بخشی از مقاله
راهکارهای عملی پیشگیری از آلودگی هوا در شهر تهران بر اساس ایجاد تلاطم در لایه های هوا
چکیده:
امروزه آلودگی هوا در شهرهای بزرگ به معضل نگران کنندهای تبدیل شده است که راهکارهای زیادی برای رفع و مقابله با آن در حال بررسی است. اما با توجه به پیچیدگی فیزیک شهری و عناصر اقلیمی نمی توان تنها به بررسی یک عامل اکتفا کرد و تاثیر متقابل آن بر عوامل دیگر را نادیده گرفت. این مقاله سعی دارد به بررسی و ارائه راهکارهایی جهت رفع مشکل آلودگی کلان شهرهایی نظیر تهران بپردازد. لذا با بررسی عوامل آسیب زا و تشدید کننده آلودگی این شهر پیشنهاداتی جهت حل این معضل ارائه شده است. این پژوهش بر اساس مطالعات کتابخانه ای صورت گرفته است. نتایج بدست آمده از این پژوهش نشان می دهد خرد اقلیم هایی که در شهرهای بزرگ توسط عوامل انسان ساز ایجاد می شوند، تاثیر بسزایی در به وجود آمدن و بدام انداختن آلودگی هوا در شهرها دارند. لذا میتوان با شناخت تاثیرات تابش خورشید و نیز هدایت جریان هوا در این خرد اقلیم های انسان ساز به تهویه شهر و رفع آلودگی آن کمک کرد . چگونگی ساخت و جهت گیری بزرگراه های اصلی و همچنین مکانیابی بلوک های بلند و وسیع ساختمانی یکی از مسائلی است که باید با تدبیر و اندیشه ای درست جهت کمک به رفع این معضل صورت گیرد.
واژگان کلیدی: فیزیک شهری، آلودگی هوا، خرد اقلیم، جریان هوا، تابش خورشید
1
-1مقدمه
هوای پاک مایه شادمانی زندگی بشری است که نیاز به آن بیش از نیاز به غذا و آب می باشد. صنعت مدرن امروز، باعث تولید گازها و ذرات زیادی می شود که هوای آزاد را آلوده می کنند. آلودگی هوا در دراز مدت می تواند برای انسان کشنده باشد. در یک تجربه تلخ ، در طی زمستان سالهای گذشته در شهر تهران شاهد شیوع بیماری های مختلف و حتی افزایش مرگ و میر ناشی از آلودگی هوا بودیم. در سال 1390 حدود 2318 مورد مرگ افراد مبتلا به بیماریهای قلب و ریه و اشخاص مسن به علت اثرات زیانبار ناشی از ذرات مضر معلق در هوا از سوی وزارت بهداشت و درمان گزارش شده است. از آن گذشته آلودگی هوا اثرات غیر قابل جبرانی بر آثار باستانی و میراث فرهنگی دارد .
امروزه آلودگی هوا در شهرهای بزرگ به معضل نگران کنندهای تبدیل شده است که راهکارهای زیادی برای رفع و مقابله با آن در حال بررسی است. اما با توجه به پیچیدگی فیزیک شهری و عناصر اقلیمی نمی توان تنها به بررسی یک عامل اکتفا کرد و تاثیر متقابل آن بر عوامل دیگر را نادیده گرفت. تهران امروز به یکی از مناطق بحرانی آلودگی هوا تبدیل شده است که در صورت عدم مقابله با این امر و عدم ارائه راهکارهای عملی، رفته رفته باعث از بین رفتن سلامتی شهروندان می گردد و این شهر را در وضعیت بحرانی قرار می دهد. یکی از مشکلات اساسی و عمدهای که در شهر تهران، آلودگی را تشدید میکند افزایش ذرات معلق سنگینی است که این لایهها را راکد نگه میدارد. از آنجاییکه ساخت و ساز نامناسب وغیر اصولی جلوی جریان طبیعی هوا را میگیرد، مجالی برای جابجا شدن این لایههای سنگین بوجود نمیآید. درنتیجه با رکود این لایهها مواد سمی موجود همچنان به حیات خود در آسمان شهر ادامه میدهند. لذا با عنایت به این مساله در این مقاله تلاش شده است به طور مختصر به بررسی عوامل اقلیمی در جهت ایجاد تلاطم لایه های هوای آلوده این کلان شهر پرداخته شود در آخر راهکارهایی در جهت کنترل، کم کردن و جلوگیری از این مساله بیان گردد.
خرد اقلیم هایی که در شهرهای بزرگ توسط عوامل انسان ساز ایجاد می شوند، تاثیر بسزایی در به وجود آمدن و بدام انداختن آلودگی هوا در شهرها دارند. لذا میتوان با شناخت تاثیرات تابش خورشید و نیز هدایت جریان هوا در این خرد اقلیم های انسان ساز به تهویه شهر و رفع آلودگی آن، کمک کرد . چگونگی ساخت و جهت گیری بزرگراه های اصلی و همچنین مکانیابی بلوک های بلند و وسیع ساختمانی یکی از مسائلی است که باید با تدبیر و اندیشه ای درست جهت کمک به رفع این معضل صورت گیرد.
