Jednym z coraz większych problemów, z którym boryka się współczesny świat jest zjawisko występowania miejskich wysp ciepła (MWC). Szybko postępująca urbanizacja, wycinka zieleni miejskiej, czy tworzenie rozległych powierzchni terenu pokrytych nieprzepuszczalnym materiałem konstrukcyjnym takim jak asfalt oraz beton to tylko jedne z wielu czynników przyczyniających się do podnoszenia temperatury w miastach.

Zjawisko MWC

Zjawisko MWC niesie ze sobą szereg zagrożeń szczególnie dla zdrowia dzieci oraz osób starszych. Ponadto wysokie temperatury mają również niekorzystny wpływ na gospodarkę danego miasta poprzez zwiększenie kosztów zużycia energii związanych z chłodzeniem pomieszczeń. Klimatyzacja stała się nieodłącznym wyposażeniem każdego samochodu, mieszkania, czy biurowca. Z jednej strony obniża temperaturę wewnątrz pomieszczeń, natomiast z drugiej oddaje ciepło na zewnątrz co jeszcze bardziej podnosi temperaturę powietrza. Wychodząc naprzeciw temu problemowi należy podjąć kroki, które będą w stanie zidentyfikować MWC, następnie je monitorować oraz zminimalizować skutki ich występowania. Doskonałym narzędziem do tego stały się zdjęcia satelitarne.

Wsparcie z kosmosu

Dzięki wykorzystaniu zdjęć z misji Landsat 8-9 jesteśmy w stanie określić występowanie powierzchniowej miejskiej wyspy ciepła (PMWC).

Satelity Landsat-8 i Landsat-9 za pomocą instrumentów pomiarowych rejestrują obrazy danego terenu w różnych kanałach spektralnych – zarówno w świetle widzialnym jak również w bliskiej, średniej jak i termicznej podczerwieni. W stosunku do wcześniejszych misji, pozyskiwane informacje rozszerzone zostały o dane pochodzące z sensorów Operational Land Imager 2 (OLI-2) oraz Thermal Infrared Sensor 2 (TIRS-2) o rozszerzonej rozdzielczości radiometrycznej, a dzięki skróconym czasom rewizyty istotnie wzrosły możliwości gromadzenia i analizy danych. Pojedynczy satelita rejestruje bowiem ten sam fragment Ziemi w odstępie 16 dni. Zastosowanie 2 bliźniaczych satelitów, poruszających się niemal po identycznych orbitach, umożliwia otrzymanie pełnego obrazu Ziemi z opóźnieniem 8 dni co dwukrotnie zwiększa ilość dostępnych danych!

Spośród 11 dostępnych pasm – począwszy od widzialnego po daleką podczerwień – zainteresowanie LEMITOR budzą zwłaszcza zdjęcia satelitarne z kanału 10 (poddane korekcji atmosferycznej). Uwzględniając również emisyjność różnych powierzchni oraz pokrycie terenu umożliwia to oszacowanie temperatury powierzchni czynnej (Land Surface Temperature / LST). LST to istotny parametr związany z energią powierzchniową i bilansem wodnym w skali lokalnej i globalnej. W istocie jest to parametr dający możliwość zidentyfikowania obszarów, które można określić jako powierzchniowe MWC (PMWC).

UHIER

Aby zbadać poziom intensywności PMWC w mieście dodatkowo oblicza się wskaźnik UHIER (Urban Heat Island Intensity Index). Pozwala on określić, które tereny emitują najwięcej ciepła, a które pozostają chłodne. Ponadto wskaźnik UHIER dzieli analizowaną powierzchnię na 5 klas pod względem intensywności zjawiska PMWC (od klasy ekstremalnie niskiej do ekstremalnie wysokiej). Prawidłowe zidentyfikowanie miejsc emitujących najwięcej ciepła umożliwia następnie przygotowanie strategii oraz planów minimalizujących nadmierny wzrost temperatury w miastach.

BZI, NBS & Co.

W celu walki z MWC należy przede wszystkim zwiększać liczbę terenów zieleni miejskiej oraz umiejętnie wykorzystywać dostęp do wody (w postaci stawów, strumieni, rzek). W sukurs takim działaniom przychodzi szerokie spektrum sprawdzonych i dostępnych rozwiązań błękitno-zielonej infrastruktury (BZI).

W przypadku intensywnej zabudowy zasadnym jest projektowanie innowacyjnych rozwiązań np. w postaci zieleni na dachach, ogrodów wertykalnych, czy zielonych przystanków. W większości przypadków zupełnie wystarczające i świetnie spełniające swoją rolę będą jednak prostsze i mniej kapitałochłonne rozwiązania. Rozwiązania oparte na przyrodzie (Nature Based Solutions / NBS) to bowiem coraz powszechniej wykorzystywany zasób doświadczeń dający możliwość zwiększenia adaptacji do zmian klimatu bez ponoszenia dużych nakładów inwestycyjnych.

Problem miejskich wysp ciepła nie zniknie samoistnie, a z biegiem lat będzie się jeszcze bardziej nasilał, dlatego ważne jest aby podczas tworzenia planów adaptacyjnych miast do zmian klimatu, dokumentów oraz programów z zakresu ochrony środowiska nie zapominać o tym problemie. Zwłaszcza, że odpowiednio wcześnie dostrzeżone wyzwanie, z dużym powodzeniem może zostać przezwyciężone!