Εισήγηση στην Ημερίδα «Εκπαίδευση για την κλιματική αλλαγή: μια επείγουσα εκπαίδευση» που διοργανώθηκε την Τετάρτη 10 Μαρτίου 2021 από τους Υπευθύνους Περιβαλλοντικής Εκπαίδευσης ΔΠΕ και ΔΔΕ Αττικής.

1. Πόλεις και Κλιματική Αλλαγή
από τη θεωρία στην πράξη
Καθηγητής Κων/νος Καρτάλης
Τομέας Φυσικής Περιβάλλοντος
ckartali@phys.uoa.gr
Αθήνα, 10 Μαρτίου 2021
1

2. Αστικό Περιβάλλον και Κλιματική αλλαγή
μία τριπλή σχέση
1. Oι πόλεις συμβάλλουν στην κλιματική αλλαγή μέσω των εκπομπών
αερίων Θερμοκηπίου.
2. Η κλιματική αλλαγή λειτουργεί ενισχυτικά ως προς ακραία καιρικά
φαινόμενα και καύσωνες που μπορεί να πλήξουν το αστικό
περιβάλλον, ενώ συμβάλλει στον κατακλυσμό παράκτιων εδαφών
λόγω της ανόδου της στάθμης της θάλασσας.
3. Το πώς οργανώνεται και αναπτύσσεται μία πόλη, επηρεάζει την
κατανάλωση ενέργειας και κατά συνέπεια την παραγωγή θερμότητας
αλλά και αερίων θερμοκηπίου.
2

3. Πηγή : Δ. Φουντα and C. Giannakopoulos, NOA
Θερμοκρασία αέρα
μέσος όρος θέρους
Καύσωνες στην Αθήνα
3

4. 4
Το φαινόμενο της αύξησης της θερμοκρασίας του αέρα στις
αστικές περιοχές είναι γνωστό ως «αστική θερμική νησίδα»
(ΑΘΝ) και οφείλεται:
i. στη χρήση υλικών χαμηλής λευκαύγειας, δηλαδή ικανότητας
ανάκλασης της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας,
ii. στη χρήση υλικών μεγάλης θερμοχωρητικότητας (όσο
μεγαλύτερη η θερμοχωρητικότητα, τόσο πιο αργή η ψύξη του)
iii. Στον «εγκλωβισμό της μικρής μήκους κύματος ακτινοβολίας
χαμηλά στο έδαφος λόγω πολλαπλών ανακλάσεων της από τις
πλευρικές όψεις των γειτονικών κτιρίων.

5. Πως εξηγείται;
Πηγή. Oke T. et al., Urban Climate, 2017 5

6. Και στο μέλλον;
Προσομοίωση των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής
Πηγή. Κ. Καρτάλης, ΕΚΠΑ. 6

7. Ποιες οι επιπτώσεις της επιβάρυνσης
του θερμικού περιβάλλοντος στην
Αθήνα;
Διαφάνειες 8-9: Καρτάλης Κ., Οικονόμου, Δ., Κοκκώσης, Χ. και Σανταμούρης, Μ., Κλιματική Αλλαγή
και το αναπτυξιακό μοντέλο της Ελλάδος, Διανέοσις 2017.
Διαφάνεια 10: Ερευνητική ομάδα Κ. Καρτάλη, ΕΚΠΑ
7

8. Ενέργεια και αστικό περιβάλλον
Για αύξηση της θερμοκρασίας κατά 1 βαθμό Κελσίου, η αντίστοιχη
αύξηση στην κατανάλωση ενέργειας ανέρχεται σε περίπου 4,1% ή κατά
1300 ΜWh ημερησίως.
8

9. Αστικό περιβάλλον και υγεία
Στην περίπτωση επεισοδίου καύσωνα με τιμές θερμοκρασίας της τάξης των 42
βαθμών Κελσίου και άνω, η ποσοστιαία μεταβολή της ημερήσιας
θνησιμότητας ανέρχεται για άτομα > 65 ετών, σε περίπου 10% και 18% για τα
αναπνευστικά και καρδιολογικά νοσήματα αντίστοιχα.
9

10. O3 vs T air
Η συγκέντρωση όζοντος
αυξάνεται για υψηλότερες
τιμές θερμοκρασία αέρα
10

11. 11
Κάτι τέτοιο θα οδηγήσει σε αντίστοιχη μείωση:
της κατανάλωσης ενέργειας για ψύξη κατά 4.1%,
της θνησιμότητας ειδικά για τις ευάλωτες ηλικιακά ομάδες
(λ.χ. > 65 ετών) στην περίπτωση καυσώνων,
της συγκέντρωσης όζοντος κατά 7-9%.
Ας διαμορφώσουμε ένα ΣΧΕΔΙΟ ΠΡΟΣΑΡΜΟΓΗΣ που θα
στοχεύει στη μείωση κατά ένα βαθμό Κελσίου της
θερμοκρασίας αέρα στην Αθήνα

