Ugrás a tartalomhoz

Éghajlatváltozás, hatások, válaszadás

Mika János

Kempelen Farkas Hallgatói Információs Központ

9. Az ember és települései

9. Az ember és települései

9.1 A városi hősziget-hatás

A városi hősziget kialakulásának okai régóta ismertek. A mesterséges beépítés sötétebb felületei, a szellőzés kiegyenlítő hatásának mechanikai korlátozása, a csatornázottság miatt lecsökkent párolgás, mint hőleadási forma, valamint télen a fűtés, nyáron a hűtés által a légtérbe kerülő hőtöbblet emeli a belváros hőmérsékletét a külterületekhez képest. E különbség a derült, szélcsendes napok kora esti óráiban a legerősebb. Maximális mértéke jól közelíthető a házak magasságából és az utcák szélességéből képzett hányados logaritmusával. A léghőmérséklet a főváros belterületén is több fokkal magasabb a természetes értéknél. Az épületek kisugárzása késő estig nyújtja a melegedést.

a) b)

c)

d)

9.1. ábra A város és a külterület eltérő viselkedése ideális, derült időben. (a) A hőmérséklet napi menetének sémája a városban és a külterületen (C); (b) A kisugárzási felszín-hőmérséklet eltérése a belterületi és a külterületi műholdas pixel-adatokban Budapesten (2001-2004). Bartholy et al., 2005 adatai alapján; (c) A városi területek és a külterület léghőmérsékletének éves átlagos különbsége (°C) a szegedi mobil mérések (2002-2003) alapján (Unger, 2006); (d) Az éves csapadékátlag (mm) izovonalai (Urbana, Illinois, a pontozott vonal a város határa) (Landsberg, 1981).

A felszínközeli légtérben tapasztalható hősziget erőssége jellegzetes napi menetet és a városon belül meglehetősen eltérő mértéket mutat (9.1.a ábra). A napi menet legfőbb jellemzője, hogy a késő délutáni és az esti mérsékeltebb lehűlés miatt a hajnali minimumhőmérséklet sem olyan alacsony, mint a külső területeken. Ugyanakkor napkelte után a város légtere lassabban melegszik fel. Ezek eredőjeként a hősziget intenzitása napnyugta után gyorsan növekszik és kb. 3-5 órával később éri el a maximumát. Az éjszaka hátralévő részében lassan, de egyenletesen csökken a különbség a hőmérsékletek között, majd a csökkenés napkeltekor felerősödik.

A városi hősziget jelenségét a távérzékelési technikák elterjedésével kellő térbeli felbontással tudjuk bemutatni. Ez a mérési mód a felszín kisugárzási hőmérsékletét (más kifejezéssel kinetikus hőmérsékletét) teszi megismerhetővé, mégpedig csak és kizárólag a derült napokon. Az ELTE Meteorológiai Tanszék munkatársai meghatározták a nagyvárosok belterületei hőmérsékleti többletének éves menetét (Pongrácz et al., 2010). Eszerint, a városi hősziget hatás évi ingása meghaladja az éjszakait (9.1b. ábra), ezen belül a nappali hősziget-hatás a június hónapban a legerősebb. Ugyanakkor, az éjszakai hősziget hatás (belváros-külváros különbség) is az év meleg felében nagyobb, mint az év többi hónapjában. Évi átlagban a nappali és az éjszakai hősziget-hatás között csekély a különbség (1,8°C illetve 2,1°C).

Ezzel szemben, a 9.1.b ábra megmutatja, hogy az 1985-ig terjedően a belváros (nyitott kert, ekkor még nem a háztető) és a külterület közötti eltérés éves menete a léghőmérsékletben egészen más jellegű, mint az a kisugárzási hőmérséklet esetében megfigyelhető. A műholdról ugyanis nyáron, a hőmérőházban pedig inkább télen jelentkezik nagyobb eltérés. A legalacsonyabb éjszakai léghőmérsékletben jelentkező, a bel- és a külváros közötti különbség hasonlóan sima, mint a kinetikus hőmérsékleteké. A felszín közeli léghőmérséklet és a kisugárzási hőmérséklet kapcsolatáról lásd legújabban Unger et al. (2010) tanulmányát.

