Ивиците на затопляне илюстрират годишните температурни тенденции в София за периода 1979-2020 г. Цветът на всяка ивица представлява температурната аномалия за дадена година или колко по-топла или по-студена е била тази година. Източник

Причините

Изкушаващо е да мислим, че климатичните промени са основният причинител на горещините и ние нищо не можем да направим. Изменението на климата обаче не е единственият фактор, който прави градовете по-горещи. Последният век на градско планиране и дизайн превърна градовете в истински топли огнища. Градският растеж доведе със себе си все повече тъмни и непропускливи повърхности като паркинги, асфалтови улици и покриви и все по-малко зелени площи и дървета. Това в комбинация с повече коли и климатици, които изпускат горещ въздух, води до засилващ се ефект на градския топлинен остров. Лятото става все по-горещо, високите температури се задържат по-дълго време и това води до използването на традиционни и алтернативни методи за охлаждане.

Какви са основните последици за здравето ни: 

• Най-простото, което всички усещаме: жегите са неприятни. Температурните разлики на градския топлинен остров водят до неприятно преживяване в нашите жилища, офиси, градския транспорт и влошават качеството ни на живот. Това ни прави непродуктивни, раздразнителни и недоволни.
• Повишен риск от топлинен удар, дехидратация, топлинни крампи и от обостряне на хронични заболявания, включително психически заболявания и разстройства.
• В най-лошите случаи екстремните горещини могат да повишат риска от смърт от сърдечно-съдови, мозъчно-съдови, респираторни и други заболявания.
• Топлинният остров води до повишено замърсяване на въздуха и съответно, носи риск за развиване или обостряне на респираторни заболявания (децата са основна рискова група). От друга страна, промените в жизнения цикъл на растенията и отделянето на прашец и спори, могат да обострят алергиите ни.
• Има и по-косвени ефекти върху здравето. Например високите температури на открито водят до ограничаване на спортни и културни мероприятия. Това значи намалена физическа активност, особено за децата, a физическата активност е изключително важна за здравето и за имунната система. Това води до наслоен негативен ефект – по-лошото здравословно състояние ни прави още по-уязвими към топлинен удар и към други директни ефекти от повишените температури.
• Не е за подценяване и фактът, че проблемите на здравето, причинени от топлината, водят до повишени разходи за здравеопазване. Това значи по-малко средства за лечение на други проблеми и спешни случаи. Още повече, че високите температури доказано причиняват и по-ниска производителност на труда, което води до икономически загуби за градовете и съответно по-малко средства за здравеопазване в хазната.

Диаграма за дял възрастно население от общото за град София, данни НСИ към 2021 г:

Харчим все повече за охлаждане

Какво следва от по-лошия въздух?

Замърсяването на въздуха е най-големият риск за здравето и за околната среда и една от основните причини за преждевременна смърт, както в региона, така и в световен мащаб. То е водещ рисков фактор и за тежки хронични заболявания при възрастни, включително сърдечни и белодробни заболявания, както и рак. Всеки от нас е застрашен от лошото качество на въздуха, но някои групи в градовете, като деца, възрастни хора и хронично болни, са особено уязвими. Според едно проучване децата са 37% по-засегнати от замърсяването на въздуха и особено на азотните оксиди, отделяни от автотранспорта, защото те се разполагат на височина 1-1,5 м над земята.

В България всяка година над 8500 души умират преждевременно от заболявания, причинени от замърсяването на въздуха. Това е повече от тези, които загиват при автомобилни катастрофи според официалните данни на Световната здравна организация

Лошото качество на въздуха е постоянен проблем на София. Средногодишните концентрации на фини прахови частици (ФПЧ) в града са значително по-високи от препоръчаните от Световната здравна организация (СЗО). През 2020 г. средната годишна стойност за ФПЧ10 е почти два пъти по-висока в сравнение с насоките, зададени от СЗО. Разбира се, това не идва само от температурата, но както се вижда от диаграмата, която разгледахме, връзките между двете са много и сложни.

