Temat: CECHY KLIMATU OBSZARÓW ZURBANIZOWANYCH I PROBLEM
ZANIECZYSZCZENIA POWIETRZA W MIASTACH NA
PRZYKŁADZIE AGLOMERACJI KRAKOWSKIEJ.
Do czynników, które wpływają na specyfikę klimatu w mieście należą cechy fizyczne podłoża. W mieście większość powierzchni, a przede wszystkim w centrum, jest pokryta ulicami, budynkami itd., które są zbudowane z różnych materiałów nie przepuszczających wody (np. beton, asfalt). Naturalna powierzchnia Ziemi występuje głównie w parkach, na skwerach, zazwyczaj zajmuje niewielki fragment całej powierzchni miasta. Powierzchnia terenu miasta jest często bardzo urozmaicona, tworzy jakby mozaikę złożoną z różnego rodzaju materiałów. Każdy materiał ma inne albedo, przez co ilość odbitego i pochłoniętego przez daną powierzchnię promieniowania jest inna dla danego materiału. Albedo całego miasta wynosi jedynie 10-15%, co oznacza, że większość docierającej do miasta energii słonecznej jest pochłaniana. Dodatkowo większość materiałów, z których zbudowane jest miasto charakteryzuje się dużą pojemnością cieplną i dużym przewodnictwem cieplnym.
Kolejnym czynnikiem modyfikującym klimat jest emisja sztucznego ciepła (tzw. ciepła antropogenicznego). Jest to ciepło, które dostarczamy do atmosfery wskutek ogrzewania pomieszczeń zimą, chłodzenia ich latem (poprzez system klimatyzacji), a także spalania surowców energetycznych (węgiel, koks, gaz i paliwa płynne), z produkcji przemysłowej oraz transportu. Ilość emitowanego ciepła antropogenicznego zależy od średniego zużycia energii na mieszkańca, wielkości miasta (ilości mieszkańców), ilości zakładów przemysłowych i położenia geograficznego miasta. Ciepło wiąże się również z procesem parowania. W mieście parowanie jest o wiele mniejsze niż na terenach pozamiejskich, ponieważ większość obszaru to powierzchnie sztuczne, nieprzepuszczalne, bez roślinności, a opady atmosferyczne nie wsiąkają w takie podłoże, lecz szybko spływają do studzienek kanalizacyjnych i są odprowadzane poza miasto. Ciepło, które nie zostaje zużyte na parowanie (bo jest dostępne bardzo mało wody, która mogłaby parować) dodatkowo podgrzewa powietrze w mieście. W niektórych miastach udział terenów zielonych w stosunku do ogólnej powierzchni miasta jest znaczący, co zwiększa ewapotranspirację.
Emisja ciepła do atmosfery sprzyja ogólnemu wzrostowi temperatury tego obszaru. Pyły, które są obecne w powietrzu stają się jądrami kondensacji dla chmur- nad obszarami zurbanizowanymi istnieją korzystniejsze warunki do zwiększonego zachmurzenia. Oprócz tego, w związku z obecnością w powietrzu dużych ilości związków siarki i tlenków azotu, wypadający z chmur opad ma odczyn kwaśny (tzw. „kwaśne deszcze”). Kwasowość opadu powoduje, że niezbędny w funkcjonowaniu przyrody element jakim jest woda, stanowi znaczne zagrożenie nie tylko dla organizmów żywych, ale także przyrody nieożywionej. Na specyfikę klimatu miasta wpływ ma także jego przestrzenna zabudowa, modyfikująca kolejny czynnik klimatu – wiatr.
Charakterystyka elementów klimatu miasta na przykładzie Krakowa:
1) Promieniowanie słoneczne.
Najbardziej słoneczne jest lato, z maksimum w lipcu (217,9 godzin, 44,8%). Najmniej godzin ze słońcem jest w zimie, z minimum w grudniu (34,9 godzin, 14,2%)
2) Warunki termiczne, zjawisko miejskiej wyspy ciepła(MWC).
