• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Europejscy naukowcy badają miejskie wyspy ciepła na rowerach, z powietrza i z kosmosu

    01.09.2009. 15:11
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Tego lata zespół naukowców badał zjawisko "miejskich wysp ciepła" - powiązane ze zmianami klimatu - za pomocą sprzętu zamontowanego na rowerach w Holandii oraz przy użyciu technologii naziemnych i powietrznych w Grecji. Obydwa projekty badawcze stanowią część zakrojonych na większą skalę działań podejmowanych w celu zrozumienia zjawiska rosnących temperatur w europejskich miastach, złagodzenia go i dostosowania się do niego.

    Fale ciepła najmocniej uderzają w miasta, ponieważ cechują się one gęstą zabudową i raczej ograniczonymi terenami zielonymi. Wyższe temperatury za dnia i słabsze ochłodzenia nocą na terenach miejskich w porównaniu do otaczających je obszarów nazywane jest efektem "miejskich wysp ciepła". Osoby starsze są w szczególności narażone, a współczynnik umieralności w miastach w czasie fali ciepła kształtuje się znacznie powyżej średniej.

    W sierpniu tego roku naukowcy z Uniwersytetu w Wageningen, Holandia, załadowali dwa rowery ciężarowe sprzętem pomiarowym i przejechali nimi przez Rotterdam i Arnhem, które uczestniczą w unijnym projekcie "Miasta przyszłości". Rowery były w stanie z łatwością poruszać się po wąskich ulicach miejskich, podczas gdy sprzęt zasilany energią słoneczną pozostawał w pozycji poziomej (i był wystarczająco stabilny, aby pracować). Dane zostały zebrane z różnych miejsc w czasie 24 godzin.

    Czujniki mierzyły temperaturę, wilgotność, kierunek i prędkość wiatru oraz ilość światła słonecznego i wymianę ciepło-promieniowanie. Co sekundę wykonywane były pomiary, a w określonych odstępach czasu obiektyw typu "rybie oko", skierowany w górę i umieszczony na wysokości 50 cm nad powierzchnią ziemi (mniej więcej piasta koła), wykonywał zdjęcia. Dzięki temu można było ocenić, jak duża część powierzchni zacieniona jest przez budynki lub zieleń.

    Wyniki wykazały istotną różnicę 7°C w nocy między Rotterdamem a terenami wiejskimi za lotniskiem. Co zdumiewające, podczas gdy miasto było w ciągu dnia cieplejsze od lotniska o 2°C, jeden z parków miejskich (De Twee Heuvelen) był popołudniu chłodniejszy od lotniska o 2,4°C - różnica 4,4°C w obrębie obszaru miejskiego. "Odczuwana" czy postrzegana temperatura powietrza była o 6°C wyższa w mieście niż na lotnisku. Wyniki z Arnhem były podobne.

    Naukowcy zajmujący się projektem "Miasta przyszłości" ustalą konkretne czynniki, które wpływają na lokalne różnice temperatury w miastach. Ich dane zostaną ostatecznie uwzględnione w zasadach projektowania i narzędziach, które miejscy deweloperzy mogą wykorzystywać do łagodzenia wpływu zmian klimatu na stres cieplny w miastach.

    Tymczasem Ateny były badane z góry za pomocą satelitów i dwóch samolotów wyposażonych w specjalistyczny sprzęt pomiarowy, a w tym samym czasie grupa ekspertów w zakresie teledetekcji termicznej i klimatu miejskiego przeprowadzała pomiary naziemne w mieście i na jego obrzeżach. Hiszpański samolot był wyposażony w przyrząd zwany spektrometrem do obrazowania hiperspektralnego, który jest czuły zarówno na fale widzialne, jak i termiczne podczerwone, natomiast grecki samolot mierzył turbulencje, temperaturę, ciśnienie i wilgotność względną.

    Kilka satelitów, w tym dwa należące do ESA, dostarczyły dalszych, istotnych danych. Hiszpańscy i greccy naukowcy w terenie wykonali pomiary atmosferyczne i radiometryczne. Zespół analizuje obecnie ogrom zebranych danych. Naukowcy powtórzą doświadczenie pod koniec tego roku oraz w przyszłym roku.

    "Analiza zbioru danych pozwoli nam lepiej zrozumieć zróżnicowanie miejskich wysp ciepła w Atenach" - wyjaśnia Kostas Kourtidis z Uniwersytetu im. Demokryta w Tracji, który kierował pomiarami naziemnymi. "Powinna pomóc nam zbliżyć się o jeden krok do bieżącego prognozowania temperatur w miastach w wysokiej rozdzielczości przestrzennej."

