Wyspy ciepła widziane z kosmosu. Badania pomogą przetrwać upały

Czym są wyspy ciepła?

Jolanta Orlińska, dyrektorka Departamentu Obserwacji Ziemi Polskiej Agencji Kosmicznej: – To jedno z najbardziej charakterystycznych mikroklimatycznych zjawisk, które występują w obszarach wielkomiejskich. Polega ono na tym, że w mieście temperatura jest wyższa, niż na terenach wokół niego.

Jakie ma to znaczenie dla ludzi?

– Skutków może być wiele. Badanie naukowców z Polskiej Akademii Nauk wskazało na wzrost ryzyka wystąpienia udaru cieplnego – głównie u osób starszych, niepełnosprawnych i społecznie wykluczonych. Inne badania wskazują, że przy zbyt wysokiej temperaturze rośliny wydzielają więcej alergenów. Niekiedy na upał w takim miejscu nakłada się latem jeszcze smog. Jeśli wyspa ciepła dotyczy miejsca, w którym spędza się czas wolny i odpoczywa, jest to naprawdę uciążliwe. Ważny jest także czynnik ekonomiczny. Wyższa temperatura pociąga za sobą większe zużycie urządzeń chłodzących, co bezpośrednio przekłada się na większe zużycie energii, ale również dodatkowo do powietrza uwalniane jest ciepłe powietrze z klimatyzatorów.

Przeprowadzone na państwa zlecenie badanie w 2022 roku odnośnie Gdańska, Krakowa, Łodzi, Warszawy i Wrocławia wskazało, że polskie aglomeracje tworzą takie wyspy. Jednak to zapewne nie tylko problem Polski?

– Boryka się z nim Tokio, Los Angeles, Montreal, tak naprawdę wszystkie duże miasta, a czasami nawet też te średnie, również w Polsce.

Czy powstawanie takich wysp na terenie miast to wynik złego planowania, czy po prostu naturalna konsekwencja powstawania miejskiej zabudowy i nie da się tego uniknąć?

– Przyczyny są oczywiście różne, a samo zjawisko skomplikowane. Wiele zależy od nagromadzenia sztucznie zagospodarowanych powierzchni. Beton, asfalt czy cegła pochłaniają promienie słoneczne, a potem emitują ciepło, podwyższając temperaturę otoczenia. Duże znaczenie ma ograniczenie infrastruktury zielono-niebieskiej, czyli terenów zielonych i zbiorników wodnych. Do tego dochodzi słabe przewietrzenie, a także działalność człowieka, np. wspomniana klimatyzacja.

A jaki jest związek wysp ciepła z klimatem i jego zmianami?

– Część naukowców twierdzi, że mają one związek z wyższą emisją CO2, inni uważają, że wyspy ciepła i ocieplenie klimatu nie są związane bezpośrednio. Na pewno dochodzi do ich wzajemnej interferencji – kiedy fale upałów się intensyfikują i są szczególnie dotkliwe właśnie na obszarze wysp. Mamy z tym do czynienia coraz częściej.

Nie było to pierwsze badanie wysp ciepła w Polsce. Od jak dawna się je analizuje?

– W Polsce bada się je już od około trzydziestu lat. Na świecie, można w zasadzie powiedzieć, że problem znany i opisywany jest już od ponad 200 lat. Już bowiem wtedy zauważono, że w miastach jest cieplej, niż poza ich granicami. Zlecone przez nas badanie wykonane przez Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej miało kompleksowy charakter, m.in. uwzględniało dane meteorologiczne i dane archiwalne.

Skąd pomysł, aby zlecić jego przeprowadzenie?

– Polska Agencja Kosmiczna zajmuje się wspieraniem różnych podmiotów sektora kosmicznego, przede wszystkim firm. Chcieliśmy m.in. pokazać, jak wiele możemy zyskać, wykorzystując kosmos, w tym przypadku obserwacje satelitarne. Chcemy to spopularyzować, upowszechnić. Korzystając z amerykańskich satelitów Landsat i europejskich Copernicus, uzyskaliśmy dane o średniej rozdzielczości, ale klimatolodzy czy urbaniści mogą sięgnąć po jeszcze bardziej dokładne dane. Tymczasem cały czas rośnie liczba instrumentów do obserwacji Ziemi, także tych działających w zakresie fal termicznych. Urządzenia te stają się coraz doskonalsze.

W przypadku miejskich wysp ciepła - co konkretnego może wyniknąć z prowadzonych obserwacji?

– Po pierwsze to informacje dla osób zarządzających miastami pomagające w lepszym planowaniu. Badania wskazują, że nawet stworzenie alejki czy położenie ścieżki rowerowej na terenie parku podnosi lokalnie temperaturę.

Niestety, nie wszystkie miasta właściwie dbają o te podstawowe potrzeby mieszkańców. Mówi się już nawet o „betonozie”. Zapomina się, że człowiek do komfortu życia potrzebuje zieleni, infrastruktury wodnej, odpowiedniego przewietrzania - i tak powinny być projektowane osiedla.

Nie chodzi oczywiście o to, aby rezygnować z zabudowy czy wyznaczania nowych ścieżek rowerowych, ale żeby robić to mądrze, w zrównoważony sposób. Starajmy się na przykład odpowiednio planować nowe, duże osiedla.

A co z tymi miejscami, które już są zabudowane. Czy tutaj da się coś zrobić?

– Jak najbardziej. Podam przykład naszych sąsiadów z Południa. Włodarze Pragi, aby pomóc mieszkańcom, umieścili w różnych miejscach źródła wody pitnej i wodne kurtyny. Dachy przystanków pokryto zielenią, na ulicach stanęły donice z roślinami. Takie działania jak najbardziej mogą pomóc.

A czy można tworzyć jakieś prognozy dla mieszkańców?

– Zdecydowanie tak. Dane na temat wysp ciepła można odnieść do danych meteorologicznych oraz klimatycznych i w ten sposób określać nadchodzące trendy. Wiedząc na przykład, że nadchodzi fala upałów, będziemy mogli przewidzieć sytuację na terenie miejskiej wyspy. Będzie można ostrzegać mieszkańców, służby medyczne, ratownicze, a władze miasta będą mogły odpowiednio zareagować i zawczasu ustawić np. kurtyny wodne. Można też prowadzić długofalowe analizy zachodzących wcześniej zmian i wyciągnąć z nich odpowiednie wnioski. Na przykład dane z satelitów Landsat były zbierane niezależnie od tego, czy ktoś je zamawiał. Mamy więc dostęp do ogromnej kolekcji danych archiwalnych.

Wspomniała pani o coraz większej liczbie satelitów na orbicie. Czego można się spodziewać?

– My korzystaliśmy z instrumentów, w których udało się uzyskać rozdzielczość 30 m. Jedna z firm brytyjskich zamierza umieścić na orbicie całą konstelację satelitów prowadzących obserwacje w zakresie promieni cieplnych, które będą miały rozdzielczość sięgającą 3,5 m. Zapewne będą płatne, ale ważne, że dostęp nawet do tak szczegółowych danych staje się możliwy i razie potrzeby będzie można do nich sięgnąć.