10.4. Городской микроклимат

Урбанизация влияет на климат данного конкретного места, а иногда и на климат целого региона. Перепады температур, относительной влажности, солнечной радиации между крупным городом и его окрестностями иногда соизмеримы с перемещением в естественных условиях на 20 по широте. По данным исследований, проведенных в Англии и США, крупные города получают на 15 % меньше солнечной радиации, на 30 % меньше ультрафиолетовых лучей в зимнее время, на 10 % больше осадков, на 10 % больше облачных дней, на 30 % больше тумана летом и на 100 % зимой по сравнению с сельскими районами, находящимися в аналогичных географических условиях.

Транспорт, промышленные предприятия, энергетические объекты, системы отопления и кондиционирования, наконец, люди в городах являются источниками огромных количеств тепла. Круговорот энергии в городах значительно превосходит таковой в сельской местности. Так, если средняя плотность естественного потока энергии на Земле составляет примерно 180 Вт/м², а доля антропогенной энергии в нем – около 0,1 Вт/м², то в городах эта доля возрастает до 30 – 40 Вт/м²и более (например, в Манхеттене (Нью-Йорк) она составляет 150 Вт/м²).

Высокие здания, покрытые асфальтом улицы и площади в городах препятствуют охлаждающему действию ветров. Осадки быстро стекают, и лишь малое количество стоячей воды идет на охлаждение воздуха за счет испарения. При малой подвижности воздуха тепловые аномалии над городом охватывают слои атмосферы в 250 – 400 м, а контрасты температуры могут достигать 5 – 6 C. С ними связаны температурные инверсии, приводящие к повышенному загрязнению атмосферы и смогу.

Эффект такого прогревания атмосферы особенно чувствуется в больших городах, которые подобны островам тепла, окруженным более прохладными пригородами и сельскими районами. Так, например, в безветренные зимние дни перепад температур воздуха между центром и дальними окраинами Санкт-Петербурга может достигать 10 C. Данный микроклиматический эффект известен какгородской остров тепла. По мере роста и превращения городов в обширные урбанизированные районы их тепло образует региональные острова тепла, которые оказывают влияние на климат региона и препятствуют естественным процессам очищения атмосферы от загрязнений.

Особо следует остановиться на неблагоприятных для человека ветровых режимах, возникающих во многих районах новостроек со свободной застройкой. Из-за нерациональной планировки кварталов в отдельных местах этих районов могут возникать локальные области с пониженным атмосферным давлением. Подобные аномалии связаны с тем, что, например, в небольших промежутках между двумя крупными зданиями при определенном направлении ветра скорость ветрового потока может значительно возрастать. В соответствии с законами аэродинамики в этих точках происходит местное падение атмосферного давления, достигающее иногда десятков миллибар и имеющее с внутренней стороны квартала пульсирующий характер (частота около 5 – 6 Гц). Зона подобного пульсирующего давления распространяется на 15 – 20 м в стороны от такого промежутка между домами. Аналогичные, хотя и менее ярко выраженные явления наблюдаются и на верхних этажах зданий с плоской кровлей. Подобные локальные аномалии давления могут весьма неблагоприятно сказываться на самочувствии людей, особенно страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями.