Wahania termiczne a zwartość miejska: opracowanie wskaźników UHI z wykorzystaniem teledetekcji

Dlaczego miejskie ciepło ma znaczenie dla codziennego życia

W upalne letnie dni wielu mieszkańców miast ma wrażenie, że chodniki, ściany i place oddają ciepło długo po zachodzie słońca. Badanie wyjaśnia, dlaczego tak się dzieje w średniej wielkości europejskim mieście i co to oznacza dla jego mieszkańców. Śledząc, jak Białystok w Polsce rozwijał się i zmieniał przez niemal trzy dekady, autorzy pokazują, w jaki sposób gęstsze układy zabudowy i więcej utwardzonych powierzchni mogą przekształcić duże części miasta w trwałe gorące obszary oraz jakie rodzaje terenów zielonych pomagają schładzać otoczenie.

Śledzenie miejskiego ciepła z kosmosu

Aby zrozumieć, jak nagromadza się ciepło w Białymstoku, badacze wykorzystali obrazy satelitarne z lat 1994 i 2022. Obrazy te mierzą temperaturę powierzchni terenu, czyli to, jak gorące stają się grunty i dachy, a nie temperatura powietrza w cieniu. Zespół przeanalizował również szczegółowe mapy użytkowania terenu, takie jak zabudowa mieszkaniowa, zakłady przemysłowe, drogi, pola, lasy i parki oraz udział powierzchni utwardzonych, takich jak asfalt i beton. Połączenie tych zbiorów danych pozwoliło wyznaczyć obszary, w których powierzchnia jest znacząco cieplejsza od średniej miejskiej — wzorzec znany jako powierzchniowa miejska wyspa ciepła.

Jak wyspa ciepła rozprzestrzeniła się w czasie

Analiza pokazuje, że choć najgorętszy dzień w rekordzie miał miejsce w 1994 roku, to układ ciepła z 2022 roku jest bardziej niepokojący. W 1994 r. najcieplejsze strefy występowały jako rozproszone płaty, a najgorętsze jądro pomijało dużą część historycznego centrum. Do 2022 r. całkowita powierzchnia tych gorących stref wzrosła, poszczególne płaty zrosły się w szerokie, ogrzane jądro, które teraz objęło centrum miasta. Ogólnie udział miasta dotknięty nadmiernym ciepłem powierzchniowym wzrósł do około jednej trzeciej jego powierzchni, a duża strefa przewlekłego przegrzewania pokrywa się teraz z długo istniejącymi dzielnicami mieszkaniowymi, usługowymi i przemysłowymi.

Beton, drzewa i znaczenie drobnych zmian

Okazało się, że pokrycie terenu miało kluczowe znaczenie dla tych zmian. W latach 2006–2018 znaczna część gruntów rolnych pod Białymstokiem została przekształcona na nowe osiedla, drogi i obszary komercyjne, zwiększając udział powierzchni sztucznych. Satelitarne miary zieloności potwierdziły, że miejsca z bujną roślinnością zwykle były chłodniejsze, podczas gdy odsłonięte lub utwardzone obszary nagrzewały się bardziej. Parki, które są rozległe i bogate w drzewa, były o kilka stopni chłodniejsze niż niewielkie skwerki ogrodowe, co pokazuje, że rozmiar, pokrycie drzewami i powiązania między zielonymi przestrzeniami mają znaczenie dla chłodzenia. Badanie wykazało również, że gdy udział powierzchni nieprzepuszczalnych w danym obszarze wzrasta o 10 procent, temperatura powierzchni może wzrosnąć o ponad 0,6 stopnia Celsjusza, zwłaszcza gdy zaczyna się od relatywnie zielonego, otwartego gruntu.

Gdy gęstość spotyka narażenie na ciepło

Zwartość miasta zbliża ludzi, miejsca pracy i usługi, ale też koncentruje ciepło. Badacze odkryli silny związek między sposobem użytkowania terenu a prawdopodobieństwem, że dany obszar znajdzie się w obrębie wyspy ciepła. Gęste bloki mieszkaniowe, duże centra handlowe, dachy przemysłowe i mocno utwardzone korytarze komunikacyjne często należały do najgorętszych miejsc. W przeciwieństwie do tego obszary jednorodzinne o niskiej lub średniej gęstości położone blisko parków, lasów lub pól zwykle pozostawały chłodniejsze. Wykorzystując dane demograficzne, zespół oszacował, że około 75,5 procent mieszkańców Białegostoku mieszka w miejscach, które doświadczyły warunków wyspy ciepła w upalny, słoneczny dzień w 2022 roku, a narażenie to jest nierównomiernie rozłożone między dzielnicami.

Co to oznacza dla chłodniejszych, zdrowszych miast

Dla laika kluczowy wniosek jest taki, że sposób zagospodarowania i utwardzania terenu bezpośrednio wpływa na to, jak gorące stają się powierzchnie miasta i ile osób jest tym narażonych. Autorzy pokazują, że wraz z coraz większą zwartością Białegostoku i zastępowaniem pól oraz otwartych terenów powierzchniami uszczelnionymi, gorące strefy prawdopodobnie będą się rozprzestrzeniać i łączyć, jeśli nie zostaną podjęte działania chłodzące. Zalecają, by planiści miejscy kontrolowali stopień uszczelnienia terenu, chronili i rozszerzali duże, dobrze powiązane obszary zielone oraz zwracali szczególną uwagę, gdy utwardzone powierzchnie zaczynają dominować na terenach wcześniej zielonych, ponieważ to właśnie wtedy wzrost temperatury jest najszybszy. Wnioski z jednego miasta stanowią praktyczny przewodnik dla innych rosnących obszarów miejskich, które dążą do pogodzenia zwartego rozwoju z ochroną przed ekstremalnym ciepłem.

Cytowanie: Antochów, A., Banaszuk, P. & Kamocki, A. Thermal variations and urban compactness: developing UHI indices using remote sensing. Sci Rep 16, 16525 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44995-3

Słowa kluczowe: miejska wyspa ciepła, temperatura powierzchni terenu, zagęszczanie zabudowy, powierzchnie nieprzepuszczalne, miejskie tereny zielone