-2 اهمیت طراحی شهری در تامین آسایش شهروندان
بافت شهر همانگونه که متأثر از سایر پارامترهای طبیعی است از شرایط آب و هوایی نیز تأثیر پذیر است. این تاثیر گاهی بقدری مهم میشود که میتواند شرایط آسایش ساکنان را بر هم بزند و موقعیت کارکرد منطقه را دچار اختلال کند. این تأثیر پذیری تا قبل از پیدایش ابرشهرها و شهرهای بزرگ تقریباً یک طرفه بوده و از آن به بعد شهرها نیز در اوضاع اقلیمی فضای پیرامون خود تأثیر گذاشته و تغییرات اقلیمی خرد را پدید آورده اند. تغییرات فصلی و محلی زاویه تابش آفتاب در نتیجه طول زمان و شدت تابش خورشید و همچنین سایر عوامل اقلیمی به علاوه شکل شهر، از مهمترین عواملی هستند که بر تغییر دمای سطح شهر و احساس آسایش ساکنین تاثیر میگذارد. تغییرات شدید عوامل اقلیمی در بازه زمانی کوتاه باعث ایجاد پدیده های مختلفی چون ایجاد گنبد شهری ،جزیره گرمایی وغیره میشوند. این پدیده ها باعث بدام افتادن هرچه بیشتر مواد معلق و مضر در نتیجه رکود هوا میشوند.
همانطور که میدانیم عواملی چون وجود آبهای آزاد، توپوگرافی، سبزینه، فرم ساختمانها باعث ایجاد خرد اقلیم در میان اقلیم های کلان میگردد. علاوه بر عوامل ذکر شده پدیده گنبد شهری و جزیره گرمایی نیز بر ایجاد خرد اقلیم در کلان شهرها
2
نقش دارند . با تغییر شدید عوامل اقلیمی نظیر دما در طی سالهای اخیر یک قلمرو اقلیمی خاص به نام خرد اقلیم شهری در میان کلان شهرهایی نظیر تهران ظهور یافته است. آنچه مشخص است چگونگی ایجاد و بر هم کنش خرد اقلیمها و پدیده های مذکور پیچیده است و نیاز به تحلیل دقیق و همه جانبه دارد. با این وجود با یک تحلیل ساده میتوان تاثیر متقابل بین ساختار شهر و عوامل اقلیمی را مشاهده کرد و تصمیم منطقیتری برای احداث و شکل دهی ساختار شهر رقم زد.
از عوامل ساختاری مهم که نقش مهمی در تامین آسایش حرارتی شهروندان دارند، میتوان به اندازه شهر، تراکم محدوده های زیر ساخت، تناسبات ساختمان ها، پوشش یا سطح اشغال زمین، نسبت ارتفاع به فاصله میان ساختمان ها ، عرض معابر، مصالح بکار رفته در ساختمان ها و ...اشاره کرد. متاسفانه توجه به چگونگی طراحی ساختمانها و عناصر شهری که در نهایت بر روی شرایط اقلیمی اطراف آنها تاثیر میگذارند، تاکنون در جوامع ما مورد غفلت واقع شده است. موقعیت یابی مناسب برای شهر از لحاظ اقلیم می تواند آسایش، سلامتی و کارایی ساکنین شهر را بالا برده و حتی در نهایت بر میزان مصرف انرژی در کلان شهر تاثیر گذارد. حتی برای شهرهای کوچک، انتخاب اشتباه موقعیت شهر و ساختمانهای ساخته شده در آن می تواند تبعات جبران ناپذیر داشته باشد، به خصوص با گسترش شهر در آینده این مسئله تشدید میشود. موقعیت های مختلف به دلایل تفاوت های ولو جزئی در داخل یک اقلیم می توانند در نهایت تفاوت های چشم گیر داشته باشند. با توجه به این موضوع مطالعات اقلیمی باید از مهمترین پارامتر های انتخاب موقعیت شهرهای جدید باشد. در بین عوامل اقلیمی تاثیرگذار، دو عنصر بیش از بقیه در ساخت و بالاخص بافت شهر تأثیر گذارند. دو عامل مهم که میتواند از طریق ایجاد تلاطم آلودگی را کم کند، باد و تابش خورشید است. توجه به تغییرات زاویه تابش آفتاب، شدت تابش خورشید در طول زمان،بادهای محلی وایجاد شده توسط خرد اقلیمها عوامل مهمی است که طراحان قبل از طراحی باید با توجه به آن موقعیت منطقه و ساختمانها را دقیق بررسی کنند. در نظر گرفتن این پارامترها و محاسبه آن در شهرسازی، برنامه ریزی شهری و طرح ریزی شبکه گذرهای شهری بزرگترین راه نجات پدیده های مخل پیش آمده در کلان شهرهای کنونی است.
