Lelovics Enikő, Környezettan BSc Témavezetők: Pongrácz Rita, Bartholy Judit Meteorológiai Tanszék; 21.5.28.
Bevezetés: a városi hősziget Vizsgálatára alkalmas módszerek bemutatása Az általunk felhasznált adatok Fontosabb eredményeink
Hősziget-intenzitás: város és környezete között fellépő hőmérsékletkülönbség (a város a melegebb) Fő oka: - energiafelesleg (fűtés, közlekedés), - megváltozott sugárzási és párolgási viszonyok (mesterséges felszínek) Derült, szélcsendes időben mutatható ki a legjobban, felhőzet és szél gyengíti, vagy akár teljesen meg is szüntetheti Számít az évszak, a beépítettség is Sűrűbben beépített területek melegebbek, zöld területek és tavak hűvösebbek Ehhez kiindulás: a hőmérsékleti adatok vizsgálata
NASA Terra (21-28) és Aqua (24-28) kvázipoláris műholdja Térbeli szerkezet vizsgálatára alkalmas MODIS spektrális sugárzásmérő: 36 csatornán végez mérést A felszín hőmérsékletét 7 infravörös csatorna mérései alapján számítják Forrás: NASA 21 22 23 25 2 24 27 28 29 3 31 32 35 34 33 36 3 6 9 12 15 Hullámhossz (nm) Mindkét műhold naponta kétszer halad át egy adott pont felett: Terra: 9-1 UTC, 2-21 UTC Aqua: 2-3 UTC, 12-13 UTC
Újpest Belváros (Kitaibel Pál utca) Lágymányos Pestszentlőrinc 4 mérőpont (OMSZ) Vaisala MILOS-5 és QLC- 5 automata állomások (ellenálláshőmérő) Pontszerű mérések, csak összehasonlításra Budapest térképe az OMSZ mérőállomásaival Lágymányos
Kutatás: Szeged - SZTE Éghajlattani és Tájföldrajzi Tanszék (Unger et al.), 1999 óta Debrecen - DE Meteorológiai Tanszék (Szegedi et al.), 22 óta Lassan (2-3 km/h) mozgó autó Expedíciós mérési program: - Egész várost lefedő mérések (éjszakánként 1 út: 2-3h/7 km) - Keresztmetszeti mérések (óránként/2 15 km) Meghatározható a hősziget térbeli szerkezete és az időbeli változása Debreceni mérőautó Adatgyűjtő
Műholdas rácspontok Mobil rácspontok A műholdas és a mobil mérések rácshálózata Szegeden (turistautak.hu alapján)
Összehasonlítás Műholdas mérések Állomási mérések Mobil mérések Vizsgálat jellege Távérzékelés In-situ In-situ Adatok térbeli felbontása 1 km 1 km, szinuszoid rácshálózat Pontszerű mérőhelyek, korlátozott számban 5 m 5 m-es rácsra átlagolva (EOTR) Jellemzett terület Nagy területet fed le Állomás közvetlen környezete Kisebb területet fed le Mért paraméter Felszínhőmérséklet (vízszintes felületek) Léghőmérséklet Léghőmérséklet Alkalmazhatósága Felhőmentes időben Tetszőleges Tetszőleges Mérés időpontja Adott időpontok: napi 2 műholdanként Folytonos mérés, adatrögzítés 1 percenként Adatok Napi maximum 4 Napi 144 Heti 1 Bármikor, de hosszú időt vesz igénybe. Adatrögzítés 1 s. Munkaigény Automatikus Automatikus Több ember, órákon át dolgozik vele Időtartam Egyidejűnek tekinthető, nagy területen is - Nagyobb területen hosszabb idő (jelen esetben kb. 3 óra)
