Jak ochladit Prahu

Jak ochladit Prahu

Fakulta / rozhovor

Za horkých letních dní může být teplota ve velkých metropolích v noci až o deset stupňů vyšší než v příměstských oblastech. Problémem tzv. městského tepelného ostrova, který v důsledku zvýšené urbanizace stále častěji znepříjemňuje život také Pražanům, se zabývá doc. Tomáš Halenka, koordinátor projektu Urbi Pragensi.

Máte spočítáno, jak se za posledních pár desítek let „ohřála“ Praha? O kolik se v hlavním městě zvýšila průměrná roční teplota?

V rámci projektu Urbi Pragensi jsme se tímto samozřejmě zabývali. Podle údajů ČHMÚ se průměrná roční teplota na našem území zvýšila od roku 1960 zhruba o dva stupně. Nejvýznamnější je tento trend v zimě a na jaře. Ve městě samotném se v posledních dekádách v létě zvýšila teplota zhruba o dalšího půl stupně oproti situaci v normálovém období 1961-1990. To se sice může zdát málo proti celkové změně související s klimatickou změnou, ale je potřeba si uvědomit, že ta představuje průměr přes celé území ČR a že i v těchto datech v extrémních situacích může rozdíl teplot v Praze v nočních hodinách v létě dosahovat až kolem pěti stupňů.

Co je hlavní příčinou, že teplota ve městě vzrůstá?

Důvody pro růst teplot jsou dva. Prvním je všeobecná klimatická změna, tedy globální oteplování, druhým pak vyšší intenzita tepelného ostrova města způsobená intenzivnější urbanizací, kdy dochází k přehřátí centrálních oblastí města oproti okolním nezastavěným či řidčeji zastavěným plochám.

Tepelný ostrov města je oblast zvýšených teplot nad urbanizovanou oblastí, tedy oblastí s výrazně vyšší hustotou obyvatelstva či silnou industrializací. Obvykle se posuzuje tzv. intenzitou, tj. rozdílem teplot mezi měřením na stanici v centru města a nějakou další stanicí mimo městskou oblast. Ve velkých městech může tento rozdíl teplot činit v průměrné teplotě několik stupňů, extrémní rozdíly v horkých letních nocích mohou dosahovat až deset stupňů. Tepelné ostrovy se tvoří především v létě za stabilních situací (nízká rychlost větru či bezvětří), zvláště v rámci tzv. horkých vln. Projevují se nejvýrazněji v noci, kdy se přes den naakumulované teplo postupně uvolňuje z povrchů a ohřívá atmosféru. V zimě mohou tepelné ostrovy vznikat vlivem antropogenního tepla (teplo z dopravy, vytápění budov apod.).

Jaké faktory se podílejí na vzniku městských tepelných ostrovů?

Faktorů je celá řada. Město jako celek je specifické prostředí, kde dochází k narušení přirozených poměrů v energetické bilanci a nastavuje se zde úplně nová energetická bilance. Výrazně za to mohou městské povrchy a využívané materiály, jejichž fyzikální vlastnosti, jako je odrazivost nebo emisivita, se od běžných přírodních povrchů dost významně liší. Dalším rozhodujícím faktorem je špatné ochlazování v důsledku nedostatku vody, resp. jejího rychlého odtoku z nepropustných povrchů do městské kanalizace.

Pokud jde o konkrétní procesy, které vstupují do energetické bilance městského povrchu, jedná se například o krátkovlnnou sluneční radiaci, která se na površích odráží a absorbuje. V případě hlubších uličních kaňonů se tak děje vícenásobně. Část absorbovaného tepla je vyzařována tepelným zářením do prostoru, které je ale v hlubších uličních kaňonech významně omezováno malým prostorovým úhlem, navíc svislé stěny vyzařují na sebe navzájem. Absorbované teplo je částečně vedeno do stěn a betonových či asfaltových povrchů a akumulováno. V rámci tepelné výměny s atmosférou funguje tzv. tok zjevného tepla, tj. přenos prostřednictvím turbulence v přilehlé mezní vrstvě, a tok latentního tepla, které je spojeno s výparem u zemského povrchu. Ten je ale v centrálních městských oblastech velmi omezený či zcela chybějící. Všechny tyto procesy probíhají různě v závislosti na denní a roční době a také na aktuálním počasí.

„Předpověď na několik let je v souvislosti s přirozenou variabilitou klimatického systému jeden z nejobtížnějších oříšků současné klimatologie či meteorologie. Pokud se ale podíváte na trend poslední dekády či patnácti let, pak zřejmě z dřívějšího pohledu „normální“ léto, které zažíváme teď, bude v dalších letech opět spíše výjimečné,“ říká doc. Tomáš Halenka.

Je pravda, že v důsledku tepelného ostrova ve městech i méně prší?

