Miejska wyspa ciepła w Łodzi w latach 2015-2018 na tle wcześniejszych badań

• Autorzy: Krawczyk Ewelina , Fortuniak Krzysztof , Wilk Szymon

Identyfikatory

DOI

10.32045/PG-2022-028

Warianty tytułu

EN

Urban heat island in Lodz in 2015-2018 in relation to previous studies

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W opracowaniu scharakteryzowano miejską wyspę ciepła (MWC) w Łodzi na podstawie pomiarów wykonywanych w latach 2015–2018 na dwóch stanowiskach: Tramwajowa (stacja miejska) i Łódź-Lublinek (stacja zamiejska). Analizie poddano różnice temperatury między stacją miejską a zamiejską (ΔT) obliczone z 1-godzinnym krokiem czasowym. Wyznaczono średnie wartości ΔT w godzinach dla poszczególnych miesięcy i określono dobową zmienność częstości występowania ΔT z określonych przedziałów temperatury w sezonach. Zbadano częstość występowania maksymalnych dobowych wartości ΔT (między godz. 12.00 dnia bieżącego a 12.00 dnia poprzedniego) i ich przebieg wieloletni. Przeanalizowano zależność MWC od prędkości wiatru i zachmurzenia. Otrzymane wyniki zostały porównane z wcześniejszym opracowaniem dotyczącym lat 1997–1999. W obecnie analizowanym okresie w miesiącach letnich zaobserwowano znacznie silniejsze kontrasty termiczne między centrum Łodzi a obszarami peryferyjnymi, ze średnimi przekraczającymi w nocy 2°C. W stosunku do lat 1997–1999 ponad dwukrotnie wzrosła częstość ΔT > 3°C. Zimą średnie wartości ΔT są nieco niższe niż w poprzednim okresie, wzrosła natomiast liczba przypadków ΔT < 0°C, przy jednoczesnym niewielkim wzroście prawdopodobieństwa pojawienia się ΔT > 3°C. Maksymalna wartość ΔT zanotowana w bieżącym okresie wynosi 7,9°C i jest nieco niższa niż dla lat 1997–1999 (8,7°C). W przeciwieństwie do końca ubiegłego wieku najwyższe zanotowane w sezonach wartości ΔT są do siebie zbliżone, a liczba ΔT > 7°C jest zdecydowanie wyższa. Chociaż przeprowadzone badania nie pozwalają wskazać przyczyn zaobserwowanych tendencji MWC, za najbardziej prawdopodobne należy uznać zmiany ogólnych warunków klimatycznych w regionie oraz zmiany w strukturze i metabolizmie miasta.

EN

The study characterizes the urban heat island (UHI) in Łódź in 2015–2018 on the basis of measurements at two sites: Tramwajowa (urban) and Łódź-Lublinek (rural). The temperature differences between the city and rural sites (ΔT) were calculated with a 1-hour time step. Average values ​​of ΔT in hours for individual months were determined and the daily variability of the frequency of occurrence of ΔT for selected temperature ranges in seasons was determined. The frequency of occurrence of maximum daily ΔT ​​(between noon of the current day and noon of the previous day) and its long-term course were examined. The dependence of UHI on wind speed and cloudiness was analyzed. The obtained results were compared with the previous study concerning the years 1997–1999. In the currently analyzed period much stronger thermal contrasts were observed between the center of Łódź and the peripheral areas in summer, with averages exceeding 2°C at night. In relation to the years 1997–1999, the frequency of ΔT > 3°C has more than doubled. In winter, the average values ​​of ΔT are slightly lower than in the previous period, while the number of cases of ΔT < 0°C has increased, with a slight increase in the probability of the appearance of ΔT > 3°C. The maximum value of ΔT recorded in the current period is 7.9°C and is slightly lower than for the years 1997–1999 (8.7°C). Contrary to the end of the last century, the highest values ​​of ΔT are similar in all seasons, and the number of ΔT > 7°C is much higher. Although the presented research does not allow to identify the causes of the observed UHI trends, the most probable are changes in the climatic conditions in the region and changes in the structure and metabolism of the city.

