A zöldfelület intenzitás és a városi hősziget jelenségének összefüggései Budapesten
ZÖLDFELÜLET, MINT KONDICIONÁLÓ FELÜLETK
A városi zöldfelületek számos funkcióval rendelkeznek. Ezek között megtalálhatóak a társadalmi funkciók (testi, lelki rekreáció, természetközeli agóra), a gazdasági (ingatlanérték növelés, gazdasági vonzerőnövelés) és az esztétikai funkciók is. Leginkább mégis az ökológiai (természeti élőhely, zöldfolyosó), környezetvédelmi (zaj- és rezgéscsökkentés, porszűrés, vízvisszatartás) funkciók kötődnek a köztudatban a zöldfelületekhez. A környezet minőségét befolyásoló zöldfelületi funkciók közül városi környezetben a zöldfelületek légkondicionáló, mikroklimatikus hatása a legfontosabbak közé tartozik. Az urbanizált területeken kialakuló hősziget jelenségére és annak káros hatásaira számos kutatás rámutatott már (Stathopoulou et al. 2006). A nyári időszakban a kedvezőbb, hűvösebb mikroklímájú területek kialakulásának okai között több tényező szerepel. A domborzat, a légáramlási viszonyok, a felszíni vizek párolgása egyaránt befolyásolják a városi hősziget jellegét (Gómez et al. 2001). Azonban a legfontosabb hősziget-intenzitás mérséklő tényezőnek a városi zöldfelületeket tekintik általában a szakemberek (Szuróczki-Tőkei, 1988).
ZÖLDFELÜLETI ÉS FELSZÍNHŐMÉRSÉKLETI KUTATÁS MŰHOLDFELVÉTEL FELDOLGOZÁSÁVAL
A városi területeken kialakuló hősziget nem homogén összetételű. Bartholy és társai 2001-2004 között végzett kutatásai során űrfelvételek feldolgozásával megállapították, hogy a budapesti hősziget centruma a főváros pesti oldalának a központi, IV-XIII-V-VI-VII-VIII-IX. kerületekre eső részén figyelhető meg (Bartholy, 2005). Mi azonban szerettünk volna választ kapni azokra a településtervezési szempontból különösen érdekes és aktuális kérdésekre, hogy milyen a zöldfelületek pontos (Celsius fokban kifejezhető) hatása a felszín hőmérsékletére és milyen hőmérsékleti eltérések figyelhetők meg különböző területhasználatok esetén Budapesten. Kutatásunk során a nagyfelbontású űrfelvételek elemzésének lehetőségét kihasználva vizsgáltuk Budapest felszínhőmérsékleti adatait. A Landsat műhold 2005. augusztus 1. 9:30-kor (CET) — egy derült kánikulai napon — készült felvételének termális, közeli infravörös és látható vörös csatornáit használtuk a városszerkezeti sajátosságok feltárására. A Landsat (TM5) műholdfelvételből térinformatikai szoftverekkel nyert több mint 1800 pontszerű adattal gyorsan és egyszerűen igazolható volt a zöldfelületi intenzitás és a felszínhőmérséklet közötti egyértelmű negatív korreláció a főváros területén.1 Ahol a zöldfelületek intenzitása magas (NDVI <= 0,4 azaz 80% feletti a zöldfelületek aránya) ott alacsony a felszínhőmérséklet, ahol alacsony a zöldfelületek aránya (NDVI >= 0,1 azaz 20% alatti) ott magas a felszínhőmérséklet. Ez alól csak a vizek, vízfolyások jelentenek kivételt, amelyek egy hőségnapon relatíve szintén alacsony hőmérséklettel jellemezhetők. A felvázolt relációt jól szemlélteti a két keresztirányú (ÉNy-DK-i és DNy-ÉK-i irányú) budapesti metszet alapján megrajzolt diagram is (4. ábra). A 2. ábrán jól látható, hogy míg a Margitsziget (intenzív városi park) területén a felszínhőmérséklet alacsony (18,5-24,0 C°), Újlipótváros nagyvárosias lakóterületén a zöldfelületek hiánya és magas hőmérséklet figyelhető meg (NDVI = 0, azaz gyakorlatilag nincs zöldfelület; 33,0-36,0 C°). Figyelemre méltó jelenség, hogy a Westend tetőkertje területén a hőmérséklet relatíve alacsony (30,5-32,5 C°), és különösen a szomszédos vasúti területekkel összevetve mutat nagy kontrasztot (36,0 C°). Érdekesség, hogy a nagyvárosi lakóterülethez képest a Városligeti fasor mentén lévő kisvárosias beépítésű villanegyed magasabb zöldfelületi aránya (32-100%), jóval alacsonyabb hőmérsékletet eredményez (28-30 C°).
