Influence of air temperature inversions on the air pollution dispersion conditions in Krakow

Rola inwersji temperatury powietrza w kształtowaniu warunków dyspersji zanieczyszczeń powietrza w Krakowie

Zarys treści: Kraków nadal należy do miast o największym zanieczyszczeniu powietrza w Polsce, przykładowo: w Al. Krasińskiego w 2008 r. średnie roczne stężenie PM10 osiągnęło 80 ugˇm-3, przy obowiązującej normie 40 ugˇm-3 (Raport... 2009). Dyspersja zanieczyszczeń powietrza jest znacznie osłabiona przez usytuowanie miasta w dolinie Wisły i częste inwersje termiczne. W pracy wykorzystano codzienne pomiary temperatury minimalnej z lat 1972-1996 ze stacji meteorologicznych w Garlicy Murowanej (270 m n.p.m.), Balicach (237 m n.p.m.) i Libertowie (314 m n.p.m.), automatyczne pomiary temperatury co 5 minut z okresu 03.2009-02.2010 r. z punktów w Jeziorzanach (211 m n.p.m.), przy Al. Krasińskiego (204 m n.p.m.) i przy ul. Malczewskiego (222 m n.p.m., u podnóża masztu radiowego) oraz automatyczne pomiary co 10 minut z masztu radiowego przy ul. Malczewskiego (wys. 115 m n.p.g.) z tego samego okresu (Ryc. 1). Ponadto wykorzystano pomiary temperatury powietrza w Balicach i Libertowie o godz. 00 i 03 UTC z okresu 09.2007-08.2009 r. Stacje w Garlicy Murowanej, Balicach i Libertowie tworzą profil N-S przez zachodnią część doliny Wisły w obszarach pozamiejskich Krakowa. Punkt w Jeziorzanach reprezentuje tereny pozamiejskie w dnie doliny, podobnie jak Balice, ale jest pozbawiony wpływu zabudowy lotniska. Punkt przy Al. Krasińskiego reprezentuje warunki kanionu ulicznego w centrum miasta, w dnie doliny. Za sytuację inwersyjną przyjęto taką, kiedy różnica temperatury między stacją w dnie doliny i stacją wierzchowinową lub punktem na maszcie wynosiła <-0,5K. W latach 1972-1996 inwersje zdarzały się znacznie częściej w profilu Balice-Libertów niż Balice-Garlica Murowana (Tab. 1). W porównaniu z latami 1972-1996, w okresie 09.2007-08.2009 r. częstość występowania inwersji wzrosła z około 50% do 70% (Tab. 1 i 2), jest to jednak tylko efekt niewielkiej zmiany lokalizacji stacji w Balicach (Bokwa 2010). Porównanie równoczesnych pomiarów z Libertowa i wierzchołka masztu (Ryc. 2) pokazuje, że nocą temperatura w Libertowie jest niższa o około 1-2K. Różnice temperatury <-0,5K między Jeziorzanami i Libertowem wykorzystano do określenia częstości występowania inwersji w obszarze pozamiejskim, zaś różnice między Al. Krasińskiego i szczytem masztu - w obszarze miejskim. Nocą inwersje występują rzadziej nad obszarem miejskim niż pozamiejskim, ale ich częstość przekracza 30% od wiosny do jesieni (Ryc. 3). Duże wartości pionowego gradientu temperatury (tzn. <-4,0Kˇ100 m-1) występują znacznie częściej w obszarze pozamiejskim niż nad miastem (Tab. 3). W badanej 100-metrowej warstwie powietrza nie stwierdzono tzw. efektu crossover. Relatywnie duża częstość inwersji termicznych nad zurbanizowanym obszarem Krakowa stanowi ważną różnicę mezoklimatyczną w porównaniu z klimatami miast położonych na obszarach o mało zróżnicowanej rzeźbie terenu. Jest to także czynnik poważnie ograniczający warunki dyspersji zanieczyszczeń powietrza.

Słowa kluczowe: klimat miasta, inwersje temperatury powietrza, Kraków, zanieczyszczenie powietrza, dyspersja

Słowa kluczowe (w języku angielskim): urban climate, air temperature inversions, Krakow, air pollution, dispersion

Prace Geograficzne, 2011, z. 126, s. 41-51.

Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej UJ

ISSN 1644-3586

Pełny tekst (492 KB)