A hőmérséklet horizontális változása a város szerkezetétől, övezeteitől függ (9.1.c. ábra). A hőmérséklet a külterülethez képest a külvárosi résztől a centrum felé haladva először hirtelen, majd kisebb mértékben növekszik. Sajátos ezzel kapcsolatban a csapadék nagyváros körüli alakulása. A belváros függélyes emelő hatása folytán több felhő keletkezik, amely azonban a csapadékát csak a város szélmögötti oldalán, attól bizonyos távolságra adja le (9.1.d ábra).

A hősziget kifejlődésének mértékére az időjárási tényezők (különösen a szél és a felhőzet) is jelentősen befolyással bírnak, s kialakulásukra kedvezőek a magas nyomású (anticiklonális) helyzetek, amikor általában derült az ég és közel szélcsend van. Szegeden az 1978–1980 között végzett vizsgálatok szerint az anticiklonális helyzetekben erősebb a hősziget intenzitása, mint a ciklonális helyzetekben (lásd a 9.1 ábrán). A geográfus közelítés szerint a városi klíma kialakulása a földrajzi elhelyezkedéstől kezdve a szennyező anyagok kibocsátásán keresztül a népesség számától függ, a mérnöki közelítés viszont sokkal lényegre törőbb. A városhatás logaritmikusan függ a lakosság számától. A beépítettség jellege is fontos szerepet játszik, ugyanis az épületek magasságának és az épületek közötti távolságnak (utcaszélességnek) arányával együtt nő a város hőmérséklet-növelő hatása.

Az időjárási tényezők (különösen a szél és a felhőzet) is jelentősen befolyással bírnak a hősziget kifejlődésének mértékére. Kialakulásának kedveznek az anticiklon helyzetek, amikor derült az ég és közel szélcsend van. Szeged példájából merítve: anticiklonális helyzetben közelítőleg kétszer erősebb a hősziget intenzitása, mint ciklonális helyzetben. Ez az a pont, ahol a globális klímaváltozás találkozik a városi hőszigettel: az anticiklonok számának várható növekedésével tovább erősödik a városhatás anélkül, hogy a beépítettség fokozódna.

9.1 ábra. Az anticiklonális helyzet esetén kb. kétszer erősebb a hősziget intenzitás, mint ciklonális helyzet esetén a Péczely-féle makroszinoptikus típusokban (Szeged 1978-1980) (Unger, 1996)

A következőkben Budapest adatain is megismételtük Unger (1996) azon vizsgálatát, amely –Szegedre – a hősziget-hatás cirkulációs típusok szerinti, feltételes mértékét számszerűsítette. A maximumhőmérséklet következő pontban említett, furcsa viselkedése miatt az csak a minimumhőmérsékletekre végeztük el (9.2 ábra). Ennek alapján a főváros esetében is megerősítést nyert, hogy a hősziget-hatás az anticiklonális helyzetekben valamivel erősebb, mint a ciklonális helyzetekben.

9.2 ábra. Városi hősziget-hatás az éjszakai minimumhőmérsékletben Budapest belterülete (Kitaibel Pál u.) és külterülete (Pestszentlőrinc) között az egyes Péczely-típusokban (1954-1985). Mindkét szélső időszakban az anticiklonális helyzetek esetén nagyobb a különbség

