Geometrie měst a její dopad na tepelný komfort obyvatel v současnosti a za podmínek budoucích klimatických změn

Verze PDF

Cílem tohoto článku je objasnit účinek geometrie města na denní průběh střední radiační teploty (Tmrt) ve třech evropských městech (Göteborg ve Švédsku, Frankfurt nad Mohanem v Německu a Porto v Portugalsku). V každém městě byla určována střední radiační teplota na čtyřech místech: otevřené náměstí, uzavřené nádvoří, koridorové ulice orientované S-J a V-Z směrem. Střední radiační teplota je veličina určující teplotní komfort okolního prostředí pro člověka. Při hodnotách střední radiační teploty vyšších než 55,5 °C je lidský organismus vystaven střednímu tepelnému stresu. Vážný tepelný stres působí při hodnotách vyšších než 59,4 °C. Současný stav střední radiační teploty v těchto městech je popsán z dat naměřených meteorologickými stanicemi. Dále je popsán předpokládaný budoucí stav (2070-2098) střední radiační teploty odvozený z modelu dlouhovlnného solárního záření SOLWEIG.

Využitelné výstupy: 
  • Denní maximální hodnota Tmrt v letním období vystupovala nad 60 °C na všech sledovaných místech vyjma koridorových ulic v Göteborgu a Frankfurtu. Nejvyšší hodnota Tmrt ve všech třech městech byla stanovena pro otevřená náměstí, kde na obyvatele působí tepelný stres nejvíce. Naopak tepelný stres vyvolaný nízkými teplotami může nastat v zimním období v uzavřených nádvořích, kde byla stanovena nejnižší denní Tmrt. Tato nízká hodnota je způsobena nižším přísunem sluneční energie vyplývající z nižšího postavení Slunce na obloze.
  • Porovnání průměrných Tmrt mezi koridorovými ulicemi neprokázalo výrazný vliv orientace na hodnotu Tmrt, přesto v poledne, tedy při maximální expozici slunečnímu záření, je vyšší maximální Tmrt v ulicích orientovaných S-J směrem. Nejvýraznější rozdíl byl zaznamenán v Portu. Tento rozdíl byl také patrný ve frankfurtských koridorových ulicích s vysokým poměrem výšky a šířky koridoru poskytujícím zástin po značnou část dne v ulicích orientovaných V-Z směrem.
  • Vysoký rozdíl Tmrt mezi S a J stranou chodníku je typický výhradně pro centra měst s vysokou hustotou budov. Ze zkoumaných měst byl rozdíl nejvýraznější v Portu, kde byla teplota na severní straně až o 20 °C vyšší než na straně jižní.
  • Ze scénářů budoucích klimatických změn vyplývá, že se předpokládá zvýšení Tmrt na většině studovaných míst vyjma Frankfurtu, kde je očekáván nárůst oblačnosti v jarních měsících. V Göteborgu dojde k mírnému zvýšení Tmrt, zvláště v zimě. Největší nárůst průměrné Tmrt (téměř o 4 °C) je předpokládán v létě pro Porto a v zimě pro Frankfurt. Nejvyšší nárůst tepelného stresu je očekáván pro Porto.
  • Nejsou předpokládány žádné významné rozdíly změny Tmrt mezi místy v jednotlivých městech až na otevřené náměstí v Göteborgu, kde je očekávána hodnota Tmrt v jarních měsících téměř o 3 °C nižší na rozdíl od náměstí v dalších městech.
Grafické přílohy: 
Měsíční průměr denních průměrných teplot vzduchu, tlaku vodní páry a globálního, rozptýleného a přímého slunečního záření v Göteborgu, Frankfurtu a Portu.
Poloha studovaných míst v jednotlivých městech.
Informace o parametrech měst a jejich studovaných míst.
Sezónní průměry denního maxima, průměru, minima a směrodatné odchylky střední radiační teploty v jednotlivých místech studovaných měst.
Průběh střední radiační teploty v S-J a V-Z orientovaných koridorů ulic, náměstí a nádvoří daných měst v letním období za jasné oblohy od východu po západ Slunce.
Průběh střední radiační teploty na obou stranách chodníků S-J a V-Z orientovaných koridorů ulic v letním období za jasné oblohy od východu po západ Slunce.
Rozdíly současných a předpokládaných budoucích hodnot (za období 2070-2098) teploty vzduchu, globálního, rozptýleného a přímého slunečního záření v daných městech.
Měsíční průměry denní střední radiační teploty na čtyřech místech jednotlivých měst v současnosti a budoucnosti. Rozdíl tohoto parametru mezi současností a budoucností zobrazen ve třetím sloupci.
Test citlivosti využívající rozdíl mezi naměřenou denní střední radiační teplotou a předpokládanou budoucí radiační teplotou: odvozenou z předpokládané teploty vzduchu a naměřeného krátkovlnného záření (červená křivka), naměřenou teplotou vzduchu a předpokládané krátkovlnné radiace (zelená křivka) a předpokládané teploty vzduchu i krátkovlnné radiace (modrá křivka).
Počet hodin v roce, ve kterých střední radiační teplota způsobuje střední tepelný stres (Tmrt > 55,5 °C) a vážný tepelný stres (Tmrt > 59,4 °C) pro současný a budoucí stav klimatu.
Frekvence výskytu pěti po sobě jdoucích dnů v roce, ve kterých střední radiační teplota způsobuje střední a vážný tepelný stres.
Zdroj: 
Lau, K. K.-L., Lindberg, F., Rayner, D. & Thorsson, S. (2015): The effect of urban geometry on mean radiant temperature under future climate change: a study of three European cities. International Journal of Biometeorology 59: 799–814.
Zadal: 
Vladimír Klapka
EEA Grants Investice do rozvoje vzdělávání
Podpořeno grantem z Islandu, Lichtenštejnska a Norska. Supported by grant from Iceland, Liechtenstein and Norway.