"Теплові острови" в урбаністичному середовищі створюють додаткові 5-10 градусів до вже існуючої спеки.

Як знайти рішення? Є безліч варіантів: від використання білих дахів до зміни планування мікрорайонів і паркувальних зон. Окрім цього, важливо, щоб дерева, квіти та трава знову заполонили українські міста.

На Україну прийшла справжня літня спека – синоптики прогнозують, що температура в багатьох регіонах досягне +40°C. Тим часом Європа вже кілька тижнів страждає від рекордних температур: у червні в Іспанії та Франції стовпчик термометра перевищував +40°C, в Італії оголосили надзвичайний стан через лісові пожежі та спеку, а в Німеччині та Польщі метеорологи зафіксували найспекотніший початок літа за останні десять років. США також не залишилися осторонь – західні та південні штати знову встановлюють температурні рекорди, в Аризоні та Техасі температура піднімається до +45°C.

Такі незвичні показники стають все більш поширеними в умовах глобальних кліматичних змін. Найбільше вони вдаряють по жителям міст. Мегаполіси навіть отримали спеціальний термін "міські теплові острови". Ці явища не приносять полегшення, а навпаки, призводять до теплового шоку. Як вони формуються, які небезпеки несуть і як українські міста підготовлені (підказка: зовсім не підготовлені) до існування в умовах екстремальних температур — читайте далі.

Термін "міський тепловий острів" описує явище, коли середня температура в місті вища, ніж у прилеглих сільських або природних зонах. Та навіть у межах міста виникають свої "острови в островах", де фіксуються вищі показники, аніж на околицях, приміром... Це явище почали вивчати з середини XX століття. Тоді ж почали описувати й моделювати можливі наслідки. Сучасна наука оперує цим поняттям уже кілька десятиліть, і воно стало стандартом у міському плануванні та кліматології.

Чому це має значення? Згідно з даними Єврокомісії, більше 75% людей в Європі проживають у містах. Фахівці застерігають, що в умовах глобального потепління міські теплові острови можуть стати серйозною загрозою для здоров'я городян. У Сполучених Штатах понад 80% населення мешкає в урбанізованих районах. Для боротьби з цією проблемою Агентство з охорони навколишнього середовища США (EPA) реалізує спеціалізовану програму, спрямовану на моніторинг і зменшення впливу теплових островів.

Різниця в температурі між містом, де сформувався тепловий острів, і його околицями може варіюватися від 1-3°C в помірних кліматичних умовах до 5-10°C під час спеки або в великих містах. Наприклад, в період аномальної спеки, коли температура в сільській місцевості досягає +33°C, у місті вона може перевищувати 38-40°C.

Кліматологи й урбаністи пояснюють появу теплових островів доволі просто: міста буквально затримують та акумулюють тепло. Їхні штучні поверхні - асфальт, бетон, черепиця, цегла - вбирають сонячне проміння вдень і дуже повільно віддають його вночі. Чорний асфальт або темні дахи особливо ефективно накопичують тепло: дослідження показують, що такі поверхні можуть нагрітися на 10-20°C вище затемпературу повітря. Як зазначають автори огляду в журналі Nature, саме високе поглинання тепла міськими покриттями є одним із ключових факторів перегріву.

Ще одна важлива причина - це транспортна мережа та вся супутня інфраструктура. Життя поблизу доріг та розв'язок стає справжнім випробуванням через спеки. Більша кількість автомобільних шляхів, паркувальних місць та розв'язок призводить до зменшення зелених зон, які здатні знижувати температуру завдяки своїй тіні та процесу випаровування. Автомобілі та кондиціонери викидають додаткове тепло, що підвищує температурні показники в міській зоні. У спекотні дні кондиціонери фактично "виштовхують" тепло на вулицю з приміщень, що ще більше підвищує температуру в місті.

Важливим фактором є також організація простору. Високі будівлі, хмарочоси та щільна забудова формують своєрідні "міські каньйони", що призвело до виникнення терміна "теплові міські каньйони". У таких районах погана вентиляція, що сприяє ослабленню вітру та затриманню гарячого повітря між стінами будівель. Це явище можна спостерігати навіть у менших містах: чим вужчими є вулиці, тим важче дихати в спекотну погоду.