Műholdas: Összes mérési adat 21 elejétől 28 végéig Napi lehetséges 4 adat helyett kb. feleennyi (főleg télen kevés) Állomási: OMSZ adatok A műholdas mérésekhez igazodó adatbázis, egész órás időpontok Mobil: Szegedi Tudományegyetem, Debreceni Egyetem hőmérsékleti anomália adatai 22-23 során végzett mérések: területi hetente, keresztmetszeti havonta Kiindulási adat a hősziget-intenzitás: minden rácspont hőmérsékleti értékéből kivonva a referenciaként választott, városszéli pont hőmérsékletét
Hőmérséklet ( C) Tavasztól őszig: A műholdas mérések értéke magasabb, mint a felszíni Téli hónapokban: A felszíni mérések átlaghőmérséklete magasabb, mint a műholdas méréseké Meleg: Lágymányos Hűvös: Újpest Welch-próba: tavasszal és ősszel nincs szignifikáns különbség a műholdas és a felszíni mérések között 3,5 2,5 1,5,5 -,5-1,5-2,5 J F M Á M J J A S O N D Mű-Újpest Fe-Újpest Mű-Kitaibel Fe-Kitaibel Mű-Lágymányos Fe-Lágymányos Mű-Lőrinc Fe-Lőrinc Korreláció: az egyes adatokból képzett anomáliaértékek korrelációja magas (,85-,95) és szignifikáns
MODIS szenzorral mért felszínhőm. ( C) MODIS szenzorral mért felszínhőm. ( C) MODIS szenzorral mért felszínhőm. ( C) MODIS szenzorral mért felszínhőm. ( C) 5 4 3 2 1-1 -2 5 4 3 2 1-1 Tavasz -2-1 1 2 3 4 5 Állomáson mért léghőmérséklet ( C) Ősz 5 4 3 2 1-1 -2 5 4 3 2 1-1 Nyár -2-1 1 2 3 4 5 Állomáson mért léghőmérséklet ( C) Tél Nappali és éjszakai mérések erősen elkülönülnek: nappal: T műh > T állomás éjszaka: T műh < T állomás Aqua és Terra között nincs nagy különbség, az Aqua éjszakai kicsit hidegebb (hajnalban) -2 Pestszentlőrinc -2-1 1 2 3 4 5 Állomáson mért léghőmérséklet ( C) Állomáson mért léghőmérséklet ( C) -2-2 -1 1 2 3 4 5 Nappal/Terra, Nappal/Aqua, Éjjel/Terra, Éjjel/Aqua
21 22 23 24 25 26 27 28 Adatok száma (db) Hőmérsékletkülönbség ( C) 21 22 23 24 25 26 27 28 Adatok száma (db) Hőmérsékletkülönbség ( C) 4 3 2 1-1 -2-3 -4-5 -6 4 3 2 1-1 -2-3 -4-5 -6 Nappal Éjjel Mérések száma Műhold Állomás 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Négy városi mérőpontból olyan mennyiség, ami a hősziget intenzitását jellemzi Műhold: Nappal közeli, éjjel pozitív (a felszín lehűl a városon kívül) Nyáron és télen magasak Állomás: Éjjel erősen pozitív (nehezen hűl le a városban), nappal viszont negatív (nem melegszik elég gyorsan) Téli maximum DT éjjel > DT nappal Terra és Aqua között nincs különbség Átlagosan,75 C különbség a műholdas és a felszíni intenzitás között
Szeged, átlagos A városi hősziget térbeli mintázata hasonló a két módszer alapján (a sűrűbb rácshálózat miatt térben valamivel nagyobb változékonyság a mobil mérés esetén) A városi hősziget intenzitása a városok központi részén erősebb Az intenzitás értéke főleg télen erős, különösen a műholdas mérés alapján (amikor a városon kívüli felszín és levegő erősen lehűl) Az alacsony esetszám (4-5 keresztmetszeti, 13-14 területi vizsgálat felhőmentes időben) miatt komolyabb statisztikai elemzésre nem alkalmas Műhold Mobil
A hőmérséklet vizsgálatára alkalmas módszerek között elvi különbség van: a levegő vagy a felszín hőmérsékletét mérjük A felszínhőmérséklet szélsőségesebb, mint a léghőmérséklet: nappal és nyáron magasabb, télen és éjszaka alacsonyabb (oka: a nappali felmelegedés és az éjszakai lehűlés egyaránt a felszínről indul)