TEPLOTNÍ REŽIM MĚSTSKÉHO PROSTŘEDÍ. Temperature Regime of the Urban Environment



Podobné dokumenty
Detekce a monitoring micro urban heat islands. Detection and monitoring of micro urban heat islands

Teplotní poměry území města Hradce Králové. Tomáš Středa 1, Hana Středová 1, Jaroslav Rožnovský 2

Diference teploty a vlhkosti vzduchu v městském prostředí Air temperature and humidity differences in urban climate

Specifics of the urban climate on the example of medium-sized city

Mezinárodní konference Mikroklima a mezoklima krajinných struktur a antropogenních prostředí Skalní mlýn, Moravský kras,

Měření mikroklimatu v Kateřinské jeskyni v roce 2009 a 2010

Možné dopady měnícího se klimatu na území České republiky

Jak se projevuje změna klimatu v Praze?

Simulace letního a zimního provozu dvojité fasády

Vliv průmyslových, distribučních a obchodních center na prostorovou diferenciaci povrchové teploty

PŘÍSPĚVEK KE STUDIU MĚSTSKÉHO KLIMATU V BRNĚ. Tel.: , roznovsky@chmi.cz

Petr DOBROVOLNÝ a, Rudolf BRÁZDIL a, Lukáš KRAHULA a, Jaroslav ROŽNOVSKÝ b. Masarykova univerzita, b Český hydrometeorologický ústav

Tepelný ostrov v Praze a možnosti zmírnění jeho negativních dopadů. Michal Žák (Pavel Zahradníček) Český hydrometeorologický ústav

Vláhová bilance jako ukazatel možného zásobení krajiny vodou

Klimatická specifika Mohelenské hadcové stepi první výsledky Hana Středová; Eva Stehnová, Petra Procházková

Hodnocení let 2013 a 2014 a monitoring sucha na webových stránkách ČHMÚ možnosti zpracování, praktické výstupy

Vliv prostředí na dynamiku srážek a teploty vzduchu Effect of the Environment on Precipitation and Air Temperature Dynamics

Hodnocení roku 2013 a monitoring sucha na webových stránkách ČHMÚ možnosti zpracování, praktické výstupy

Vliv prosklených ploch na vnitřní pohodu prostředí

Vliv návštěvníků na mikroklima Kateřinské jeskyně. Influence of Visitors on Kateřinská Cave Microclimate

Pražský tepelný ostrov

Vliv horka na úmrtnost v ČR. Aleš Urban, Jan Kyselý et al. ÚFA AV ČR PřF UK

Výskyt horkých vln a tropických dnů v městském a příměstském prostředí. Hana Pokladníková, Filip Chuchma, Tomáš Středa, Jaroslav Rožnovský

Režim teploty a vlhkosti půdy na lokalitě Ratíškovice. Tomáš Litschmann 1, Jaroslav Rožnovský 2, Mojmír Kohut 2

Key words solar radiation, phytoactinometry, reflected radiation, spatial radiation

Klimatické podmínky výskytů sucha

Možné dopady měnícího se klimatu na území České republiky

FUNKČNÍ VZOREK FUNKČNÍ VZOREK ZAŘÍZENÍ HTPL-A PRO MĚŘENÍ RELATIVNÍ TOTÁLNÍ EMISIVITY POVLAKŮ

DIFFERENCES OF RELATIVE AIR HUMIDITY IN SELECTED STAND SITES

Vliv rozdílného využívání lučního porostu na teplotu půdy

Seminář I Teplota vzduchu & Městský tepelný ostrov..

UNIVERZÁLNÍ TEPELNÝ KLIMATICKÝ INDEX UTCI PRVNÍ TESTY

MÍSTNÍ KLIMATICKÉ ZÓNY PŘI STUDIU SOUČASNÉHO A BUDOUCÍHO KLIMATU MĚSTA

TEPELNÁ ZÁTĚŽ, TEPLOTNÍ REKORDY A SDĚLOVACÍ PROSTŘEDKY

Key words Solar radiation; spatial insolation; stereoinsolation sensor; phytoclimate; microclimate of plant stands

Možné dopady klimatické změny na dostupnost vodních zdrojů Jaroslav Rožnovský

Rozvoj metodiky tvorby map znečištění. Jan Horálek Pavel Kurfürst, Nina Benešová, Roman Juras, Jana Ďoubalová

AGRITECH S C I E N C E, 1 1 VYBRANÉ MIKROKLIMATICKÉ PARAMETRY V RŮZNÝCH SYSTÉMECH USTÁJENÍ TELAT V PŘÍSTŘEŠKOVÝCH INDIVIDUÁLNÍ BOXECH (PIB)

Voda a energie v klimatizačnom zariadení planéty Zem

KULOVÝ STEREOTEPLOMĚR NOVÝ přístroj pro měření a hodnocení NEROVNOMĚRNÉ TEPELNÉ ZÁTĚŽE

Key words Solar radiation; spatial insolation; phytoclimate; tautochrones

VLIV METEOROLOGICKÝCH PODMÍNEK NA KONCENTRACE PM 2,5 V BRNĚ ( ) Dr. Gražyna Knozová, Mgr. Robert Skeřil, Ph.D.

