Кліматологія міста. Фактори, що впливають на формування мезоклімату (клімату міста)

Тема 7 кліматологія міста  

• Клімат міста - це результат взаємодії загально кліматичних явищ з містобудівними факторами.

Фактори, що впливають на формування мезоклімату (клімату міста)

Особливість поверхонь міста — наявність різного роду покрить (дахів будинків, доріг, площ), що займають до 50% міських територій.

• інтенсивність теплового випромінювання від поверхні може досягати величини 700--840 квт/м2, рівній величині прямої сонячної радіації опівдні;
• унаслідок зниження швидкості вітру в міру наближення до діяльної поверхні, особливо на озеленених ділянках, знижується еквівалентно-ефективна температура повітря і підвищується комфортність житлового середовища;
• вологість повітря біля поверхні дорожніх покрить і в стін знижується на 5—10%.

Зони позанормового забруднення території

Екологічний стан районів Москви

Найліпший стан

Найгірший стан

• Температурний режим міста
• Внаслідок ефективного випромінювання окремих ділянок, у міському середовищі утворяться "острови тепла", у яких частка техногенного тепла може доходити до половини радіаційного;
• Міському повітрю віддають тепло промислові підприємства, житлові будинки і території з твердим покриттям.
• Чим більше місто і чим більше в ньому джерел тепла і забруднення атмосфери, тим більше різниця температур у місті і за містом.
• В різних районах міста температурні розходження залежать від забудови і наявності озеленення.
• У районі широких вулиць і відкритих площ температурні коливання (добова амплітуда) збільшуються. На озеленених територіях - зменшуються.

• На тлі мезоклімату міста в пристінних і приземних шарах атмосфери формуються свої особливі умови мікроклімату.
• "Строкатість" температур у поверхонь різних покрить, обумовлене їх різними теплофізичними властивостями, експозицією і частковим затіненням.
• Наприклад:
• в міру наближення до різних поверхонь різко зростає температура повітря — до 2°С - на рівні 0,2 м від землі і до 8°С на відстані від стін будинків;
• температура, асфальтового покриття на сонце може на 25°С перевищувати температуру повітря на рівні 2 м;

• Закритість обрію.
• У місті є безлічі напівзамкнутих просторів, утворених забудовою. Унаслідок взаємного опромінення вертикальних і горизонтальних поверхонь і ослабленого провітрювання усередині цих просторів знижується тепловіддача у навколишню міське середовище.
• Закритість обрію в мікрорайоні залежить від щільності і поверховості забудови і визначається відношенням площі, що затінюється житловими будинками від сонця протягом нормованого часу, до площі житлової території. Цей показник знаходиться в межах 25 — 75%.

Система міських вітрів. Різноповерхова забудовою істотно впливає на характер повітряної циркуляції.

Місто прогрівається сильніше, ніж навколишня місцевість, між ними виникають температурні контрасти, що сприяють виникненню місцевих вітрів. Напрямок вітру в місті визначається напрямком вулиць - при збігу напрямку вулиці з вітром і в місцях звуження вулиць, а також на під вітровому боці швидкість вітри може збільшуватися. Гальмуючий вплив міста на вітер залежить від масштабу забудови і висоти будинків. Чим більше місто, тим більше потужність повітряної подушки над ним, що викликає постійне зменшення швидкості вітру. У місті може виникати місцева циркуляція повітря поблизу парків, водойм, між сильно нагрітими вулицями і скверами, між тіньовою і сонячною стороною вулиці.

• Нагрітий містом повітря піднімається нагору, на його місці відбувається усмоктування повітряних мас з околиць. Це явище одержало назву «Вітер полів».
• Вітер полів виникає найчастіше у вечірній час, і вплив його може бути як позитивним (поліпшення провітрювання), так і негативним, коли потік вітру проходить з боку промислових окраїн.

• Вологість повітря в місті знижена в порівнянні з вологістю в сільській місцевості в середньому на 5—10%,.
• У жаркі і теплі дні з ранку до вечора відносна вологість знижується на 10-15%, а іноді і більш, якщо вулиці не поливаються.
• Узимку зниження вологості в порівнянні із сільською місцевістю складає 2-4%.
• Причини цього явища:
• - у межах міста мало джерел випару вологи;
• - волога конденсується на частках диму і пилу;
• - недостатня інтенсивність вертикальних процесів повітрообміну;
• - повітря, що надходить ззовні, у місті прогрівається, і його відносна вологість знижується.

• Повторюваність туманів у промисловому місті буває в 1,5—2 рази більше, ніж у його околицях.
• підвищення температури і зниження вологості повітря, перешкоджає утворенню туманів;
• підвищена кількість ядер конденсації (аєрозолів) сприяє утворенню туманів-смогів, хімічно часто дуже агресивних.
• Утворення смогу виникає при атмосферному явищі - температурної інверсії (підвищення температури повітря з висотою замість звичайного зниження), що перешкоджає циркуляции повітря. Нижні шари атмосфери холодніше верхніх, і нормальне переміщення повітряних мас припиняється.
• При припиненні нормального процесу конвекції відбувається забруднення нижнього шару атмосфери. Це викликає проблеми в містах з великими об'ємами викидів. Великий зміг в 1952 році в Лондоні є одним з найсерйозніших подібних подій — із-за нього померло більше 10 тисяч людей.

• Утворення хмар. Опади: грози, град, сніговий режим
• Над містами частіше виникають хмари, чим над сільською місцевістю. У літню пору розвитку хмарності над містом сприяє вертикальне переміщення повітря.
• Нагріте повітря, піднімаючи нагору, прохолоджується і наближається до стану насичення. Конденсації, що містяться в атмосфері ядра, акумулюють вологу, прискорюють процес конденсації водяної пари й утворення хмарних крапель.
• "Тепловий ковпак" міста через зниження тиску в повітрі "притягає" верхні шари охолодженої атмосфери разом із хмарами. Тому нижня границя хмар над містом виявляється на 100 м нижче, ніж в околицях, а висхідні струми утворять місцеву хмарність.