Słowa kluczowe

PL

miejska wyspa ciepła; klimat miast; Łódź; temperatura powietrza

EN

urban heat island; urban climate; Łódź; air temperature

• Wydawca: Polskie Towarzystwa Geofizyczne ; Komitet Geofizyki PAN
• Czasopismo: Przegląd Geofizyczny
• Rocznik: 2022
• Tom: Z. 1-2
• Strony: 3--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 51 poz., fot., wykr.

Twórcy

autor

Krawczyk Ewelina

• Uniwersytet Łódzki, Szkoła Doktorska Nauk Ścisłych i Przyrodniczych

• https://orcid.org/0000-0003-4893-0699

autor

Fortuniak Krzysztof

• Uniwersytet Łódzki, Szkoła Doktorska Nauk Ścisłych i Przyrodniczych

• https://orcid.org/0000-0001-7043-8751

autor

Wilk Szymon

• Uniwersytet Łódzki, Szkoła Doktorska Nauk Ścisłych i Przyrodniczych

• https://orcid.org/0000-0002-0233-574X

Bibliografia

• [1] Ackerman B., 1985, Temporal march of the Chicago heat island, Journal of Climate and Applied Meteorology, 24 (6), 547-554, DOI: 10.1175/1520-0450(1985)024<0547:TMOTCH>2.0.CO;2.
• [2] Adebayo Y.R., 1987, A note on the effect of urbanization on temperature in Ibadan, Journal of Climatology, 7 (2), 185-192, DOI: 10.1002/joc.3370070209.
• [3] Arnfield A.J., 2003, Two decades of urban climate research: a review of turbulence, exchanges of energy and water, and the urban heat island, International Journal of Climatology, 23 (1), DOI: 10.1002/joc.859.
• [4] Błażejczyk K., Kuchcik M., Milewski P., Dudek W., Kręcisz B., Błażejczyk A., Szmyd J., Degórska B., Pałczyński C., 2014, Miejska wyspa ciepła w Warszawie: uwarunkowania klimatyczne i urbanistyczne, IGiPZ PAN, Wydawnictwo Akademickie Sedno, Warszawa, 171 s.
• [5] Bokwa A., 2010, Wieloletnie zmiany struktury mezoklimatu miasta na przykładzie Krakowa, Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków, 258 s.
• [6] Bokwa A., 2019, Rozwój badań nad klimatem lokalnym Krakowa, Acta Geographica Lodziensia, 108, 7-20.
• [7] Bornstein R.D., 1968, Observation of the urban heat island effect in New York City, Journal of Applied Meteorology and Climatology, 7 (4), 575-582, DOI: 10.1175/1520-0450(1968)007<0575:OO-TUHI>2.0.CO;2.
• [8] Urban Atlas, 2006, Copernicus Land Monitoring Service, dostępne online https://land.copernicus.eu/local/urban-atlas/urban-atlas-2006.
• [9] Urban Atlas, 2018, Copernicus Land Monitoring Service, dostępne online https://land.copernicus.eu/local/urban-atlas/urban-atlas-2018.
• [10] Dankowska M., Koter M., Krystkowski T., Kwiatkowska N., Makowski A., Marczewski M., Saciuk M., Salm J., Stefański K., Stępniewski M., Szot M., Walczak B. M., Warsza R., Wesołowski J., 2019, Łódź w okresie III RP, [w:] Atlas historyczny Miasta Łodzi, Łódzkie Towarzystwo Naukowe, Łódź.
• [11] Djen C.S., 1992, The urban climate of Shanghai, Atmospheric Environment. Part B: Urban Atmosphere, 26 (1), 9-15, DOI: 10.1016/0957-1272(92)90033-O.
• [12] Eliasson I., 1996, Intra-urban nocturnal temperature differences: a multivariate approach, Climate Research, 7 (1), 21-30.
• [13] Fortuniak K., 2001, Wpływ właściwości termicznych podłoża na intensywność miejskiej wyspy ciepła - analiza modelowa nocnego wychładzania powierzchni gruntu, Prace i Studia Geograficzne, 29, 297-302.
• [14] Fortuniak K., 2003, Miejska wyspa ciepła. Podstawy energetyczne, studia eksperymentalne, modele numeryczne i statystyczne, Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź, 233 s.
