Rola rzeźby terenu w kształtowaniu warunków termicznych i aerosanitarnych obszarów zurbanizowanych
Wybierz format
RIS BIB ENDNOTEData publikacji: 06.2025
Prace Geograficzne, 2025, Zeszyt 178, s. 57-76
https://doi.org/10.4467/20833113PG.25.003.21632Autorzy
Rola rzeźby terenu w kształtowaniu warunków termicznych i aerosanitarnych obszarów zurbanizowanych
W pracy przedstawiono zestawienie i najważniejsze wyniki prac dotyczących klimatu obszarów zurbanizowanych położonych we wklęsłych formach terenu. W pierwszej kolejności zaprezentowano publikacje poświęcone roli rzeźby terenu w kształtowaniu miejskich warunków termicznych. W tej części opracowania przedstawiono zagadnienia dotyczące m.in. spływów katabatycznych, miejskiej wyspy ciepła (MWC) oraz związków MWC z bioklimatem miasta i inwersjami termicznymi. Zwrócono uwagę na publikacje podejmujące temat w miastach zagranicznych oraz polskich, z wyszczególnieniem Krakowa. W drugiej części opracowania skupiono się na wpływie rzeźby terenu na procesy topoklimatyczne warunkujące rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń powietrza na obszarach zurbanizowanych. Wskazano czynniki meteorologiczne wpływające na imisję zanieczyszczeń w miastach położonych w warunkach zróżnicowanej rzeźby terenu, omawiając je w świetle zagranicznych i polskich badań. Podkreślono wpływ m.in. inwersji termicznych oraz cyrkulacji atmosferycznej w różnych skalach przestrzennych na kształtowanie dynamiki dyspersji i stężeń zanieczyszczeń powietrza. Dyskutowano nad strukturą miejskiej warstwy granicznej w terenach o zróżnicowanej orografii – w godzinach nocnych zasięg nocnej warstwy stałej równowagi atmosfery jest większy we wklęsłych formach terenu, a charakter miasta opóźnia rozwój inwersji radiacyjnych, faworyzując występowanie inwersji wzniesionych. Omówiono ponadto występujące w miastach dolinnych katabatyczne spływy powietrza, kontestujące zwykle ze znajdującą się na obszarach miejskich zabudowę różnych typów, prowadząc zarówno do modyfikacji intensywności MWC, jak i do pogarszania możliwości wentylacyjnych terenu. Na podstawie obecnego stanu badań należy stwierdzić, że obszary zurbanizowane położone we wklęsłych formach terenu narażone są przede wszystkim na zwiększone obciążenie ciepłem w okresie letnim oraz na gorsze warunki dyspersji zanieczyszczeń, co może skutkować częstszymi epizodami smogowymi niż w miastach położonych na terenach płaskich.
Air pollution in the EU: Facts and figures, 2024, European Council. https://www.consilium.europa.eu/en/infographics/air-pollution-in-the-eu/#0 (dostęp: 29.12.2024).
Almbauer R.A., Oettl D., Bacher M., Sturm P.J., 2000a, Simulation of the air quality during a field study for the city of Graz, Atmospheric Environment, 34, 4581–4594.
Almbauer R.A., Piringer M., Baumann K., Oettl D., Sturm P.J., 2000b, Analysis of the daily variations of wintertime air pollution concentrations in the city of Graz, Austria, Environmental Monitoring and Assessment, 65(1), 79–87.
Bartyzel J., Chmura Ł., Gałkowski M., Zimnoch M., Różański K., 2016, Mobilne pomiary stężeń pyłów zawieszonych w obrębie Krakowa, Podhala oraz Górnego Śląska, AGH, Krakowski Alarm Smogowy, Kraków, 79. https://polskialarmsmogowy.pl/files/artykuly/569.pdf (dostęp: 29.12.2024).
Beral-Guyonnet I., 1997, Analyse spatiale des temperatures mensuelles dans l’agglomeration lyonnaise: L’ilot de chaleur urbain / Spatial analysis of monthly temperatures in the city of Lyon, Geocarrefour, 72(4), 263–266.
Bokwa A., 2007, Zanieczyszczenie powietrza, [w:] D. Matuszko (red.), Klimat Krakowa w XX wieku, Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków, 187–199.
Bokwa A., 2008, Environmental impacts of long-term air pollution changes in Krakow, Poland, Polish Journal of Environmental Studies, 17(5), 673–686.
