Mikroklima i urbani toplinski otoci i dodatno zagrijan grad

Mirno vrijeme visokog tlaka s visokim temperaturama. Noću, ali i danju se u većim urbanim sredinama može primijetiti efekt gradskog (urbanog) toplinskog otoka - mikroklima! To utječe i na biljke.

U područjima visokog tlaka, zrak se spušta preko velikih površina i pritom se zagrijava. Toplinski val je prvenstveno stacionarno ili sporo pokretno područje visokog tlaka. U biti zadržava topli zrak nekoliko dana jer ostaje ispod područja visokog tlaka.

Tijekom ljetnih mjeseci topli zrak dopire do tla. To dovodi do dugotrajne vrućine s vrlo visokim temperaturama. Tome se dodaje tipično dnevno zagrijavanje s "jakim" suncem, što omogućuje daljnje nakupljanje topline.

Tople zračne mase su prisiljene spustiti se zbog dolaznog zraka. Kompresija dodatno zagrijava zrak. Zbog toga je područje visokog tlaka vrlo stabilno, a zračna masa u njemu vrlo suha. Ovo je vrijeme kada se govori o fenomenu toplinski otoci, o mikroklimi.

Postoje dvije različite definicije pojma mikroklima. S jedne strane, to se odnosi na klimatske uvjete blizu tla do visine od oko 2 metra. S druge strane, odnosi se na klimu koja prevladava na malom, precizno definiranom području.

Veličina mikroklime varira. Može se protezati od nekoliko metara do nekoliko kilometara. Kao i kod većih klimatskih regija, na mikroklimu utječe nekoliko čimbenika:

Građevine u gusto naseljenim područjima imaju velik utjecaj na mikroklimu.

Urbani toplinski otok je urbano područje koje je znatno toplije od ruralne okoline zbog umjetne infrastrukture i ljudskih aktivnosti. U gusto naseljenim urbanim područjima formira se lokalno, plitko, termalno područje niskog tlaka. Budući da je tlak zraka u okolnom području relativno viši, dolazi do strujanja iz okolnog područja u grad. Ovisno o razvoju, ovaj vjetar može prodrijeti u vanjska područja grada, gdje ne samo da hladi zrak već i poboljšava kvalitetu zraka.

Određeni građevinski materijali poput betona i asfalta apsorbiraju više topline zbog svoje tamne boje i nastavljaju je otpuštati čak i nakon zalaska sunca. Istovremeno, u vedrim uvjetima, okolno područje se brzo hladi u noćima bez vjetra. Osim toga, na temperaturu zraka u gradu utječe antropogeno oslobađanje topline. Emisije iz prometa i industrije mijenjaju ne samo sastav zraka već i njegovu temperaturu.

Zgrade poredane blizu jedna drugoj također mijenjaju uvjete vjetra i svjetla. Može ostati mirno na jednom području, dok jak vjetar puše samo nekoliko metara dalje. Mjere urbanističkog planiranja trebaju uzimati u obzir te učinke u novim građevinskim projektima. Specifična klima u urbanim područjima naziva se i urbana klima.

Što gradovi zauzimaju više površine i što su gušće izgrađeni, to je obično veći efekt toplinskog otoka. Prosječna temperatura je tada viša nego u obližnjim ruralnim područjima. Ova temperaturna razlika je najuočljivija noću, a posebno zimi. Izgrađena područja se ne hlade toliko pod zvjezdanim nebom kao zelena područja.

Kako su urbane sredine rasle, mnoge mjerne postaje koje su se izvorno nalazile u predgrađima sada se nalaze u urbanim područjima. U najgorem slučaju, efekt toplinskog otoka može dati veće vrijednosti temperatura prilikom mjerenja. Odstupanja tada mogu biti prevelika, što znači da je grad nekoliko stupnjeva topliji od okolnog područja. To je slučaj kada se uspoređuje s drugim mjernim stanicama ili s ranijim razdobljima u kojima je krajolik bio potpuno drugačiji. Ali za to postoje korektivni postupci.

Tijekom dugotrajnog toplinskog vala i u mirnim, vedrim uvjetima, temperaturna razlika između okolice i grada ujutro može biti i veća. U ekstremnim slučajevima moguće su temperaturne razlike i do 10 stupnjeva Celzija.

Svjetlost i temperatura također uvelike reguliraju sezonu rasta biljaka. Na primjer, povećana rasvjeta i temperatura uzrokuju da drveće u gradovima pupa i cvjeta ranije u proljeće te mijenja boju kasnije u jesen nego drveće u ruralnim okruženjima. Istraživanja su pokazala da početak vegetacijske sezone je u prosjeku 12,6 dana ranije nego u ruralnim područjima, a kraj je 11,2 dana kasnije u analiziranim gradovima. Potreban su dodatna istraživanja na koje biljke bi uvođenje LED rasvjete imalo veći-manji utjecaj.