Podstawowe znaczenie dla kształtowania się warunków topoklimatycznych ma wymiana energii zachodząca na powierzchni granicznej między atmosferą a podłoŜem. ZróŜnicowanie topoklimatyczne terenu objawia się najsilniej w warunkach pogody radiacyjnej- bezchmurnej lub z małym zachmurzeniem, i bezwietrznej. Wartości składowych bilansu cieplnego, a co za tym idzie róŜnorodność warunków topoklimatycznych zaleŜą od: rzeźby terenu, rodzaju podłoŜa, jego pokrycia i uwilgotnienia, odsłonięcia horyzontu, itd. Czynniki wymienione na pierwszym miejscu odgrywają najistotniejszą rolę spośród cech charakterystycznych podłoŜa, prowadzą do wyodrębnienia typów klimatów form:
wypukłych, płaskich i wklęsłych. Znaczny udział w modyfikacji naturalnych warunków klimatycznych obszaru ma wprowadzenie nań zabudowy. TakŜe dominującą funkcję w kształtowaniu klimatu mają duŜe powierzchnie leśne.
Omawiany teren charakteryzuje się stosunkowo mało urozmaiconą rzeźbą, niemniej jednak moŜna tu wyróŜnić formy wklęsłe, wypukłe i przejściowe charakteryzujące się nieco odmiennymi warunkami topoklimatycznymi.
Topoklimat zboczy wysoczyzny morenowej
Są to obszary z niewielkim stopniem niebezpieczeństwa przymrozków lokalnych pochodzenia radiacyjnego lub rodiacyjno-adwekcyjnego. W zaleŜności od ekspozycji zboczy charakteryzują się zróŜnicowanymi wartościami całkowitego promieniowania słonecznego. Największe wartości występują na wyniesionych ponad dna dolin zboczach o wystawie południowej (SE – SW), o nachyleniu powyŜej 500. Warunki klimatyczne zboczy naleŜą generalnie do najkorzystniejszych. Górne partie zboczy, o duŜym nachyleniu, i strefy krawędziowe cechuje wybitna aktywność dynamiczna powietrza. Dobowy przebieg temperatury wyróŜnia się małymi amplitudami. Nie występują ani uciąŜliwe upały ani radiacyjne przymrozki, są to obszary o największej wietrzności.
Strefy krawędziowe wysoczyzny i górne części stoku odznaczają się duŜą bodźcowością klimatu odczuwalnego, szczególnie przy pogodach wietrznych. Najbardziej komfortowe warunki bioklimatyczne panują na stokach dobrze nasłonecznionych o niezbyt silnej wentylacji – tam lokalizowanie zabudowy niskiej, jednorodzinnej jest korzystne.
Topoklimat terenów wysoczyzny
Większa część wysoczyzny jest terenem zurbanizowanym, o duŜej koncentracji mieszkańców, niskim wskaźniku zieleni, rozwiniętej infrastrukturze transportu drogowego i kolejowego. Tereny przyległe do zwartej zabudowy miejskiej mają charakter rolniczy, o inaczej oddziaływujących na klimat cechach fizycznych podłoŜa i jego pokrycia. Ze względu na formę terenu cechą wiodącą jest słabsza niŜ w poprzednim typie wymiana ciepła między powierzchnią czynną a atmosferą wskutek turbulencji. Istnieją tu bardziej sprzyjające warunki do zalegania zimnego powietrza. Panują przeciętne warunki solarne i korzystne warunki termiczne. Najcieplejsze są tereny na glebach zwartych i średnio zwartych, na ogół umiarkowanie wilgotnych. Są to tereny o niewielkim zagroŜeniu przymrozkami lokalnymi.
ZróŜnicowanie powierzchni czynnej w obszarze zabudowanym wpływa korzystnie na występowanie nocnej turbulencji oraz ograniczenie występowania i trwania inwersji temperatury powietrza.
Obszar zwartej zabudowy miejskiej wyróŜnia się odrębnymi cechami klimatu. Szczególny wpływ ma róŜnorodność miejskiej powierzchni biologicznie czynnej i ciepło wyzwalane sztucznie do atmosfery przy procesach spalania.
