Miejskie wyspy ciepła (MWC, ang. UHI — Urban Heat Island) to zjawisko, które polega na występowaniu znacznie wyższej temperatury w centrach miast w porównaniu do obszarów wiejskich. W wyniku intensywnej urbanizacji, powierzchnie, które naturalnie absorbowałyby wodę i oddawały chłód, takie jak lasy, łąki i pola, zastąpione zostały przez beton i asfalt. To, w połączeniu z emisjami ciepła z pojazdów, systemów klimatyzacyjnych, serwerowni, zakładów przemysłowych, prowadzi do wzrostu temperatur w miastach.
W Europie zjawisko budzi coraz większe obawy ze względu na jego wpływ na zdrowie publiczne, zużycie energii i ogólną jakość życia w miastach. Większość ludności Europy mieszka w miastach i na obszarach podmiejskich i chociaż przewiduje się, że ogólna populacja Europy będzie w przyszłości spadać, oczekuje się, że liczba ludności w większości dużych miast wzrośnie, co doprowadzi do dalszego wzrostu odsetka mieszkańców miast. Co więcej – będą to osoby raczej starsze. Choć wiele miast europejskich regularnie plasuje się wysoko w rankingach miejsc najlepszych do życia, problem miejskich wysp ciepła stanowi poważne zagrożenie dla wielu wrażliwych społecznie grup. Fale upałów, które w ostatnich latach stały się coraz częstsze i bardziej intensywne, są szczególnie niebezpieczne dla osób starszych, których organizmy mniej efektywnie radzą sobie z ekstremalnymi temperaturami.
Europejska Agencja Środowiska (EEA[1]) przebadała intensywność Miejskiej Wyspy Ciepła. Zjawisko oszacowano dla 100 miast europejskich. Intensywność reprezentuje przestrzenna intensywność danego miasta. Wskaźnik ten oblicza się odejmując wartość temperatury przestrzennej od średniej mapy temperatury powietrza skorygowanej o wysokość (w celu wykluczenia wpływu terenu). Na mapie dość dobrze widać, że niektóre miasta, w tym w Polsce, aż świecą się na czerwono.
Średnia intensywność miejskiej wyspy ciepła w sezonie letnim (°C) i przewidywana liczba ekstremalnych fal upałów w najbliższej przyszłości (2020-2052; — mapa przedstawia przewidywaną liczbę ekstremalnych fal upałów w najbliższej przyszłości w całej Europie oraz intensywność efektu miejskiej wyspy ciepła w lecie w 100 miastach europejskich.
Zestawienie na podstawie EEA (2019e) i VITO (2019)
Jeśli prześledzimy mapę zjawiska fal upałów w Europie, okaże się, że najbardziej wrażliwe obszary to południe Europy, na przykład Madryt. Jako jedno z najgorętszych miast kontynentu, Madryt doświadcza poważnych skutków WMC. Podobnie greckie Ateny, które w miesiącach letnich borykają się z ekstremalnymi upałami. W Europie Środkowej najbardziej „spektakularnym” przykładem jest Paryż. Chociaż znany jest ze swoich historycznych zabytków, architektury i muzeów, w mieście często notuje się temperatury o kilka stopni wyższe niż w jego wiejskim otoczeniu. Jak wynika z artykułu opublikowanego w czasopiśmie The Lancet[2], tamtejsza populacja jest najbardziej narażona na ryzyko śmierci spowodowanej falą upałów.
Naukowcy z różnych krajów Europy zbadali ryzyko śmiertelności z powodu upałów i zimna w 854 miastach w latach 2000–2019. Wyniki były jednoznaczne. Paryż znalazł się na szczycie listy ryzyka związanego z upałami we wszystkich grupach wiekowych, a prawdopodobieństwo nadmiernej liczby zgonów z powodu rosnących temperatur jest 1,6 razy wyższe niż w innych miastach europejskich.
Latem 2003 roku Europę spustoszyła bezprecedensowa fala upałów, powodując śmierć ponad 70 000 osób, w tym 15 000 w samej Francji. W Paryżu od tygodni temperatura przekraczała 40°C. Szpitale były przepełnione pacjentami z udarem cieplnym i odwodnieniem. Władze były nieprzygotowane i krytykowano je za to, że nie uznały upału za główną przyczynę zgonów. Ogłoszono stan wyjątkowy, przekierowując pacjentów do szpitali wojskowych i tworząc kostnice ratunkowe. Najbardziej ucierpiały osoby starsze – połowa ofiar miała ponad 85 lat, a wiele z nich żyło samotnie. Kryzys ten uwydatnił bezbronność izolowanych jednostek i stanowił punkt zwrotny w uznawaniu skutków zmiany klimatu. Wraz z nadejściem rosnących temperatur spowodowanych zmianami klimatycznymi, Paryż z pewnością będzie nadal odczuwał upał – do 2050 r. temperatura w mieście może osiągnąć nawet 50°C.
