Jak efektivně reagovat na změnu klimatu ve městech?

Globální změna klimatu společně s urbanizací a zhušťováním měst se dotýká prakticky všech obyvatel a ekosystémů planety. Modrozelená infrastruktura může mít zásadní vliv na adaptaci městského prostředí a zároveň působit mitigačním efektem.

Modrozelená infrastruktura ve městě

  

Globální změna klimatu společně s urbanizací a zhušťováním měst se dotýká prakticky všech obyvatel a ekosystémů planety. Zároveň ovlivní jistým způsobem všechny sektory průmyslu, služeb a mnoho dalších oblastí života a lidské činnosti. Výsledkem mohou být častější extrémní projevy počasí a různé přírodní katastrofy, negativní vlivy na zdraví lidí, snížení výnosů v zemědělství, zvyšování hladiny moří, ohrožení ekosystémů a pokles biodiverzity apod. [1]

Navíc městská zástavba a nepropustné povrchy vytváří tzv. tepelné ostrovy, tj. mikroklima, které ještě více prohlubuje negativní dopady klimatických změn na města. [1]

Úžeh, úpal, dehydratace, snížená kvalita spánku, pokles produktivity práce, horší tepelný komfort a výrazné navýšení spotřeby energií na klimatizaci… to je několik příkladů negativního vlivu tepelné zátěže na lidské zdraví a pohodu. [2]

Praha, Brno, Plzeň nebo Ostrava se snaží již několik let systematicky reagovat na měnící se klima. Nicméně změna klimatu v posledním desetiletí zrychluje, extrémní počasí bude nebezpečnější (např. vlny veder budou delší, intenzivnější a častější). V řadě evropských zemí včetně České republiky byl rok 2018 zaznamenán jako nejteplejší v historii měření a jednalo se o období s nedostatkem srážek. Méně srážek a intenzivnější výpar podporují výskyt sucha. [1]

V ČR byl v roce 2018 úhrn srážek o 24 % nižší oproti průměru a jednalo se o 2. nejhorší zaznamenané sucho. [1]

Na Obrázku 1 je uveden vývoj průměrné roční teploty v ČR od roku 1961 do roku 2020. Průměrná roční teplota v různých letech samozřejmě kolísá, stejně tak jako průměrné teploty jednotlivých měsíců a lokalit v ČR. Nicméně mají zřetelně rostoucí trend.

Průměrná roční teplota v ČR

Obrázek 1: Průměrná roční teplota v České republice (1961–2020) [3]

Existují způsoby, jak proti těmto negativním dopadům postupovat. Je třeba vytyčit mitigační a adaptační cíle a opatření.

Adaptace je jednoduše včasné přizpůsobení se očekávaným místním negativním dopadům, například pomocí zadržování a využití dešťové vody, využití zeleně, změn v zemědělském hospodaření atd. Jsou to opatření účinná na místní úrovni s relativně rychlým účinkem. [1]

Mitigace jsou opatření, která vedou ke snižování emisí skleníkových plynů. Například využívání obnovitelných zdrojů energie apod. Přináší širší a globální benefity a účinky se projevují v dlouhodobém horizontu. [1]

Účinné opatření s dlouhodobou perspektivou je ovlivňování mikroklimatu celého sídla (měst), tedy adaptace současně s mitigací s využitím modrozelené infrastruktury. Modrozelená infrastruktura je nejvýznamnější podmnožina opatření. Je to vzájemně propojená komplexní síť prvků pracujících v harmonii s přírodními řešeními/principy. [1; 4]

Některé prvky modrozelené infrastruktury mohou ovlivnit mikroklima tím, že zadržují maximum dešťové vody a posléze ji pomocí rostlin, zejména dřevin, odpaří. Tím ochlazují a zvlhčují vzduch. Je tedy třeba postupné přebudovávání veřejných i neveřejných prostranství. Jedná se o běh na dlouhou trať [1].

Výsledky studií z různých klimatických a jiných podmínek ukazují, že chladící efekt těchto modrozelených prvků je výrazný – ochlazení až o 1,5–9,5 °C. [4]

Teplotní mapa povrchů města Brna byla pořízena poslední srpnový den 2019 (viz obrázek 3). Jasně ukazuje, že zástavba dosahuje vysokých teplot až 50 °C. Naopak na lesích a vodních plochách je vidět onen chladící efekt (oblasti modré barvy).

Teplotní mapa povrchů v Brně 

Obrázek 2: Teplotní mapa povrchů města Brna 2019 vytvořená ve spolupráci s Ústavem výzkumu globální změny Akademie věd ČR pomocí hyperspektrálního senzoru TASI-600 [5]

Příklady řešení

Jedním a zároveň nákladově nejefektivnějším řešením, jak snižovat teplotu ve městech, je výsadba stromů a zeleně. Stromy jsou schopné snižovat povrchové teploty tím, že odrážejí a pohlcují sluneční záření – poskytují stín. Zároveň jsou schopny uvolňovat vodu do atmosféry v mikroskopickém měřítku a opět tak ochlazovat své okolí (= transpirace). [6]

Na obrázku 4 je vidět, že ulice stíněná stromem dosahuje téměř 2x nižších teplot než nestíněná oblast. Nízkých teplot dosahuje i koruna stromů, kde dochází k ochlazování již zmíněnou transpirací.

Teplotní monitoring ulice pořízen termokamerou

Obrázek 3: Teplotní monitoring ulice pořízen termokamerou – efekt stromů [7]

Bohužel městské prostředí často stromům nesvědčí a je nevhodné pro výsadbu a růst stromů. Zejména kvůli možnému ohrožení inženýrských sítí, nepropustným povrchům a v návaznosti na to nedostatečné vlhkosti půdy, ale také z důvodu nedostatečné ochrany kořenů stromů a prostoru pro jejich růst. [6]

Tam, kde z dispozičních důvodů nelze výsadbu stromů provést, ať už kvůli inženýrským sítím či z jiných důvodů, se nabízí alternativa – popínavé uliční stromy AS-POUSTR. Jedná se o ocelovou konstrukci, která slouží jako opora pro nenáročné popínavé rostliny. Konstrukci lze osadit fotovoltaickými panely, zvlhčovači vzduchu nebo lampami, což umožňuje nahrazovat klasické sloupy veřejného osvětlení. Vzhledem ke konceptu „Smart City“ by mohly v budoucnu umožnit osazení různým digitálním značením, oznámeními, ukazateli, bezpečnostními prvky či senzory (měření znečištění, teploty, detekce nehod a požárů apod.). V americkém Detroitu již dnes využívají senzory pro detekci a lokaci střelby pro včasný zásah bezpečnostních složek.

Popínavé uliční stromy AS-POUSTR

Obrázek 4: Vizualizace – popínavé uliční stromy AS-POUSTR osazené veřejným osvětlením.

Naopak tam, kde inženýrské sítě umožňují výsadbu, je třeba stromům zajistit dostatečný komfort. Skvělým řešením je použití zasakovacích AS-TTE roštů pro zpevněné povrchy, které slouží pro náhradu nepropustných povrchů za propustné. Je možno je osadit betonovými dlaždicemi nebo zatravnit. Díky prostorovému propojení roštů dochází k roznesení tlaků na větší plochu a je možné ztenčit podkladní vrstvy. Nedochází k vývinu příliš velkých tlaků na kořeny, což je společně s nedostatkem prostoru k růstu častější důvod úmrtí stromů než nedostatek vláhy. Zároveň díky propustnosti AS-TTE roštů je zajištěna dostatečná vlhkost půdy.

Prostorové roznesení sil – běžné zpevněné povrchy vs. zasakovací AS-TTE rošty

Obrázek 5: Prostorové roznesení sil a srovnání tloušťky podkladních vrstev – běžné zpevněné povrchy vs. zasakovací AS-TTE rošty.

Zasakovací rošty samotné jsou účinným opatřením proti vzrůstajícím teplotám. Mohou se aplikovat na parkovištích, chodnících, náměstích a podobných plochách. Příkladem mohou být zatravněné tramvajové pásy, které díky evaporaci a transpiraci opět ochlazují své okolí. Viz obrázek 7, kde je opět vidět výrazné ochlazení povrchu. Zároveň jsou díky propojení a své konstrukci stále pojízdné. V případě tramvajových pásů např. pro vozidla integrovaného záchranného systému.

Porovnání teplot povrchů běžných betonových tramvajových pásů se zatravněnými tramvajovými pásy

Obrázek 6: Porovnání teplot povrchů běžných betonových tramvajových pásů se zatravněnými tramvajovými pásy. Zdroj: LIFE Tree Check.

Zasakovací AS-TTE rošty aplikované i na jiné plochy jako jsou chodníky atp. v kombinaci s betonovými dlaždicemi plní také chladící, ačkoliv méně intenzivní funkci. Během deštivého počasí dojde k průsaku vody, která v teplejších dnech může postupně prostupovat dlaždicemi a ochlazovat povrch plochy a její okolí.