Obserwuje się tu mniejsze spadki temperatury nocą i zmniejszenie moŜliwości zalegania zanieczyszczeń powietrza w
przymrozkowych niŜ teren otwarty. W ciągu dnia większa jest nad miastem konwekcja, częściej tworzą się chmury i opady. WzmoŜone parowanie i wyŜsza temperatura, takŜe spływ wody opadowej po sztucznych powierzchniach, powodują jednak obniŜenie wilgotności powietrza. Zabudowa w istotny sposób modyfikuje kierunek i prędkość wiatru.
Topoklimat form dolinnych
Teren ten obejmuje stosunkowo niewielką powierzchnię we wschodniej części miasta. Dna dolin cechują się przeciętnymi warunkami solarnymi i najmniej korzystnymi warunkami termicznymi. Są to obszary o wysokim poziomie wód gruntowych, miejscami podmokłe, w znacznej części porośnięte roślinnością łąkową, zaroślami i często wilgotnymi lasami. Stanowią duŜą powierzchnię parującą w dzień. Przy dobrym nawietrzaniu dolin rzecznych stwarza to niekorzystne warunki termiczne. Obszary te są „chłodniejsze” w okresie wegetacyjnym występują wyŜsze minima dobowe temperatury. Tereny te są najbardziej naraŜone na występowanie przymrozków i tworzenie się zastoisk zimnego powietrza. Wilgotność powietrza jest dość znaczna. Nocne spadki temperatury i towarzyszący im wzrost wilgotności sprzyjają częstemu powstawaniu mgieł radiacyjnych.
Topoklimat obszarów zalesionych
Lasy kształtują warunki klimatyczne i regulują bilans wodny. Zwarta powierzchnia leśna powoduje łagodzenie dobowych i rocznych ekstremów temperatury powietrza. Wilgotność powietrza jest na ogół wyŜsza, szczególnie w drzewostanie iglastym. Spada prędkość wiatrów. WzmoŜona konwekcja nad powierzchnią czynną lasu wpływa na wzrost opadów atmosferycznych.
Największe wartości bioklimatyczne mają dojrzałe drzewostany sosnowe i dębowe oraz stare drągowiny na suchych siedliskach. W drzewostanach młodych, o duŜej zwartości, duŜe obciąŜenie dla organizmu stanowią upalne, bezwietrzne dni, stany przegrzania. Mało korzystne oddziaływanie bioklimatyczne cechuje zespoły lasów wilgotnych, zadrzewień łęgowych, zarośli wierzbowych.
Wielkoprzestrzenne zbiorowiska leśne są cennymi obszarami zasilania i regeneracji powietrza dla miast. Zespoły roślinności w obszarze zabudowanym wpływają bardzo korzystnie na kontrastowanie warunków klimatycznych.
Generalnie cechują się niŜszą temperaturą i poprawiają jakość powietrza. Z drugiej strony, w związku z małym przewietrzaniem, wewnątrz parków miejskich w okresie letnim występują częściej stany duszności i gorąca niŜ na ulicach i otwartych placach.
II.1.2.7. Higiena atmosfery
Dla scharakteryzowania jakości powietrza (poza zagadnieniami dotyczącymi hałasu) na obszarze miasta wykorzystano dane zawarte w „Opracowaniu ekofizjograficznym dla miasta Piotrkowa Trybunalskiego” sporządzonym w 2003 r. Dane te zostały uzupełnione w oparciu o dostępne aktualne dane zawarte w „Raporcie o stanie środowiska przyrodniczego w województwie łódzkim w 2002 roku”.
