Vplyv nepriepustného pokrytia pôdy na klímu miest v kontexte klimatickej zmeny (APVV-15-0136)

Doba riešenia: 01.07.2016 – 30.06.2020
Koordinujúca inštitúcia: NÁRODNÉ POĽNOHOSPODÁRSKE A POTRAVINÁRSKE CENTRUM – VÝSKUMNÝ ÚSTAV PÔDOZNALECTVA A OCHRANY PÔDY
Zodpovedný riešiteľ: doc. RNDr. Jaroslava Sobocká, CSc., NPPC-VÚPOP
Spoluriešiteľské organizácie: Slovenský hydrometeorologický ústav, Geografický ústav SAV

Úvod do problematiky:
Nepriepustné povrchy pôd výrazne ovplyvňujú mezo a mikroklímu mestských sídiel. Podstatne prispievajú k vytváraniu nepriaznivých ostrovov tepla v mestách – UHI (Urban Heat Islands), podstatne redukujú funkcie a ekosystémové služby pôdy a obmedzujú vsakovanie vody do pôdy. Zábery a prekrytie pôdy nepriepustnými materiálmi majú v súvislosti s procesmi globálnej zmeny klímy značné negatívne dôsledky nielen pre spoločnosť a hospodárstvo, ale aj na životný štandard a zdravotný stav mestského obyvateľstva. Rozlohou väčšia súvislá zástavba miest prispieva k vyššej priemernej teplote a k extrémnym horúčavám v letnom období, v mikroklimatickom porovnaní s areálmi, sídelnej zelene, záhrad a lesoparkov. Cieľom projektu je identifikovať a hodnotiť vplyv nepriepustných povrchov v mestských aglomeráciách na mezo a mikroklímu v podmienkach klimatickej zmeny. Základom riešenia je analýza intenzity zástavby a príčin jej zmien, ako aj identifikácia UHI interpretáciou satelitných záznamov. Vytvorená údajová báza bude porovnaná s hodnotením vývoja klímy v mestách vypracovaním mestských scenárov zmeny klímy. Výsledky budú verifikované pozemnými meteorologickými meraniami. Analýza sa doplní o dopady nepriepustných povrchov pôd na životné prostredie miest a ich obyvateľov a vyhodnotenie efektu pôdy a ozelenenia na udržateľný manažment urbanizovaných území. Pre realizáciu projektu boli vybrané 3 mestá – Bratislava, Trnava a Žilina, ktoré sa v rámci SR vyznačujú veľmi rozsiahlou výstavbou s minimálnym rešpektovaním rizík vyplývajúcich zo zmenených klimatických podmienok. Výstupy riešenia projektu poskytnú v aplikačnej sfére veľmi dôležitý nástroj pre vedecké plánovanie a rozhodovanie mestských samospráv z hľadiska environmentálneho územného projektovania. Súčasťou riešenia budú aj návrhy opatrení s dôrazom na zachovanie kvality životného prostredia v kontexte adaptácie na zmenu klímy.

Ciele riešenia:
Hlavným cieľom riešenia je hodnotenie vplyvu zastavaných území a kvality pôdy na mikroklímu miest na príklade troch modelových území.
Parciálnym cieľom je:
1. Identifikácia a analýza intenzity zástavby a príčin jej zmien
2. Identifikácia tepelných ostrovov miest UHI interpretáciou satelitných záznamov a uplatnením modelov
3. Vypracovanie scenárov zmeny klímy a vyhodnotenie vývoja klímy v mestách
4. Syntéza poznatkov z hľadiska hodnotenia pôdneho pokryvu a priestorového usporiadania priestorových štruktúr na podklade výsledkov predchádzajúcich výsledkov.

Spôsob riešenia:

Etapa 1: Identifikácia a hodnotenie intenzity zástavby a jej zmien na príklade troch vybraných miest SR: Bratislava, Trnava a Žilina vrátane vyhodnotenia možností využitia výsledkov celoeurópskeho projektu Urban atlas na národnej, regionálnej a lokálnej úrovni.
V pláne riešenia projektu na rok 2017 treba modifikovať odvodenie troch časových horizontov LCZs/LCCs z pôvodne navrhnutých rokov 1995 – 2005 – 2015. Vyhovujúce satelitné snímky pre Bratislavu sú dostupné iba z rokov 1998 (SPOT) – 2007(SPOT) – 2016 (Sentinel).

