ZASTOSOWANIE ANALIZY ZDJĘĆ SATELITARNYCH DO OCENY ZMIENNOŚCI TERMIKI PODŁOŻA NA OBSZARACH ZURBANIZOWANYCH

Transkrypt

1 ZASTOSOWANIE ANALIZY ZDJĘĆ SATELITARNYCH DO OCENY ZMIENNOŚCI TERMIKI PODŁOŻA NA OBSZARACH ZURBANIZOWANYCH Autorzy: dr Janina Fudała, dr Adam Nadudvari, dr Joachim Bronder, mgr Marta Fudała Prezentuje: dr Janina Fudała Instytut Ekologii Terenów Uprzemysłowionych Miejsce i data: Zakopane, października 2017 r. X Konferencja Ochrona Powietrza w Teorii i Praktyce

2 PLAN PREZENTACJI Wprowadzenie Definicja miejskiej wyspy ciepła (MWC) Metody wyznaczania MWC Rola zjawiska MWC w miejskich planach adaptacji do zmian klimatu Metoda wyznaczania powierzchniowej wyspy ciepła dla miast > 100 tys. mieszkańców Przykłady opracowania PMWC dla miast > 100 tys. Mieszkańców Wnioski

3 Wprowadzenie Adaptacja do zmian klimatu tło międzynarodowe i krajowe COP16. Strony przyjęły Cancun Adaptation Framework (CAF). Jest on wynikiem trzech latach negocjacji w sprawie adaptacji Projekt Klimada Opracowanie i wdrożenie strategicznego planu adaptacji dla sektorów i obszarów wrażliwych na zmiany klimatu Biała Księga UE Adaptacja do zmian klimatu: europejskie ramy działania Strategiczny Pakiet na rzecz Adaptacji EU Adaptation Strategy Package Prace MŚ nad programami operacyjnymi w ramach unijnej perspektywy finansowej Strategiczny plan adaptacji dla sektorów i obszarów wrażliwych na zmiany klimatu do roku 2020 Podręcznik adaptacji dla miast Wytyczne przygotowania Miejskiego Planu Adaptacji do zmian klimatu Przygotowanie i realizacja projektu Opracowanie planów adaptacji do zmian klimatu w miastach powyżej 100 tys. mieszkańców

4 PLANY ADAPTACJI DO ZMIAN KLIMATU W MIASTACH POWYŻEJ 100 TYS. MIESZKAŃCÓW

5 Rola zjawiska MWC w miejskich planach adaptacji do zmian klimatu Obserwowane trendy zmian czynników klimatycznych: wzrost temperatury maksymalnej wzrost liczby dni z temperaturą > 30 C wzrost liczby fal upałów w ciągu roku wzrost długości trwania fal upałów Wzrost liczby dni z temperaturą > 27 C bez opadów atmosferycznych Nasilenie zjawiska MWC Pogarszanie komfortu życia mieszkańców miast

6 Trendy zmian parametrów temperatury powietrza w latach Źródło: IMGW PIB, Planetarium Śl. W Chorzowie

7 Trendy zmian parametrów temperatury powietrza w latach Źródło: IMGW PIB

8 Źródło: wikimedia.org

9 Definicja miejskiej wyspy ciepła (MWC) Jest zjawiskiem mikroklimatycznym powszechnie występującym w obszarach miejskich Zjawisko Miejskiej Wyspy Ciepła polega na znacznym podwyższeniu temperatury w mieście w stosunku do otaczających je terenów peryferyjnych, co można porównać do wyspy ciepła (lub niekiedy archipelagu wysp) otoczonej oceanem względnego chłodu. Powstanie Miejskiej Wyspy Ciepła jest wynikiem: zmniejszonego albedo różnorodnych sztucznych powierzchni w mieście oraz samej geometrii miasta zmienionej struktury promieniowania długofalowego (cieplnego) na obszarach zabudowanych małego udziału naturalnych powierzchni roślinnych aktywności człowieka efektu cieplarnianego towarzyszącego miastu

10 METODY WYZNACZANIA MWC Stosowane obecnie metody badania MWC pozwalają na określenie zróżnicowania temperatury powietrza (pomiary naziemne) lub temperatury powierzchni (termalne obrazy lotnicze lub satelitarne). w tym celu wykorzystywane są dane zarówno ze standardowych stacji meteorologicznych, jak również dane ze specjalnych sieci obserwacyjnych, pomiarów mobilnych lub termicznych obrazów lotniczych czy satelitarnych. Opracował Z. Bochenek Zdjęcie: K.Lindner -Cendrowska Zakopane, października 2017 r. X Konferencja Ochrona Powietrza w Teorii i w Praktyce

