 |
| Kaupungin lämpösaarekeilmiö eli kaupunkilämpöefekti tarkoittaa sitä, että kaupungeissa sekä ilma, pinnat että maaperä ovat lämpimämpiä kuin ympäröivällä maaseudulla. Kuvan © mocho - Fotolia. |
Mitä lämpösaarekeilmiö tarkoittaa?
Lämpötilamittausten yhteydessä on puhuttu paljon kaupunkien lämpösaarekeilmiöstä (UHI, Urban Heat Island) eli kaupunkilämpöefektistä. Tämä tarkoittaa sitä, että kaupungeissa sekä ilma, pinnat että maaperä ovat tunnetusti lämpimämpiä kuin ympäröivällä maaseudulla. Erityisen suuri vaikutus on silloin, kun sää on kuiva, tyyni ja selkeä. Pilvisellä ja varsinkin tuulisella säällä ilmiön vaikutus on pienimmillään. Paikallisesti ilmiö vaikuttaa myös vuorokauden sisäiseen lämpötilojen vaihteluun, sademääriin ja pilvisyyteen.
Mistä lämpösaarekeilmiö johtuu?
Lämpösaarekeilmiön syntyä edistävät esimerkiksi kasvillisuuden poistaminen, asfaltointi ja sadevesiviemäröinti. Tämän seurauksena kosteutta on vähän, jolloin energiaa ei kulu haihtumiseen (vesihöyry sitoisi itseensä lämpöenergiaa), vaan energia jää lämmittämään eri materiaaleja. Erityisesti asfaltti ja muut tummat pinnat absorboivat ja varastoivat auringon säteilyä tehokkaasti. Sitä paitsi rakennukset voivat hidastaa tuulen liikettä maanpinnan lähellä, jolloin pääsee muodostumaan lämpimiä aurinkoisia kohtia. Voimakkaimmillaan ilmiö onkin tiheästi rakennetuilla alueilla, joilla rakennukset ovat korkeita.
Ilmansaasteet voivat myös luoda kaupunkiin pienimuotoisen kasvihuoneilmiön, mikä estää lämmön karkaamista. Lisäksi teollisuus, liikenne ja rakennukset vapauttavat hukkalämpöä. Esimerkiksi ilmastointilaitteet viilentävät sisätiloja, mutta ne siirtävät hukkalämmön ilmakehään. Tämä puolestaan nostaa kaupunkien ilman lämpötilaa. Ilmastoinnin tarvetta ovat lisänneet myös toimistorakennukset, joissa täytyy saada poistettua tietokoneiden tuottamaa hukkalämpöä. Nykyisellä ilmastoinnin määrällä vaikutus esimerkiksi Pariisin lämpötilaan on helleaallon aikana (ei siis koko vuoden aikana) pari vuotta sitten julkaistun tutkimuksen mukaan 0,5 celsiusastetta. Jos ilmastoinnin määrä kaksinkertaistuu, vaikutus on kaksi astetta.
Milloin ja missä lämpösaarekeilmiö on voimakkaimmillaan?
Ilmansaasteet voivat myös luoda kaupunkiin pienimuotoisen kasvihuoneilmiön, mikä estää lämmön karkaamista. Lisäksi teollisuus, liikenne ja rakennukset vapauttavat hukkalämpöä. Esimerkiksi ilmastointilaitteet viilentävät sisätiloja, mutta ne siirtävät hukkalämmön ilmakehään. Tämä puolestaan nostaa kaupunkien ilman lämpötilaa. Ilmastoinnin tarvetta ovat lisänneet myös toimistorakennukset, joissa täytyy saada poistettua tietokoneiden tuottamaa hukkalämpöä. Nykyisellä ilmastoinnin määrällä vaikutus esimerkiksi Pariisin lämpötilaan on helleaallon aikana (ei siis koko vuoden aikana) pari vuotta sitten julkaistun tutkimuksen mukaan 0,5 celsiusastetta. Jos ilmastoinnin määrä kaksinkertaistuu, vaikutus on kaksi astetta.
Milloin ja missä lämpösaarekeilmiö on voimakkaimmillaan?
