Wymiana „zużytego” powietrza w dużym mieście odbywa się na drodze ruchów grawitacyjnych oraz poprzez wymianę pionową i poziomą. Intensywność wymiany poziomej jest zawsze proporcjonalna do siły z jaką wieje wiatr w danym momencie. Przy wiatrach umiarkowanych, słabych lub w stanie ciszy o procesie wymiany powietrza decyduje tylko czynnik termiczny. Wymiana w takich warunkach jest ściśle uzależniona od kontrastowości i zróżnicowania zabudowy miejskiej oraz wielkości i ilości terenów otwartych. W tych okolicznościach działają jedynie w nocy tzw. spływy grawitacyjne oraz nocna bryza miejska, która zasysa w głąb aglomeracji napływające z zewnątrz czyste powietrze.
Prawidłowo funkcjonujący system napowietrzający powinien odnosić się zarówno do warunków wymiany poziomej (wiatr), pionowej (konwekcja), jak i grawitacyjnej (bryza miejska).

Należy pamiętać, że pasma przewietrzające spełniają faktycznie podwójną rolę w swoim działaniu, ponieważ dynamizują wymianę poziomą poprzez przyspieszenie wiatru oraz intensyfikują wymianę pionową przez kontrastowanie termiczne.
Przy tworzeniu systemu napowietrzającego duże miasto sformułowano następujące zasady prawidłowego zagospodarowania przestrzennego:

• wyklucza się lokalizację w obszarze pasm wszelkich emitorów zanieczyszczeń powietrza,
• optymalną formą zagospodarowania wolnych przestrzeni jest zieleń niska z rozproszonymi pojedynczymi drzewami,
• odsetek powierzchni biologicznie czynnej nie powinien być niższy aniżeli 80 proc.,
• dopuszcza się sytuowanie pojedynczych obiektów (kubaturowych),
• nie powinno stosować się form długich, nawet sytuowanych równolegle do osi pasma ze względu na to, że będą stanowić skuteczną zaporę w swobodnym przepływie powietrza,
• zaleca się organizowanie terenów otwartych w osi pasma, z łagodnym przejściem w postaci zadrzewień ewentualnie niskich budynków w kierunku obrzeży. Układ taki zapobiegnie skutecznie niepożądanym zjawiskom silnej wietrzności w strefie styku zabudowy z przestrzenią otwartą, a także umożliwi boczną wymianę powietrza. W celu właściwej wymiany bocznej pomiędzy poszczególnymi klinami napowietrzającymi a terenami przeznaczonymi pod inwestycje nie powinno wprowadzać się ciągłej zabudowy wzdłuż granicy pasa przewietrzającego, ponieważ zabudowanie 1/3 obrzeża skutecznie osłabia efektywność wymiany bocznej,
• struktury zakłócające przepływ powietrza mniej osłabiają funkcjonowanie całego pasma, jeśli położone są w jego części obrzeżnej, przy zachowaniu przestrzeni swobodnego przepływu w części czołowej o długości co najmniej 20 – 30-krotnej wysokości zabudowy,
• minimalna szerokość pasma napowietrzającego została określona na 300 m, optymalna na 600 m.

Potrzeba tworzenia klinów napowietrzających w dużych miastach (Warszawa, Łódź, Kraków, Poznań, Wrocław) wynika przede wszystkim ze stanu i charakteru występujących obecnie zanieczyszczeń powietrza. Szacuje się bowiem, że ok. 70 proc. wszystkich skażeń pochodzi z szeroko rozumianej komunikacji samochodowej. Na szczęście poziom zanieczyszczeń typowo przemysłowych w ww. miastach został w latach dziewięćdziesiątych skutecznie ograniczony, jednak stopień zagrożenia zanieczyszczeniami komunikacyjnymi rośnie w postępie geometrycznym w większości dużych miast Polski. Przy szczególnie niekorzystnie występujących tam warunkach meteorologicznych, dochodzi do wystąpienia zjawiska smogu.

W Warszawie podstawowym elementem regeneracji powietrza są wielkoprzestrzenne kompleksy leśne, leśno – łąkowe, wody i pola orne położone w kierunkach wiania największych i najsilniejszych wiatrów. Obszarami tymi są: lasy Chojnowskie, Otwockie, Legionowskie, Strugi, Nieporętu, Puszcza Kampinoska i południowa część doliny Wisły. To właśnie z tych terenów napływa do Warszawy czyste, wzbogacone w tlen, fitoncydy i olejki eteryczne, powietrze (a nad tymi terenami dla odmiany regeneruje się to skażone). Newralgicznymi obszarami, którymi dociera do miasta czyste powietrze są szerokie drogi dojazdowe.

Zdaniem urbanistów

O napowietrzaniu miasta mówi kierownik Pracowni Ochrony Środowiska
w Biurze Planowania Rozwoju Warszawy p. Jacek Skorupski:

Kliny nawietrzające to pojęcie, które weszło na trwałe do urbanistyki warszawskiej, budząc jednak dotąd wiele kontrowersji a nawet emocji. Ma ono swój początek w „Szkicu Planu Regulacyjnego Warszawy” z 1916 r., autorstwa T. Tołwińskiego. Zaproponował on poprawę warunków higienicznych zagęszczonego wówczas do granic możliwości miasta poprzez rozcięcie jego tkanki klinami terenów zieleni, łączącymi parki i zieleńce miejskie z terenami zewnętrznymi. Ta urbanistyczna koncepcja w następnych dziesięcioleciach uzyskała podbudowę merytoryczną w postaci systemu nawietrzania miasta. U podstaw tego systemu leżało poszukiwanie modelu rozwoju urbanistycznego Warszawy, który pozwoliłby uzyskać jak najlepszy stan czystości powietrza w mieście, w którym liczne niskie kominy emitowały wielkie ilości zanieczyszczeń, a słabe wiatry i cisze atmosferyczne występujące przez 1/3 roku utrudniają wymianę powietrza w zwartej zabudowie centrum stolicy. W kolejnych edycjach planów zagospodarowania system ten był uszczegóławiany i doprecyzowywany aż do roku 1992 r. kiedy to uzyskał nazwę Systemu Wymiany i Regeneracji Powietrza.

Jednak tak naprawdę do roku 1990 bronił się nie tyle poprzez swą zasadność dla ekologii miasta lecz poprzez czynniki pośrednie takie jak prawna ochrona gruntów rolnych czy znacjonalizowane grunty, których jedynym dysponentem były władze miejskie. Gdy administracyjna ochrona gruntów rolnych przestała istnieć, a własność terenu została przywrócona do rangi jednego z podstawowych czynników w zagospodarowaniu przestrzennym, kliny nawietrzające zaczęły się szybko kurczyć. W ostatnim dziesięcioleciu zabudowano klin nawietrzający wzdłuż Al. Jerozolimskich, obecnie trwa zabudowa klina bródnowskiego oraz klina związanego z Polem Mokotowskim. W tym ostatnim przypadku znamienne jest, iż zabudowa klina obejmuje głównie tereny, które władze miasta sprzedały w ostatnich latach prywatnym inwestorom, a które przez dziesięciolecia służyły stołecznej zieleni.

Dyskusja nad tym, czy kliny nawietrzające są potrzebne i czy naprawdę działają trwa od wielu lat. Obecnie władze Warszawy dają nam szansę doświadczalnego sprawdzenia zasadności tej koncepcji urbanistycznej: za kilka lub kilkanaście lat – gdy wszystkie kliny zostaną już zabudowane, okaże się zapewne, że były Warszawie i jej mieszkańcom potrzebne.

Fot. serbuxarev / pixabay