To je docela obtížná otázka, kterou se dnešní věda snaží objasnit. Je velmi obtížné vyhodnotit to z průměrných dat, protože měřicí sítě ve městech nejsou nijak husté a reprezentativnost staničních měření ve městě je velmi omezená. Navíc i ve volném prostředí je prostorová variabilita srážek vysoká. V současnosti existuje několik hypotéz o vlivu tepelného ostrova města či obecně městského prostředí na srážky, který se uplatňuje specificky v různých situacích počasí, některé vycházejí i na opačné strany. Vedle dynamických a termických procesů, které by mohly vést ke snížení srážek ve městě a současně jejich nárůstu ve směru proudění za městem, se uvažuje i vliv městských aerosolů, který naopak může zvýšit (i když za jistých okolností také snížit) tvorbu srážkové oblačnosti. Je pak samozřejmě otázkou proudění, zda se tento efekt uplatní ještě nad městem či za ním. I těmto aspektům projekt otevřel cestu a my se dané problematice dále věnujeme.

Během loňských letních veder jste s týmem měřili teplotu na různých místech Prahy. Na co jste přišli?

Loni v létě jsme měli měřicí kampaň, v rámci které jsme měřili teplotu v oblasti Prahy 6 blízko Vítězného náměstí. Šlo o mikroměřítkové posouzení poměrů nad různými povrchy a měření teplot povrchů samotných. Využívali jsme k tomu termokameru, díky které bylo možné vidět velké kontrasty například mezi asfaltem a zelenými plochami: na asfaltovém chodníku může při plném slunci teplota snadno přesáhnout 50 stupňů Celsia, zatímco na trávníku hned vedle je jen třicet a o kousek dál ve stínu jen něco přes dvacet stupňů. Cílem této kampaně bylo připravit a ověřit modelové nástroje, které bude možné použít pro odhad účinnosti různých opatření proti vzniku tepelného ostrova.

Projekt Urbi Pragensi, na kterém se podílí MFF UK, Ústav informatiky AV ČR a ČHMÚ, je zaměřen na řešení problematiky tepelného ostrova hlavního města Prahy. Jedním z jeho hlavních výstupů je předpovědní portál Libuše, který funguje od letošního července. Hlavnímu městu poskytuje lokalizovanou předpověď počasí a kvality ovzduší v rozlišení jeden kilometr. Mezi další cíle projektu patří také analýza vlivu klimatické změny na městské prostředí a poskytnutí modelových nástrojů pro řešení problémů konkrétních pražských lokalit. V dlouhodobých výhledech by výsledky projektu měly sloužit jako informační podklady využitelné při plánování rozvoje hlavního města.

Pokud jde o extrémní teploty, jsou na tom některé městské části výrazněji hůř než ostatní?

Samozřejmě, to je dáno historickým rozvojem jednotlivých částí. V centru Prahy, zvláště v tom historickém, se již mnoho opatření proti tepelnému ostrovu dělat nedá. Na druhou stranu v úzkých uličkách s kamennými stavbami, kde zůstává stín skoro celý den, nebývají teploty tak vysoké jako na otevřených náměstích a bulvárech. Příměstské oblasti se zelenými parky, či dokonce lesoparky a lesy, jsou na tom lépe. Některé oblasti s rozsáhlejšími brownfieldy ještě mají možnost rozhodování, kolik prostoru poskytnou zástavbě a kolik zeleni.

Jak se tedy dá problém tepelného ostrova řešit? Existují opatření, jejichž účinek se záhy projeví, nebo jde spíš o běh na dlouhou trať?

Existují krátkodobá opatření, která mohou pomoci v konkrétní situaci. V řadě měst v zahraničí se můžete setkat s tzv. mlžnými bránami. Ty rozptylují vodu ve formě blízké mlze a člověka zvlhčí, ale nepromočí. Následným odparem pak dojde ke skutečnému krátkodobému ochlazení organismu. Samozřejmostí mohou být ve městech kašny, pítka a další vodní prvky, kde si můžete opláchnout ruce nebo se brouzdat. Jinou možností je kropení ulic za extrémních situací. To všechno jsou však spíše adaptační opatření, která alespoň zčásti mohou zvýšit komfort pobytu v daných lokalitách, ale problém jako takový neřeší. Skutečné snížení zátěže města tepelným ostrovem je opravdu běh na dlouhou trať a je otázkou, jestli je vůbec dosažitelné za současného trendu, kdy se počet obyvatel ve městech neustále zvyšuje.

Jak se s tím vypořádávají v zahraničí?

Zmíněné mlžné brány a další vodní prvky jsou v zahraničí běžnější než u nás, třeba v Montrealu, v Antverpách a také u našich sousedů v Banské Bystrici. Takzvaná „zelená architektura“ má skutečně zelenou například ve Vídni - tam ji reprezentují zelené fasády a zelené střechy - a také v některých německých městech, kde se s ohledem na větrání města projektují už celé okrajové čtvrti.

doc. RNDr. Tomáš Halenka, CSc.

Působí na Katedře fyziky atmosféry MFF UK. Zabývá se numerickým modelováním atmosféry, simulací klimatické změny, problematikou městského klima a kvality ovzduší a globální cirkulací atmosféry. Za MFF UK je koordinátorem projektu Urbi Pragensi.