Badanie metod oceny efektu miejskiej wyspy ciepła dla przyszłych scenariuszy użytkowania terenu: studium przypadku Pekinu

Dlaczego miejskie wyspy ciepła mają znaczenie w codziennym życiu

W upalne letnie dni duże miasta często przypominają ogromne piece, pozostając cieplejsze niż otaczająca wieś długo po zmroku. Ten efekt „miejskiej wyspy ciepła” zwiększa koszty chłodzenia, pogarsza jakość powietrza i podczas fal upałów może zagrażać zdrowiu. Badanie opisane w tym artykule stawia praktyczne pytanie: jak planiści miejscy mogą kształtować przyszłe użytkowanie terenu, aby Pekin w 2030 r. był chłodniejszy, zamiast jeszcze bardziej się nagrzewać?

Jak powierzchnie miasta kształtują lokalne ocieplenie

Badacze wychodzą od prostej idei: różne powierzchnie gruntu nagrzewają się w odmienny sposób. Utwardzone obszary, odsłonięta gleba i gęste skupiska budynków mają tendencję do zatrzymywania ciepła, podczas gdy lasy, trawniki i woda pozostają chłodniejsze i pomagają obniżać temperaturę w otoczeniu. Wykorzystując dane satelitarne dla Pekinu z 2020 r., zespół porównał temperaturę powierzchni terenu z sześcioma podstawowymi typami użytkowania ziemi, takimi jak grunty uprawne, lasy, woda i twarde powierzchnie zabudowane. Stwierdzili, że szare obszary, takie jak drogi, dachy i goła ziemia, najbardziej przyczyniają się do wyższych temperatur, podczas gdy niebieskie i zielone obszary, takie jak woda i lasy, dodają bardzo mało ciepła i działają jak naturalne chłodnice.

Odnajdywanie naturalnych centrów ochładzania miasta

Zamiast jedynie mapować gorące i chłodne miejsca, badanie skupiło się na tym, gdzie skoncentrowana jest moc chłodzenia. Autorzy zidentyfikowali „rdzenne źródła wysp chłodu” – skupiska lasów, wód i innych chłodnych fragmentów, które współdziałają jak sieć naturalnych klimatyzatorów. W 2020 r. te obszary rdzenne zajmowały około jednej piątej powierzchni Pekinu, głównie w górach otaczających miasto i wzdłuż głównych zbiorników wodnych. Zespół badał także, jak łatwo to chłodne oddziaływanie może rozprzestrzeniać się po mieście, uwzględniając zaludnienie, wysokość terenu, opady i sieć transportową. Połączyli te czynniki w „powierzchnię oporu”, która pokazuje, gdzie krajobraz pomaga lub blokuje rozprzestrzenianie się chłodniejszego powietrza.

Wyobrażenie sobie czterech przyszłości rozwoju Pekinu

Aby zobaczyć, jak wybory planistyczne mogą przekształcić klimat miasta, badacze zasymulowali cztery możliwe mapy użytkowania terenu dla Pekinu w 2030 r. Opcja „rozwoju normalnego” zakłada kontynuację dzisiejszych trendów. Ścieżka „rozwój wyspy chłodu” wzmacnia lasy i wody w obrębie i wokół miasta, chroniąc i rozszerzając główne rdzenie chłodzenia. Plan „ekspansji” dopuszcza szybszy wzrost obszarów utwardzonych i zabudowanych. Plan „zintegrowany” stara się zrównoważyć rolnictwo, zabudowę i ochronę zieleni na podstawie oficjalnych celów planistycznych. Dla każdej z przyszłych map oszacowali następnie temperatury powierzchni i zmapowali intensywność wyspy ciepła.

Która ścieżka utrzymuje miasto najchłodniejsze

We wszystkich scenariuszach najgorętsze strefy pozostają w gęstej południowo-wschodniej części miasta, podczas gdy najchłodniejsze skupiska znajdują się w północnych lasach i przy dużych zbiornikach wodnych. Jednak ogólne obciążenie ciepłem zmienia się w zależności od stylu rozwoju. Scenariusz ekspansji generuje najsilniejszy efekt wyspy ciepła, ponieważ nowe twarde powierzchnie osłabiają strukturę i zasięg chłodzących rdzeni miasta. Ścieżki normalna i zintegrowana nadal pozostawiają Pekin cieplejszym niż w 2020 r. Tylko scenariusz rozwoju wyspy chłodu, który chroni i łączy przestrzenie zielone i wodne, redukuje ogólny wskaźnik wyspy ciepła w porównaniu z warunkami obecnymi, choć niektóre bardzo małe, odsłonięte fragmenty mogą nadal stać się ekstremalnie gorące.

Co to oznacza dla chłodniejszych i bezpieczniejszych miast

Dla mieszkańca rozwijającego się miasta przesłanie jest jasne: gdzie i jak budujemy ma znaczenie dla przyszłych upałów letnich. Badanie pokazuje, że traktowanie parków, lasów, rzek i zbiorników jako połączonej sieci chłodzącej może istotnie osłabić miejską wyspę ciepła, podczas gdy niekontrolowane utwardzanie i rozlewanie zabudowy pogarsza problem. Dla Pekinu scenariusz sprzyjający rozszerzaniu i łączeniu tych naturalnych stref chłodzących oferuje najbardziej komfortowy klimat przyszłości, a ta sama logika może pomóc innym miastom w projektowaniu planów użytkowania terenu chroniących mieszkańców przed ekstremalnym ciepłem.

Cytowanie: Yang, Z., Tian, L. & Zhao, L. Exploration of heat island effect assessment methods for future land simulation scenarios: a case study of Beijing. Humanit Soc Sci Commun 13, 714 (2026). https://doi.org/10.1057/s41599-026-07024-2

Słowa kluczowe: miejska wyspa ciepła, użytkowanie terenu w Pekinie, ochładzanie miast, planowanie przestrzeni zielonych, przyszłe scenariusze klimatyczne