סילבוס הקורס אקלים העיר

פרופ' עודד פוצ'טר

 מטרות הקורס:

העיר כגורם פיסי-אנושי משנה בצורה משמעותית את תנאי הסביבה ויוצרת תנאים אקלימיים ייחודיים המתבטאים בין השאר בהעלאת הטמפרטורות ויצירת איי חום, הפחתה במהירות הרוח ויכולת האוורור, יצירת פרצי רוח נקודתיים, יצירת משטר רוחות עצמאי והגברה משמעותית של זיהום האוויר, כתוצאה מכך הכבדה של התעוקות האקלימיות. תופעת העיור מתרחבת בצורה מהירה, הן מבחינת גודל שטחי הקרקע והן מבחינת גודל האוכלוסייה. עד סוף המאה ה- 21 צפויה רוב אוכלוסיית העולם להתגורר בישובים עירוניים. לכך תהיה השפעה ישירה על האיכות האקלימית ועל איכות הסביבה העירונית ואף העולמית בשל תרומת העיור להגברת אפקט החממה. לימוד המאפיינים הייחודיים של אקלים העיר הגורמים למאפיינים אלה חשוב ביותר מכיוון שהבנתם תועיל להפחתת השפעתם השלילית על האקלים והסביבה בעת תכנון ערים חדשות או תכנון מחדש של ערים קיימות ותסייע בבניית ערים ידידויות לסביבה.

נושאי הקורס:

1. מבוא: מהו "אקלים העיר", התפתחות חקר אקלים העיר, דמוגרפיה של אוכלוסייה עירונית וחשיבות חקר אקלים העיר. הגורמים להבדלים בין אקלים הסביבה הפתוחה לאקלים העיר.
2. השפעת העיר על מאזני אנרגיה: השפעת העיר על מאזני הקרינה, קרינה נכנסת וקרינה נפלטת, מאזן בין קרינה ארוכת גל לקצרת גל, אפקט הקניון, אפקט השמים הפתוחים, פנות רחובות והחומרים המרכיבים את העיר.
3. אי החום העירוני: הגורמים להיווצרותו של אי החום, הפרמטרים המשפיעים על עוצמתו, השתנות יומית, עונתית ושנתית של עוצמת אי החום העירוני. היחס בין גדול העיר לאינטנסיביות אי החום העירוני.
4. השפעת הגיאוגרפיה על אי החום העירוני: השפעת קווי הרוחב וסוגי אקלימיים שונים: אקלים ממוזג, אקלים טרופי, אקלים צחיח ואקלים קר. השפעת גופי מים וטופוגרפיה מגוונת (ערי חוף, ערי עמק, ערי הר) על  אי החום העירוני.
5. שדה זרימת הרוח בתוך העיר: השפעת מבנה העיר על שדה זרימת הרוח, השפעת אפקט הקניון על עוצמת הרוח, אפקטים נקודתיים, השפעת הבניה לגובה על שדה זרימת הרוח, התפתחות משטר רוחות כפר-עיר.
6. השפעת העיר על הלחות, עננות והמשקעים: שדה הלחות העירוני,  אפקט חבל הכביסה, התפתחות ערפילים וערפיח, עננות ומשקעים מעל אזורים עירוניים ובצל הרוח מעבר לעיר.
7. השפעת הצמחייה על אקלים העיר: השפעה לפי גודל השטח הירוק, סוגי צמחייה, פארקים, גינות שכונתיות וצמחייה לאורך הרחובות, התנהגות של הצמחייה העירונית באזורי אקלים שונים, היווצרות "איי קור".
8. השפעת העיור על זיהום אוויר: גורמי הזיהום בעיר, התפתחות ערפיח, תהליכי פיזור מזהמים באטמוספרה עירונית, זיהום בקניוני הרחובות.
9. ניטור אקלים העיר בעזרת חישה מרחוק: שיטות, כלים, השוואה בין טמפרטורות משטח לטמפרטורת אוויר, מבט עין הציפור מול מבט תלת מימדי.
10. כלים, מודלים, ותוכנות מחשב לחקר אקלים העיר: שיטת חלוקת העיר לאזורי אקלים מקומיים, תוכנות לחישוב ריכוזי זיהום אוויר, מודלים לחישוב הצללות, הדמיות שדה זרימת הרוח, מנהרות רוח, מפות איכות אקלימיות.
11. ניתוח אירועים נבחרים של אקלים העיר: פניקס אריזונה כדוגמא לעיר מדברית, מקסיקו סיטי כדוגמא לעיר טרופית, תל אביב כדוגמא לעיר ישראלית.
12. קלימטולוגיה אורבאנית והשלכותיה על תכנון תואם אקלים: דרכים למיתון אי החום העירוני, דרכים להגברת האיוורור בעיר, מניעת פרצי רוח נקודתיים ודוגמאות לתכנון אורבני תואם אקלים.

 חובות התלמידים: השתתפות בשעורים  על פי התקנון, ציון עובר בבחינת סוף קורס.

ביבליוגרפיה

גולדרייך, י. (1999). האקלים בישראל. רמת-גן: אוניברסיטת בר-אילן.

גנור, א' (1965) אקלים העיר באר שבע, הבדלים בין המרכז לשולי העיר, עיר בשולי המדבר, עבודת מוסמך, האוניברסיטה העברית, ירושלים.

פוצ'טר ע', סערוני ה', יעקב י', ביתן א', (2002) "השימוש בצמחיה בשטחים פתוחים ככלי לשיפור

האיכות האקלימית באזורים מטריפוליטניים באקלים ים תיכוני, בהדגמה: מטרופולין תל אביב" מחקרים בגיאוגרפיה של ארץ ישראל, ט"ז.