Jos satelliitista mitataan kaupungin pintojen (esimerkiksi kadut ja katot, ei seinät) lämpötiloja, lämpösaarekeilmiö on suurimmillaan päivällä, jolloin pinnat lämpenevät auringon säteilyn vaikutuksesta voimakkaasti. Sen sijaan lähellä maanpintaa tehdyissä ilman lämpötilamittauksissa lämpösaarekeilmiö on yleensä näkyvimmillään yöllä, kun katujen pinnat ja heti niiden yläpuolella oleva ilma jäähtyvät hitaasti. Sopivissa olosuhteissa tämä lämmittävä vaikutus voi ulottua 1-2 kilometrin korkeuteen asti.
Lämpösaarekeilmiön voimakkuus kasvaa kaupungin laitamilta kohti keskustaa siirryttäessä. Vähintään miljoonan asukkaan kaupunki saattaa olla vuoden keskilämpötilalla mitattuna 1-3 celsiusastetta ympäristöään lämpimämpi. Iltaisin tai öisin vaikutus voi olla äärimmillään jopa 12 astetta. Kaupungin sisälläkin kuitenkin on erilaisia mikroilmastoja, sillä esimerkiksi puistot ja muut viheralueet ovat muuta kaupunkia viileämpiä.
Ilmastotieto kertoo kaupunkien yhä lämpenevistä öistä näin: "Esimerkiksi Arabian niemimaalla, Iranissa ja Intiassa kaupunkien yölämpötilat saattavat nousta 3-5 °C pelkästään hiilidioksidin kaksinkertaistumisesta. Kaupunkilämpösaarekkeen voimistuminen saattaa lisäksi nostaa lämpötiloja joillakin alueilla yhtä paljon kuin hiilidioksidin kaksinkertaistuminen. Todella kuumien öiden määrä tulee lisääntymään selvästi. Kaupungin todella kuuma yö tarkoittaa tässä sitä, että ympäröivän maaseudun öistä vain 1 % on yhtä kuumia tai kuumempia. Lontoossa on nykyään 1-2 todella kuumaa yötä vuodessa, mutta tämän tutkimuksen mukaan vuonna 2050 Lontoossa voi olla jopa 10 todella kuumaa yötä. Pekingissä kuumien öiden määrä saattaa nousta nykyisestä 3-6:sta jopa 50:een per vuosi. Nigerian Lagosissa on kaikista surkein tilanne; nykyisestä alle viidestä todella kuumasta yöstä tilanne kehittyy niin, että vuonna 2050 todella kuumia öitä saattaa olla jopa 150."
Lämpösaarekeilmiön voimakkuus kasvaa kaupungin laitamilta kohti keskustaa siirryttäessä. Vähintään miljoonan asukkaan kaupunki saattaa olla vuoden keskilämpötilalla mitattuna 1-3 celsiusastetta ympäristöään lämpimämpi. Iltaisin tai öisin vaikutus voi olla äärimmillään jopa 12 astetta. Kaupungin sisälläkin kuitenkin on erilaisia mikroilmastoja, sillä esimerkiksi puistot ja muut viheralueet ovat muuta kaupunkia viileämpiä.
Ilmastotieto kertoo kaupunkien yhä lämpenevistä öistä näin: "Esimerkiksi Arabian niemimaalla, Iranissa ja Intiassa kaupunkien yölämpötilat saattavat nousta 3-5 °C pelkästään hiilidioksidin kaksinkertaistumisesta. Kaupunkilämpösaarekkeen voimistuminen saattaa lisäksi nostaa lämpötiloja joillakin alueilla yhtä paljon kuin hiilidioksidin kaksinkertaistuminen. Todella kuumien öiden määrä tulee lisääntymään selvästi. Kaupungin todella kuuma yö tarkoittaa tässä sitä, että ympäröivän maaseudun öistä vain 1 % on yhtä kuumia tai kuumempia. Lontoossa on nykyään 1-2 todella kuumaa yötä vuodessa, mutta tämän tutkimuksen mukaan vuonna 2050 Lontoossa voi olla jopa 10 todella kuumaa yötä. Pekingissä kuumien öiden määrä saattaa nousta nykyisestä 3-6:sta jopa 50:een per vuosi. Nigerian Lagosissa on kaikista surkein tilanne; nykyisestä alle viidestä todella kuumasta yöstä tilanne kehittyy niin, että vuonna 2050 todella kuumia öitä saattaa olla jopa 150."
