Tepelný ostrov města Brna

Otepluje se. Václav Klaus [Timo, 2018]

Průměrná roční teplota v Brně vzrostla za posledních 60 let o 2 °C. V Brně neustále probíhá rozsáhlá výstavba domů, průmyslových objektů a obchodních center. Tato výstavba je důležitým elementem, jež ovlivňuje vývoj teploty uvnitř města, a to právě ve smyslu zvýšení teploty. Městskému tepelnému ostrovu, tedy zastavěnému území, jež vykazuje znatelně vyšší teploty než jeho okolí, se věnuje právě tato story mapa, která popisuje vývoj a intenzitu od roku 1991 po rok 2021.

Mapy ukazují teploty povrchu a její změnu v rozmezí 30-ti let a hranici tepelného ostrova města Brna pro období let 1991 až 2021. Informace je odvozena z dat družic LANDSAT 5, 7 a 8 z letního období (červen-srpen) předchozích pěti let pro epochy 1991, 2001, 2011 a 2021.

Celkem postoupilo do zpracování 73 termálních snímků, kdy frekvence snímání území Brna je 7-16 dní. Teplota povrchu každého snímku byla určena z měřené emisivity povrchu - schopnost povrchu tělesa vyzařovat elektromagnetické záření.

Datová sada obsahuje pro každou epochu průměrnou teplotu povrchu, extrémní situace a normalizovanou hodnotu. Průměrné a extrémní hodnoty jsou v absolutních jednotkách, které jsou mezi epochami nesrovnatelné kvůli různým teplotním situacím. Pro účel srovnání slouží normalizované vrstvy.

Obecně se v letních měsících jako nejteplejší jeví zastavěné povrchy, nicméně rovněž také dochází k přehřívání na zemědělské půdě. Při porovnání průměrných teplot s teplotami nejteplejších dnů, na zemědělské půdě lze identifikovat výrazné kolísání teploty v průběhu léta. Pole v období před sklizní své okolí významně ochlazují. Po sklizni naopak dochází k přehřívání holé půdy, která absorbuje podobné množství tepla jako urbánní povrchy. Proto je třeba upozornit na nepřesné zařazení některých polí do tepelného ostrovu města.

Z ohraničení tepelného ostrova města plyne, že náměstí Svobody, navzdory své centrální poloze a hustotě zástavby v okolí, zdaleka nevykazuje teplotní maxima celého Brna. Rozsáhlé střechy průmyslových komplexů a obchodních center se přehřívají více. Maximální zaznamenaná teplota vegetace ve Wilsonově lese za posledních třicet let byla o 12 °C chladnější než povrch náměstí Svobody, a dokonce o 25 °C chladnější než střecha Avion Shopping Parku.

Absolutní hodnoty teplot jsou neporovnatelné, proto do všech výstupů analýzy změny teplot povrchů vstupovala pouze data normalizovaná. Na základě vývoje celkové plochy tepelného ostrova města Brna se jeví, že přehřívaných ploch neustále přibývá. Od 1991 do 2011 v tempu 3 km ²  za 10 let. Za poslední desetiletí se nicméně tempo růstu rozlohy tepelného ostrova města zpomalilo na 1,3 km ² .

Náhled na problematické přehřívané povrchy indikuje, že nejrozsáhlejší oblast tepelného ostrova tvoří historické centrum Brna. Jedná se o východní polovinu MČ Brno-střed, západ Židenic. Teplotní jádro je ale protaženo i do MČ Brno-sever a Brno-jih. Kompaktnost ostrova pozitivně narušuje ochlazujícím efektem park Špilberk a Žlutý kopec, ze severu také Lužánky a zahrady mezi Černopolní a Drobného ulicí.

K nejintenzivnějšímu přehřívání dochází na rozsáhlém průmyslovém komplexu Černovické terasy. Maxima teplot povrchů se dále váží na areály s výrazným zastoupením nepřerušovaných rovných střech: Královopolská, a.s., Nákupní centrum Královo Pole, Nová Mosilana, a.s., Saint-Gobain, Avion Shopping Park včetně IKEA, OC Futurum.

Překvapivé může být, že navzdory téměř nepřerušovanému betonovému povrchu se areál brněnského výstaviště neřadí k plochám s maximálními teplotami. Dobře to ilustruje vliv volby materiálu a barvy střechy. Na výstavišti převládá bílá a světlejší odstíny šedé, zatímco například na střeše zmiňovaného OC Futurum dominuje tmavě šedá, což vede k ještě intenzivnějšímu přehřívání.