Pravděpodobnost předpovědí teploty vzduchu

HODNOCENÍ SUCHA NA ÚZEMÍ ČR V LETECH

TERMOKINETIKA PŮDNÍ POVRCHOVÉ VRSTVY Thermokinetics of Surface Soil Layer

TEPLOTY A VLHKOSTI PÔDY NA ÚZEMI ČR V ROKOCH 2000 AŽ

Dynamika teplotního režimu vody v Mikulčickém luhu a jeho příčiny. Dynamic of water temperature regime in the Mikulčice floodplain and its causes

Vliv města na interakce mezi klimatem a kvalitou ovzduší

ANALÝZY HISTORICKÝCH DEŠŤOVÝCH ŘAD Z HLEDISKA OCHRANY PŮDY PŘED EROZÍ

Experimentáln. lní toků ve VK EMO. XXX. Dny radiační ochrany Liptovský Ján Petr Okruhlica, Miroslav Mrtvý, Zdenek Kopecký.

VYHODNOCENÍ INTENZIT SRÁŽEK V LETNÍM A ZIMNÍM OBDOBÍ V LETECH 2008 AŽ 2010 V HODONÍNĚ A BŘECLAVI

4 Klimatické podmínky

POTENCIÁLNÍ OHROŽENOST PŮD JIŽNÍ MORAVY VĚTRNOU EROZÍ

Analýza sálavého toku podlahového a stropního vytápění Výzkumná zpráva

Kořenový systém plodin jako adaptační opatření na sucho

Možné dopady změny klimatu na zásoby vody Jihomoravského kraje

Meteorologické faktory transpirace

Posouzení vhodnosti měřící techniky a využití dat pro pozemní kalibraci dat dálkového průzkumu Země

SLEDOVÁNÍ JARNÍCH FENOLOGICKÝCH FÁZÍ U BUKU LESNÍHO VE SMÍŠENÉM POROSTU KAMEROVÝM SYSTÉMEM


Vodní režim půd a jeho vliv na extrémní hydrologické jevy v měřítku malého povodí. Miroslav Tesař, Miloslav Šír, Václav Eliáš

VAZBY NÁSTUPU JARNÍCH ALERGOLOGICKY VÝZNAMNÝCH FENOFÁZÍ A INDEXU SEVEROATLANTICKÉ OSCILACE (NAO)

Analysis of Land Surface Temperatures in Brno Region

Sucho z pohledu klimatologie a hydrologie. RNDr. Filip Chuchma Český hydrometeorologický ústav, pobočka Brno

Pro účely měření horizontálního a vertikálního profilu rychlostí větru byly vybrány větrolamy na lokalitách Dolní Dunajovice, Micmanice a Suchá Loz:

ROZPTYLOVÉ PODMÍNKY A JEJICH VLIV NA KONCENTRACI AEROSOLOVÝCH ČÁSTIC PM 10 V LOKALITĚ MOSTECKÉHO JEZERA

Sníh a sněhová pokrývka, zimní klimatologie

N-LETOST SRÁŽEK A PRŮTOKŮ PŘI POVODNI 2002

Vliv rozdílného využívání lučního porostu na teplotu půdy (The influence of different grassland management on soil temperature)

Návrh postupu pro stanovení četnosti překročení 24hodinového imisního limitu pro suspendované částice PM 10

Vliv pěstebních opatření na porostní mikroklima

METODIKA PRO PŘEDPOVĚĎ EXTRÉMNÍCH TEPLOT NA LETECKÝCH METEOROLOGICKÝCH STANICÍCH AČR

Městský tepelný ostrov..

GIS ANALÝZA VLIVU DÁLNIČNÍ SÍTĚ NA OKOLNÍ KRAJINU. Veronika Berková 1

Hydrologie (cvičení z hydrometrie)

VYHODNOCENÍ SMĚRU A RYCHLOSTI VĚTRU NA STANICI TUŠIMICE V OBDOBÍ Lenka Hájková 1,2) Věra Kožnarová 3) přírodních zdrojů, ČZU v Praze

VYUŽITÍ MAPOVÉ TVORBY V METEOROLOGII A KLIMATOLOGII

DYNAMIKA PROMĚNLIVOSTI KONVERZNÍHO FAKTORU ZA TYPICKÝCH DNŮ

SKLENÍKOVÝ EFEKT 2010 Ing. Andrea Sikorová, Ph.D.

SROVNÁNÍ VÝVOJE TEPLOT DVOU KLIMATICKÝCH REGIONŮ S VÝHLEDEM DO BUDOUCNA

Význam podkategorií venkovských stanic dle 2001/752/EC pro hodnocení kvality ovzduší. Jan Sládeček, ISKO Radostovice 2009

MĚŘENÍ MIKROKLIMATU V KATEŘINSKÉ JESKYNI V ROCE 2009 A V ROCE Monitoring of microclimate in Kateřinská cave in 2009 and 2010

Influence of the Šance water reservoir on the Ostravice River Vliv údolní nádrže Šance na řeku Ostravici

Vliv emisí z měst ve střední Evropě na atmosférickou chemii a klima

Toky energie v ekosystémech a evapotranspirace. Jakub Brom LAE ZF JU a ENKI o.p.s.