Bokwa A., 2009, Miejska wyspa ciepła na tle naturalnego zróżnicowania termicznego obszaru położonego we wklęsłej formie terenu (na przykładzie Krakowa), Prace Geograficzne, 122, 111–132.
Bokwa A., 2010, Wieloletnie zmiany struktury mezoklimatu miasta na przykładzie Krakowa, IGiGP UJ, Kraków.
Bokwa A., 2011a, Influence of air temperature inversions on the air pollution dispersion conditions in Kraków, Prace Geograficzne, 126, 41–51.
Bokwa A., 2011b, Impact of relief on air temperature in urban area, Prace i Studia Geograficzne, 47, 347–354.
Bokwa A., 2012, Zanieczyszczenie powietrza pyłem zawieszonym PM10 a sytuacje synoptyczne i warunki termiczne w Krakowie, [w:] Z. Bielec-Bąkowska , E. Łupikasza, Widawski A. (red.), Rola cyrkulacji atmosfery w kształtowaniu klimatu, Prace Wydziału Nauk o Ziemi UŚ, 74, Wydział Nauk o Ziemi. Uniwersytet Śląski, Sosnowiec, 275–286.
Bokwa A., 2016, Klimat Krakowa, [w:] K. Bajorek-Zydroń, P. Wężyk (red.), Atlas pokrycia terenu i przewietrzania Krakowa, Urząd Miasta Krakowa, Wydział Kształtowania Środowiska, Kraków.
Bokwa A., 2017, Smog jako element mezoklimatu Krakowa [w:] M. Drewnik, M. Mika (red.), Człowiek i jego działania. Spojrzenie geografa. Prace dedykowane Profesorowi Włodzimierzowi Kurkowi, Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie, 61–69.
Bokwa A., 2019, Rozwój badań nad klimatem lokalnym Krakowa, Acta Geographica Lodziensia, 108, 7–20.
Bokwa A., Limanowka D., 2014, Effect of relief and land use on heat stress in Krakow, Poland, DIE ERDE – Journal of the Geographical Society of Berlin, 145(1–2), 34–48.
Bokwa A., Hajto M. J., Walawender J.P., Szymanowski M., 2015, Influence of diversified relief on the urban heat island in the city of Krakow, Poland, Theoretical and Applied Climatology, 122, 365–382.
Bokwa A., Dobrovolny P., Gal T., Geletič J., Gulyas A., Hajto M.J., Holec J., Hollosi B., Kielar R., Lehnert M., Skarbit N., Šťastny P., Svec M., Unger J., Walawender J.P., Žuvela-Aloise M., 2018a, Urban climate in Central European cities and global climate change, Acta Climatologica, 51–52, 7–35.
Bokwa A., Wypych A., Hajto M.J., 2018b, Role of fog in urban heat Island Modification in Krakow, Poland, Aerosol and Air Quality Research, 18, 178–187.
Burger M., Gubler M., Bronnimann S., 2022, Modeling the intra-urban nocturnal summertime air temperature fields at a daily basis in a city with complex topography, PLOS Climate, 1(12).
Cretat J., Richard Y., Pohl B., Emery J., Dudek J., Roy D., Pergaud J., Rega M., Poupelin M., Joly D., Thevenin T., Marques E., Masson V., 2024, Impact of topography and land cover on air temperature space-time variability in an urban environment with contrasted topography (Dijon, France, 2014–2021), Theoretical and Applied Climatology, 155, 1941–1958.
Dębicka K., 1999, Częstotliwość występowania dni z całodziennymi inwersjami w Krakowie, Wiadomości IMGW, 22(43), 3, 93−105.
Fortuniak K., 2003, Miejska wyspa ciepła. Podstawy energetyczne, studia eksperymentalne, modele numeryczne i statystyczne, Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź.
Godłowska J., 2008, Wpływ cyrkulacji atmosfery (wg Lityńskiego) na występowanie podwyższonych stężeń zanieczyszczeń i niekorzystnych warunków wentylacji w Krakowie, [w:] M. Maciejewski, M.S. Ostojski (red.), Ekstrema pogodowe w Polsce – obserwacje, pomiary prognozy, Seria Monografie, IMGW, Warszawa, 82–98.
