Топлинен остров в България и какво е влиянието му върху градската среда и хората?

За последните 145 г. температурата в централните части на София се е повишила с приблизително 4 °C

По последни данни, за последните 145 г. температурата в централните части на София се е повишила с приблизително 4 °C, поради нарастващата урбанизация, потреблението на енергия и вследствие на климатичните промени. В Пловдив и Варна се наблюдава умерена интензивност на острова на топлина от около 1 °C до 2 °C разлика между централните части и покрайнините. Важно е гражданите да бъдат добре информирани и да участват активно в акции за подобряване на климата. Държавното и местно управление носят отговорност да работят по въвеждането на финансови стимули за зелени покриви и фасади, използване на електромобили, умни технологии и правилното усвояване на незастроени и публични пространства.

^{Фигура 1. Градски остров на топлина. Източник: Water Suistanability and Climate.}

Какво трябва да знаем за градския остров на топлина? 

Градски остров на топлина е разликата в температура на въздуха между града и околните райони. Едни от основните факторите, които влияят на острова са генерираната от човешката дейност топлина, увеличената консумация на енергия, трафикът, презастрояването, намаляването на зелените зони и паркове, липсата на водни басейни, лошото градско планиране, пренаселването, недоброто усвояване на общи и неизползвани площи, използването нанеподходящи строителни материали и влиянието на локалния климат и релеф.

^{Фигура 2. Връзката на остров на топлина с климатичните промени. Автор Лидия Витанова, дизайн Асен Ненов (свободна за разпространение).}

Как влияе островът на топлина?

Островът на топлина има множество негативни ефекти (Фиг. 3). Той допринася за по-високи температури и намалено охлаждане през нощта най-вече и води до по-високи нива на замърсяване на въздуха, което пък се отразява негативно на човешкото здраве, води до дискомфорт, повишен риск от топлинен удар, респираторни заболявания и намалена работоспособност. Други неблагоприятни последици от този локален феномен са свързани с увеличеното потребление на енергия, повишаване на емисиите на парниковите газове и увеличаване на смога, промяна на сезонността, неблагоприятно въздействие върху биоразнообразието, промяна на локалния климат, усилване на горещите вълни и засушаването и глобалните климатични промени. 

^{Фигура 3. Влияние на градския остров на топлина. Автор: Лидия Витанова, дизайн Асен Ненов (свободна за разпространение).}

Каква е разликата между остров на топлина и горещи вълни?

Градският топлинен остров и горещите вълни имат множество сходства. От друга страна е важно да не се бъркат, защото съществуват и няколко основни разлики между тях: 

• Топлинният остров е разпространен в градските райони и има локален топлинен ефект, докато горещите вълни покриват големи площи, не само градски, но и крайградски райони. 
• Градският топлинен остров може да се прояви еднократно, както и последователно, най-вече сутрин и вечер, докато горещите вълни продължават повече от няколко дни с много високи денонощни температури
• Градският топлинен остров се проявява във всички сезони, докато горещите вълни се проявяват по-често в летния сезон. 

Важно е да се отбележи, че двата феномена могат да си взаимодействат и да засилват ефектите един на друг. 

Допълнителна информация относно горещите вълни и техните негативни ефекти, може да бъде намерена тук. А за това какви мерки могат да вземат здравните власти и какво можем да направи всеки един от нас, за да избегне риска, виж тук. 

Данни и тенденции за градския топлинен остров в Европа

Над 4% от смъртните случаи през лятото в европейските градове се дължат на градските топлинни острови, според Института за глобално здраве в Барселона. Европейската агенция по околна среда пък предоставя данни за броя екстремни горещи вълни (2020 — 2052 г.; RCP8.5) и ефекта на градския топлинен остров в 100 европейски града. Резултатите показват максимален летен интензитет на градски остров на топлина от повече от 2 °C в Централна и Югоизточна Европа. Прогнозираният брой екстремни горещи вълни през последните 33 г. са тенденциозно разпределени в южната част на Европа.

^{Фигура 4. Брой екстремни горещи вълни (2020 — 2052 г.; RCP8.5) и ефект на градския топлинен остров в 100 европейски града. Източник: Европейска агенция по околна среда.}

Copernicus предоставя информация за разпространението на градския остров на топлина в повечето големи градове в Европа. Резултатите сочат интензивен остров на топлина от 3 — 4 °C разлика между градските централни части и покрайнините.

^{Фигура 5. Остров на топлина в Мюнхен и Рим, вечерно време през лятото на 2017 г. Източник: Copernicus.}

Каква е ситуацията в София и другите големи градове в България?

