Ympäristötekijöiden vaikutus Oulun kaupungin lämpösaarekeilmiöön kesällä

Kaupungin lämpösaarekeilmiöksi kutsutaan tilannetta, jossa ilman lämpötilat ovat korkeampia kaupunkien keskustoissa, kuin niitä ympäröivillä reuna-alueilla ja maaseudulla. Lämpösaarekeilmiön syntymiseen vaikuttavat etenkin Auringosta tuleva lyhytaaltoinen energiansäteily ja sen varastoituminen kaupunkimaisiin rakenteisiin sekä ihmistoiminnasta aiheutuva, antropogeeninen, energiantuotanto. Ilmiö voi aiheuttaa jopa 12 °C lämpötilaeron kaupungin ja maaseudun välille. Tässä pro gradu -työssä tarkasteltiin Länsi-Suomessa sijaitsevan rannikkokaupungin Oulun (193 798 asukasta vuonna 2014) lämpösaarekeilmiön voimakkuutta ja siihen vaikuttavia ympäristötekijöitä hierarkkisen osituksen ja lineaarisen regressiomallin avulla. Aineistona käytettiin kesällä 2014 tehtyjä lämpötilamittauksia (11.7., 21.7. ja 5.8.), jotka toimivat vastemuuttujina. Selittävinä muuttujina käytettiin ympäristötekijöitä, jotka koostuivat maankäyttömuuttujista, suhteellisesta korkeudesta ja vihreysindeksistä. Ympäristömuuttujien arvot laskettiin useilla eri etäisyysvyöhykkeillä, joista valittiin korrelaatiotarkastelujen perusteella optimaaliset vyöhykkeet tilastollisiin mallinnuksiin. Lämpösaarekeilmiön maksimivoimakkuus mittausajankohtina oli Oulussa 8,4 °C (11.7.). Optimaaliset etäisyysvyöhykkeet ympäristömuuttujille vaihtelivat 100 ja 10 000 metrin välillä eri ympäristömuuttujilla. Suurimmat etäisyysvyöhykkeet olivat luonnollisilla muuttujilla: vesialueilla (10 000 m) ja maatalousaleilla (2000 m). Kaupunkimaisilla muuttujilla, kuten kaupunkimaisella maankäytöllä, pientaloalueilla ja teollisuus- ja varastoalueilla vaikutusalue oli pienempi. Niiden etäisyysvyöhyke vaihteli 200 ja 1000 metrin välillä. Tämän perusteella ympäristömuuttujien vaikutuksen vyöhyke tulisi aina ottaa huomioon kaupunki-ilmastoa mallinnettaessa. Tilastolliset mallinnukset suoritettiin hierarkkisella osituksella ja lineaarisella regressiomallilla. Lineaarinen regressiomalli selitti 80–89 % lämpötilan vaihtelusta tutkimusalueella. Yksi-pois -ristiinvalidoinnissa mallien virheet jäivät pieniksi, joten mallien ennustuskyky oli hyvä. Lineaarisen regressiomallin ja hierarkkisen osituksen perusteella kaupunkimaisella maankäytöllä on kaikista suurin merkitys ilman lämpötilan vaihteluun tutkimusalueella. Muut ympäristötekijät, joilla on vaikutusta, ovat suhteellinen korkeus, teollisuus- ja varastoalueet, vihreysindeksi, vesialueet ja pientaloalueet. Myös hierarkkisessa osituksessa kaikkein tärkeimmäksi muuttujaksi todettiin kaupunkimainen maankäyttö. Sen itsenäinen (suhteellinen) selityskyky oli keskimäärin 54 %. Myös vihreydellä (20 %), maatalousalueilla (9,3 %) ja suhteellisella korkeudella (6 %) oli melko suuri itsenäinen selityskyky. Tulosten perusteella Oulussa on melko voimakas kesän lämpösaarekeilmiö, ja sillä on merkitystä energiankulutukseen ja ihmisten terveyteen. Tämä tulee korostumaan etenkin, jos ilmasto tulee tulevaisuudessa lämpenemään. Tarkempi tieto lämpösaarekeilmiön syntymiseen vaikuttavista tekijöistä tulee olemaan hyödyllistä muun muassa kestävämmän ja energiatehokkaamman kaupunkisuunnittelun kannalta