Godłowska J., Tomaszewska A.M., Hajto M., 2008, Związek wysokości imisji zanieczyszczeń w Krakowie z warunkami w miejskiej warstwie granicznej, określonymi na podstawie sodarowych, [w:] K. Kłysik, J. Wibig, K. Fortuniak (red.), Klimat i bioklimat miast, Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź, 455–465.
Godowitch J.M., Ching J.K.S., Clarke J.F., 1985, Evolution of the nocturnal inversion layer at an urban and nonurban location, Journal of Applied Meteorology and Climatology, 24, 791–804.
Goldreich Y., 1984, Urban topoclimatology, Progress in Physical Geography, 8(3), 336–364.
Goldreich Y., 2009, Updating the urban topoclimatology: A review, [in:] Mat. 7th International Conference on Urban Climate, Yokohama, Japan, 29 June–23 July 2009.
Goldreich Y., Tyson P.D., von Gogh R.G., Venter G.P.N., 1981, Enhancement and suppression of urban heat plumes over Johannesburg, Boundary-Layer Meteorology, 21, 115−126.
Hajto M., Rozwoda W., 2010, Wykorzystanie danych sodarowych do oceny warunków rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w warstwie granicznej atmosfery w Krakowie,[w:] Ochrona powietrza w teorii i praktyce, 2, Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska Polskiej Akademii Nauk, Zabrze, 81–92.
Hočevar A., Petkovšek Z., 1995, Some climatic peculiarities of towns and their changes in basins of temperate climate belt, [w:] K. Kłysik (red.), Climate and bioclimate of cities [Klimat i bioklimat miast], Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź, 21–30.
Juda-Rezler K., Reizer M., Oudinet J.-P., 2011, Determination and analysis of PM10 source apportionment during episodes of air pollution in Central Eastern European urban areas: The case of wintertime 2006, Atmospheric Environment, 5, 6, 6557–6566.
Junk J., Helbig A., Luers J., 2003, Urban climate and air quality in Trier Germany, International Journal of Biometeorology, 47, 230–238.
Kaszewski B.M., 2019, Badania klimatu Lublina, Acta Geographica Lodziensia, 108, 51–61.
Kaszewski B.M., Gluza A., Siwek G., 2014, Rola suchych dolin w kształtowaniu stosunków termiczno-wilgotnościowych Lublina, [w:] Trzaskowska E. (red.), Wąwozy i suche doliny Lublina. Potencjał i zagrożenia, Urząd Miasta Lublin, 55–70. https://www.kul.pl/files/1231/media/wawozy_i_suche_doliny_lublina.pdf. (dostęp: 29.12.2024).
Ketterer C., Matzarakis A., 2014, Human-biometeorological assessment of the urban heat island in a city with complex topography – The case of Stuttgart, Germany, Urban Climate, 10(3), 573–584.
Kleczkowski P., Kotarba K., 2020, Analiza zmian jakości powietrza w Krakowie oraz województwie małopolskim w latach 2012–2020, Krakowski Alarm Smogowy, Kraków.
Kuttler W., Barlag A.-B., Rossmann F., 1996, Study of the thermal structure of a town in a narrow valley, Atmospheric Environment, 30, 365–378.
Lazar R., Jernej S., 2001, First results of the urban climate analysis of Ljubljana, Meteorologische Zeitschrift, 10(4), 273−276.
Lazar R., Podesser A., 1999, An urban climate analysis of Graz and its significance for urban planning in the tributary valleys east of Graz (Austria), Atmospheric Environment, 33, 4195–4209.
Lewińska J., 1984, Struktura termiczna powietrza nad Krakowem, Biuletyn Instytutu Kształtowania Środowiska, 3–4, 46–52.
Lewińska J., Bartosik J., Baścik J., Czerwieniec M., Zgud K., 1982, Wpływ miasta na klimat lokalny (na przykładzie aglomeracji krakowskiej), Instytut Kształtowania Środowiska, Warszawa. Lewińska J., Zgud K., 1980, Wyspa ciepła na tle zespołów urbanistycznych Krakowa, Przegląd Geofizyczny, 25, 3−4, 283−294.
Liao D., Zhu, H., Jiang P., 2021, Study of urban heat island index methods for urban agglomerations (hilly terrain) in Chongqing, Theoretical and Applied Climatology, 143, 279–289.
Liu Y., Yue W., Fan P., Zhang Z., Huang J., 2017, Assessing the urban environmental quality of mountainous cities: A case study in Chongqing, China, Ecological Indicators, 81, 132–145.