    Naukowcy mają nadzieję, że końcowe wyniki pomogą im udoskonalić ocenę miejskich wysp ciepła, opracować techniki prognozowania miejskich fali ciepła, dopracować systemy ostrzegania i ulepszyć projektowanie urbanistyczne poprzez wskazanie obszarów wielkomiejskich, gdzie efekt termiczny jest słabszy.

    Projekt "Miasta przyszłości" jest finansowany z unijnego programu Interreg IVB Północno-Zachodnia Europa (NWE) współfinansującego projekty, które zajmują się wspólnymi problemami w ramach współpracy ponadnarodowej. Celem projektu "Miasta przyszłości" jest przystosowanie miast Północno-Zachodniej Europy do przewidywanych skutków zmian klimatu (np. intensyfikacja miejskich wysp ciepła i nagłe powodzie) poprzez zachęcanie do aktywnej transformacji struktur miejskich. Pośród uczestników znalazły się miasta Tiel, Arnhem i Nijmegen w Holandii oraz Hastings w Wlk. Brytanii, Flandria Zachodnia w Belgii oraz niemieckie przedsiębiorstwa wodociągowe i francuskie Rouen-Seine AmĂŠnagement.

    Źródło: CORDIS

    Więcej informacji:

    Uniwersytet w Wageningen i Ośrodek Badawczy:
    http://www.wur.nl

    Europejska Agencja Kosmiczna:
    http://www.esa.int

    Źródło danych: Uniwersytet w Wageningen i Ośrodek Badawczy; Europejska Agencja Kosmiczna
    Referencje dokumentu: Na podstawie informacji uzyskanych z Uniwersytetu w Wageningen i Ośrodka Badawczego oraz z Europejskiej Agencji Kosmicznej

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Miejska wyspa ciepła (MWC) – zjawisko meteorologiczne polegające na termicznym uprzywilejowaniu przestrzeni miejskiej względem otaczających ją obszarów niezabudowanych. Wynika ono głównie z istotnej zmiany środowiska obszarów miejskich, co wpływa na przekształcenie ich właściwości: radiacyjnych (jak np. zmiana struktury promieniowania krótko- i długofalowego), termicznych (np. zwiększenie pojemności cieplnej), aerodynamicznych (np. spadek średniej prędkości wiatru) czy wilgotnościowych (np. spadek wilgotności względnej). Najbardziej miarodajnym wskaźnikiem intensywności MWC jest różnica temperatury pomiędzy miastem a obszarami podmiejskimi. W dużych miastach amerykańskich i europejskich może ona dochodzić (w czasie maksymalnego natężenia, a więc w godzinach nocnych) nawet do ok. 10–15 °C. Bryza miejska - okresowy wiatr lokalny wynikający z różnicy temperatury i ciśnienia powietrza dwóch ośrodków: miasta i terenów otaczających miasto. Wieje szczególnie podczas pogody antycyklonalnej na skutek silnego nagrzania terenów miejskich w ciągu dnia (noce są bardzo ciepłe), co powoduje utworzenie się nad miastem lokalnego ośrodka niskiego ciśnienia, do którego napływa chłodniejsze powietrze z obszarów pozamiejskich. System ciepłowniczy to sieć ciepłownicza oraz współpracujące z nią urządzenia lub instalacje służące do wytwarzania lub odbioru ciepła. Każdy system posiada źródło, czyli miejsce, w którym wytwarzane jest ciepło. Jest ono następnie przekazywane ze źródła (w formie ciepłej wody lub pary wodnej o odpowiedniej temperaturze) do sieci ciepłowniczych przedsiębiorstw zajmujących się jego dostawą do odbiorców - klientów.

    Źródło ciepła - obok sieci ciepłowniczej i odbiorników ciepła, jest jednym z trzech podstawowych elementów systemu wytwarzania, przesyłania i wykorzystywania ciepła. Służy do wytwarzania ciepła, a zamontowane w nim urządzenia mają zapewnić prawidłową i ciągłą współpracę z układem rozprowadzającym ciepło, w celu zaspokojenia potrzeb i oczekiwań odbiorców. Strumień ciepła – prędkość przepływu ciepła. Może być wyrażony przez stosunek elementarnej ilości ciepła dQ do czasu trwania wymiany tej ilości ciepła dt (czasu trwania przepływu elementarnej ilości ciepła), czyli jest to pochodna po czasie ilości ciepła przepływającego przez przekrój poprzeczny przegrody. Wyraża się wzorem