THE PREDICTION PHYSICAL AND MECHANICAL BEHAVIOR OF FLOWING LIQUID IN THE TECHNICAL ELEMENT

VLIV OKRAJOVÝCH PODMÍNEK NA VÝSLEDEK ZKOUŠKY TEPELNÉHO VÝKONU SOLÁRNÍHO KOLEKTORU

ANALÝZA VLIVU POČASÍ NA ZCHLAZOVACÍ HODNOTU (REFRIGERACI) V INTERIÉRU EXPERIMENTÁLNÍ STÁJE PRO SKOT

CFD simulace teplotně-hydraulické charakteristiky na modelu palivové tyči v oblasti distanční mřížky

Analýza sálavé charakteristiky elektrických topných

Vláhová bilance krajiny jako ukazatel možného zásobení. podzemní vody

MODERNÍ VÝZKUMNÉ METODY VE FYZICKÉ GEOGRAFII ZMĚNY TEPLOTY VZDUCHU NA OSTROVĚ JAMESE ROSSE V KONTEXTU ANTARKTICKÉHO POLOOSTROVA

TEPLOTNÍ POMĚRY NA STANICI TUŠIMICE V OBDOBÍ Lenka Hájková 1,2) Věra Kožnarová 3) přírodních zdrojů, ČZU v Praze

Projevy klimatické změny v západních Čechách (podle sekulární stanice Klatovy v období )

Český hydrometeorologický ústav, oddělení biometeorologických aplikací, Na Šabatce 17, Praha 4 - Komořany,

Hodnocení úrovně koncentrace PM 10 na stanici Most a Kopisty v průběhu hydrologické rekultivace zbytkové jámy lomu Most Ležáky 1

PROMĚNLIVOST TEPLOTY VZDUCHU V PROSTŘEDÍ MĚSTSKÉ ZÁSTAVBY Air temperature variability of town agglomeration environment. Sulovská S., Kožnarová V.

DYNAMIKA PODNEBÍ JIŽNÍ MORAVY VE VZTAHU K VYMEZENÍ KLIMATICKÝCH REGIONŮ

Průběh průměrných ročních teplot vzduchu (ºC) v období na stanici Praha- Klementinum

Klimatická změna minulá, současná i budoucí: Příčiny a projevy

Transkript:

TEPLOTNÍ REŽIM MĚSTSKÉHO PROSTŘEDÍ Temperature Regime of the Urban Environment Středa T., Středová H., Rožnovský J. Český hydrometeorologický ústav, pobočka Brno Abstrakt Městská zástavba vykazuje znatelně vyšší teploty než okolí. Měření teplot povrchů různých materiálů zastoupených v městské zástavbě a jejich srovnání s teplotou na klimatologických stanicích umožňuje odhadnout mikroklima dané lokality během různých meteorologických situací (pomocí regresních vztahů). Práce hodnotí vliv solární radiace, albeda, emisivity a teplotní (ne)regulace asfaltového povrchu na jeho teplotu a teplotu přilehlé vzduchové vrstvy. Hodnoceny jsou výsledky měření z nejteplejších měsíců (července, srpen) let 2009 a 2010. Měřena byla teplota vzduchu ve vertikálním profilu nad asfaltovým povrchem a ve vybraných dnech také teplota asfaltového povrchu bezdotykovým infračerveným teploměrem. Naměřené hodnoty byly srovnávány s teplotou vzduchu na klimatologické stanici a na speciálních účelových stanicích umístěných v centru města Brna. Zejména během výrazně radiačních dnů dosahovaly teploty asfaltu i více než 70 C. Byly tak o cca 40 C vyšší než teplota nad travním porostem, naměřená na standardní klimatologické stanici. Rozdíl mezi teplotou vzduchu nad asfaltem a teplotou ve 2 m nad travním porostem činil až 7 C (v závislosti na výšce čidla nad povrchem a umístění srovnávací stanice). Pro podrobnější vyjádření stratifikace teplot byla naměřená data byla interpolována a graficky znázorněna pomocí programu Surfer. Klíčová slova: teplota povrchu, městské klima, mikroklima Abstract Urban build up area shows a significantly higher temperature than its surroundings. Comparison of surface temperatures of materials represent urban area with temperatures measured at climatological stations allows estimation of microclimate of given locality during different weather situations (using regression relationships). The paper assesses the influence of solar radiation, albedo, emissivity and temperature (ir)regulation of asphalt surface on its temperature and the temperature of adjacent air layer. Measurement of the warmest months (July, August) of 2009 and 2010 were evaluated. Air temperature in the vertical profile above asphalt surface and asphalt surface temperature measured by contactless infrared thermometer were evaluated. Measured values were compared with air temperature at climatological stations and special stations located in the city center. Asphalt temperatures reaching over 70 C especially during the days of significantly radiation. They were thus about 40 C higher than the temperature above grassland (measured at standard climatological station). Maximum difference between air temperature above asphalt and grass surface was 7 C (depending on a height of sensor and the location of comparative station). Measured data were interpolated graphically by Surfer software for more detailed observations of temperature stratification. Key words: surface temperature, urban climate, microclimate Úvod Jako tepelný ostrov města je zjednodušeně popisován jev, kdy jsou ve městech zaznamenávány vyšší teploty vzduchu než v okolních venkovských oblastech (Goward 1981). V porovnání s venkovskou krajinou mohou být ve městech v nočních hodinách teploty vzduchu o 3 10 C vyšší (Oke 1997). První vědecká srovnání teplotního režimu města a

