-->

Πέμπτη, 2 Ιουλίου 2020

Η θερμική νησίδα και το ευεργετικό πράσινο

Λύση ουσιαστική στο πρόβλημα της "θερμικής νησίδας" (heat island) μπορεί να δώσει το αστικό και περιαστικό πράσινο.
[του Α. Καπετάνιου*]

 Ας μιλήσουμε για τη θερμική νησίδα. Η δημιουργία της θερμικής νησίδας εμφανίζεται κατά τη θερινή περίοδο στην πρωτεύουσα. Η μεγάλη θερμοαγωγιμότητα και θερμοχωρητικότητα των χρησιμοποιούμενων σήμερα υλικών (άσφαλτος, σκυρόδεμα, γυαλί κ.λπ.), τα μετατρέπουν σε τεράστιους θερμοσυσσωρευτές που κάμνουν, κατά τη θερινή περίοδο, το κλίμα της Αθήνας (της σύγχρονης πόλης γενικότερα) εξόχως βασανιστικό, αφού αυτή ομοιάζει κυριολεκτικά με καμίνι. Πιο συγκεκριμένα, τα υλικά κατασκευής των σύγχρονων κτηρίων, ακτινοβολούμενα από τον ήλιο θερμαίνονται, με την επιφάνειά τους να φτάνει σε μια θερμοκρασία της τάξης των 50-60° C, η οποία, συνδυασμένη με τις συνθήκες της θερμοχωρητικότητας και θερμοαγωγιμότητας των υλικών, διαμορφώνουν την κατάσταση του θερμοσυσσωρευτή, με τη δημιουργία της αποκαλούμενης «θερμικής νησίδας» (heat island).

Η λειτουργία του φυσικού θερμοσυσσωρευτή έγκειται στην αποταμίευση θερμότητας κατά τη διάρκεια της ημέρας από τα υλικά και μέσα του περιβάλλοντος και στην απόδοσή της κατά τη διάρκεια της νύχτας. Έχει διαπιστωθεί ότι οι περιοχές της υπαίθρου αποβάλλουν τη θερμότητα που απέκτησαν κατά τη διάρκεια της ημέρας του θέρους το πολύ σε τρεις ώρες από τη δύση του ήλιου, ενώ οι αστικές περιοχές σε επτά τουλάχιστον ώρες. Τούτου δεδομένου κι έχοντας σε λειτουργία τον φυσικό θερμοσυσσωρευτή, υπολογίστηκε από την Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία των ΗΠΑ ότι η θερμοκρασία των πόλεων μπορεί ν’ αυξηθεί κατά 3° C κατά τη νύχτα του θέρους, ενώ υπολογίστηκε ότι αυξάνονται σε πέντε από δύο ώρες οι περίοδοι που δεν είναι υποφερτή η ζέστη κατά τη διάρκεια της ημέρας.

Θερμική νησίδα νοείται όταν στο αστικό περιβάλλον καταγράφονται θερμοκρασίες αέρα τουλάχιστον κατά 2° C υψηλότερες σε σχέση με τις κανονικές τιμές, ενώ το φαινόμενο συνδέεται με τον υψηλό βαθμό δόμησης της περιοχής κι επικάλυψης της επιφάνειας του εδάφους (υπολογίστηκε ότι η κατάσταση της θερμικής νησίδας δημιουργείται όταν, συντρεχουσών και των λοιπών συνθηκών, το 30% της επιφάνειας του εδάφους είναι καλυμμένο από δομικά υλικά). Επίσης, η θερμική νησίδα συνδέεται με την κατανάλωση ενέργειας, κυρίως από τ’ αυτοκίνητα, καθώς και με τις μικροκλιματικές αλλαγές που πραγματοποιούνται με τη λειτουργία των κλιματιστικών μηχανημάτων. Η θερμική νησίδα διατηρείται για μεγάλο χρονικό διάστημα, συνήθως σε όλη τη διάρκεια του καλοκαιριού, αν και το πρόβλημα εμφανίζεται εντονότερο προς το τέλος της θερινής περιόδου, διότι τότε έχει ήδη συσσωρευτεί στα υλικά η μεγαλύτερη ποσότητα θερμότητας. Η παραπάνω κατάσταση εξυπηρετείται από την μειωμένη κίνηση του αέρα μέσα στην πόλη, που δε βοηθά στην πτώση της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος, καθώς και από τα σωματίδια της ρύπανσης, τα οποία με τον εγκλωβισμό τους για μεγάλο χρονικό διάστημα στην ατμόσφαιρα, λόγω των θερμοκρασιακών αναστροφών που προκαλούνται από τις υψηλές θερμοκρασίες, συντελούν στη μείωση της διαφάνειας του αέρα.