Propustné povrchy z těchto roštů (zatravněné i dlážděné) plní i další velmi důležité funkce – obnovují původní odtokové poměry, snižují zátěž ČOV, redukují riziko povodní a záplav, podkladní vrstvy mohou umožnit sorpci znečištění a jeho rozklad…

Při nejoptimističtějším scénáři vývoje klimatické změny se riziko povodní do roku 2100 zdvojnásobí a škody vzrostou o 120 %. [1]

Pro redukci teplot může být využito i zelených střech, zelených fasád nebo vertikálních zahrad, jejichž efekt je vyobrazen na obrázku 8 a 9.

Srovnání teplot povrchů zelených střech

Obrázek 7: Srovnání teplot povrchů zelených střech (tmavě fialová oblast) s klasickými střechami (světle žlutá oblast) [8]

 

Vliv zeleně na teplotu povrchu fasády domu

Obrázek 8: Vliv zeleně na teplotu povrchu fasády domu [6]

Modrozelená infrastruktura může mít tedy zásadní vliv na adaptaci městského prostředí a zároveň působit mitigačním efektem.

  

Miroslav Pazour

  

Bibliografie

[1]

PAVELČÍK, P., P. KLÁPŠTĚ a V. TŘEBICKÝ. Města a sídelní krajina v době změny klimatu: Stručný přehled problematiky pro představitele veřejné správy. Rudná: CI2, o. p. s., 32 s. Dostupné také z: https://www.lifetreecheck.eu/cs/Library/Mesta-a-sidelni-krajina-CR-v-dobe-zmeny-klimatu

[2]

SOLCEROVA, Anna, Frans VAN DE VEN, Mengyu WANG, Michiel RIJSDIJK a Nick VAN DE GIESEN. Do green roofs cool the air?. Building and Environment [online]. 2017, 111, 249-255 [cit. 2021-04-28]. ISSN 03601323. Dostupné z: doi:10.1016/j.buildenv.2016.10.021

[3]

Průměrná roční teplota v ČR. Fakta o změně klimatu [online]. [cit. 2021-04-28]. Dostupné z: https://faktaoklimatu.cz/infografiky/teplota-cr

[4]

BARTESAGHI KOC, Carlos, Paul OSMOND a Alan PETERS. Evaluating the cooling effects of green infrastructure: A systematic review of methods, indicators and data sources. Solar Energy [online]. 2018, 166, 486-508 [cit. 2021-04-28]. ISSN 0038092X. Dostupné z: doi:10.1016/j.solener.2018.03.008

[5]

Mapa teplot povrchů. Mapový portál města Brna [online]. [cit. 2021-04-28]. Dostupné z: https://gis.brno.cz/mapa/teplotni-mapa/?c=-594593.9%3A-1162098.45&z=3&lb=of-brno_akt&ly=hrmc%2Ctepmap1&lbo=1&lyo=&i=-590153.76%3A-1164033.49

[6]

NORTON, Briony et al. Planning for a cooler future: green infrastructure to reduce urban heat: Climate Adaptation for Decision-makers [online]. Victorian Centre for Climate Change Adaptation Research, 2013 [cit. 2021-04-28]. ISBN 978-0-7340-4905-6.

[7]

ANDER, Martin. Kvalitní geodata - podmínka úspěšné adaptace na změny klimatu: Konference Mapy jsou pro každého [online]. [cit. 2021-04-28]. Dostupné z: https://www.giskonference.cz/GISKonference/media/Prezentace-2019/04_Life_Tree_Check_Geodata-ve-sluzbach-adaptace(1).pdf

[8]

HEIDARINEJAD, Ghassem a Arash ESMAILI. Numerical simulation of the dual effect of green roof thermal performance. Energy Conversion and Management [online]. 2015, 106, 1418-1425 [cit. 2021-04-28]. ISSN 01968904. Dostupné z: doi:10.1016/j.enconman.2015.10.020

 

 

 

 

 

Další články

Voda pro modro-zelenou infrastrukturu ... webinář

Asi už se dnes všichni shodnou na tom, že je třeba bojovat proti tepelným ostrovům ve městech, protože mohou v blízké budoucnosti učinit města v letních dnech neobyvatelná.

Chytrý strom AS-POUSTR jako prvek modrozelené infrastruktury

Modrozelená infrastruktura usiluje o zlepšení mikroklimatu a efektivní hospodaření s dešťovou vodou ve městech. Cílem je především zmírnění efektu tzv. městských tepelných ostrovů.