KÜLÖNBÖZŐ TERÜLETHASZNÁLATOK FELSZÍNHŐMÉRSÉKLETE BUDAPESTEN
A nyári időszakban legnagyobb intenzitással megfigyelhető budapesti hősziget jelenségének jelentős hatása van a városlakók környezeti komfortérzetére. Szeged mikroklimatikus viszonyait vizsgálva Gulyás és társai megállapították, hogy a fiziológiai egyen-hőmérséklet (Physiological Equivalent Temperature PET) képlete alapján számított humán komfort mutató nem elsősorban a léghőmérséklet változásának görbéjével, hanem a humán környezet hősugárzási értékeivel mutat korrelációt. (Gulyás, 2006). A város és a városkörnyék léghőmérséklete mindössze néhány Celsiusfok különbséget mutat, míg a felszínhőmérséklet ennél lényegesen nagyobb hatással bír a komfortérzetre. Fontosnak tartottuk ezért a főváros települési szerkezetében fellelhető — különböző gazdasági, lakó, zöldfelületi, közlekedési — területhasználatok zöldfelületi illetve hőmérsékleti szempontból történő jellemzését. A főváros területétén 14 kategóriába sorolva 95 mintaterületet jelöltünk ki, melyek alapján meghatároztuk az egyes területhasználatok zöldfelületi és felszínhőmérsékleti sajátosságait. Az abszolút legmagasabb maximális hőértékek (43,5-44,0 C°) gazdasági és kereskedelmi területekre jellemzőek, ami csak részben magyarázható a rendkívül alacsony átlagos zöldfelületi mutatókkal (14-16%). A magas hőmérsékleti értékekhez vélhetőleg hozzájárul még a területeken folyatott gazdasági tevékenység, illetve az intenzív gépjármű forgalom hősugárzása. A lakóterület típusok közül a legmagasabb átlagos hőérték (33,9 C°) és a legalacsonyabb áltagos zöldfelületi arány (4%) a nagyvárosias lakóterületen figyelhető meg, míg a kisvárosias lakóterületet (28,3 C° és 54%-os zöldfelületi arány jellemzi, mely kevéssel ugyan, de komfortérzet szempontjából kedvezőbb, mint a kertvárosias illetve lakótelepi területeken tapasztaltak (1. táblázat). A zöldterületek (park, közkert, parkerdő) illetve a jelentős zöldfelülettel rendelkező intézményterületek (strand, temető) esetében a területek átlagos zöldfelületi borítottsága 70-100% között változik (Gábor-Jombach-Ongjerth, 2006). Ennek megfelelően ott a felszínhőmérsékleti értékek is alacsonyabbak (20,6-28,2 C°). A kisebb kiterjedésű városi parkok és közkertek esetében azonban a környező intenzíven beépített területek hatását egy kisebb zöldfelület 70%-os átlagos zöldfelületi arány mellett is csak kevéssé és lokálisan képes kompenzálni. A vasúti területek a főváros legmagasabb átlagos felszínhőmérséklettel — és így hősugárzásával — rendelkező területei (35,5 C°). Ennek hatását az itt megfigyelhető rendkívül alacsony zöldfelületi arány (16%) nem képes mérsékelni. A közúti közlekedés csomóponti területeinek rendkívül alacsony zöldfelületi aránya (átlagosan 2%) és magas 33,5 C°-os átlagos felszínhőmérséklete ugyancsak hozzájárul a városi hősziget jelenség kialakulásához.
