Ettől válnak forró katlanná városaink: a hősziget hatás

Világszerte egyre több ember lakik városban, a Világbank adatai szerint a Föld összlakosságának jelenleg 56%-a városlakó, s ez a következő években, évtizedekben még tovább fog növekedni. Európában – és Magyarországon is – ez az arány már most is jóval nagyobb: az EU-ban 75%, hazánkban pedig kb. 72%.

Ugyanakkor a városok összterülete csak egy nagyon kis részét teszi ki a szárazföldeknek. Ebből adódik, hogy helyenként óriási népsűrűség alakul ki, nem ritkán 10-, 20-szintes lakóépületekkel és még ezeknél is magasabbra nyúló felhőkarcolókkal. Mivel a világ népességének több mint felét érinti, ezért lényeges a városklímával foglalkozni: milyen speciális tulajdonságok alakítják azt, miért és mikor alakul ki a városi hősziget jelenség, és hogyan mérsékelhetjük annak negatív hatásait.

Városaink mint aszfaltba és betonba burkolt kemencék

Budapest térségében bizonyára sokan tapasztalták már, hogy amikor a késő esti órákban egy belvárosi munkahelyről, vagy egy belvárosi éjszakai buliról hazatérnek a külvárosba, esetleg az agglomerációs településekre, egy viszonylag rövidebb utazási idő ellenére is érzékelhetően hűvösebb, hidegebb a környezet, mint a kiindulási helyszín környéke volt. Ezt a jelenséget nevezzük városi hősziget hatásnak, ami azonban nem csupán a főváros sajátja.

Nem egy folyamatosan fennálló állapotról beszélünk: bizonyos időjárási viszonyok között erőteljesebben jelentkezik, máskor alig észlelhető.

Az intenzitása függ többek között a napszaktól, az évszaktól, valamint a település kiterjedésétől és szerkezetétől. Az elnevezés onnan ered, hogy a sűrűn beépített városi terület időről időre melegebb, mint az azt körülvevő városon kívüli térség, vagyis egy hőmérsékleti többletet mérhetünk. A városi hősziget hatás egyértelműen sugárzási okokra vezethető vissza.

Nevezetesen azok a burkoló anyagok, melyeket a településeken az utak, házak építéséhez használunk, jóval több sugárzást nyelnek el, mint a növényzet, ami egyébként a felszínt borítaná.

Tehát a beérkező napsugárzás nagyobb része raktározódik el, és ezáltal több energia fordítódik a felszín feletti légréteg melegítésére. Ráadásul ezek a mesterséges borítású felszínek nem engedik mozogni a nedvességet, vizet a mélyebb felszín alatti rétegek felől – vagyis a párolgás hűtő hatása sem tud megfelelő módon érvényesülni (kivéve azokban az általában viszonylag rövid ideig tartó időszakokban, amíg a burkolat fölött megjelenő esővíz a csatornarendszeren keresztül el nem vezetődik a felszínről, illetve a fennmaradó rész el nem párolog).

Mindezek miatt a városok sűrűn beépített részei – ahol egymáshoz közel sok épület található, és közöttük is jellemzően aszfaltozott, betonozott a felszín – melegebbek, mint a város ritkább beépítésű külső kerületei, illetve a város körüli, gyakran erdős, vagy más növényzettel borított területek.

Ez a hőmérsékletkülönbség azonban nem folyamatosan érzékelhető, és nem is mindig azonos nagyságú. Nagy mértékben függ attól, hogy milyen sűrű a beépítettség, milyen magasak az épületek, milyen szűkek az utcák, vagyis az átszellőzés mennyiben segítheti a hőmérsékleti különbség kiegyenlítődését. Az is lényeges, hogy vannak-e parkos zöldterületek, és azok milyen kiterjedésűek a városon belül – ugyanis ezek hozzájárulnak a hőmérsékleti többlet mérsékléséhez.

Az emberi szervezet által érzékelt hőmérséklet a levegő hőmérsékletén kívül számos más meteorológiai változótól is függ. Például attól, hogy milyen mértékben ér minket a direkt napsugárzás: azaz nem mindegy, hogy a napon vagy árnyékban tartózkodunk. Nyilvánvalóan sokkal kibírhatóbb a nyári hőség a fák árnyékában.

Az is lényeges, hogy van-e szél, ami csökkenti a hőérzetet. A sűrű beépítésű városi területeken a sok akadály miatt lelassul a légmozgás, ezáltal a nyílt területekhez képest melegebbnek érezzük a környezetet. Fontos a szervezet párologtatással való hőleadása is, aminek egy fontos gátja lehet a levegő magas relatív páratartalma, mivel ebben az esetben már nem tudja az általunk leadni kívánt nedvességet befogadni.

Mindezek tehát azt jelzik, hogy a komfortérzetünket a városi hősziget hatáson kívül egyéb faktorok is jelentősen befolyásolják, de az alapot a hőmérséklet alakulása adja.

A hősziget hatásnak napi és éves menete van

A napi menetet tekintve a felszínközeli légrétegben a belváros magasabb hőmérsékletét a külterülethez képest az éjszakai órákban észlelhetjük, ám nem minden esetben mutatható ki ez a hőmérsékleti különbség. Amikor ugyanis valamilyen markáns időjárási esemény, például egy időjárási front (melegfront vagy hidegfront) halad át egy térségen, akkor az ahhoz kapcsolódó meteorológiai történések felülírják a nyugodt légköri állapotra – tehát a derült, szélcsendes, jellemzően magasabb légnyomású időszakok alatt – jellemző viselkedést.

Télen a hazai éghajlati viszonyok között a fűtésből eredően az épületekből származó többletenergia okoz rendszeresen valamivel magasabb hőmérsékleteket a belvárosi területeken a várost körülvevő térségekhez képest. Ez persze visszahat a szükséges fűtési energia mennyiségére – mégpedig csökkenti azt, vagyis

a városi hősziget hatás a téli időszakban Magyarországon kedvezőnek tekinthető, mely bizonyos mértékben segíti az energia-megtakarítást.

A világ energiaigénye és fogyasztása évről-évre nő (a COVID-járvány miatti visszaesés ideiglenes volt), így az emiatt jelentkező esetleges energiamegtakarítás nem befolyásolja a romló összképet. Ahogyan a nyári rendszerterhelési rekordok is a hőhullámok idejére esnek, amikor a hűtőberendezéseket csúcsra járatjuk. Klíma- és életminőségi szempontból is tartós megoldást csak a hazai épületállomány energiahatékonysági szempontokat előtérbe helyező mélyfelújítása hozhat ezen a téren.

A nyári hónapokban, amikor a globális felmelegedés miatt mindinkább a magasabb hőmérsékletek felé tolódik el nemcsak a városok, de általában a levegő hőmérséklete is, egyre gyakrabban légkondicionáló berendezéseket alkalmazunk. Ezek a belterek hűtését úgy érik el, hogy a kültérbe juttatják a melegebb levegőt – ezáltal a hűtött épületekkel sűrűn beépített belvárosi kerületekben többletenergia jelenik meg, ami végső soron az épületek közötti légtért melegíti, így a városi komfortérzetet a járókelők számára az egyébként is nagy melegben tovább csökkenti.

Ezért nyáron egyértelműen negatív hatásként értelmezhetjük a kialakuló városi hőszigetet, ami tovább fokozza az emberi szervezetet érő hőterhelést.

Ehhez az is nagymértékben hozzájárul, hogy a légkondicionálók működése a magasnyomású (anticiklonális) időszakokban a legintenzívebb a felhőmentes időben jellemző nagyobb mértékű helyi felmelegedés miatt. Minél melegebb van, annál inkább fokozzuk a hűtést, ami az épületek közötti légtérben további melegedést idéz elő, és ezzel egy ördögi körbe kerülünk – egészen addig, amíg egy frissülést hozó időjárási front nem csökkenti a kültéri hőmérsékletet.

Mit tehetünk, hogy ne forrósodjon fel a város?

