS) pozyskanych w 212 roku w ramach projektu ISOK; GSD NMPT 1, m, dane ewidencji gruntów i budynków (baza EGiB), oraz dane meteorologiczne pozyskane ze stacji meteorologicznej Kraków-Balice ( Typowe lata meteorologiczne i statystyczne danych klimatycznych do obliczeń energetycznych budynków ). Na podstawie ww. danych przeprowadzono analizę przestrzenną GIS z zakresu określenia nasłonecznienia połaci dachowych. Wynik tej analizy określa porcję energii (kwh) docierającą do powierzchni dachu (m 2 ) w ciągu 12 miesięcy. Dla każdego budynku spełniającego warunek minimalnej powierzchni użytecznej * dachu (5, m 2 ) uwzględniono: wysokość i położenie geograficzne budynku, nachylenie i ekspozycję (orientację w stosunku do stron świata) połaci dachowej, dzienne i sezonowe zmiany położenia Słońca, zacienienie powodowane przez otaczające obiekty topograficzne (budynki i drzewa). Ponadto analiza potencjału solarnego uwzględniała wpływ takich parametrów atmosferycznych jak: stosunek promieniowania rozproszonego do promieniowania całkowitego oraz przepuszczalność atmosfery. Parametry atmosferyczne wyznaczono na podstawie uśrednionych danych empirycznych pozyskanych ze stacji meteorologicznej Kraków-Balice (z okresu 3-lecia) Zielone dachy M. Frazik-Adamczyk Zielone dachy to określenie umowne systemu biologiczno-inżynierskiego, w którym rośliny uprawiane na dachach, stropach i tarasach w odtworzonych warunkach gruntowych są w sposób trwały związane z konstrukcja budowli. Dzięki temu 5% takiej powierzchni (o ile wynosi minimum 1 m 2 ) może być zakwalifikowane do powierzchni biologicznie czynnej w rozumieniu przepisów prawa budowlanego. Podstawowe warstwy zielonego dachu, oprócz termoizolacji i hydroizolacji budynku, to: mata chłonno-ochronna, mata drenażowa, włóknina filtracyjna, substrat mineralny i rośliny. Pierwotnie zielone dachy zabezpieczały obiekty przed negatywnym wpływem czynników atmosferycznych. Obecnie, wobec problemów urbanizacji, zielone dachy traktuje się jako ważny element usprawniający ekologiczne funkcjonowanie miast, m.in. jako ważne narzędzie do walki z zanieczyszczeniami powietrza. W wielu metropoliach w Stanach Zjednoczonych wprowadzono przepisy zobowiązujące do zakładania zielonych dachów w obiektach użyteczności publicznej, a w największych miastach Szwajcarii od 22 roku istnieje obowiązek zazieleniania wszystkich nowych budynków pokrytych płaskim dachem. Podobne rozwiązanie przyjęła Dania w 21 roku. W Niemczech zielone dachy są ważnym instrumentem polityki podatkowej w kontekście optymalizacji zarządzania wodą opadową (tzw. podatek deszczowy ). * Za powierzchnię użyteczną dachu budynku w celu montażu kolektorów słonecznych i ogniw fotowoltaicznych przyjęto 8% powierzchni całego dachu ze względu na to, iż panele nie mogą być montowane zbyt blisko krawędzi dachu, a część powierzchni dachu zajmują kominy, anteny i inne instalacje. Ponadto powierzchnia pojedynczego panelu kolektora płaskiego wynosi od 2 do 2,5 m 2, zaś na zaspokojenie potrzeb czteroosobowego gospodarstwa domowego potrzebne są minimum dwa zasobniki. Stąd w analizie przyjęto, że minimalna powierzchnia użyteczna dachu wynosi 5 m 2. 57

59 Zielone dachy, poza względami estetycznymi, pełnią szereg funkcji ekologicznych, co ma także wymiar ekonomiczny. Do najważniejszych należy zaliczyć: zmniejszenie ilości wody odprowadzanej do kanalizacji ściekowej dzięki retencjonowaniu w strukturze dachu średnio około 5% wody z opadów atmosferycznych oraz oczyszczanie jej przez systemy korzeniowe roślin i mikroorganizmy glebowe, filtrację powietrza z zanieczyszczeń gazowych i pyłowych na różnych poziomach wysokościowych (w ciągu roku rośliny z 1 m 2 powierzchni zielonego dachu pochłaniają,2 kg cząstek pyłów z powietrza) oraz produkcję tlenu, poprawienie współczynnika izolacji termicznej obiektów, co zmniejsza zapotrzebowanie na ogrzewanie pomieszczeń, w konsekwencji obniża emisję toksycznych gazów i zanieczyszczeń pyłowych oraz wspomaga pasywne chłodzenie w lecie, obniżenie temperatury powietrza w upalne dni bezpośrednio nad powierzchnią zielonego dachu (temperatura niższa o 3-5 C) i łagodzenie negatywnych skutków miejskiej wyspy ciepła, tworzenie zastępczej przestrzeni życiowej dla zagrożonej fauny (owady, ptaki) i flory, zmniejszenie dziennej amplitudy temperatur, oddziaływania promieniowania ultrafioletowego czy uszkodzeń gradowych na pokrycia dachów, co wydłuża trwałość materiałów hydroizolacyjnych około dwukrotnie i ogranicza zaśmiecanie środowiska. Zielone dachy ekstensywne można zakładać na dachach płaskich (spadek do 1 ), a także na dachach skośnych (spadek połaci 1 do 3 ). Na świecie najczęściej stosowane są zielone dachy płaskie wykorzystywane ekstensywnie, o mniejszych wymaganiach konstrukcyjnych budynku, a także niższych nakładach finansowych na założenie i pielęgnację. Wiele gatunków roślin stosowanych na zielonych dachach posiada bardzo dobre właściwości fitoremediacyjne, a zachowanie bioróżnorodności roślin zbliżonej do siedlisk naturalnych sprzyja ochronie przyrody. Na dachach ekstensywnych znajdują zastosowanie niektóre gatunki mchów i traw oraz niskie krajowe rośliny zielne zasiedlające w naturze ubogie gleby mineralne, murawy kserotermiczne lub hale wysokogórskie. Na połaciach płaskich dachów można założyć również zielone dachy intensywne, które umożliwiają pełne użytkowanie ogrodowe z posadzonymi drzewami, krzewami, zbiornikami wodnymi. Jednak ciężar takiego systemu znacznie obciąża konstrukcję, wysokie są koszty założenia, a ze względu na nasz klimat rośliny na zielonych dachach intensywnych wymagają troskliwej pielęgnacji. 58

60 4. Wyniki i dyskusja

61 4.1. Klasyfikacja obiektowa (OBIA) U. Cisło-Lesicka, P. Wężyk Klasyfikację pokrycia terenu miasta Krakowa i jego okolic wykonano metodą klasyfikacji obiektowej (OBIA) na trzech poziomach szczegółowości. Najbardziej szczegółową klasyfikację pokrycia terenu klasyfikację szczegółową wykonano wykorzystując zobrazowania satelitarne (WorldView-2; DigitalGlobe) i lotnicze (cyfrowa ortofotomapa RGB), a także dane pochodzące ze skanowania laserowego ALS (ISOK) oraz z innych warstw wektorowych opisanych w rozdziale 3 Atlasu. Wyniki klasyfikacji szczegółowej poddano dwóm niezależnym procesom generalizacji, tj. generalizacji I stopnia i II stopnia, które przebiegały iteracyjnie i opierały się na podobieństwie charakterystyk spektralnych oraz podobieństwie kształtu i sąsiedztwa Klasyfikacja szczegółowa U. Cisło-Lesicka, P. Wężyk Szczegółowa klasyfikacja (Ryc. 4.7) obejmuje 43 klasy podstawowe oraz dodatkową klasę cień (Tabela 4.1), które zostały wygenerowane z możliwie najwyższą dokładnością terenową (GSD kanałów MS 2, m). Spośród istniejących w Krakowie 43 klas i klasy cień (klasyfikacja szczegółowa) wyróżniono 6 dominujących powierzchniowo (łącznie zajmują niemal 75% obszaru) nad innymi (Ryc. 4.1), tj.: ID 33; Grunty rolne: 19,8%, ID 53; Roślinność w stanie zmian sukcesja: 17,1%, ID 312; Tereny zielone z przeważającą roślinnością trawiastą: 16,1%, ID 41; Lasy liściaste: 8,5%, ID 35; Łąki i pastwiska: 6,8%, ID 12; Zabudowa luźna: 6,5% oraz 38 pozostałych klas zajmujących łącznie 25,3% obszaru opracowania. Analizując jedynie obszar w granicach miasta Krakowa dominującymi klasami pod względem zajmowanej powierzchni (łącznie 72,9%) okazały się klasy (Ryc. 4.2): ID 53; Roślinność w stanie zmian sukcesja: 17,7%, ID 312; Tereny zielone z przeważającą roślinnością trawiastą: 16,7%, ID 33; Grunty rolne: 13,6%, ID 41; Lasy liściaste: 9,4%, ID 12; Zabudowa luźna: 7,9% oraz ID 311 Tereny zielone z przeważającą roślinnością drzewiastą: 7,7%, pozostałe 38 klas w sumie objęły 27,1% obszaru miasta Krakowa opracowania, ale żadna z nich nie przekracza 5% powierzchni miasta. W Tabeli 4.4 przedstawiono udział powierzchniowy dominujących 6 klas klasyfikacji szczegółowej w poszczególnych dzielnicach miasta Krakowa. Najbardziej zabudowanymi dzielnicami Krakowa okazały się: Stare Miasto (32,2% powierzchni pokrywa zabudowa), Grzegórzki (2,%) oraz Krowodrza (27,5%) Analizując najmniejszy udział klasy zabudowa w całej powierzchni dzielnicy na liście znalazły się: Zwierzyniec (4,6%), Wzgórza Krzesławickie oraz niespodziewanie dla wielu Nowa Huta (po około 4,8%). Dzielnice o najmniejszym udziale klasy zabudowa (ID 12) są jednocześnie dzielnicami w których, spośród wszystkich dzielnic Krakowa najwięcej zajmuje klasa grunty orne (ID 33): Wzgórza Krzesławickie (47,3%), Nowa Huta (3,%), Prądnik Biały (15,1%) i Zwierzyniec (14,6%). Najmniej gruntów ornych występuje w dzielnicach: Stare Miasto, Grzegórzki i Krowodrza (w każdej<,15%) Z kolei w dzielnicach: Dębniki, Prądnik Biały, Bieżanów-Prokocim stwierdzono największy udział terenów pokrytych roślinnością w stanie zmian (klasa 53) czyli obszary z sukcesją zbiorowisk roślinnych (odpowiednio: 36,8%, 22,% i 2, 4%). Najmniejszy udział procentowy klasy 53 stwierdzono w dzielnicach: Stare Miasto (,4%), Bieńczyce (2,2%) oraz Prądnik Czerwony (2,4%). Największy udział terenów zielonych z roślinnością drzewiastą stwierdzono w dzielnicach: Łagiewniki-Borek Fałęcki (36,2%), Swoszowice (31,3%) oraz Zwierzyniec (27,6%), a z kolei najmniejszy w dzielnicach: Wzgórza Krzesławickie (6,3%), Nowa Huta (11,6%) oraz Podgórze i Bronowice (po 12,5%) Tereny zielone z przeważającą roślinnością trawiastą dominują w dzielnicach: Bieńczyce (27,7%), Prądnik Czerwony (27,5%), Mistrzejowice (25,4%) i Czyżyny (24,7%). Najmniejszy udział tej klasy stwierdzono na Starym Mieście (1,4%) w Podgórzu (11,4%) oraz w Nowej Hucie, Łagiewnikach-Borku Fałęckim i Dębnikach (po niewiele ponad 12%). 6

62 Tabela 4.1. Udział powierzchni poszczególnych klas pokrycia i użytkowania trenu (klasyfikacja szczegółowa) Kod klasy Nazwa klasy Powierzchnia klasy w granicach opracowania Powierzchnia klasy w granicach administracyjnych miasta Krakowa [ha] [%] [ha] [%] 11 Zabudowa zwarta (Continuous urban fabric) 26,4,5 26,4,8 12 Zabudowa luźna (Discontinuous urban fabric) 3 774,57 6, ,89 7,91 21 Strefy handlowe (Commercial zones) 43,71,8 41,81, Parkingi powiązane ze strefami handlowymi (Parking lots associated with commercial zones) 62,23,11 53,51,16 22 Strefy przemysłowe (Industrial zones) 714,63 1,23 577,6 1,77 23 Tereny pozbawione roślinności (Areas without vegetation) 1 525,51 2,62 989,4 3,3 24 Tereny składowisk i wyrobisk (Landfills and pits areas) 148,71,26 135,49,41 25 Czynne wysypiska odpadów (Active waste dumps areas) 27,2,5 24,32,7 26 Drogi bitumiczne (Bitumen roads) 1 765,2 3,4 1 34,55 4,1 261 Drogi betonowe (Concrete roads) 37,53,53 269,84, Drogi utwardzone (Hardened roads) 178,37,31 114,48, Drogi inne (Other roads) 69,6,12 36,66, Drogi wykorzystywane przez transport samochodowy i tramwajowy (The routes used by tram and road transport) Alejki oraz ścieżki ruchu pieszego i rowerowego (Alleys and paths of walking and cycling) 16,29,3 16,28,5 417,14,72 43,45 1,23 28 Torowiska kolejowe (Railways subgrade) 432,92,74 379,67 1, Torowiska tramwajowe (Tramways subgrade) 51,42,9 51,42,16 29 Porty (Ports areas) 4,1,1 4,4, Tereny lotnisk z roślinnością (Airports areas with vegetation) Tereny lotnisk bez roślinności (Airports areas without vegetation) 243,78,42 1,68,1 96,49,17 4,11,1 31 Cmentarze (Cemeteries) 17,9,18 91,67, Tereny zielone z przeważającą roślinnością drzewiastą (Green areas with predominance of woody vegetation) Tereny zielone z przeważającą roślinnością trawiastą (Green areas with predominance of grassy vegetation) Tereny sportowe i wypoczynkowe (Sport and leisure facilities) Korty tenisowe i boiska sztuczne (Tennis courts and playgrounds) 3 317,99 5, ,59 7, ,73 16, ,53 16,69 216,58,37 148,83,46 92,6,16 75,89,23 33 Grunty rolne (Non-irrigated arable lands) ,42 19, ,8 13,57 34 Winnice (Vineyards) 13,46,2 13,46,4 341 Plantacje (Plantations) 81,23,14 41,22, Sady (Orchards) 9,52 1,55 498,57 1,53 35 Łąki i pastwiska (Meadows and pastures) 3 924,11 6, ,88 4,52 36 Złożony system upraw i działek - ogródki działkowe (Complex system of crops and plots - allotments) 622,92 1,7 487,78 1,49 41 Lasy liściaste (Broad-leaved forests) 4 933,58 8, ,39 9,37 42 Lasy iglaste (Coniferous forests) 1 184,21 2,4 246,14,75 43 Lasy mieszane (Mixed forests) 275,48,47 154,83,47 51 Murawy i pastwiska naturalne (Natural grasslands) 27,66,5 27,66,8 52 Wrzosowiska (Moors),8,,8, 53 Roślinność w stanie zmian - sukcesja (Vegetation in state of change - succession) 9 955,4 17, ,7 17,69 61

63 Kod klasy Nazwa klasy Powierzchnia klasy w granicach opracowania Powierzchnia klasy w granicach administracyjnych miasta Krakowa [ha] [%] [ha] [%] 61 Wydmy, piaski (Dunes and sand plains) 41,54,7 19,58,6 62 Plaże (Beaches) 3,43,1 1,14, 63 Odsłonięte skały (Bare rocks),65,,65, 71 Bagna śródlądowe (Inland marshes) 2,98,1 2,98,1 81 Cieki wodne (Watercourses) 441,91,76 338,68 1,4 82 Zbiorniki wodne (Water reservoirs) 549,72,95 32,28,92 89 Obiekty na wodzie (Objects on the water) 1,24,,98, 9 Cienie (Shadows) 668,31 1,15 447,9 1,37 Razem ,1 1, ,9 1, 25,3% 19,8% 27,1% 17,7% 6,5% 17,1% 7,7% 16,7% 6,8% 8,5% 16,1% 7,9% 9,4% 13,6% 33 Grunty rolne 53 Roślinność w stanie zmian - sukcesja 312 Tereny zielone z przeważającą roślinnością trawiastą 41 Lasy liściaste 53 Roślinność w stanie zmian - sukcesja 312 Tereny zielone z przeważającą roślinnością trawiastą 33 Grunty rolne 41 Lasy liściaste 35 Łąki i pastwiska 12 Zabudowa luźna 12 Zabudowa luźna 311 Tereny zielone z przeważającą roślinnością drzewiastą Pozostałe 38 klas Ryc Udział najliczniej występujących 6 klas klasyfikacji szczegółowej dominujących pod względem zajmowanej powierzchni w obszarze opracowania Pozostałe 38 klas Ryc Udział najliczniej występujących 6 klas klasyfikacji szczegółowej dominujących pod względem zajmowanej powierzchni w granicach Krakowa 62

64 Generalizacja I stopnia U. Cisło-Lesicka, P. Wężyk W wyniku przeprowadzenia generalizacji I stopnia (Ryc. 4.8) wyników klasyfikacji obiektowej (OBIA) wyróżniono 21 klas pokrycia terenu (Tabela 4.2). Spośród tych klas wyróżnić można 6 dominujących (zajmują niemal 85% analizowanego obszaru domeny obliczeniowej), tj. (Ryc. 4.3): ID 112; Zabudowa luźna: 23,1%, ID 211; Grunty rolne: 2,7%, ID 324; Roślinność w stanie zmian sukcesja: 17,1%, ID 141; Miejskie tereny zielone, w tym cmentarze: 9,%, ID 311; Lasy liściaste: 8,5%, ID 231; Łąki i pastwiska: 5,7%, Suma 2 klas obejmuje pozostałe 15,% obszaru opracowania, ale żadna z nich nie zajmuje więcej niż 6% powierzchni obszaru opracowania. Tabela 4.2. Zestawienie powierzchni klas dla wyników generalizacji I stopnia Kod klasy Nazwa klasy Powierzchnia klasy w granicach opracowania Powierzchnia klasy w granicach administracyjnych miasta Krakowa [ha] [%] [ha] [%] 111 Zabudowa zwarta (Continuous urban fabric) 31,71,5 31,71,1 112 Zabudowa luźna (Discontinuous urban fabric) ,7 23, ,59 26, Strefy przemysłowe lub handlowe (Industrial or commercial units) 1 164,1 2, 825,44 2, Drogi i linie kolejowe z obszarami powiązanymi (Roads and rail network whit associated land) 3 35,98 5, ,42 6, Porty (Port areas) 3,16,1 3,16,1 124 Lotniska (Airports) 316,51,54 4,4, Miejskie tereny zielone, w tym cmentarze (Green urban areas) Tereny sportowe i wypoczynkowe (Sport and leisure facilities) 5 242,87 9,2 3 59,26 1,98 23,4,4 157,12, Grunty rolne (Non-irrigated arable land) 12 58,9 2, ,35 14, Sady i plantacje (Fruit trees and berry plantations) 554,34,95 319,33, Łąki i pastwiska (Pastures and meadows) 3 39,63 5, ,27 4,5 242 Złożony system upraw i działek (Complex cultivation) 724,54 1,25 564,28 1, Lasy liściaste (Broad-leaved forest) 4 939,4 8,5 3 11,22 9, Lasy iglaste (Coniferous forest) 1 218,1 2,1 269,39, Lasy mieszane (Mixed forest) 33,13,52 173,71, Murawy i pastwiska naturalne (Natural grassland) 26,48,5 26,48,8 324 Roślinność w stanie zmian - sukcesja (Vegetation in state of change - succession) 1 412,1 17, ,73 18, Plaże, wydmy, piaski (Beaches, dunes and sand plains) 27,54,5 15,24,5 411 Bagna śródlądowe (Inland marshes) 3,3,1 3,3,1 511 Cieki (Water courses) 54,56,87 379,37 1, Zbiorniki wodne (Water bodies) 58,64 1, 32,41,98 Razem ,65 1, ,9 1, 63