Είναι, πάντως, λανθασμένη η άποψη ότι η θερμική νησίδα παρατηρείται κυρίως, ή είναι εντονότερη, στην περιοχή του κέντρου της Αθήνας. Έχει παρατηρηθεί με σχετικές μετρήσεις του εργαστηρίου Φυσικής Κτιριακού Περιβάλλοντος του Φυσικού Τμήματος του Πανεπιστημίου Αθηνών, ότι το φαινόμενο είναι εντονότερο στις δυτικές και νότιες περιοχές του λεκανοπεδίου, σε σχέση με το κέντρο. Μάλιστα υπολογίστηκε ότι αυτή η διαφορά μπορεί να είναι της τάξης έως και των 12° C σε σχέση με άλλες περιοχές του λεκανοπεδίου της Αττικής, όπως επί παραδείγματος χάριν συμβαίνει στην περίπτωση του Δήμου Αιγάλεω, που καταναλώνει μέχρι και 41,3 κιλοβατώρες το χρόνο περισσότερη ενέργεια για τη λειτουργία των κλιματιστικών μηχανημάτων, σε σχέση με τον κάτοικο της Ηλιούπολης, που τον επηρεάζει λιγότερο η θερμική νησίδα.

Η λειτουργία της πόλης ως φυσικού θερμοσυσσωρευτή λοιπόν, έγκειται στην αποταμίευση θερμότητας κατά τη διάρκεια της ημέρας από τα υλικά της πόλης (μπετόν, άσφαλτος, γυαλί κ.λπ.) και στην απόδοσή της κατά τη διάρκεια της νύχτας (οι περιοχές που επηρεάζονται από τη θερμική νησίδα είναι λιγότερο ψυχρές το χειμώνα και πολύ περισσότερο ζεστές το καλοκαίρι). Η θερμότητα που ακτινοβολείται κατά τη νύχτα, δημιουργεί ανοδικά ρεύματα θερμού αέρα, που απλώνονται πάνω από την αστική περιοχή και παραμένουν. Εκεί λοιπόν που θα περίμενε κανείς, όπως παλιά, να έλθει το βραδάκι για να δροσίσει, σήμερα όχι απλώς δε δροσίζει, αλλά η ζέστη παραμένει, και μάλιστα, συνδυασμένη με την άπνοια και την υγρασία της ατμόσφαιρας, εμφανίζεται εντονότερη και μας τρελαίνει! –ανεξαρτήτως εάν είναι ημέρα ή νύχτα, η θερμοκρασία πλέον διατηρείται σε υψηλές τιμές.

Στοιχείο καθοριστικό ως προς τα παραπάνω, αποτελεί το γεγονός ότι η λυτρωτική θαλάσσια αύρα του καλοκαιριού, δε φτάνει πια στο εσωτερικό της πρωτεύουσας (η αύρα είναι άνεμος που δημιουργείται από τη διαφορά θερμοκρασίας και κατ’ επέκτασιν πίεσης μεταξύ θάλασσας και ξηράς ή μεταξύ πεδιάδας και όρους, σε χρονικό διάστημα εικοσιτετραώρου, και τούτο διότι η διαφορά πίεσης οδηγεί στο να κινούνται αέριες μάζες κοντά στην επιφάνεια του εδάφους από την ψυχρή στη θερμή περιοχή, ενώ στ’ ανώτερα στρώματα η διεύθυνση του ανέμου να έχει αντίθετη κατεύθυνση, και να δημιουργείται λόγω αυτής της διαφοράς συνεχής κίνηση αερίων μαζών). Οι αέριες μάζες κατευθύνονται από τη θάλασσα προς την ξηρά και μπορούν να εισχωρήσουν έως και σε απόσταση 20-40 χλμ στο εσωτερικό της οδηγώντας σε μείωση της θερμοκρασίας και σε δροσισμό της επιφάνειας επηρεσμού της. Όμως τούτο είναι δυνατό και φυσικά αντιληπτό από τον προσλήπτορα άνθρωπο όταν το ανάγλυφο είναι ομαλό και η διαφορά θερμοκρασίας θάλασσας και ξηράς μεγάλη. Στις περιπτώσεις π.χ. καύσωνα του θέρους στην περίπτωση της πρωτεύουσας, ενώ ικανοποιείται η δεύτερη συνθήκη, δεν ικανοποιείται η πρώτη, καθώς οι κορεσμένες με υδρατμούς δροσερές αέριες της θάλασσας συναντούν κινούμενες προς την ξηρά το έντονο ανάγλυφο των κτηρίων του πυκνοδομημένου μετώπου της πόλης κι αναστέλλεται έτσι η θετική τους λειτουργία σε αυτήν εν σχέσει με το δροσισμό της.

