Az UHI-hatás
Az UHI-hatás.
Az UHI (Urban Heat Island – Városi Hő-Sziget) a definíció szerint, egy olyan városias, sok
lakossal rendelkező terület (urban,
metropolitan area), amelynek hőmérséklete jelentősen eltér felfele, azt őt
körülvevő, kevésbé lakott (rural)
területek hőmérsékletétől.
Már egy 1956-ban megjelent tanulmányban, Landsberg megállapítja,
hogy az UHI-nak potenciálisan nagy hatása van a globális hőmérsékletre, egy
későbbi , 2003-as tanulmány pedig azt mutatja ki, hogy a kisebb, sarki
települések is jelentős hatással vannak a zóna hőmérsékletére.
Az UHI effektus fő okozója, a felszíni terület megváltozása, a füves-fás, természetes borítású
területeket felváltja az aszfalt és a beton. Ezen területeken a párolgás
mértéke jelentősen visszaesik és emiatt elmarad az ilyen zónák párolgással való
hűlése.
A fűtéssel (de úgy általában az energia-felhasználással)
keletkező hő illetve annak vesztesége a másik jelentős okozója az UHI
effektusnak.
Az UHI-hatás mértékéről a tudósok régóta vitáznak, egy
1989-1991 között az USA-ban vizsgált, 289 városi és vidéki állomást érintő tanulmány
(Peterson) szerint a hatás kicsi és elhanyagolható. Ezt sokan cáfolták,
egy 2007-es tanulmány (McKitrick)
szerint a hatás óriási és az 1980-2002 közötti szárazföldi globális melegedés
felét az UHI-nak köszönhetjük.
Tény, hogy a vélemények különböznek és a jelenlegi globális hőmérsékletet mérő
intézmények nem, vagy nagyon kicsi mértékben számolnak az UHI-hatással.
A létező meteorológiai állomások nem is azzal a céllal
létesültek, hogy hálózatuk segítségével
ki lehessen számolni a Föld átlag-hőmérsékletét, hanem azzal, hogy a
lakott zónák hőmérsékletéről szerezzünk információkat. Ezért is van rengeteg
állomás a lakott zónákban és nagyon kevés állomás a sarki zónákban, hegyekben
és más lakatlan helyeken.
Ezért nagyon fontos az UHI-hatás minél pontosabb
meghatározása és figyelembe vétele a globális hőmérséklet számolásnál, mert a
lakatlan területek hőmérsékletét ezen állomások értékeinek az extrapolálásával
határozzák meg, és nem mindegy, hogy mekkora UHI-korrekcióval számolnak.
Az alábbiakban bemutatom Ole Humlum - norvég klimatológus- méréseit az UHI hatásával kapcsolatosan.
Humlum, egy mobil meteorológiai állomással, többször végig
utazott Oslo városán keresztül, a nyugati vidéki zónából indulva, a belvároson
keresztül, a keleti vidéki zónába érve. Oslóban két útvonalat is választott, az
egyik érintette az oslói meteorológiai állomást is.
Az alábbi térképen kékkel láthatjuk az útvonalakat és a
grafikonokon a hozzájuk tartozó hőmérsékleteket:
Az első útvonalon szépen kirajzolódik Oslo belvárosa. Az
alagutakat leszámítva is (a térképen T-vel jelölve), ahol télen, természetesen
magasabb hőmérsékletet mérnek, meglepően nagy hőmérséklet különbségnek lehetünk
szemtanúi: -16,-17°C környékéről indulva elérünk -7°C-ig, majd vissza -17°C-ra.
Ez majdnem 10°C hőmérséklet különbséget jelent!
A második útvonalon ugyanaz látszik: vidéken -15°C és -17°C között mozog a hőmérséklet, míg a meteorológiai állomás környékén csak -9°C van.
A méréseket még 5
különböző alkalommal megismételte, az alábbi táblázatban láthatóak az időpontok
és a grafikonok (a grafikonokra kattintva részletes leírást kapunk a mérésről,
Humlum oldalán ):
Year
|
Day
|
Traverse
|
2007
|
25
January
|
|
2007
|
7 June
|
|
2007
|
10
August
|
|
2007
|
3
September
|
|
2008
|
5
September
|
|
2009
|
3 July
|
A nyári időpontokban “csak” 2-3 fokos különbségek adódnak,
de a különbség szépen kirajzolódik mindegyik grafikonon.
Humlum hasonló méréseket végzet a svalbardi repülőtérről
indulva. Itt (a repülőterén) helyezkedik el a sziget egyetlen hivatalos
meteorológiai állomása (ez azt is jelenti, hogy az egész zóna az ott mért
hőmérséklettel szerepel). Az útvonal érint egy 2000 lakosú települést, Longyearbyen-t.