Ma M., Chen Y., Ding F., Pu Z., Liang X., 2019, The representativeness of air quality monitoring sites in the urban areas of a mountainous city, Journal of Meteorological Research, 33(2), 236–250.
Milata S., 1959, Częstotliwość inwersji względnych temperatury powietrza w Krakowie w latach 1954, 1955 i 1957, Przegląd Geofizyczny, 4(1), 19−37.
Morawska-Horawska M., 1978, Struktura termiczna dolnej części troposfery i jej wpływ na zanieczyszczenie powietrza w Krakowie, Człowiek i Środowisko, 2/1, 61−85.
Niedźwiedź T., Olecki Z., 1994, Wpływ sytuacji synoptycznych na zanieczyszczenie powietrza w Krakowie, Zeszyty Naukowe UJ, Prace Geograficzne, 96, 55-67.
Nkemdirim L.C., 1980, Cold air drainage and temperature fields in an urban environment: A case study of topographical influence on climate, Atmospheric Environment, 14, 375–381.
Oke T. R, 1987, Boundary Layer Climates, Second edition, Routledge, London.
Oke T.R., Mills G., Christen A., Voogt J.A., 2017, Urban climates, Cambridge University Press, Cambridge.
Podstawski T., 2015, Wpływ rzeźby i użytkowania terenu na zróżnicowanie temperatury powietrza w Krakowie w wybranych sytuacjach synoptycznych, Praca magisterska, maszynopis w Archiwum Zakładu Klimatologii IGiGP UJ, Kraków.
Projekt badawczy nr N 305 099 32/3408 pt. Zróżnicowanie przestrzenne warstwy granicznej atmosfery na przykładzie Wrocławia i Krakowa, 2010, Uniwersytet Wrocławski, Wydział Nauk o Ziemi i Kształtowania Środowiska, Instytut Geografii i Rozwoju Regionalnego, Zakład Klimatologii i Ochrony Atmosfery, Wrocław, 1–273.
Rataj M., Holewa-Rataj J., 2020, Analiza zmian jakości powietrza Małopolski w latach 2012–2020, Nafta-Gaz, 76(11), 854–863.
Roten M., Ruffieux D., Fallot J.-M., 1984, Research on the climate of Fribourg (Switzerland), a city of 50000 with unusual topographic conditions, Energy and Buildings, 7, 117–137.
Rupnik G., 2003, Environmental and climate studies in Salzburg (Umweltklimatologische studie Salzburg). Salzburger Geographische Arbeiten, 37.
Saaroni H., Ziv B., 2010, Estimating the urban heat island contribution to urban and rural air temperature differences over complex terrain: Application to an arid city, Journal of Applied Meteorology and Climatology, 49, 2159–2166.
Samek L., Styszko K., Stegowski Z., Zimnoch M., Skiba A., Turek-Fijak A., Gorczyca Z., Furman P., Kasper-Giebl A., Rożański K., 2021, Comparison of PM10 sources at traffic and urban background sites based on elemental, chemical and isotopic composition: Case study from Krakow, southern Poland, Atmosphere, 12, 1364.
Schnitzhofer R., Norman M., Wisthaler A., Vergeiner J., Harnisch F., Gohm A., Obleitner F., Fix A., Neininger B., Hansel A., 2019, A multimethodological approach to study the spatial distribution of air pollution in an Alpine valley during wintertime, Atmospheric Chemistry and Physics, 9, 3385–3396.
Sekuła P., Bokwa A., Bartyzel J., Bochenek B., Chmura Ł., 2021a, Measurement report: Effect of wind shear on concentration vertical structure in the urban boundary layer in a complex terrain, Atmospheric Chemistry and Physics, 21, 15, 12113–12139.
Sekuła P., Bokwa A., Ustrnul Z., Zimnoch M., Bochenek B., 2021b, The impact of a foehn wind on PM10 concentrations and the urban boundary layer in complex terrain: A case study from Krakow, Poland, Tellus. Series B, Chemical and Physical Meteorology, 73, 1, 1–26.
Sekuła P., Zimnoch M., Bartyzel J., Bokwa A., Kud M., 2021c, Ultra-light airborne measurement system for investigation of urban boundary layer dynamics, Sensors, 21, 9, 2920.