12. Δεν πρόκειται για μία εύκολη διαδικασία, ούτε υπάρχουν εύκολες λύσεις.
Αντίθετα θα πρέπει να εξετασθούν μια σειρά από κριτήρια που μας επιτρέπουν να
κατανοήσουμε την πόλη ως ζωντανό οργανισμό αντί δηλαδή ως ένα σύμπλεγμα κτιρίων
12

13. ΚΡΙΤΗΡΙΟ 1
Ποιά η επέκταση της πόλης;
Η πόλη επεκτείνεται
κυρίως προς τα βόρεια και δυτικά με κεντρικό
άξονα επέκτασης την Αττική οδό
Πληθυσμιακή μετακίνηση κυρίως από το Δήμο
Αθηναίων
13

14. Land cover 1993
Πηγή. Ερευνητική ομάδα Κ Καρτάλη, ΕΚΠΑ 14

15. Land cover 2017
Πηγή. Ερευνητική ομάδα Κ Καρτάλη, ΕΚΠΑ 15

16. 16

17. ΚΡΙΤΗΡΙΟ 2
Πως διαμορφώνεται το
θερμικό περιβάλλον της
πόλης;
17

18. Μετρήσεις στην Αθήνα, έχουν δείξει
ότι η θερμοκρασία αέρα στο κέντρο
με τα προάστια είναι περίπου 2-6
βαθμούς Κελσίου ( Δτmax 11 oC).
H θερμοκρασιακή αυτή αύξηση
συντελεί στον διπλασιασμό του
ψυκτικού φορτίου των κτιρίων στο
κέντρο της πόλης, τον σχεδόν
τριπλασιασμό του φορτίου αιχμής για
κλιματισμό καθώς και στην μείωση της
ελάχιστης απόδοσης των
κλιματιστικών συσκευών κατά 20 %.
Πηγή. Κ. Καρτάλης και Μ. Σανταμούρης
Παν. Αθηνών
18

19. Θερμές χωρικές ενότητες (Ηot Spots): περιοχές στις οποίες
επιμένουν υψηλές θερμοκρασίες
Mavrakou, T., Polydoros, A., Cartalis, C., and Santamouris, M., 2018. Recognition of
Thermal Hot and Cold Spots in Urban Areas in Support of Mitigation Plans to
Counteract Overheating: Application for Athens, Climate, 6(1).

20. Δείκτης Θερμικής Εκθεσης
Διαπιστώνεται ότι όσο
μικρότερο το οικογενειακό
εισόδημα τόσο μεγαλύτερη
η θερμική έκθεση. Αυτό
συμβαίνει λόγω της
παλαιότητας των κτιρίων, της
ελλιπούς θερμομόνωσης,
κλπ.
Πηγή. Agathangelidis, E., Cartalis, C., Santamouris, M., Urban Morphological Controls on Surface Thermal Dynamics: A
Comparative Assessment of Major European Cities with a Focus on Athens, Greece, Climate.

21. ΚΡΙΤΗΡΙΟ 3
Ventilation routes
(διαδρομές αερισμού)
21

22. Όσο ο λόγος Η/W (aspect ratio) μεγαλώνει, τόσο ισχυρότερος ο εγκλωβισμός μίας
αέριας μάζας ανάμεσα στα κτίρια, γεγονός που προκαλεί σώρευση της θερμότητας
και της αέριας ρύπανσης χαμηλά στο έδαφος (τυπικό παράδειγμα η οδός Σόλωνος).
Πηγή. Πανεπιστήμιο Αθηνών
Oδός Ιπποκράτους – μετρήσεις της ταχύτητας
του ανέμου σε m/sec (με κίτρινο χρώμα στην
οροφή των κτιρίων, με κόκκινο στην επιφάνεια
του δρόμου
22

23. Πηγή. Agathangelidis, E., Cartalis, C., Santamouris, M., Urban
Morphological Controls on Surface Thermal Dynamics: A
Comparative Assessment of Major European Cities with a Focus
on Athens, Greece, Climate.