přilehlých venkovských oblastí provedl Howard ve studii Climate of London z roku 1833. Tepelný ostrov města je utvářen meteorologickými faktory a charakterem samotného města. Spolupůsobí tak celý komplex vlivů, přičemž zmiňovány jsou: teplota vzduchu, srážky, sluneční radiace, oblačnost, proudění vzduchu, omezená evapotranspirace, počet a hustota obyvatel, topografie terénu, nadmořská výška, zastoupení vodních ploch, pokryv povrchu podíl zastavěného území, barva povrchu, vzdálenost mezi budovami, výška budov, rezistence povrchu, geometrie povrchu města, tzv. antropogenní teplo z vytápění, průmyslu, retence povrchu, znečištění ovzduší (Oke 1981, Givoni 1998). Voogt (2002) shrnuje hlavní faktory vzniku tepelného ostrovu měst: změna geometrie aktivního povrchu zvětšení jeho velikosti a převaha vertikálních povrchů vede k zvýšení množství pohlceného slunečního záření a k jeho četným odrazům, uzavřené prostory mezi budovami vedou k omezení dlouhovlnného vyzařování v nočních hodinách a tím i ke snížení ztrát tepla; změna tepelných vlastností aktivního povrchu budovy mají poměrně značnou tepelnou kapacitu, což umožňuje zvýšené pohlcování tepla v období pozitivní energetické bilance a jeho uvolňování během negativní energetické bilance; změna v hydrologické bilanci převaha nepropustných povrchů vede k snížení dostupného množství vody k evapotranspiraci a tím současně i k snížení latentního toku tepla a k zvýšení turbulentního toku. Klasickou metodou pro sledování a kvantifikaci tepelného ostrova města je srovnání průběhu meteorologických prvků z městských stanic a mimoměstských stanic. Studiem tepelného ostrova Brna uvedenou metodou se v posledním desetiletí zabývali například Litschmann a Rožnovský (2005), kteří porovnávali teplotní poměry městské stanice na Mendlově náměstí a stanice Brno Tuřany. V maximálních denních teplotách zjistili rozdíly přesahující 4 C. Obdobně pro Brno Žabovřesky a Brno Tuřany vyhodnocovala Pokladníková et al. (2010) rozdíl ve výskytu horkých vln a tropických dnů v městském a příměstském prostředí. Výsledky ukázaly, že sledované charakteristiky dosahovaly na stanici Brno Žabovřesky (zástupce městského prostředí) výrazně vyšších hodnot než na stanici Brno Tuřany (příměstské prostředí). Podle plošného rozsahu je monitoring městského klimatu dělen na mikro-monitoring (např. interiér budov, exteriér budov), lokální monitoring (na úrovní městských čtvrtí), mesomonitoring (více čtvrtí, celé město) a regionální monitoring (Grimmond 2006). Zvláště teplé body s charakteristickými znaky (parkoviště, průmyslová zařízení, ploché střechy, asfaltové komunikace apod.) jsou definovány jako micro urban heat islands - MUHI (Aniello et al. 1995, Stathopoulou et al. 2004). Hlavními faktory, vyvolávajícími MUHI jsou účinky geometrie ulic ohraničených budovami na záření, vliv tepelných vlastností městských materiálů na akumulaci a výdej tepla (Oke et al. 1991) a odpadní teplo z obytných a jiných budov (Matson et al. 1978). Efekt je zesilován během teplých, bezvětrných, bezoblačných dnů v létě a na podzim (Oke 1982). Intenzita MUHI je definována jako rozdíl mezi nejteplejší městskou plochou a pozaďovou teplotou mimo město. Smargiassi et al. (2009) hodnotili účinky MUHI na člověka kvantifikovali úmrtnost během výskytu horkých dnů v souvislosti s MUHI. Vyhodnocením čtrnáctileté řady teplot, satelitních termosnímků a údajů o úmrtnosti v Montrealu (Kanada) zjistili zvýšené riziko úmrtí v oblastech s vyšší teplotou povrchu během teplých dnů. Materiál a metody V práci jsou vyhodnocena mikroklimatická měření teplot povrchu asfaltové plochy (střecha budovy) a přilehlé vrstvy vzduchu ve srovnání s měřením na klimatologické stanici za standardních podmínek. Analyzovány jsou tak situace vytvářející tzv. micro urban heat island - MUHI. Monitoring byl realizován v letech 2009 a 2010 v období s ročním výskytem nejvyšších teplot vzduchu a nejvyšší intenzitou solární radiace. Vyhodnocována jsou data ze třetí dekády července a srpnové hodnoty. Teplota asfaltového povrchu střechy