Також у теплових островах міст природний водний цикл майже повністю порушений: асфальт і плитка не дозволяють волозі проникати в ґрунт і випаровуватися, при цьому саме випаровування є одним з основних природних "кондиціонерів". Відсутність зелених насаджень, клумб і дерев суттєво знижує ефект охолодження. Європейське агентство з охорони навколишнього середовища зазначає, що навіть незначне зростання кількості дерев може сприяти зниженню температури в містах на кілька градусів.

В цілому, тепловий острів є результатом того, як ми плануємо та експлуатуємо урбаністичний простір. Це питання не лише погоди та не так вже й кліматичних змін, скільки впливу наших рішень — від вибору матеріалів для покриття до кількості зелених зон, які ми зберігаємо як для себе, так і для міста в цілому.

Урбаністи та медики все частіше вважають теплові острови "невидимою смертельною небезпекою". Наприклад, у США було встановлено, що екстремальні температури є найсмертоноснішим погодним явищем, яке забирає більше життів, ніж урагани, повені чи торнадо разом узяті.

Під час хвиль спеки найсильніше страждають люди старшого віку, діти, люди з хронічними серцево-судинними й легеневими захворюваннями. Але ризики є для всіх - навіть молоді й здорові люди можуть отримати тепловий удар, виснаження, судоми чи знепритомніти просто на вулиці.

Нічний ефект теплових островів також становить серйозну небезпеку. У порівнянні з селами, де температура зазвичай знижується вночі, міські території не мають можливості охолонути. Це призводить до того, що наш організм не може "вивільнити" накопичене за день тепло, залишаючись постійно під впливом теплового стресу. Медики підкреслюють, що саме нічні температури мають значний зв'язок зі смертністю під час спекотних періодів.

Вплив спеки виходить далеко за межі фізіологічних аспектів. Дослідження свідчать, що високі температури здатні змінювати і психоемоційний стан людей. Зокрема, спека може сприяти підвищенню рівня роздратування та агресії, а також асоціюється з ростом випадків домашнього насильства, нападів і зловживання психоактивними речовинами. Існують свідчення, що в навчальних закладах під час спекотних днів учні показують нижчі результати на тестах — спека негативно впливає навіть на їхню здатність до концентрації та засвоєння нової інформації.

Одна з основних проблем полягає в якості повітря. Підвищення температури сприяє виникненню озону на земній поверхні, що негативно впливає на дихальну систему. Забруднювачі, такі як чадний газ, оксиди азоту та дрібні частинки, затримуються між будівлями через обмежену вентиляцію міських каньйонів. Замість того, щоб розсіюватися, ці шкідливі речовини накопичуються, особливо в зонах з інтенсивним транспортним рухом. У спекотну погоду цей "коктейль" стає ще більш небезпечним для здоров'я.

Не слід забувати, що використання кондиціонерів веде до зростання навантаження на електромережі, що, в свою чергу, призводить до підвищення викидів парникових газів у регіонах, де електрика виробляється з викопного пального. Це свого роду замкнуте коло: чим вищі температури в місті, тим більше енергії воно споживає, і тим більше підвищується температура.

Теплові острови негативно впливають не лише на людей. Щороку в американських містах через високу температуру страждають сотні тисяч дерев, оскільки їх коріння не витримує спекотного та посушливого клімату. У Європі міські служби вже змушені адаптуватися, обираючи більш стійкі до спеки види дерев.

Ще одна проблема: гарячі дахи й тротуари також підігрівають дощову воду, яка потім через зливову каналізацію потрапляє в річки, ставки й озера. Це різко підвищуєтемпературу води в міських водоймах і викликає тепловий стрес і навіть масову загибель риби. Екологи наголошують: під час сильної зливи вода зі спекотного асфальту може нагріти струмок чи річку на понад 10 градусів буквально за годину - це катастрофа для водних організмів. Так, як це сталось у струмку в Сідар-Рапідс, штат Айова, де після літньої зливи температура піднялась 10,5°C за одну годину.

Дослідження доводять, що теплові острови - це проблема, яка стосується здоров'я, безпеки, економіки та екології одночасно. І що більшими стають міста, що більше ми вкриваємо землю асфальтом і бетоном, то гострішою буде ця проблема.

В Україні питання впливу міських теплових островів почали обговорювати ще до початку великомасштабної агресії з боку Росії. Міста, такі як Київ, Харків, Львів, Івано-Франківськ, Запоріжжя та Кривий Ріг, стали предметом наукових досліджень, які наочно демонстрували різницю температури між урбанізованими територіями та зеленими насадженнями.