24. Mε κόκκινο χρώμα η Φωκίωνος Νέγρη (Κυψέλη): πράσινος διάδρομος που
διευκολύνει την κυκλοφορία των αερίων μαζών και άρα τη διασπορά της
Αέριας ρύπανσης και τη θερμική εκτόνωση
Με πράσινο, δρόμοι με H/W> 1
24

25. ΚΡΙΤΗΡΙΟ 4
Ενέργεια και αστικό
περιβάλλον
25

26. Πηγή. https://www.athenssocialatlas.gr/ 26

27. Κατανάλωση ενέργειας σε ΚWh/m2 ανά μήνα – ευρύτερο πολεοδομικό
συγκρότημα Αθήνας
Πηγή. Καθ. Μ. Σανταμούρης, Ερευνητική Ομάδα Κτιριακού Περιβάλλοντος, ΕΚΠΑ 27

28. ΚΡΙΤΗΡΙΟ 5
Πράσινο στην πόλη
28

29. Σε περιοχές με χαμηλό δείκτη βλάστησης (δεξιά), η επιφανειακή θερμοκρασία
εδάφους είναι υψηλή (αριστερά) και το αντίστροφο.
Πηγή. Cartalis, C. and Stathopoulou, M., 2016. The Potential of Earth Observation Based Indicators to Assess the State
of Urban Environment: An Application for the Urban Agglomeration of Athens. Journal of Geoscience and Environment
Protection, 4, 29-37. 29

30. Επίδραση του μεγέθους του αστικού πάρκου στην ένταση του SPCI
(πάρκα έως 16ha & όλα τα πάρκα)
[CELLRANGE]
[CELLRANGE]
[CELLRANGE]
[CELLRANGE]
[CELLRANGE]
[CELLRANGE]
[CELLRANGE]
[CELLRANGE]
[CELLRANGE]
[CELLRANGE]
[CELLRANGE]
[CELLRANGE]
y = 0.143x + 1.1385
R² = 0.5441
0
1
2
3
4
5
6
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
SPCI
(K)
Εμβαδόν Πάρκου (ha)
Συσχέτιση έντασης SPCI με το εμβαδόν του πάρκου (πάρκα έως 16ha,
n=12)
Αύγουστος
Ιούλιος
Γραμμική
(Αύγουστος)
Γραμμική (Ιούλιος)
SPCI: Surface Park Cooling Intensity (δυναμικό δροσισμού ενός πάρκου) 30

31. Από τη θεωρία στην πράξη
31

32. Οι τρόποι προσαρμογής σε ένα θερμικά επιβαρυμένο περιβάλλον
διακρίνονται σε τρεις κατηγορίες:
1. Αύξηση της βλάστησης
2. Αύξηση της ανακλαστικότητας των αστικών επιφανειών
3. Πράσινες οροφές – πράσινα κτίρια
4. Επίστρωση των επιφανειών με πορώδη υλικά (ώστε να
συγκρατείται το νερό στην επιφάνεια κα να διευκολύνεται ο
δροσιστικός μηχανισμός της εξάτμισης)
5. Κτίρια σχεδόν μηδενικής ενέργειας
30
32

33. Πράσινα κτίρια
33

34. Η τοποθέτηση πρασίνου στις οροφές των κτηρίων μειώνει την
θερμοκρασία μέσω της σκίασης της επιφάνειας και μέσω της
εξατμισοδιαπνοής των φυτών. Κατά αυτό τον τρόπο, μειώνεται η
ροή θερμότητας προς το περιβάλλον αλλά και προς το εσωτερικό
του κτιρίου.
34

35. Κτίρια με αυτοπαραγωγή ενέργειας
35

36. Ηλεκτροκίνηση στις πόλεις – μείωση της θερμότητας από συμβατικά αυτοκίνητα
36

37. Εξυπνες λύσεις σε πυκνοδομημένες
αστικές περιοχές
37

38. Figure X: Location of the hot spots at District 4
Expropriated Building
lot
Schoolyard
1
Schoolyard
2
6-days hot spot
4-days hot spot
38
CITY OF ATHENS
REDUCING URBAN HEAT ISLAND
Athens Workshop: 25-26 September
2018

39. 39

40. X (m)
0.00 90.00 180.00
Y
(m)
0.00
90.00
180.00
N
ENVI_met
Figure 1: Sepolia School
14:00:00 24.07.2017
Temperature
< 30.00 °C
31.00 °C
32.00 °C
33.00 °C
34.00 °C
35.00 °C
36.00 °C
37.00 °C
38.00 °C
> 39.00 °C
.00
180.00
Y
(
m
)
90.00
180.00
N
<Right foot>
Figure 1: Sepolia School
Reference 18:00:00 24.07.2017
x/y Cut at k=4 (z=1.8000 m)
Temperature
< 33.62 °C
34.18 °C
34.74 °C
35.30 °C
35.86 °C
36.42 °C
36.98 °C
37.54 °C
38.10 °C
> 38.66 °C
Min: 33.62 °C
Max: 39.22 °C
Figure 5a: Sepolia
School
40
Προσομοίωση της κατάστασης του θερμικού περιβάλλοντος (χωρίς τις παρεμβάσεις)
(ώρα 15.00)