Do tego dochodzi fakt, że w przeszłości fale upałów występowały w Paryżu rzadziej niż w innych stolicach europejskich, takich jak na przykład wspomniany wcześniej Madryt. „Miasta przyzwyczajone do fal upałów, przystosowały się do nich” – wyjaśnia dr Pierre Masselot, badacz w London School of Hygiene & Tropical Medicine.
Warto dodać, że do powstawania miejskiej wyspy ciepła dokładają się także zanieczyszczenia. Generowane są głównie przez pojazdy, powodują „rodzaj efektu cieplarnianego”, który zatrzymuje ciepło i intensyfikuje ekstremalne temperatury. „Spaliny są ciemniejsze, przez co zmniejszają albedo miasta (odsetek napływającego promieniowania słonecznego odbijanego przez różne powierzchnie w środowisku miejskim), zatrzymując więcej ciepła” – wyjaśnia Masselot.
W dzień gorącego lata
Sytuacja w Polsce może być zbliżona do tej z Francji. My także nie jesteśmy przyzwyczajeni do tak ekstremalnych temperatur. U osób starszych, małych dzieci, osób z niepełnosprawnościami czy zwierząt zwiększa się ryzyko udaru cieplnego. Życie w miastach staje się niekomfortowe. Szacuje się, że wzrost częstości występowania fal upałów w Warszawie spowoduje znaczący wzrost śmiertelności, zwłaszcza w drugiej połowie obecnego stulecia. Biorąc pod uwagę średnie ryzyko zgonu, wzrost śmiertelności do 2040 roku wyniesie ok. 36% ogólnej liczby zgonów dziennych, w trakcie fali upału. Co stanie się potem? Cóż, po 2040 roku, ze względu na sześciokrotne zwiększenie liczby 5-dniowych fal upałów, śmiertelność wzrośnie nawet ponad 225 proc. w odniesieniu do sytuacji obecnej[3].
Upały obciążają nasze organizmy. Wyspy ciepła pojawiają się w każdym mieście w Polsce. Jak mówi Monika Mierczyk-Burke z Departamentu Obserwacji Ziemi Polskiej Agencji Kosmicznej, zjawisko zostało szczegółowo zbadane w pięciu aglomeracjach: w Gdańsku, Warszawie, Łodzi, Krakowie i we Wrocławiu. W każdym z nich takie wyspy są.
Krakowska wyspa ciepła
Platforma Copernicus
Miejska wyspa ciepła jest typowa dla obszarów zurbanizowanych, miejmy jednak na uwadze, że jest ona sprzężona także z innymi efektami, takimi jak intensyfikacja opadów nawalnych, które najwyraźniej zaznaczają się w dużych aglomeracjach, ale pojawiają się również w miastach średnich i małych, których w Polsce jest najwięcej. Spodziewany wzrost nasilenia i częstotliwości występowania opadów ekstremalnych oraz występujących między nimi okresów bezopadowych przekłada się na wzrost ryzyka wystąpienia zjawiska błyskawicznych powodzi miejskich. Jak możemy przeczytać w komunikacie PAN, "powszechne w polskich miastach, konwencjonalne podejście do zarządzania wodami opadowymi poprzez systemy kanalizacji deszczowej i ogólnospławnej nie rozwiązuje tego problemu, a często go pogłębia. Już gwałtowne opady powyżej 30 mm powodują przeciążenia zbiorczych systemów kanalizacyjnych, które nie były projektowane z uwzględnieniem tak dużej wielkości i intensywności opadów. Tymczasem coraz częściej obserwujemy opady dobowe przekraczające średni opad miesięczny, czyli 50 mm i więcej. Ta tendencja będzie się nasilać"
W Krakowie stan jakości powietrza od kilku lat ulega poprawie dzięki polityce środowiskowej miasta, która obejmuje zmiany źródeł ogrzewania, ograniczanie ruchu samochodów w centrum, nasadzenia zieleni miejskiej, tworzenie obszarów zielonych oraz wprowadzanie elementów zielonej infrastruktury. Mimo że pomiary i normy WHO wskazują, że krakowskie powietrze jest dobre[4], problem zanieczyszczenia powietrza pozostaje istotnym tematem publicznej dyskusji. Kraków nadal boryka się z zanieczyszczeniami napływającymi z podmiejskich miejscowości otaczających miasto, tzw. „obwarzanka”.
