Ce este o insulă de căldură urbană?
Insulele termice urbane apar, după cum sugerează și numele, în zonele metropolitane. Se definește ca prezența unor temperaturi semnificativ mai ridicate în zonele urbane comparativ cu temperaturile din zonele rurale înconjurătoare. Insulele termice urbane sunt mai evidente în lunile de iarnă și de vară, în special în timpul orelor de noapte și când nivelul vântului este scăzut. Centrele orașului sunt adesea mai multe grade mai calde decât zonele înconjurătoare, mai puțin dezvoltate. În timpul zilei, această diferență de temperatură poate fi între 1.8 ° și 5.4 ° fahrenheit. Seara, această diferență poate să crească cu atât mai mult cu cât este 20 ° fahrenheit.
Ce cauzează o insulă de căldură urbană?
Temperaturile mai ridicate ale insulelor termice urbane pot fi atribuite activității umane, în special schimbărilor în suprafețele terenurilor. Dezvoltarea urbană necesită utilizarea unor cantități semnificative de ciment și asfalt pentru acoperișuri și pentru a deschide trotuare și drumuri. Aceste materiale au proprietăți vrac termice care absorb mai multă radiație solară decât suprafețele din zonele rurale. În plus, aceste materiale au proprietăți radiative de suprafață diferite, ceea ce înseamnă că ele emit energie ca radiație termică sau căldură.
Multe zone urbane nu au o acoperire verde, cum ar fi vegetația. Plantele ajută la crearea evapotranspirației, o etapă importantă a ciclului apei. În timpul evapotranspirației, se întâmplă două schimburi: evaporarea și transpirația. În evaporare, apa se evaporă din sol, din vârfuri de copaci și din corpuri de apă în aerul din jur. În transpirație, conținutul de apă din plante este pierdut ca vapori prin stomatele frunzelor de plante. Procesul de evapotranspirație ajută la răcirea aerului din jur. Nu numai că orașele înregistrează niveluri mai scăzute de evapotranspirație decât zonele rurale, dar au și mai puține zone de răcire și reducerea eliminării dioxidului de carbon (un gaz cu efect de seră care contribuie la creșterea temperaturii).
Cercetătorii au stabilit că insulele termice urbane sunt, de asemenea, cauzate de efectul canionului urban. Acest lucru are loc datorită clădirilor înalte în imediata vecinătate, care oferă mai multe suprafețe pentru reflectarea și absorbția luminii solare. În plus, aceste clădiri lucrează pentru a împiedica vântul să curgă prin oraș. În cazul în care vântul nu poate circula liber, răcirea prin convecție nu se produce și poluarea aerului este capabilă să stagneze și să crească. Creșterea absorbției și reflexiei solare, acumularea de poluare și lipsa răcirii prin convecție, toate lucrează împreună pentru a crește și temperatura din jur. Pe măsură ce temperaturile urbane cresc datorită acestei combinații de evenimente, nivelurile de ozon din oraș cresc și ele.
Impactul insulelor termice urbane asupra condițiilor meteorologice
În plus față de creșterea temperaturilor, insulele termice urbane influențează de asemenea condițiile meteorologice locale. Unele dintre aceste modificări ale condițiilor meteorologice includ: nivelurile de precipitații, acoperirea cloud, prezența în ceață, nivelurile de umiditate și modelele de vânt. Creșterea precipitațiilor și a acțiunilor de furtună are loc deoarece temperaturile mai calde duc la o mișcare ascendentă a aerului din jur. Această mișcare ascendentă are cel mai mare impact între 20 și 40 mile în direcția vântului din centrul orașului, unde nivelurile de precipitații pot fi mai mari cu 28 decât în sens invers față de centrul orașului.
În timpul zilei, insulele de căldură urbane se confruntă cu o presiune scăzută, ceea ce permite colectarea aerului umed din zonele rurale din apropiere. Acest aer umed contracarează aerul cald și urban și creează condițiile ideale pentru acoperirea cloud și creșterea umidității.
