Atėjus vasarai ir vis dažniau užplūstant karščio bangoms, pasaulio miestuose fiksuojami šilumos rekordai, keliantys pavojų gyventojų sveikatai ir gyvybei. Prie kylančių temperatūrų prisideda miesto karščio salos efektas, kurį, pasitelkdami Žemės stebėjimo palydovus, stebi ir apie kurį pasakoja Vilniaus universiteto (VU) Chemijos ir geomokslų fakulteto (CHGF) Geografijos ir kraštotvarkos katedros geografai Elzė Buslavičiūtė ir dr. Laurynas Jukna.
Daugiau nei pusė žmonijos gyvena miestuose
Nors didžiąją dalį žmonijos istorijos žmonės gyveno kaimiškose vietovėse, o ne miestuose, 2009 m. miesto gyventojų skaičius viršijo kaimo gyventojų skaičių ir šiuo metu daugiau nei pusė žmonijos gyvena būtent miestuose. Kiekvienas savo kasdieniame gyvenime, ypač vasarą, pastebime, kad miestų teritorijose paprastai karščiau nei gretimuose kaimuose ar priemiesčiuose. Įvairūs tyrimai rodo, kad oro temperatūros skirtumai tarp urbanizuotų ir kaimiškų teritorijų gali siekti net 2–4 laipsnius. Šis reiškinys, dar vadinamas karščio sala, mokslininkams žinomas jau nuo XIX a. pradžios.
Miestuose karščio salų susidarymą lemia ne tik šilumą gerai sugeriantys betono ar asfalto paviršiai, bet ir miestų konfigūracija, dėl kurios vyksta oro cirkuliacijos pokyčiai, augmenijos, kuri turi vėsinamąjį poveikį, trūkumas.
Senėjant populiacijai, spartėjant urbanizacijai ir nesiliaujant klimato kaitai, urbanizuotose teritorijose gali kilti vis didesnė rizika mūsų sveikatai. Teigiama, kad su karščiu susijusių mirčių kasmet vis daugėja. Karštis ne tik kelia riziką gyvybei, bet ir keičia gyventojų įpročius – mažina fizinį aktyvumą ir turi įtakos darbo kokybei.
Miestų karščio salos stebimos iš palydovų
Dažniausiai karščio salų susidarymas vertinamas stebint oro temperatūros skirtumus, pavyzdžiui, lyginami meteorologinių stočių mieste ir priemiestyje duomenys arba, naudojantis transporto priemonėmis su temperatūros jutikliais, sistemingai matuojama temperatūra įvairiose miesto dalyse.
Vienas iš naujesnių metodų stebėti temperatūros skirtumus miestų viduje ir juos palyginti su aplinkinių rajonų duomenimis – tai palydoviniai tyrimai. Palydoviniais tyrimais daug paprasčiau matuoti paviršines miesto šilumos salas, kurios apibūdina žemės paviršiaus, o ne oro temperatūros padidėjimą. Matavimams naudojami Žemės stebėjimo palydovuose įtaisyti vidurinį ir tolimąjį infraraudonųjų bangų spektrą fiksuojantys jutikliai, perteikiantys ir į šiuos diapazonus patenkančią šiluminę infraraudonąją spinduliuotę (elektromagnetines 3–14 mikrometrų ilgio bangas). Pavyzdžiui, NASA „Landsat“ palydovo užfiksuotuose šiluminio infraraudonojo spektro vaizduose matome Lietuvos teritorijos paviršiaus temperatūrų vasaros sezonu vidurkį 2021–2023 m. Akivaizdu, kad aukščiausia vidutine temperatūra pasižymi didžiųjų miestų – Vilniaus, Kauno, Klaipėdos teritorijos, o teritorijos aplink miestus vidutiniškai vėsesnės.
Pažvelgus atidžiau į didžiuosius Lietuvos miestus matyti, kad aukščiausia vidutine temperatūra pasižymi pramoninės ir komercinės teritorijos, kur užstatymo intensyvumas didžiausias, o gausiai čia įrengtų dirbtinių dangų paviršiaus albedas mažiausias (albedas – dydis, apibūdinantis kūnų paviršių gebėjimą atspindėti į juos krintančios spinduliuotės srautą). Pavyzdžiui, Vilniuje aukšta vidutine vasaros paviršiaus temperatūra išsiskiria Šiaurės miestelis, pramoninės ir komercinės teritorijos šalia Vilniaus oro uosto ir Savanorių prospekto, o vėsinamąjį poveikį suteikia žaliosios teritorijos (želdynai) – Vingio parkas, Panerių, Verkių miškai.
Miestai gali adaptuotis
Nors karščio salų efektas pastaraisiais metais pastebimas vis labiau, šią problemą išspręsti gali padėti miestų žalinimas, tinkamų statybinių medžiagų pasirinkimas, miesto plėtros kontroliavimas, vandens telkiniai. Pavyzdžiui, paviršiaus atspindžio koeficientas (albedas) miestuose yra vienas svarbiausių veiksnių, lemiančių šilumos salos efektą. Padidinus atspindžio koeficientą, pvz., dažant paviršius baltai, oro temperatūra miestuose gali sumažėti 1–3 laipsniais.
Miestų apželdinimas, įskaitant miestų miškus ir parkus, taip pat padeda mažinti karštį. Evapotranspiracija ir augalijos suteikiamas šešėlis padeda vėsinti orą 2–3 metrų aukštyje nuo paviršiaus. Nepaisant visų šių priemonių, miesto planavimo sprendimai negali visiškai pašalinti ekstremalių karščio reiškinių keliamo pavojaus. Pavyzdžiui, šiais metais Delio mieste užfiksuotas šilumos rekordas, kai termometrų stulpeliai pakilo aukščiau 50 °C. Todėl įspėjimo apie karščio pavojų sistemos tampa svarbia priemone valdant karščio pavojų miestuose. Tokios sistemos, naudojamos Filadelfijoje (JAV) ir Šanchajuje (Kinija), kartu su vėsinimo centrų atidarymu, geriamojo vandens stotelių įrengimu ir pažeidžiamų grupių informavimu padėjo sumažinti mirčių, siejamų su karščio bangomis, skaičių.