byla měřena infračerveným termometrem Raytek MX2 Raynger s manuálním nastavením emisivity povrchu (asphalty) v desetisekundovém intervalu měření. Pro upřesnění vlivu albeda na úroveň odrazu záření k dalším srovnáním byla přibližně určena barva odstínu povrchu dle stupnice RAL CLASSIC (www.ralcolor.com), která je celosvětově uznávaným standardem ve stavebnictví. Podle stupnice RAL se jedná o odstín RAL 7043 (RGB 078-084- 082) Traffic grey B. Teplota vzduchu nad asfaltovým povrchem byla zaznamenávána v desetiminutovém intervalu. Čidla s dataloggerem Hobo (Onset Computer) byla umístěna v radiačním krytech ve výškách 5 cm, 50 cm, 100 cm a 200 cm nad asfaltový povrch. Pro stanovení vlivu charakteru povrchu na jeho zahřívání a teplotu vzduchu nad ním byla použita patnáctiminutová data (v roce 2009) a desetiminutová data (v roce 2010) a jako srovnávací řada data teplot ve 2 m nad standardním travním porostem (měřeno v meteorologické budce) z klimatologické stanice sítě ČHMÚ Brno Žabovřesky. Vzdálenost měřících bodů (asfaltový povrch střechy a meteorologická budka) činila cca 25 m horizontálně a 10 m vertikálně. Globální radiace byla měřena čidlem CNR1 Kipp-Zonen (Delft, Nizozemí) umístěným nad monitorovanou střechou, v desetiminutovém intervalu měření. Pro harmonizaci s měřícím intervalem stanice ČHMÚ (při srovnávání dat ze stanice ČHMÚ a experimentálních měření) byla data z termometru zprůměrňována aritmetickým průměrem na patnáctiminutová (rok 2009), respektive desetiminutová (rok 2010). Základní výpočty a grafické zpracování dat byly provedeny v aplikaci MS Excel. Pro interpolaci metodou triangulace s lineární interpolací a grafické vyjádření stratifikace teploty vzduchu nad povrchem byl použit program Surfer ver. 8.03 (Golden Software, Inc.). Výsledky a diskuze Na Obr. 1 a 2 je zachycen průběh desetiminutových teplot vzduchu nad asfaltovým povrchem naměřených senzory Hobo ve vertikálním profilu a interpolovaný programem Surfer během průměrného dne za sledované období července a srpen v letech 2009 a 2010. Obr. 1 a 2: Teplota vzduchu nad asfaltovým povrchem během průměrného dne v roce 2009 (vlevo) a 2010 (vpravo) Z průběhu teplot je zřejmý očekávaný výrazný vliv povrchu na stratifikaci teplot ve vertikálním profilu. Efekt intenzivního prohřívání spodní vrstvy vzduchu přilehlé k tmavému

povrchu se projevuje se zejména od cca 9. hodiny ranní (pozice 55 na ose X) do cca 20. hodiny (pozice 120 na ose X) a koresponduje s intenzitou příkonu solární radiace. Maximální rozdíly přízemní teploty vzduchu a teploty ve 2 nad povrchem se pohybují okolo 3 C (29 C vs. 26 C v roce 2009 a 28 C vs. 25 C v roce 2010). Uvedené maximální diference se vyskytují okolo 15. hodiny (pozice 90 na ose X). Diference v tmavé části dne jsou výrazně nižší a pohybují se max. okolo 1 C s tím, že teplotní rozdíl při zemi a ve 2 m nad povrchem je během krátké doby (max. desítky minut) vyrovnáván. Chladnější průběh srpna o 1,7 C v roce 2010 ve srovnání s rokem 2009 se projevil celkově nižšími teplotami nad monitorovaným povrchem ve všech výškách během průměrného dne. 100 90 80 Výška nad povrchem (cm) 70 60 50 40 30 20 10 62.0 59.0 56.0 53.0 50.0 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 západ Slunce východ Slunce Čas (desetiminutové intervaly) 1009 59.7 59.6 60.0 56.0 52.0 48.0 44.0 36.0 34.0 32.0 28.0 26.0 24.0 22.0 1100 1000 900 800 teplota ( C) 47.0 44.0 41.0 38.0 35.0 32.0 35.3 35.3 31.9 700 600 500 400 300 solární radiace (W.m -2 ) 29.0 26.0 23.0 200 100 19:30 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00 22:30 23:00 23:30 0:00 0:30 1:00 1:30 2:00 2:30 3:00 3:30 4:00 4:30 5:00 5:30 6:00 6:30 7:00 7:30 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 0 Teplota asfaltového povrchu Teplota v 5 cm Teplota ve 200 cm Solární radiace Obr. 3: Teplota asfaltového povrchu a teplota vzduchu nad povrchem asfaltu ve srovnání s intenzitou slunečního záření 22.7. 23.7.

