Upał w Krakowie, rozgrzane ulice, beton i coraz częściej powtarzane hasło o „miejskiej wyspie ciepła”. Czy jednak rzeczywiście to właśnie zabudowa sprawia, że latem w mieście temperatura staje się trudna do zniesienia? Prof. Anita Bokwa, klimatolog z Uniwersytetu Jagiellońskiego, zwraca uwagę, że sprawa jest znacznie bardziej złożona. – Jeżeli komuś w mieście w dzień jest gorąco, to nie ma to nic wspólnego z miejską wyspą ciepła – podkreśla. W rozmowie z Pulsem Krakowa wyjaśnia, skąd biorą się największe upały, dlaczego nocą centrum może wychładzać się wolniej, które części Krakowa mają lepsze warunki przewietrzania i czy sadzenie kolejnych drzew rzeczywiście może być sposobem na wysokie temperatury.
Puls Krakowa: Zacznijmy od podstaw: czy Kraków rzeczywiście się przegrzewa? Możemy powiedzieć, że latem miasto jest wyraźnie cieplejsze niż jego okolice?
Anita Bokwa, klimatolog, prof. UJ: Jeżeli mamy sytuację synoptyczną, w której mamy napływ gorącej masy powietrza zwrotnikowego, a wtedy zwykle obawiamy się zbyt wysokiej temperatury powietrza, to pamiętajmy, że cyrkulacja atmosferyczna jest zjawiskiem wielkoskalowym, globalnym. To, że napływa do nas taka czy inna masa powietrza, zależy więc – w uproszczeniu – m.in. od rozkładu wyżów i niżów na terenie Europy, Afryki i Atlantyku. Różne procesy, składające się na cyrkulację atmosferyczną kierują do nas określoną masę powietrza.
Jesteśmy cały czas na tej samej szerokości geograficznej. Oczywiście wysokość Słońca trochę się zmienia z dnia na dzień, dzień jest trochę dłuższy albo krótszy, ale nie są to różnice, które tłumaczyłyby nagłe zmiany temperatury. Gdybyśmy pominęli masy powietrza i mieli tylko dopływ energii słonecznej, to przy podobnym nasłonecznieniu dostawalibyśmy każdego dnia bardzo podobną dawkę energii. Więc to, że jednego dnia jest bardzo gorąco, a drugiego jest 20 stopni chłodniej, nie wynika z tego, że Słońce nagle świeci mocniej albo słabiej.
Czyli głównym czynnikiem są masy powietrza?
Tak. Masa powietrza to w meteorologii to wielka ilość powietrza, o określonych cechach fizycznych, np. morska czy kontynentalna masa powietrza. Taka część atmosfery obejmuje duży obszar, wielkości np. wielu krajów i przemierza ogromne odległości. Na mapach synoptycznych IMGW nie mamy przecież tylko Polski. Obejmują one Europę i sąsiednie obszary lądowe i oceaniczne, właśnie dlatego, że są to procesy wielkoskalowe. Jeżeli więc latem, przy dużej insolacji, napływa do nas tropikalna, zwrotnikowa, gorąca masa powietrza, to czy pani jest w mieście, czy poza miastem, będzie gorąco. Jak ostatnio temperatura sięgała prawie 40 stopni w Krakowie, to poza miastem nie było znacząco chłodniej. Wszędzie było prawie 40 stopni.
prof. UJ Anita Bokwa
Czym zatem jest zjawisko miejskiej wyspy ciepła?
Wyróżniamy cztery rodzaje miejskiej wyspy ciepła. Dwa najbardziej podstawowe i popularne to powierzchniowa i atmosferyczna miejska wyspa ciepła tzw. warstwy dachowej, czyli przygruntowej części atmosfery od podłoża do mniej więcej poziomu dachów.
Jeżeli chodzi o atmosferyczną miejską wyspę ciepła, czyli temperaturę powietrza, to kiedy zmierzymy ją prawidłowo w ciągu dnia w mieście i poza miastem, większych różnic nie będzie. Nocą mogą się one pojawić, ale to zależy od pory roku i warunków pogodowych. Mówiąc krótko: kiedy pogoda jest bezchmurna i bezwietrzn pojawiają się takie różnice mikroklimatyczne, że w mieście będzie nieco cieplej niż poza miastem. Jeśli będzie silny wiatr lub opady deszczu, duże zachmurzenie to takie różnice mikroklimatyczne się nie pojawią, ani w dzień, ani w nocy.
