10.2. A városklimatológiai állomáshálózat

A hagyományos földfelszíni meteorológiai és klímaállomások helyszínének kiválasztásánál fontos szempont, hogy a mérések viszonylag nagy területet reprezentáljanak, és a mérési eredményeket lehetőleg ne terheljék lokális hatások. Emiatt ezeket az állomásokat világszerte igyekeznek a városokon kívül, lehetőleg természetes környezetben elhelyezni. A városok éghajlatával foglalkozó kutatók már viszonylag korán rájöttek, hogy a hagyományos meteorológiai állomások mérései nem (vagy csak korlátozottan) alkalmasak a városokban előforduló inhomogén és komplex környezet leírására. Ezért ki kellett dolgozni azokat az elveket, amelyek alapján a városi környezetben effektív, reprezentatív méréseket lehet végezni. A városklimatológiai mérőhálózatban a hagyományos klímaállomásokéval megegyező műszerekkel ugyanazokat a paramétereket mérik. A különbség a mérőhelyek és az egyes műszerek elhelyezésében és a mérések gyakoriságában van.

Az egyes mérőhelyek négy alapvető szempont alapján jellemezhetők (Oke, 2006):

A fenti szempontok alapján számos osztályozás készült a városi mérőhelyek csoportosítására. Oke (2006) az ún. városklíma-zónák meghatározásánál az alapvető szempontrendszer mellett figyelembe vette az objektumok átlagos magasságának (z), valamint a közöttük lévő átlagos távolságnak (h) az arányát, illetve a beépítettséget, azaz a nem áteresztő felületek arányát is. Az így felállított kategóriákat a 10.1. táblázat tartalmazza. A bemutatott osztályozás a városklíma zónákat rangsorolja: minél előrébb szerepel egy adott zóna a 10.1. táblázatban, annál nagyobb mértékben képes befolyásolni a lokális klímát.

10.1. táblázat. A városi területek osztályozása Oke (2006) városklímazóna-klasszifikációja alapján, z jelöli az objektumok átlagos magasságát, h pedig a közöttük lévő átlagos távolságot

Egy mérőhely telepítésénél fontos tisztázni annak célját. Például ha csupán egy városklíma-állomás telepítésére van lehetőség, akkor el kell dönteni, hogy (1) a város legerősebb hatását kívánjuk megmérni, vagy (2) a város egészét jobban reprezentáló átlagos terület jellegzetességeit akarjuk detektálni, esetleg (3) egy adott kisebb területről szeretnénk pontosabb információkat kapni (például azért, mert e területen egy beruházást akarnak végrehajtani). Az állomás helyét e szempontok figyelembevételével kell kijelölni. Amennyiben a mérőhely egy állomáshálózat része lesz, további célok is befolyásolhatják az állomások elhelyezését. Kevesebb mérőhelyre van szükség, ám azok helyét nagyon körültekintően kell megválasztani, ha a különböző városklíma-zónák átlagos viszonyairól szeretnénk reprezentatív adatot kapni. Míg ha az egyes paraméterek zónán belüli térbeli eloszlásának anomáliáit is mérni szeretnénk, akkor sűrűbb állomáshálózatra van szükség.

Az állomások telepítésénél lehetőség szerint el kell kerülni a különleges mikroklimatikus tényezők mellett azokat a lokális vagy mezoskálájú hatásokat is, melyek nem a városhatásból erednek. Ilyenek például a domborzat által generált klimatikus hatások, mint például a hegy-völgyi szél, a domborzat következtében kialakuló felhőzet vagy a folyóvölgyekben gyakoribbá váló köd. Amennyiben nem kifejezetten e jelenségeknek a városi környezetben fellépő előnyös vagy hátrányos hatását kívánják vizsgálni, akkor a mérőállomások telepítésénél kerülni kell azokat a területeket, ahol ezek a jelenségek szignifikánsan befolyásolják a lokális klímát.

Emellett a mérések reprezentativitását erősen ronthatja az is, ha a helyszín kiválasztásánál nem veszik figyelembe, hogy a közelben valami különleges – sokszor mesterséges – objektum található, mint például egy hőerőmű, egy alagút szellőző kéményének kivezetése, vagy egy nagy aszfaltozott parkoló egy olyan területen, ahol egyébként túlnyomórészt öntözött kertek vannak. Az állomások telepítésénél érdemes elkerülni a különféle városklíma-zónák közötti átmeneti területeket is, ahol kis távolságon belül jelentősen változik a város szerkezete, a felszínborítottság, a felszín anyaga, valamint az antropogén hő- és szennyezőanyag-kibocsátás.

Körültekintően kell kezelni az épületek tetején elhelyezett mérőállomásokat is. Mivel a bonyolult hő-, nedvesség- és momentum-kicserélődési folyamatok az épületek és fák átlagos magasságáig terjedő városi tetőrétegben mennek végbe, ezért sokszor tévesen azt feltételezik, hogy a háztetők szintje már mentes a mikroklimatikus hatásoktól. Ezzel szemben a tetők maguk is sajátos mikroklímával rendelkeznek: a légáramlás iránya, sebessége és lökésessége igen változékony. A tető általában olyan anyagból készül, ami miatt felszínén extrém hőmérsékleti értékek alakulhatnak ki. A nedvesség is nagyon kevés, hisz egy tetővel kapcsolatban alapvető követelmény, hogy vízzáró felület legyen, és a ráhulló nedvességet minél gyorsabban vezesse le. Emiatt a tetők korlátozottan alkalmasak a szél, a nedvesség és a hőmérséklet mérésére, viszont a beérkező sugárzás jól mérhető a tetőkön elhelyezett műszerekkel (Oke, 2006).

A fentiekből is látszik, hogy a városi meteorológiai állomások, illetve az egyes műszerek elhelyezése nagy körültekintést és szakértelmet igénylő feladat. A legtöbb műszert úgy kell elhelyezni, hogy az jól reprezentálja az adott városklíma-zónát: a zónára jellemző felszín (pl. aszfalt, beton, zöldfelület) fölé, a környező épületektől, objektumoktól olyan távolságra kell tenni a műszereket, ami megfelel a városklíma-zónában tipikus z/h – azaz az épületek magassága és az épületek közötti távolság – aránynak. Például egy sűrűn beépített városi övezetben a mérés akkor lesz az adott városklíma-zónára nézve reprezentatív, ha a mérőhelyet 20-30 m magas épületek között, az épületektől mindössze 5-10 méterre, aszfaltozott felszín fölött helyezik el.

Egy megfelelő sűrűségű városklimatológiai állomáshálózat létrehozása és működtetése viszonylag nagy költségekkel jár, ezért világszerte viszonylag kevés nagyvárosban létezik ilyen rendszer. Hazánk néhány nagyvárosában a XX. század második felében tartottak fenn hosszabb-rövidebb ideig ilyen állomáshálózatot. Például Szegeden 1977 és 1981 között működött egy tíz állomásból álló hálózat, illetve Budapesten és környékén 1967 és 1971 között az Országos Meteorológiai Szolgálat működtetett egy 23 mérőhelyből álló szélklimatológiai állomáshálózatot. A 10.2. ábra e budapesti állomáshálózat földrajzi elhelyezkedését mutatja be.

Az 1967-71 között működő budapesti szélklimatológiai állomáshálózat térképe

10.2. ábra. Az 1967-71 között működő budapesti szélklimatológiai állomáshálózat térképe