65 4,1% 9,4% 5,7% 15,% 23,1% 5,7% 6,5% 4,1% 8,5% 9,% 2,7% 18,5% 17,9% 19,8% 112 Zabudowa luźna 211 Grunty rolne 324 Roślinność w stanie zmian - sukcesja 141 Miejskie tereny zielone, w tym cmentarze 311 Lasy liściaste 231 Łąki i pastwiska Pozostałe 15 klas 3 Zieleń niska 8 Grunty orne 2 Zieleń wysoka 1 Budynki 12 Tereny zainwestowane 6 Infrastruktura drogowa Pozostałe 5 klas Ryc Udział najliczniej występujących 6 klas z generalizacji I stopnia mapy LULC w granicach opracowania Analizując wyniki generalizacji I stopnia dla terenu leżącego w granicach administracyjnych Krakowa, dominującymi klasami pod względem zajmowanej powierzchni miasta Krakowa, okazały się (Ryc. 4.4): ID 112; Zabudowa luźna: 26,6%, ID 211; Grunty rolne: 14,1%, ID 324; Roślinność w stanie zmian sukcesja: 18,4%, ID 141; Miejskie tereny zielone, w tym cmentarze: 11,%, ID 311; Lasy liściaste: 9,5%, ID 122; Drogi i linie kolejowe z obszarami powiązanymi: 6,8%, pozostałe 2 klas w sumie obejmują 13,5% obszaru miasta Krakowa, ale żadna z nich nie zajmuje więcej niż 4% powierzchni. Wyniki generalizacji I stopnia klasyfikacji obiektowej (OBIA) przeanalizowano w poszczególnych dzielnicach miasta Krakowa (Tabela 4.4). Najbardziej zabudowaną dzielnicą Krakowa okazało się Stare Miasto (57,5% powierzchni pokrytej zabudową zwartą ID 111 i luźną ID 112). Ryc Udział najliczniej występujących 6 klas z generalizacji I stopnia mapy LULC w granicach miasta Krakowa Kolejne dzielnice o największym udziale procentowym zabudowy luźnej to: Grzegórzki (55,%), Bieńczyce (53,8%), Prądnik Czerwony (52,9%), Krowodrza (51,3%) i Podgórze Duchackie (46,2%). Klasa zabudowa luźna (ID 112) zajmuje najmniejsze obszary w dzielnicach: Nowa Huta (14,5%), Zwierzyniec (18,9%) i Wzgórza Krzesławickie (2,13%). Jednocześnie są to dzielnice w których zidentyfikowano najwięcej gruntów ornych (ID 211), tj.: Wzgórza Krzesławickie (49,%), Nowa Huta (29,2%), Prądnik Biały (15,7%) oraz Zwierzyniec (15,5%). Najmniej liczną powierzchnię tworzy klasa grunty orne w dzielnicach: Stare Miasto, Grzegórzki i Krowodrza (<,15%). Z kolei najwięcej terenów pokrytych roślinnością w stanie zmian (ID 324) stwierdzono w dzielnicach: Dębniki, Prądnik Biały, Bieżanów- -Prokocim sukcesja (odpowiednio: 37,8%, 22,8% i 21,2%), a najmniej w dzielnicach: Stare Miasto, Prądnik Czerwony i Bieńczyce (wszędzie < 2,5%). Lasów, głównie liściastych, wykryto najwięcej w dzielnicach: Swoszowice (24,5%), Zwierzyniec (23,9%), Łagiewniki-Borek Fałęcki (23,2%) oraz Dębniki (18,5%). Najmniej zalesionymi dzielnicami Krakowa okazały się: Stare Miasto i Grzegórzki (brak lasów), oraz Krowodrza (,2%), Wzgórza Krzesławickie (2,%) i Prądnik Czerwony (2,1%). 64

66 Miejskich terenów zielonych w postaci roślinność trawiastej i drzewiastej oraz cmentarzy (ID 141) najwięcej wykryto w dzielnicach: Czyżyny (26,5%), Prądnik Czerwony (24,4%), Krowodrza (23,3%), na Starym Mieście (22,1%) i na Grzegórzkach (2,1%). Najmniej liczna jest powierzchnia tej klasy na: Dębnikach (6,3%), w Podgórzu (6,7%) oraz Łagiewnikach-Borku Fałęckim (8,6%), Wzgórzach Krzesławickich (8,7%) i Prądniku Białym (9,%). Najliczniejszą reprezentację terenów przeznaczonych pod komunikację (drogi, linie kolejowe i tramwajowe oraz terenów powiązanych; ID 122) stwierdzono w dzielnicach: Krowodrza, Stare Miasto i Grzegórzki, tj.: odpowiednio: 14,5%, 14,% i 13,4%. Dzielnicami o najmniejszym udziale tej klasy są: Zwierzyniec (3,6%), Swoszowice (4,%), Dębniki (4,1%) i Wzgórza Krzesławickie (4,2%) Generalizacja II stopnia U. Cisło-Lesicka, P. Wężyk Wyniki generalizacji II stopnia (Ryc. 4.9) klasyfikacji obiektowej (OBIA) dla obszaru domeny obliczeniowej przedstawiono w 1 klasach pokrycia i użytkowania terenu (Tabela 4.3) oraz klasa ID 9 Cień. Poniżej szczegółowo zostaną scharakteryzowane dzielnice dla 6 dominujących (łącznie 9,6% obszaru) klas pokrycia terenu w granicach Krakowa (Ryc. 4.5): ID 3; Zieleń niska: 4,1%, ID 8; Grunty orne: 19,8%, ID 2; Zieleń wysoka: 18,5%, ID 1; Budynki: 6,5%, ID 12; Tereny zainwestowane: 5,7%, ID 6; Infrastruktura drogowa: 4,1%, pozostałe 5 klas pokryły łącznie pozostałe 9,4%, ale żadna z nich nie przekracza 2% powierzchni opracowania. Analizując wyniki generalizacji II stopnia dla obszarów ograniczonych do granic administracyjnych Krakowa, zauważamy, iż do 6 dominujących(zajmują niemal 93,2%) pod względem zajmowanej powierzchni klas zaliczono (Ryc. 4.6): ID 3; Zieleń niską: 39,1%, ID 2; Zieleń wysoką: 2,1%, ID 8; Grunty orne: 13,6%, ID 1; Budynki: 8,%, ID 12; Tereny zainwestowane: 6,9% oraz ID 6; Infrastrukturę drogową: 5,6%, pozostałe 5 klas pokrywają jedynie 6,8% obszaru miasta Krakowa, ale żadna z nich nie zajmuje więcej niż 3% powierzchni miasta. Wyniki generalizacji II stopnia klasyfikacji obiektowej (OBIA) zostały przeanalizowane pod kątem udziału powierzchniowego 1 klas w poszczególnych dzielnicach miasta Krakowa (Tabela 4.4). Największy udział klasy budynki (ID 1) stwierdzono dla dzielnic: Stare Miasto, Grzegórzki i Krowodrza (odpowiednio: 32,2%, 2,% i 18,2%), a najmniejszy w dzielnicach: Zwierzyniec (4,6%) oraz Wzgórza Krzesławickie i Nowa Huta (po 4,8%) W tych dzielnicach jednocześnie stwierdzono największy udział gruntów ornych (ID 8), tj. w: Wzgórza Krzesławickie (47,3%), Nowa Huta (28,%) Prądnik Biały (15,1%) oraz Zwierzyniec (14,6%). 6,5% 5,7% 18,5% 4,1% 9,4% 3 Zieleń niska 8 Grunty orne 2 Zieleń wysoka 1 Budynki 19,8% 12 Tereny zainwestowane 6 Infrastruktura drogowa Pozostałe 5 klas 4,1% Ryc Udział najliczniej występujących 6 klas generalizacji II stopnia dominujących pod względem zajmowanej powierzchni opracowania 65

67 5,6% 6,8% 6,9% 8,% 13,6% 2,1% 3 Zieleń niska 2 Zieleń wysoka 8 Grunty orne 1 Budynki 39,1% Zieleni wysokiej (ID 2) stwierdzono najwięcej w dzielnicach: Łagiewniki-Borek Fałęcki (36,5%), Zwierzyniec (34,5%) oraz Swoszowice (33,6%). Najmniej zieleni wysokiej (ID 2) wystę - puje w dzielnicach: Wzgórza Krzesławickie (7,8%), Nowa Huta (12,7%) oraz Podgórze i Mistrzejowice (po 13,5%). Analizując udział klasy zieleń niska (ID 3) stwierdzono jej największy udział w dzielnicach: Dębniki (52,5%) oraz Swoszowice (46,%), Bieżanów-Prokocim (45,3%), Bronowice (44,6%) i Prądnik Biały (44,4%). Najmniej zielni niskiej (ID 3) występuje na Starym Mieście (11,3%) Grzegórzkach (22,8%) oraz na Krowodrzy (23,2%). Dzielnicami najbardziej zainwestowanymi są: Podgórze, Stare Miasto i Łagiewniki-Borek Fałęcki, w których ok. 14% powierzchni zajmują tereny zainwestowane (ID 12). Najmniej zainwestowane są: Zwierzyniec (2,1%), Prądnik Biały (4,1%), Bronowice (4,2%) i Wzgórza Krzesławickie (4,4%). Najliczniejsza reprezentacja infrastruktury drogowej (ID 6) znajduje się w dzielnicach: Grzegórzki, Stare Miasto i Prądnik Czerwony (odpowiednio: 14,5%, 14,3% i 13,9%). 12 Tereny zainwestowane 6 Infrastruktura drogowa Ryc Udział najliczniej występujących 6 klas generalizacji II stopnia dominujących pod względem zajmowanej powierzchni miasta Krakowa 66

68 67 Ryc Mapa klas pokrycia i użytkowania terenu powstała w wyniku klasyfikacji obiektowej scen satelitarnych VW-2 (DigitalGlobe). Klasyfikacja szczegółowa 43 klasy + cień

69 68 Ryc Mapa klas pokrycia i użytkowania terenu powstała w wyniku klasyfikacji obiektowej scen satelitarnych VW-2 (DigitalGlobe). Generalizacja I stopnia 21 klas

70 Tabela 4.1. cd. 69 Ryc Mapa klas pokrycia i użytkowania terenu powstała w wyniku klasyfikacji obiektowej scen satelitarnych VW-2 (DigitalGlobe). Generalizacja II stopnia 1 klas + cień

71 Tabela 4.4. Udział powierzchniowy [ha] oraz procentowy 6 klas zajmujących największą powierzchnię dla danego wariantu klasyfikacji w poszczególnych dzielnicach Krakowa Klasyfikacja szczegółowa (43 klasy + cień) Kod klasy Nazwa klasy Dzielnica I Stare Miasto Dzielnica II Grzegórzki Dzielnica III Prądnik Czerwony Dzielnica IV Prądnik Biały Dzielnica V Krowodrza Dzielnica VI Bronowice Dzielnica VII Zwierzyniec Dzielnica VIII Dębniki Dzielnica IX Łagiewniki Borek Fałęcki [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] 12 Zabudowa luźna 153,18 27,51 116,78 19,98 98,27 15,26 197,93 8,45 12,13 18,18 94,62 9,9 13,91 4,56 245,4 5,31 72,56 13, Tereny zielone z przeważającą roślinnością drzewiastą Tereny zielone z przeważającą roślinnością trawiastą 93,74 16,84 12,53 2,62 13,57 16,9 165,84 7,8 129,84 23,11 72,16 7,55 113,72 3,96 262,23 5,68 74,96 13,84 57,97 1,41 11,2 18,85 176,88 27,47 418,52 17,87 16,97 19,4 21,34 21,6 541,79 18,86 574,94 12,45 65,76 12,14 33 Grunty rolne,,,, 5,23,81 353,76 15,11,68,12 1,37 1,5 419,59 14,6 212,6 4,6 1,52,28 41 Lasy liściaste,,,2, 11,97 1,86 15,96 6,45,78,14 41,14 4,3 66,19 22,98 62,56 13,5 83,52 15,42 53 Roślinność w stanie zmian - sukcesja 2,21,4 19,6 3,26 15,7 2,44 516,13 22,4 17,98 3,2 166,3 17,37 343,44 11, ,97 36,85 7,7 13,6 7 Generalizacja I stopnia (21 klas) Kod klasy Nazwa klasy Dzielnica I Stare Miasto Dzielnica II Grzegórzki Dzielnica III Prądnik Czerwony Dzielnica IV Prądnik Biały Dzielnica V Krowodrza Dzielnica VI Bronowice Dzielnica VII Zwierzyniec Dzielnica VIII Dębniki Dzielnica IX Łagiewniki Borek Fałęcki [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] 112 Zabudowa luźna 288,23 51,77 321,18 54,95 34,65 52,91 681,61 29,11 288,28 51,3 325,77 34,8 542,14 18,87 966,6 2,92 194,65 35, Drogi i linie kolejowe z obszarami powiązanymi 77,83 13,98 78,42 13,42 7,48 1,95 157,33 6,72 81,59 14,52 79,67 8,33 12,57 3,57 19,34 4,12 43,47 8,3 141 Miejskie tereny zielone, w tym cmentarze 122,9 22,7 117,7 2,14 156,96 24,38 21,13 8,97 13,86 23,29 14,39 1,92 33,29 1,56 29,24 6,28 46,59 8,6 211 Grunty rolne,,,, 5,91,92 367,9 15,68,69,12 15,13 11, 444,51 15,47 218,14 4,72 1,87, Lasy liściaste,,,, 13,78 2,14 156,62 6,69,95,17 41,4 4,33 667,61 23,24 593,83 12,86 81,35 15,2 324 Roślinność w stanie zmian - sukcesja 2,12,38 16,41 2,81 12,68 1,97 535,21 22,85 2,21 3,6 177,7 18,59 362,64 12, ,17 37,83 75,67 13,97 Generalizacja II stopnia (1 klas + cień) Kod klasy Nazwa klasy Dzielnica I Stare Miasto Dzielnica II Grzegórzki Dzielnica III Prądnik Czerwony Dzielnica IV Prądnik Biały Dzielnica V Krowodrza Dzielnica VI Bronowice Dzielnica VII Zwierzyniec Dzielnica VIII Dębniki Dzielnica IX Łagiewniki Borek Fałęcki [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] 1 Budynki 179,58 32,25 116,78 19,98 98,27 15,26 197,93 8,45 12,13 18,18 94,62 9,9 13,91 4,56 245,4 5,31 72,56 13,4 12 Tereny zainwestowane 78,9 14,3 56,62 9,69 78, 12,12 95,24 4,7 5,84 9,5 39,98 4,18 6,25 2,1 274,55 5,94 75,87 14,1 2 Zieleń wysoka 13,91 18,66 123,25 21,9 122,73 19,6 377,23 16,11 138,3 24,56 151,47 15,84 992,6 34, ,29 24,21 197,84 36,54 3 Zieleń niska 62,83 11,28 133,45 22,83 196,27 3,49 1 4,27 44,42 13,22 23,18 425,98 44,56 978,21 34, ,88 52,48 142,81 26,37 6 Infrastruktura drogowa 79,85 14,34 84,72 14,49 89,27 13,87 175,12 7,48 69,81 12,42 78,95 8,26 11,18 3,52 16,45 3,47 37,61 6,95 8 Grunty orne,,,, 5,23,81 353,8 15,11,68,12 1,37 1,5 419,6 14,6 212,63 4,6 1,52,28

72 Tabela 4.4. Udział powierzchniowy [ha] oraz procentowy 6 klas zajmujących największą powierzchnię dla danego wariantu klasyfikacji w poszczególnych dzielnicach Krakowa Klasyfikacja szczegółowa (43 klasy + cień) Kod klasy Nazwa klasy Dzielnica I Stare Miasto Dzielnica II Grzegórzki Dzielnica III Prądnik Czerwony Dzielnica IV Prądnik Biały Dzielnica V Krowodrza Dzielnica VI Bronowice Dzielnica VII Zwierzyniec Dzielnica VIII Dębniki Dzielnica IX Łagiewniki Borek Fałęcki [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] 12 Zabudowa luźna 153,18 27,51 116,78 19,98 98,27 15,26 197,93 8,45 12,13 18,18 94,62 9,9 13,91 4,56 245,4 5,31 72,56 13, Tereny zielone z przeważającą roślinnością drzewiastą Tereny zielone z przeważającą roślinnością trawiastą 93,74 16,84 12,53 2,62 13,57 16,9 165,84 7,8 129,84 23,11 72,16 7,55 113,72 3,96 262,23 5,68 74,96 13,84 57,97 1,41 11,2 18,85 176,88 27,47 418,52 17,87 16,97 19,4 21,34 21,6 541,79 18,86 574,94 12,45 65,76 12,14 33 Grunty rolne,,,, 5,23,81 353,76 15,11,68,12 1,37 1,5 419,59 14,6 212,6 4,6 1,52,28 41 Lasy liściaste,,,2, 11,97 1,86 15,96 6,45,78,14 41,14 4,3 66,19 22,98 62,56 13,5 83,52 15,42 53 Roślinność w stanie zmian - sukcesja 2,21,4 19,6 3,26 15,7 2,44 516,13 22,4 17,98 3,2 166,3 17,37 343,44 11, ,97 36,85 7,7 13,6 7 Generalizacja I stopnia (21 klas) Kod klasy Nazwa klasy Dzielnica I Stare Miasto Dzielnica II Grzegórzki Dzielnica III Prądnik Czerwony Dzielnica IV Prądnik Biały Dzielnica V Krowodrza Dzielnica VI Bronowice Dzielnica VII Zwierzyniec Dzielnica VIII Dębniki Dzielnica IX Łagiewniki Borek Fałęcki [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] 112 Zabudowa luźna 288,23 51,77 321,18 54,95 34,65 52,91 681,61 29,11 288,28 51,3 325,77 34,8 542,14 18,87 966,6 2,92 194,65 35, Drogi i linie kolejowe z obszarami powiązanymi 77,83 13,98 78,42 13,42 7,48 1,95 157,33 6,72 81,59 14,52 79,67 8,33 12,57 3,57 19,34 4,12 43,47 8,3 141 Miejskie tereny zielone, w tym cmentarze 122,9 22,7 117,7 2,14 156,96 24,38 21,13 8,97 13,86 23,29 14,39 1,92 33,29 1,56 29,24 6,28 46,59 8,6 211 Grunty rolne,,,, 5,91,92 367,9 15,68,69,12 15,13 11, 444,51 15,47 218,14 4,72 1,87, Lasy liściaste,,,, 13,78 2,14 156,62 6,69,95,17 41,4 4,33 667,61 23,24 593,83 12,86 81,35 15,2 324 Roślinność w stanie zmian - sukcesja 2,12,38 16,41 2,81 12,68 1,97 535,21 22,85 2,21 3,6 177,7 18,59 362,64 12, ,17 37,83 75,67 13,97 Generalizacja II stopnia (1 klas + cień) Kod klasy Nazwa klasy Dzielnica I Stare Miasto Dzielnica II Grzegórzki Dzielnica III Prądnik Czerwony Dzielnica IV Prądnik Biały Dzielnica V Krowodrza Dzielnica VI Bronowice Dzielnica VII Zwierzyniec Dzielnica VIII Dębniki Dzielnica IX Łagiewniki Borek Fałęcki [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] 1 Budynki 179,58 32,25 116,78 19,98 98,27 15,26 197,93 8,45 12,13 18,18 94,62 9,9 13,91 4,56 245,4 5,31 72,56 13,4 12 Tereny zainwestowane 78,9 14,3 56,62 9,69 78, 12,12 95,24 4,7 5,84 9,5 39,98 4,18 6,25 2,1 274,55 5,94 75,87 14,1 2 Zieleń wysoka 13,91 18,66 123,25 21,9 122,73 19,6 377,23 16,11 138,3 24,56 151,47 15,84 992,6 34, ,29 24,21 197,84 36,54 3 Zieleń niska 62,83 11,28 133,45 22,83 196,27 3,49 1 4,27 44,42 13,22 23,18 425,98 44,56 978,21 34, ,88 52,48 142,81 26,37 6 Infrastruktura drogowa 79,85 14,34 84,72 14,49 89,27 13,87 175,12 7,48 69,81 12,42 78,95 8,26 11,18 3,52 16,45 3,47 37,61 6,95 8 Grunty orne,,,, 5,23,81 353,8 15,11,68,12 1,37 1,5 419,6 14,6 212,63 4,6 1,52,28