StęŜenia średnioroczne podstawowych zanieczyszczeń w powietrzu na obszarze Piotrkowa Tryb. przedstawiają się następująco (tabela):
StęŜenia średnioroczne zanieczyszczeń powietrza w Piotrkowie Tryb. w 2001 roku Adres stacji pomiarowej Dwutlenek siarki
µg/m3 Dwutlenek azotu
µg/m3 Pył zawieszony
µg/m3 Tlenek węgla µg/m3
ul. Belzacka 78a 15,2 19,5 A 28,5 730
ul. 3 Maja 8 5,7 22,7 R 47,1 -
ul. Iwaszkiewicza - - R 19,0 -
ul. Lelewela 32,0 - R 27,0 -
ul. Karolinowska/ Rolnicza 12,0 - R 14,0 -
A – automatyczny pomiar stęŜeń pyłu
R – reflektometryczny pomiar stęŜeń pyłu zawieszonego
StęŜenia w/w związków nie przekraczają wyznaczonych norm w tym zakresie (Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie dopuszczalnych poziomów niektórych substancji w powietrzu, alarmowych poziomów niektórych substancji w powietrzu oraz marginesów tolerancji dla dopuszczalnych poziomów niektórych substancji – Dz. U. nr 87 z dn. 06.06.2002 r.).
Dwutlenek siarki występuje w skali roku w najwyŜszym stęŜeniu w okresie zimowym (grudzień) oraz na przełomie kwietnia i maja. W przebiegu dobowym najwyŜsze jego stęŜenia notuje się w godzinach popołudniowych, najniŜsze nad ranem. Na wysokość stęŜeń wpływ mają takŜe warunki meteorologiczne – w okresie grzewczym najwyŜsze stęŜenia występuje podczas wiatrów południowo-wschodnich i południowych niosących powietrze znad terenów przemysłowych miasta i ze starą zabudową mieszkalną ogrzewaną indywidualnie; latem najwyŜsze stęŜenia wiąŜą się z wiatrami północno-wschodnimi tj. od strony starej części miasta i południowo-zachodnimi tj. od strony Elektrowni „Bełchatów”.
Dwutlenek azotu nie wykazuje w zakresie stęŜeń zmienności sezonowej, dobowy rozkład stęŜeń charakteryzuje się maksimum ok. 2200 i minimum ok. 1200. Wpływ na wysokości stęŜeń NO2 mają warunki meteorologiczne: najwyŜsze stęŜenia dotyczą warunków bezwietrznych – średnio 79µg/m3, w czasie wiatrów stęŜenia obniŜają się 3-5 -krotnie; wyŜsze stęŜenia związane są z wiatrami znad terenów przemysłowych i ruchliwych ciągów komunikacyjnych.
Pył zawieszony charakteryzuje się dobowym cyklem stęŜeniem uzaleŜnionym od procesów zachodzących w granicznej warstwie atmosfery, najwyŜsze wartości notuje się wieczorem ok. 19-2200 i rano ok. 7-900. StęŜenia pyłu zawieszonego charakteryzują się zmiennością sezonową – najwyŜsze są w okresie grzewczym, najniŜsze latem. Wielkość notowanych stęŜeń podobnie jak w przypadku NO2 i SO2 zaleŜna jest takŜe od kierunku wiatru. Wzrost stęŜeń wiąŜe się z napływem zanieczyszczeń znad strefy uprzemysłowionej w rejonie ul. Dmowskiego (wiatry SSW) i torów kolejowych (wiatr S i SSE) oraz znad starej części miasta (wiatr E, ESE, ENE) – szczególnie w sezonie grzewczym. W okresach bezwietrznych stęŜenia pyły są 1,3-3 – krotnie wyŜsze niŜ w okresach wietrznych.
Zawartość metali w pyle zawieszonym w 2001 r. nie przekraczała norm:
- mangan – 0,0645 µg/m3 6,5% Da (maksymalna dopuszczalna wartość średnioroczna stęŜenia),
- nikiel – 0,0184 µg/m3 74% Da, - mangan – 0,0645 µg/m3 6,5% Da,
- miedź – 0,3059 µg/m3 50% Da, - kadm – 0,0041 µg/m3 41% Da, - ołów – 0,051 µg/m3 10% Da.
Tlenek węgla posiada analogiczny dobowy cykl stęŜeń jak NO2 i pył zawieszony – charakteryzuje się dwoma szczytami – wyŜszym wieczorem (ok. 2000) i niŜszym rano (ok. 800). NajwyŜsze stęŜenia związane są z napływem zanieczyszczeń znad starej części miasta i ruchliwych skrzyŜowań.