Mitä lämpösaarekeilmiö aiheuttaa?
Kesällä lämpösaarekeilmiö altistaa kaupunkien asukkaat erityisen suurelle lämpöstressille ja lämpökuolemille helleaaltojen aikana. Pahin tilanne on voimakkaasti kaupungistuvissa kehitysmaissa, joissa köyhillä kaupunkilaisilla ei ole varaa ilmastointiin, ja tilanteen voidaan olettaa entisestään pahentuvan nykyisen ihmiskunnan voimistaman ilmastonmuutoksen myötä. Tämä terveysvaikutus lieneekin ilmiön kaikkein merkittävin negatiivinen vaikutus. Lisäksi talven pikkupakkasten aikaan ilmiö voi edistää sulamisen ja jäätymisen vaihtelua, mikä osaltaan lisää liukastumisriskiä ja hiekotustarvetta sekä altistaa rakenteita entistä voimakkaammalle rapautumiselle. Positiivisena seurauksena voidaan pitää talojen entistä vähäisempää lämmitystarvetta talviaikaan.
 |
| Talven pikkupakkasten aikaan kaupunkilämpösaarekeilmiö voi edistää sulamisen ja jäätymisen vaihtelua, mikä osaltaan lisää liukastumisriskiä ja hiekotustarvetta sekä altistaa rakenteita entistä voimakkaammalle rapautumiselle. |
Kesällä lämpösaarekeilmiö altistaa kaupunkien asukkaat erityisen suurelle lämpöstressille ja lämpökuolemille helleaaltojen aikana. Pahin tilanne on voimakkaasti kaupungistuvissa kehitysmaissa, joissa köyhillä kaupunkilaisilla ei ole varaa ilmastointiin, ja tilanteen voidaan olettaa entisestään pahentuvan nykyisen ihmiskunnan voimistaman ilmastonmuutoksen myötä. Tämä terveysvaikutus lieneekin ilmiön kaikkein merkittävin negatiivinen vaikutus. Lisäksi talven pikkupakkasten aikaan ilmiö voi edistää sulamisen ja jäätymisen vaihtelua, mikä osaltaan lisää liukastumisriskiä ja hiekotustarvetta sekä altistaa rakenteita entistä voimakkaammalle rapautumiselle. Positiivisena seurauksena voidaan pitää talojen entistä vähäisempää lämmitystarvetta talviaikaan.
Kaupunkien lämpösaarekeilmiö on otettava huomioon myös ilmastonmuutosta tutkittaessa. Kaupunkialueiden lämpötilat voidaan joko adjusoida (muuntaa) ympäröivän maaseudun trendien mukaisesti tai kaupungeista mitatut lämpötilat voidaan jättää kokonaan ottamatta huomioon. Hallitustenvälinen ilmastonmuutospaneeli IPCC sanoo kaupunkien lämpösaarekeilmiön vaikutuksen olevan paikallinen ja sen merkityksen alueellisiin tai globaaleihin lämpötilatrendeihin pieni. Kaupunkien lämpenemistrendit saattavat itse asiassa monin paikoin olla jopa pienempiä kuin ympäröivän maaseudun lämpeneminen, koska kaupunkien lämpötilamittauspisteet on usein sijoitettu viileisiin saarekkeisiin, esimerkiksi puistoihin.
Näkyykö lämpösaarekeilmiö Suomessa?
Viime vuonna julkaistiin tutkimus Kiinan kaupunkien lämpösaarekeilmiöstä. Sekä yleisesti että erityisesti Oulun kaupungin osalta lämpösaarekeilmiö on selostettu erinomaisen havainnollisesti Riikka Kekkosen viimevuotisessa pro gradu -tutkielmassa "Ympäristötekijöiden vaikutus Oulun kaupungin lämpösaarekeilmiöön kesällä".