Az alábbi táblázatban találhatóak a mérési eredmények:
(részletes leírás és a nagyobb grafikonok: http://climate4you.com/UrbanHeatIsland.htm#Urban%20heat%20island%20effects%20in%20Longyearbyen)
Year
|
Day
|
Traverse
|
2007
|
2
February
|
|
2008
|
20
January
|
|
2008
|
26
January
|
|
2008
|
30
January
|
|
2008
|
31
January
|
|
2008
|
31
March
|
|
2008
|
18
April
|
|
2008
|
28
April
|
|
2008
|
17 July
|
|
2008
|
27 July
|
|
2009
|
24
April
|
|
2009
|
22 June
|
|
2010
|
2 May
|
A meglepő következtetése az volt Humlumnak,
hogy még egy ilyen kis településnek is jelentős, mérhető hatása van. Szinte
mindegyik útvonalon kirajzolódik a következő jelenség: a repülőtérről indulva a
magas hőmérséklet csökken majd Longyearbyen-be
érve megint emelkedik, ezt elhagyva ismét csökken. Jóllehet ilyen kis zónákban
is jelentős szerepe van a mikroklímának (földrajzi elhelyezkedés, kitettség,
szélirány, stb. ) és emiatt is jelentkeznek hőmérséklet-különbségek, az
adatokból azonban egyértelműen kijelenthető, hogy az UHI létezik és sokkal
jelentősebb hőmérséklet különbségeket okoz, mint ahogy azt a globális
hőmérsékleteket számító algoritmusokba beépítik.
Egy, 70 amerikai várost vizsgáló NASA
tanulmány (http://www.nasa.gov/centers/goddard/news/topstory/2004/0801uhigreen.html)
szerint a városok 10 km-es környezetében
is jelentősen (15 nappal) megnőtt a növények növekedési időtartama (growing
season).
Egy másik, 2014-es amerikai tanulmányban (http://assets.climatecentral.org/pdfs/UrbanHeatIsland.pdf) az USA 60 legnagyobb városát és környékét vizsgálva a következő konkluzióra
jutottak:
- A 60 városnak mérhető UHI-hatása volt az elmúlt 10 évben. A napi hőmérsékletek egyes nagyvárosokban akár 27 °F (15°C) –al is meghaladják a környező vidéki hőmérsékleteket, a 60 város átlaga 17,5°F (9°C – ez megegyezik a Humlum által mért oslói különbséggel) volt
- Jelentősen nagyobb volt a kánikulai napok száma a városokban, mint a környező vidéki zónákban. 12 városnál ez a különbség meghaladta a 20 napot is, a 60 városnál átlagban 8 ilyen plusz kánikulai nap volt.
- a tanulmány közöl egy műholdfelvételt is Louisville környékéről, ahol szépen kirajzolódik a hőmérséklet különbség:
Láthatjuk tehát, hogy a sűrűn lakott
települések jelentős hőmérséklet emelkedést mutatnak, a kevésbé lakott zónákhoz
képest.
A meteorológiai állomások jelentős hányada lakott településen (sokszor repülőtéren) helyezkedik el. A NASA/NOAA globális hőmérséklet számításánál egy-egy állomás adataival 1200 km-re is számolnak. Felvetődik a kérdés, hogy mennyire helyesen tudják az így kapott értékekbe belekalkulálni az UHI-hatást? Főleg, ha a hivatalos álláspont az, hogy az UHI-hatás elhanyagolható mértékű.
A meteorológiai állomások jelentős hányada lakott településen (sokszor repülőtéren) helyezkedik el. A NASA/NOAA globális hőmérséklet számításánál egy-egy állomás adataival 1200 km-re is számolnak. Felvetődik a kérdés, hogy mennyire helyesen tudják az így kapott értékekbe belekalkulálni az UHI-hatást? Főleg, ha a hivatalos álláspont az, hogy az UHI-hatás elhanyagolható mértékű.
Figyelembe véve, hogy nagyon sok városi-zóna
az utóbbi 50-100 évben jelent meg, nem az a logikus elgondolás, hogy az
ugyanazon a helyen mért hőmérséklet azért is nagyobb a régi értékhez képest,
mert az állomás körül felnőtt beton-dzsungel jelentősen megnöveli a mért
értéket? Ez esetben miért a múltbéli értékeket csökkentik és a jelen értékeit
növelik (lásd előző bejegyzéseimet), hiszen az UHI hatást figyelembe véve pont
fordítva kellene történjen a módosítás?
