Тайните на градския топлинен остров

Проучванията на микроклимата в градовете стават все по-актуални

Зина СОКОЛОВА

Националният център за геопространствени изследвания и технологии в Софийския университет „Климент Охридски“ е създаден през 2020 г. с решение на Академичния съвет. Неговото основаване е свързано с бързото развитие на геоинформационните и геопростраствените технологии, като интересът към тях е голям, а приложенията им нарастват по най-различни причини. От една страна, това се дължи на развитието на мобилните технологии, на безпилотните летателни системи, географските информационни системи, а и на всички методи за дистанционно събиране на данни чрез сателитни платформи.
ЕС е един от големите инвеститори в тази област с програма „Коперник“ и сателитите „Сентинел“, които дават изключително разнообразна, прецизна и голяма информационна база, която да бъде обработена за различни цели – градско планиране, териториално развитие, анализ на рисковите процеси и явления и други. Всичко това довежда до решението за създаването на Центъра. В него работят не само хора от Геолого-географския факултет на Университета, но и специалисти от Факултета по математика и информатика, от Историческия факултет, които се занимават с културно-историческото наследство и археология, изследователи, които се занимават с биоразнообразие и много други.
Макар и нов, Националният център вече има много работа, разказва неговият ръководител доц. Стелиян Димитров от Геолого-географския факултет. Освен два договора със Столичната община по теми, като качеството на въздуха, градския топлинен остров, наскоро Центърът печели и голям проект по ОП „Околна среда“ съвместно с Института по гората при БАН. Той е свързан с опазването на определени горски местообитания от пожари – изключително актуална тема през последните лета.
Центърът е тясно свързан с катедра „Картография и географски информационни системи“ и с новата специалност „Геопространствени системи и технологии“ – единствена по рода си у нас, към която има голям интерес.
„Разполагаме с модерно оборудване и софтуер – подчертава доц. Димитров. – Имаме високотехнологични безпилотни летателни системи, чрез които сме в състояние да събираме данни. Можем да използваме най-различни сензори – фотограметрични, термални и мултиспектрални, което ни позволява да генерираме научно обоснована информация, да проследяваме явления, включително такива, свързани с природно рискови процеси, в това число свлачища и наводнения.“
Едно от явленията, които са във фокуса на изследователския интерес на Центъра, е т.нар. градски топлинен остров. Той е пряко свързан с процесите на интензивна урбанизация, които са основен фактор за промяната на географската структура на територията, изразяваща се в дълбока и всестранна транс-
формация на естествените ландшафти и екосистеми и превръщането им в изкуствени хабитати със силно насищане на пространството с антропогенни обекти и системи. В резултат – особено в големите градски центрове, се наблюдават съществени изменения в естествените екологични процеси, чиито негативни последствия засягат пряко начина и качеството на живот на обитаващото ги население. Температурата на повърхността и на приземния въздушен слой е една от променливите, които най-добре характеризират спецификата на климата в урбанизирани пространства.
„Това явление, освен че има сериозни здравословни последици за хората и нарушава техния комфорт, има и преки икономически измерения – подчертава ученият. – Последното лято беше особено показателно. Ние проведохме две големи изследвания. Едното е свързано със Столична община и картографирането и оценката на ефекта от градския топлинен остров в София, където работим от няколко години по темата. Тази година правихме такова изследване и в Бургас. Идеята е да видим какви ефекти се наблюдават в различните типове урбанизирани пространства, като вече сме натрупали голяма база данни. В основата на нашите проучвания е приложението на иновативна безпилотна летателна система, съоръжена с високотехнологичен сензор, интегриращ фотограметрична и термална камера. В резултат можем да произвеждаме геометрично коректни термални карти с висока резолюция. Това ни позволява да установим термалния товар във всяка част от града. Има и практически измерения, както за планирането и управлението на територията от общините, така и за хората. Термалното натоварване влияе пряко върху разходите за охлаждане. Според изследване на Американската агенция за опазване на околната среда повишаването с 1 градус на температурата в града води до ръст от 10 – 15% на разходите за електроенергия.“
Най-отчетлив е ефектът на градския топлинен остров в панелните комплекси, където е налице гъсто застрояване, съчетано със значителни по площ запечатани територии, без качествени зелени пространства.