73 Tabela 4.4. cd. Klasyfikacja szczegółowa (43 klasy + cień) Kod klasy Dzielnica X Swoszowice Dzielnica XI Podgórze Duchackie Dzielnica XII Bieżanów Prokocim Dzielnica XIII Podgórze Dzielnica XIV Czyżyny Dzielnica XV Mistrzejowice Dzielnica XVI Bieńczyce Dzielnica XVII Wzgórza Krzesławickie Dzielnica XVIII Nowa Huta Nazwa klasy [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] 12 Zabudowa luźna 157,64 6,16 115,33 12,9 173,32 9,38 265,68 1,35 117,95 9,62 65,58 11,73 51,21 13,84 113,31 4,76 315,8 4, Tereny zielone z przeważającą roślinnością drzewiastą 19,99 7,46 133,42 13,99 23,39 11,1 157,15 6,12 134,83 11, 43,45 7,77 53,48 14,46 11,78 4,27 362,5 5, Tereny zielone z przeważającą roślinnością trawiastą 525,43 2,52 214,68 22,5 398,88 21,59 292,9 11,38 32,25 24,66 141,73 25,35 12,34 27,67 397,36 16,68 825,41 12,62 33 Grunty rolne 13,98 4,6 8,19,86 15,9,86 172,94 6,74 37,7 3,8 45,27 8,1 1,23, ,96 47, ,88 27,99 41 Lasy liściaste 533,21 2,83 86,2 9,4 194,66 1,54 161,51 6,29 49,32 4,2 28,3 5,1 21,71 5,87 48,3 2,3 388,31 5,94 53 Roślinność w stanie zmian - sukcesja 498,36 19,46 13,51 13,68 376,64 2,39 57,9 19,79 155,98 12,73 43,95 7,86 8,17 2,21 13,8 5, ,88 16,45 71 Generalizacja I stopnia (21 klas) Kod klasy Nazwa klasy Dzielnica X Swoszowice Dzielnica XI Podgórze Duchackie Dzielnica XII Bieżanów Prokocim Dzielnica XIII Podgórze Dzielnica XIV Czyżyny Dzielnica XV Mistrzejowice Dzielnica XVI Bieńczyce Dzielnica XVII Wzgórza Krzesławickie Dzielnica XVIII Nowa Huta [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] 112 Zabudowa luźna 734,93 28,7 44,54 46,18 628,15 34, 764,33 29,78 341,55 27,87 212,24 37,97 198,92 53,78 479,37 2,13 949,97 14, Drogi i linie kolejowe z obszarami powiązanymi 12,3 4, 88,39 9,26 216,9 11,74 225,6 8,77 116,3 9,47 41,45 7,42 36,25 9,8 99,7 4,16 431,28 6, Miejskie tereny zielone, w tym cmentarze 251,69 9,83 141,72 14,86 249,92 13,53 172,94 6,74 325,46 26,55 86,4 15,46 65,73 17,77 26,45 8,67 66,89 9, Grunty rolne 16,55 4,16 8,19,86 14,65,79 178,27 6,95 41,7 3,35 47,51 8,5 1,75, ,19 48, ,83 29, Lasy liściaste 545,1 21,29 92,38 9,68 22, 1,93 164,9 6,39 46,31 3,78 27,75 4,96 18,81 5,9 48,36 2,3 4,85 6, Roślinność w stanie zmian - sukcesja 518,39 2,25 132,33 13,87 391,81 21,21 525,3 2,46 166,8 13,55 48,21 8,62 9,19 2,48 141,64 5, ,24 17,42 Generalizacja II stopnia (1 klas + cień) Kod klasy Nazwa klasy Dzielnica X Swoszowice Dzielnica XI Podgórze Duchackie Dzielnica XII Bieżanów Prokocim Dzielnica XIII Podgórze Dzielnica XIV Czyżyny Dzielnica XV Mistrzejowice Dzielnica XVI Bieńczyce Dzielnica XVII Wzgórza Krzesławickie Dzielnica XVIII Nowa Huta [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] 1 Budynki 157,64 6,16 115,33 12,9 173,32 9,38 265,68 1,35 117,95 9,62 65,58 11,73 51,21 13,84 113,31 4,76 315,8 4,82 12 Tereny zainwestowane 142,34 5,56 111,13 11,65 153, 8,28 363,42 14,16 152,45 12,44 49,85 8,92 34,7 9,38 13,58 4,35 332,9 5,8 2 Zieleń wysoka 859,54 33,57 233,5 24,48 415,51 22,49 346,33 13,49 29,41 17,8 75,22 13,46 79,22 21,42 186,5 7,83 831,76 12,72 3 Zieleń niska 1 176,95 45,97 359,34 37,67 837,7 45,31 962,77 37,51 483,67 39,46 23,1 36,32 113,8 3,76 652,2 27, ,36 37,55 6 Infrastruktura drogowa 8,56 3,15 85,77 8,99 135,21 7,32 168,3 6,56 118,86 9,7 52,45 9,38 43,7 11,64 75,49 3,17 186,89 2,86 8 Grunty orne 13,98 4,6 8,19,86 15,9,86 172,94 6,74 37,7 3,8 45,27 8,1 1,23, ,5 47, ,94 27,99

74 4.2. Modelowanie pola wiatru J. Godłowska, W. Kaszowski, A.M. Tomaszewska Zdolność przewietrzania miasta w kontekście cyrkulacji atmosfery Zanieczyszczenia powietrza pochodzą ze źródeł emisji nierównomiernie rozmieszczonych na obszarze miasta i są emitowane na różnych wysokościach ponad gruntem. W chwili emisji mamy do czynienia z bardzo dużymi stężeniami w pobliżu emitora, które w miarę oddalania się od niego szybko maleją. Procesy zachodzące w atmosferze działają w kierunku wyrównywania stężeń zanieczyszczeń, czyli homogenizacji. Wydajność tych procesów zależy od chwiejności termicznej atmosfery oraz mieszania mechanicznego. Jednakże w okresach ciszy wiatrowej z obecnością inwersji temperatury proces homogenizacji zanieczyszczeń na terenie miasta jest bardzo powolny a usuwanie zanieczyszczeń poza miasto znacznie utrudnione. Sytuacje wspomniane powyżej, to właśnie te, w czasie których obserwuje się najgorszą jakość powietrza. W takich warunkach meteorologicznych tylko ograniczenie emisji może zredukować negatywne skutki. Do sterowania emisją potrzebny jest czas na podjęcie stosownych kroków. Ten czas może dać prawidłowa prognoza możliwości wystąpienia takiej sytuacji. Zazwyczaj warunki opisane powyżej są związane z ogólną cyrkulacją atmosfery. Z tego powodu przeprowadzono analizę zachowania wiatru w Krakowie w różnych warunkach cyrkulacyjnych. Do tego celu wykorzystano typy cyrkulacji atmosfery wyznaczone na podstawie metodyki opracowanej dla doliny górnej Wisły (Niedźwiedź 213, Niedźwiedź 1982). Typy cyrkulacji Niedźwiedzia opisują, czy dany obszar jest pod wpływem wyżu (typy antycyklonalne) czy niżu (typy cyklonalne) oraz wskazują na kierunek spływu mas powietrza. Dla każdego typu cyrkulacji wyznaczono uśrednione pole wiatru na wysokości 1 m n.p.g., osobno dla lata i zimy. Problemy z jakością powietrza dotyczą głównie okresu grzewczego, ze względu na zwiększoną emisję i utrudnione warunki mieszania pionowego. Dla zimy 213 szczególnie niekorzystne warunki przewietrzania miasta wystąpiły dla dni z cyrkulacją antycyklonalną SWa i sytuacje z klinem wyżowym Ka (Ryc. 4.1), potwierdzając tendencję obserwowaną w czasie wcześniejszych badań (Godłowska 28, Godłowska i Tomaszewska 21). Dni takie stanowiły 8% badanego okresu czasu. W takich przypadkach w obszarze zabudowy zwartej mamy do czynienia z ciszą wiatrową, a poza nią z prędkościami wiatru poniżej 2 m/s. Najwyższe prędkości wiatru dla sytuacji antycyklonalnych obserwuje się dla typów NWa i Wa, podobnie jak w przypadku sytuacji cyklonalnych (Ryc. 4.11). Ogólnie w przypadku sytuacji cyklonalnych zależność prędkości wiatru od sektora kierunkowego jest podobna, jak w przypadku sytuacji antycyklonalnych, jednakże z ogólnie wyższym poziomem prędkości wiatru. Rozkłady średniej prędkości dla najbardziej niekorzystnych typów cyklonalnych Bc i SWc są podobne do rozkładów średniej prędkości obserwowanych dla większości typów antycyklonalnych. Klasyfikacja Niedźwiedzia opiera się na analizie map synoptycznych dolnych Europy, stąd wyznaczone kierunki adwekcji, czyli napływu mas powietrza stanowią odbicie warunków zewnętrznych, wymuszających lokalne warunki anemologiczne. Analizę warunków lokalnych przeprowadzono uśredniając pole wiatru w 8 klasach, wyznaczanych przez kierunek wiatru z modelu CALMET na wysokości 27 m nad Rynkiem Głównym w Krakowie. Uzyskane wyniki (Ryc. 4.12) wskazują ten sam, co w przypadku klasyfikacji Niedźwiedzia, najbardziej niekorzystny, południowo zachodni sektor kierunku wiatru SW. Klasyfikację lokalną od synoptycznej odróżnia jednak to, że przy klasyfikacji lokalnej sytuacja anemologiczna na obszarze Krakowa jest niekorzystna także przy wietrze z północy i północnego wschodu, z sektorów N i NE. Ponadto, przy klasyfikacji lokalnej obserwuje się znacznie mniejsze zróżnicowanie pomiędzy klasami, co wskazuje na znacznie mniejszy potencjał prognostyczny. 72

75 Klasyfikacja Niedźwiedzia typy antycyklonalne I, II, XI, XII 213 Na N = 48 NWa N = 192 NEa N = 72 Na Wa N = 36 NWa NEa Ea N = 12 Wa Ea SWa SEa SWa N = 168 Sa SEa N = 96 Sa N = 24 V 1m [m / s] Ka N = 72 Ca N = Ryc Pole wiatru na wysokości 1 m n.p.g. w zimie 213 roku dla antycyklonalnych typów klasyfikacji Niedźwiedzia. Poszczególne mapy obrazują pole wiatru uśrednione dla określonego sektora spływu w obecności układu wysokiego ciśnienia. Mapy ułożono zgodnie z sektorem spływu mas powietrza (na podkładzie OpenStreetMap) Obszary wymiany powietrza Względy urbanistyczne zaczynają odgrywać rolę w sytuacjach, w których mamy do czynienia z wiatrem, którego prędkość na wysokości 1 m poza miastem wynosi, co najmniej 3 m/s. Wymiana powietrza pomiędzy miastem a jego otoczeniem zachodzi wtedy głównie dzięki obszarom, w których obserwuje się najwyższe na terenie miasta prędkości wiatru. Nawet, jeśli zanieczyszczenia emitowane są w obszarach silnie zurbanizowanych, gdzie mamy do czynienia ze znaczną redukcją prędkości wiatru w obrębie warstwy dachowej, to dzięki procesowi ich homogenizacji, przedostając się do obszarów wymiany powietrza mogą być wydajniej transportowane poza miasto. Obszary wymiany powietrza zostały wyznaczone na podstawie wszystkich danych z 213 roku, a wyniki zaprezentowano na mapie 2. Literą W oznaczono te miejsca, w których obecnie transport powietrza jest najintensywniejszy. 73

76 Klasyfikacja Niedźwiedzia typy cyklonalne I, II, XI, XII 213 Nc N = 48 NWc N = 192 NEc N = 144 Nc Wc N = 336 NWc NEc Ec N = 12 Wc Ec SWc SEc SWc N = 216 Sc SEc N = 216 Sc N = 96 V 1m [m / s] Bc N = 192 X N = Ryc Pole wiatru na wysokości 1 m n.p.g.w zimie 213 roku dla cyklonalnych typów klasyfikacji Niedźwiedzia. Poszczególne mapy obrazują pole wiatru uśrednione dla określonego sektora spływu w obecności układu niskiego ciśnienia. Mapy ułożono zgodnie z sektorem spływu mas powietrza (na podkładzie OpenStreetMap) Są to miejsca, gdzie należy ograniczyć procesy urbanizacyjne i unikać zabudowy zwartej. Poglądowe mapy obszarów przewietrzania na tle mapy wysokości terenu przedstawiono na rycinie Ryc Kolorem grafitowym oznaczono główne (a), zaś kolorem fioletowym główne i drugorzędne obszary przewietrzania miasta (b). Drugorzędne obszary przewietrzania miasta, chociaż nie stanowią głównych kanałów transportu powietrza, w znaczący sposób wpływają na proces przewietrzania miasta. Dzięki tym obszarom proces homogenizacji zanieczyszczeń zostaje wzmożony i wzrasta tempo przedostawania się zanieczyszczeń z obszarów gęstej zabudowy do głównych kanałów transportu powietrza. 74

77 Prędkość wiatru na wysokości 1 m I, II, XI, XII 213 NW N=3 N N=216 NE N=141 W N=124 E N=56 SW N=418 S N=145 SE N=16 V 1 m [m/s] 6 5,5 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1,5 Ryc Mapy średniej prędkości wiatru na wysokości 1 m wyznaczone dla zimy 213 roku, dla 8 sektorów kierunku wiatru. Mapy ułożono zgodnie z sektorem kierunku wiatru (na podkładzie OpenStreetMap) Prędkości wiatru na różnych wysokościach w obecności tkanki miejskiej zalecenia dla lokalizacji emitorów To, czy zanieczyszczenia wyemitowane w obrębie warstwy dachowej będą długotrwale wpływać na jakość powietrza w bliskości punktu emisji, będzie zależeć od gęstości zabudowy w pobliżu emitora i wynikającemu z niej ograniczenia prędkości wiatru. Mapy średniej prędkości wiatru sporządzone dla różnych wysokości nad powierzchnią ziemi są istotną wskazówką, które obszary miasta powinny być priorytetowe przy planowaniu ograniczania niskiej emisji i zabronione, jeśli chodzi o lokalizację nowych emitorów. Przestrzenna zmienność pola wiatru w obecności tkanki miejskiej została wyznaczona na podstawie uśrednionych danych z 213 roku. Na Ryc zaprezentowano mapy prędkości wiatru dla trzech wysokości 4 m, 1 m i 15 m. Obserwujemy na nich znaczne nieraz zmniejszenie prędkości wiatru, będące wynikiem obecności budynków lub drzew. W terenach zadrzewionych znaczne osłabienie wiatru poniżej koron drzew nie stanowi dużego problemu, gdyż obszary zielone wpływają na zwiększenie prędkości depozycji zanieczyszczeń wyemitowanych w ich obrębie, ograniczając ich negatywne skutki. Jeśli jednak ograniczenie prędkości wiatru na jakimś obszarze wynika z obecności zabudowy miejskiej, to w takich obszarach powinno się podjąć próbę zdecydowanego ograniczenia niskiej emisji. Uśredniona rocznie prędkość wiatru na wysokości 4 m n.p.g., czyli na tej wysokości, która jest istotna dla rozprzestrzeniania zanieczyszczeń z emisji komunikacyjnej, dla znacznej części obszaru miasta nie przekracza 1 m/s. Są to oprócz zadrzewień głównie tereny zwartej zabudowy miejskiej wewnątrz drugiej obwodnicy. W tym obszarze w celu poprawy jakości powietrza należy podjąć działania zmierzające do ograniczenia emisji komunikacyjnej. Sytuacja anemologiczna na wysokości 4 m powinna być uwzględniana przy planowaniu budowy nowych arterii komunikacyjnych. Najlepiej byłoby, aby ciągi komunikacyjne były lokowane w terenach, gdzie uśredniona rocznie prędkość wiatru na tej wysokości przekracza 2,5 m/s. Mapa prędkości wiatru na wysokości 1 m n.p.g. powinna być uwzględniana przy planowaniu harmonogramu ograniczania emisji z systemów grzewczych. Wyniki modelowania wykazały, że najgorsze warunki do usuwania zanieczyszczeń na tej wysokości mają obszary w obrębie Plant a także wewnątrz II obwodnicy pomiędzy ulicami Karmelicką, Batorego, Łobzowską i Siemiradzkiego, pomiędzy ulicami Westerplatte i Radziwiłłowską, ulicami Długą, Rynkiem Kle- 75

78 parskim i Św. Filipa oraz na południe od ulicy Dietla. Wskazane obszary powinny być priorytetowe w programach ograniczania niskiej emisji. Mapa prędkości wiatru na wysokości 15 m pokazuje, w których obszarach najlepiej lokalizować zwartą zabudowę miejską oraz niezbędne dla miasta źródła emisji. Są to tereny na północ od linii wyznaczonej torami kolejowymi z Balic przez Batowice do huty ArcelorMittal, na wschód od huty ArcelorMittal oraz tereny wokół południowej obwodnicy Krakowa. v [m/s] a < 2,5 > 2,5 v [m/s] b < 2,5 > 2,5 Ryc Mapy obszarów istotnych w procesie przewietrzania miasta; (a) główne i (b) główne i drugorzędne obszary przewietrzania miasta oznaczono ciemniejszym kolorem 76

79 a b [m/s] 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1,5 c Ryc Mapy uśrednionej dla 213 roku prędkości wiatru na wysokości (a) 15m, (b) 1m i (c) 4m (na podkładzie OpenStreetMap) 77

80 ZIMA (I, XII) NOC godziny 23,, 1, 2, 3 UTC LATO (VI, VII) NOC godziny 23,, 1, 2, 3 UTC 78 a ZIMA (I, XII) DZIEŃ godziny 11, 12, 13, 14, 15 UTC c b LATO (VI, VII) DZIEŃ godziny 11, 12, 13, 14, 15 UTC d 2 VI [m /s] Ryc Mapy przeciętnych wartości wskaźnika wentylacji dla niskich prędkości wiatru w Balicach: (a) noc w zimie, (b) noc w lecie, (c) dzień w zimie i (d) dzień w lecie (na podkładzie OpenStreetMap)

