Klimatske promjene i varijabilnost u Hrvatskoj – od globalnih utjecaja do lokalnih zelenih rješenja

Croatian climate variability and change – from global impacts to local green solutions

Više od polovice svjetskog stanovništva živi u gradovima i mnoga su područja urbanizirana. Urbani razvoj bitno mijenja obilježja Zemljine površine i atmosfere. Pritom dolazi do značajnih promjena u ravnoteži zračenja, preraspodjeli topline i vode, te se generiraju posebni klimatski uvjeti u urbanim sredinama (tzv. urbana klima). Iako razvoj gradova omogućava brojne pogodnosti kao što je, primjerice, povećanje životnog standarda, također se javljaju i nepovoljne ekološke, društvene i ekonomske posljedice. Jedna od takvih pojava je stvaranje urbanog toplinskog otoka (UHI, eng. Urban Heat Island), fenomena kojeg karakterizira bitno viša temperatura zraka u urbanom području u odnosu na okolno ruralno područje. Efekti vezani uz razvoj UHI-a predstavljaju jedan od najznačajnijih ekoloških problema u gradovima jer su povezani s višestrukim negativnim posljedicama, kao što je prekomjerno zagrijavanje podloge, nepovoljni klimatski uvjeti kojima su izloženi građani, povećan zdravstveni rizik zbog visokih temperatura, povećana potreba za vodom, povećana potrošnja energije itd. S obzirom na to da gradska populacija intenzivno raste, javljaju se dvije značajne posljedice koje treba uzeti u obzir. Prvo, gradovi postaju sve veći i time se pojačava njihov utjecaj na urbanu klimu. Drugo, s rastom gradskog stanovništva povećava se i broj ljudi koji je izložen negativnim učincima UHI-a. Na urbane toplinske otoke značajno utječu i klimatske promjene. Iako je globalno zatopljene fenomen globalnog razmjera, on utječe i na lokalna klimatska obilježja te povećava UHI. Očekivani porast globalne temperature značajno će promijeniti klimatska obilježja urbanih sredina i utjecati na ljudsko zdravlje, infrastrukturu, opskrbu energijom, potrebe za vodom i sl. Dodatno, interakcija između urbane mikro-klime i klimatske varijabilnosti velike skale (npr. toplinski valovi, Sjeverno-atlantska oscilacija, El Niño-Južna oscilacija) može pojačati efekt UHI-a, povećati toplinski stres u gradovima i učiniti ih nepovoljnijima za život te izazvati brojne negativne ekonomske, zdravstvene i socijalne posljedice. Iako su urbana područja izuzetno osjetljiva na klimatske promjene, ona istovremeno posjeduju značajan potencijal za adaptaciju i prilagodbu klimatskim promjenama te tako i mogućnost njihovog održivog razvoja. Predloženi projekt usmjeren je na proučavanje urbane klime, klimatske varijabilnosti i manifestacija klimatskih promjena u Hrvatskoj te njihovog utjecaja na urbani okoliš. Predloženi projekt se sastoji od dvije međusobno povezane teme: 1) Klimatska obilježja urbanih sredina u Hrvatskoj i urbano klimatsko modeliranje: ovaj dio projekta obuhvaća proučavanje obilježja urbanih sredina u Hrvatskoj i modeliranje potencijala za primjenu zelene i plave infrastrukture kao mjere ublažavanja učinaka urbanog toplinskog otoka uz procjenu njihove učinkovitosti u smanjenju toplinskog stresa. Modeliranje će biti izvršeno primjenom suvremenog urbanog klimatskog modela MUKLIMO_3. Glavna namjera ovog dijela projekta je ispitati utjecaj različitih tipova vegetacije i otvorenih vodenih površina na urbani okoliš uzimajući u obzir njegov geografski položaj, lokalna klimatska obilježja i utjecaj okoline. Nadalje, istražit će se moguće buduće promjene karakteristika urbanog toplinskog otoka uz uvažavanje regionalnih klimatskih projekcija i pretpostavljenih promjena morfologije grada te učinkovitost mjera ublažavanja toplinskog otoka u uvjetima toplije klime. 2) Klimatska varijabilnost i klimatske promjene u Hrvatskoj bit će analizirane u kontekstu europske klime pod utjecajem globalnih i regionalnih procesa. Ispitat će se mogući utjecaj globalnih modova klimatske varijabilnosti na klimatske ekstreme. U tu će se svrhu koristiti rezultati numeričkih simulacija klimatskih modela različitih skala (globalnih i regionalnih) te postojeći izmjereni podaci. Očekuje se da će ovaj dio projekta omogućiti istraživanje mogućeg sinergijskog međudjelovanja klimatske varijabilnosti velike skale i urbane mikro-klime.