Проблемите с градския топлинен остров са тясно свързани и с качеството на атмосферния въздух, уточнява доц. Димитров. В момента учените изследват и картографират зелената система на Столичната община, като подпомагат запълването на информационните дефицити. Именно от качеството на зелената система зависи цялостното качество на живот на населението.
Друг много изследователски акцент на екипа на Центъра е свързан с изследване на рискови атмосферни и хидросферни явления и техния ефект върху инфраструктурните системи и съоръжения. Днес имаме морално, технически и технологично остаряла инфраструктура, проектирана и изграждана за други климатични условия. Това поражда сериозни проблеми със задълбочаване на климатичните промени.
Екипът на Центъра усилено работи и върху картирането на риска от наводнения. Учените разполагат както с техника за създаване на прецизни модели на терена в районите със значителен потенциален риск от наводнения, така и с необходимото ноу-хау за моделирането и интерпретирането на
данните. Това позволява по-прецизно определяне на конкретните измерения на риска. Изследванията на ефекта на градския топлинен остров и на заплахата и риска от наводнения се извършват с подкрепата на Националната научна програма „Опазване на околната среда и намаляване на риска от неблагоприятни явления и природни бедствия“.
„Всички тези проблеми са с конкретни локални проявления, но с глобален характер – подчертава доц. Димитров. – Нашият поглед търси причинно-следствените връзки в рамките на конкретни територии и формираните в тях геосистеми. С колкото с повече данни разполагаме, толкова по-добри решения ще се взимат. Новите технологии ни дават безценна информация в реално време и ни правят независими от институции. Например няма нужда да пишем до Агенцията по кадастър или до министерствата на земеделието и на околната среда, за да ни бъде предоставена информация за конкретен обект. На терен си набавяме всичко, което ни е необходимо, чрез безпилотни летателни системи или системи за мобилно картографиране. Съвременното планиране и управление на територията изисква все по-интензивно интегрирано използване на геопространствените технологии и знанията, които се генерират с тяхна помощ. Колкото по-бързо държавата започне да взима решения на база на данни в реално време, толкова по-добре.
А не да вървим след събитията.
Климатичните промени стават все по-осезаеми, променяйки географията на едно или друго населено място. Не можем пряко да влияем върху тези процеси, но можем ефективно да се адаптираме към тях, за да намаляваме негативните последици. Пак ще дам за пример градския топлинен остров. Ако имаме зелени площи с разнообразна топография, малко издигнати над околните урбанизирани пространства, това ще има осезаем охлаждащ ефект – по-хладните въздушни маси от тези пространства ще се разпространяват към по ниските части. Ако парковете ни са с разнообразен релеф, както е в други страни, ще се осигури по-голяма циркулация на прохладен и по-чист въздух към околните улици и ще имаме ефект на естествена климатизация. Подобно решение не е сложно за осъществяване. Ако сменим фасадните бои и направим охладени покривни конструкции, ефектът ще бъде много голям. Това е технология, която позволява покривите да не акумулират топлина, а да я отразяват. Това лято беше едно от най-горещите за Европа. Тези явления ще стават все по-чести, поради което е нужно да се подготвим, включително чрез осигуряването на надеждна геореферирана научна информация.
Повишаване на температурите с 1 – 2 градуса в близко бъдеще може би не звучи толкова страшно за хората, но ефектът върху техния живот ще бъде съществен. Когато имаме дълги горещи вълни, както беше през юли и август, когато температурите не падаха под 35 градуса, а в градовете това се усещаше над 40 – 45 градуса. И реално няма как да има охлаждане в тази изкуствена среда. Изследванията ни показват проблемите на микрониво в местата, където хората живеят и работят. Урбанизираните територии са особени от географска гледна точка, на малка площ има голяма динамика – смяна на типове земно покритие и земеползване. Различните конфигурации дават различни резултати. Разполагайки с информация за термалните характеристики на отделните части на града, общините могат да адаптират тези територии по-ефективно.“

„В Центъра се занимаваме и с нещо, което е страшно модерно – казва доц. Димитров. – Създаваме цифрови модели на територията на градската среда, които са идентични с тези в действителността – така наречените дигитални двойници или близнаци. Имаме такава информация за София, Пловдив, Бургас, Плевен, Русе, Видин и редица други градове. И за всички райони, застрашени от наводнения, защото по друга линия работихме като консултанти към Световната банка, които се занимават с картите на риска от наводнения. Постепенно ще заснемем и дигитализираме по-голямата част от страната, което е в основата на по-доброто планиране и управление на територията и градовете.“