Miejska wyspa ciepła definiowana jako zjawisko wzrostu temperatury powietrza i spadku względnej wilgotności powietrza w mieście w stosunku do obszarów otaczających.
Miarą jest intensywność (natężenie), czyli różnica temperatury powietrza między obszarem zurbanizowanym i terenami podmiejskimi. Izotermy, które opisują rozkład temperatury w mieście przybierają układ charakterystycznych, zbliżonych do okręgów linii, których wartości maleją ku krańcom miasta. Zasięg i intensywność miejskiej wyspy ciepła jest różna. MWC nie jest jednorodną powierzchnią, lecz w postaci mozaiki występuje ponad obszarami o warunkach sprzyjających jej tworzeniu, m.in.: wnętrza miast, rejony dużych zakładów przemysłowych, czy elektrociepłowni.
Analiza warunków termicznych w Krakowie w latach 1901-2000 świadczy
o rosnącej dynamice zmian temperatury powietrza. Średnia roczna temperatura powietrza w tym stuleciu wynosiła 8,7°C i wahała się od 6,3°C w 1940 roku do 11,0°C w roku 2000. Średnia temperatura dla obszarów sąsiadujących z Krakowem wynosi 7,5-8 °C.
3) Wiatr w mieście- zmiana lokalnej cyrkulacji powietrza- miejska bryza.
Obszar miasta nagrzewa się w ciągu dnia o wiele szybciej niż teren poza miejski. Powstaje różnica ciśnień (obszar niższego ciśnienia nad miastem, a wyższego- poza jego granicami). Powstają lokalne wiatry wiejące do wnętrza miasta. Cieplejsze powietrze unosi się nad miastem ku górze i w postaci tzw. antybryzy przemieszcza się w kierunku obszarów poza miejskich. Tam ochładza się i opada. Następnie w postaci tzw. bryzy miejskiej wieje do centrum miasta. Gdy wiatr dociera do miasta, zmienia swój kierunek wykorzystując tunele, tworzone przez ciągi budynków (centrum miasta) lub też pokonując bariery, jakie stanowią budynki stojące prostopadle do kierunku pierwotnego. Dużą rolę odgrywają również ciągi komunikacyjne - drogi prowadzące do miasta, którymi wieczorami powietrze wnika do centrum. Na szerokich ulicach wiatr przemieszcza się wzdłuż osi ulicy, zaś na wąskie, kręte uliczki powodują dodatkowo wzrost prędkości wiatru na zakrętach.
Gdy wiatr wieje prostopadle do budynków stojących jeden obok drugiego, to strona dowietrzna narażona jest na silne uderzenia powietrza, zawietrzna zaś znajduje się w tzw. cieniu areodynamicznym. Takie budynki są zbyt silnie przewietrzane, co niekorzystnie wpływa na zdrowie i samopoczucie mieszkańców. Bloki stojące rzędem jeden za drugim powodują powstanie lokalnych zawirowań po stronie zawietrznej- rozmiar wiru wzrasta wraz z wysokością budynku. Cechą charakterystyczną środowiska miast jest zanieczyszczenie powietrza pochodzenia antropogenicznego. Są one konsekwencją procesów spalania paliw kopalnych na potrzeby komunalne, transportowe oraz przemysłowe. Uwalniane są również do atmosfery typowe zanieczyszczenia, które są charakterystyczne dla danego typu produkcji. Na jakość powietrza wpływają przede wszystkim położenie miasta względem zbiorników wodnych, wypukłych i wklęsłych form terenu, kompleksów leśnych, itd. Na antropogeniczne zanieczyszczenie powietrza składają się głównie związki siarki, azotu, dwutlenek węgla oraz pyły. W Krakowie zanieczyszczenie powietrza ulegało