Palący problem trzeba ochłodzić
Jednym z rozwiązań poprawiających obecną sytuację jest zwiększenie liczby zielonych elementów w przestrzeni miejskiej, takich jak parki miejskie (w tym linearne i kieszonkowe), zielone torowiska, fasady, dachy oraz zielone elementy małej architektury. To nie tylko polepszy jakość powietrza, ale także obniży temperaturę w mieście, zmniejszając efekt miejskiej wyspy ciepła w najgorętszych dzielnicach Krakowa.
Europa dostrzegła problem miejskiej wyspy ciepła i aktywnie wdraża rozwiązania mające na celu łagodzenie jego skutków. Rozwiązania te skupiają się na rozbudowie zielonej infrastruktury, usprawnieniu planowania urbanistycznego i promowaniu zrównoważonych praktyk. Pierwszym krokiem jest na pewno odbetonowanie miast. Zwiększenie roślinności na obszarach miejskich pomaga obniżyć temperatury i zapewnia mieszkańcom tereny rekreacyjne. Sadzenie drzew wzdłuż ulic i w parkach nie tylko zapewnia cień, ale także chłodzi powietrze poprzez ewaporację. Pomocne jest przy tym tworzenie ogrodów deszczowych, ułatwianie spływu wody na trawniki parków, nie zaś do kanalizacji.
Ważne jest także stosowanie jasnych materiałów elewacyjnych. Dzięki nim zmniejsza się absorpcję ciepła, a co za tym idzie, łatwiej jest utrzymać niższą temperaturę w budynkach. Planowanie urbanistyczne powinno obejmować projektowanie korytarzy wentylacyjnych. Są to otwarte przestrzenie, które umożliwiają przepływ powietrza przez miasto, ograniczając gromadzenie się ciepła, a także zanieczyszczeń.
Paryż i Madryt opracowały plany działania w zakresie ciepła, aby chronić bezbronną populację podczas fal upałów. Plany te obejmują środki takie jak centra chłodnicze i kampanie uświadamiające społeczeństwo. Paryż rozpoczął projekt ulicznych zielonych oaz i tysięcy nowych nasadzeń w samym centrum. Wiedeń i Paryż promują instalację zielonych dachów i ścian. Instalacje te pomagają chłodzić budynki, zmniejszać zużycie energii i poprawiać jakość powietrza. Madryt i Ateny rozbudowują swoje parki miejskie i tereny zielone.
Efekt miejskiej wyspy ciepła jest dosłownie palącym problemem w wielu europejskich miastach, prowadzącym do wyższych temperatur i związanych z tym sprzężonych problemów. Europa przoduje jednak we wdrażaniu innowacyjnych rozwiązań w walce z MWC. Poprzez zieloną infrastrukturę, zrównoważone planowanie urbanistyczne i inicjatywy edukacyjne miasta pracują nad stworzeniem bardziej przyjaznego miejsca do życia, odpornego środowiska miejskiego. Ciągłe wysiłki będą miały kluczowe znaczenie w stawianiu czoła wyzwaniom stawianym za kilka lat. Nowe przepisy budowlane promują efektywność energetyczną i stosowanie materiałów odblaskowych. Środki te pomagają zmniejszyć absorpcję ciepła i obniżyć ogólną temperaturę na obszarach miejskich.
Magdalena Milert
[1] Agencja Unii Europejskiej dostarczająca wiedzę i dane wspierające europejskie cele w zakresie środowiska i klimatu
[2] Masselot, P., Mistry, M., Vanoli, J., Schneider, R., Iungman, T., Garcia-Leon, D.,... & Aunan, K. (2023). Excess mortality attributed to heat and cold: a health impact assessment study in 854 cities in Europe. The Lancet Planetary Health, 7(4), e271-e281.
[3] Miasta Wobec Kryzysu Klimatycznego, ROZWÓJ I ŚRODOWISKO
[4] Ciapa, S., & Śliwka, M. (2023). Zieleń w mieście i jej wpływ na jakość powietrza oraz efekt miejskiej wyspy ciepła na przykładzie miasta Krakowa.