A hősziget hatást a sűrűbb beépítettség fokozza, de nem mindegy, hogy milyen anyagokat használunk, milyen mértékben hagyunk meg, vagy alakítunk ki parkos területeket a városon belül. Az építőanyagok között manapság már vannak olyan speciális változatok, amik nagyobb mértékben verik vissza a napsugárzást, ezáltal kevesebb hőt tárolnak, és így mérsékelni tudják a kritikus időszakokban a városi hősziget hatást. Az építő- és útburkoló anyagok színe is valamelyest segít a nyári hőségek idején. A világosabb színű felületek nagyobb mértékben verik vissza, és kevésbé nyelik el a beérkező napsugárzást, tehát a felettük lévő légréteg is kevésbé melegszik fel.

A másik fontos mérséklési eszköz lehet a növényzet alkalmazása: kisebb-nagyobb parkokat alakíthatunk ki – ahol lehetőleg egyáltalán nincs mesterséges burkolat, ellenben árnyékot adó nagyobb fák, bokrok fogják vissza a többlethőmérséklet kialakulását. Térkővel burkolt tereken egy-egy elszigetelten telepített facsemete nem segít a helyzeten. Az épületek falára vezetett futónövények ugyancsak mérsékelhetik/csökkenthetik a helyi felmelegedést, így végső soron a városi lakosok, járókelők komfortérzetét ezek is javítják.

Nemcsak a házak oldalára, hanem a lapos tetővel rendelkező épületek tetejére is érdemes gondolni, ahol a zöldtetők kialakítása jöhet szóba. Ebben az esetben lényeges, hogy olyan növénytípusokat válasszunk, amik az adott helyszín éghajlati viszonyainak megfelelőek – akár a hőigényt, akár a vízigényt tekintjük. Nagyon megdrágíthatja a zöldtető fenntartási költségeit, ha külön locsolásra lenne szükség – ezt mindenképpen érdemes elkerülni a telepítendő fajták optimális megválasztásával.

A növényzet mellett a vízfelszínek is nagyobb mértékű párolgással segítik a városi légtér hűtését, és ezáltal a városi hősziget hatást mérséklik. A tavak és a folyók a növényekhez képest még nagyobb párolgást tudnak biztosítani, mivel az elpárolgó vízmennyiséget a talajban rendelkezésre álló nedvességtartalom nem korlátozza. Szerencsés földrajzi adottságnak tekinthető, amennyiben egy szélesebb folyó átszeli a várost – ez jellemző például Budapest esetében is.

A folyó nemcsak a víz párolgása révén, hanem medrével az átszellőzési folyosó biztosítása által is segíti a nyári városklíma kedvezőbb alakulását. Ennek hatására Budapesten nem egy egybefüggő, nagyobb kiterjedésű hősziget alakul ki a nyugodt időjárási viszonyok során, hanem a budai és pesti oldalon kisebb területekre korlátozódik, és ennélfogva minden bizonnyal kevésbé intenzív hőmérsékleti többletek észlelhetők.

A régiónkban is várható klímaváltozás miatt a mérséklésre vezető lehetőségeket mindenképpen szükséges nagyobb mértékben alkalmazni:

az újonnan építendő épületeknél világosabb színeket, kevésbé sugárzás-elnyelő anyagokat kellene használni, valamint a városon belüli zöldterületet minőségileg és mennyiségileg is növelni kellene.

Klímaváltozás nélkül is érdemes volna megcsinálni ezeket a változtatásokat

Még ha a Párizsi Megállapodás céljai reményeink szerint teljesülnek is, akkor sem lesznek hiábavalóak ezek a módosítások, intézkedések, mivel már jelenleg is észleljük és elszenvedjük a városi hősziget hatást. A globális felmelegedés hatására országszerte fokozódó hőhullámok, hőségriadók és trópusi éjszakák száma megterhelő az emberi szervezetnek, a társadalom egyes rétegei számára pedig kifejezetten életveszélyes. A városi hősziget jelenség enyhítésére tett erőfeszítéseink egyszerre szolgálnának alkalmazkodási és mérséklési célokat is, miközben javítanák az ott élők életminőségét és komfortérzetét.

Szerző: Pongrácz Rita - Meteorológus, hidrológus, a földtudományok doktora (PhD), az ELTE TTK Meteorológiai Tanszékének adjunktusa.

Ha szeretnél még több izgalmas cikket olvasni az éghajlatváltozásról, akkor mindenképpen érdemes ellátogatnod a másfelfok.hu oldalra, ahol rengeteg érdekes téma közül választhatsz.