-3 عوامل مختلف تاثیر گذار در بالا تر رفتن دمای شهر و تاثیر آلودگی هوا
در شهرها عمدتا به دلیل سایه حاصل از ساختمانها دریافت روزانه کمتر از حومه شهر است. در حالی که در شب هنگام، انتقال گرمای تشعشعی از سطح زمین به آسمان به دلیل ذرات معلق هوای شهر کمتر صورت می گرد در نتیجه گرما در شهر به دام می افتد. علاوه بر آن ساختمان ها به صورت خازن حرارتی دمای روز را ذخیره و شب هنگام آزاد می کنند، تولید گرما توسط عواملی چون ترافیک، صنایع، ساکنین و ... در شهرروز به روز بیشتر میشود، تبخیر از طریق خاک و چه از راه گیاهان در شهر در مقایسه با حومه شهرکمتر میشود، گرمای فصلی تولیدی سرویسهای مکانیکی ساختمان ها اعم از گرمایش و یا سرمایش، همه و همه به گرمتر شدن دمای سطح شهر کمک میکند. عوامل وجود تفاوت گرمایی میان شهر و حومهی آن گوناگونند بطوریکه نمیتوان آنها را در دسته خاصی دسته بندی کرد اما هرکدام تاثیر خاص خود را دارند. هرچه شهر بزرگتر می گردد تاثیرات عوامل ذکر شده و اندرکنش آنها بر روی هم بیشتر و پیچیده تر خواهد شد. به گونه ای که پیش بینی و مدل سازی ها پیچیده و غیر قابل پیش بینی تر خواهد شد. با توجه به عواملی که در گرمتر شدن شهر کمک شایانی میکنند، طراحی غلط و تصمیمات کلانی که جلوی حرکت روان سطح شهر تهران را میگیرند، باعث تشدید اثر آلودگی هوا میشود. لذا اگر بتوان با تاثیر دادن دو عامل مهم تابش و باد لایههای راکد هوا را متلاطم کرد، تا حد قابل توجهی اثرات آلودگی هوا و گرمای بدام افتاده کاسته میشود.
-1-3تاثیر تابش در محیط های شهری
3
از دست دادن گرما به روش امواج بلند در هر دو مورد فضاهای باز و هم فضاهای شهری روشی برای کاهش دمای محیط است.عرض جغرافیایی و میزان صافی هوا یا شفافیت آسمان دو پارامتر مهم در میزان جذب تابش هستند. میزان کلی تابش خورشیدی که به پدیده گنبد شهر می رسد همان است که به محوطه های باز خارج از شهر می رسد. اما چنانچه آلودگی گنبد هوای شهر بالا باشد، بخشی از انرژی تابشی بازتاب شده و برخی از آن در لایه های بالای شهر جذب ذرات معلق می شود و در نهایت میزان کمتری از تابش به سطح معابر شهر می رسد. در فضاهای ساخته شده شهری پدیده تابش خورشیدی پیچیده است. قسمت چشم گیری از تابش خورشیدی به بام ساختمان ها و سطحی بسیار بالاتر از سطح معابر می رسد. کمیت چشم گیر دیگری به دیوار های قائم برخورد می کند. تنها بخش کوچکی به تناسب بافت به زمین می رسد. هرچه ساختمان ها بلند تر و فاصله آنها کمتر باشد تابش خورشیدی کمتری به سطح خیابان ها یا فضاهای باز می رسد. جذب در سطوح بالا و در زمان هایی که کوران هوا هم ضعیف است باعث افزایش پتانسیل اختلاف دما میان طبقات بالا و سطح معابر شهر می گردد.
تاثیر تابش خورشیدی بر روی اقلیم در سطح شهر با نسبت ارتفاع به فضا باز (عرض) بستگی دارد . در محدوده های باز، اکثر تابش خورشیدی بازتابش می شود و یا پس از جذب به صورت اشعه تابشی موج بلند به آسمان بازتابش می گردد. در تراکم متوسط (H/W >4)، خیلی از اشعه بازتابش شده توسط بدنه ساختمان ها و زمین جذب مجدد می گردد و باعث بالاتر رفتن دما می شود. در تراکم بالا (H/W <4)، اکثر جذب در ارتفاع خیلی بالاتر از سطح زمین صورت می گیرد. مقدار تشعشعی که به زمین می رسد و می تواند هوای نزدیک سطح زمین را گرمتر کند خیلی کم است.
شکل _1توزیعتابش نور در:)آ( محیطباز، )ب( محیط ساخته شدهبا نسبتH/W درحدودیک، )ج( محیط ساخته شدهبا نسبتH/W درحدود چهار 1