Sekuła P., Ustrnul Z., Bokwa A., Bochenek B., Zimnoch M., 2022, Random forests assessment of the role of atmospheric circulation in PM10 in an urban area with complex topography, Sustainability, 14, 6, 3388.
Sladek I., Mazur P., Mertl J., 2001−2002, Klementinum vydava svĕdectvi o zmĕnach podnebi v Praze, Geograficke Rozhledy, 11, 2, 52−53.
Słotwiński J., 2023, Ocena zasięgu i intensywności miejskiej wyspy ciepła na obszarze Górnośląsko-Zagłębiowskiej Metropolii w półroczu ciepłym, Praca magisterska, maszynopis w Archiwum Zakładu Klimatologii IGiGP UJ, Kraków.
Stewart I.D., Oke T.R., 2012, Local climate zones for urban temperature studies, Bulletin of the American Meteorological Society, 93(12), 1879–2000.
Suomi J., Kayhko J., 2012, The impact of environmental factors on urban temperature variability in the coastal city of Turku, SW Finland, International Journal of Climatology, 32(3), 451–463.
Surridge A.D., Goldreich Y., 1988, On the spatial characteristics of the nocturnal stable boundary layer over a complex urban terrain, Atmospheric Environment, 22, 1−6.
Szymanowski M., 2004, Miejska wyspa ciepła we Wrocławiu, Acta Universitatis Wratislaviensis 2690, Studia Geograficzne 77, Wydawnictwo Uniwersytetu Wrocławskiego.
Tyson P.D., du Toit W.J.F., Fuggle R.F., 1972, Temperature structure above cities: Review and preliminary firings from the Johannesburg Urban Heat Island Project, Atmospheric Environment, 6, 533−542.
UN-Habitat, 2022, World Cities Report 2022. Envisaging the Future of Cities, United Nations Human Settlements Programme. https://unhabitat.org/sites/default/files/2022/06/wcr_2022.pdf (dostęp: 29.12.2024).
Walczewski J., 1984, Charakterystyka warstwy granicznej atmosfery nad Krakowem w oparciu o wyniki akustycznego sondażu atmosfery, Materiały Badawcze IMGW, seria Meteorologia, 9.
Walczewski J. (red.), 1994, Charakterystyka warstwy granicznej atmosfery nad miastem (na przykładzie Krakowa), Materiały Badawcze IMGW, seria Meteorologia, 22.
Walczewski J., Feleksy-Bielak M., Dębicka K., Śliwińska U., 2000, Wskaźniki meteorologicznych warunków dyspersji zanieczyszczeń powietrza i ich zmienność w Krakowie w latach 1990−1999, Wiadomości IMGW, 23, 3, 13−27.
Wallace J., Corr D., Kanaroglou P., 2010, Topographic and spatial impacts of temperature inversions on air quality using mobile air pollution surveys, Science of the Total Environment, 408 (21), 5086–5096.
Wanner H., Hertig J.-A., 1984, Studies of urban climates and air pollution in Switzerland, Journal of Applied Meteorology and Climatology, 23, 1614–1625.
Wstępne opracowanie warunków anemologicznych Krakowa w kontekście modyfikacji naturalnego przewietrzania miasta przez zabudowę, 2019, Uniwersytet Jagielloński, Wydział Geografii i Geologii, Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej, Katedra Zastosowań Fizyki Jądrowej, Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowy Instytut Badawczy, Kraków, manuskrypt niepublikowany wykonany na zlecenie Urzędu Miasta Krakowa, 1–55.
Informacje: Prace Geograficzne, 2025, Zeszyt 178, s. 57-76
Typ artykułu: Oryginalny artykuł naukowy
Tytuły:
Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej,
Uniwersytet Jagielloński w Krakowie
Polska
Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej,
Uniwersytet Jagielloński w Krakowie
Polska
Szkoła Doktorska Nauk Ścisłych i Przyrodniczych,
Uniwersytet Jagielloński w Krakowie
Polska
Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej,
Uniwersytet Jagielloński w Krakowie
Polska
AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
Instytut Ekologii Terenów Uprzemysłowionych (IETU)
Polska
Publikacja: 06.2025
Status artykułu: Otwarte
Licencja: CC BY 4.0
Udział procentowy autorów:
Korekty artykułu:
-Języki publikacji:
PolskiLiczba wyświetleń: 568
Liczba pobrań: 512