Myös Helsingissä esiintyy lämpösaarekeilmiötä. Helsingin Kaisaniemessä lämpötila on noussut vuodesta 1844 lähtien noin 2,8 celsiusastetta. Tässä on noin 0,5 celsiusastetta kaupunkilämpösaarekkeen ja mittausmenetelmien muutosten vaikutusta. Asian näkee havainnollisemmin tämän linkin diagrammista, jossa on esitetty Kaisaniemen lämpötilan vuosipoikkeamat vertailukauden 1971 – 2000 suhteen (musta viiva esittää lämpötilakehityksen 11 vuoden liukuvan keskiarvon, katkoviivassa on otettu huomioon kaupunkilämpösaarekeilmiö ja mittausmenetelmien muutokset, joten katkoviiva näyttää lämpötilakehityksen sellaisena kuin jos nykytilanne olisi vallinnut aina).
Miten lämpösaarekeilmiötä voi estää?
Lämpösaarekeilmiö on väistämätön urbanisoitumisen eli kaupungistumisen seuraus. Sen voimakkuuteen on kuitenkin mahdollista vaikuttaa useilla eri keinoilla. Tällaisia ovat esimerkiksi kasvihuonekaasupäästöjen vähentäminen (lisääntyvä hiilidioksidi vaikeuttaa myös raikkaan huoneilman saantia), vettä läpäisemättömien pintojen vähentäminen, kasvillisuuden lisääminen, viherkatot, vaaleampien ja muutenkin vähemmän lämpöä imevien materiaalien käyttäminen katoissa ja muissakin rakenteissa (esimerkiksi jalkakäytävien ja pysäköintipaikkojen päällysteet), energiankäytön vähentäminen (energiatehokkuus, hukkalämmön vähentäminen) sekä rakennusten ja katujen sijoittelu siten, että ilma kiertää paremmin.
Esimerkiksi viherkatot vähentävät myös kaupunkitulvia. Ainakin tiheimmin rakennetuilla alueilla viherkattojen yhteenlasketut julkiset ja yksityiset hyödyt ylittävätkin kokonaiskustannukset, vaikka niiden rakentamiskustannukset ovatkin suuret. Lämpötilojen osalta viherkattojen vaikutus voi kuitenkin rajoittua melko korkealle, jolloin merkitys katujen tasolla on mitätön.
Lämpösaarekeilmiön seurauksiin olisi hyvä varautua myös kaupunkisuunnittelussa. Esimerkiksi luistelukentät, sairaalat ja vanhusten hoitolaitokset olisi järkevää sijoittaa niille alueille, joilla ilmiön vaikutus on pienempi. Katuja ympäröivät puurivit vähentävät lämpöefektin vaikutusta sekä kaduilla että ympäröivissä rakennuksissa, mutta toisaalta liian kattavasti katujen yläpuolelle kasvavat oksat voivat estää ilmavirtaa ja liikenteen pakokaasujen nousua sekä näin heikentää ilmanlaatua kaupungeissa. Kaikkein merkittävin lämpösaareketta vähentävä vaikutus voi olla tummien pintojen (kadut, katot) korvaaminen vaaleammilla. Lämpösaarekeilmiön ymmärtäminen tukeekin tehokkaasti järkevää kaupunkisuunnittelua.
Voiko kaupungeissa esiintyä kylmäsaarekeilmiötä?
Joskus kaupungin ydinkeskusta voi olla ympäröivää aluetta viileämpi, tavallisimmin päiväaikaan. Silloin käytetään nimitystä kaupunkien kylmäsaarekeilmiö (UCI, Urban Cold Island). Suomessa tätä esiintyy lähinnä kesällä, kun taas talvella kaupunkien keskustat ovat yleensä myös päivällä ympäröivää aluetta lämpimämpiä. Kylmäsaarekeilmiön vaikutus on asteissa mitattuna lämpösaarekeilmiötä vähäisempi.
Näkyykö lämpösaarekeilmiö Suomessa?