81 Warunki wentylacji na obszarze Krakowa Z niekorzystnymi warunkami wentylacji mamy do czynienia wtedy, kiedy wartości wskaźnika wentylacji są niskie. Świadczy to zarówno o niskiej prędkości wiatru, jak i niewielkiej możliwości mieszania pionowego. Wartości wskaźnika wentylacji poniżej 1 m 2 /s utrzymujące się przez dłuższy czas w obszarach z dużą emisją zanieczyszczeń opisują warunki, w których dochodzi do kumulacji stężeń. Na Ryc przedstawiono mapy uśrednionych wartości wskaźnika wentylacji dla sytuacji, w których prędkość wiatru mierzona na wysokości 1 m na stacji meteorologicznej w Balicach nie przekraczała 3 m/s. W przypadku większych prędkości wiatru, warunki anemologiczne zapewniają wydajne usuwanie zanieczyszczeń poza obręb miasta i mieszanie pionowe nie odgrywa tak dużej roli. Każda z przedstawionych map obrazuje przeciętne przestrzenne zróżnicowanie wskaźnika wentylacji dla określonej pory roku i dnia. Latem obserwuje się zdecydowaną różnicę warunków wentylacji pomiędzy dniem i nocą i stosunkowo małe zróżnicowanie przestrzenne. W nocy warunki wentylacji są bardzo złe, zaś w dzień bardzo dobre. Tak wyraźnej różnicy zachowania dobowego nie widać w zimie. Na pierwszy rzut oka zaskakuje fakt lepszych warunków wentylacyjnych w czasie godzin nocnych w zimie, niż w lecie. Składa się na to kilka czynników. Jednym z nich jest słabsze wychładzanie powierzchni ziemi w zimie, zwłaszcza w obecności pokrywy śnieżnej. Na niższą zdolność tworzenia inwersji z wypromieniowania w zimie wpływa także mniejsza przeźroczystość atmosfery, zwłaszcza w miastach, związana z obecnością aerozoli. W zimie dodatkowo mamy do czynienia z większą emisją ciepła antropogenicznego (Ryc. 3.8). Ten fakt może tłumaczyć większe zróżnicowanie przestrzenne wskaźnika wentylacji na obszarze Krakowa w zimie. Można zauważyć, że obszary wyższych wartości wskaźnika wentylacji pokrywają się z obszarami większej produkcji ciepła antropogenicznego. Analiza zróżnicowania przestrzennego wskaźnika wentylacji pokazuje, że szczególnie źle wentylowanym obszarem miasta w zimie, zwłaszcza w nocy, są tereny otaczające Wisłę. Na zachodzie najgorsze warunki wentylacji ma obszar pomiędzy ulicami Księcia Józefa i Kościuszki a Bobrzyńskiego, zamknięty od wschodu ulicą Konopnickiej. Na wschodzie najgorsze warunki wentylacji ma południowo wschodnia część miasta, której granice stanowią: droga 776, droga 79, a na południu linia kolejowa. Źle wentylowanymi obszarami miasta w nocy w zimie są także: teren między ulicami Wielicką, Powstańców Śląskich i Kamieńskiego oraz Błonia. Obserwowany efekt ma związek z tendencją do tworzenia się niskich warstw inwersyjnych w tych obszarach, o czym świadczą często obserwowane w tych okolicach mgły Badania empiryczne profilu wiatru sodar E. Krajny, L. Ośródka Prezentacja wyników badań sodarowych została tak pomyślana, aby stanowiły one dodatkowe źródło informacji o warunkach wentylacyjnych Krakowa ze szczególnym uwzględnieniem sytuacji niekorzystnych. Stąd obok wyników pomiarów standardowych dodano elementy nie wyznaczane z sodaru wprost, które tworzą model z kombinacji uzyskanych z sodaru i danych niestandardowych. Róża kierunków wiatru Spośród kilku mierzonych parametrów dynamicznych pionowej struktury atmosfery najwięcej uwagi przykuwa rozkład kierunków wiatru. W niniejszej pracy przedstawiono rozkład kierunków wiatru na wysokościach 4 i 15 m n.p.g. wraz z odpowiadającym im w czasie kampanii pomiarowej rozkładem kierunków wiatru na wysokości 15 m n.p.g. na stacji meteorologicznej Kraków-Balice. Należy podkreślić, że pomimo niejednorodnych, co do pory roku i długości obserwacji okresów pomiarowych rozkład kierunków wiatru obserwowany na stacji meteorologicznej w Balicach był podobny dla wszystkich sodarowych okresów pomiarowych i nieznacznie tylko różnił się od rocznej róży wiatru dla Balic. Analiza uzyskanych wyników we wszystkich lokalizacjach potwierdza znany z dotychczasowych pomiarów i obserwacji charakterystyczny dla Krakowa równoleżnikowy układ dominujących kierunków wiatru. Jest on wynikiem ogólnej cyrkulacji atmosfery silnie modyfikowanym układem topografii miasta. Najsilniejszy wpływ rzeźby terenu modyfikujący kształt róży wiatru poprzez jej skręcenie o około 45 zgodnym z ruchem wskazówek zegara obserwuje się w lokalizacji Bielany (cała róża) i częściowo Ruczaj (dotyczy to głównie sektora zachodniego). Taki rozkład wiatru spowodowany jest lokalizacją sodaru w dobrze zaznaczonej topograficznie dolinie 79

82 Wisły. Wyraźniej jest to widoczne w przypadku lokalizacji Bielany niż Ruczaj. Częstość występowania wiatru z poszczególnych sektorów na wysokości 4 i 15 m n.p.g. nie zmienia się w sposób znaczący. W przypadku lokalizacji Krzemionki i Nowa Huta obserwuje się większą zgodność róż wiatru uzyskanych z sodaru w stosunku do róż uzyskanych z obserwacji w Balicach. Lokalizacje te umiejscowione były na obszarze o stosunkowo mało zróżnicowanej jak dla Krakowa rzeźbie terenu, co oznacza, że wpływ warunków lokalnych na ich kształtowanie nie miał tu większego znaczenia. W przypadku wyników uzyskanych z tych lokalizacji także na wysokości 15 m n.p.g. w porównaniu z wysokością 4 m n.p.g. nie obserwuje się skrętu róży wiatru (Ryc Ryc. 4.2). W NW SW 35% 3% 25% 2% 15% 1% 5% % N S Krzemionki NE SE E 4 m cisze: 9% 15 m cisze: 2% Balice cisze: 14% Ryc Róża kierunków wiatru na wysokości 4 m i 15 m n.p.g. z pomiarów sodarem w punkcie na Krzemionkach na tle róży na wysokości 1 m na stacji Kraków-Balice Ruczaj Nowa Huta W NW 5% 45% 4% 35% 3% 25% 2% 15% 1% 5% % N NE E 4 m cisze: 11% 15 m cisze: 5% Balice cisze: 6% W NW 4% 35% 3% 25% 2% 15% 1% 5% % N NE E 4 m cisze: 7% 15 m cisze: 2% Balice cisze: 12% SW SE SW SE S S Ryc Róża kierunków wiatru na wysokości 4 m i 15 m n.p.g. z pomiarów sodarem w punkcie na Ruczaj na tle róży na wysokości 1 m na stacji Kraków- -Balice Ryc Róża kierunków wiatru na wysokości 4 m i 15 m n.p.g. z pomiarów sodarem w punkcie w Nowej Hucie na tle róży na wysokości 1 m ze stacji Kraków-Balice W NW 3% 25% 2% 15% 1% 5% % N Bielany NE E 4 m cisze: 27% 15 m cisze: 6% W NW 45% 4% 35% 3% 25% 2% 15% 1% 5% % N NE E Balice cisze: 16% SW SE SW SE S Ruczaj cisze: 6% Bielany cisze: 16% S Krzemionki cisze: 13% Nowa Huta cisze: 12% Balice 215 r. cisze: 7% Ryc Róża kierunków wiatru na wysokości 4 m i 15 m n.p.g. z pomiarów sodarem w punkcie na Bielanach na tle róży na wysokości 1 m na stacji Kraków-Balice Ryc Róża kierunków wiatru dla roku 215 r. dla Kraków-Balice i odpowiadające róże wiatru dla 4 okresów pomiarowych sodarem wyznaczone na podstawie danych ze stacji Kraków-Balice 8

83 Pionowy profil prędkości wiatru Obok wizualizacji róż wiatru na różnych wysokościach w pracy przedstawiono także profile prędkości. Jak wiadomo pionowy profil prędkości wiatru ze względu na warunki turbulencji dynamicznej i termicznej ulega szybkim zmianom. W przypadku braku pomiarów bezpośrednich takiego profilu literatura przedmiotu poleca stosowanie np. formuły Suttona n 2 z u = u n 1 z1 gdzie: u prędkość wiatru na poziomie z, u 1 prędkość wiatru na poziomie z 1, n wykładnik potęgowy zależny od prędkości wiatru, czasu uśredniania prędkości wiatru, szorstkości powierzchni czynnej, stanu równowagi atmosfery ( < n < 1), lub przebieg zmian prędkości Pomiar wykonywany metodą akustyczną pozwala na szacowanie prędkości wiatru bez odwoływania się do formuł empirycznych. W prezentowanej pracy podobnie jak w przypadku róż kierunku wiatru profile jego prędkości przedstawiono dla wszystkich dotychczasowych lokalizacji sodaru. Ponieważ prędkość wiatru jest zależna od pory roku (warunków synoptycznych) niż kierunuku wiatru porównanie profili wiatru w różnych lokalizacjach jest trudniejsze. Dla każdej z lokalizacji przedstawiono dwa pionowe profile prędkości wiatru (dla dnia i nocy). W przypadku Ruczaju i Bielan pomiary obejmowały okres zimowy, w przypadku Krzemionek wiosenno letnio jesienny, a w przypadku Nowej Huty jesienno zimowy (Tab. 3.2). Seria pomiarowa wykonywana w lokalizacji Ruczaj wykazała małą zmienność profilu wiatru dla nocy i dnia. Jest to zrozumiałe o tyle, że pomiary wykonywane były w dni zimowe o stosunkowo krótkiej insolacji (oddziaływania bezpośredniego promieniowania słonecznego) co powodowało, że dominowała tu stała równowaga atmosfery przez całą dobę. Wysokość warstwy powietrza o niekorzystnych warunkach wentylacyjnych wg przyjętego kryterium prędkości poziomej (v 3, m/s) wynosiła około 5 m n.p.g. Badania pionowego profilu prędkości wiatru w lokalizacji Bielany wykazują dużą większe różnice dla dnia i nocy. W lokalizacji tej obserwuje się niższe prędkości wiatru przyziemnego niż w lokalizacji Ruczaj. Dzienny profil prędkości wiatru jest bardziej wyrównany co oznacza, że warunki równowagi atmosfery są wtedy bardziej chwiejne niż w tej samej porze doby w poprzedniej lokalizacji. Z kolei nocny profil prędkości wiatru wskazuje na utrzymywanie się stałej równowagi atmosfery co najmniej do wysokości 35 m n.p.g., przy czym wybitnie stała klasa równowagi atmosfery utrzymuje się nocą do wysokości około 125 m n.p.g. Wysokość warstwy o niekorzystnej wentylacji wynosiła dla obu pór dnia około 125 m n.p.g. Najdłuższa seria pomiarowa została zarejestrowana dla lokalizacji Krzemionki. Tu też obserwuje się największe różnice w profilu prędkości wiatru pomiędzy dniem i nocą. Uśrednienie wszystkich sondowań dziennych wykazuje wyraźną trójdzielność profili wiatru. W przypadku dnia obserwuje się występowanie do wysokości około 1 m n.p.g. obojętnych warunków równowagi atmosfery, po czym następuje strefa chwiejnej równowagi atmosfery do wysokości około 3 m n.p.g., a powyżej do wysokości 45 m n.p.g. atmosfera przeważnie jest znowu dość stabilna. Na wysokości m n.p.g. występuje wyraźne zwiększenie prędkości wiatru, które może być identyfikowane jako dolny prąd strumieniowy (ang. low-jet stream). Maksimum prędkości wiatru ma tym większą wartość, im niższa jest wysokość warstwy mieszania. W przypadku nocnego profilu wiatru obserwuje się w zasadzie jego dwudzielność spowodowaną zmienną w pionie stabilnością atmosfery. Do wysokości około 1 m n.p.g. pozioma składowa prędkości wiatru szybko rośnie, co oznacza silną stabilność atmosfery. Powyżej tego poziomu warunki równowagi atmosfery stają się bardziej chwiejne, choć nie tak wyraźnie jak w przypadku profilu dziennego. W profilu nocnym nie występuje prąd strumieniowy. Stosunkowo krótki okres pomiarowy na stanowisku Nowa Huta obejmujący okres zimowy 215/216 roku odzwierciedla się w wynikach pomiarów poziomej składowej wektora wiatru w pionie. Do wysokości około 25 m n.p.g. obserwuje się umiarkowany przyrost prędkości wiatru kwalifikujący do uznania, że w tej warstwie atmosfery panowała umiarkowana jej równowaga, powyżej zaś do wysokości 45 m n.p.g. silna stabilność. W przypadku profilu dziennego obserwowany jest dolny prąd strumieniowy. (Ryc Ryc. 4.25) m n.p.g Ruczaj noc m/s dzień Ryc Pionowy profil prędkości wiatru w punkcie pomiaru sodarem Ruczaj 81

84 Bielany Krzemionki 4 5 m n.p.g m n.p.g noc m/s dzień noc m/s dzień Ryc Pionowy profil prędkości wiatru w punkcie pomiaru sodarem Bielany Ryc Pionowy profil prędkości wiatru w punkcie pomiaru sodarem Krzemionki Wola Justowska Nowa Huta m n.p.g m n.p.g noc m/s dzień noc m/s dzień Ryc Pionowy profil prędkości wiatru w punkcie pomiaru sodarem Wola Justowska Wysokość poziomu o stałej dobowej prędkości wiatru Jak wskazano w rozdziale 3.3, większość procesów meteorologicznych istotnych dla warunków wentylacyjnych miasta zachodzi w tzw. przypowierzchniowej strefie zwanej warstwą Prandtla, która charakteryzuje się występowaniem stałych strumieni turbulencyjnych. Wysokość jej górnej granicy można uznać za tożsamą z wysokością na której nie obserwuje się dobowych zmian prędkości wiatru. Ryc Pionowy profil prędkości wiatru w punkcie pomiaru sodarem Nowa Huta Na Ryc przedstawiono na tle uśrednionych dla całego okresu obserwacji dobowych przebiegów prędkości wiatru na wysokości 4 i 3 m n.p.g. przebieg tego parametru na wysokości 15 m n.p.g., który uznano za najbardziej w całym badanym profilu niezmienny w ciągu doby. Wskaźniki wentylacji atmosfery Kolejna wizualizacja wyników pomiarów sodarowych obejmuje wyznaczony z modelu uzyskanego w wyniku kombinacji pomiarów cząstkowych wskaźnik niekorzystnej wentylacji atmosfery definiowany jako procentowy udział w warstwie do 15 m n.p.g. sytuacji, gdy pionowa składowa prędkości wiatru jest mniejsza od,1 m/s. 82

85 m/s UTC 4 m 15 m 3 m Ryc Strefa wyrównanego dobowego przebiegu prędkości wiatru (15 m n.p.g.) na tle dobowego przebiegu prędkości wiatru na wysokości 4 i 3 m n.p.g. Ryc przedstawia przebieg roczny (dane stanowią uśrednienie przebiegów z wszystkich lokalizacji z wyjątkiem Ruczaju i Nowej Huty) udziału sytuacji niekorzystnych w poszczególnych miesiącach. Częstość występowania takich sytuacji jest zgodna z intuicyjnymi wyobrażeniami o warunkach wentylacyjnych miasta. Większy odsetek takich zdarzeń obserwuje się w chłodnej porze roku niż w ciepłej. Zdecydowanie najgorsze warunki wentylacyjne obserwowano w listopadzie, najbardziej korzystne w sierpniu. 4% 35% 3% 25% 2% 15% 1% 5% % miesiące Ryc Roczny przebieg procentowego udziału złych warunków wentylacyjnych w warstwie 15 m n.p.g. nad Krakowem Jeszcze bardziej regularny i zgodny z teorią jest udział przebiegu takich sytuacji w dobie. Bardziej niekorzystna jest nocna część doby z maksimum od do 2 UTC, najbardziej korzystne warunki występują w godzinach okołopołudniowych (Ryc. 4.28). W dalszej kolejności przedstawiono udział sytuacji o bardzo słabej wentylacji na wysokości 4 m n.p.g. i według przyjętego kryterium prędkości wiatru (v 3 m/s) ze względu na kierunek wiatru górnego (4 m n.p.g.). Największe procentowe udziały wiatru o prędkości wiatru 3m/s obserwowano ze wszystkich kierunków w lokalizacji Bielany (od 4,3% z kierunku SE po 14,6% z kierunku SW). Jest to zrozumiale, biorąc pod uwagę zarówno okres pomiarowy w tej lokalizacji (zima 215 r.) jak też i warunki topograficzne miejsca pomiarowego (wąskie i głębokie dno doliny Wisły), że warunki wentylacyjne są tu szczególnie niekorzystne. W innych lokalizacjach rozkład udziału wiatru o prędkości 3m/s w zależności od kierunku wiatru górnego jest mniej symetryczny i wskazuje na wyraźną dominację takich sytuacji przy napływie wiatru górnego z sektora SW (dla Krzemionek) i W (dla Ruczaju i Nowej Huty) (Ryc Ryc. 4.33). 83

86 35% 3% 25% 2% 15% 1% 5% % Ryc Dobowy przebieg procentowego udziału złych warunków wentylacyjnych w warstwie 15 m n.p.g. nad Krakowem UTC Ruczaj N; 4,6% Wola Justowska N; 9,3% NW; 5,% NE; 5,6% NW; 8,1% NE; 1,2% W; 18,8% E; 1,8% W; 22,4% E;,9% SW; 1,4 SE; 1,4% SW; 11,9 SE;,% S; 2,2% Ryc Częstość występowania złych warunków wentylacyjnych w punkcie pomiaru sodarem Ruczaj dla określonych kierunków wiatru górnego (4 m n.p.g.) S; 3,6% Ryc Częstość występowania złych warunków wentylacyjnych w punkcie pomiaru sodarem Wola Justowska dla określonych kierunków wiatru górnego (4 m n.p.g.) Bielany N; 1,8% Krzemionki N; 6,5% NW; 1,5% NE; 8,4% NW; 5,9% NE; 2,1% W; 13,4% E; 5,8% W; 6,4% E; 3,2% SW; 14,6 SE; 4,3% SW; 2,9 SE; 2,3% S; 7,8% S; 6,5% Ryc Częstość występowania złych warunków wentylacyjnych w punkcie pomiaru sodarem Bielany dla określonych kierunków wiatru górnego (4 m n.p.g.) Ryc Częstość występowania złych warunków wentylacyjnych w punkcie pomiaru sodarem Krzemionki dla określonych kierunków wiatru górnego (4 m n.p.g.) 84

87 W; 14,5% NW; 8,% SW; 8,8 Nowa Huta N; 3,% S; 1,3% NE; 4,1% SE; 6,2% E; 2,8% Ryc Częstość występowania złych warunków wentylacyjnych w punkcie pomiaru sodarem Nowa Huta dla określonych kierunków wiatru górnego (4 m n.p.g.) Uogólnione warunki wentylacji atmosfery dla Krakowa Na zakończenie prezentacji wyników badań warunków przewietrzania miasta z wykorzystaniem sodaru przedstawiono ich ocenę na podstawie uśrednionych wyników z 15 metrowej warstwy atmosfery uzyskanych z wszystkich lokalizacji pomiarowych (patrz rozdział 3.3). Jako jeden z istotniejszych praktycznie wskaźników dynamiki atmosfery przedstawiono wpływ kierunku wiatru górnego na warunki równowagi atmosfery (Ryc. 4.34). WNW W WSW NW SW NNW SSW 3,8 3,7 3,6 3,5 3,4 3,3 3,2 3,1 3, N S NNE SSE NE SE ENE E ESE Ryc Zmienność klas stabilności atmosfery w warstwie 15 m n.p.g. i w zależności od kierunku wiatru górnego (4 m n.p.g.) Warunki te są tu identyfikowane za pomocą tzw. klas stabilności Pasquilla (patrz rozdział Metodyka ). Stabilność atmosfery jest tym większa im wyższa (w skali 1 6) jest wartość wskaźnika. W warunkach Krakowa najbardziej niekorzystne warunki równowagi atmosfery panują przy kierunku wiatru górnego z sektorów NNW i WSW, a następnie przy kierunkach z sektora S. Z kolei kompleksowy wskaźnik wentylacji ma za zadanie w sposób zintegrowany wskazać zależność występowania sytuacji niekorzystnych pod tym względem od kierunku wiatru górnego. Zróżnicowanie tego wskaźnika jest stosunkowo małe, choć można wyraźnie wskazać trzy dominujące sektory, które odpowiadają za najgorsze warunki przewietrzania. Są to: N, NNE, SW i NNW (Ryc. 4.35). WNW W WSW NW SW NNW SSW 2,3 2,2 2,1 2, 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 N S NNE SSE I na koniec omawiania zintegrowanych wskaźników przewietrzania miasta przedstawiono wpływ średniego kierunku wiatru w warstwie 15 m n.p.g. na średnie obszarowe stężenie PM1. Najwyższe średnie obszarowe dobowe stężenia pyłu zawieszonego > 5 µg/m 3 obserwuje się z kierunków SW, NNW, N, WSW, SSW, S. (Ryc. 4.36). Wybrane przypadki przebiegu stężeń zanieczyszczeń PM1 na tle pionowego rozkładu klas stabilności wyznaczonych z sodaru W tej części pracy przedstawiono dwa przypadki wizualizacji przebiegu dobowego stężenia zanieczyszczeń PM1 dla stacji Kurdwanów na tle rozkładu klas stabilności w lokalizacji sodaru Bielany i Krzemionki jako przykład wpływu warunków równowagi termodynamicznej atmosfery na jakość powietrza w Krakowie. Diagramy dobowego przebiegu klas stabilności są standardowym produktem oprogramowania sodaru METEK. NE SE ENE E ESE Ryc Zmienność kompleksowego wskaźnika wentylacji w warstwie 15 m n.p.g. w zależności od kierunku wiatru górnego (4 m n.p.g.) 85