Összegezve, láthatjuk, hogy az UHI-hatás mennyire eltorzítja egy-egy zóna, cella (pl. a GISTEMP által használt cellák) valódi hőmérsékleti értékét, hiszen ezt az értéket a településeken mért nagyon magas értékből számítják, holott a zóna többi részében jelentősen kisebb értékek vannak. Tehát, ha a zóna valódi értékét szeretnénk megkapni, akkor a városban mért értéket csökkentve kellene extrapolálni a lakatlan területekre. Ennek ellenkezője történik: a mért, nyers értékeket felfele módosítják.
A fentiek még egy plusz érvet jelentenek a műholdas globális hőmérséklet mérés mellett, hiszen a műhold pontosan méri az UHI-hatás miatt megnőtt városi értékeket és ugyanolyan pontosan méri a környék kisebb hőmérsékletét is, a teljes lefedettség miatt nagyon pontos hőmérsékleti értéket kapunk.
A meteorológiai állomások által mért értékekből, pedig bonyolult algoritmusokkal érik el a “pontos” lefedettséget és nem kell klíma-szakértőnek lenni, hogy felfedezzük, hogy ez utóbbi esetben mennyi hiba-lehetőség van. Egyszerűen, globális hőmérsékletről csak a műholdas méréseknél szabadna beszélni, hiszen a műholdak a Föld minden pontját mérik, és egy-időben mérik, míg az állomásoknál a lakott települések pontjaiban történik a mérés, és nem folyamatosan, egy-időben, hanem különböző időpontokban, amelyekből átlagot számolnak, jobb esetben az óránkénti adatokból, de nagyon sok esetben csak a max. és min. értékekből.
Ott van még az időpont egyeztetés problémája
is a nagy távolságokra levő
állomásoknál. Egy nap hőmérsékletének a kiszámításánál mit vegyenek figyelembe?
Egy globális, egységes idő szerinti méréseket, vagy minden állomás saját napi
méréseit? Mert egy adott időpontban a Föld egyik felén éjszaka van,
hőmérsékleti minimumokkal, a másik felén pedig nappal, hőmérsékleti
maximumokkal.
A mérőállomásokból számolt globális
hőmérséklet mérésnél természetesen megvan a módszer erre is, a kérdés csak az,
hogy betudják-e építeni annyira pontosan az algoritmusba, hogy akár
megközelítse a műholdak pontosságát,
hiszen a műholdaknál nincs ilyen probléma, azok valóban tudnak egy tetszőleges
pillanatban is pontos globális hőmérsékleti értéket számítani.
Nem csoda, hogy a műholddal mérő
intézmények, azonnal, már a következő hónap első napján közzéteszik a havi
értéket, míg a meteo-állomásosok közül a leghamarabb a NASA/Gistemp, 10-15
napos késéssel. Ennyivel bonyolultabb az
az algoritmus, amivel a fentebb felsorolt tényezőket (és még egy sor mást)
figyelembe véve, a rendelkező adatokból globális hőmérsékleti értéket kapnak a NASA
szuperszámítógépei.
Visszatérve az UHI-hatásra, láthatjuk, hogy fontos tényezője a globális hőmérsékletnek és az UHI esetén valóban beszélhetünk antropogén globális melegedésről (AGW), mert az ember okozza és konkrétan mérhető, ellentétben a szintén az embernek tulajdonított CO2-szint növekedésből származó hőmérséklet emelkedésből. Ez a modellekben szépen ki van számolva, de mivel a valóságban a modellekből kihagyott, ismert és még ismeretlen természetes tényezők is hatnak, nehéz konkrétan megállapítani, hogy a melegedésből mennyi tulajdonítható a CO2-nak. Ha a modellek pontosak a CO2 hatását illetően, az azt jelentheti, hogy a Földön jelentős lehűlés van folyamatban, ha csak a természetes tényezőket tekintjük, és a kettő összegzéséből jön ki az a mérsékelt emelkedés, amit most mérnek, jóval a modellek előrejelzései alatt.
De ez csak spekuláció, a helyzet az, hogy annyi még a megismerni-való, hogy a tudományhoz értő, a természetben ható folyamatok komplexitását felfogó ember nem jelentheti ki, hogy mindent tudunk a klímáról és hogy 100%-os bizonyossággal kiszámolható, megjósolható a jövő, ezen a téren.
Azt nem tudom, hogy a műholdas mérések mennyire pontosak, de a felszínin mérésekből számolt globális hőmérsékleti adatokat ezek szerint ki lehet dobni a kukába, mert kb. semmit sem mutatnak. Írhatnál egy cikket a műholdas mérésekről is, elfogulatlan kritikus szemmel.
VálaszTörlés