Toplinsko opterećenje Dubrovnika u sadašnjoj klimi
Grad Dubrovnik kao urbana sredina na Jadranskoj obali iznimnog kulturno-povijesnog značaja predstavlja atraktivno turističko središte, posebice ljeti kada je toplinsko opterećenje najizraženije. Rezultati ovog dijela istraživanja predstavljat će znanstveno utemeljenu bazu koja je neophodna za prostorno planiranje i provođenje održivog urbanog razvoja s ciljem smanjenja visoke ranjivosti urbanih područja. U ovom pregledu prikazani su rezultati dobiveni satelitskim mjerenjima, statističkom analizom podataka s meteorološke postaje Dubrovnik te modeliranim podacima urbanog klimatskog modela MUKLIMO_3.
Sl. 1. (a) Satelitski prikaz administrativnog područja grada Dubrovnika; (b) prostorna raspodjela prosječne površinske temperature ljetnih sezona 2013. – 2021.; (c) lokalne klimatske zone Dubrovnika; (d) intenzitet urbanog toplinskog otoka (UHI) Dubrovnika u razdoblju 2013. – 2021.
Opis lokalnih klimatskih zona: https://www.wudapt.org/lcz-resources/
S ciljem istraživanja prostorne raspodjele toplinskog opterećenja Dubrovnika i njegovih obilježja, korišteni su podaci daljinskih istraživanja. Oni omogućavaju analizu i interpretaciju različitih satelitskih podataka. Na Sl.1a prikazana je satelitska snimka administrativnog područja grada Dubrovnika iz koje su vidljiva morfološka obilježja Dubrovnika, a posebice je važno uočiti raspodjelu izgrađenih područja te prirodnih podloga. Koristeći podatke termalnog senzora satelita Landsat-8 (prostorna rezolucija: 30 m) izračunata je površinska temperatura te prikazana njezina prostorna raspodjela (Sl. 1b). Najviše vrijednosti zabilježene su upravo u gradskim područjima, čime se ističe površinski urbani toplinski otok grada. Također, uočava se i ovisnost temperature o izgrađenosti – u područjima veće gustoće izgrađenosti s malim udjelom vegetacije postižu se najviše vrijednosti temperature. Također se i površine ogoljele burom u okolici grada ističu visokom površinskom temperaturom. S druge strane, najniže vrijednosti zabilježene su u šumovitim područjima, tj. na područjima s visokim udjelom vegetacije.
Za analizu urbane klime od velikog su značaja i lokalne klimatske zone (Sl. 1c), tip klasifikacije zemljišta temeljen na morfološkim obilježjima gradskih i prirodnih područja (tip podloge, zbijenost i visina zgrada, udio vegetacije, itd.). Međusobnom analizom površinske temperature i lokalnih klimatskih zona mogu se donijeti zaključci o toplinskim uvjetima u lokalnim klimatskim zonama te time ukazati na dijelove grada s izraženim toplinskim opterećenjem. Sl. 1d prikazuje intenzitet urbanog toplinskog otoka Dubrovnika. On je izračunat kao razlika između vrijednosti površinske temperature u određenoj točki mreže i prosječne vrijednosti površinske temperature travnjaka. Tako se iz Sl. 1d može uočiti koji su dijelovi istraživanog područja topliji, a koji hladniji u odnosu na travnjake. Ponovno se s najvećom razlikom ističu izgrađene površine te golo tlo, dok su znatno hladnija šumovita i druga rijetko izgrađena područja.
Sl. 2. Godišnje srednje dnevne temperature i srednje sezonske srednje, maksimalne i minimalne dnevne temperature za ljetnu (JJA), jesensku (SON), proljetnu (MAM) i zimsku (DJF) sezonu s analizom trendova za meteorološku postaju Dubrovnik u razdoblju 1961. – 2019.
U posljednjih 50-ak godina prema izmjerenim podacima na meteorološkoj postaji u Dubrovniku bilježi se porast srednje dnevne te sezonskih srednjih dnevnih, minimalnih dnevnih i maksimalnih dnevnih temperatura (Sl. 2). Prosječne godišnje srednje dnevne temperature za meteorološku postaju Dubrovnik pokazuju ubrzani rast u razdoblju 1961.-2019. Slični trendovi ubrzavanja porasta temperature uočavaju se i na globalnoj razini, tako da se prema ovim rezultatima može reći da su globalni trendovi temperaturnog porasta vidljivi i lokalno. Prema Sl. 2, srednje dnevne, minimalne dnevne i maksimalne dnevne temperature se u Dubrovniku povećavaju u svim sezonama s najizraženijim porastom u ljetnoj sezoni. Od svih promatranih parametara, najviše se povećavaju maksimalne dnevne temperature. S obzirom da se u Dubrovniku najviše temperature očekuju upravo u ljetnoj sezoni te da visoke temperature negativno utječu na zdravlje građana, ovakvi trendovi su vrlo zabrinjavajući jer imaju brojne nepoželjne posljedice (ekološke, zdravstvene, poljoprivredne, poteškoće u opskrbi vodom i električnom energijom, povećan rizik od požara i dr.). Također, sve toplija i neugodnija ljeta mogla bi imati i negativan utjecaj na turizam, jednu od glavnih gospodarskih grana Dubrovnika.