88 WNW W WSW NW SW NNW SSW PM1 [ g/m 3 ] 7 N NNE S SSE NE SE ENE E ESE Na Ryc zobrazowano przebieg epizodu wysokiego stężenia pyłu zawieszonego PM1 w dniu 2 lutego 215 roku. Dobowy przebieg stężenia PM1 dobrze nawiązuje do przebiegu klas stabilności w ciągu doby (im ciemniejszy kolor na sodarogramie tym wyższa klasa stabilności bardziej stabilna równowaga atmosfery). Maksimum stężeń występuje co prawda z pewnym opóźnieniem w stosunku do maksimum wartości wskaźnika stabilności atmosfery, ale jest to wynikiem kumulacji stężeń w godzinach najbardziej niekorzystnych warunków stabilności. Uwagę zwraca pionowy profil prędkości wiatru, który w warstwie do około 8 m ma ujemny przyrost. Ryc Róża stężeń PM1 średnia dla Krakowa 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 m/s noc dzień Ryc Dobowy przebieg stężeń pyłu PM1 na stacji Kurdwanów na tle klas równowagi atmosfery w punkcie pomiarowym Bielany. 2 lutego 215 roku epizod wysokiego stężenia pyłu PM1 Na Ryc przedstawiono z kolei dobowy przebieg stężeń pyłu zawieszonego PM1 w dniu 3 marca 215 roku dla sytuacji gdy równowaga atmosfery była zdecydowanie bardziej chwiejna (czerwona barwa sodarogramu). W takich sytuacjach chwilowe stężenia pyłu PM1 są zdecydowanie niższe niż w poprzednim przypadku a ich dobowe wahania są wynikiem zmiennej emisji. 86

89 6,5 7,5 8,5 9,5 1,5 11,5 12,5 m/s noc dzień Ryc Dobowy przebieg stężeń pyłu PM1 na stacji Kurdwanów na tle klas równowagi atmosfery w punkcie pomiarowym Krzemionki. 3 marca 215 roku epizod niskiego stężenia pyłu PM Szczegółowa inwentaryzacja terenów zieleni i system zarządzania zielenią R3 TREES K. Bajorek-Zydroń., P. Wężyk, K. Czajka, K. Szerszeń, K. Dulowska Podczas przeprowadzania szczegółowej inwentaryzacji terenów zieleni firma ProGea Consulting skartowała roślinność parków oraz zieleńców w pasach drogowych, zlokalizowanych głównie w dzielnicach I (Stare Miasto) oraz II (Grzegórzki). Do obszarów objętych pracami i charakteryzujących się największą ilością drzew i krzewów zaliczono parki: Planty Krakowskie, Park Jordana, Krakowski i Strzelecki oraz zieleń w pasach drogowych, głównie: Alei Trzech Wieszczów, Dietla i Daszyńskiego. Łącznie zinwentaryzowano 6 parków, 32 zieleńce i 167 pasów drogowych. Statystyki dotyczące zinwentaryzowanych obiektów w wybranych parkach zestawiono w Tabeli 4.5. Przykładowo w Parku Jordana (Ryc. 4.39) zinwentaryzowano łącznie 1576 drzew, 598 krzewów, 181 grup krzewów (o powierzchni 5865 m 2 ), 22 żywopłotów (o sumarycznej długości 757 m), a z obiektów małej architektury: 196 ławek, 111 koszy na śmieci, 5 koszy na psie odchody oraz 168 lamp. Powierzchnia trawników w parku wynosi obecnie 17,27 ha, powierzchnia alejek asfaltowych 2, ha, a tereny sportowe zajmują,4 ha. Place zabaw zajmują 1 ha, na których zlokalizowano 64 urządzenia zabawowe. Ryc Mapa fragmentu Parku Jordana zwizualizowana w aplikacji R3 TREES (R3 GIS) Należy zwrócić uwagę, że w granicach placów zabaw czy terenów sportowych występują zarówno trawniki, powierzchnie pokryte nawierzchniami bezpiecznymi jak i piaskiem. Spośród drzew rosną- 87

90 cych w Parku Jordana dwa są pomnikami przyrody, a najczęściej spotykanymi gatunkami są: klon zwyczajny (Acer platanoides) 194 drzewa, jesion wyniosły (Fraxinus excelsior) 115, śliwa wiśniowa (Prunus cerasifera) 111, modrzew europejski (Larix decidua) 85 i dąb szypułkowy (Quercus robur) 74 drzewa. Na ponad 2 ha Plant Krakowskich rośnie 2221 drzew i 32 szt. krzewów. W granicach parku zinwentaryzowano 14 ławki, 41 koszy na śmieci i 9 koszy na psie odchody. Spośród drzew porastających Planty Krakowskie najczęściej występują: klon zwyczajny (Acer platanoides) 527 drzew (23,6%), lipa drobnolistna (Tilia cordata) 362 (16,2%), kasztanowiec zwyczajny (Aesculus hippocastanum) 177 (7,9%), robinia akacjowa (Robinia pseudoacacia) 132 (5,9%) i jesion wyniosły (Fraxinus excelsior) 131 drzew (5,9%). Tabela 4.5. Statystyki zinwentaryzowanych obiektów w przykładowych parkach na terenie Krakowa Obszar inwentaryzacji Obiekt Planty Krakowskie Park Jordana Park Krakowski Drzewo żywe Drzewo martwe 4 1 Drzewa ogółem Krzew Trawnik m m m 2 Kwietnik sezonowy 63 m 2 17 m 2 Kwietnik bylinowy 293 m 2 Grupa krzewów m m 2 Żywopłot 757 m 39 m Lampa/latarnia Pomnik Fontanna Kosz na śmieci Kosz na psie odchody Ławka Płotek 2 61 szt./19 17 m 22 szt./863 m 1 szt./433 m Woda przy fontannie 847 m m m 2 Plac zabaw dla dzieci 3 szt./1 73 m 2 Teren sportowy 9 szt./4 3 m 2 W parkach krakowskich (Ryc. 4.4) obok drzew i krzewów rodzimych, często spotykanych w Polsce można znaleźć także wiele ciekawych i rzadkich gatunków, jak np. platan klonolistny (Platanus xhispanica), miłorząb japoński (Ginkgo biloba) (Ryc. 4.41), tulipanowiec amerykański (Liriodendron tulipifera) (Ryc. 4.42), skrzydłorzech kaukazki (Pterocarya fraxinifolia), grujecznik japoński (Cercidiphyllum japonicum), perełkowiec japoński (Sophora japonica), korkowiec amurski (Phellodendron amurense), parczelina trójlostkowa (Ptelea trifoliata), kasztan jadalny (Castanea sativa) (Ryc. 4.44), głowocis japoński (Cephalotaxus harringtonia) czy orzech czarny (Juglans nigra), wiązowiec zachodni (Celtis occidentalis), cis pospolity Dovastoniana (Taxus baccata Dovastoniana) (Ryc. 4.43). Zinwentaryzowane w ramach projektu tereny zielone wraz z obiektami na nich występującymi zasiliły bazę danych systemu R3 TREES do zarządzania zielenią. Ryc Fragment mapy parków i pasów drogowych w centrum Krakowa w aplikacji R3 TREES podlegających inwentaryzacji w ramach MONIT-AIR Ze względu na to, iż system pozwala na korzystanie z bazy danych zarówno z komputera stacjonarnego jak i z urządzeń mobilnych, część prac i kontroli odbywała się bezpośrednio w terenie przy wykorzystaniu tabletu. (Ryc. 4.45). 88

91 Ryc Cis pospolity Dovastoniana (Taxus baccata Dovastoniana) (fot. JJ) Ryc Miłorząb japoński (Ginkgo biloba) przy ul. Franciszkanskiej (fot. KZK) Ryc Kasztan jadalny (Castanea sativa) (fot. JJ) Ryc Kwiat tulipanowca amerykańskiego (Liriodendron tulipifera) (fot. KBZ) Ryc Praca z aplikacją R3 TREES z wykorzystaniem tabletu (fot. KD) 89

92 4.5. Ogólna inwentaryzacja terenów zieleni Aktualizacja mapy roślinności rzeczywistej Krakowa K. Bajorek-Zydroń, E. Jędrzejczak Aktualizacja Mapy roślinności rzeczywistej Krakowa wykonana została w oparciu o zobrazowania lotnicze i satelitarne oraz szczegółowe kartowanie terenowe obszarów, w których, wg Atlasu roślinności rzeczywistej z 28 roku znajdowały się zbiorowiska cenne, o najwyższym i wysokim walorze przyrodniczym narażone na niekorzystne wpływy. W wyniku przeprowadzonych prac stwierdzono duże zmiany w obrębie kartowanych obszarów, zarówno w miejscach zabudowanych, jak i nowych inwestycji drogowych, ale również podlegających wtórnej sukcesji ze względu na zaprzestanie użytkowania. Kartowanie od podstaw wykonano na niewielkim obszarze o powierzchni 4,63 ha przy północnej granicy miasta, który został przyłączony do Krakowa w 213 roku. Zmiany w przynależności kartowanych obiektów do przyjętych klas roślinności zaobserwowano w całym Krakowie, jednak najbardziej uwidoczniły się one w południowo-zachodniej części Krakowa poprzez wkraczanie zabudowy, oraz w południowo-wschodniej części miasta, gdzie znacząco zwiększyła się powierzchnia nowo wybudowanych dróg. W wyniku przeprowadzonej aktualizacji mapy roślinności rzeczywistej Krakowa stwierdzono, że w stosunku do lat 26 i 27 powiększyła się powierzchnia klas: tereny zainwestowane (59) oraz ogródki przydomowe (6), przy jednoczesnym ograniczeniu powierzchni zbiorowisk łąkowych. Są one zarówno zajmowane przez zabudowę jak i podlegają procesowi sukcesji krzewów i drzew w wyniku braku należytego użytkowania. W związku z powyższym na terenie Krakowa zwiększa się powierzchnia zarośli (42) i odłogów (43). Zmiany zaobserwowano także w powierzchni zbiorowisk leśnych. Ogólna powierzchnia zbiorowisk nie uległa w zasadzie znaczącym zmianom, natomiast część grądów typowych (klasa 8) skartowanych w latach 26, 27 zaliczona została obecnie do klasy 16 czyli drzewostanów na siedliskach grądów. Zjawisko to należałoby potraktować jako zdegradowanie zbiorowiska, natomiast jest ono typowe dla małoobszarowych lasów narażonych na antropopresję (Tabela 4.6, Ryc. 4.46). 1% 2% 4% 3% 2% Lasy liściaste siedlisk wilgotnych Lasy liściaste siedlisk swieżych 41% 7% 17% Inne drzewostany Roślinność wodna i bagienna Roślinność łąk i pastwisk Kompleksy pól uprawnych Zieleń urządzona 23% Tereny zainwestowane Pozostałe Ryc Udział procentowy poszczególnych typów klas na mapie roślinności z 216 roku 9

93 Tabela 4.6. Powierzchnia poszczególnych klas z mapy roślinności z roku 28 (Dubiel, Szwagrzyk 28) i z roku 216 Nazwa klasy Kod klasy Powierzchnia w 28 roku Powierzchnia w 216 roku [ha] [%] [ha] [%] Bagienny las olszowy 1 6,1,2 6,33,2 Wikliny nadrzeczne 2 21,87,7 25,48,8 Nadrzeczny łęg wierzbowo-topolowy 3 99,72,31 13,32,32 Łozowiska 4 1,18,3 22,34,7 Łęg jesionowo-olszowy 5 231,49,71 226,26,69 Łęg wiązowo-jesionowy 6 53,5,16 53,86,16 Grąd niski 7 18,32,6 18,35,6 Grąd typowy 8 711,84 2,18 692,37 2,12 Grąd wysoki 9 98,43,3 82,4,25 Buczyna karpacka 1 4,21,1 4,22,1 Kwaśna buczyna niżowa 11 42,67,13 42,73,13 Bór mieszany sosnowo-dębowy 12 5,21,2 5,62,2 Zarośla kserotermiczne 13 19,45,6 23,12,7 Zarośla z dominacją tarniny 14 14,4,4 33,9,1 Drzewostany na siedliskach łęgów ,83,88 369,47 1,13 Drzewostany na siedliskach gradów ,16 1,14 418,58 1,28 Drzewostany na siedliskach borów mieszanych 17 5,18,2 4,57,1 Zbiorowiska roślin wodnych 18 28,87,86 285,4,87 Zbiorowiska szuwarów właściwych ,23,38 177,36,54 Zbiorowiska szuwarów turzycowych 2 87,99,27 99,24,3 Zbiorowiska kwaśnych młak turzycowych 21,73,1 1,65,1 Zbiorowiska alkalicznych młak turzycowych 22 2,91,1 3,46,1 Ubogie łąki zmiennowilgotne 23 12,96,4 9,87,3 Trzęślicowe łąki zmiennowilgotne ,2,83 168,67,52 Łąki wilgotne i zmiennowilgotne z dominacją trzciny 25 31,66,92 242,41,74 Łąki wilgotne i zmiennowilgotne z dominacją śmiałka darniowego 26 88,28,27 42,6,13 Łąka z ostrożeniem łąkowym 27 94,33,29 39,37,12 Łąka z rdestem wężownikiem 28 81,74,25 33,73,1 Ziołorośla z wiązówką błotną 29 15,62,5 23,28,7 Zbiorowisko z sitowiem leśnym 3 4,25,1 7,51,2 Zbiorowiska ziołorośli nadrzecznych z nawłocią i innymi gatunkami ,81,36 128,2,39 Łąki świeże wilgotne 32 58,8,18 58,39,18 Łąki świeże rajgrasowe ,43 3,21 791,15 2,42 Łąki świeże z elementami roślinności kserotermicznej 34 41,73,13 44,21,14 Pastwiska na siedliskach świeżych 35 98,56,3 44,72,14 Agrocenozy łąkowe na siedliskach porolnych ,58,53 85,87,26 Murawa naskalna 38,25,1,25, Wtórne murawy kserotermiczne i murawy z kłosownica pierzastą 39 72,89,22 61,3,19 Zbiorowiska mszaków na ocienionych skałach 4,3,1,3, Kadłubowe zbiorowiska wrzosowisk 41 1,98,1 7,52,2 Zarośla ,58 4, ,69 5,45 Zbiorowiska ugorów i odłogów ,42 13, , 12,96 Zbiorowiska miejsc suchych 46 4,87,1 4,21,1 Zbiorowiska miejsc wydeptywanych 49 13,11,4 9,56,3 Zbiorowiska pól uprawnych ,88 14, ,25 12,71 Parki zabytkowe i ogrody zabytkowe ,9 1,9 349,15 1,7 Pozostałe parki ,8 1,39 444,5 1,36 Zieleńce, skwery, zieleń przyuliczna, ogródki jordanowskie ,89 1,8 311,34 9,52 Zieleń terenów sportowych ,4,41 146,9,45 Zieleń cmentarzy ,88,48 166,22,51 Ogródki działkowe i sady ,35 4, ,42 4,4 Tereny zainwestowane ,3 14, ,73 15,14 Ogródki przydomowe 6 471, 14,43 513,69 15,62 Rzeka Wisła 332,9 1,2 326,4 1, Drogi i koleje 1451,14 4,45 292,91 6,4 RAZEM 3 866,7 1, ,9 1, 91

94 Dla klas o numerach 53 do 58 należących do zieleni urządzonej oraz 59 6 (tereny zainwestowane) obliczono powierzchnie pomniejszone o powierzchnie budynków (wg danych z EGiB) znajdujących się w ich granicach. Wyniki przeprowadzonych analiz wskazują, że w klasie tereny zainwestowane (ID 59) zajmującej powierzchnię ponad 49 ha budynki zajmują powierzchnię ponad 8 ha, a na 5 ha ogródków przydomowych (ID 6) budynki zajmują ponad 5 ha (Tabela 4.7). Tabela 4.7. Zestawienie powierzchni klas należących do zieleni urządzonej i terenów zainwestowanych w wariantach z uwzględnieniem i bez uwzględnienia powierzchni budynków Nazwa klasy Nr klasy Powierzchnia z budynkami [ha] Powierzchnia bez budynków [ha] Parki zabytkowe i ogrody zabytkowe ,16 331,26 Pozostałe parki ,45 434,8 Zieleńce, skwery, zieleń przyuliczna, ogródki jordanowskie , ,51 Zieleń terenów sportowych ,96 142,36 Zieleń cmentarzy ,96 165,37 Ogródki działkowe i sady , ,77 Tereny zainwestowane , ,32 Ogródki przydomowe , ,4 Przeprowadzono także porównanie powierzchni zajmowanej przez zieleń nieurządzoną (klasy 1-5), zieleń urządzoną (klasy 51-58) oraz tereny zainwestowane (klasy 59 i 6) w poszczególnych dzielnicach Krakowa. W obliczeniach nie uwzględniano powierzchni zajmowanej przez rzekę Wisłę, drogi i koleje. Wyniki zestawiono w Tabeli 4.8. oraz na Ryc Tabela 4.8. Udział powierzchniowy poszczególnych typów zieleni i obszarów zainwestowanych wyróżnionych w poszczególnych dzielnicach Krakowa Nr i nazwa dzielnicy Powierzchnia klas ID: 1-5 Zieleń nieurządzona Powierzchnia klas ID: Zieleń urządzona Powierzchnia klas ID: 59-6 Tereny zainwestowane [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] I Stare Miasto 3,77,8 195,38 41,58 27,78 57,62 II Grzegórzki 25,2 5,1 281,18 57,27 184,77 37,63 III Prądnik Czerwony 44,55 7,76 368,1 64,9 161,68 28,15 IV Prądnik Biały 1 136,44 51,75 41,6 18,26 658,36 29,98 V Krowodrza 35,6 7,14 297,72 6,64 158,22 32,22 VI Bronowice 383,63 43,43 175,8 19,9 323,88 36,67 VII Zwierzyniec 1 621,91 59,48 431,7 15,81 673,76 24,71 VIII Dębniki 2 846,29 65,38 44,44 1, ,63 24,5 IX Łagiewniki Borek Fałęcki 182,9 36,45 8,55 16,12 236,9 47,42 X Swoszowice 1 215,44 49,44 134,14 5, ,69 45,1 XI Podgórze Duchackie 228,71 26,38 277,42 32, 36,85 41,62 XII Bieżanów Prokocim 573,78 34,88 394,55 23,98 676,85 41,14 XIII Podgórze 932,5 4,9 325,8 14, ,82 44,84 XIV Czyżyny 24,5 22,11 356,9 32,82 49,13 45,7 XV Mistrzejowice 132,69 25,61 293,41 56,63 92, 17,76 XVI Bieńczyce 36,95 11,3 212,13 63,34 85,85 25,63 XVII Wzgórza Krzesławickie 1 272,5 55,65 385,6 16,85 628,71 27,5 XVIII Nowa Huta 3 712,4 6,81 487,4 7, ,39 31,2 92

95 1% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% % I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII XIII XIV XV XVI XVII XVIII Zieleń nieurządzona Zieleń urządzona Tereny zainwestowane Ryc Udział procentowy typów zieleni i terenów zainwestowanych w poszczególnych dzielnicach Krakowa Waloryzacja botaniczna i przyrodnicza K. Bajorek-Zydroń, E. Jędrzejczak W wyniku przeprowadzonej waloryzacji botanicznej i przyrodniczej stwierdzono, że największy udział powierzchniowy zajmują obszary o przeciętnych walorach zarówno pod względem botanicznym jak i przyrodniczym (58%). Najmniejszą powierzchnię zajęły natomiast obszary o najwyższych i wysokich walorach botanicznych i przyrodniczych (po około 5%) (Tabela 4.9). W analizach nie uwzględniano powierzchni rzeki Wisły oraz powierzchni zajmowanych przez drogi i koleje. Tabela 4.9. Udział obszarów o poszczególnych walorach botanicznych i przyrodniczych w Krakowie Powierzchnia Walor botaniczny Walor przyrodniczy [ha] [%] [ha] [%] Walor najwyższy 1551,54 5, ,5 5,83 Walor wysoki 1535,57 5,7 1659,35 5,48 Obszary cenne 4785,7 15,81 541,79 17,88 Walor przeciętny 17453,34 57, ,61 54,53 Obszary silnie przekształcone 4938,38 16, ,72 16,27 93