Замърсяването на въздуха на свой ред води до повишаване на температурата като задържа топлина, както обяснихме по-горе. То е причина и за образуване на мъгли, които на свой ред затрудняват движението по пътищата, намаляват средната скорост и увеличават изпускането на вредни газове, което усилва ефекта. От своя страна намалената слънчева светлина и токсините във въздуха влияят и на растенията, а съответно и на животните. Това създава проблеми не само за биоразнообразието, но и повишава токсичността на храната, която ядем.

А проблеми има и с водата

Интензивното застрояване, запечатването на почвите и силно намалената растителна покривка – всички характеристики на градския топлинен остров, са също така голям проблем за водните тела в града. А водните тела са сред най-важните естествени механизми посредством които топлината се саморегулира.

Кои са водните тела – това са реките, езерата и блатата, както и подпочвените води. Ето как им се отразява покриването на почвите в града с асфалт и бетон: поглъщаната от почвата вода намалява значително, оттичащата се по повърхността вода се увеличава многократно. Намаленото количество задържана от почвите вода води до намаляване на изпарението и повишаване на повърхностните температури, тъй като се възпрепятства естествения механизъм на земната повърхност за охлаждането ѝ. Повишеното количество повърхностна вода се превръща в проблем, който най-добре се вижда по време на интензивни валежи. Тогава често се получават микро-наводнения в централна градска част, а отскоро такива се наблюдават и в южните квартали, които през последните години са обект на засилен инвестиционен интерес.

Какво означава това за нас?

От една страна, с повишаването на температурите хората имат нужда от повече вода. Въпреки че към момента и по предвиждания до 2031 г. язовир Искър може да задоволи 100% от нуждите за питейна вода с 95% надеждност, това може да се промени, ако има засушаване в няколко последователни години и това се отрази при начина на използването ѝ. Ако не се запази приоритетността на водоснабдяването, това би затруднило поддържането на добро качество на живот.

Друг проблем е, че поради по-високите температури на градските повърхности, градските дъждове са по-топли. Дъжд, който пада върху гореща повърхност в топъл ден може да достигне температура от 35°C. Какво значи това? По-топла вода влиза в  канализационната система и стига до пречиствателните станции, а това нарушава работата ѝ и може да доведе до замърсяване на водоприемника, в който пречистената вода се изпуска.

Повишава се температурата и на самите водните тела. Макар и малки, тези температурни разлики могат да имат значими въздействия върху водните организми. Може да се ускорят растежът и размножаването на бактерии, водорасли и други видове. Това може да доведе до здравословни проблеми за хората, но също така вреди на рибите и другите водни обитатели, които са много чувствителни към промените в температурата. Когато температурата на водата се повиши повече, отколкото рибата може да понесе, това може да причини стрес, заболяване и дори смърт. А по този начин се нарушават хранителните вериги в екосистемата на целия град, планината и териториите наоколо, което има своя ефект и върху земеделската продукция.

Биоразнообразието и екосистемите са в риск

Да, топлината се отразява и цялостно на екосистемите. Какво са екосистемите? Това е комбинацията от география, климат, растения, животни и други организми, които заедно образуват “балон” от живот. Здравата екосистема е тази, която е устойчива и може да се самоподдържа във времето независимо от замърсяване на въздуха, наводнения, екстремни бури и повишена температура.

Важно е да знаем, че екосистемите не са просто “природата” извън града. Екосистемите всъщност осигуряват нашия живот такъв, какъвто е, например:

• Те осигуряват нашата храна, горива, вода, лекарства, дървесина и други материали
• Регулират качеството на въздуха, водата, почвите, размножаването на растенията и съответно на земеделските култури
• Пазят от бедствия, ерозия, силен вятър, наводнения и други
• Предоставят място за туризъм, развлечение, спорт
• и много други

Именно затова е важно влиянието на затоплящия се град върху екосистемите и биоразнообразието в тях. Нарушаването на тяхното качество не само не им позволява да ни предоставят тези богатства, но и намаляват възможността на града да се справи с горещината. Без растенията и тяхната сянка, без водните басейни и без циркулацията на въздуха, температурата расте по-рязко. Получава се отново порочен кръг. От една страна повишаването на температурите вреди на по-чувствителни растителни и животински видове и разрушава техните местообитания както коментирахме по-горе. От друга страна влошаването на екосистемата само по себе си намалява съпротивителните сили на градската среда като цяло срещу температурните явления.