Η αρνητική παραπάνω κατάσταση οφείλεται στη δομή της πόλης, στη διάταξη και στο ύψος των κτηρίων της (στα ψηλά και κακώς χωροθετημένα κτήριά της), στην κοντινή μεταξύ τους απόσταση, στο «τείχος» των κτηρίων που υψώθηκε μπρος από τη θάλασσα σταματώντας τις ευεργετικές της επιδράσεις στο εσωτερικό της πόλης, στους στενούς, κακώς χωροθετημένους και χωρίς πράσινο δρόμους που «τεμαχίζουν» την πόλη. Καθώς και στο γεγονός, ότι το αστικό πράσινο και τα ρέματα, που θα διευκόλυναν την πορεία αυτή ως φυσικοί αεραγωγοί, ως εξισορροπιστικοί παράγοντες του κλίματος και ως μηχανισμοί καθαρισμού της ατμόσφαιρας, δεν υπάρχουν πια.

Λύση ουσιαστική στο πρόβλημα της θερμικής νησίδας μπορεί να δώσει το αστικό και περιαστικό πράσινο, έχοντας την κατάλληλη εκτατική, χωροταξική και χλωριδική παρουσία και συγκρότηση. Το πράσινο, πέραν του ιδιαιτέρου μικροκλίματος που διαμορφώνει, διατηρεί «υπό σκιάν» τις επιφάνειες που δύνανται να λειτουργήσουν ως θερμοσυσσωρευτές, περιορίζοντας τις αρνητικές τους επιπτώσεις. Το καλοκαίρι η θερμοκρασία σε αστική περιοχή πρασίνου εμφανίζεται κατά 2-3° C χαμηλότερη σε σχέση με τις γύρω «μη πράσινες» περιοχές, και τις νύχτες του χειμώνα υψηλότερη. Εάν το θερμόμετρο στην πόλη δείχνει 39° C υπό σκιάν, τότε η θερμοκρασία σε άλσος της πόλης είναι 36-37° C, σε πάρκο αυτής 37-38° C, σε κεντρικό της δρόμο χωρίς σκίαση 43-45° C, στα Ι.Χ. αυτοκίνητα, ταξί και λεωφορεία χωρίς κλιματισμό που κυκλοφορούν στους δρόμους της 41-42° C, στα διαμερίσματα-ορόφους χωρίς κλιματισμό 31-32° C και στα υπόγεια διαμερίσματα 23-25° C (έχει μετρηθεί κατά το θέρος διαφορά θερμοκρασίας έως και επτά βαθμών Κελσίου στην πλευρά του δρόμου που βρίσκεται ο Εθνικός Κήπος σε σύγκριση με την αντίθετη, που είναι τα κτήρια).

Κείνο που ισχύει είναι ότι οι αστικές περιοχές με δενδρώδη βλάστηση εμφανίζουν διαφορετικές μικρομετεωρολογικές (βιομετεωρολογικές - βιοκλιματικές) συνθήκες σε σχέση με τις αντίστοιχες περιοχές με ποώδη βλάστηση (γκαζόν) ή με τις ακάλυπτες περιοχές από βλάστηση˙ και κατά κανόνα πιο ευνοϊκές για τον άνθρωπο ως προς τη θερμική αίσθησή του. Εκτός από τις χαμηλότερες θερμοκρασίες που παρατηρούνται κάτω από τις κόμες των δενδρωδών ειδών, λόγω της σκίασης και της έντονης εξατμισοδιαπνοής, που έχουν θετική επίδραση στην ανταπόκριση του ανθρώπου στην πόλη κατά τις καλοκαιρινές ζεστές ημέρες, παρατηρείται ότι η υψηλή βλάστηση συντελλεί και στη μείωση των θερμοκρασιακών ακροτήτων λόγω της μείωσης της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας από το το δενδροκαλυμμένο έδαφος σε σχέση με το καλυμμένο από ποώδη βλάστηση ή με το γυμνό.