41. X (m)
0.00 90.00 180.00
Y
(m)
0.00
90.00
180.00
N
ENVI_met
Figure 1: Sepolia School
14:00:00 24.07.2017
Mitigation Strategy
Temperature
< 30.00 °C
31.00 °C
32.00 °C
33.00 °C
34.00 °C
35.00 °C
36.00 °C
37.00 °C
38.00 °C
> 39.00 °C
Y
(
m
)
90.00
180.00
Figure 1: Sepolia School
Reference 18:00:00 24.07.2017
x/y Cut at k=4 (z=1.8000 m)
Temperature
< 33.62 °C
34.18 °C
34.74 °C
35.30 °C
35.86 °C
36.42 °C
36.98 °C
37.54 °C
38.10 °C
> 38.66 °C
Min: 33.62 °C
Max: 39.22 °C
Figure 5b: Sepolia
School
Προσομοίωση της κατάστασης του θερμικού περιβάλλοντος (με τις παρεμβάσεις)
(ώρα 15.00)
Παρατηρείται μείωση της θερμοκρασίας αέρα κατά 1-2 βαθμούς Κελσίου και μάλιστα
σε ακτίνα περίπου 80 -100 μέτρα
41

42. Κάνε το όπως η Βαρκελώνη
Superblocks: επιλεγμένοι δρόμοι της πόλης μετατρέπονται σε
γραμμικά αστικά πάρκα
42

43. Από τη θεωρία στην πράξη - 2
43

44. Στις αναπτυγμένες χώρες, ένας
πολίτης προκαλεί την εκπομπή
9.5 τόνων διοξειδίου του
άνθρακα κατά έτος (κατά μέσο
όρο)
44

45. Τόνοι CO2/κάτοικο
Ε.Ε. 6.97
Ελλάδα 6.46
Δανία 5.86
Ελβετία 4.69
Παγκόσμιος μέσος όρος 4.91
ΗΠΑ 15.74
Κίνα 7.72
Ρωσία 12.2
Όμως Σαουδική Αραβία 19.4 και Μπενίν 0.64
45

46. 1. Φύτεψε ένα δέντρο. Απορροφά 4,5 κιλά διοξείδιο του άνθρακα κάθε χρόνο. Τα
δέντρα απορροφούν διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα και το χρησιμοποιούν ως
πηγή ενέργειας, απελευθερώνοντας οξυγόνο, τόσο απαραίτητο για εμάς.
2. Αλλάξ(ε)τε (τους) τα φώτα. Μόνο το 10% της ενέργειας που καταναλώνουν οι
λάμπες πυρακτώσεως χρησιμοποιείται για φωτισμό. Το υπόλοιπο 90% γίνεται
θερμότητα και χάνεται.
3. Οδηγήστε οικολογικά. Τα υβριδικά αυτοκίνητα είναι απολύτως καθαρά για την
πόλη και καταναλώνουν σχεδόν τη μισή βενζίνη από τα υπόλοιπα αυτοκίνητα.
4. Ρίξε κάτι πάνω σου. Αν έχετε αυτόνομη θέρμανση κανονίστε να ρυθμίσετε τον
θερμοστάτη του καλοριφέρ λίγο χαμηλότερα από όσο έχετε συνηθίσει.
5. Ηλιακή ενέργεια. Η ενέργεια από τον ήλιο σε μια χώρα σαν τη δική μας
εφαρμόζεται ήδη στα σπίτια. Η μέση ημερήσια ενέργεια που παίρνουμε από τον
ήλιο στην Ελλάδα είναι 4,6 κιλοβατώρες ανά τετραγωνικό μέτρο.
6. Μετρό, τραμ, τρόλεϊ, λεωφορεία. Το αυτοκίνητο συμμετέχει με ποσοστό 75-90%
στη ρύπανση της ατμόσφαιρας των πόλεων.
46

47. 7. Επαναχρησιμοποιώ. Το σωστό είναι να μειώσουμε την υπερκατανάλωση.
8. Κλασικά ρούχα. Διακριτικά με κλασικές γραμμές που θα μπορείτε να τα
φορέσετε και να τα χαρείτε πολύ καιρό. Αλλωστε η βιομηχανία έτοιμων
ενδυμάτων συνεισφέρει κατά 10% στις εκπομπές αερίων θερμοκηπίου.
9. Προσοχή στον υπολογιστή σας. Αν λειτουργεί καθημερινά πέντε ώρες,
εκλύει 250 κιλά αέρια του θερμοκηπίου μέσα σε ένα χρόνο.
47

48. 48

49. https://www.carbonfootprint.com/
49

50. Πηγές
- Ερευνητικό υλικό Παν/μιου Αθηνών
- - www.climatechange.eu.com
50