A KUTATÁS EREDMÉNYEI ALAPJÁN TETT MEGÁLLAPÍTÁSAINK
A kutatás eredményei alapján tett megállapításaink
  • Budapest területén a legmagasabb felszínhőmérsékletű területeket a gazdasági, kereskedelmi, nagyvárosi lakó, vasúti és közúti csomóponti területek alkotják. Feltételezhetjük, hogy ezek a területhasználatok azok, melyek elsősorban felelősek a városi hősziget kialakulásáért.
  • Vizsgálataink arra is rámutattak, hogy ezeken a területeken a zöldfelületek aránya jellemzően rendkívül alacsony.
  • A vizsgált nyári napon (2005. augusztus 1.) reggel 9:30 órakor a Budapest területén mérhető felszín hőmérsékleti értékek 18 C° és 44 C° között változnak. Tehát a felszínhőmérsékleti különbségek nyáron már egy reggeli időpontban is meghaladhatják a 25 C°-ot.
  • Egyes területhasználatok átlagos hőmérsékletei közötti különbségek meghaladják a 14 C°-ot.
  • Az intenzív városi jelentőségű közparkok területén a felszínhőmérséklet 12 C°-kal alacsonyabb a nagyvárosi lakóterületek hőmérsékleténél, viszont kondicionáló hatásuk a szomszédos területek hőmérsékletére nem jelentős.
  • Mintaterületen igazoltuk, hogy intenzív tetőkert kialakítása 3,5 C°-kal is képes lehet mérsékelni a terület felszíni hőmérsékleti értékeket.
JAVASLATOK A VÁROSI HŐSZIGET MÉRSÉKLÉSÉRE
A városi hősziget mérséklésének érdekében Mika és társai zöldfelülettel ellátott tágas terek nagyságának növelését, az albedó2 és az antropogén hőtermelés3 csökkentését javasolják. Gómez és társai Valenciában végzett kutatásaik eredményeképpen konkrét mutatót dolgoztak ki, mely segíti a várostervezőket a kellemes városi környezet kialakításához szükséges zöldfelület nagyságának számításában (Gómez, 2004). Javaslatainkban a fővárosi hősziget jelenségének mérsékléséhez elsősorban a gazdasági, kereskedelmi, nagyvárosi lakó, vasúti és közúti csomóponti területek felszíni hőmérsékletének csökkentését tartottuk szükségesnek. A csökkentést elsősorban zöldfelületek létrehozásával javasoljuk elérni. Az új zöldfelületek kialakíthatóak akár talajszinten lévő növényzet, akár az épületek tetején létrehozott tetőkertek formájában. Mivel a zöldfelület a felszínhőmérsékletet csak lokálisan képes befolyásolni a városi környezetben ezért a növényzet telepítését lehetőség szerint az adott területhasználaton kell megoldani. A növényzet párologtató hatása révén természetes légkondicionálóként is funkcionál, ezen felül a fák lombkoronája természetes árnyékoló berendezés szerepét is betölti. A két utóbbi tényező miatt, a zöldfelületek telepítésekor elsősorban a lomblevelű (a nyári vegetációs időszakban sokat párologtató), nagy, sátorozó lombkoronát nevelő fák telepítése bizonyulhat hatékony megoldásnak. Különösen nagy jelentősége lenne az útmenti fasorok létesítésének és fenntartásának, parkolóhelyek, gyalogos közlekedési területek fásításának. A gazdasági és kereskedelmi területek létesítményei esetében pedig mind a feleslegessé váló burkolt felületek kiváltására, mind a használaton kívül kerülő épületek átalakítására, új funkcióval való ellátására, esetlegesen lebontására, a hatalmas kiterjedésű tetőfelületeken zöldtetők kialakítására lenne szükség a felszínhőmérséklet és a komfortérzetre tett káros hatások mérséklése érdekében. A rozsdaövezetek funkcionális átalakítása során új zöldfelületek létesítésében is hihetetlen nagy lehetőség rejlik a hősziget hatásának mérséklésére.

Gábor Péter
ügyvezető,
Zöldfácska Kft.