• [15] Fortuniak K., 2019, Badania klimatu miast w Polsce, Przegląd Geofizyczny, LXIV, 73-106.
• [16] Fortuniak K., Kłysik K., 2008, Osobliwości klimatu miast na przykładzie Łodzi, [w:] Klimat i bioklimat miast, K. Kłysik, J. Wibig, K. Fortuniak (red.), Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego, 477-488.
• [17] Fortuniak K., Kłysik K., Wibig J., 2006, Urban-rural contrasts of meteorological parameters in Łódź, Theoretical and Applied Climatology, 84 (1-3), 91-101, DOI: 10.1007/s00704-005-0147-y.
• [18] Fortuniak K., Pawlak W., Podstawczyńska A., Siedlecki M., Wibig J., Wilk S., 2019, Łódzkie badania klimatu miasta, Acta Geographica Lodziensia, 108, 35-49.
• [19] Howard L., 1833, The climate of London, Vol. 1-3, Harvey & Darton, Londyn. Jauregui E., 1997, Heat island development in Mexico City, Atmospheric Environment, 31 (22), 3821-3831, DOI: 10.1016/S1352-2310(97)00136-2.
• [20] Johnson D. B., 1985, Urban modification of diurnal temperature cycles in Birmingham, U.K., International Journal of Climatology, 5 (2), 221-225, DOI: 10.1002/joc.3370050208.
• [21] Kaniewicz S., Michalski W., 2012, Zmiany w przestrzeni Miasta Łodzi w latach 1994-2009, [w:] Atlas Miasta Łodzi, Suplement 2, Łódzkie Towarzystwo Naukowe, Łódź.
• [22] Kaszewski B.M., Siwek K., 1998, Cechy przebiegu dobowego temperatury powietrza w centrum i na peryferiach Lublina, Acta Universitatis Lodziensis. Folia Geographica Physica, 3, 213-220.
• [23] Kidder S.Q., Essenwanger O.M., 1995, The effect of clouds and wind on the difference in nocturnal cooling rates between urban and rural areas, Journal of Applied Meteorology and Climatology, 34 (11), 2440-2448, DOI: 10.1175/1520-0450(1995)034<2440:TEOCAW>2.0.CO;2.
• [24] Kłysik K., 1998, Struktura przestrzenna miejskiej wyspy ciepła w Łodzi, Acta Universitatis Lodziensis. Folia Geographica Physica, 3, 385-391 .
• [25] Kłysik K., Fortuniak K., 1998, Dobowy i roczny cykl występowania miejskiej wyspy ciepła w Łodzi, Acta Universitatis Lodziensis. Folia Geographica Physica, 3, 23-32.
• [26] Kłysik K., Fortuniak K., 1999, Temporal and spatial characteristics of the urban heat island of Łódź, Poland, Atmospheric Environment, 33 (24-25), 3885-3895, DOI: 10.1016/S1352-2310(99)00131-4.
• [27] Magee N., Curtis J., Wendler G., 1999, The urban heat island effect at Fairbanks, Alaska, Theoretical and Applied Climatology, 64, 39-47, DOI: 10.1007/s007040050109.
• [28] Montávez J.P., Rodríguez A., Jiménez J.I., 2000, A study of the urban heat island of Granada, International Journal of Climatology, 20 (8), 899-911, DOI: 10.1002/1097-0088(20000630)20:8<899::AIDJOC433>3.0.CO;2-I.
• [29] Morris C.J.G., Simmonds I., Plummer N., 2001, Quantification of the influences of wind and cloud on the nocturnal urban heat island of a large city, Journal of Applied Meteorology and Climatology, 40 (2), 169-182, DOI: 10.1175/1520-0450(2001)040<0169:QOTIOW>2.0.CO;2.
• [30] Nowak A., 2009, Analiza miejskiej wyspy ciepła na obszarze Poznania, Prace Geograficzne, 122, 99-110.
• [31] Oke T.R., 1987, Boundary Layer Climates, 2nd edition, Routledge, London, 464 s.
• [32] Oke T.R., 1973, City size and the urban heat island, Atmospheric Environment, 7 (8), 769-779, DOI: 10.1016/0004-6981(73)90140-6.