9.2 A hősziget-hatás kapcsolata a globális felmelegedéssel

A hősziget-hatás cirkulációs típusokkal való fenti szembesítése az anticiklonokat jelölte meg a legnagyobb különbség hordozójának. A fenti példákból merítve, anticiklonális helyzetben kétszer erősebb a hősziget intenzitása, mint ciklonok esetén. Mivel a légnyomás egyes számítások szerint a nyári félévben várhatóan emelkedik a globális melegedéssel párhuzamosan (Mika, 1988), a hősziget hatás várhatóan a beépítettség további fokozódása nélkül is erősödhet (Mika, 1998). Ugyanígy, télen az utóbbi 50 évben (1955 és 2005 között) az Atlanti Európai térségben, s így hazánk térségében is, hatalmas területen nőtt a légnyomás, vagyis a derült anticiklonális időjárási helyzetek aránya nő, a borult, ciklonális helyzetek rovására (9.3 ábra). A nagytérségű folyamatok modellezésével ugyanakkor ez a változás csak kisebb részben magyarázható. (Ezzel kapcsolatban l. a 4. és 5. fejezetet.)

9.3 ábra. A tengerszinti légnyomás trendjei 1955-2005 a mezők tízévenkénti téli átlagai alapján (Gillett et al., 2005). A baloldalon a megfigyelt értékek, a jobboldalon pedig nyolc globális klímamodell átlagos szimulációja látható, melyekben az üvegház-gázok, a szulfát-aeroszolok, a sztratoszférikus ózon, a vulkáni aeroszolok és a naptevékenység alakulását is figyelembe vették. A mértékegységek: hPa/50év illetve m·s-1/50 év (a geosztrófikus szélsebesség esetén)

9.3 A mikroklíma módosításának lehetőségei

A klímaváltozás tehát nagy valószínűséggel maga után vonja a nyári nagyon magas hőmérsékleteket, gyakoribbá válnak az anticiklonális helyzetek, melyek mind a szennyezett levegő „beragadásának”, mind a nyári, hosszantartó hőhullámok kialakulásának kedveznek. A tengerszinti légnyomás trendjeinek növekedése, az anticiklon-hajlam erősödéséhez, ezáltal a növekvő városhatás kialakulásához vezet. A hőségriadó szempontjából kritikus napi középhőmérsékletek trendjei a ’70-es évek közepétől emelkedő tendenciát mutatnak. A globális hőmérséklettel párhuzamosan gyakoribb a küszöb–átlépések száma is. Ezzel egy időben az átlagos „napi csapadékosság” is növekszik, azaz a csapadékos napokon lehullott átlagos csapadék mennyisége nő. Ez azt jelenti, hogy nő az eseti vízbevétel, tehát nagyobb csatorna-kapacitás szükséges.

A jövőben egyre fontosabb lesz az adaptáció, mind a rövid távú, mind a hosszabb távú alkalmazkodás. A rövid távú alkalmazkodáshoz az egészségügy orvosmeteorológiai előrejelzéseket, riasztásokat használ fel, mivel a hőhullámok a városi populációt fenyegetik a legjobban. Ezért is nagyon fontos, hogy az illetékes hatóságok a megfelelő időben, vagy amilyen korán csak lehet, meghozzák a szükséges döntéseket. (A hőhullámok egészségi hatásairól a következő pontban szólunk.)

A hosszabb távú, tartós alkalmazkodásnak több módja is van. A várostervezésben az utcai és beltéri hőstressz csökkentése a cél, zöld és tágas nyílt terek, a légáramlás kialakításával, fák ültetésével, az albedó és az antropogén hőtermelés csökkentésével. Az épülettervezés is fontos szerepet kap: a beltéri hőstressz csökkentése érdekében növelni kell az épületek hőkapacitását, s a lakhelyek megfelelő tájolásával a hatékony besugárzást szükséges szabályozni. A zöld növénnyekkel borított tető csökkenti a nappali felmelegedést, és kissé az éjszakai lehűlést is. Ez a megoldás drágább ugyan, de előnye az időtállóság, ami a hőháztartás és a vízháztartás kiegyensúlyozottságában fontos szerepet játszik. Az ilyen típusú tetők albedója nagyobb, több fényt vernek vissza és a szokásos tetőzettel ellentétben a víz lassabban zúdul az utcára és folyik el a csatornákba. A felsorolt lehetőségeket röviden a 9.1.táblázatban foglaltuk össze.