Може да се каже, че в градска среда се усилват ефектите, които наблюдаваме от климатичните промени и в дивата природа. Градовете ни дават един не много розов поглед в бъдещето. Тези динамични процеси изискват спешни действия, за да запазим комфорта на градската среда и жизнено важните за нея екосистеми.

Какво още може да се случи?

Загиването и промяната в екосистемите, включително градските, причинява ефекти, които много трудно могат да бъдат директно оценени, защото са изключително сложни и влияят на много нива. Но дори с “просто око” е лесно да си дадем сметка, че всички функции, които изброихме по-горе, биха пострадали, когато екосистемите страдат от топлината.

Температурните разлики създават огромен натиск върху по-крехките видове. Това дава предимство на по-издръжливи и често инвазивни видове,  които заемат голяма част от местообитанията за сметка на по-крехките. Такъв вид например е дървото познато като Айлант (Ailanthus altissima). По този начин обаче хранителни вериги, изграждани със столетия, изчезват, което в крайна сметка се отразява и на нас, хората.

Топлината може да доведе и до наистина неочаквани проблеми. В центровете на топлинните острови растенията променят сезонното си развитие. Някои от тях може да започнат да цъфтят до две седмици по-рано, включително преди да се появят пеперуди и пчели, за да ги опрашат. Може да се излюпят гъсеници и да стигнат до фаза на какавиди преди прелетните птици да могат да нахранят малките си с тях. Последните години в Европа се наблюдава обезцветяване на листата през пролетта, причинено от екстремни за сезона суши и жеги и преждевременно окапване на листната маса през есента, което е сигурен признак за промяна на нормалния годишен жизнен цикъл на дърветата.  
На нас често ни се струва, че това са много отдалечени от нас проблеми. Но екосистемите работят единствено в цялост, защото са еволюирали много дълго време. Когато някой елемент от техните вериги се повреди, това създава натиск по цялата система и всички “екосистемни услуги”, които ние приемаме наготово, започват да липсват. Ние виждаме молците по добре познатия ни конски кестен като грозни, изсъхнали и мъртви листа по дърветата, което ни изглежда естетически проблем. Но всъщност той е екосистемен проблем. Бързото развитие на вредители, за което високите температура и влажност спомагат, не засяга само кестена, а може да засегне животни и хора. Засегнатите дървета също така губят способността си да задържат вода и причиняват наводнения и други бедствия, които на свой ред влошават климата. Налага се допълнително хората да влагат ресурс, за да могат да охлаждат въздуха, където вече няма сянка, да укрепват стени, където почвата става непълноценна, и много други.

Обратно, екосистемите, които са разнообразни по състав, непокътнати, обширни и свързани, имат много по-добър шанс да се адаптират и да процъфтяват в този нов климатичен режим. По този начин те допринасят за една жизнена и устойчива биосфера, необходима за съхраняването на тъканта, в която съществуват и процъфтяват животни, растения и като цяло човешките общества.

Да намалим автомобилите и да използваме повече градски транспорт и велосипеди! Звучи познато, нали? Това е сред най-широко приетите мерки за борба с климатичните промени и за създаване на по-подходящ за човешките мащаби град.

Въпреки това София е доста назад в изпълнението на тези политики и както вече видяхме, проблемите, които това създава, се отразяват и на температурата. Високият брой автомобили в София, и особено такива с двигатели с вътрешно горене, създава топлина и причинява сериозно замърсяване, които на свой ред влошава нашето здраве и градски комфортт ситуацията с жегите. Това е така защото топлината провокира вторично замърсяване на въздуха от изгорелите газове, а от друга страна замърсената атмосфера води до пренос на топлина и радиация, възникващи между въздуха и повърхността на почвата. Разбира се, има ги и проблемите с шум, задръствания, катастрофи. Част от решението на проблемите с градските температури е да намалим излъчването на топлина и замърсяване, които автомобилите създават, и да помислим за алтернативни средства за придвижване.

Защо това решава проблема?