Для Києва дослідження виявило, що найвищі температури спостерігаються у густозаселених зонах з обмеженою кількістю зелених насаджень, зокрема на правобережних масивах, Солом'янці, Подолі та в промислових районах. У Харкові вчені аналізували теплові карти і виявили різницю в температурі на кілька градусів між центральними частинами міста та його околицями.

Попри те, що наукові установи не раз публікували ці дані, вони майже не ставали основою для зміни політики. Містобудівні норми дуже рідко враховують потребузберігати зелені коридори чи створювати нові парки. Натомість містяни знають про щільну забудову без достатньої кількості дерев, вирубку старих скверів заради паркінгів і торгових центрів. Як результат - улітку центральні частини багатьох міст буквально перетворюються на розжарені плити, а мешканці шукають рятівний клаптик тіні.

Кліматологи неодноразово підкреслювали існуючі загрози. Віра Балабух, кандидатка географічних наук і завідувачка відділу прикладної метеорології та кліматології Українського гідрометеорологічного інституту, у своєму коментарі зазначила, що в Україні збільшується ймовірність теплового стресу в урбаністичних зонах через глобальне потепління та безладну забудову, що не враховує наявність зелених територій. Найбільше під ризиком опинилися великі міста, такі як Харків, Київ, Дніпро, Одеса, Львів, Запоріжжя та Донецьк. У цих населених пунктах через феномен міського теплового острова температура може перевищувати рівень передмістя на 5 і більше градусів.

За словами Балабух, особливо гостро проблема постає там, де практично немає парків і скверів. "Влітку спекотні періоди стають довшими, що підвищує смертність і навантаження на організм. А в містах без парків, скверів і дерев ситуація значно гірша", - підкреслює кліматологиня.

Окремою проблемою є асфальт і великі парковки, які формують свої власні "теплові острівці". Наприклад, у Києві Балабух зазначає, що практично біля кожного супермаркету розташовані величезні парковки, які в спекотну погоду нагріваються до значних температур і віддають це тепло в атмосферу. Під час дощів вода швидко стікає з асфальту, перевантажуючи зливову каналізацію і викликаючи ризик підтоплень.

На відміну від України, у Німеччині існує закон, що зобов'язує великі будівлі мати зелені дахи. Ці конструкції не лише утримують дощову воду, але й зменшують навантаження на інфраструктуру. Такі зелені дахи стали звичним явищем у німецьких містах, зокрема у Штутгарті, де вони займають значні площі. Держава стимулює реалізацію таких ініціатив через податкові пільги. Це яскравий приклад політики, якої наразі не вистачає в Україні.

Урбаністи та екологи неодноразово підкреслювали, що без переосмислення підходів українські міста ризикують ставати все менш комфортними для проживання. Існує прогноз, що внаслідок глобального потепління в Україні спека буде тривати довше, а тропічні ночі стануть більш поширеними, що призведе до посилення теплового стресу в урбанізованих зонах. До того ж, внаслідок знищення лісових смуг, особливо на півдні країни, збільшується ймовірність виникнення пилових бур.

А після 24 лютого 2022 року до старих проблем додалися нові й дуже серйозні. Вторгнення Росії призвело до масштабної руйнації міського простору, знищення парків і скверів, вигорання зелених насаджень через обстріли й пожежі. У багатьох південних і східних регіонах гостро стоїть проблема з водопостачанням, що само по собі критично для охолодження міста. Проблеми з електроенергією роблять кондиціонери недоступними у пікові моменти спеки, особливо для вразливих категорій людей. А ще додається забруднення повітря від вибухів, пожеж і руйнувань.

Міста, які й до війни мали серйозні екологічні й кліматичні проблеми, сьогодні отримали ще більше викликів, а ресурси на їх подолання скоротилися. Науковці й урбаністи одностайні: щоб зробити міське середовище безпечнішим і комфортнішим у спеку, потрібна системна зміна підходів до планування й відбудови. Але швидко змінити ситуацію буде, очевидно, дуже важко.