Pro budoucí analýzu by bylo vhodné sledovat vliv instalace fotovoltaiky z roku 2021 na OC Futurum a její vliv na teplotu povrchu. Už totiž víme, že k nejrozsáhlejšímu výraznému ochlazení* došlo na jiném místě právě po instalaci solárních panelů na někdejší pole jižně od přistávací plochy tuřanského letiště. K tomu došlo v roce 2010 a změna tak již mohla být zaznamenána, viz následující výřez.

*V tomto případě je však ochlazení způsobeno efektivním chlazením této oblasti obtékajícím vzduchem, jelikož panely jsou umístěny cca metr nad zemí. Teplo, které panely akumulují, se tak průběžně uvolňuje do okolí. Kdyby byly panely na sedlové střeše, došlo by naopak v oteplení.

Nejefektivnějším ochlazujícím krajinným prvkem jsou vodní plochy. Na území Brna má nejvýznamnější vliv Brněnská přehrada, pak také Holásecká jezera nebo biotop Chrlice. Říční nivy také ochlazují své okolí, zejména podél toků Svratky nebo Svitavy. Díky větší rozloze ve srovnání s vodními plochami však na území Brna dominují ochlazujícím efektem lesy - zejména pak v zaříznutých údolích nebo na severně orientovaných svazích, např. severní polovina MČ Ořešín, nebo část CHKO Moravský kras na území Líšně.

Co se týče urbánních prostor, nejvlídnější teploty povrchů panují:

1. v městských lesích - Wilsonův, Masarykův háj,
2. v parcích - zejména Špilberk a Lužánky,
3. v zahrádkářských koloniích - Kraví hora, Žlutý kopec,
4. v satelitech s rodinnými/řadovými domy s pozemky se vzrostlými stromy - Soběšice, Pisárky,
5. na rozprostřených sídlištích s vydatným podílem vzrostlé vegetace - Kohoutovice nebo Bystrc,
6. na hřbitovech - Ústřední městský, Židovský
7. v rozsáhlých vnitroblocích

Nejvýraznější oteplení následovalo po rozšíření severní části Černovické terasy a výstavbě Brno Airport Parku podél přistávací plochy letiště v Tuřanech. Dále lze uvést příklad zvýšení teplot po výstavbě komplexu Hošek Motor na Vídeňské. K silnému oteplení došlo při a po výstavbě nového sídliště ve čtvrti Sadová.

Výrazná změna teplot však nemusí být způsobena pouze dramatickou změnou třídy povrchů. To dobře ilustruje příklad Nové Mosilany - krajinný pokryv zůstal mezi epochami neměnný, nicméně evidentně došlo ke změně barvy/materiálu střechy východní budovy. Tmavší povrch nyní pohlcuje mnohem více tepla. Na západní střeše zůstává barva/materiál stejný a nedošlo tady ani k výraznějšímu zvýšení teploty povrchu.

Na území Brna dochází v posledních třiceti letech k výraznému oteplení povrchů, zejména v periferii, ve vznikajících či rozrůstajících se průmyslových oblastech nebo nákupních centrech. Například: Černovická terasa, Avion Shopping Park, Český technologický park, výstavba/rekonstrukce střední části areálu výstaviště, výstavba Globusu a Bauhausu v Ivanovicích. U oteplení detekovaných na polích je příčina nejspíš způsobená kombinací různých plodin v čase extrémních snímků (vegetace x po sklizni).

Důkazem o vlivu zeleně na snížení teploty je výrazné ochlazení po tom, co se přirozeně zahustila vegetace na dříve holých plochách (ještě v 1991) skládky/pískárny jihozápadně od Černovické terasy. Po dostavění nových sídlišť se také povrchy ochladí - Bystrc, Nový Lískovec, Vinohrady. Staveniště jsou typická absencí vegetace - obnažená zemina tak absorbuje velké množství tepla a chybí ji regulační prvek. Několik let po dostavění panelových čtvrtí a založení porostu v prostoru mezi budovami zůstává sídliště přehřívané, byť ne tak silně. Teprve po dosažení vzrostlého stádia dřevin působí sídliště dokonce ochlazujícím efektem.