Mikä on lämpösaareke?

Lämpösaarekkeella tarkoitetaan kaupungin suhteellista lämpimyyttä verrattuna ympäröiviin maaseutumaisiin alueisiin. Keskeisimmät lämpösaarekkeen syntyyn vaikuttavat tekijät ovat kaupungin rakenteisiin varastoituneen auringon säteilyenergian vapautuminen, ihmistoiminnan aiheuttama hukkalämpö, sekä haihdunnan vähäisyys.

Lämpösaareke on usein voimakkaimmillaan öisin, mutta se on yleensä havaittavissa myös päiväsaikaan etenkin talvella. Toisaalta kaupungin keskusta saattaa olla kesällä päiväsaikaan ympäristöään viileämpi, jolloin puhutaan kylmäsaarekkeesta (kuva 1). Lämpösaareke on yleensä voimakkaimmillaan kaupungin ydinkeskustassa. Tämän lisäksi kaupungin alakeskuskset, kuten suuret lähiöt, muodostavat usein omia pienalaisia lämpösaarekkeitaan (kuva 2).

Kuva 1. Lämpösaarekkeen vuorokautinen kulku Lahdessa 22.-28.7.2014. Lämpösaareke on voimakkaimmillaan öisin, kun taas päivisin vallitsee heikko kylmäsaareke.

Lämpösaarekkeen alueellinen rakenne

Kuva 2. Lämpösaarekkeen tyypillinen alueellinen rakenne. Kuva muokattu lähteistä Wikimedia Commons/NOAA.

Rakennusmateriaalit varaavat lämpöä

Kaupunkialueilla yleisesti käytettyjen rakennusmateriaalien, kuten asfaltin, tiilen ja betonin ominaislämpökapasiteetti ja lämmönjohtavuus ovat korkeampia kuin luonnollisten, yleensä kasvillisuuden peittämien pintojen. Keinotekoisiin pintoihin varastoituu iltapäivisin runsaasti auringon lämpöenergiaa, joka vapautuu yöllä. Lämpimistä pinnoista vapautuva lämpö hidastaa niiden yläpuolisen ilman viilenemistä kaupungeissa. Vastaavasti maaseudulla ylimääräisiä lämmönlähteitä ei juurikaan ole, jolloin maanpinnan yläpuolella oleva ilma viilenee nopeammin ja lämpötilaero kaupungin ja maaseudun välillä kasvaa.

Myös rakennusten lämmitys ja jäähdytys, liikenne sekä teollisuus tuottavat kaupunkialueilla runsaasti hukkalämpöä. Lämpövuodoista aiheutuvan hukkalämmön osuus kaupungin lämpösaarekkeen muodostumisessa on merkittävää etenkin talvella. Lisäksi kaupunkirakenne, erityisesti katukuilut ja kortteleiden sisäosat estävät osittain lämmön poistumisen ympäröivään ilmaan. Katujen varsilla sijaitsevien rakennusten seinistä lisäksi heijastuu lämpösäteilyä takaisin katukuiluun, mikä edelleen hidastaa katukuilussa olevan ilman viilenemistä.

Haihdunta alentaa ilman lämpötilaa

Olomuodon muutos nestemäisestä vedestä vesihöyryksi kuluttaa energiaa. Tämän seurauksena pintamateriaalit ja ilma viilenevät kun nestemäinen vesi haihtuu ilmakehään. Jos vettä on saatavilla vain vähän, haihduntaa tapahtuu rajoitetusti ja pintojen lämpötila kohoaa verrattuna suuremman haihdunnan tilanteeseen.

Maaseudulla haihduntaa tapahtuu enemmän kuin kaupungeissa, sillä kaupungeissa keinotekoiset pinnat ovat usein korvanneet haihduntaa edesauttavat kasvillisuuden peittämät pinnat. Lisäksi puita on kaupunkien ydinkeskustoissa yleensä vähän, mikä edelleen vähentää mahdollisen haihdunnan määrää. Puiden tarjoamaa varjostusta on lisäksi tarjolla yleensä vain rajoitetusti ja paikallisesti.

Kaupungeissa suurin osa pinnoista on päällystetty asfaltilla, jonka vedenläpäisy- ja -sitomiskyky on käytännössä olematon luonnonmukaisiin pintoihin verrattuna. Viemäröinti lisäksi kuljettaa ison osan sadevedestä suoraan vesistöihin. Tämä tarkoittaa käytännössä sitä, että kaupunkien alueilla vettä on sitoutunut maaperään vähemmän kuin maaseudulla, mikä edelleen vähentää haihdunnan potentiaalista määrää. Kaupungin lämpösaareke on moniulotteinen ilmiö, johon vaikuttavat edellä mainittujen tekijöiden lisäksi myös säätila, vuodenajat ja kaupungin sijainti.

 

Lähteet ja linkit -osiosta löydät lisätietoa aiheesta.