9.1 táblázat. Lehetséges lépések a városi túlmelegedés enyhítésére

A beavatkozás jellege:

A beavatkozás módja

Rövidtávú alkalmazkodás

Orvosmeteorológiai előrejelzés

Hőségriadó: többlet-kapacitás az egészségügyben

Tartós hatás-mérséklés I. Várostervezés

zöld és tágas nyílt terek, fák;

szellőzés, légáramlás;

albedó;

antropogén hőtermelés;

Tartós hatás-mérséklés II. Épülettervezés

hőkapacitás növelése;

a lakóhelyek égtájak szerint tájolása;

a besugárzás szabályozása;

a passzív hűtés lehetőségeinek bővítése;

9.4 A hőhullámok egészségi hatásai

A városi egészségi problémák (Páldy et al., 2005) gyakorta megkeserítik a városlakók életét.

Nyáron a gyakran egy időben jelentkező hőhullámok és az erős UV sugárzás okoz gondokat.

Hőhullámon egy igen magas hőmérséklettel járó, rendszerint több napon át tartó időszakot értünk. Ezek jellemzően ugyanúgy anticiklonális, azaz nyáron meleg, szélcsendes, derült és száraz (csapadékmentes, sőt alacsony relatív páratartalmú) időben jelennek meg, mely feltételek a magas UV sugárzás kialakulásának is kedveznek. Magyarországon az elmúlt években a hőhullámok igen gyakoriak. Ezek káros hatásainak csökkentése érdekében 2004-től bevezették az alábbi hőségriasztási fokozatokat:

1. fokozat (tájékoztatási fokozat): az előrejelzések szerint a napi középhőmérséklet legalább 1 napig meghaladja a 25 °C-ot.

2. fokozat (1. fokú riasztás): az előrejelzések szerint a napi középhőmérséklet legalább 3 napig meghaladja a 25 °C-ot.

3. fokozat (2. fokú riasztás): az előrejelzések szerint a napi középhőmérséklet legalább 3 napig meghaladja a 27 °C-ot.

A hőhullám hőstresszt, napszúrást és hőgutát okozhat. Kánikula idején a hőstressz súlyos veszély mind a munkahelyeken, mind vezetés közben, mind otthon. Akkor kell számolni ezzel a veszéllyel, amikor a testhőmérséklet a normális fölé emelkedik (38 °C felett). A napszúrás a szervezet válasza a nagy melegre. Számos jelről felismerhető: erős izzadás, gyengeség, izomgörcsök, sápadtság, szédülés, hányinger, hányás, ájulás. Hőguta akkor következik be, amikor a szervezet már nem tudja kontrollálni a testhőmérsékletet. A testhőmérséklet gyorsan emelkedik (39 °C fölé), a hőleadás elégtelen, a test nem tud lehűlni. A bőr vörös, száraz, gyors és erős a pulzus, kínzó fejfájás, szédülés, hányinger, zavartság és eszméletlenség jellemzi. A hőguta halálos is lehet, vagy tartós mentális károsodást idézhet elő.

Erős UV-sugárzás. A Nap nélkül elképzelhetetlen az élet a Földön, de nyáron az erős napsugárzás – különösen az ózonréteg elvékonyodása, majd ezen a néhány százalékkal alacsonyabb értéken maradása óta – veszélyes lehet az egészségünkre. A lakosság tájékoztatása érdekében bevezetett UV index a Napból a Föld felszínére érkező ultraibolya sugárzás erősségét mutatja. Az UV index segítségével egyértelműen és könnyen meghatározható az UV sugárzás erőssége, és annak megfelelően a szakemberek által javasolt óvintézkedések módja is.