В Європі та США вже давно ведуть пошуки шляхів для підвищення стійкості міст до високих температур. Основна концепція полягає у зменшенні площ, які нагріваються, збільшенні зелених насаджень та зміні будівельних матеріалів. Одним із найефективніших рішень є висадка дерев. Дослідження демонструють, що вулиці з великою кількістю дерев можуть знижувати температуру повітря на 5-6°C, а території під їхньою кроною залишаються на 11-25°C прохолоднішими. Листяні дерева забезпечують тінь влітку, при цьому не затінюючи сонце взимку.

Ще один перевірений підхід - так звані "прохолодні" або "холодні" дахи. У Чикаго, приміром, міська рада має власний зелений дах на адміністративній будівлі: рослини знижують температуру поверхні та покращують утримання дощової води. Загалом у США та Європі активно використовують два варіанти - зелені дахи й дахи зі сітловідбивальним покриттям або просто пофарбовані в білий.

Білий або сітловідбивальний дах може зменшити температуру поверхні будівлі на десятки градусів порівняно з чорним асфальтовим дахом і відбивати понад 75% сонячних променів, тоді як звичайна темна покрівля - лише до 26%.У Лондоні дослідження під час спеки 2018 року показало, що холодні дахи можуть знизити середню температуру повітря на рівні вулиці на 1,2 °C - і навіть до 2 °C у найбільш перегрітих районах.

Ще одна практика - використання світлих матеріалів для доріг і тротуарів. Світлий бетон відбиває до 50% більше світла, ніж звичайний асфальт, що значно знижує температуру поверхні. Однак важливо враховувати й відбите випромінювання - у щільній забудові воно може нагрівати сусідні стіни, якщо не використовувати спеціальне скло чи озеленення.

Важливість кольору даху вже відома багатьом. У ряді європейських міст існують законодавчі вимоги, які зобов'язують великі споруди мати зелені дахи. У таких країнах, як Данія, Німеччина та Польща, планування міст здійснюється з урахуванням гідрографічних систем і зелених зон, щоб запобігти концентричній забудові, що призводить до посилення теплового ефекту.

Ще один аспект - це управління дощовими водами за допомогою так званих "проникних" поверхонь. У більш ніж 30 країнах застосовують інноваційні технології, які дозволяють воді проходити через покриття й повільно випаровуватися, тим самим охолоджуючи навколишню територію. Також набувають популярності "зелені" парковки, де використовують бетонні плитки з отворами для трави й додають рослинність для покращення екології.

Для України такі підходи можуть бути дуже корисними. Наші міста часто мають величезні асфальтовані площі, мінімум дерев і хаотичну забудову. Але водночас - і свої парадокси. Наприклад, у Києві одна з найболючіших міських тем щороку - це косіння трави в розпал спеки. На сайті КМДА навіть з'явилася петиція про заборону Київзеленбуду. Комунальні служби чомусь обирають найспекотніші дні, щоб підстригти газон, іноді залишаючи землю буквально "голою" під палючим сонцем. До того ж часто використовують бензинові косарки, що додають і шуму, і викидів - у дні, коли люди й так виснажені нічними повітряними тривогами. Це типовий приклад того, як неузгодженість міської політики з екологічними реаліями створює ще більші ризики. І поки в інших країнах зелені зони стають головним щитом проти перегріву міст, у нас навіть наявну зелень іноді знищують - хай і з найкращими намірами.

Навіть елементарні заходи, такі як зелені дахи або використання світлих матеріалів для мощення тротуарів, здатні знизити температуру на вулицях на кілька градусів, що значно покращує комфорт і безпеку в спекотну погоду. Проте для досягнення цього необхідно переглянути нормативи, підходи до містобудування та, врешті-решт, змінити уявлення про місто як про простір для життя, а не лише для забудови.

Добре, що в Україні нарешті розпочинається обговорення теми теплових островів, яка виходить з наукових лабораторій у широкий публічний простір. Ця проблема починає привертати увагу не лише екологів та урбаністів, а й більшої кількості людей у громадах. Є також обнадійливий, хоча й гіркий аспект: повномасштабна війна змушує нас вже зараз задуматися про відновлення зруйнованих міст та їхню ревіталізацію. Надзвичайно важливо, щоб у ці процеси одразу включали сучасні "зелені" підходи, які зроблять українські містечка не просто відновленими, а й справді комфортними для життя. Це може бути наш єдиний шанс на перетворення міст на зелені оази. Це не лише можливість, а й необхідність — імпульс, що має стати справжнім каталізатором змін.

Ярина Скуратівська, Київ

Перше зображення: Кирило Чуботін.