Na kombinovaném Obr. 3 je zachyceno podrobné vyhodnocení průběhu teplot asfaltového povrchu měřených termometrem a teplot nad povrchem asfaltu ve srovnání s intenzitou slunečního záření během kontinuálního měření během tropických dnů 22.7. 23.7.2010 od 19:30 do 17:00 hod. Interpolovaný výstup (horní část obrázku) tak pochází z dat z termometru i čidel Hobo. Ve spodní části obrázku jsou potom pro srovnání uvedeny neinterpolované průběhy teploty asfaltového povrchu, intenzity slunečního záření a vybraných teplot vzduchu nad povrchem. Zřejmá je dobrá shoda interpolovaných průběhů se surovými daty. Maximální hodnoty teploty povrchu, teploty vzduchu v 5 a 200 cm nad povrchem, naměřené ve stejném časovém úseku činily 59,6; 35,3 a 31,9 C. 100 90 80 70 Výška nad povrchem (cm) 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 Čas (desetim inutové intervaly) 68.0 64.0 60.0 56.0 52.0 48.0 44.0 38.0 36.0 34.0 32.0 28.0 26.0 24.0 22.0 18.0 solární radiace (W.m -2 ) 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 8:20 8:40 9:00 9:20 9:40 10:00 10:20 10:40 11:00 11:20 11:40 12:00 12:20 12:40 13:00 13:20 13:40 14:00 14:20 14:40 15:00 15:20 15:40 16:00 16:20 16:40 Solární radiace Teplota povrchu Teplota vzduchu Rychlost větru 70.0 60.0 50.0 10.0 0.0 teplota ( C) Obr. 4 (vlevo): Teplota asfaltu a vzduchu nad asfaltovým povrchem během 11.8.2010 Graf 1 (vpravo): Teplota asfaltového povrchu a průběh vybraných meteorologických veličin 11.8.2010 Obr. 4 zachycuje podrobný průběh teplot nad povrchem asfaltu během tropického dne 11.8.2010 od 8:30 do 16:30 hod. Výstup byl vytvořen interpolací dat teploty povrchu a teploty vzduchu nad asfaltovým povrchem v 5, 50 a 100 cm. V Grafu 1 je pro srovnání ve stejném časovém úseku uveden průběh veličin, které mají na teplotu povrchu vliv teplota vzduchu, solární radiace a rychlost větru (srážky se v daný den nevyskytly). Těsnost vztahu mezi teplotou asfaltového povrchu a meteorologickým prvkem byla vyjádřena korelačním koeficientem. Korelace mezi teplotou povrchu a teplotou vzduchu je statisticky vysoce průkazná (r = 0,538; α = 0,01).

V Grafu 2 je provedeno srovnání průběhu teploty asfaltového povrchu a teploty vzduchu 2 m nad travním porostem v tropický den s naměřenou absolutně nejvyšší teplotou asfaltového povrchu (22.7.2009; 15:19 hod; 72,4 C). Diference mezi teplotou vzduchu nad travním porostem a teplotou asfaltu činila v tento okamžik 39,4 C. teplota asfaltu ( C) 76.0 72.0 68.0 64.0 60.0 56.0 52.0 48.0 44.0 36.0 32.0 28.0 24.0 72.4 33.6 36.0 35.0 34.0 33.0 32.0 31.0 29.0 teplota ve 2 m nad travním porostem ( C) 28.0 22.7.09 9:59 22.7.09 10:07 22.7.09 10:15 22.7.09 10:23 22.7.09 10:31 22.7.09 10:39 22.7.09 10:47 22.7.09 10:55 22.7.09 11:03 22.7.09 11:11 22.7.09 11:19 22.7.09 11:27 22.7.09 11:35 22.7.09 11:43 22.7.09 11:51 22.7.09 11:59 22.7.09 12:07 22.7.09 12:15 22.7.09 12:23 22.7.09 12:31 22.7.09 12:39 22.7.09 12:47 22.7.09 12:55 22.7.09 13:03 22.7.09 13:11 22.7.09 13:19 22.7.09 13:27 22.7.09 13:35 22.7.09 13:43 22.7.09 13:51 22.7.09 13:59 22.7.09 14:07 22.7.09 14:15 22.7.09 14:23 22.7.09 14:31 22.7.09 14:39 22.7.09 14:47 22.7.09 14:55 22.7.09 15:03 22.7.09 15:11 22.7.09 15:19 22.7.09 15:27 Teplota asfaltu Teplota ve 2 m nad travním porostem Graf 2: Průběh teploty asfaltového povrchu a teploty vzduchu nad travním porostem 22.7.2009 V Grafech 3 až 5 je uveden a pomocí lineární regrese kvantifikován vztah mezi teplotou vzduchu v různých výškách nad asfaltovým povrchem a teplotou ve 2 m nad travním porostem. Na uvedeném příkladu je zachycen stav reprezentující celé měřené období v roce 2010. Index determinace 0,8432 pro výšku 5 cm, 0,8375 pro výšku 50 cm a 0,8477 pro výšku 200 cm ve srovnání s hodnotami ve 2 m nad travním porostem prokazuje těsnou lineární závislost a dobrou kvalitu použitého lineárního modelu i při zohlednění vysokého počtu vysvětlujících proměnných. Regresní rovnice naznačují zvýšenou teplotu nad asfaltovým povrchem ve srovnání s teplotou ve 2 nad travním porostem již v průměru od cca 20 C. Konkrétně pro výšku 5 cm nad asfaltovým povrchem je bodem zlomu, kdy teplota začne převyšovat teplotu nad travním porostem hodnota 19,3 C. Při použití modelové hodnoty 30 C je teplota nad asfaltovým povrchem v 5 cm vyšší než nad travním porostem ve 2 m o 3,6 C. V 50 cm o 1,2 C a ve 200 cm o 0,3 C. Teplota v 5 cm nad asfalt. povrchem ( C) 45.0 35.0 25.0 15.0 10.0 5.0 0.0 y = 1.2707x - 4.5253 R 2 = 0.8432 0.0 5.0 10.0 15.0 25.0 35.0 Teplota ve 2 m nad travním porostem ( C) Teplota 50 cm nad asfalt. povrchem ( C) 35.0 25.0 15.0 10.0 5.0 y = 1.0981x - 1.7243 R 2 = 0.8375 0.0 0.0 5.0 10.0 15.0 25.0 35.0 Teplota ve 2 m nad travním porostem ( C) Graf 3 a 4: Regresní vztah mezi teplotou v 5 cm nad asfaltovým povrchem a teplotou ve 2 m nad travním porostem (vlevo) a mezi teplotou v 50 cm nad asfaltovým povrchem a teplotou ve 2 m nad travním porostem (vpravo) hodnoceno období červenec a srpen 2010