Jombach Sándor
PhD hallgató,
BCE Tájépítészeti Kar
FŐBB IRODALMI FORRÁSOK
  • Bartholy Judit, Pongrácz Rita, Dezső Zsuzsanna: A hazai nagyvárosok hősziget hatásának elemzése finomfelbontású műholdképek alapján. AGRO-21 Füzetek 44, pp. 32-44. 2005
  • Chen, Xiao-Ling; Zhao, Hong-Mei; Li, Ping-Xiang; Yin, Zhi-Yong: Remote sensing image based analysis of the relationship between urban heat island and land use/cover changes, in Remote Sensing of Environment, vol 104, pp 133-146, 2006.
  • Gábor Péter, Jombach Sándor, Ongjerth Richárd: Budapest zöldfelületi állapotfelmérése űrfelvételek feldolgozásával, 4D Tájépítészeti és Kertművészet Folyóirat, 4. szám pp 14-22, Budapest Corvnius Egyetem Tájépítészeti Kar, 2006.
  • Gómez, F.; Tamarit, N.; Jabaloyes, J.: Green zones, bioclimatics studies and human comfort in the future development of urban planning, Landscape and Urban Planning Vol 55 pp 151-161, 2001.,
  • Gómez, Francisco; Gil, Luisa; Jabaloyes, José: Experimental investigation on the thermal comfort in the city: relationship with the green areas, enteraciton with the urban microcilmate, in Building and Environment, Vol 39., pp 1077-0886, 2004.
  • Gulyás Ágnes; Unger János; Matzarakis, Andreas: Assessment of the microclimatic and human comfort conditions in a complex urban environment: Modelling and measurements, Building And Environment, Vol 41 pp 1713-1722, 2006.
  • Jiménez-Munoz, J. C.; Sobrino, J. A. (2003). A generalized single-channel method for retrieving land surface temperature from remote sensing data. Journal of Geophysical Research, 108 (doi: 10.1029/2003JD003480).
  • Mika János, Fülöp Andrea, Bartholy Judit, Pongrácz Rita, Makra László, Unger János: Nagyvárosaink időjárása - Makacs tendenciák, új kockázatok,
  • Qin, Z.; Karnieli, A.; Berliner, P. (2001). A mono-window algorithm for retrieving land surface temperature from Landsat TM data and its application to the Israel-Egypt border region. International Journal of Remote Sensing, 22(18), 3719-3746.
  • Sobrino, José A; Jiménez-Munoz, Juan C.; Paolini, Leonardo: Land surface temperature retrieval from LANDSAT TM 5, Remote Sensing of Environment, Vol 90 pp 434-440, 2004.
  • Stathopoulou, Marina; Cartalis Constantinos: Daytime urban heat islands from Landsat ETM+ and Corine land cover data: An application to major cities in Greece, , Solar Energy Vol. 81. issue 3. pp 358-368 2006.
  • Szuróczki Zoltán, Tőkei László: Táj- és kertépítészeti meteorológia, Kertészeti és Élelmiszeripari Egyetem Házinyomdája, 1988. Budapest.
  • Wang, Yunpeng; Zhang, Jinqu; Li, Yan: A C++ program for retrieving land surface temperature from the data of Landsat TM/ETM+ band6, Computers & Geosciences 32, 1796-1805, 2006.
LÁBJEGYZETEK
1 A zöldfelületi intenzitást a felvételekből az NDVI index segítségével kidolgozott zöldfelületi mutatóval (Gábor-Jombach-Ongjerth, 2006) a felszínhőmérsékletet a (Qin et all. 2001.) és a (Jimenez-Munos, Sobrion 2003.) módszereire épített C++ program (Wang, Yunpeng; Zhang, Jinqu; Li, Yan; 2006) segítségével számítottuk.
2 albedó: valamely test által visszavert és a beeső fénymennyiség hányadosa. 0 és 1 közé eső szám. Az adott felületről visszavert és a teljes beérkező napsugárzás aránya, tizedes törtként vagy százalékban kifejezve. A nagyobb albedójú testnek jobb a fényvisszaverő képessége.
3 antropogén hőtermelés: emberi tevékenység által termelt és a környezetbe kibocsátott vagy kikerült hő