Czyli jeśli w upalny dzień mieszkańcy Krakowa mówią: „w mieście jest nie do wytrzymania”, nie możemy automatycznie przypisać tego miejskiej wyspie ciepła?
Jeżeli komuś w mieście w dzień jest gorąco, to nie ma to nic wspólnego z miejską wyspą ciepła. Jest mu gorąco, ponieważ jest taka czy inna masa powietrza i sytuacja pogodowa. Ważne jest także m.in. w jakim stanie zdrowia jest dana osoba, w jakich warunkach przebywa, jaka jest jej aktywność fizyczna. Przy wysokiej temperaturze powietrza w dzień każdy jest narażony na przegrzanie, ale poszczególne osoby będą mieć różne odczucia termiczne, a ponadto u każdego z nas naturalne mechanizmy przystosowawcze działają nieco inaczej, dlatego niektórzy znoszą upały lepiej niż inni. Tymi zagadnieniami zajmuje się bioklimatologia.
Czyli ważna jest kwestia tego, jak ten upał odczuwamy.
Oczywiście i tutaj trzeba rozróżnić, czy mówimy o obiektywnie zmierzonej temperaturze, czy o odczuciach ludzi. To, jak odczuwamy temperaturę powietrza, zależy bowiem między innymi od tego, czy jesteśmy w cieniu, czy na słońcu. A jeżeli jesteśmy na słońcu, to także od tego, czy stoimy na przykład na trawniku, czy na betonie. Jeśli na nasze ciało pada promieniowanie słoneczne to wzrasta temperatura ciała i dlatego szybko robi nam się gorąco choć temperatura powietrza jest jednak wszędzie taka sama. Natomiast inna jest temperatura powierzchni chodnika czy ściany zacienionej i nasłonecznionej. I tutaj dochodzimy do drugiego rodzaju miejskiej wyspy ciepła – powierzchniowej, czyli temperatury powierzchni miasta.
I właśnie ona jest szczególnie widoczna w ciągu dnia?
Tak. Powierzchniowa miejska wyspa ciepła ma największe nasilenie w dzień (czyli różnica temperatury podłoża między obszarem zabudowanym i pozamiejskim jest największa), ponieważ wtedy jest największa dostawa energii słonecznej. Wszystko, co jest na ziemi, kiedy otrzymuje energię słoneczną, część jej odbija – zależy, jakie ma albedo – a to, czego nie odbije, pochłania. Jeżeli jakieś ciało pochłonie energię, wzrasta jego stan energetyczny i musi tę energię oddać. Wypromieniowuje ją w postaci ciepła.
Należy podkreślić, że temperatura podłoża, naturalnego czy sztucznego, często osiąga bardzo wysoką temperaturę. Widzimy to np. na wyświetlaczach przy drogach pokazujących temperaturę powietrza i podłoża, gdzie dobrze widać, że w tym samym momencie obie te wartości mogą być bardzo różne. Temperatura podłoża wpływa na temperaturę powietrza, ale to jest tylko jeden z czynników kształtujących temperaturę powietrza. Powietrze jest gazem, zatem ma małą gęstość, znajduje się w ciągłym ruchu nawet jak tego bezpośrednio nie odczuwamy. Nie można zatem utożsamiać temperatury podłoża z temperaturą powietrza.
Kiedy ma pani w mieszkaniu starą szybę i słońce przez nią świeci, szyba się nagrzeje i będzie oddawać ciepło. Jeśli ściana budynku wystawiona na słońce nie jest zaizolowana to wnętrze pomieszczenia szybko się nagrzeje. Analogicznie: jeżeli pójdziemy na zewnątrz i wystawimy się na słońce, od razu zrobi nam się gorąco, bo nasze ciało pochłonie tę energię.