11 CECHY MIEJSKIEJ WYSPY CIEPŁA Powierzchniowa MWC Czas występowania występuje w dzień i w nocy najbardziej intensywna w ciągu dnia Intensywność w dzień: C w nocy: 5-10 C Metoda identyfikacji pomiary pośrednie: teledetekcja Sposób przedstawiania zdjęcia termalne mapy izoterm Atmosferyczna MWC Czas występowania w dzień może być niewielka lub nie występować wcale najbardziej intensywna w nocy i o świcie Intensywność w dzień: 1-3 C w nocy: 5-12 C Metoda identyfikacji pomiary pośrednie: stacje meteorologiczne pomiary mobilne Sposób przedstawiania mapy izoterm Katowice, dnia, nazwa wydarzenia/tytuł prezentacji

12 Metoda wyznaczania powierzchniowej wyspy ciepła dla miast > 100 tys. mieszkańców Na obszarach miast z reguły nie są dostępne szczegółowe dane meteorologiczne. Najczęściej pomiary są wykonywane na reprezentatywnych stacjach synoptycznych, zlokalizowanych na terenach otwartych w pewnym oddaleniu od centrum miasta Na potrzeby opracowania Miejskiego Planu Adaptacji do zmian klimatu dla miast opracowano tzw. powierzchniową miejską wyspę ciepła (powierzchniowa MWC). Powierzchniowa MWC identyfikowana jest na podstawie pomiarów temperatury powierzchni (Błażejczyk i inni, 2014) Informacja o temperaturze powierzchni pozyskana została na podstawie szeregu termalnych zobrazowań satelitarnych pochodzących z satelity Landsat i ASTER. Podstawę analiz stanowiły zobrazowania zarejestrowane w czasie bezchmurnych dni sezonu letniego, z godziny (czas przelotu satelity nad obszarem Polski).

13 Metoda wyznaczania powierzchniowej wyspy ciepła dla miast > 100 tys. Mieszkańców (c.d)

14 Metoda wyznaczania powierzchniowej wyspy ciepła dla miast > 100 tys. Mieszkańców (c.d) Parametry do powyższego równania wyznacza się w oparciu o statystkę mapy rastrowej średniej kinetycznej temperatury powierzchni (opracowanej na podstawie serii map). Pierwszy człon równania reprezentuje środkową temperaturę powierzchni w danej miejscowości, człon drugi odchylenie średniej arytmetycznej temperatury powierzchni Ostatnim krokiem jest nałożenie terenów zabudowy mieszkaniowej na obszar MWC

15 Przykłady opracowania PMWC dla miast > 100 tys. mieszkańców

16 Przykłady opracowania PMWC dla miast > 100 tys. mieszkańców

17 Miejska wyspa ciepła Definicja Różnica temperatury powietrza pomiędzy miastem a jego otoczeniem Zmienność dobowa i roczna Wyższa temperatura: tereny przemysłowe, hałdy, centra handlowe, szlaki komunikacyjne, gęste osiedla mieszkaniowe Niższa temperatura: zbiorniki wodne, tereny leśne Rozmieszczenie MWC w Katowicach, IETU

18

19 Wnioski Wykorzystanie analizy zdjęć satelitarnych do wyznaczania i monitorowania zmienności zasięgu MWC jest konieczne, w świetle opracowywanych planów adaptacji miast do zmian klimatu. Krótki okres realizacji projektu wymusił zastosowanie tej metody dla 28 miast w Polsce. Bezkosztowa dostępność zdjęć satelitarnych umożliwia na bieżąco monitorowanie efektów podejmowanych działań inwestycyjnych w zakresie poprawy komfortu życia mieszkańców związanych z łagodzeniem występowania MWC Wyznaczanie zasięgu MWC w oparciu o pomiary stacjonarne jest bardzo kosztowne, na co mogą pozwolić sobie tylko największe miasta, ale jak wykazują analizy zdjęć satelitarnych zasięg MWC jest zjawiskiem dynamicznym i jego zmienność musi być monitorowana przed określeniem pakietu działań adaptacyjnych.

20 Dziękuję za uwagę Dr Janina Fudała, prof. IETU ekspert wiodący diagnozowanie stanu i prognozowanie zmian jakości środowiska Zakład Badań i Rozwoju Tel wew. 193 faks j.fudala@ietu.pl Instytut Ekologii Terenów Uprzemysłowionych Ul. Kossutha 6, Katowice ietu@ietu.pl