Monitoring opadów atmosferycznych na terenie miasta przeprowadzony w 2002 r. wykazał, iŜ odczyn opadów był mało zróŜnicowany – większość (88%) pobranych do badań prób posiadało odczyn obojętny, a pozostałe lekko kwaśny.
Do najpowaŜniejszych emitorów zanieczyszczeń powietrza naleŜą zlokalizowane na terenie miasta:
- MZGK Sp. z. o.o. Ciepłownia C-1 1163,5 MgSO2/rok, - Zakłady Przemysłu Dziewiarskiego „Sigmatex” Sp. z o.o. 891,4 MgSO2/rok,
- MZGK Sp. z o.o. Ciepłownia C-2 851,3 MgSO2/rok,
- Piotrkowskie Zakłady Przemysłu Sklejek „Sklejki” 150,8 MgSO2/rok, - Fabryka Maszyn Górniczych „Pioma” 137,3 MgSO2/rok,
- Piotrkowska Fabryka Mebli 116,2 MgSO2/rok.
Podane powyŜej wartości dotyczą emisji równowaŜnej MgSO2/rok (dane za 2001 r.) – jest to suma rzeczywistych emisji poszczególnych rodzajów zanieczyszczeń emitowanych z danego źródła emisji pomnoŜonych przez ich współczynnik toksyczności, w przeliczeniu na emisję dwutlenku siarki.
Na stan zanieczyszczenia powietrza w mieście wpływ wywiera przy odpowiednich warunkach pogodowych (wiatry południowo-zachodnie) emisja z Elektrowni „Bełchatów”, oddalonej o ok. 30 km od miasta, która nadal, pomimo znacznej redukcji emisji zanieczyszczeń do atmosfery, jest największym źródłem zanieczyszczeń powietrza w kraju.
Zanieczyszczenia pyłowe przedostają się do atmosfery na skutek (oprócz naturalnych źródeł) działalności
człowieka, podczas procesów: ogrzewania, spalania, produkcji, towarzyszą komunikacji drogowej i kolejowej. Pyły występujące na obszarze Piotrkowa Tryb. pochodzą głównie ze spalania węgla do celów
energetycznych (na potrzeby komunalne i technologiczne), ich składniki to: cząstki skały płonnej, sadzy i niespalonych ziaren węgla oraz metale i ich związki, azbest, węglowodory, pochodzące m.in. z emisji
komunikacyjnych.
Na terenie Piotrkowa Trybunalskiego nie przeprowadzano szczegółowych badań hałasu. MoŜna jednak stwierdzić, Ŝe hałas przemysłowy nie stanowi tu duŜego problemu i jego uciąŜliwość ma charakter lokalny.
Natomiast duŜą uciąŜliwością dla mieszkańców miasta jest hałas drogowy. Powodem tego jest zwiększające się stale natęŜenie ruchu oraz zły stan nawierzchni.
II.1.2.8. Waloryzacja środowiska przyrodniczego
Ocenę przyrodniczych predyspozycji obszaru miasta Piotrkowa Trybunalskiego do rozwoju wiodących funkcji, przeprowadzono na podstawie analizy i bonitacji poszczególnych elementów składowych środowiska przyrodniczego. Wyniki analiz przedstawiono na rysunkach: (Rysunek 4 – Powiązania przyrodnicze z systemem obszarów chronionych, Rysunek 5 – Ocena warunków ekofizjograficznych, Rysunek 6 – Uwarunkowania przyrodnicze miasta). Za kryterium nadrzędne w tej kompleksowej ocenie przyjęto ochronę całokształtu walorów przyrodniczych terenu miasta, polegającą na racjonalnym gospodarowaniu zasobami przyrody dostosowanym do potencjalnych moŜliwości i wymogów ochrony środowiska przyrodniczego. Mając na względzie powyŜszą zasadę określono przydatność funkcjonalno – przestrzenną poszczególnych obszarów na tle ich waloryzacji przyrodniczej, wydzielając (na mapie oceny warunków ekofizjograficznych) dwie zasadnicze grupy terenów.
II.1.2.9. Ocena warunków fizjograficznych
II.1.2.9.1 Obszary o przeciętnych wartościach środowiska przyrodniczego –