פוצ'טר ע' וסופר מ', "מאפייני אי החום העירוני באילת", מרחבים - קובץ מחקרים בגיאוגרפיה של ארץ והמזרח התיכון 6.

Arnfield J.A. (2003). Two decades of urban climate research: Areview of turbulence, exchanges of energy and water, and the urban heat island, International Jurnal of Climatology, 23: 1-26.

Balling R.C. and Brazel, S.W. (1987). Temporal variations in Tucson, Arizona summertime atmospheric moisture, temperature and weather stress levels. Journal of Climate and Applied Meteorology, 26: 995-999.

Balling, R.C. and Cerveny, R.S. (1987). Long term association between wind speeds and the urban heat island of Phoenix, Arizona. Journal of Climate and Applied Meteorology. 26(6): 712-716.

Balling, R.C. and Cerveny, R.S. (2001). Does the urban CO2 dome of Phoenix, Arizona contribute to its heat island? Geophysical Research Letters, 28(24): 4599-4601.

Balling R.C. and Nasrallah, H.A. (1991.) The impact of rapid urbanisation on summer weather stress in Kuwait City. Journal of Arid Environments, 21: 261-265.

Bitan, A., (1992), “The high climatic quality city of the future” Atmospheric Environment 26B(3) 313-329.

Brazel, A.J. (1987). Urban climatology. In Oliver, J.E. and Fairbridge, R.W. (Eds.), The Encyclopedia of Climatology, pp. 889-901, New York: Van Nostrand Reinhold.

Bitan, A., Noy, L., Turk, R., (1992). The impact of the sea shore on the climate of Tel Aviv, , Scientific Reports of the Institute for Meteorology and Climate Research of the Karlsruhe University Vol. 16, pp. 147-160, 1992.

Camilloni, I. and Barros, V. (1995). Influence of the urban heat island on the estimation of temperature trends in subtropical Argentina. Geofisica-Internacioanl, 34(2): 161-170.

Cohen, P., Potchter, P., Schnell, Y., (2014). A methodological approach to the environmental quantitative assessment of urban parks, Applied Geography, 48:87-101.

Comrie, A.C. (2000). Mapping a wind modified urban heat island in Tucson Arizona (with comments on integrating research and undergraduate learning). Bulletin of the American Meteorological Society. 81(10): 2417-2431.

Eliasson, I. (2000). The use of climate knowledge in urban planning. Landscape and Urban Planning, 48: 31-44.

Eliasson, I. and Holmer, B. (1990). Urban heat island circulation in Goteborg, Sweden, Theoretical Applied Climatology, 42: 187-196.

Goldreich, Y. (1984). Urban topoclimatology, Progress in Physical Geography, 8:336-363.

Itzhak-Ben-Shalom, H., Samuels, R., Potchter O., Alpert, P., (2016). Recent Trends and Future Predictions until 2060 of Urban Warming in Four Israeli Cities Employing the RegCM Climate Model, American Journal of Climate Change.

Jauregui, E. (1997) Heat island development in Mexico City. Atmospheric Environment, 31: 3821-3831.

Kuttler, W., Barlag, A.B., Robmann, F. (1994) Study of the thermal structure of a town in a narrow valley. Atmospheric Environment. 30(3):365-378.

Landsberg, H.E. (1981) The Urban Climate, London: Academic Press.

Lavi, A., Potchter, O., Omer, I., Fireman, E., (2016) Mapping air pollution by biological monitoring in the metropolitan Tel-Aviv area, International Journal Of Environmental Health Research, 26(3): 346-360

Moreno-Garcia, M.C. (1994) Intensity and form of the urban heat island in Barcelona. International Journal of Climatology, 14: 705-710.

Nasrallah, H.A., Brazel, A.J. and Balling, R.C. (1990) Analysis of the Kuwait-City urban heat island. International Journal of Climatology, 10: 401-405.

Oke, T.R. (1987). Boundary Layer Climates, 2d ed. New York: Methuen.

Oke, T.R., Johnson, G.T., Steyn, D.G. and Watson, I.D. (1991) Simulation of surface urban heat island under ideal conditions at night. 2: Diagnosis of causation. Boundary Layer Meteorology, 56(4): 339-358.

Oke, T.R., (1997). Urban climate and global environmental change. In: R.D. Thompson and A. Perry (Editors) Applied Climatology, routedge, London. pp. 273-288.

Saaroni, H., Ben-Dor, E., Bitan. A. and Potchter, O. (2000). Spatial distribution and microscale characteristics of the urban heat island in Tel-Aviv, Israel. Landscape and Urban Planning, 48: 1-18.

Spronken-Smith, R.A. and Oke, T.R. (1998). The thermal regime of urban parks in two cities with different summer climates. International Journal of Remote Sensing, 19: 2085-2104.

Stewart, I. D., & Oke, T. R. (2012). Local climate zones for urban temperature studies. Bulletin of the American Meteorological Society, 93(12), 1879-1900.‏

Wang, C., Middel, A., Myint, S. W., Kaplan, S., Brazel, A. J., & Lukasczyk, J. (2018). Assessing local climate zones in arid cities: The case of Phoenix, Arizona and Las Vegas, Nevada. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 141, 59-71.‏

Wienert, U. and Kuttler, W. (2002). Statistical analysis of the dependence of urban heat island intensity on latitude. Fourth Symposium on the Urban Environment, American Meteorological Society, Norfolk Virginia, May 2002, pp. 52-53.

Vardoulakis, S. Fisher, B.E.A. Pericleous, K. Gonzalez-Flesca, N. (2003). Modeling air quality street canyons: a review. Atmospheric Environment 37:155-182.