Двигателите с вътрешно горене излъчват топлина, а газовете, които отделят, влошават ситуацията по механизмите, които описахме в секцията с проблемите и причините за тях. Една стъпка е да поощрим ползването на електрически автомобили. Това би намалило излъчваната топлина и би изключило изобщо замърсяването на въздуха, поне в градовете. Но е частично решение, защото продължава да стимулира проблемите с трафика и паркирането, които на свой ред водят до запечатване на почви и унищожаване на растителност. Освен това, емисионния фактор за СО2 на електрическата енергия в България е много висок, съответно емисиите на СО2 ще останат високи и се влияе негативно по отношение на климата на глобално ниво. А както видяхме, почвите и живата растителност са ключови в борбата с високите температури. Следователно по-пълноценно решение е поощряване на ползването на градския транспорт.

Но автомобилът ми трябва, електрическият е скъп, а градският транспорт е мръсен и бавен?

Така е, всички тези притеснения са валидни. Затова работа на градската управа е да намери подходящите мерки, с които да ни поощри да направим тези промени в начина си на живот. Всяко едно предложено решение трябва да бъде осмислено заедно с ефектите, позитивни и негативни, което то има. Нещата работят най-добре, когато са в система. В последните години се инвестира много в градския транспорт, но въпреки това неговата популярност намалява. Това е така, защото трябва не само трамваите и автобусите да са нови, но и да се движат бързо и по удобни маршрути. В София има цели квартали, които остават почти необслужени от градския транспорт. Изборът на кола в такъв случай става почти неизбежен.

Разбира се, както и да оптимизираме схемата, винаги ще има по-зле обслужвани райони и различни нужди. Там можем да се обърнем към концепцията за мобилност като услуга или иначе казано споделяне на средства за пътуване по уреден начин, която може да ни помогне да стигаме там, където градският транспорт не е удобен. Затова е необходимо да се работи систематично Възползването от европейски програми, спестяването на излишни разходи и раздути обществени поръчки или просто инвестирането в иновации могат да ни помогнат да намалим цената на електрическите коли. А оптимизирането на линиите на градския транспорт може да ни помогне подобрим състоянието му чрез спестените средства.

Друг пример е велосипедът. В днешно време наличието на електрически велосипеди и тротинетки прави карането на колело по-малко спорт и повече придвижване по работа. Но освен технологичните средства е необходима инфраструктура. А в София тя почти липсва – велоалеите са малко, често не са свързани и свършват в нищото, тесни са, а безопасността е по-скоро лукс. Създавайки една истинска и безопасна мрежа, общината ще създаде условията, в които повече хора да решат да ползват велосипед или тротинетка. В момента под 2% от всекидневните придвижвания се извършват по този начин, но ако станат 20, или 30%, то това ще намали необходимостта от коли. Разбира се, много хора се притесняват да карат велосипед и защото може да бъде откраднат. Освен общите мерки за сигурността, общината би могла да покрива част от цената за закупуване на велосипед по програма, това може да намали притесненията, а да се окаже по-евтино от гледна точка на поддръжка на инфраструктура. Такива изследвания още не са правени в София, но могат лесно да бъдат проведени.

Фигура 1;2;3;4 Разлика между температурата на земната повърхност при липса и при наличие на дървесна растителност (фигура 1,4 – София, ул. „Софроний Врачански; фигура 2,3 – София, бул. „Александър Стамболийски“). Снимки: Александър Петров

Всички познаваме ефекта на сянката по улицата под някое останало голямо дърво. Всички предпочитаме да пием кафе под асма, вместо под плексигласов покрив. Дори няколко храсти и малко трева успяват да направят жегата доста по-приемлива спрямо голия площад или прашните улици между блоковете. Но защо това е така?

Как зеленината решава проблема?

Доказано е, че градските зелени площи имат огромен потенциал да задържат прах, да складират въглероден диоксид и да осигурят облекчение от предизвиканите от изменението на климата горещи вълни. По същество градският топлинен остров е такъв в голяма степен заради нарушената растителност на средата. Редица анализи на ефектите на охлаждане на зелените площи в градовете по целия свят доказват, че парковете са средно с 1°C по-хладни от зоните извън парковете. Тук ключова дума е „средно“, като тази амплитуда при определени условия е значително по-голяма. Пространства с пълна липса на озеленяване могат да бъдат с 25°C и повече по-топли в най-горещите дни спрямо съседни на тях озеленени площи. Това се усеща особено силно при налични дървета в зелените площи.

