Eltérő klímazónában fekvő városi felszínek termikus reakcióinak összehasonlítása: módszerek és előzetes eredmények

Abstract

A városklíma egy olyan lokális skálájú klimatikus rendszer, melyet a városi környezet (lakó-épületek sokasága, utcahálózatok és ipari területek) és a régió éghajlatának kölcsönhatása közösen alakít ki (WMO, 1983). Ennek következménye, hogy a beépített területekre eltérő éghajlati sajátosságok jellemzőek, mint az azt körülölelő természetes felszínborítású vagy mezőgazdasági környezetre (Oke, 1987). A beépített terület módosító hatását – amely leg-inkább a város felépítésétől, a felhasznált anyagoktól és az antropogén tevékenységtől függ – többek között a felszínközeli (2 m) léghőmérséklet (Ta) és a felszínhőmérséklet (Ts) területi különbségei reprezentálják. A részletesebb, a város és környezetén belüli termikus különbségek vizsgálatához a ma-napság már széles körben alkalmazott keretrendszert, a lokális klímazónákat (local climate zones – LCZs) Stewart (2009) publikálta elsőként, majd Stewart & Oke (2012) véglegesítette. A rendszer 10 beépítettségi és 7 felszínborítási típust különít el. Eredeti célja a léghőmérsékletet mérő állomások ‒ környezetük alapján történő ‒ osztályokba sorolása volt, ám a későbbiekben számos további területre is kiterjesztették az alkalmazását. Az első ilyen alkalmazás a típusok városon belüli eloszlásának feltérképezését célozta Újvidék (Szerbia) esetében annak érdekében, hogy a telepíteni kívánt városi mérőhálózat állomásai az egyes városrészeket megfelelően reprezentálva kerüljenek elhelyezésre (Unger et al., 2011). Ezt követően Bechtel & Daneke (2012) és Lelovics et al. (2014) dolgoztak ki objektívebb megközelítésű LCZ tér-képezési technikákat, majd Geletič & Lehnert (2016) és Wang et al. (2018) szintén alkalmazták a módszert. Az LCZ térképezés módszertanát felhasználva számos, a zónák közötti Ta különbségeket feltáró publikáció is született (pl. Stewart et al., 2014; Leconte et al., 2015, 2017; Skarbit et al., 2017), melyek igazolják az LCZ koncepció létjogosultságát. Ezzel szemben a módszert felszínhőmérsékletre alkalmazó kutatási eredmények még viszonylag ritkák (pl. Skarbit et al,. 2015; Cai et al., 2018). A mérsékeltövi területekre hiányoznak az olyan átfogó vizsgálatok, amelyek több éves műholdas adatbázisra támaszkodva a város és környéke LCZ-alapú felszíntípusainak hőmér-sékleti viszonyaira irányulva lehetővé teszik a napszakos és évszakos sajátosságok elkülönítését, illetve részletes összehasonlítását. Ehhez kapcsolódva tanulmányunk célja, hogy két, különböző éghajlaton fekvő település és környezetük termikus reakcóit és annak különbségeit vizsgáljuk 4 évre kiterjedő műholdas Ts adatok alapján. Az egyik város Szeged, mely a melegmérsékelt övben, viszonylag nedves klímájú területen fekszik, míg Beer Sheva (Izrael) a száraz övben, sztyeppi-sivatagi környezetben található. Mindkét városra évszakos és napi város-vidék felszínhőmérséklet különbségeket (felszíni hősziget intenzitás, ΔTs(u-r)) a 4 év felhőzetmentes adatait felhasználva számítunk. A vizsgálat menete a következő lépésekből áll: (i) LCZ térképek készítése az egyes városokra Landsat-8 műholdképek alapján, (ii) a megjelenő LCZ típusok klímarégiók szerinti különbségeinek elemzése, (iii) az 1 km-es felbontású MODIS rácshálózat városi és városkörnyéki celláinak lehatárolása, (iv) a MODIS termikus infravörös tartományú, felhőmentes műholdképeinek kiválogatása városonként, valamint csoportosítása nappal, éjszaka és évszak szerint, (v) a város és vidék felszínhőmérsékleteinek és ezek különbségének évszakos és napszakos átlagos értékeinek meghatározása városonként, (vi) a kapott átlagok klímarégiók szerinti összehasonlító elemzése.