Viime vuonna julkaistiin tutkimus Kiinan kaupunkien lämpösaarekeilmiöstä. Sekä yleisesti että erityisesti Oulun kaupungin osalta lämpösaarekeilmiö on selostettu erinomaisen havainnollisesti Riikka Kekkosen viimevuotisessa pro gradu -tutkielmassa "Ympäristötekijöiden vaikutus Oulun kaupungin lämpösaarekeilmiöön kesällä".
Myös Helsingissä esiintyy lämpösaarekeilmiötä. Helsingin Kaisaniemessä lämpötila on noussut vuodesta 1844 lähtien noin 2,8 celsiusastetta. Tässä on noin 0,5 celsiusastetta kaupunkilämpösaarekkeen ja mittausmenetelmien muutosten vaikutusta. Asian näkee havainnollisemmin tämän linkin diagrammista, jossa on esitetty Kaisaniemen lämpötilan vuosipoikkeamat vertailukauden 1971 – 2000 suhteen (musta viiva esittää lämpötilakehityksen 11 vuoden liukuvan keskiarvon, katkoviivassa on otettu huomioon kaupunkilämpösaarekeilmiö ja mittausmenetelmien muutokset, joten katkoviiva näyttää lämpötilakehityksen sellaisena kuin jos nykytilanne olisi vallinnut aina).
Miten lämpösaarekeilmiötä voi estää?
Lämpösaarekeilmiö on väistämätön urbanisoitumisen eli kaupungistumisen seuraus. Sen voimakkuuteen on kuitenkin mahdollista vaikuttaa useilla eri keinoilla. Tällaisia ovat esimerkiksi kasvihuonekaasupäästöjen vähentäminen (lisääntyvä hiilidioksidi vaikeuttaa myös raikkaan huoneilman saantia), vettä läpäisemättömien pintojen vähentäminen, kasvillisuuden lisääminen, viherkatot, vaaleampien ja muutenkin vähemmän lämpöä imevien materiaalien käyttäminen katoissa ja muissakin rakenteissa (esimerkiksi jalkakäytävien ja pysäköintipaikkojen päällysteet), energiankäytön vähentäminen (energiatehokkuus, hukkalämmön vähentäminen) sekä rakennusten ja katujen sijoittelu siten, että ilma kiertää paremmin.
Esimerkiksi viherkatot vähentävät myös kaupunkitulvia. Ainakin tiheimmin rakennetuilla alueilla viherkattojen yhteenlasketut julkiset ja yksityiset hyödyt ylittävätkin kokonaiskustannukset, vaikka niiden rakentamiskustannukset ovatkin suuret. Lämpötilojen osalta viherkattojen vaikutus voi kuitenkin rajoittua melko korkealle, jolloin merkitys katujen tasolla on mitätön.
Lämpösaarekeilmiön seurauksiin olisi hyvä varautua myös kaupunkisuunnittelussa. Esimerkiksi luistelukentät, sairaalat ja vanhusten hoitolaitokset olisi järkevää sijoittaa niille alueille, joilla ilmiön vaikutus on pienempi. Katuja ympäröivät puurivit vähentävät lämpöefektin vaikutusta sekä kaduilla että ympäröivissä rakennuksissa, mutta toisaalta liian kattavasti katujen yläpuolelle kasvavat oksat voivat estää ilmavirtaa ja liikenteen pakokaasujen nousua sekä näin heikentää ilmanlaatua kaupungeissa. Kaikkein merkittävin lämpösaareketta vähentävä vaikutus voi olla tummien pintojen (kadut, katot) korvaaminen vaaleammilla. Lämpösaarekeilmiön ymmärtäminen tukeekin tehokkaasti järkevää kaupunkisuunnittelua.
Voiko kaupungeissa esiintyä kylmäsaarekeilmiötä?
Joskus kaupungin ydinkeskusta voi olla ympäröivää aluetta viileämpi, tavallisimmin päiväaikaan. Silloin käytetään nimitystä kaupunkien kylmäsaarekeilmiö (UCI, Urban Cold Island). Suomessa tätä esiintyy lähinnä kesällä, kun taas talvella kaupunkien keskustat ovat yleensä myös päivällä ympäröivää aluetta lämpimämpiä. Kylmäsaarekeilmiön vaikutus on asteissa mitattuna lämpösaarekeilmiötä vähäisempi.
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti