Máté Szilárd vendégposztja

 

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

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)

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.

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.

_________________________________________________________

Tibor bá’ hozzászólása:

Hogy a városokban magasabb hőmérséklet értékeket mérnek az nem képezheti vita tárgyát. Ezzel kapcsolatban bárkinek lehetnek személyes tapasztalatai. Nálunk például Pilisborosjenőn (ami csak 3 km-re van a Bp. III. kerület határától) télen mindig 2-3 fokkal hidegebb van, mint akár csak a Flórián tér környékén. Ebbe a ténybe kapaszkodva meg lehet kérdőjelezni a NASA/NOAA Föld átlaghőmérséklet nyilvánosságra hozott értékeit. De, ha mindig azonos módon mérik a hőmérsékleteket, akkor mit számít az, hogy 2014 (mint rekord évhez) pontosan milyen érték tartozik. A lényeg, hogy 2015-ben, majd 2016-ban néhány  századdal több lett. Ha pedig a lényeg, hogy ezek a mai értékek miként viszonyulnak a középkori, vagy akármilyen múltbéli értékekhez, akkor a főprobléma inkább az, hogy azok az értékek milyen pontosan határozhatók meg.

_________________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________