Czy w Krakowie możemy wskazać konkretne rejony, w których mieszkańcy mogą być bardziej narażeni na wysokie temperatury?
Wszystko zależy od tego, o czym mówimy. Jeżeli chodzi o odczucia ludzi, to oczywiście można wskazać pewne miejsca. Zwarta, wysoka zabudowa utrudnia przewietrzanie, a podczas upałów chcemy, żeby powietrze się przemieszczało. Wiatr pomaga naszemu organizmowi uniknąć przegrzania, dzięki niemu łatwiej nam znieść nawet wysoką temperaturę. Ponadto jeżeli mamy dużo bloków stojących blisko siebie, to nocą efekt wolniejszego wychładzania będzie wyraźniejszy niż tam, gdzie mamy większe odległości między budynkami albo budynki są niższe.
W takich miejscach może być większe prawdopodobieństwo, że wystąpi noc tropikalna (tzn. temperatura powietrza w ciągu nocy nie spadnie poniżej 20°C), bo spadek temperatury będzie wolniejszy i wychłodzenie mniej efektywne, ale takie sytuacje są związane z falami upałów, kiedy temperatura w ciągu dnia przekracza 30°C, czyli wolniejsze wychładzanie miasta nakłada się na oddziaływanie bardzo gorącej masy powietrza. Poza falami upałów takie noce się nie zdarzają.
W każdej porze roku w zwartej zabudowie nocą przy pogodzie bezchmurnej i bezwietrznej może być nieco wyższa temperatura niż poza miastem, czyli może wystąpić zjawisko miejskiej wyspy ciepła. Zazwyczaj nikt tego nie zauważa i nikomu to nie czyni żadnej szkody, a zimą jest uważane za zjawisko korzystne.
Skoro mówimy o przewietrzaniu, to trzeba podkreślić, że większość miasta znajduje się w dnie Doliny Wisły. Jaki to ma wpływ?
Dolina Wisły biegnie z zachodu na wschód, więc wydawać by się mogło, że będziemy mieli bardzo dobre przewietrzanie, ponieważ w Europie przeważają wiatry zachodnie. Ale nic z tego. Na zachodzie mamy wzgórza, czyli zręby tektoniczne Bramy Krakowskiej – między innymi zrąb Sowińca, Wawelu czy Krzemionek – które przegradzają dolinę. W rejonie Tyńca dolina zwęża się do około kilometra, podczas gdy za Nową Hutą rozszerza się nawet do dziesięciu kilometrów. Tym samym we wschodniej części miasta, tam gdzie dolina jest dużo szersza, naturalne przewietrzanie jest po prostu lepsze.
Ma to m.in. wpływ na warunki rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń powietrza. Odkąd prowadzone są pomiary zanieczyszczenia powietrza, niezależnie od tego, jakimi metodami, zawsze wyniki pokazują, że najlepsza jakość powietrza była i jest w Nowej Hucie. Trzeba też pamiętać, że tamtejsza zabudowa była projektowana w taki sposób, że zachowywano znaczne odległości między blokami. Nie ma tam aż tak wielu bardzo wysokich budynków i jest dużo zieleni. Stężenia zanieczyszczeń powietrza zależą jednak od wielu czynników i naturalne warunki przewietrzania są tylko jednym z nich.
Co z innymi dzielnicami?
Osiedla w południowej części miasta, takie jak Prokocim, Bieżanów czy Kurdwanów, są położone mniej więcej 50 metrów powyżej dna doliny i tam sytuacja wygląda lepiej, naturalne warunki przewietrzania są nieco lepsze niż w zachodniej części dna doliny. Z kolei główna część Krakowa, leżąca właśnie w dnie doliny, szczególnie w części zachodniej, jest naturalnie osłonięta, a dodatkowo miejska zabudowa hamuje przepływ powietrza. Przykładowo w Libertowie, czyli ok. 100 m ponad dnem doliny Wisły możemy mieć wiatr o prędkości 4–5 metrów na sekundę, podczas gdy w centrum miasta w tym samym czasie może w ogóle nie wiać, czyli może panować cisza atmosferyczna. Te 4-5 m/s to nie jest duża prędkość wiatru, zwykle w naszym regionie mamy słaby wiatr, ale to już wystarcza do efektywnego przewietrzania terenu.