    Pogotowie ciepłownicze – jednostka pracowników, powoływana przez operatora sieci ciepłowniczej. Jej zadania obejmują przyjmowanie informacji o awariach sieci ciepłowniczej (np. wyciekach), awariach dostaw ciepła i ciepłej wody użytkowej, interwencje (naprawa uszkodzeń i awarii) oraz udzielanie informacji o stanie sieci i trwających naprawach. To jest lista miast w Unii Europejskiej według liczby ludności. Obejmuje ona wyłącznie obszar w miejskich granicach administracyjnych, w przeciwieństwie do obszarów miejskich lub aglomeracji, które są zazwyczaj posiadają znacznie większą populację niż główne miasto.

    Łaźnia – sprzęt laboratoryjny pośredniczący w ogrzewaniu lub chłodzeniu naczyń laboratoryjnych (wraz z ich zawartością). Łaźnia jest naczyniem wypełnionym odpowiednią substancją. Substancja ta może być nagrzewana przez zewnętrzne źródło ciepła w celu przekazywania tego ciepła dalej, poprzez ścianki naczynia laboratoryjnego do podgrzewanej substancji lub przeciwnie, może ona odbierać ciepło od substancji. Naczynie laboratoryjne jest zanurzone lub też otoczone substancją przekazującą ciepło z możliwie wszystkich stron. Współczynnik przyswajania ciepła przez materiał – określa ilość akumulowanego ciepła w ciągu jednej godziny podgrzewania ciała na jednostkę jego powierzchni przy różnicy temperatur 1°.

    Tokijska wyspa ciepła – jedna z największych miejskich wysp ciepła (MWC, en. Urban Heat Island, UHI), czyli miejskich aglomeracji o mikroklimacie charakterystycznym dla pustyń kamienistych. Metropolia Wielkie Tokio (Tokio-Kawasaki-Jokohama-Chiba-Saitama) skupia 32-43 mln mieszkańców. Wywiera wpływ na klimat, np. siłę i kierunki wiatrów oraz ilość opadów, w całym otoczeniu Zatoki Tokijskiej.

    program Urban - (ang. Community initiative concerning urban areas - Urban) - program Inicjatywa Wspólnotowa Dotycząca Obszarów Miejskich wspólnotowy program z zakresu polityki społecznej i strukturalnej, którego nazwa pochodzi od angielskiego słowa Urban - miejski. Zainicjowany został rozporządzeniem Komisji Europejskiej na lata 1994 - 1999. Dzięki programowi możliwe było wspieranie rozwoju ekonomicznego oraz socjalnego miast przez uruchomienie środków finansowych. Program finansował też renowację infrastruktury i wyposażenia miejskiego, ochronę środowiska naturalnego, badania nad rozwiązaniem określonych problemów urbanistycznych, pomoc dla małych i średnich przedsiębiorców oraz podnoszenie bezpieczeństwa w miastach poprzez wspieranie współudziału mieszkańców w systemie bezpieczeństwa osiedli miejskich, a także wspieranie życia kulturalnego, sportu i rekreacji w miastach. Istotnym elementem programu było tworzenie centrów rozwoju urbanistycznego i ekonomicznego oraz biur konsultantów a także nowych miejsc pracy w miastach.

    Przewodność cieplna, współczynnik przewodnictwa ciepła oznaczany symbolem λ lub k określa zdolność substancji do przewodzenia ciepła. W tych samych warunkach więcej ciepła przepłynie przez substancję o większym współczynniku przewodności cieplnej. Gruntowy wymiennik ciepła – lub Gruntowy Powietrzny Wymiennik Ciepła (GPWC) urządzenie służące do wspomagania wentylacji budynków zwiększające ich komfort cieplny poprzez ujednolicenie temperatury dostarczanego do budynku powietrza. W literaturze spotyka się też określenie "gruntowa / podziemna czerpnia powietrza". Urządzenie w zależności od sposobu wymiany ciepła, można podzielić na przeponowe oraz bezprzeponowe. Przeponowe wymienniki są to takie w których istnieje warstwa oddzielająca (przepona) media między którymi następuje wymiana ciepła (wymienniki rurowe). W wymiennikach bezprzeponowych przepływające powietrze ma bezpośredni kontakt z odpowiednio przygotowaną warstwą gruntu (wymienniki żwirowe i płytowe).

    Dodano: 01.09.2009. 15:11  


    Najnowsze