9.2 táblázat: Az UV sugárzás megnövekedése miatti riasztás fokozatai (NFM, 2011)

UV sugárzási szint mértéke

UV index

Javasolt óvintézkedések

Gyenge

0,1 – 2,9

Nem kell védekezni. Biztonságosan tartózkodhatunk a szabadban.

Mérsékelt

3 – 4,9

Korlátozzuk a déli napon eltöltött időt!

Erős

5 – 6,9

A védekezés ilyenkor már szükséges! Tartózkodjunk árnyékban/fedett helyen! Fedjük bőrünket, viseljünk inget, szemüveget, kalapot és használjunk napvédő krémet!

Nagyon erős

7 – 7,9

Fokozott védekezés szükséges. Kerüljük a szabadban tartózkodást 11 és 15 óra között! Ha mégis a szabadban kell tartózkodnunk, keressünk árnyékot! Az ing, a napszemüveg, a kalap és a naptej használata elengedhetetlen!

Extrém

8 +

Különleges védekezés szükséges. Kerüljük a szabadban tartózkodást 11 és 15 óra között! Ha mégis a szabadban kell tartózkodnunk, keressünk árnyékot! A hosszú ujjú ing, a napszemüveg, a kalap és a naptej használata kiemelten fontos!

Amennyiben az UV index másnapra várható értéke eléri a 7,5-es értéket, az Országos Meteorológiai Szolgálat ún. UV riasztást ad ki, amely visszavonásig érvényben marad.

A magas UV index érték élettani hatásai: Az erős UV sugárzás káros az emberi bőrre, a szemre és az immunrendszerre, de a növényeket és az állatokat is károsítja (az ultraibolya fény a növényeknél terméscsökkenést és erdőpusztulást idéz elő). Továbbá:

  1. a fokozott UV sugárzás a bőr leégését, szeplősödést, a bőr korai öregedését és bőrrákot okoz,

  1. a fokozott UV sugárzás a szaru- és a kötőhártya gyulladásához vezethet a szemben, és szürkehályog kifejlődését okozza vagy gyorsítja,

  1. a fokozott UV sugárzás gyengíteni képes az emberi immunrendszert. Ezáltal növelheti a fertőzések kockázatát, és korlátozhatja a betegségek elleni védekezés hatékonyságát.

9.5 Az időjárási frontok hatásai

Amikor a légköri alkotóelemek szinte mindegyike egyszerre, rövid idő (néhány óra) alatt, jelentős mértékben megváltozik, időjárási front tevékenységéről beszélünk. Ilyenkor szervezetünk már a felszínen is észleli a magasban zajló változásokat. A légköri paraméterek e gyors változásaira az emberi szervezetben kialakuló válasz egyénenként változó lehet. Ezért megkülönböztetünk nem érzékeny, front-érzékeny, illetve front-beteg embereket.

A hőmérsékletváltozás nem azonos mértékű a teljes légoszlopban. Az alsó és felső szintek hőmérsékletváltozásának erőssége a frontok élettani hatását nagyrészt meghatározza. Az Országos Meteorológiai Szolgálat operatív gyakorlatában rögzítésre kerülnek a napi időjárási helyzetek orvosmeteorológiai kódjai táblázatos formában. E kódok értelmezését egy tipikus mérsékeltövi ciklon területén mutatjuk be (9.4 ábra).

A Kárpát-medence földrajzi sajátosságai között, az egyértelmű szektorok mellett, a „3, 4”-es helyzet is gyakran előfordul. A tapasztalatok szerint ennek az időjárási helyzetnek van a legerősebb fiziológiai, sőt patológiai hatása. A 9.4 ábrán szereplő kódok szerinti helyzetekhez a jelzett tünetcsoportok társulnak leggyakrabban. Ha több típus is fellép egy napon belül, mindkét típus tünetei megjelennek az erre érzékeny egyéneknél.