96 Rośliny chronione E. Jędrzejczak, K. Bajorek-Zydroń Ze względu na zmianę podstawy prawnej dotyczącej ochrony gatunkowej roślin (Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 października 214, Dz.U. 214 poz. 149.) znacząco zmniejszyła się w Krakowie liczba stanowisk roślin chronionych w stosunku do poprzednio wykonywanej inwentaryzacji (mapa roślinności rzeczywistej Krakowa 28). Poniżej przedstawiono wykaz roślin (wraz z liczbą stanowisk), które w 214 roku utraciły status rośliny chronionej: paprotka zwyczajna Polypodium vulgare (4), skrzyp olbrzymi Equisetum telmateia (135), przylaszczka pospolita Hepatica nobilis (2), bluszcz pospolity Hedera helix (71), kopytnik pospolity Asarum europaeum (42), przytulia wonna Galium odoratum (12), pierwiosnek lekarski Primula veris (11), wilżyna bezbronna Ononis arvensis (56), kalina koralowa Viburnum opulus (59), porzeczka czarna Ribes nigrum (15), kruszyna pospolita Frangula alnus (138), barwinek pospolity Vinca minor (3), konwalia majowa Convallaria majalis (63). Poza tym, aż 21 gatunków roślin objętych kilka lat temu ochroną ścisłą, przeniesionych zostało do ochrony częściowej. W 216 roku prace terenowe dotyczące występowania roślin chronionych stanowiły wyłącznie uzupełnienie prac z zakresu aktualizacji mapy roślinności rzeczywistej i nie miały na celu ich szczegółowego kartowania. W związku z terminem realizacji zamówienia inwentaryzacja prowadzona była jedynie od kwietnia do połowy czerwca 216 roku, w związku z czym potwierdzenie obecności wszystkich gatunków nie było możliwe. Mimo to, część stanowisk można było wykluczyć już na etapie analizy aktualnych zdjęć lotniczych np. tereny zabudowane lub ze znaczą zmianą użytkowania. W wynikach zaprezentowane zostały zarówno stanowiska roślin chronionych z lat (kiedy szczegółowa inwentaryzacja prowadzona była przez cały sezon wegetacyjny), których istnienia nie można wykluczyć jak również nowe stanowiska stwierdzone podczas prac terenowych prowadzonych w 216 roku. W Krakowie odnotowano 52 gatunki roślin chronionych, w tym 3 podlegających ochronie częściowej i 22 ochronie ścisłej. Aż 17 gatunków spośród wymienionych wpisanych jest na Polską Czerwoną Listę Roślin (Zarzycki & Mirek, 26), a 3 do Polskiej Czerwonej Księgi Roślin (Zarzycki i in., 214). Na podstawie przeprowadzonych prac stwierdzono, że najczęściej występującymi gatunkami chronionymi w Krakowie są kosaciec syberyjski Iris sibirica (Ryc. 4.48) (ochrona ścisła, ponad 18 stanowisk) i mieczyk dachówkowaty Gladiolus imbricatus (Ryc. 4.49) (ochrona ścisła, ponad 13 stanowisk). Ryc Kosaciec syberyjski Iris sibirica (fot. KK) Ryc Mieczyk dachówkowaty Gladiolus imbricatus (fot. AMO) Ponadto, w Krakowie występują (w kolejności od najczęściej stwierdzonych): kukułka szerokolistna Dactylorhiza majalis, goździk pyszny Dianthus superbus (Ryc. 4.5), centuria pospolita Centaurium erythraea, pełnik europejski Trollius europaeus (Ryc. 4.52), lilia złotogłów Lilium martagon, 94

97 Ryc Goździk pyszny Dianthus superbus (fot. KBZ) kruszczyk szerokolistny Epipactis helleborine, goryczka wąskolistna Gentiana pneumonanthe, kruszczyk błotny Epipactis palustris, miodownik melisowaty Melittis melissophyllum, sasanka łąkowa Pulsatilla pratensis, dziewięćsił bezłodygowy Carlina acaulis, kukułka krwista Dactylorhiza incarnata, bobrek trójlistkowy Menyanthes trifoliata, rojownik pospolity Jovibarba sobolifera, czosnek kątowaty Allium angulosum, parzydło leśne Aruncus sylvestris, kukułka plamista Dactylorhiza maculata, wilżyna ciernista Ononis spinosa, listera jajowata Listera ovata, dzwonek syberyjski Campanula sibirica, turzyca Davalla Carex davalliana, wawrzynek wilczełyko Daphne mezereum, ciemiężyca zielona Veratrum lobelianum, mokradłoszka zaostrzona Calliergonella cuspidata, gółka długoostrogowa Gymnadenia conopsea, pióropusznik strusi Matteucia struthiopteris, grzybienie białe Nymphaea alba, starodub łąkowy Ostericum palustre, podkolan biały Platanthera bifolia, zawilec wielkokwiatowy Anemone sylvestris, kukułka Fuchsa Dactylorhiza fuchsii, naparstnica zwyczajna Digitalis grandiflora, rosiczka okrągłolistna Drosera rotundifolia (Ryc. 4.51), Ryc Rosiczka okrągłolistna Drosera rotundifolia (fot. KK) Ryc Pełnik europejski Trollius europaeus (fot. PS) widłak goździsty Lycopodium clavatum, zaraza czerwonawa Orobanche lutea, paprotnik kolczysty Polystichum aculeatum, zwiślik wiciowy Anomodon viticulosus, buławnik wielkokwiatowy Cephalanthera damasonium, śnieżyca wiosenna Leucojum vernum, lipiennik Loesela Liparis loeselii, miechera spłaszczona Neckera complanata, gnieźnik leśny Neottia nidus-avis, nasięźrzał pospolity Ophioglossum vulgatum, zerwa kulista Phyteuma orbiculare, podkolan zielonawy Platanthera chlorantha, pierwiosnek wyniosły Primula elatior torfowiec środkowy Sphagnum centrale, kłokoczka południowa Staphylea pinnata, kotewka orzech wodny Trapa natans. 95

98 gdzie symbole wypunktowania oznaczają: ochrona ścisła, ochrona częściowa. Większość stanowisk roślin chronionych występuje w południowo-zachodniej części Krakowa. Najwięcej z nich zlokalizowanych jest w Dzielnicy VIII Dębniki (prawie 6 stanowisk) i w Dzielnicy X Swoszowice (1 stanowisk). Najwięcej roślin chronionych występuje na obszarze klasy 24 Trzęślicowe łąki zmiennowilgotne (Molinietum caeruleae). Rozmieszczenie roślin chronionych na terenie Krakowa przedstawiono na mapie poniżej (Ryc. 4.53) oraz na mapie roślinności rzeczywistej Krakowa w części kartograficznej. IV XV XVII VI III XVI VII V I II XIV XVIII XIII VIII IX XI XII X Legenda km!( Stanowiska roślin chronionych Granica Krakowa Granica i numer dzielnicy Ryc Mapa rozmieszczenia roślin ustawowo chronionych na terenie Krakowa Inwazyjne gatunki roślin obcego pochodzenia A. Mydłowska Elementem szaty roślinnej mającym bardzo istotny, negatywny wpływ na środowisko przyrodnicze Krakowa, są rośliny obcego pochodzenia tj. występujące poza swoim naturalnym zasięgiem geograficznym. Inwentaryzacja inwazyjnych gatunków obcego pochodzenia nie była celem prac przy ogólnej inwentaryzacji terenów zieleni, jednak ze względu na wielkość zjawiska występowania tych roślin na terenie miasta zdecydowano o dołączeniu tych informacji do Atlasu. Na szczególną uwagę zasługują gatunki inwazyjne, takie jak np.: nawłoć kanadyjska Solidago canadensis, nawłoć późna S. gigantea, kolczurka klapowana Echinicystis lobata, rdestowiec ostrokończysty Reynoutria japonica czy klon jesionolistny Acer negundo, które rozprzestrzeniając się spontanicznie w odpowiednich siedliskach zagrażają różnorodności biologicznej całych zbiorowisk roślinnych. Ekspansywne gatunki obce wypierają gatunki rodzime i zaburzają strukturę i mechanizmy funkcjonowania na terenie Krakowa ostatnich fragmentów naturalnych i półnaturalnych ekosystemów. 96

99 Ryc Łąki w Kostrzu widoczne płaty kwitnącej na żółto nawłoci kanadyjskiej (fot. AM) Ekspansja obcych gatunków roślin należy do głównych czynników (obok zabudowy i zmiany stosunków wodnych), prowadzących do przejściowego lub trwałego zakłócenia równowagi w przyrodzie Krakowa, zwłaszcza w najcenniejszych siedliskach łąkowych, w tym bogatych gatunkowo łąk zmiennowilgotnych Molinion caeruleae. Ekspansja nawłoci kanadyjskiej i nawłoci późnej w zbiorowiska łąk, jest najczęściej wynikiem zaniechania dotychczasowej, ekstensywnej gospodarki kośnej i kośno-pastwiskowej, prowadzonej jeszcze przed kilkunastoma laty na wielu obszarach łąkowych w Krakowie. Wkraczaniu roślin obcych sprzyjają również: zmiana stosunków wodnych oraz swobodne rozprzestrzenianie się diaspor (owoce, nasiona) wskutek działalności człowieka, np. z nawożoną ziemią pod budowę domów, czy dróg. Obce gatunki roślin najchętniej wkraczają na przekształcone przez człowieka siedliska charakterystyczne dla warunków miejskich, tworząc często zwarte fitocenozy, w których dominują wypierając rodzime elementy flory. Najczęściej zasiedlane są nieuprawiane grunty rolne, nieużytki, ugory, opuszczone osady ludzkie, tereny poprzemysłowe, gruzowiska, nasypy kolejowe, otoczenia dróg, rowy, doliny rzek i potoków. Ryc Niecierpek gruczołowaty gatunek częsty w dolinach rzek, w tym w dolinie Wisły (fot. AM) Gatunkami roślin inwazyjnych, na które szczególnie zwraca się uwagę na terenie miast, w tym na terenie Krakowa, są pochodzące z Kaukazu barszcze: barszcz Sosnowskiego Heracleum sosnowskyi oraz barszcz Mantegazziego H. mantegazzianum. Barszcz Sosnowskiego, który sprowadzono do Polski w końcu lat 5. XX wieku jako roślinę paszową, uznaje się obecnie za jeden z najgroźniejszych gatunków inwazyjnych w Polsce. Oba ww. gatunki stanowią poważne zagrożenie dla zdrowia, a nawet życia ludzi, z powodu wywoływanych przez nie poważnych poparzeń skóry. Rośliny te rozprzestrzeniają się w Krakowie w szczególności wzdłuż cieków wodnych, a ponadto spotykane są kępowo w większości zbiorowisk roślinnych na terenie miasta. W ramach dofinansowania z programu Likwidacja barszczu Sosnowskiego na terenie województwa małopolskiego realizowanego przez UR w Krakowie, od kilku lat podejmowane są próby likwidacji tego gatunku w Krakowie. Ryc Barszcz Sosnowskiego na łąkach w Klinach. Pędy tego gatunku dorastają do 4 m wysokości (na zdjęciu obok barszczu stoi dorosły mężczyzna botanik, dr K. Kulpiński) (fot. AM) Roślinami inwazyjnymi zajmującymi największe areały w Krakowie, są wspomniane już nawłoć kanadyjska oraz rzadziej spotykana nawłoć późna gatunki te nierzadko tworzą odrębne zbiorowiska roślinne (zespół rudbekii i nawłoci późnej Rudbeckio-Solidaginetium), w których występują w zwartych monokulturach. Ekspansja nawłoci kanadyjskiej zagraża w szczególności cennym dla Krakowa zbiorowiskom łąkowym, stanowiącym siedliska motyli z rodziny modraszkowatych Lycaenidae i objętym ochroną jako obszary Natura 2. Zwalczanie nawłoci kanadyjskiej ogranicza się praktycznie do koszenia, lecz z uwagi na ogromną skalę jej występowania, w dodatku na obszarach o rozdrobnionej własności, ograniczenie występowania tego gatunku jest obecnie mało realne. Łęgi nadrzeczne oraz inne zbiorowiska związane z ciekami wodnymi są w szczególności narażone na ekspansję gatunków obcych. Wiele gatunków rozprzestrzenia się z wodą, która przenosi diaspory na znaczne odległości. 97

100 Do tej grupy roślin należą w szczególności niecierpek gruczołowaty (n. himalajski, n. Roylego) Impatiens glandulifera i kolczurka klapowana Echinicystis lobata gatunki te najczęściej spotyka się w dolinach rzecznych, gdzie kolczurka, jako pnącze tworzy welony, oplatające krzewy i niższe drzewa, głusząc inne gatunki zielne. Oba gatunki zaliczone są w Polsce do gatunków inwazyjnych, groźnych dla rodzimej przyrody. Wśród pnączy stanowiących inwazyjne gatunki należy wymienić występujące w Krakowie: winobluszcz zaroślowy Parthenossicus inserta i winobluszcz pięciolistkowy P. quinquefolia pnącza te rozprzestrzeniają się najczęściej z zapuszczonych ogrodów przydomowych i ogródków działkowych, oplatają gęsto drzewa oraz tłumią roślinność rodzimą. Również inne gatunki inwazyjne coraz częściej spotykane na siedliskach ruderalnych, a także łęgowych: rudbekia naga Rudbeckia lacinata oraz aster nowobelgijski Aster novi-belgii, stanowią przykład ekspansji z ogrodów przydomowych czy też ogródków działkowych. Rdestowiec ostrokończysty Reynoutria japonica oraz mieszańce w obrębie tego rodzaju, opanowują w szczególności zbiorowiska ruderalne, wkraczając także w doliny rzeczne, gdzie skutecznie wypierają rodzimą florę tworząc jednogatunkowe, zwarte łany. Biorąc pod uwagę zdrewniałe, grube łodygi oraz imponujące rozmiary tej rośliny problem jej zwalczania jest praktycznie tak trudny jak w przypadku roślin drzewiastych. Ponadto gatunek ten rozmnaża się z kłącza i rozłogów i z łatwością odrasta z najmniejszych kawałków pędów, które roznoszone są przez wodę, a także z przewożoną glebą. Liczną grupę roślin inwazyjnych na terenie Krakowa reprezentują gatunki drzewiaste, przy czym za najbardziej ekspansywne na terenie miasta należy uznać klon jesionolistny Acer negundo, robinię akacjową Robinia pseudacacia oraz orzech włoski Juglans regia (poza sadami i ogrodami przydomowymi). Ryc Dolina Wisły w Krakowie obfituje w gatunki obce na zdjęciu widoczne: winobluszcz pięciolistkowy, niecierpek gruczołowaty i rdestowiec ostrokończysty. W tle Las Łęgowy w Przegorzałach (fot. AM) Ryc Rudbekia naga na łąkach w Klinach (fot. AM) W warstwie runa wilgotnych lasów oraz w wielu zadrzewieniach, w tym w miejskich parkach i ogrodach, licznie występuje niecierpek drobnokwiatowy Impatiens parviflora. Na obrzeżach ww. zbiorowisk, nad ciekami wodnymi, a także na wilgotnych łąkach, na przydrożach i przytorzach oraz wysypiskach napotkać można kępy dużo bardziej okazałego gatunku wspomnianego już niecierpka gruczołowatego. Obydwa te azjatyckie gatunki konkurują z rodzimą roślinnością o zajmowane siedliska, a ich ekspansji sprzyja łatwość rozsiewania diaspor. Należy zauważyć, że każdy z ww. gatunków drzew cechuje się inną strategią rozprzestrzeniania diaspor, decydującą o powodzeniu ich ekspansji. Robinia akacjowa cechuje się ogromną zdolnością odroślową, podobnie z resztą jak sumak octowiec Rhus typhina czy też bożodrzew gruczołowaty Ailanthus altissima ten ostatni jako jedyny gatunek spośród przedstawicieli flory drzewiastej posiada prawny status gatunku inwazyjnego. Klon jesionolistny (dawniej związany szczególnie z terenami kolejowymi, gdzie był celowo wprowadzany) zasługuje na miano gatunku inwazyjnego z powodu zdolności niezwykle szybkiego opanowywania nowych zbiorowisk zarówno poprzez zdolność odroślową jak i wyjątkowo skuteczne obsiewanie, przy niebywałej odporności na niekorzystne warunki miejskie. Orzech włoski natomiast, jako drzewo typowo ogrodowe (zaliczany zwykle do gatunków owocowych), skutecznie kolonizuje coraz to nowe obszary dzięki ornitochorii zdolności rozsiewania nasion przez ptaki, w tym przypadku z rodziny krukowatych (głównie gawrona Corvus frugilegus, który jesienią roznosi orzechy i chowa je w glebie, jako zapasy na zimę). Spośród pozostałych gatunków ekspansywnych, spotykanych na terenie miasta i chętnie rozsiewanych przez ptaki, wymienić należy czeremchę amerykańską Prunus serotina, przy czym gatunek ten związany jest głównie z obszarami leśnymi, gdzie najczęściej można spotkać źródła diaspor. Podobnie jest także w przypadku dębu czerwonego Quercus rubra, 98

101 który obecnie na terenie Krakowa trudno uznać za gatunek inwazyjny, aczkolwiek żołędzie tego gatunku roznoszone są przez ptaki krukowate (głównie sójki Garrulus glandarius) jak i siewki oraz młode drzewka dębu czerwonego spotkać można na murawach w obrębie Zakrzówka, Bodzowa, czy Tyńca. Należy mieć na uwadze, że mechanizmy procesów inwazyjnych są bardzo długotrwałe i nie do końca zbadane, a zwalczanie gatunków inwazyjnych jest bardzo trudne, co uzależnione jest od cech danego gatunku i stopnia jego ekspansji na danym terenie. W wielu przypadkach zwalczenie gatunków obcych jest wręcz niemożliwe, z uwagi na strategię życiową danego gatunku (np. obecnością banku nasion w glebie, które mają wieloletnią zdolność kiełkowania) lub po prostu nieopłacalne z uwagi na koniczność ponoszenia ogromnych kosztów i to w bardzo długim okresie czasu, np. na rokroczne wykaszanie olbrzymich powierzchni porośniętych przez nawłoć kanadyjską. Nie oznacza to jednak, że walka z gatunkami inwazyjnymi nie powinna być podejmowana wręcz przeciwnie! Przykładem jest zwalczanie niebezpiecznego dla ludzi barszczu Sosnowskiego oraz barszczu Mantegazziego. Istnieją także metody mechanicznego i chemicznego zwalczania innych gatunków rdestowców czy niecierpka gruczołowatego jednakże zabiegi te z uwagi na swoją czasochłonność, znaczne koszty, a także często niską efektywność, zalecane są w szczególności dla obszarów najcenniejszych przyrodniczo, objętych ochroną przyrody. Likwidacja istniejących stanowisk gatunków roślin inwazyjnych w Krakowie, prowadzona powinna być równolegle z czynną ochroną cennych zbiorowisk naturalnych i półnaturalnych, np. w drodze ekstensywnego koszenia łąk i muraw, a także z ich ochroną przed niekorzystną zmianą stosunków wodnych, czy też przed dewastacją (nawożenie ziemi, gruzu, itp.). Zbiorowiska roślinne, które nie podlegają procesom i czynnikom negatywnie wpływającym na ich trwałość oraz właściwą fizjonomię, cechują się mniejszą podatnością na wystąpienie inwazji biologicznej gatunków obcych. Biorąc pod uwagę perspektywę ogromnie trudnej walki z roślinnością inwazyjną na cennych przyrodniczo obszarach miasta Krakowa, nie powinny znaleźć zastosowania mocno ostatnio promowane rośliny, o nieznanym statusie i niezbadanych właściwościach, jak na przykład hybrydy gatunków z rodzaju paulownia Paulownia. Trzeba zwrócić uwagę także na to, iż wiele gatunków obcego pochodzenia takich jak winobluszcze czy też robinia akacjowa oraz klon jesionolistny, z uwagi na swoją odporność na niekorzystne warunki miejskie, powinny pozostać w doborze roślin wykorzystywanych na terenach zieleni miejskiej. Wykorzystanie tych gatunków powinno mieć miejsce tylko i wyłącznie w miejscach cechujących się trudnymi warunkami siedliskowymi, np. w pasach drogowych (co nie dotyczy odmian typowo ozdobnych, co do których ryzyko inwazji jest bardzo ograniczone). Ryc Winobluszcz pięciolistkowy efektownie wygląda na ekranach przyulicznych, cechując się dużą odpornością na zanieczyszczenie pyłami i gazami (spaliny samochodowe). Gatunek ten jest jednak niepożądany w zbiorowiskach naturalnych, w szczególności w dolinach rzek (fot. AM) 99

