Posouzení vlivu zelených střech na regulaci teplot mikroklimatu za využití satelitních snímků

Bc. Anna Beková

Diplomová práce

Assessing the green roofs impact on the regulation of microclimate temperatures through remote sensing

Anotace:

Zelené střechy představují jednu z možností adaptace zastavěného prostředí na změnu klimatu, kdy navýšením ploch zeleně v zastavěných oblastech přispívají k chlazení měst. Cílem této práce je vyhodnotit vliv vybraných extenzivních zelených střech na regulaci teplot okolí. K vypočtení povrchové teploty byly využity volně dostupné satelitní snímky družice Sentinel 2 a Landsat 8. Na základě snímků družice Sentinel 2 došlo k výpočtu hodnot emisivity objektů a následně při kombinaci s termálním pásmem družice Landsat 8 k vytvoření map povrchové teploty. Řešené zelené střechy jsou čtyři a nalézají se v San Franciscu, v městě New York, v Praze a v Pekingu. Pro porovnání teplot na povrchu zelných střech bylo vybráno šest srovnávacích ploch, které byly rozděleny do dvou skupin na základě převládajícího materiálu. První srovnávací skupinou byly plochy zeleně s odlišným zastoupením vzrostlé vegetace, které zastupovaly kategorie tvořené především bylinnou vegetací s označením ´tráva´, kombinací bylinné a dřevinné vegetace s označením ´park´ a samotným zastoupením dřevin s označením ´stromy´. Druhá skupina lišící se typem zástavby byla také tvořena třemi kategoriemi, a to rozsáhlou plochou střechou bez vegetačního pokryvu, hustou zástavbou bez vegetace a zástavbou se zelení v ulicích. Teplota zelených střech a srovnávacích ploch byla hodnocena v průběhu roku se zaměřením na letní období. Zelená střecha se svým teplotním chováním nejvíce přibližovala travnaté ploše na uliční úrovni. V letním období byl chladící efekt skupiny zeleně vyšší pro všechna studijní území a s rostoucím zastoupením dřevinné vegetace se zvyšoval. Naopak rozsáhlá plochá střecha byla ve všech případech teplejší než zelená střecha, a to jak v ročním průměru, tak i v letním období, kdy byla její teplota vyšší o (sestupně) o +15,7 °C pro Peking, o +11,3 °C pro město New York, o +6,2 °C pro Prahu a o +4,4 °C pro San Francisco. Kategorie zástavba se zelení stejně jako celá skupina zeleně prokázala efekt pouliční vegetace, kdy byla v letním období pro dvě ze čtyř studijních oblastí chladnější než zelená střecha. Zelená střecha je na základě výsledků nedostatečná náhrada za park či skupiny stromů, ale při instalaci na rozsáhlé střeše obchodních center či skladů má výrazný efekt na snížení povrchové teploty střechy, a to především v letních měsících, které jsou z hlediska teplotního komfortu lidí nejvýznamnější.

Abstract:

Green roofs represent one of the options to adapt cities to climate change. By increasing greenery in built-up areas, they contribute to urban cooling. The aim of this work is to evaluate the influence of selected extensive green roofs on temperature regulation. Currently available satellite images of Sentinel 2 and Landsat 8 were used to calculate the land surface temperature. The observed green roofs are four and they are in San Francisco, New York City, Prague and Beijing. To evaluate the impact of the green roof on surrounding microclimate the surface temperatures were compared to specific close areas. Selected areas were divided into two groups based on the prevailing material. The first comparative group was greenery with a different proportion of mature vegetation, which represented categories consisting mainly of herbaceous vegetation marked ´grass´,a combination of herbal and woody vegetation with the designation 'park' and the woody vegetation with the designation 'trees'. The second group, which differed in the type of district, was also made up of three categories, namely a large flat roof without vegetation cover, dense buildings without vegetation and buildings with greenery in the streets. The temperature of green roofs and reference areas was evaluated over the year with a focus on summer months. The thermal behaviour of the green roof was the closest to the grass area on the street level. The cooling effect of the greenery group was higher than the green roofs for all study areas in the summer months. With a higher proportion of woody vegetation the effect grew bigger. On the contrary, the large flat roof was in all cases warmer than the green roof, both on an annual average and in the summer, when its temperature was higher by +15.7 ° C for Beijing, +11.3 ° C for New York City, + 6.2 ° C for Prague and +4.4 ° C for San Francisco. The category of buildings with greenery in the streets also proved the cooling effect of the vegetation as it was colder than the green roof for two of the four study areas during the summer. Based on the results, the green roof is not a sufficient substitute for a park or group of trees, but when it is installed on a large roof of shopping centres or warehouses, it has a significant effect on reducing the roof's surface temperature, especially during the summer months, which are most important in terms of thermal comfort.

Klíčová slova

městský tepelný ostrov, městská zeleň, termální snímání, Dálkový průzkum Země

Keywords

Remote sensing, urban heat island, urban greenery, thermal sensing

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 18. 4. 2019

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. David Moravec, Ph.D.
• Oponent: Jan Kropáček, Ph.D.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta životního prostředí

Magisterský studijní program / obor:
Zemědělská specializace / Krajinné a pozemkové úpravy