Etapa 2: Identifikácia tepelných ostrovov miest (UHI) interpretáciou satelitných záznamov a uplatnením modelov v troch modelových mestách SR predpokladá:
• Nákup prístrojov a zostavenie technologickej linky mikroklimatických meraní
• Vykonanie mikroklimatických meraní v Bratislave a ich vyhodnotenie
• Vykonanie mikroklimatických meraní v Trnave a ich vyhodnotenie
• Štatistické hodnotenie období s potenciálne dobre vyvinutými UHI vo všetkých mestách
• Komunikácia SAV a SHMÚ o výbere dní pre hodnotenie UHI podľa satelitných snímok
• Výpočet modelu MUKLIMO pre Bratislavu (z troch časových horizontov)
• Porovnanie výsledkov UHI podľa SAV a SHMÚ (buď podľa rokov alebo miest)
• Operatívne hodnotenie UHI (2015, 2016, apod.)

Etapa 3: Vypracovanie scenárov zmeny klímy a vyhodnotenie vývoja klímy v mestách pre vybrané tri mestá Slovenska a ich zhodnotenie.
Táto etapa bude začatá v roku 2017 a predpokladá sa:
• Príprava klimatických údajov pre výpočet klimatických scenárov (všetky 3 lokality)
• Výpočet scenárov teploty vzduchu, vrátane extrémov, pre rôzne časové horizonty (všetky 3 lokality)
• Výpočet modelu MUKLIMO (Cuboid) pre Bratislavu UHI pre rôzne scenáre klimatickej zmeny

Etapa 4: Syntéza poznatkov z hľadiska hodnotenia pôdneho pokryvu a priestorového usporiadania priestorových štruktúr – štúdium vedeckej literatúry z hľadiska danej problematiky.

Výstupy z riešenia:

Rok 2016:
Zoznam publikácií:

SOBOCKÁ J. (2016). Identifikácia a trend vývoja nepriepustných povrchov v mestách v podmienkach klimatickej zmeny, projekt PEDO-CITY-KLIMA. Poster in: Zborník abstraktov z konf. Pedologické dni 2016 „Pôda v krajine, jej význam, postavenie a zraniteľnosť“, Dudince, 7.-9.9.2016 s. 53.

PAZÚR R., FERANEC J., ŠTYCH P., KOPECKÁ M., HOLMAN L. (2017). Changes of urbanised landscape identified and assesed by Urban Atlas data: Case study of Prague and Bratislava. Land Use Policy, 61, 135-146, http://dx.doi.org/10.1016/j.landusepol.2016.11.022 (IP=2,768)

KOPECKÁ M., FERANEC J. (Abstrakt pre 28. medzinárodnú kartografickú konferenciu ICA, Washington DC, 2.-7.8.2017, ktorý bol poslaný jej organizátorom 24.10.2016; jeho akceptovanie potvrdené po posúdení 16.1.2017): Visualisation of urban heat islands in selected cities in Slovakia.

LAPIN M., ŠŤASTNÝ P., TURŇA M., ČEPČEKOVÁ E. (2016). High temperatures and heat waves in Slovakia, Meteorologický časopis, vol. 19., č. 1, p. 3-10.

MIKULOVÁ K., ŠŤASTNÝ P., NEJEDLÍK P., KAJABA P., TURŇA M. (2016). Climate Atlas of Slovakia. EMS Annual Meeting Abstracts, Vol. 13, EMS2016-453, 16th EMS / 11th ECAC

MIKULOVÁ K., ZMUDZKA E., NEJEDLÍK P. (2016). Spatial analyses of the air temperature and thermal indices in the Tatra Mountains. EMS Annual Meeting Abstracts, Vol. 13, EMS2016-457, 16th EMS / 11th ECAC

IVAŇÁKOVÁ G., FAŠKO P., LABUDOVÁ L. (2016). Climate change observed in Slovakia and its impact on changes in climate regions. EMS Annual Meeting Abstracts, Vol. 13, EMS2016-450, 16th EMS / 11th ECAC

Rok 2017:
Zoznam publikácií:

GERA M., DAMBORSKÁ I., LAPIN M., MELO M. 2017. Climate Changes in Slovakia: Analysis of Past and Present Observations and Scenarios of Future Developments, 27 pp. Chapter in: A.M. Negm and M. Zeleňáková (eds.), Water Resources in Slovakia: Part II – Climate Change, Drought and Floods, Hdb Env Chem. © Springer International Publishing AG 2017, DOI 10.1007/698_2017_157.

HOLEC J., ŠŤASTNÝ P. 2017. Modelovanie mestského ostrova tepla v Bratislave pomocou modelu MUKLIMO, Meteorologický časopis 20 (2), 65 – 72.

HOLEC J., ŠŤASTNÝ P., GARAJ M., BURIAN L., ŠVEC M. 2017. Creating and processing of local climate zones (LCZ) in Bratislava, 1stMUKLIMO_3 Users Workshop, May 9-10,2017, Vienna, Austria, Book of abstracts.