Teplota ve 2 m nad asfalt. povrchem ( C) 35.0 25.0 15.0 10.0 5.0 y = 1.0455x - 1.0338 R 2 = 0.8477 0.0 0.0 5.0 10.0 15.0 25.0 35.0 Teplota ve 2 m nad travním porostem ( C) Obr. 5: Regresní vztah mezi teplotou ve 2 m nad asfaltovým povrchem a teplotou ve 2 m nad travním porostem hodnoceno období červenec a srpen 2010 Na Obr. 5 je pomocí lineární regrese naznačen a kvantifikován kombinovaný vztah mezi teplotou vzduchu v různých výškách nad asfaltovým povrchem, teplotou ve 2 m nad travním porostem a solární radiací. Graf popisuje situaci během průměrného dne, uměle vytvořeného zprůměrňováním dat z celého období měření v roce 2010. Mnohonásobný korelační koeficient činí 0,995. Regresní rovnice vztahu naznačuje například při použití modelové hodnoty 30 C a solární radiaci 700 W.m -2 teplotu vzduchu v 5 cm nad asfaltovým povrchem 35,6 C. Na Obr. 6 je potom pomocí lineární regrese naznačen a kvantifikován kombinovaný vztah mezi teplotou vzduchu v různých výškách nad asfaltovým povrchem, teplotou ve 2 m nad travním porostem a solární radiací ze všech naměřených dat (nezprůměrňováno do průměrného dne). Mnohonásobný korelační koeficient činí 0,927. Regresní rovnice vztahu naznačuje například při použití modelové hodnoty 30 C a solární radiaci 700 W.m -2 teplotu vzduchu v 5 cm nad asfaltovým povrchem 34,3 C. 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 5 cm = -5,0611+1,259*x+0,0042*y R(z/xy) = 0,9949

Obr. 5: Regresní vztah mezi teplotou vzduchu v 5 cm nad asfaltovým povrchem, teplotou ve 2 m nad travním porostem a solární radiací během průměrného dne hodnoceno období červenec a srpen 2010 44 40 36 32 28 24 20 16 12 8 4 5 cm = -1,4872+1,0744*x+0,0051*y R(z/xy) = 0,9272 Obr. 6: Regresní vztah mezi teplotou vzduchu v 5 cm nad asfaltovým povrchem, teplotou ve 2 m nad travním porostem a solární radiací během ze všech dat hodnoceno období červenec a srpen 2010 Závěr V práci jsou vyhodnocena mikroklimatická měření teplot povrchu asfaltové plochy a přilehlé přízemní vrstvy vzduchu ve srovnání s měřením na klimatologické stanici za standardních podmínek realizována ve třetí dekádě července a v srpnu v letech 2009 a 2010. Hodnoceny byly teploty asfaltového povrchu, teploty vzduchu ve výšce 5 cm, 50 cm, 100 cm a 200 cm nad asfaltovým povrchem, teplota vzduchu ve 2 m nad standardním travním porostem a globální radiace měřena nad monitorovanou střechou. Byl potvrzen očekávaný výrazný vliv tmavého povrchu na stratifikaci teplot ve vertikálním profilu zejména cca od 9:00 do 20:00, který koresponduje s intenzitou příkonu solární radiace. Maximální rozdíly přízemní teploty vzduchu a teploty ve 2 nad povrchem se pohybují okolo 3 C a byly zaznamenány okolo 15. hodiny. V tmavé části dne se diference během krátké doby vyrovnají a dosahují maximálně okolo 1 C. Index determinace mezi teplotou vzduchu v různých výškách nad asfaltovým povrchem a teplotou ve 2 m nad travním porostem určený na základě celého měřeného období v roce 2010 byl pro výšku 5 cm 0,8432, pro výšku 50 cm 0,8375 a pro výšku 200 cm 0,8477. Zvýšená teplota nad asfaltovým povrchem ve srovnání s teplotou ve 2 nad travním porostem se projevuje cca od 20 C. Korelační koeficient kombinovaného vztahu (z=a+bx+cz) mezi teplotou vzduchu v různých výškách nad asfaltovým povrchem, teplotou ve 2 m nad travním porostem a solární radiací činí 0,995 (během uměle vytvořeného průměrného dne - zprůměrňování dat z celého období měření v roce 2010) resp. 0,927 (na základě všech naměřených dat - nezprůměrňováno