102 Pomniki przyrody K. Bajorek-Zydroń, K. Zięba-Kulawik W granicach Krakowa występuje 279 pomników przyrody (w tym jedna aleja drzew z lipami drobnolistnymi Tilia cordata), z czego jedynie dwa, tj. źródełko i głaz narzutowy, są pomnikami przyrody nieożywionej. Oprócz drzew na listę pomników przyrody wpisane zostały także: stangeria dziwna, sagowiec podwinięty i daktylowiec kanaryjski rosnące w Ogrodzie Botanicznym Uniwersytetu Jagiellońskiego. Gatunkiem, który w największej liczbie (85 drzew) został objęty tą formą ochrony na obszarze Krakowa jest dąb szypułkowy Quercus robur. Kolejno najliczniejsze drzewa pomniki przyrody to: lipa drobnolistna Tilia cordata (53 drzewa; w tym 15 rosnących w alei) oraz wiąz szypułkowy Ulmus laevis (34 drzewa). Najmniej liczne, bo tylko pojedyncze okazy pomników tworzą: cyprysik groszkowy, iglicznia trójcierniowa czy leszczyna turecka. Dzielnicami Krakowa, w których zinwentaryzowano najwięcej pomników przyrody okazała się Dzielnica VIII (Dębniki) aż 46 w tym jedna aleja składająca się z 15 lip drobnolistnych oraz Dzielnica VII (Zwierzyniec) 45 pomników przyrody. Najmniej pomników przyrody występuje w Dzielnicy VI (Bronowice) bo tylko 2 i Dzielnicy XIV (Czyżyny) zaledwie 3 pomniki przyrody. Rozmieszczenie pomników przyrody na terenie Krakowa przedstawiono na Ryc. 4.6 oraz na mapie roślinności rzeczywistej.!.!.!.!.!. VII VI!.!.!.!.!.!. IV!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!. V!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!. I!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!. III II!.!.!.!.!.!.!.!.!. XIII!.!.!.!.!.!.!. XV!. XIV!. XVI!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!. XVII!.!.!.!.!.!.!. XVIII!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!. VIII!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!. IX!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!. XI!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!. XII!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!.!. X Legenda km!. Pomnik przyrody Granica Krakowa Granica i numer dzielnicy Ryc Rozmieszczenie pomników przyrody w dzielnicach Krakowa 1

103 4.6. Określenie potencjału solarnego w oparciu o NMPT U. Cisło-Lesicka Obliczony na drodze analiz przestrzennych 3D GIS potencjał solarny dachów Krakowa został zwizualizowany na mapie zieleni i warunków przewietrzania Krakowa jako średnia wartość sumy teoretycznej ilości całkowitego promieniowania słonecznego docierającego do 1 m 2 powierzchni użytkowej dachu w ciągu roku [kwh/m 2 /rok]. Analizy wykonane w ramach określenia potencjału solarnego dachów wykazały, że w Krakowie najwięcej, bo aż 43,6% budynków posiada dachy z połaciami o nachyleniu <15 (Ryc. 4.61, Tabela 4.1). Tabela 4.1. Zestawienie powierzchni dachów w klasach nachylenia połaci dachowych w Krakowie Nachylenie [stopnie] 9 9% 5% 6 11% 31% 44% Ryc Udział powierzchniowy poszczególnych klas nachyleń połaci dachowych Powierzchnia dachów [ha] [%] ( 15 ) 869,5 43,57 3 (15 37,5 ) 625,8 31,36 45 (37,5 52,5 ) 225, 11,28 6 (52,5 75 ) 92, 4,61 9 (75 9 ) 183,2 9,18 Zróżnicowanie ekspozycji połaci dachowych w Krakowie jest stosunkowo niewielkie. Najczęściej występującą jednak ekspozycją dachu w Krakowie jest wystawa południowa (13,9%) i północna (13,7%) (Ryc. 4.62, Tabela 4.11) Tabela Zestawienie powierzchni dachów o wybranej ekspozycji w Krakowie Ekspozycja Suma powierzchni dachów [ha] [%] płaski dach 14,5,73 N 272, 13,7 NE 224,3 11,29 E 264,2 13,3 SE 223,8 11,27 S 276,4 13,92 SW 221,5 11,15 W 262,8 13,23 NW 226,7 11,41 Zalecany kąt nachylenia do poziomu dla instalacji solarnych wynosi β = j ± 15, gdzie j oznacza szerokość geograficzną. Zatem dla obszaru Krakowa zalecany kąt nachylenia instalacji solarnych wynosi od 35 do 65. Zalecana ekspozycja do montażu instalacji solarnych to kierunek południowy, przy czym odchylenie o 9 od kierunku południowego powoduje spadek wydajności kolektorów jedynie o 1%. Można więc przyjąć, że akceptowalną ekspozycją w przypadku montażu instalacji solarnych jest kierunek wschodni, południowo-wschodni, południowy, południowo-zachodni i zachodni. W Krakowie dachów o zalecanym kącie nachylenia (35-65 ) jest około 353 ha, co stanowi 17,7% powierzchni wszystkich dachów (Ryc. 4.63, Tabela 4.12). Najwięcej dachów o zalecanym nachyleniu znajduje się w dzielnicy Swoszowice (31,2%) i Zwierzyniec (28,5%), najmniej w Czyżynach (9,4%), Mistrzejowicach (9,1%) i Bieńczycach (8,%) (Ryc. 4.64). NW 12% W 13% N 14% NE 11% 13% E 9 11% 65 18% 35 SW 11% 14% 11% SE 71% S Ryc Udział powierzchniowy poszczególnych ekspozycji połaci dachowych Ryc Udział powierzchniowy zalecanych nachyleń połaci dachowych 11

104 Tabela Zestawienie powierzchni dachów o wybranym nachyleniu w Krakowie Nachylenie Suma powierzchni dachów [ha] [%] ,2 71, ,8 17, ,4 11,1 8 1 kwh/m 2 całkowitego promieniowania słonecznego. Do 29,7% budynków dociera 6-8 kwh/m 2, a do 13,2% poniżej 6 kwh/m 2. Tylko do 3,7% budynków dociera teoretycznie powyżej 1 kwh/m 2 (Tabela 4.13). Najwyższy potencjał solarny występuje w dzielnicy Mistrzejowice (średnio 85 kwh/m 2 ), najniższy w Starym Mieście (średnio 736 kwh/m 2 ) i Krowodrzy (średnio 733 kwh/m 2 ) (Ryc. 4.67) Ryc Udział powierzchni zalecanych nachyleń połaci dachowych [%] w poszczególnych dzielnicach Krakowa Ryc Udział powierzchni zalecanych nachyleń i ekspozycji połaci dachowych [%] w poszczególnych dzielnicach Krakowa Z kolei dachów o zalecanej ekspozycji jest w Krakowie w sumie 983 ha, czyli 49,4% powierzchni wszystkich dachów, i stanowią one od 48,4% do 5,% powierzchni dachów w poszczególnych dzielnicach (Ryc. 4.65) Ryc Udział powierzchni zalecanych ekspozycji połaci dachowych [%] w poszczególnych dzielnicach Krakowa Dachów posiadających jednocześnie zalecany kąt nachylenia i optymalną ekspozycję jest w Krakowie tylko 175 ha (8,8% całej powierzchni dachów budynków). Najwięcej dachów o zalecanej ekspozycji i kącie nachylenia jest w dzielnicy Swoszowice (15,3%) i Zwierzyniec (14,1%), najmniej w Krowodrzy (5,3%), Czyżynach (4,7%), Mistrzejowicach (4,4%) i Bieńczycach (4,%) (Ryc. 4.66). Analiza potencjału solarnego dachów wykazała, że do nieco ponad połowy (51,1%) budynków w Krakowie w ciągu roku dociera średnio na 1 m 2 powierzchni użytecznej dachu od 48 Ryc Średni potencjał solarny [kwh/m 2 ] w poszczególnych dzielnicach Krakowa W sumie w ciągu roku do powierzchni użytecznej wszystkich dachów w Krakowie dociera 13,8 TWh energii słonecznej. Należy jednak zaznaczyć, że jest to teoretyczny potencjał solarny, do wyznaczenia którego wykorzystano uśrednione dane uwzględniające wysokość i położenie geograficzne budynku, nachylenie i ekspozycję (orientację w stosunku do stron świata) połaci dachu, dzienne i sezonowe zmiany położenia słońca, zacienienie przez otaczające obiekty topograficzne oraz wpływ parametrów atmosferycznych). Przedstawione na mapie zieleni i warunków przewietrzania Krakowa informacje o wyznaczonym potencjale solarnym stanowią wynik analizy przestrzennej GIS wykonanej na podstawie modeli matematycznych i uśrednionych danych, dlatego też należy je traktować wyłącznie jako dane szacunkowe. Przedstawione dane o potencjale solarnym mogą posłużyć do dalszej oceny efek- 12

105 tywności wykonywania instalacji słonecznej czy fotowoltaicznej przez profesjonalne firmy zajmujące się projektowaniem i montażem instalacji solarnych. Należy również pamiętać, że instalacja systemu solarnego może być ograniczona przez różne warunki techniczne (np. anteny, kominy, stan dachu), regulacje prawne (np. ochrona zabytków, obszary chronionego krajobrazu), jak również może wymagać uzyskania dodatkowych zezwoleń. Tabela Wybrane statystyki potencjału solarnego dachów w Krakowie Średnia wartość całkowitego promieniowania padającego na m 2 w ciągu roku Liczba budynków w danym przedziale średniej wartości promieniowania całkowitego w ciągu roku Powierzchnia dachów w danym przedziale średniej wartości promieniowania całkowitego w ciągu roku Suma promieniowania całkowitego w danym przedziale średniej wartości promieniowania całkowitego w ciągu roku [kwh/m 2 ] [liczba budynków] [%] [ha] [%] [GWh] [%] < ,19 72,6 3, , ,66 366,7 18, , , ,2 66, ,41 > ,69 238,1 11, , Zielone dachy U. Cisło-Lesicka Podczas prac prowadzonych w projekcie MONIT-AIR została wykonana inwentaryzacja istniejących w Krakowie dachów zielonych oraz analiza potencjału do ich zakładania. Pomimo tego, że znaczną część powierzchni miasta zajmuje zabudowa i dachy, to ich wariant z zabudową biologiczną (zielone dachy) spotykany jest bardzo rzadko. Inwentaryzacja przeprowadzona w ramach projektu wykazała jedynie 186 takich obiektów o łącznej powierzchni zaledwie 14,1 ha, co stanowi,7% powierzchni wszystkich budynków z ewidencji gruntów i budynków w Krakowie. W ramach projektu MONIT-AIR wykonano na obszarze Krakowa również analizę potencjału do zakładania dachów zielonych. Za potencjalne dachy, pod katem zakładania ogrodów dachowych wskazano te o nachyleniu nieprzekraczającym 1 stopni. Warunek ten określono na podstawie analizy technologii wykorzystywanych przy zakładaniu dachów zielonych, warunków klimatycznych panujących w Krakowie oraz czynników ekonomicznych (zakładanie oraz późniejsza pielęgnacja i utrzymanie ekstensywnych dachów zielonych na dachach płaskich są mniej kosztowne niż na dachach o dużym spadku). Analiza przestrzenna wykazała, że na terenie miasta Krakowa niemal 4 tys. budynków ma duży potencjał do założenia na nich ogrodów dachowych. Stanowi to 33% wszystkich budynków Krakowa. Należy podkreślić, że w analizie poszukiwania potencjalnych dachów pod ogrody dachowe nie uwzględniano typu konstrukcji i warunków wytrzymałościowych poszczególnych budynków. Dlatego możliwość założenia dachu zielonego należy skonsultować z profesjonalną firmą zajmującą się projektowaniem i wykonywaniem tego typu inwestycji. Poniżej przedstawiono przykład zinwentaryzowanego dachu zielonego w Krakowie (Ryc. 4.68). 13

106 a b Ryc Ekstensywny dach zielony w Krakowie: zdjęcie wykonane na dachu (a, fot. MFA), ortofotomapa lotnicza (b) 4.8. Statystyki przestrzenne 3D w aspekcie zieleni miejskiej w poszczególnych dzielnicach miasta A. Miodońska, P. Wężyk Analizy przestrzenne 3D pod kątem jakości życia mieszkańców Krakowa wykonano uwzględniając podział administracyjny Krakowa (18 dzielnic). Z przeprowadzonych analiz wynika, że najbardziej komfortowe warunki do życia w aspekcie zieleni miejskiej zapewniają dzielnice: VII (Zwierzyniec), X (Swoszowice) i VIII (Dębniki). Obliczone wskaźniki UVI i VV2BV oscylują dla tych dzielnic na poziomie 9%. Najmniej korzystnie te same wskaźniki wyglądają z kolei w dzielnicach: I (Stare Miasto), II (Grzegórzki), V (Krowodrza) oraz III (Prądnik Czerwony). Wartości wskaźników w poszczególnych dzielnicach zilustrowano poniżej (Ryc i Ryc. 4.7) oraz zestawiono w Tab Przestrzenny rozkład wartości wskaźników jakości życia przedstawiono również jako dane ciągłe dla całego obszaru miasta Krakowa. Obliczenia prowadzono w obszarach wyznaczonych przez oczka regularnej siatki (5 x 5 m). Najbardziej komfortowe warunki do życia mieszkańców (duże wartości wskaźników oznaczają znaczący udział objętości zieleni w stosunku do analizowanej powierzchni) panują na obrzeżach miasta i w okolicach zadrzewionych rejonów takich jak: Lasy Tynieckie, Las Wolski, Las Borkowski, Las Mogilski i Łęgowski; parków np. Park Lotników Polskich, Park Bednarskiego, Planty im. Floriana Nowackiego, a także w okolicach Kopca Krakusa, czy na Pasterniku. Ścisłe centrum (I Stare Miasto) oraz duże osiedla jak Nowa Huta i in. osiągają znacznie niższe wartości wskaźników. Poniższe ryciny prezentują procentowe wartości wskaźników VV2BV (Ryc. 4.71) oraz UVI (Ryc. 4.72) VII VIII VI IV V IX I XI III II XIII XV XVI X XIV XII XVII XVIII VV2BV [%] Ryc Wartości VV2BV [%] w poszczególnych dzielnicach Krakowa VII VIII VI IV V IX I XI III II XIII XV XVI X XIV XII XVII XVIII UVI [%] Ryc Wartości UVI [%] w poszczególnych dzielnicach Krakowa 14

107 VV2BV [%] Ryc Wartości wskaźnika VV2BV [%] oczko siatki 5x5 m UVI [%] Ryc Wartości wskaźnika UVI [%] oczko siatki 5x5 m 15

108 Tabela Charakterystyki poszczególnych dzielnic miasta Krakowa Dzielnica Wskaźnik Stare Miasto (I) Grzegórzki (II) Prądnik Czerwony (III) Prądnik Biały (IV) Krowodrza (V) Bronowice (VI) Zwierzyniec (VII) Dębniki (VIII) Łagiewniki Borek Fałęcki (IX) Swoszowice (X) Podgórze Duchackie (XI) Bieżanów (XII) Podgórze (XIII) Czyżyny (XIV) Mistrzejowice (XV) Bieńczyce (XVI) Wzgórza Krzesławickie (XVII) Nowa Huta (XVIII) 16 Powierzchnia [ha] 556,76 584,52 643, ,87 561,9 955, ,1 4618,87 541,51 256, , , , ,9 2381,55 654,99 Liczba mieszkańców* Liczba osób na 1 ha A B [x1 6 m 2 ] 1,96 1,31 1,12 2,18 1,13 1,7 1,52 2,56,74 1,71 1,24 1,89 2,92 1,25,69,55 1,28 3,65 V B [x1 7 m 3 ] 2,77 1,45 1,2 1,96 1,47,9 1,11 2,11,61 1,6 1,21 1,61 2,34 1,25,81,62,81 4,21 A HV [x1 6 m 2 ] 1,59 2,17 2,5 11,4 2,23 4,29 16,75 23,51 2,6 13,22 3,8 7,44 8,46 4,73 2,2 1,33 8,54 24,7 V HV [x1 7 m 3 ] 1,76 1,93 1,85 5,87 2,1 2,27 17,4 16,3 2,32 9,29 2,15 4,23 4,33 2,97 1,24 1,2 3,15 13,4 A V [x1 6 m 2 ] 2,31 3,37 3,92 21,88 3,24 8,18 28,11 45,54 4,42 25,8 7,2 15,25 18,75 8,99 3,65 1,99 22,75 57,33 VV2BV,64 1,33 1,55 2,99 1,37 2,52 15,64 7,73 3,84 8,76 1,78 2,62 1,85 2,37 1,53 1,94 3,88 3,19 VV2BV [%] 38,91 57,4 6,72 74,94 57,8 71,59 93,99 88,55 79,32 89,75 64,7 72,39 64,91 7,35 6,5 65,93 79,5 76,13 UVI,73 1,65 2,9 6,7 1,72 4,69 16,73 12,35 4,59 11,38 3,3 5,11 4,2 4,39 2,95 2,37 12,12 1,1 UVI [%] 41,47 6,89 65,51 81,91 61,59 78,69 94,33 91,36 81,56 91,47 72,23 79,96 75,17 77,63 69,36 69,15 88,48 85,88

109 Wskaźniki jakości życia w mieście wyznaczono także dla pojedynczych budynków dzielnicy I Stare Miasto. Obliczenia prowadzono z uwzględnieniem ekwidystanty (buforu) o promieniu 1 m dla każdego budynku z osobna. Dla Starego Miasta wskaźniki jakości życia osiągają najwyższe wartości w okolicach Cmentarza Rakowickiego i w okolicy Plant Krakowskich, szczególnie wzdłuż ulicy Westerplatte. Korzystnymi warunkami dla mieszkańców charakteryzują się również budynki okalające Park Jalu Kurka i teren Zakonu Sióstr Karmelitanek Bosych, a także obiekty zlokalizowane wzdłuż Wisły. Na jakość tych obszarów wpływ ma przede wszystkim obecność drzew (roślinność wysoka), o czym świadczą stosunkowo wyższe w tych rejonach wartości wskaźnika VV2BV niż UVI (uwzględniającego dodatkowo powierzchnię roślinności niskiej). Wyniki analiz zaprezentowano poniżej (Ryc oraz Ryc. 4.74). UVI [%] VV2BV [%] Ryc Wskaźnik VV2BV [%] dla budynków zlokalizowanych w Starym Mieście Ryc Wskaźnik UVI [%] dla budynków zlokalizowanych w Starym Mieście 17