HOLEC J., GARAJ M., ŠŤASTNÝ P. 2017. Comparison of Urban Heat Island in Bratislava between 1950 and 2016, 1stMUKLIMO_3 Users Workshop, May 9-10,2017, Vienna, Austria, Book of abstracts.

PAZÚR R., BOLLIGER J. (2017). Land changes in Slovakia: Past processes and future directions. Applied Geography, 85, 163-175. (IF 2,687)

HOLEC J., ŠŤASTNÝ P. 2017. Creating of local climate zones and verification of urban heat island in Bratislava during four days in June 2016. Annual Meeting Abstracts, Vol. 14, EMS2017, 17th EMS / 12th ECAC.

KOPECKÁ M., SZATMÁRI D., ROSINA K. (2017). Analysis of urban green spaces based on Sentinel-2A: case studies from Slovakia. Land, 6(25), 1-17. (Emerging Sources Citation Index – Web of Sciences, SCOPUS)

KOPECKÁ M., SZATMÁRI D. 2017. Klasifikácia ekosystémových služieb podľa tried sídelnej vegetácie vo vybraných sídlach s využitím satelitných dát sentinel-2A. Životné prostredie, 51, 4, 227-231.

OŤAHEĽ J., FERANEC J., KOPECKÁ M., FALŤAN V. 2017. Modifikácia metódy CORINE land cover a legenda pre identifikáciu a zaznamenávanie tried krajinnej pokrývky v mierke 1:10 000 na báze príkladových štúdií z územia Slovenska. Geografický časopis, 69(3), 189-224. (SCOPUS)

SOBOCKÁ, J., BALKOVIČ J., BEDRNA Z. 2017. Classification of anthropogenic soils by new diagnostic criteria involved in the Slovak Soil Classification System (2014). Geophysical Research Abstracts, Vol. 19, UGU2017-4532-2, 2017, EGU General Assembly 2017 (vybr. pred.)

SOBOCKÁ J., BALKOVIČ J., BEDRNA Z. 2017. Diagnostic key feature for Technosol: human transported and altered material and artefacts. In Abstract book SUITMA 9: Urbanization: a challenge and an opportunity for soil functions and ecosystem services”, Russia Moscow 22-26 May 2017, 9th international congress Soils of Urban Industrial Traffic Mining and Military Areas, pp. 24-26. (rec.)

SOBOCKÁ J., BALKOVIČ J., BEDRNA Z. 2017. Specific position of technogenic soils in the MSCS 2014 and relation to the WRB 2014. In Šarapatka B., Bednář M. (eds) Degradation and revitalization of soil and landscape, Proceedings of the int. conf. Olomouc 10-13.09.2017, s. 36, ISBN 978-80-244-5192-3.

Zoznam aplikovaných výsledkov:

SZATMÁRI D, KOPECKÁ M., FERANEC J. Rozšírená legenda Urban Atlas 2012 (Extended nomenclature Urban Atlas 2012) (APVV-15-0136) Bratislava, USB.

SZATMÁRI D, KOPECKÁ M., FERANEC J., SVIČEK M. 2017. Krajinná pokrývka / využitie krajiny (LC/LU) Bratislavy za rok 1998 (LCZ_BA_1998). USB.

SZATMÁRI D, KOPECKÁ M., FERANEC J., SVIČEK M. 2017. Krajinná pokrývka / využitie krajiny (LC/LU) Bratislavy za rok 2007 (LCZ_BA_2007). USB.

SZATMÁRI D, KOPECKÁ M., FERANEC J., SVIČEK M. 2017. Krajinná pokrývka / využitie krajiny (LC/LU) Bratislavy za rok 2016 (LCZ_BA_2016). USB.

Rok 2018
Dňa 4.6.2018 o 9.00 hod. sa konal v rámci APVV-15-0136 „Vplyv nepriepustného pokrytia pôdy na klímu miest v kontexte klimatickej zmeny“ odborný seminár s názvom „Mestské ostrovy tepla: fenomén znižujúci kvalitu života (na príklade Bratislavy).

Pozvánku s programom odborného seminára nájdete TU.

Odborné prednášky podľa programu:
PDF 1. Sobocká, J. – Predstavenie APVV projektu
PDF 2. Kopecká, M. – Feranec, J. – Szatmári, D. – Mestská (urbanizovaná) krajina: jej poznávanie – členenie v kontexte UHI
PDF 3. Pecho, J. – Klimatická zmena a jej dopady
PDF 4. Holec, J. – Garaj, M. – Šťastný, P. – Analýza, hodnotenie a prognózovanie teploty v mestách z hľadiska výskytu UHI
PDF 5. Sobocká, J. – Význam a úloha pôdneho krytu (urbánne pôdy) pre zmiernenie klímy a udržateľný manažment miest

Mestské ostrovy tepla (seminár 4. 6. 2018):