Επίσης, η φυτεμένη με δενδρώδη είδη αστική περιοχή εμφανίζει μεγαλύτερη σχετική υγρασία εν σχέσει με την περιοχή χλοοτάπητα ή τη γυμνή, συναρτώμενες φυσικά οι τιμές αυτής από την εποχή του έτους. Η ένταση του ανέμου ακόμα, καθώς και οι συνθήκες φωτισμού και ηλιασμού είναι μικρότερες στην πρώτη περίπτωση σε σύγκριση με τη δεύτερη. Γενικώς, οι δενδροφυτεμένες αστικές επιφάνειες παρουσιάζουν εξισορρόπηση των θερμοκρασιακών ακροτήτων, ενώ δημιουργούν συνθήκες αύξησης της σχετικής υγρασίας του περιβάλλοντος, μείωσης του φωτισμού και της έντασης του ανέμου εν σχέσει με τις επιφάνειες με χαμηλή βλάστηση, τις γυμνές ή και τις δομημένες.Τα φυτά απορροφούν το 80% της ηλιακής ακτινοβολίας και συμβάλλουν αποτελεσματικά στο δρόσισμα της πόλης.

Η βλάστηση των πόλεων λειτουργεί ως μηχανισμός παθητικού δροσισμού τους. Και τούτο διότι τα φυτά και ιδίως τα δενδρώδη είδη, με την εξατμισοδιαπνοή ως βασική διεργασία λειτουργίας τους, επηρεάζουν ενεργειακά το γύρω τους πεδίο, λόγω των μεγάλων ποσών ενέργειας που απαιτούνται για τη μετατροπή του νερού από την υγρή στην αέρια μορφή του. Τούτη η μετατροπή επηρεάζει τοπικά τη θερμοκρασία του αέρα, με αποτέλεσμα τη μεταβολή των κλιματικών συνθηκών λειτουργίας του φυτού, από την οποία μεταβολή επωφελείται ο άνθρωπος, με δημιουργία συνθηκών δροσιμού του που διαμορφώνονται. Ο βαθμός δροσισμού συναρτάται με την έκταση και τον όγκο της βλάστησης (όσο μεγαλύτερες οι τιμές τους τόσο πιο έντονος ο βαθμός δροσισμού), από τη σύνθεση αυτής (όσο συνθετότερη είναι, τόσο πιο αποτελεσματικά τ’ αποτλέσματα του δροσισμού), καθώς και με την πυκνότητα της φυλλικής επιφάνειας (στοιχείο που δεικνύει ότι η συνεχής, κατ’ έτος, κι αυστηρή κλάδευση των δένδρων της πόλης, ιδίως, αυτών των δενδροστοιχιών, λειτουργεί αρνητικά στη βιοκλιματική απόδοσή της). Από έρευνα που πραγματοποιήθηκε στο Ισραήλ διαπιστώθηκε ότι, μείωση της θερμοκρασίας του αέρα στην πόλη κατά 1 έως 2°C λόγω της αστικής βλάστησης που αναπτύχθηκε, οδηγεί κατά τις μεσημβρινές ώρες στη διάρκεια του θέρους σε αποδεκτές συνθήκες θερμικής άνεσης στις περιοχές αυτές (Swaid et al. 1993).

Μια άλλη σημαντική προσφορά του αστικού πρασίνου, η οποία όμως παραβλέπεται, είναι η λειτουργία του ως φυσικού ιονιστή του αέρα. Τα φυτά είναι φορτισμένα αρνητικά και δεσμεύουν τα θετικά ιόντα, που δεν ωφελούν ψυχολογικά τον άνθρωπο, ενώ ταυτοχρόνως απωθούν τ’ αρνητικά, που έχουν θετική επίδραση στον ανθρώπινο οργανισμό. Έτσι, ετούτα μπορούν να προσληφθούν από τον άνθρωπο, αφού είναι διαθέσιμα. Επιπλέον, τα πράσινα μέρη των φυτών, με την επίδραση του φωτός ενός ορισμένου μήκους κύματος, εκπέμπουν ηλεκτρόνια που ιονίζουν τον αέρα.
Γενικότερα, το αστικό και περιαστικό πράσινο επιδρουν θετικά στην υγεία του ανθρώπου, τόσον από παθολογικής απόψεως όσον και από ψυχολογικής. Εξάλλου η μία από τις προηγούμενες καταστάσεις είναι συναρτώμενη της άλλης, έτσι που το άτομο προσλαμβάνοντας το περιβάλλον θετικά να λειτουργεί σε αυτό υγιώς, κάτι που πέραν του σώματος έχει ανταπόκριση και στην ψυχολογία αλλά και στο πνεύμα του. 

(*από το βιβλίο του “ΑΘΗΝΑ, ΖΕΙΣ; Η πόλη που έφυγε, η πόλη που μένει”, εκδόσεις Φιλιππότη, Αθήνα 2006)