110 Literatura

111 AERSURFACE User s Guide, 28, EPA- -454/B-8-1 Allwine K.J. and Whiteman C.D., 1985, MELSAR: A mesoscale air quality model for complex terrain: Vol.1-Overview, technical description and user s guide. Pacific Northwest Laboratory, Richland, Washington. Baścik M., Degórska B. (red.) 215, Środowisko przyrodnicze Krakowa. Zasoby Ochrona Kształtowanie. IGiGP UJ, Kraków Baumueller J., Reuter U., Hoffmann U., Esswein H., 28, Klimaatlas Region Stuttgart, Schriftenreihe Verb and Region Stuttgart, Nr. 26, Ed.: Verband Region Stuttgart ( Bebłot G., Krajny E, Rorbek K., 21, Możliwości wykorzystania sodaru dopplerowskiego REMTEACH do oceny profilu wiatru w warstwie granicznej atmosfery. Suplement Problematyka pomiarów i opracowań elementów meteorologicznych, Wyd. UMCS, Lublin 7-16 Biuletyn Informacji Publicznej Miasta Krakowa. Liczba stałych mieszkańców w poszczególnych dzielnicach (wg stanu na dzień ) ( pl/?dok_id=5611; dostęp ) Błażejczyk K., 28, Analiza stanu aerosanitarnego Krakowa oraz opracowanie koncepcji układu nawietrzania miasta i regeneracji powietrza wraz ze wskazaniem możliwości rozwoju określonych funkcji i ograniczeń w użytkowaniu. Zmiana Studium Uwarunkowań i Kierunków Zagospodarowania Przestrzennego Miasta Krakowa, Warszawa, 28. npbl., 44 ss. + 2 mapy. Błażejczyk K., 213, Wpływ czynników klimatycznych, orograficznych i pokrycia terenu na jakość powietrza [w:] B. Degórska, M. Baścik (red.), Środowisko przyrodnicze Krakowa: Zasoby Ochrona Kształtowanie, IGiGP UJ, UMK, WGiK PW, Kraków, plansza. Błażejczyk K., Degórska B., 213, Możliwości poprawy jakości powietrza [w:] B. Degórska, M. Baścik (red.), Środowisko przyrodnicze Krakowa: Zasoby Ochrona Kształtowanie, IGiGP UJ, UMK, WGiK PW, Kraków, Bokwa A., 21, Wieloletnie zmiany struktury mezoklimatu miasta na przykładzie Krakowa, IGiGP UJ, Kraków: geo.uj.edu.pl/publikacje,155?&page= Klimatologia Bokwa A., 211, Influence of air temperature inversions on the air pollution dispersion conditions in Krakow, Prace Geogr. IGiGP UJ, 126, Bokwa A., Hajto M.J., Walawender J.P., Szymanowski M., 215, Influence of diversified relief on the urban heat island in the city of Kraków, Poland, Theoretical and Applied Climatology, 122, Burian S.J., Ching J., 29, EPA/6/R-1/7, Development of Gridded Fields of Urban Canopy Parameters for Advanced Urban Meteorological and Air Quality Models Canepa E.,24, An overview about the study of downwash effects on dispersion of airborne pollutant,s, Environmental Modelling & Software (19) Cionco R.M., 1972, A Wind Profile Index for Canopy Flow, Boundary-Layer Meteorology 3, Dubiel E., Szwagrzyk J. (red.), 28, Atlas roślinności rzeczywistej Krakowa, Urząd Miasta Krakowa, Kraków. Dyrektywa Rady 92/43/EWG z dnia 21 maja 1992 r. w sprawie ochrony siedlisk przyrodniczych oraz dzikiej fauny i flory; Dz.U. UE.L. z dnia 22 lipca 1992 r. Fortuniak K., 21, Radiacyjne i turbulencyjne składniki bilansu cieplnego terenów zurbanizowanych na przykładzie Łodzi. Wydawnictwo Uniwersytetu Łodzkiego, Łódź. German K., 2 21, Fizycznogeograficzne regiony województwa małopolskiego, Folia Geogr., ser. Geogr.-Oecon., 31 32, Gilman G.W. Coxhead H.B., Willis F.H., 1946, Reflection of sound signals in the troposphere. J. Acoust. Soc. Amer., 18, Glotfelty T., Tewari M., Sampson K., Duda M., Chen F., Ching J., 213, NUDAPT 44 Documentation 4/25/213 Główny Urząd Statystyczny, 215, Zużycie Paliw i Nośników Energii w 214 r. Godłowska J. 28: Wpływ cyrkulacji atmosfery (wg Lityńskiego) na występowanie podwyższonych stężeń zanieczyszczeń i niekorzystnych warunków wentylacji w Krakowie. W: Ekstrema pogodowe w Polsce obserwacje, pomiary, prognozy. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, Seria: Monografie, Warszawa, s Godłowska J., Tomaszewska A.M. 21, Relations between circulation and winter air pollution in polish urban areas, Archives of Environmental Protection vol. 36 no. 4 pp Grimmond C.S.B., Oke T.R. 1999, Aerodynamic Properties of Urban Areas Derived from Analysis of Surface Form, Journal of Applied Meteorology, Vol.38, pp

112 Hajto M., Rozwoda W., 21, Wykorzystanie danych sodarowych do oceny warunków rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w warstwie granicznej atmosfery w Krakowie, [w:] Ochrona powietrza w teorii i praktyce, Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska Polskiej Akademii Nauk, Zabrze, Tom 2, Hanna S.R. 212, Urban Boundary Layer Formulations for Use in Dispersion Models, ICUC8 Conference, paper no:185 Hanna S.R and Zhou Y., 29, Space and time variations in turbulence during the Manhattan Midtown 25 field experiment. Journal of Applied Meteorology and Climatology 48: p Hanna S.R., White J., Zhou Y., 27, Observed wind, turbulence and dispersion in build- -up downtown areas in Oklahoma City and Manhattan. Boundary Layer Meteorology, 125:p Hess M. 1969, Klimat podregionu miasta Krakowa, Folia Geographica, Series Geographica-Physica Vol. III Liu M.K. and Yocke M.A., 198, Sitting of wind turbine generators in complex terrain. J. Energy, Vol.4, no1 Macdonald R.W. 2, Modelling the Mean Velocity Profile In the Urban Canopy Layer, Boundary-Layer Meteorology 97, Macdonald R.W., Hall D.J., Walker S., 1998, Wind Tunnel Measurements of Wind Speed within Simulated Urban Arrays, BRE Client Report CR 243/98, Building Research Establishment Mapa roślinności rzeczywistej Krakowa i wyznaczenie obszarów przyrodniczo najcenniejszych, niezbędnych dla zachowania równowagi ekosystemu miasta, 26-27, ProGea Consulting, Urząd Miasta Krakowa (CD) Marht L.,1982: Momentum balance of gravity flows. J. of Atmos. Sci., 39, Matuszko D. (red.), 27, Klimat Krakowa w XX wieku, IG i GP UJ, Kraków. Matuszko D., Piotrowicz K., Kowanetz L., 215, Klimat [w:] M. Baścik, B. Degórska (red.), Środowisko przyrodnicze Krakowa: Zasoby Ochrona Kształtowanie, IGiGP UJ, Kraków, McAllister L.G., 1968, Acousting sounding of the lower troposphere. J. Atmos. Terr. Phys., 3, Netzel P., Ślopek J. and Drzeniecka-Osiadacz A., 212, Verification of SBL models by mobile SODAR measurements. Int. J. Environment and Pollution, Vol. 5, Nos. 1/2/3/4 Niedźwiedź T. 1981, Sytuacje synoptyczne i ich wpływ na zróżnicowanie przestrzenne wybranych elementów klimatu w dorzeczu górnej Wisły, Uniwersytet Jagielloński, Rozprawy habilitacyjne nr 58. Niedźwiedź T., 213, Kalendarz typów cyrkulacji atmosfery dla Polski południowej zbiór komputerowy, Uniwersytet Śląski, Katedra Klimatologii, Sosnowiec. Obukhov A.M., 1943, Scatering of sound in turbulent flow. Dokl. Akad. Nauk SSSR, 3, PSU/NCAR Mesoscale Modeling System Tutorial Class Notes and Users Guide (MM5 Modeling System Version 3). Mesoscale and Microscale Meteorology Division, National Center for Atmospheric Research (NCAR), 25 Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 października 214 roku w sprawie ochrony gatunkowej roślin. (Dz.U. 214 poz. 149). Scire J.S., Robe F.R., Fernau M.E., Yamartino R.J., 2, A user s guide for the CALMET Meteorological Model (Version 5.). Earth Tech, Inc., Concord, MA Studium uwarunkowań i kierunków zagospodarowania przestrzennego Miasta Krakowa (23) przyjęte Uchwałą Nr XII/87/3 Rady Miasta Krakowa z dnia 16 kwietnia 23 r., Stull B.S. 1988, An introduction to Boundary Layer Meteorology Kluwer Academic Publishers Suder A., Szymanowski M., 213, Determination of Ventilation Channels In Urban Area: A Case Study of Wrocław (Poland), Pure Appl. Geophys. Tompalski P., Wężyk P., 212, LiDAR and vhrs data for assessing living quality in cities an approach based on 3D spatial indices. Editor(s): M. Shortis, M. Molenaar. XXII ISPRS Congress, Technical Commission VI, 25 August 1 September 212, Melbourne, Australia, Ustawa z dnia 16 kwietnia 24 r. o ochronie przyrody (tekst jednolity Dz.U. 215 poz. 1651). Walczewski J. (red.), 1994, Charakterystyka warstwy granicznej atmosfery nad miastem (na przykładzie Krakowa), Materiały Badawcze, Seria: Meteorologia 22, Wyd. IMGW, Warszawa Walczewski J., 1997, Application of sodar in urban air-quality monitoring system, [w] Acoustic Remote Sensing applications, S.P. Singal (Ed.), Lecture Notes in Earth Sciences 69, Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York,

113 Weiss A. 21, Topographic Position and Landforms Analysis. ESRI User Conference, San Diego, CA Xie M., Liao J., Wang T., Zhu K., Zhuang B., Han Y., Li M., Li S. 215: Modeling of the anthropogenic heat flux and its effect on air quality over the Yangtze River Delta region, China, Atmospheric Chemistry and Physics Discussions, Volume 15, Issue 22, pp Zarzycki K., Mirek Z. 26, Red list of plants and fungi in Poland. Kraków. Instytut Botaniki im. W. Szafera PAN Zarzycki K., Kaźmierczakowa R., Mirek Z. 214, Polska Czerwona Księga Roślin. Paprotniki i rośliny kwiatowe. Wyd. III. uaktualnione i rozszerzone. Kraków. Instytut Ochrony Przyrody PAN Zmiana Studium uwarunkowań i kierunków zagospodarowania przestrzennego Miasta Krakowa (214), Cześć 1. Uwarunkowania rozwoju (tom I) opr. zesp. pod kier. prof. dr hab. arch. Jana Macieja Chmielewskiego (fragm. zał. Nr 1 i Nr 2 do uchwały Nr CXII/17/14 Rady Miasta Krakowa z dnia 9 lipca 214 r.): krakow.pl/?bip_id=1&mmi=48 111

114 Autorzy

115 BAJOREK-ZYDROŃ KATARZYNA dr; ProGea Consulting; BOKWA ANITA dr hab.; Uniwersytet Jagielloński, Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej; anita.bokwa@uj.edu.pl; BOŻEK ANNA mgr; rlbozek@cyf-kr.edu.pl; BUJOCZEK LESZEK dr inż.; Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie, Wydział Leśny; leszek.bujoczek@ur.krakow.pl; CISŁO-LESICKA URSZULA dr inż.; ProGea Consulting; urszula.cislo-lesicka@progea.pl; CZAJKA KATARZYNA mgr inż. arch. kraj.; ProGea Consulting; katarzyna.czajka@progea.pl; DULOWSKA KAROLINA mgr inż.; ProGea Consulting; karolina.dulowska@progea.pl; FRAZIK-ADAMCZYK MAŁGORZATA dr hab.; Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie, Wydział Biotechnologii i Ogrodnictwa; rofrazik@cyf-kr.edu.pl; GAZDA ANNA dr hab. inż.; Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie, Wydział Leśny; rlgazda@cyf-kr.edu.pl; GODŁOWSKA JOLANTA mgr; Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej - Państwowy Instytut Badawczy; jolanta.godlowska@imgw.pl; HAWRYŁO PAWEŁ mgr inż.; Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie, Wydział Leśny; p.hawrylo@ur.krakow.pl; JANICKA MARIA dr; Uniwersytet Jagielloński, Wydział Biologii i Nauk o Ziemi; mania.janicka@gmail.com; JANUS JACEK inż. arch. kraj.; jw.janus@gmail.com; JAŹWA MAŁGORZATA dr; Uniwersytet Jagielloński, Wydział Biologii i Nauk o Ziemi; malgorzata. jazwa@uj.edu.pl; JĘDRZEJCZAK ELŻBIETA mgr; ProGea Consulting, Uniwersytet Jagielloński, Wydział Biologii i Nauk o Ziemi; elzbieta.jedrzejczak@progea.pl; KALEJA MACIEJ inż.; maciej.kaleja@op.pl; KASZOWSKI WIESŁAW mgr; Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej - Państwowy Instytut Badawczy; wieslaw.kaszowski@imgw.pl; KAWA ANNA mgr inż. arch. kraj.; anna.kawa9@gmail.com; de KOK ROELAND Dr. Ir.; ProGea Consulting; roeland_de_kok@hotmail.com; KOŚCIELNY JAN; mgr inż. arch. kraj.; janekkoscielny@gmail.com; KOWALCZYK JOANNA; inż. arch. kraj.; asiokowalczyk@gmail.com; KOZŁOWSKA-KOZAK KATARZYNA dr; ProGea Consulting; katarzyna.kozlowska-kozak@progea.pl; KOZAK MACIEJ dr, Uniwersytet Jagielloński, Wydział Biologii i Nauk o Ziemi; maciejkozak1@tlen.pl; KRAJNY EWA dr; Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej - Państwowy Instytut Badawczy; ewa.krajny@imgw.pl; KSIĄŻEK JUDYTA mgr inż.; judytaksiazek@gmail.com; KULPIŃSKI KAMIL dr; kkulpinski@gmail.com; LOCH JAN dr inż.; Gorczański Park Narodowy; jan.loch@gorcepn.pl; MAMCZARZ KAROLINA inż.; karolina.mamczarz@op.pl; MAŚLANKA JACEK dr; jacek.maslanka86@gmail.com; MAŚLANKA MATEUSZ mgr; ProGea Consulting; mateusz.maslanka@progea.pl; MIGO ŁUKASZ mgr inż.; ProGea Consulting; lukasz.migo@progea.pl; MIODOŃSKA ALICJA mgr inż.; ProGea Consulting; alicja.miodonska@progea.pl; MYDŁOWSKA AGNIESZKA mgr inż.; Urząd Miasta Krakowa, Wydział Kształtowania Środowiska; agnieszka.mydlowska@um.krakow.pl; NOBIS AGNIESZKA dr; Uniwersytet Jagielloński, Wydział Biologii i Nauk o Ziemi; agnieszka.nobis@uj.edu.pl; NOBIS MARCIN dr hab.; Uniwersytet Jagielloński, Wydział Biologii i Nauk o Ziemi; marcin.nobis@uj.edu.pl; 113

116 OCIEPA ANNA MARIA dr; OLEJARNIK TERESA mgr inż. arch. kraj.; OLSZEWSKA KATARZYNA inż. arch. kraj.; OŚRÓDKA LESZEK dr; Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej - Państwowy Instytut Badawczy; leszek.osrodka@imgw.pl; PAPIEŻ MAŁGORZATA mgr inż.; ProGea Consulting; malgorzata.papiez@progea.pl; PIĄTEK GRZEGORZ dr inż.; Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie, Wydział Leśny; rlpiatek@cyf-kr.edu.pl; SADOWSKA ZOFIA inż. arch. kraj.; zosiaa.sadowskaa@gmail.com; SORNAT IZABELA mgr inż. arch. kraj.; izabelasornat@gmail.com; SZAREK KINGA mgr inż. arch. kraj.; ProGea Consulting; kinga.szerszen@progea.pl; SZCZEPKA KAMIL mgr; Uniwersytet Pedagogiczny w Krakowie; kamil.szczepka@gmail.com; SZWAŁKO PRZEMYSŁAW dr inż.; Zarząd Zieleni Miejskiej w Krakowie; pszwalko@zzm.krakow.pl; SZWED PIOTR mgr inż.; ProGea 4D; piotr.szwed@progea4d.pl; TOMASZEWSKA ANNA MONIKA mgr; Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej - Państwowy Instytut Badawczy; zitomasz@cyf-kr.edu.pl; TYC ANNA dr; annatyc@gmail.com; USIEŃ MICHAŁ mgr inż.; michal.usien@gmail.com; WARCHOŁ ARTUR dr inż.; ProGea 4D, Wyższa Szkoła Inżynieryjno-Ekonomiczna z siedzibą w Rzeszowie, Katedra Geodezji; artur.warchol@progea4d.pl; WĄTROBA MARTA mgr inż. arch. kraj.; martawatroba234@vp.pl; WĘŻYK PIOTR dr hab. inż.; ProGea Consulting, ProGea 4D, Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie, Wydział Leśny; p.wezyk@ur.krakow.pl, piotr.wezyk@progea4d.pl; WÓJCIK JAROSŁAW mgr inż. arch. kraj.; ProGea 4D; jaroslaw.wojcik@progea4d.pl; WÓJCIK TOMASZ mgr; Uniwersytet Rzeszowski; antomi7@wp.pl; ZIĘBA-KULAWIK KAROLINA mgr inż. arch. kraj.; Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie, Wydział Leśny; karolina.anna.zieba@gmail.com; ŻAK KATARZYNA mgr inż. arch. kraj.; wnek.katarzyna@wp.pl. 114

117 URZĄD MIASTA KRAKOWA Wydział Kształtowania Środowiska os. Zgody 2, Kraków tel , fax INSTYTUT METEOROLOGII I GOSPODARKI WODNEJ Państwowy Instytut Badawczy w Warszawie Oddział w Krakowaie ul. P. Borowego 14, Kraków tel , fax imgw@imgw.pl (...) Zdawałoby się, że Kraków jaki jest każdy widzi, ale aby naprawdę zobaczyć struktury przestrzenne miasta tworzone przez: budynki, ulice, place, parki, ogrody, łąki, pola i doliny rzek, trzeba na niego popatrzeć z góry. Do opracowania Atlasu pokrycia terenu i przewietrzania Krakowa wykorzystano wysokorozdzielcze zobrazowania satelitarne, lotniczy skaning laserowy, zgromadzone w bazach danych informacje przestrzenne oraz nowatorskie oprogramowanie komputerowe - co wraz z wiedzą i umiejętnościami interdyscyplinarnego zespołu autorskiego dało dzieło niezwykle oryginalne. Kartograficzną część Atlasu tworzą trzy mapy szczegółowe, każda złożona z ponad stu arkuszy, oraz trzy mapy w skali przeglądowej. Pierwsze z nich prezentują komponenty przestrzenne kształtujące przewietrzanie Krakowa, a opracowania przeglądowe wizualizują wyniki modelowania ruchu mas powietrza i zanieczyszczeń. Dla kartografii są to tematy niestandardowe, a uzyskanie ich komunikatywnej wizualizacji wymagało zastosowania kilku technik jednocześnie, w tym wyboru informacji pierwszoplanowych i podjęcia trudnych decyzji na temat drugiego planu, co osiągnięto z sukcesem (...). prof. dr hab. inż. Krystian Pyka (...) Atlas pokrycia terenu i przewietrzania Krakowa rzetelnie prezentuje obecny stan roślinności miasta. Połączenie dwóch metod: terenowego kartowania zbiorowisk roślinnych oraz zaawansowanej analizy wysokorozdzielczych zobrazowań satelitarnych pozwoliło na stworzenie pełnego obrazu szaty roślinnej miasta i najbliższych okolic. Kraków od dawna miał opinię miasta bardzo ubogiego w zieleń, teraz jednak na podstawie Atlasu wiemy, iż udział zieleni wysokiej przekracza 2%, z czego ponad połowę stanowią lasy. Miasto wciąż się rozwija i przybywa w nim terenów zajętych przez budynki i infrastrukturę drogową, ale wciąż największy udział powierzchniowy mają różne typy zieleni niskiej. Zieleń ta podlega intensywnym przemianom związanym z zaniechaniem tradycyjnych form użytkowania rolniczego. Są to zmiany stopniowe i zwykle trudno nam je dostrzec w terenie, jednak lektura Atlasu uzmysławia nam ogrom przemian, jakie zaszły w strukturze roślinności Krakowa w ciągu paru ostatnich dekad (...). prof. dr hab. Jerzy Szwagrzyk Kraków 216