Tokijska wyspa ciepła

Ilustracja skali problemów ochrony środowiska w Tokio
Widok z helikoptera na miasteczko olimpijskie (1992)

Tokijska wyspa ciepła – jedna z największych miejskich wysp ciepła (MWC, en. Urban Heat Island, UHI), czyli miejskich aglomeracji o mikroklimacie charakterystycznym dla pustyń kamienistych. Metropolia Wielkie Tokio (Tokio-Kawasaki-Jokohama-Chiba-Saitama) skupia 32-43 mln mieszkańców. Wywiera wpływ na klimat, np. siłę i kierunki wiatrów oraz ilość opadów, w całym otoczeniu Zatoki Tokijskiej.

Historia zmian temperatury w Tokio w zestawieniu z tendencją globalną

Historia zmian temperatury. Tokio na tle innych MWC

Prądy konwekcyjne i opady w rejonie wyspy ciepła

Jeden ze sposobów przeciwdziałania „pustynnieniu” obszarów zurbanizowanych (Yoyogi Park w Tokio)

Koishikawa Kōrakuen – oaza zieleni w centrum Tokio

Długookresowe zmiany temperatury w rejonie metropolii

Ocieplenie klimatu Ziemi, skorelowane ze wzrostem stężenia w powietrzu gazów cieplarnianych (w tym CO₂) i wzrostem aktywności Słońca (liczba Wolfa), zachodzi w skali globalnej od stuleci. Według danych Japońskiej Agencji Meteorologicznej w metropolii tokijskiej wzrost temperatury jest szybszy niż w innych rejonach świata. Dotyczy to przede wszystkim ery uprzemysłowienia i urbanizacji (XIX i XX w.). W XX wieku średnia dziesięcioletnia temperatura września wzrosła w Tokio od wartości ok. 21 °C do ponad 24 °C. W innych miastach obszaru metropolitalnego zanotowano nieco mniejsze tempo wzrostu (np. w Jokohamie od około 22 °C do ok. 23,5 °C).

Konwekcja w rejonie wyspy cieplnej i modele zmian mikroklimatu

Ze wzrostem temperatury miast wiąże się powstawanie charakterystycznych dla wysp komórek konwekcyjnych. W centrum aglomeracji powstaje wznoszący się prąd termiczny (lokalny niż baryczny), co powoduje, że chłodniejsze i bardziej wilgotne powietrze otoczenia miasta napływa w kierunku centrum. Nad cieplną wyspą powstają chmury, analogiczne do chmur kłębiastych powstających nad wyspami oceanicznymi lub rozgrzaną plażą morską. Ruch mas powietrza, zachodzący w większej skali (zobacz: cyrkulacja powietrza), przenosi te chmury poza miasto, gdzie powietrze ochładza się i opada, z czym wiąże się występowanie deszczu

Przedstawione procesy są od lat 90. XX wieku przedmiotem badań meteorologicznych, które doprowadziły do opracowania matematycznych modeli wymiany ciepła i masy. Modele umożliwiają prognozowanie wpływu dalszego rozwoju miasta na lokalny klimat (racjonalizacja gospodarki energią). Są również pomocne przy opracowywaniu prognoz pogody.

Przeciwdziałanie zmianom klimatu

Przeciwdziałanie przekształcaniu się miast w kamienne pustynie polega np. na:

• minimalizowaniu emisji zanieczyszczeń termicznych (np. strat ciepła przez źle izolowane ściany budynków lub z ogrzaną wodą kanalizacyjną);
• stosowaniu architektury słonecznej i zwiększaniu albedo wtedy, gdy energia słoneczna nie jest wykorzystywana;
• minimalizowaniu emisji gazów cieplarnianych;
• uwzględnianiu, w planowaniu rozwoju aglomeracji, konieczności zachowania obszarów zieleni.

Tymi problemami zajmuje się m.in. Tokyo Metropolitan Research Institute for Environmental Protection i inne instytucje badawcze.