poważnym zmianom w XX w. ciągle stanowi to ważny problem zarówno przyrodniczy jak i społeczny. Ukształtowanie powierzchni ma charakter górski i wyżynny. Położenie Krakowa we wklęsłej formie terenu znacznie utrudnia naturalne przewietrzanie miasta. Silniejsze wiatry z kierunków NE i NW przynoszą zanieczyszczenia z odleglejszych źródeł emisji, przede wszystkim z regionu śląskiego. Zakłady przemysłowe w województwie małopolskim są rozmieszczone nierównomiernie, koncentrują się głównie na terenie bądź w bardzo bliskim sąsiedztwie Krakowa, a także na zachodnich ziemiach województwa (powiaty: olkuski, chrzanowski, oświęcimski i wadowicki). 4) Wilgotność powietrza i opady atmosferyczne w mieście Warunki wilgotnościowe Krakowa kształtowane są przez położenie miasta Najwyższą wilgotnością charakteryzują się miesiące zimowe. Wilgotność względna powietrza sięga 85%. |
|---|
Najsuchszą porą roku jest lato i schyłek wiosny. Wilgotność względna osiąga wówczas najniższe wartości, zaś niedosyt wilgotności- najwyższe.
Sumy opadów rocznych osiągają najczęściej wartości w przedziale 650-700 mm. Najwyższa suma 999,9 mm (147% średniej) wystąpiła w 1912 roku, natomiast najniższa 448,4 mm (66% średniej) w 1993 roku. W Krakowie zdarzają się wydajne opady długotrwałe, które utrzymują się nawet przez kilka kolejnych dni, charakterystyczne dla gór. Opady tego typu, genetycznie związane są ze spływem powietrza z kwadrantu północnego, są najczęściej przyczyną powodzi w dorzeczu górnej Wisły. W Krakowie mogą występować także lokalne ulewy (do 100 mm na dobę).
W latach 70. i 80. XX w. obserwowano bardzo wysokie stężenia zanieczyszczeń. Na początku lat 90. XX w. nastąpiła poprawa warunków aerosanitarnych, co było skutkiem zarówno kryzysu gospodarczego, spadku produkcji, jak też licznych działań zmierzających do modernizacji procesów przemysłowych i gospodarki komunalnej
w mieście. Stężenia zanieczyszczeń typowo przemysłowych sukcesywnie maleją, jednak nie można zaobserwować takiej tendencji dla zanieczyszczeń komunikacyjnych. Komunikacja to główny dostarczyciel do powietrza tlenków azotu, które mogą wchodzić w reakcje fotochemiczne, które zachodzą w warunkach wysokiej temperatury i dużego natężenia bezpośredniego promieniowania słonecznego, a prowadzą do powstawania ozonu troposferycznego i smogu fotochemicznego (smogu typu Los Angeles).
Głównymi źródłami emisji zanieczyszczeń do powietrza w województwie są:
-zakłady przemysłowe i przedsiębiorstwa energetyki cieplnej: Huta im. Tadeusza Sendzimira S.A.,
-Elektrociepłownia Kraków S.A.,
-Elektrownia Skawina S.A.,
- Południowy Koncern Energetyczny S.A. Elektrowni Siersza w Trzebini,
-Zakłady Azotowe S.A. w Tarnowie.
W 2008 roku wielokrotnie występowały przekroczenia norm emisji zanieczyszczeń, przy czym najgorzej jest z poziomem pyłu zawieszonego w powietrzu. Przepisy dopuszczają tu przekroczenia norm przez co najwyżej 35 dni w roku, a tymczasem w 2008 r. takich dni było: w Nowej Hucie 169, a na Alei Krasińskiego aż 263 (to ponad dwie trzecie roku).
Bibliografia:
Matuszko Dorota red. Klimat Krakowa w XX , Instytut Geografii UJ, Kraków 2007
http://www.klimat.geo.uj.edu.pl