Sl. 3. Godišnji broj ljetnih dana, tropskih noći i studenih dana za meteorološku postaju Dubrovnik s analizom trendova za razdoblja: 1961.-2019. (crna boja), 1961.-1990. (plava boja), 1971.-2000. (zelena boja), 1981.-2010. (narančasta boja) i 1991.-2019. (crvena boja)
Klimatski indeksi ljetni dani, tropske noći i studeni dani također ukazuju na zatopljenje u Dubrovniku u posljednjih 50-ak godina (Sl. 3). Najniže se temperature u Dubrovniku očekuju zimi, a rezultati za studene dane pokazuju da se godišnje bilježi sve manje dana s minimalnom dnevnom temperaturom nižom od 0°C što ukazuje da zime postaju sve blaže. Na zatopljenje grada ukazuju i rezultati dobiveni za ljetne dane i tropske noći. Ljetnih dana, tj. dana s maksimalnom dnevnom temperaturom višom ili jednakom 25°C, svake se godine bilježi sve više, kao i tropskih noći, tj. dana s minimalnom dnevnom temperaturom višom ili jednakom 20°C. Godišnji broj tropskih noći ukazuje na ubrzano povećanje temperature od razdoblja 1971.-2000. Primjerice, u razdoblju 1971.-2000., prosječno se godišnji broj tropskih noći povećavao za 7.99 dana u 10 godina, dok se u razdoblju 1991.-2019. povećavao za 9.60 dana u 10 godina. Ovakvi rezultati ukazuju na jače noćno zagrijavanje grada koje može biti vrlo neugodno jer se grad ne uspijeva ohladiti ni noću. Uzevši u obzir i rezultate dobivene za ljetne dane, Dubrovnik postaje sve topliji i danju i noću.
Sl. 4. Satelitski prikaz dubrovačkog područja s označenim područjem domene modela MUKLIMO_3 (lijevo) i prikaz klasifikacije namjene/pokrova zemljišta (desno)
Za ispitivanja urbane mikro-klime koriste se urbani modeli koji omogućavaju analizu obilježja gradske klime na visokoj prostornoj rezoluciji. Za potrebe analize urbane mikro-klime Dubrovnika korišten je MUKLIMO_3 model za koji je bilo potrebno pripremiti klasifikaciju namjene/pokrova zemljišta (eng. Land Use/Land Cover, LULC), topografiju grada te dnevne podatke s meteorološke postaje Dubrovnik (temperatura zraka, relativna vlažnost, smjer i brzina vjetra). Na Sl. 4 prikazano je istraživano područje domene (lijevo), te LULC klasifikacija za 2012. godinu, prostorne rezolucije 100 m (desno). Navedena klasifikacija razlikuje 30 klasa na istraživanom području, čime su detaljno opisana gradska i prirodna područja.
Sl. 5. Prosječan godišnji broj dana u razdoblju 2001.-2010. za klimatske indekse: a) tople večeri, b) vrući dani, c) ljetne noći, d) ljetni dani, e) tropske noći i f) tople noći
Toplinsko opterećenje grada Dubrovnika dobiveno korištenjem urbanog klimatskog modela MUKLIMO_3 prikazano je prostornom raspodjelom sljedećih klimatskih indeksa: tople večeri (dani kada je temperatura u 20 h veća ili jednaka 20°C), vrući dani (dani s maksimalnom dnevnom temperaturom višom ili jednakom od 30°C), ljetne večeri (dani kada je temperatura u 22 h veća ili jednaka 20°C), ljetni dani (dani s maksimalnom dnevnom temperaturom višom ili jednakom od 25°C), tropske noći (dani kada je minimalna dnevna temperatura veća ili jednaka 20°C) i tople noći (dani kada je minimalna dnevna temperatura veća ili jednaka 17°C) (Sl. 5). Rezultati svih indeksa pokazuju da su se izgrađene površine u razdoblju 2001.-2010. više zagrijavale od površina s prirodnim obilježjima. Najveći prosječni godišnji brojevi ljetnih i vrućih dana dobiveni su za gusto izgrađene dijelove grada, dok se najmanje takvih dana bilježi u šumovitim područjima i drugim područjima s prirodnim obilježjima, gdje zbog prisustva vegetacije dolazi do ohlađivanja kroz procese evapotranspiracije. Ovi podaci pokazuju da su temperature tijekom večeri veće ili jednake 20°C za barem 130 dana tijekom godine. S obzirom da je Dubrovnik mediteranski grad, ovi rezultati nisu iznenađujući. Ipak, izdavajaju se urbanizirana područja za koja se pokazuje da je toplinsko opterećenje tijekom večeri veće u odnosu na prosječne godišnje vrijednosti prirodnih područja. Prema rezultatima klimatskih indeksa toplih i tropskih noći, pokazuje se da se površine prirodnog porijekla (šume, livade, područja s oskudnom vegetacijom,…) te urbanizirane površine koje su okružene površinama prirodnog porijekla i s rjeđom gustoćom izgrađenosti noću više hlade od gusto i široko rasprostranjenih izgrađenih dijelova. Ovaj rezultat ističe važnost utjecaja morfologije grada, gustoće izgrađenosti i prirodnih površina na toplinsko opterećenje grada.