Przejdźmy do zieleni. Czy nasadzenia nowych drzew rzeczywiście mogłoby poprawić naszą sytuację w czasie upałów?
Przede wszystkim zieleń powinna być tam, gdzie to ma sens. Popularne są m.in. tzw. zielone dachy, ale zieleń w taki miejscu nie ma wpływu na temperaturę powietrza na poziomie ulicy gdzie przebywają ludzie. Wbrew pozorom w Krakowie nie możemy narzekać na brak zieleni. Natomiast jeżeli mamy dużo budynków i pomiędzy nimi trochę drzew, to powiedzmy sobie szczerze, że oddziaływanie termiczne tych budynków jest na tyle duże, że niewiele nam takie drzewa pomogą. Jest jeszcze jedna kwestia – jeżeli drzewo ma rozwiniętą koronę, to w ciągu nocy dodatkowo utrudnia wypromieniowanie ciepła. Natomiast zieleń, w tym drzewa mają wiele zalet, w tym poprawiają estetykę przestrzeni publicznej, zatem tam gdzie jest odpowiednie miejsce na teren zielony i gdzie jest to akceptowane przez mieszkańców na pewno warto go urządzić.
To co zieleń wysoka na pewno jeszcze daje, to cień. Trzeba jednak pamiętać, że drzewo jest inwestycją na lata, która wymaga przestrzeni, wody i utrzymania. Cień jest nam potrzebny przede wszystkim wtedy, kiedy mamy falę upałów. Wtedy oczywiście warto go zapewnić, ale są też różne techniczne, chwilowe i tymczasowe rozwiązania, które można zastosować na ten czas, a później zlikwidować.
Co zatem możemy zrobić, kiedy przychodzi fala upałów?
Przede wszystkim trzeba przyjrzeć się temu, gdzie mieszkamy. W przypadku starszych budynków warto zwrócić uwagę na izolację, bo odpowiednio zaizolowane ściany pomagają zarówno zimą, jak i latem. Znaczenie mają też okna – można pomyśleć o szybach ograniczających nagrzewanie albo o specjalnych foliach odbijających promieniowanie słoneczne. Są też żaluzje zewnętrzne, które można opuścić w ciągu dnia. Podstawowa zasada jest taka: jeżeli w nocy jest chłodno, otwieramy okna i wietrzymy, a w dzień je zamykamy i zatrzymujemy ten chłód, żeby mieszkanie się nie nagrzewało. Jeżeli dopiero kupujemy mieszkanie, można też zwrócić uwagę na stronę, na którą wychodzą okna – południowa i zachodnia będą bardziej narażone na nasłonecznienie. Bierzmy przykład z krajów śródziemnomorskich gdzie wysoka temperatura powietrza to codzienność i rozwiązania budowlane służą radzeniu sobie z tym.
Musimy też brać pod uwagę, że fale upałów mogą pojawiać się częściej albo mogą być bardziej intensywne. To są zjawiska ekstremalne i naprawdę trudno je przewidzieć, więc trzeba być na nie przygotowanym. Dotyczy to również organizacji pracy – szczególnie osób pracujących na zewnątrz. Przy takich epizodach można byłoby pomyśleć o pewnych rozwiązaniach prawnych, żeby to było bezpieczne. A z tych podstawowych rzeczy, które możemy zrobić sami, najważniejsze jest po prostu nawadnianie się, bo kiedy jest gorąco, pocimy się niezależnie od tego, czy mamy tego świadomość, czy nie. Tyle możemy zrobić.
Dr hab. Anita Bokwa, prof. UJ: klimatolog, pracownik Zakładu Klimatologii Instytutu Geografii i Gospodarki Przestrzennej Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie. Zajmuje się badaniami z zakresu klimatu miasta, zagadnieniami ochrony atmosfery, bioklimatologii, mikroklimatologii, klimatologii historycznej, edukacji przyrodniczej. Autorka ok. 100 publikacji naukowych i popularno-naukowych, wiceprzewodnicząca Polskiego Towarzystwa Geograficznego.