• [33] Oke T.R., 1982, Bibliography of urban climate 1977-1980, WMO, WCP-No. 45, dostępne online https://library.wmo.int/doc_num.php?explnum_id=7656.
• [34] Oke T.R., Mills G., Christen A., Voogt J.A., 2017, Urban Climates, Cambridge University Press, Cambridge, DOI: 10.1017/9781139016476.
• [35] Orbaniak W., 2007, Ludność Łodzi i innych wielkich miast w Polsce w latach 1984-2006, Urząd Statystyczny w Łodzi.
• [36] Philandras C.M., Metaxas D.A., Nastos P.T., 1999, Climate variability and urbanization in Athens, Theoretical and Applied Climatology, 63, 65-72, DOI: 10.1007/s007040050092.
• [37] Półrolniczak M., Kolendowicz L., Majkowska-Juskowiak A., 2019, Stan badań klimatu Poznania ze szczególnym uwzględnieniem pola temperatury i zjawiska miejskiej wyspy ciepła, Acta Geographica Lodziensia 108, 79-92.
• [38] Przybylak R., Uscka-Kowalkowska J., 2019, Badania klimatu miejskiego w Toruniu prowadzone przez Katedrę Meteorologii i Klimatologii UMK - zarys historii i uzyskanych wyników, Acta Geographica Lodziensia, 108, 93-107.
• [39] Schmidlin T.W., 1989, The urban heat island at Toledo, Ohio, Ohio Journal of Science, 89, 38-41.
• [40] Steinecke K., 1999, Urban climatological studies in the Reykjavík subarctic environment, Iceland, Atmospheric Environment, 33 (24-25), 4157-4162, DOI: 10.1016/S1352-2310(99)00158-2.
• [41] Stopa-Boryczka M., Kopacz-Lembowicz M., Błażek E., Kicińska B., Żmudzka E., 1994, The heat Island in Warsaw and its effects, Miscellanea Geographica, 6, 93-102.
• [42] Sundborg A., 1950, Local climatological studies of the temperature condition in an urban area, Tellus, 2 (3), 222-232, DOI: 10.1111/j.2153-3490.1950.tb00333.x.
• [43] Szcześniewska J., Wibig J., 2008, The influence of UHI on the intensity and duration of heat waves, [w:] Klimat i bioklimat miast, K. Kłysik, J. Wibig, K. Fortuniak (red.), Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź, 561-570.
• [44] Szyłobryt K.S., Bednorz E., Kolendowicz L., 2013, Występowanie miejskiej wyspy ciepła w mieście średniej wielkości na przykładzie Stargardu Szczecińskiego, Badania Fizjograficzne. Seria A: Geografia Fizyczna, A64, 247-268.
• [45] Szymanowski M., 2004, Miejska wyspa ciepła we Wrocławiu, Studia Geograficzne, 77, 228 s.
• [46] Tapper N.J., 1990, Urban influences on boundary layer temperature and humidity: results from Christchurch, New Zealand, Atmospheric Environment. Part B: Urban Atmosphere, 24 (1), 19-27, DOI: 10.1016/0957-1272(90)90005-F.
• [47] Unwin D.J., 1980, The synoptic climatology of Birmingham’s heat island, Weather, 35, (2), 43-50, DOI: 10.1002/j.1477-8696.1980.tb03484.x.
• [48] Urząd Statystyczny w Łodzi, 2022, https://lodz.stat.gov.pl/dane-o-wojewodztwie-lodzkim/.
• [49] Wawer J., 1995, Wpływ warunków pogodowych na intensywność miejskiej wyspy ciepła w Warszawie, [w:] Klimat i bioklimat miast, K. Kłysik (red.), Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź, 71-78.
• [50] Wienert U., Kuttler W., 2005, The dependence of the urban heat island intensity on latitude - A statistical approach, Meteorologische Zeitschrift, 14 (5), 677-686, DOI: 10.1127/0941-2948/2005/0069.
• [51] Żmudzka E., 2019, Badania klimatu Warszawy prowadzone w Zakładzie Klimatologii Wydziału Geografii i Studiów Regionalnych Uniwersytetu Warszawskiego (1951–2018), Acta Geographica Lodziensia, 108, 127-139.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).