За последните 145 г. температурата в централните части на София се е повишила с приблизително 4 °C, поради нарастващата урбанизация, потреблението на енергия и вследствие на климатичните промени. До 2050 г. се очаква увеличението на температурата в централната част на София да бъде приблизително с 0,4 °C спрямо 2012 г. Използван е енергоефективен сценарий с ръст на потребление на електроенергия приблизително 0,6%, (PRIMES, референтен сценарий на ЕС, 2016 г.) и топлина, реализирана от човешка дейност – ръст с 15%, спрямо нивото от 2012 г.

^{Фигура 6. Остров на топлина в София за последните 145 г. (a, b, d, e) и прогнозен сценарий до 2050 (c, f). Източник: https://doi.org/10.1002/met.2019.}

В големите градове, като Пловдив и Варна се наблюдава умерена интензивност на острова на топлина – от около 1 °C до 2 °C разлика между централните части и покрайнините, по текущи изследвания на д-р Витанова. Умерената интензивност идва от това, че Варна се намира в непосредствена близост до Черно море, което я прави по-прохладна откъм бризовата циркулация, докато в Пловдив специфичната топография и климатичните условия са водещи фактори. 

Решения и добри практики по света

Съществуват множество решения и добри практики за намаляване на ефектите от градския топлинен остров. Те могат да бъдат обособени по следните направления:

• Градско планиране,
• Сгради,
• Мобилност,
• Енергия: зонална система за управление на енергия, неизползвана енергия, възобновяема енергия, мулти-енергийна система, система за управление на енергията,
• Природа и ресурси: озеленяване, управление на води и отпадъци,
• Управление: политическа рамка, образование и управление.

^{Фигура 7. Основни направления, свързани с решения за намаляване вредните въздействия от острова на топлина и емисии. Източник: Лидия Витанова (Личен архив).}

По-долу представяме част от решенията и добрите практики, които вече се прилагат по света. 

Цветни чадъри

^{Снимка 1. Проектът Umbrella Sky представя цветни чадъри в различни градове.} 

Проектът Umbrella Sky е приложен в множество места по света, включително в Европа, Канада, САЩ и др. Пример е фестивалът на изкуствата в Португалия в град Агеда. Всяка година, през горещите летни месеци, част от тесните улици на града са покрити с цветни чадъри, които осигуряват сянка на преминаващите пешеходци. Кабелите на покрива са опънати с многобройни чадъри, които помагат за охлаждане на пътните платна по креативен и рентабилен начин. По този начин се осигуряват сенчеста зони и възможност за разходка въпреки високите летни температури.

Разпръскване на “суха мъгла”

През 2009 г., Mori Building Co., Ltd. е започнала експлоатацията на автоматизираната система за управление на “суха мъгла”, енергийно ефективна охладителна система, която е инсталирана още през лятото на 2006 г. с цел повишаване на комфорта на посетителите и информираността за пестене на енергия. Към своята работа системата прилага принципа, на който дърветата охлаждат въздуха чрез изпаряване, като чрез пръскане на мъгла с изключително фини частици от дюзите успява да охлади работната зона с 2 – 3 °C.

_{Снимка 2. “Суха мъгла” в Roppongi Hills, Япония. Източник: Mori Building Co., Ltd.}

“Живи стени” и “Зелени коридори”

През последните десетилетия стана всеобща практика в много страни да се използват зелени стени и покриви или тъй наречените “живи стени”, с цел да се смекчи ефектът на градския остров на топлина, топлите вълни и глобалното затопляне. “Зелените коридори” пък са много ефективен начин за охлаждане на пътните платна, междублоковите и отворените пространства в градска среда, като по този начин се намалява температурата по естествен начин и се подсигурява по-комфортен и безопасен живот в летните месеци. 

^{Снимка 3. “Живи стени” (ляво). Източник: Livewall}

^{“Зелени коридори” (дясно). Източник: The Guardian}

Калкулатор за топлинен индекс

Да бъдем информирани за топлинния индекс около нас е от съществено значение. Институтът за глобално здраве в Барселона представя информация за топлинния индекс, който е калкулиран от температурата на околната среда и относителната влажност. По този начин се оценяват рисковете по време на горещи вълни и високи температури, предупреждава се за условията, опасни за човешкото здраве. Пет нива на топлинен стрес са представени както следва: „Безопасно“, „Внимание“, „Изключително внимание“, „Опасност“ и „Изключителна опасност“, съответстващи на различни комбинации от температури и относителна влажност.

^{Таблица 1. Пет нива на топлинен стрес. Източник: Институт за глобално здраве в Барселона.}

Предложения за добри решения в България

Важно е решенията да се прилагат успоредно и от управлението, и от гражданите.  Чрез държавно и местно управление се определят политики и мерки водещи към корпорациите и гражданите, което следва да води към промяна на поведението. По този начин хората могат да поемат отговорност чрез активно участие, промяна на навиците си и като си взаимодействат с правителството и бизнеса.

