Dlaczego dziś potrzebujemy PDRC bardziej niż kiedykolwiek?

Ziemia się nagrzewa. Nagrzewała się zawsze, ale w ostatnich dekadach ten proces przyspieszył. Obserwujemy znaczące zmiany klimatu na przestrzeni naszego życia. Dla dzisiejszych czterdziestolatków, do których sam się zaliczam, to temat bardzo osobisty. Pamiętam zimy z dzieciństwa – zaspy śniegu, długie ferie na sankach, białe święta Bożego Narodzenia. A teraz? Kiedy ostatnio mieliśmy prawdziwie białe święta? Dane Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej (np. raport „Klimat Polski 2022”) oraz opracowania naukowe (np. Piotrowicz, 2020 – Climate change in Poland: past, present and future) zdają się potwierdzać tę tezę. Czyli to nie tylko osobiste wspomnienie, ale i potwierdzony fakt – klimat zmienił się w zaledwie jedno pokolenie.

Czym jest THI?

By pogłębić rozumienie głębokości zmian w klimacie, sięgnęliśmy do opracowań naukowych badających poziomy stresu cieplnego u zwierząt. Badania takie jak Hahn & Mader, 1997 czy Bohmanova et al., 2007 pokazują, że na poziom stresu cieplnego wpływa nie tylko temperatura, ale również wilgotność. Dopiero połączenie tych dwóch wskaźników daje nam realny pogląd, „jak tak naprawdę jest ciepło”. Wskaźnik ten nazywa się THI (z ang. Temperature Humidity Index). Oblicza się dla niego bez jednostkową skalę, na której, po przekroczeniu ustalonych empirycznie poziomów, organizmy zaczynają wpadać w różne natężenia stresu cieplnego. Badania te koncentrują się na dobrostanie inwentarza żywego (głównie bydło, trzoda chlewna i drób), ale mają również przełożenie na samopoczucie ludności. Dla zobrazowania zmian przyjmiemy wskaźnik proponowany przez Hahna i Madera, który obliczyli dla bydła mlecznego. Wg tych badań, graniczny poziom stesu cieplnego to 68, powyżej którego zwierzęta zaczynają odczuwać dyskomfort.

Jak on działa w praktyce? Zimny styczniowy poranek (–4 °C, 88% wilgotności) to THI 28, słoneczny maj (18 °C, 58% wilgotności) to THI 62, a upalny lipiec (30 °C, 50% wilgotności) to THI 79. 

Dla potrzeb tego artykułu, wzięliśmy godzinowe dane meteorologiczne, dostępne na stronie imgw.pl i policzyliśmy THI co godzinę, od 1 stycznia 2001 r. do 31 grudnia 2024 r. dla siedmiu miast w Polsce. Poniżej prezentujemy skrajne wyniki, w dwóch aglomeracjach po przeciwnych stronach polskiego bieguna ciepła. I jakie mamy wnioski?

Obliczenia THI pokazują wyraźnie, że liczba dni w roku, w których maksymalne godzinne THI było powyżej progu 65 lub 68 (zależy od publikacji i np. specjalizacji bydła) rośnie.

Rośnie również liczba godzin w roku, z wysokimi wskaźnikami THI. Ale to nie tylko średnia temperatura, ale i coraz częstsze fale upałów i przeciągające się lato. Na przykład na początku tego tysiąclecia we Wrocławiu najwcześniejsze upalne dni (THI >= 68) przypadały nie wcześniej niż w kwietniu (średnio 5.7h), a kończyły się najpóźniej w październiku (5,6h). W latach 2011-2020 kwiecień miał już średnio 17.5 upalnych godzin, a październik ponad 15h.

Co równie istotne to to, że w okresie 2001-2010 te średnie były spowodowane kilkoma cieplejszymi latami, to po 2011 nie ma roku, by upały nie powtarzały się corocznie.

Tak samo wygląda sytuacja w lecie, gdzie w porównywanych okresach czerwiec zyskał dodatkowe 48h, lipiec 30h a sierpień prawie 80h upałów. Tym zjawiskom towarzyszą susze oraz gwałtowne zjawiska pogodowe.

Czy coś możemy z tym zrobić?

Ucieczka na północ
Brzmi jak żart i takim jest. To nierealne rozwiązanie. Zmiany klimatu dotyczą wszystkich stref – ekstremalne zjawiska występują dziś wszędzie, temperatura na północy również się podnosi, wpływając negatywnie na środowisko, ludzi i zwierzęta. (https://tvn24.pl/tvnmeteo/najnowsze/ponad-200-osob-zabitych-przez-upal-w-kolumbii-brytyjskiej-tylko-od-piatku-ls5188517)

Klimatyzacja
Z racji braku alternatywnych rozwiązań chłodzimy się. A tak naprawdę grzejemy, gdyż klimatyzacja to nic innego jak przepompowywanie ciepła z miejsca na miejsce. Energia zabrana z klimatyzowanego miejsca zostaje przeniesiona na zewnątrz. Do tego trzeba dodać straty w procesie, więc bilans klimatyzacji jest ujemny. Każda megawatogodzina pobranej energii to dodatkowe emisje i ciepło oddane do otoczenia. Paradoks: chłodzimy się, jednocześnie dogrzewając planetę i wzmacniając efekt miejskiej wyspy ciepła.

Jest jednak światło w tunelu – materiały pasywne (PDRC)

W ostatnich latach pojawiła się nowa technologia, która powinna przynieść nam ulgę. To powłoki, folie i tkaniny tworzone w technologii Pasywnego Chłodzenia Radiacyjnego (PDRC – Passive Daytime Radiative Cooling). Materiały te odbijają większość promieniowania słonecznego i dodatkowo emitują ciepło w kosmos. Działają bez zasilania i bez emisji, obniżając temperaturę powierzchni poniżej temperatury otoczenia. To realne, natychmiastowe i skalowalne rozwiązanie, które zmniejsza zapotrzebowanie na klimatyzację i poprawia komfort. Można je zastosować na większość powierzchni. Co ciekawe, efekt chłodzenia maleje wraz z temperaturą, więc zyski na chłodzeniu w lecie nie będą zniwelowane zwiększonym zapotrzebowaniem na grzanie w zimie.

Wniosek

Nie zatrzymamy zmian klimatu klimatyzacją ani migracją. Potrzebujemy rozwiązań systemowych, które działają pasywnie, nie emitują i nie zwiększają kosztów energii. PDRC to jedno z nich – dziś bardziej potrzebne niż kiedykolwiek.