Today, more than half of the world's population lives in cities and a lot of areas have been urbanised. Urbanisation brings many benefits for society by improving the standards of living, but on the other hand, it is also associated with unwanted environmental, social and economic consequences. One of such concerns is Urban Heat Island (UHI), the phenomenon characterised by considerably higher air temperatures in urban areas compared to the surrounding suburban and rural areas. UHI is among the most serious environmental problems in cities because of its association with multiple negative consequences, such as overheating of the pavement surfaces, discomfort for citizens, increased health risk due to excessive heat and reduced nocturnal cooling, increased water demand, increased consumption of energy etc. Considering the rapid growth of urban population, two important outcomes appear: urban areas are becoming larger and consequently UHI intensifies, and increasing trend of urban population means that more people are affected by UHI each year. Cities are one of the critical areas where climate change is expected to have severe impacts and UHI effects are directly related to global warming. Although a global phenomenon, climate change with all associated manifestations and consequences is felt locally exerting added stress on the urban areas. Expected further increase of global temperatures would strongly influence the habitability of cities with significant impacts on human health, infrastructure, energy supply, water demands and ecosystems. Moreover, the interaction between urban micro-climates and large-scale climate variability (e.g. heat-waves, North Atlantic Oscillation, El-Niño Southern Oscillation) may amplify the UHI effect and therefore increase the heat stress leading to more unpleasant urban environment for its inhabitants with potential negative economic, health and social consequences. Urban areas are highly vulnerable to climate change, but on the other hand, they also have great potential for adaptation and mitigation with sustainable development as the main goal. This can be achieved by developing and implementing effective urban climate change policies and programs based on sound scientific knowledge. Climate variability and manifestations of climate change in Croatia with potential impact on the urban environment are the focus of this project. The proposed project addresses two main topics, which can be distinguished one from another, and yet, interact with each other: 1.) Urban climate in Croatia and urban climate modelling. This part of the project will consider urban climate in different cities in Croatia. The modelling approach is expected to enable the analysis of urban climate and give an estimate of the potential for integration of green and blue infrastructure in urban environments acting as mitigation measures for reducing UHI effects. The modelling will be performed using a state-of-the-art urban climate model (MUKLIMO_3). Impacts of different types of vegetation and open water surfaces on urban micro-climate will be considered. Possible future changes in the UHI load will also be examined by considering regional climate projections and urban morphology. 2.) Croatian climate variability and change will be analysed in the context of European climate affected by the global and regional processes. Possible impact of climate variability and climate extremes related to, for example, global modes of climate variability and heat waves will be considered as well. For this purpose, results obtained by using climate models of different scales (global and regional) and existing measured data will be examined. It is expected that the results obtained in this part of the project will provide the means for the analysis of possible synergistic interaction between large-scale climate variability and urban micro-climate.

urbani toplinski otok, modeliranje klime, mjere ublažavanja, zelena i plava infrastruktura, Hrvatska

urban heat island, climate modelling, mitigation measures, green and blue infrastructure, Croatia