9.4 ábra A mérsékeltövi ciklonok területén elkülönülő időjárási szektorok orvos-meteorológiai osztályozása (kódjai)

9.3 táblázat: Az OMSZ-nál használt front- kódolás szerinti tünet-együttesek. (Bártfai E. és Gál Zs., 1998: Az időjárás-változások hatása az egészségre. Természet Világa Különszám 88-89.)

A fronthatások objektív vizsgálatának kulcsa, hogy megbízhatóan meg tudjuk-e mondani egy-egy ember frontérzékenységének mértékét. Tapasztalható ugyanis, hogy szubjektíve nagyon sokan érzik front-érzékenynek magukat. Ugyanakkor az eddigi frontérzékenységi vizsgálatok ezt a magas arányt nem támasztják alá (Fülöp A., 2008). Ugyanakkor az sem bizonyított, hogy a jelenleg használatos frontteszt igazán alkalmas a frontérzékenység megbízható mérésére. Jelentős hiányossága ugyanis a Kérdő István (1964) által kifejlesztett tesztnek, hogy igen nagyszámú kérdés (50 db) mellett az egyik frontérzékenység válaszai mindig az eső, az ezzel ellentétes érzékenységeké mindig a második oszlopban vannak. A kitöltésben fáradók gyakrabban húzzák be az első oszlopot. Ezt onnan tudjuk, hogy amikor egy kontrollcsoportnál megcseréltük a válaszokat, megfordul a frontérzékenység statisztikája is!

9.6 Járványok, betegségek

A klímaváltozással kapcsolatban egyre többször kerülnek szóba a járványok és a különféle betegségek. A történelem során egyes, –az éghajlat megváltozásával is kapcsolatba hozható betegségek, járványok óriási pusztítást végeztek. Azonban napjainkban is vannak olyan betegségek, amik korábban nem voltak jelen egy-egy régióban, s a fokozódó melegedés hatására jelennek meg, illetve elterjedési területük, előfordulási gyakoriságuk megnövekszik.

Európában az elmúlt évtizedekben főként a szúnyogok által terjesztett betegségek jelentették a fő problémát. Ilyenek például a sárgaláz, a malária, a Dengue-láz és az agyhártyagyulladás. Egyes modellszámítások szerint a jövőben az emberi lakosság 60%-a fog olyan területen élni, ahol kapcsolatba kerülhet a maláriával. A változó éghajlat többféle módon is pozitív hatással van a szúnyogokra: meleg időben gyorsabban szaporodnak, hőhullámok idején pedig a malária kórokozója fele annyi idő alatt fejlődik ki. A nagyobb mennyiségű, gyakoribb csapadék pedig megfelelő szaporodó helyet biztosít a szúnyognak a visszamaradó pocsolyák és pangó víz által.

Másrészről a természeti katasztrófák után gyakran üti fel a fejét valamilyen fertőző betegség. Ezen a fejlett országokban megfelelően kiépített egészségügyi hálózattal képesek felülkerekedni, de a fejlődő országokban ez még nincs megfelelően megoldva, így a legnagyobb egészségügyi katasztrófák az amúgy is hátrányban lévő országokat sújtják. Magyarországon is egyre gyakrabban jelentenek problémát az éghajlatváltozással kapcsolatos betegségek. Az enyhe telek miatt a kullancsok könnyen átvészelik az évszakot, és tavasszal pedig egyre korábbi időszakban jelennek meg a parkokban, erdőkben, mezőkön. Emellett a hantavírus is megjelent térségünkben, mely egy rágcsálók által terjesztett betegség, amire az enyhe tél és a sok csapadék van „jótékony” hatással. A bőségesebb gabona terméssel általában együtt jár a nagyobb egérpopuláció, mely e betegség terjesztője. Az ember közelében élő rágcsálók könnyen kapcsolatba kerülnek az emberrel, ami során az ember tüdejébe kerülhet a kórokozó.