Свързани с държавно и местно управление:

• Въвеждане на изисквания за материалите и цветовете на фасадите,
• Топлоизолиране на сградите и подпомагане на процесите, свързани с използването на алтернативни източници на енергия, 
• Въвеждане на финансови стимули за зелени покриви и фасади,
• Създаване на ограничени зони с цел намаляване на трафика,
• Подмяна на автопарка с електрически превозни средства, 
• Създаване на велосипедна мрежа и зелени, рекреационни зони,
• Подобряване ефективността на публичните пространства и неизползваните площи,
• Инсталиране на умни интерактивни табла с цел осведомяване на гражданите за текущи топлинни рискови фактори.

Свързани с гражданското участие:

• Изолиране на жилището с цел подобряване на топлинния комфорт, 
• Използване на материали с висок коефициент на отражение, 
• Засаждане на дървета и растителност в кварталите,
• Кандидатстване за “Енергиен сертификат” на сградите и подобряване на енергийната им ефективност,
• Избягване на шофирането – ходене пеша, каране на колело, 
• Използване на електромобили,
• Използване на умни приложения и уреди с цел намаляване на енергията,
• Повече активност и информираност за това какво се случва около нас и какво зависи от нас, за да се подобри начина на живот и комфорт.

В последните години все по-често се наблюдават негативни последствия от промяната на климата, включващи феномени като остров на топлина, горещи вълни, засушавания и природни бедствия в Европа и в България. Това пък от своя страна влияе върху начина и качеството на живот. Препоръчително е гражданите да бъдат добре информирани и да участват активно в акции за подобряване на климата. Държавното и местно управление да носят отговорност по въвеждането на финансови стимули за зелени покриви и фасади, използване на електромобили и умни технологии.

***

За допълнителна информация, виж презентацията на д-р инж. Лидия Витанова в преслкуба “Топлинен остров в България и какво е влиянието му върху градската среда и хората?”, организиран от Климатека. 

В публикацията са използвани материали от:

1. Vitanova, L. L., Kusaka, H., Doan, Q. V., & Subasinghe, S. (2021). How urban growth changes the heat island effect and human thermal sensations over the last 100 years and towards the future in a European city?. Meteorological Applications, 28(4), e2019. https://doi.org/10.1002/met.2019
2. Vitanova, L. L., & Kusaka, H. (2018). Study on the urban heat island in Sofia City: Numerical simulations with potential natural vegetation and present land use data. Sustainable cities and society, 40, 110-125. https://doi.org/10.1016/j.scs.2018.03.012
3. Vitanova, L. L. (2023). Какво е умен град и има ли приложение в България?. Климатека. https://www.climateka.bg/umn,i-gradove/
4. ЕЕА. [online]. Available from: http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/figures/the-average-summer-season-intensity [accessed 10 June 2023]
5. Urban Heat Island Intensity, Copernicus. [online]. Available from: https://cds.climate.copernicus.eu/cdsapp#!/software/app-health-urban-heat-islands-current-climate?tab=overview [accessed 9 June 2023]
6. Umbrella Sky Project. [online]. Available from: https://www.pps.org/places/umbrella-sky-project [accessed 9 June 2023]
7. The coolness of forests with urban heat island relief, Mori Building Co., Ltd. (2009). [online]. Available from: https://www.mori.co.jp/en/company/press/release/2009/06/20090618103000001484.html [accessed 10 June 2023]
8. Living Walls Help Tackle Urban Heat Island Effect, Livewall. (2021). [online]. Available from: https://livewall.com/living-walls-help-tackle-urban-heat-island-effect/ [accessed 10 June 2023]
9. Urban heat islands: cooling things down with trees, green roads and fewer cars, The Guardian (2017). [online]. Available from: https://www.theguardian.com/sustainable-business/2017/feb/21/urban-heat-islands-cooling-things-down-with-trees-green-roads-and-fewer-cars [accessed 10 June 2023]
10. Heat Index Calculator, IS Global. [online]. Available from: https://www.isglobal.org/en/heat-index-calculator [accessed 11 June 2023]

Източник: Топлинен остров в България и какво е влиянието му върху градската среда и хората?, Климатека

Авторът д-р инж. Лидия Витанова е част от авторския екип на Климатека. Тя е доктор по климатология и инженер-еколог, активно занимаваща се в сферите на градския климат и топлинните острови, с екология и опазване на околната среда, възобновяема енергия и интелигентни технологии. Завършила е магистратура в МГУ Св. Иван Рилски, София, специалност “Екология и опазване на околната среда”. Защитила е докторантура в Цукубски Университет в Япония, специалност “Климатология”. Автор е на многобройни международни научни публикации, свързани с градски климат, моделиране и градско планиране. Участвала е като лектор в различни конференции в Европа, Азия и Америка. 

Още по темата

01/02/2023

Земята

Какво е умен град и има ли приложение в България?