2020. augusztus 13., csütörtök

A termikus és humán komfort viszonyok városon belüli eloszlásának klimatológiai elemzése és előrejelzése (OTKA-111768)

Támogató szervezet

OTKA (Országos Tudományos Kutatási Alapprogramok)

A projekt időtartama

2015. 01. 01. - 2018. 12. 31.

Résztvevők

SZTE Éghajlattani és Tájföldrajzi Tanszék

Unger János

Gál Tamás

Gyöngyösi András Zénó

Skarbit Nóra

Molnár Gergely

Nemzeti Közszolgálati Egyetem

Bottyán Zsolt


A projekt célja

2014-ben Szegeden kiépül egy, térségünkben egyedülálló és világviszonylatban is ritka, monitoring hálózat. A bejövő adatok feldolgozásával nagy felbontású térképek készülnek a termikus és humán komfort viszonyok térbeli szerkezetéről, amelyek folyamatosan frissülve megjelennek az interneten. A több évre tervezett hálózat egyedi alkalmat biztosít a folyamatosan bővülő adatbázis alapkutatás jellegű klimatológiai feldolgozására, valamint a városi területekre vonatkozó nagy felbontású időjárási és humán komfort előrejelzések kifejlesztésére. Célok:
- A terület humán komfort viszonyait számszerűsítő algoritmus kifejlesztése neurális hálózat struktúra segítségével.
- A pontszerű adatok térbeli interpolációs módszerének kidolgozása városi felszínparaméterek felhasználásával. A módszer pontosságának elemzése terepi mérésekkel és mikroklíma szimulációkkal.
- A termikus és humán komfort viszonyok városon belüli alakulásának térbeli és dinamikai klimatológiai elemzése, az egyes klímaindexek területi különbségeinek feltárása évszakos és napszakos bontásban. Az időjárási körülmények és a terület termikus mintázata és erőssége közötti kapcsolat elemzése.
- A terület Lokális Klímazóna típusai termikus eltéréseinek elemzése napszakos és évszakos bontásban. A típusokban jelentkező - csak a térségre jellemző - helyi termikus sajátosságok feltárása.
- Rövidtávú Now Casting előrejelzési módszer kidolgozása városi területre, felhasználva a globális időjárás előrejelzéseket, a hálózat méréseit és a felszín adatbázisát. Az egyes parametrizációs lehetőségek meghatározása, tesztelése, az optimális beállítású előrejelzések validálása. Az előrejelzések folyamatos megjelentetése az interneten.

A települési környezetekre megváltozott felszínborítottság, felszíngeometria, valamint emberi tevékenység jellemző, amelyek jelentősen befolyásolják a terület energia- és vízegyenlegét, lokális léptékű klímamódosuláshoz vezetve a városok légterében, azaz kialakul az ún. városklíma. Az ott lakók közvetlenül a városi tetőrétegben lezajló módosulások vannak hatással, ezeket érzékelik. A módosulások közül legjelentősebb a termikus környezet megváltozása (a városi hősziget jelensége), valamint a termikus környezet és a további időjárási paraméterek által befolyásolt humán bioklíma viszonyok. Ezen klímaelemek vizsgálata különösen fontos feladat napjainkban, hiszen a globális klímaváltozás hatásainak becslése csak akkor lehetséges, ha pontosan ismerjük a jelenleg zajló folyamatokat, mivel a városi hatások hozzáadódnak a változásokhoz, különösen a kedvezőtlen időjárási helyzetekben.
Számos kérdést kísérel megválaszolni ez a kutatás. Lehetséges-e a hőmérséklet és a humán komfort megfelelő pontosságú, valós idejű térképezése egy városban felhasználva egy monitoring hálózat adatait? Hogyan befolyásolja a városi terület a klíma indexeket? Milyen kapcsolat fedezhető fel a különféle időjárási helyzetek valamint a hőmérséklet és a humán komfort városi mintázatai között? Alkalmazható-e a globális Lokális Klímazóna osztályozási rendszer Közép-Európa településeire? Van e valamilyen lokális (regionális) tényező, ami befolyásolja a Lokális Klímazónák termikus jellemzőit? Lehetséges-e elkészíteni a városon belüli hőmérséklet és a humán komfort index rövid távú előrejelzését? Lehetséges-e alkalmazni a Lokális Klímazónák rendszerét az időjárás előrejelző modellek felszín-parametrizációjára?

A vizsgálatok eredményei segíthetik a városi tetőrétegre jellemző folyamatok mélyebb megértését, valamint térbeli és időbeli vonatkozásait, továbbá a városi tetőréteg folyamatainak válaszait a különféle időjárási helyzetekre. A városi hősziget adatainak időbeli és térbeli részletes feldolgozása jelentősen hozzájárulhat a város klímamódosító hatásának alaposabb megértéséhez. A városon belüli LCZ típusokra vonatkozó nagy időbeli és térbeli felbontású hőmérséklet és humán komfort adatbázis segíthet megérteni a különböző beépítési jellegű városrészek és a humán komfort körülmények közötti kapcsolatrendszert és ezzel hasznos információkat szolgáltathat a várostervezők munkájához és más alapkutatásokhoz is. A projekt keretében végzett elemzések hozzájárulhatnak a regionális (de a városok folyamatait is figyelembevevő) időjárás előrejelző, valamint klímamodellek tökéletesítéséhez, így közvetve segíthetik azt, hogy az időjárás és klímaváltozás előrejelzések a városok hatásait is figyelembe vegyék.
A projekt céljai között megfogalmazott rövidtávú előrejelző modell - annak igen jelentős alapkutatási vonatkozásain túlmutatva - a közvetlen (a város lakossága vagy a hatóságok általi) felhasználásra is lehetőséget teremt, mivel ilyen előrejelzés birtokában (ezzel párhuzamosan az humán komfort viszonyok előrejelzett számszerűsítésével) a hőhullámok időszakában a városon belüli jelentősebb hőterheléssel jellemezhető területek is előre ismertté válnak. Hasonlóan, ez az ismeret közvetlen társadalmi hasznosítással bírhat a városi távfűtési rendszerek optimális üzemeltetésének tervezésénél is. A kidolgozott rendszer hasznos példákat és tapasztalatokat szolgáltathat nemzetközi szinten az időjárás előrejelzéssel foglalkozó szervezetek számára is.