Този охлаждащ ефект обаче се разпростира далеч извън границите на парка и може да въздейства благоприятно върху климата на целия град. Основните механизми, чрез които растителността охлажда заобикалящата я среда са:

• Пряко засенчване
• Силно изпарително охлаждане
• Ниското съхранение на топлина от листата

По-голямата част от охлаждащия си ефект дърветата осигуряват именно чрез засенчване. Листата им са активен UV филтър и поглъщат много от радиацията, вредна за нас, хората. Всъщност се оказва, че това как тялото ни реагира на топлината зависи по-малко от локалната температура на въздуха и повече от това колко електромагнитно излъчване поглъщаме от заобикалящата ни среда, тоест количествтото отразена енергия от настилки, сгради, коли и т.н. Короната на дървото действа като чадър, блокирайки близо 90% от слънчевата радиация, не позволявайки на директните слънчеви лъчи да достигнат градските настилки, които иначе имат огромен потенциал за нагряване, акумулиране и излъчване на топлина.

Дърветата също могат да охлаждат и сградите – особено когато са засадени от южната им страна – тъй като сянката на короните не позволява на слънчевата радиация да прониква през прозорците или да нагрява външните стени. Експериментални проучвания и моделиране в САЩ показват, че сянката от дървета може да намали разходите за климатизация на еднофамилни къщи с 20% до 30%.

Изпарителното охлаждане се нарича евапотранспирация. Тo възниква, когато слънчевите лъчи достигнат короните на дърветата, което води до изпаряване на водата от листата. Това ги охлажда – точно както изпотяването охлажда хората – като по този начин намалява количеството енергия, останало за затопляне на въздуха.

Достатъчно ли е да имаме дървета по и около сградите?

Накратко – не. Съвременните изследвания показват, че екосистемите с богато биоразнообразие, тоест съставени от по-голям брой растителни и животински видове, са по-устойчиви на екстремни климатични явления, включително продължителни влажни и сухи периоди. За справяне с ефекта на градския топлинен остров от изключителна важност е изграждането и опазването на пълноценна градска зелена система – свързана, разнообразна по функции и съдържание и може би най-важното – равномерно разпределена и достъпна за целия град.

София е известна като сравнително зелена столица в Европа. Но въпреки това ние често имаме чувството, че зеленината в града намалява, не се поддържа и се замества от сгради и асфалт. Сателитните изображения показват, че това не е безпричинно. Лесно можем да видим силната фрагментираност на зелената система на София: териториите в червен цвят са без растителност или съществуващата в тях растителност е със силно влошено здравословно състояние (фиг. 5).

Фигура 5. NDVI изображение. Източник: Sentinel-2, 22.07.2022 г., Sentinel Hub EO Browser

Ето защо не трябва да разчитаме само на покривно и вертикално озеленяване за справянето с градския топлинен остров. Те могат да дадат много добри резултати при понижаване на локалната температура и увеличаване на енергоефективността на ниво сграда. Но проблем остава ограниченото пространство и високата цена. Техническата сложност за реализацията на тези решения често отблъсква инвеститори и строители, а високите цени за поддръжка отблъскват собствениците в дългосрочен план.

Прилагането им, както сме предложили по-горе, е важна стъпка. Но е също толкова важно тези решения да не бъдат приемани като компенсиращи основните елементи на зелената система. Универсалното решение е именно да развиваме и опазваме наличния ни градски природен ресурс, като развиваме и поддържаме пълното богатство на градската зеленина: лесопарковете (като Ловния парк) с богато разнообразие и минимална намеса, градските паркове (като Южния), които са поддържани и по-наситени с хора, но имат съществено влияние върху климата на околните райони; локални паркове и градини като Докторската, уличното озеленяване, междублоковите пространства и вътрешните дворове, както и линейните паркове около реките, които сами по себе си са важен елемент от борбата с градския топлинен остров. Това остава най-сигурният и устойчив метод за митигация на проблема с локалния градски климат и изграждането и поддръжката на балансирани, разнообразни, самоподдържащи се и приспособими екосистеми следва да бъде приоритет за всеки град, желаещ да постигне устойчивост и здравословна жизнена среда.

Едно от простите решения на проблема с топлината е и най-очевидното – повече вода. София е пословична с липсващите си и отдавна пресъхнали градски чешми, с абсурдните си инициативи за раздаване на пластмасови бутилки с минерална вода, с вечно счупените пръскачки и с напълно неприветливите си, с малки изключения, водни площи. А както всички знаем, водата е един от основните ни съюзници срещу жегата.

Защо и как повече вода помага?

Противно на интуицията ни, шадравани, езера и изобщо водните тела не охлаждат директно средата. От тях се изпарява влага, но енергията за това не се отнема от въздуха и не намалява топлината му в градски условия. Проучвания показват, че повърхностните води понижават околната температура с максимум 1°C.

Въпреки това един от най-ефективните начини да се намали топлинният стрес върху хората е като им се осигури контакт с вода. Водата утолява жаждата и може да охлади кожата, с което да намали значително ефектите върху здравето, които разгледахме по-горе. Има различни механизми това да се случва: естествени водоеми, (работещи) чешми, водна мъгла, сухи и обикновени фонтани, водни стълби и др., които да се поставят стратегически така, че да взаимодействат с вятъра. Това позволява водни капки да насищат въздуха и да се изпаряват върху кожата на хората. По време на топлинни вълни в най-засегнатите райони могат да се осигурят мобилни чешми, които да носят облекчение от горещината, като предпазват хората от дехидратация и им помагат да понесат жегата по-лесно.

От друга страна, вече видяхме как градската среда променя естествения цикъл на водите и води до намаляване на вода за растителността, която на свой ред пък видяхме, че е основно решение на проблемите с топлината. Един смел ход, който можем да предприемем, е да променим отношението си към дъждовната вода. Вместо да изтича по асфалта, тя трябва да може да се преизползва и връща във водния цикъл, точно както в природата извън града.

Съгласно проучване основна роля при задържането и управлението на дъждовните води в София би имала растителността. Решенията са подобни на вече разглежданите. Засаждане на растителен пояс около сградите, създаване на микро паркове, зелени стени и зелени покриви, изграждане на микро-джобове за инфилтриране и задържане на дъждовните води, използване на природосъобразни решения за отвеждане на дъждовните води, реализиране на зелените клинове, залегнали в ОУП на София, са само част от решенията, в които посредством функциите на зелената система би могъл да бъде решен проблемът със силно редуцираните водни количества в града. Това са и елементи, характерни за градовете-гъби, една нова концепция за справяне с градските засушавания и наводнения, която набира все по-голяма популярност.)

Важна част от решенията за все по-горещия ни град е свързана с това да знаем достатъчно за самия проблем и да сме подготвени предварително – както на административно и експертно, така и на индивидуално ниво. Затоплящият се климат, все по-честите и интензивни горещи вълни, изострени още повече в града, ще определят ежедневието ни все повече в бъдеще. Затова е важно да можем да предотвратяваме възможно най-добре негативното им въздействие върху човешкото здраве и околната среда. За тази цел са необходими интегрирани действия, обединени в един цялостен и мултисекторен подход.

Защо това помага?

Информирането и подготвеността означават да имаме една изработена рамка за готовност, реагиране, координация, или иначе казано – цялостен план за действие за защита на населението при горещи епизоди.

Това би помогнало значително да се намалят негативните ефекти най-вече върху здравето на гражданите и особено уязвимото население. Затова информираността и комуникацията са ключови елементи за успеха на една цялостна програма за справяне с горещината в София.

Планът за действие срещу екстремни горещини трябва да върви ръка за ръка със система за ранно предупреждение. Системите за ранно предупреждение обвързват метеорологичните прогнози с конкретни мерки и действия за опазване на общественото здраве. Такъв механизъм ще може от една страна да предупреждава населението, а от друга – да информира и да задейства реакцията от страна на отговорните институции и звена.

Кой и кога да реализира решенията?