do průměrného dne). Při dosazení modelové hodnoty teploty vzduchu nad travním porostem 30 C a solární radiace 700 W.m -2 je teplota vzduchu v 5 cm nad asfaltovým povrchem určena jako 35,6 C resp. 34,3 C. Zvláštní pozornost byla věnována dnům s vysokou teplotou vzduchu (tropickým dnům) a vysokou hodnotou globální radiace, kdy je předpokládán nejvyšší vliv atropogenních povrchů na teplotu vzduchu: 22.7., 23.7.2010 a 11.8.2010. Během kontinuálního měření 22.7. 23.7.2010 od 19:30 do 17:00 hod byly ve stejném časovém úseku zjištěny maximální hodnoty teploty povrchu, teploty vzduchu v 5 a 200 cm nad povrchem 59,6; 35,3; 31,9 C. Absolutně nejvyšší teplota asfaltového povrchu 72,4 C byla dosažena v 15:19 hod, diference mezi teplotou vzduchu nad travním porostem a teplotou asfaltu činila v tento okamžik 39,4 C. Na základě měření 11.8.2010 byla mezi teplotou povrchu a teplotou vzduchu zjištěna statisticky vysoce průkazná korelace (r = 0,538; α = 0,01). Dedikace Práce je výstupem projektu GA ČR 205/09/1297 Víceúrovňová analýza městského a příměstského klimatu na příkladu středně velkých měst. Použitá literatura Aniello, C., Morgan, K., Busbey, A., Newland, L. (1995): Mapping micro - urban heat islands using Landsat - TM and GIS. Computers and Geosciences, 21(8), p. 965-969. Givoni, B. (1998): Climate Considerations in Building and Urban Design, Canada, John Wiley & Sons, 480 p. Goward, S.N. (1981): Thermal behaviour of urban landscapes and the urban heat island. Physical Geography, Remote Sens. Environ. 2:19-33. Grimmond, C.S.B. (2006): Progress in measuring and observing the urban atmosphere. Theor. Appl. Climatol. 84, p. 3 22. Litschmann, T., Rožnovský, J. (2005): Příspěvek ke studiu městského klimatu v Brně. In: Transport vody, chemikálií a energie v systéme pôda-rastlina-atmosféra. Ústav hydrologie a Geofyzikální ústav SAV, Bratislava, CD ROM, s. 331 342. Matson, M., McClain, E.P., McGinnis, Jr., D.F., Pritchard, J.A. (1978): Satellite detection of urban heat islands: Monthly Weather Review, 106 (12), p. 1725-1734. Oke, T.R. (1981): Canyon Geometry and the Nocturnal Urban Heat Island: Comparison of Scale Model and Field Observations. Journal of Climatology, 1: 237-254. Oke, T.R. (1982): The energetic basis of the urban heat island: Quart. Jour. Roy. Meteor. Sot. 108, p. 1-24. Oke, T.R. (1997): Urban climates and global environmental change. In Applied Climatology (eds: Thompson, R.D. and Perry, A.). Routledge, London-New York, p. 273 287. Oke, T.R., Johnson, G.T., Steyn, D.G., Watson, I.D. (1991): Simulation of surface urban heat islands under ideal conditions at night Part 2: diagnosis of causation: Boundary-Layer Meteorology, 56, p. 339-358. Pokladníková, H., Chuchma, F., Středa, T., Rožnovský J. Výskyt horkých vln a tropických dnů v městském a příměstském prostředí. In Člověk ve svém pozemském a kosmickém prostředí. Úpice: Hvězdárna v Úpici, 2010, s. 103-108. RAL defining standard colors for paint and coatings. Dostupné z URL: www.ralcolor.com. Citováno: 28.1.2011.

Smargiassi, A., Goldberg, M.S., Plante, C., Fournier, M., Baudouin, Y., Kosatsky, T. (2009): Variation of daily warm season mortality as a function of micro-urban heat islands. J. Epidemiol. Community Health, 63(8), p. 659-664. Stathopoulou, M., Cartalis, C., Keramitsoglou, I. (2004): Mapping micro urban heat islands using NOAA/AVHRR images and CORINE Land Cover: an application to coastal cities of Greece. International Journal of Remote Sensing, 25(12), p. 2301-2316. Voogt, J.A. (2002): Urban heat island. In.: Encyclopedia of global environmental change. Volume 3, Causes and consequences of global environmental change, p. 660-666. Kontaktní adresa 1. autora: Ing. Tomáš Středa, Ph.D. Český hydrometeorologický ústav, pobočka Brno Kroftova 43 616 67 Brno e-mail: tomas.streda@chmi.cz