Clima orașului este, cu toate acestea, mai puțin probabil să se confrunte cu o activitate slabă a tornadelor datorită amestecării turbulente în insula termică urbană. Un alt beneficiu potențial al insulelor termale urbane este că acestea lucrează pentru a crește sezoanele de creștere a plantelor în locațiile din apropiere. De exemplu, unele studii au constatat că zonele în creștere situate în jurul kilometrilor 6.2 în afara limitelor orașului sunt prelungite cu o medie de 15 de zile.
Impactul insulelor termice urbane asupra animalelor
În unele cazuri, insulele termice urbane atrag mai multă viață animală. Acest lucru este valabil în special pentru colonizarea speciilor, cum ar fi furnicile, geckos de casă obișnuită și vulpea zburătoare cu capul gri. Foxul zburător, de exemplu, a fost recent atras de Melbourne, Australia, datorită indicele de căldură crescut în limitele orașului. Această temperatură crescută a făcut ca clima de iarnă a orașului să fie similară habitatului comun al speciilor din regiunile nordice.
În alte cazuri, insulele termice urbane afectează în mod negativ alimentarea și aprovizionarea cu apă în limitele orașului. De exemplu, temperatura suprafeței clădirilor orașului este semnificativ mai fierbinte decât aerul înconjurător. Apoi ploaia se scurge din aceste clădiri mult mai calde, încălzindu-se în acest proces. Acest reflux cald se îndreaptă spre pârâurile, râurile, lacurile și alte corpuri de apă din apropiere. Atunci când scurgerea încălzită intră în aceste corpuri de apă, se continuă și creșterea temperaturii. Aceasta se referă la poluarea termică și poate crește temperatura apei cu până la 20 ° la 30 ° fahrenheit. Poluarea termică are un impact negativ asupra populațiilor de pești locali, trimițându-le în șoc termic.
Deoarece sezonul de creștere a plantelor este adesea extins în insulele termice urbane, alimentarea cu alimente pentru alte specii de animale este, de asemenea, afectată. Animalele care se bazează pe anumite plante, ca parte integrantă a dietei lor, încep să-și adapteze sezoanele naturale de reproducere pentru a se potrivi sezonului de creștere a plantelor. Aceasta, la rândul său, are o reacție în lanț asupra altor specii de plante și animale din zonă.
Impactul insulelor termice urbane asupra sănătății umane
Insulele termice urbane nu afectează numai sănătatea mediului și a faunei sălbatice locale, ci și sănătatea oamenilor. Temperaturile crescute ale orașelor pot fi fatale în timpul valurilor de căldură de vară, în special pentru persoanele în vârstă. Numai în SUA, o medie a persoanelor 1,000 mor în fiecare an din cauza căldurii extreme, care este crescută exponențial de insulele termice urbane. De asemenea, locuitorii urbane suferă în timpul valurilor de căldură, deoarece insula termică urbană împiedică scăderea temperaturilor nocturne, așa cum se întâmplă în zonele rurale. Cercetările au constatat că insulele termice urbane nu numai că sporesc temperaturile în timpul undelor de căldură, ci și prelungesc durata lor.
Temperaturile extreme conduc la crampe de căldură, la căldură și la epuizarea căldurii. Tulburările de căldură pot provoca sindromul de detresă respiratorie, mobilitatea redusă sau gradul de conștientizare. Persoanele cu afecțiuni deja sănătoase, cum ar fi diagnosticul bolii Parkinson sau demența, sunt deosebit de sensibile la funcționarea cognitivă semnificativă în timpul valurilor de căldură. În plus, persoanele cu diabet zaharat, obezitate, astm bronșic, privarea de somn sau tulburări cardiovasculare sunt sfătuiți să încălzească expunerea. În aceste cazuri, expunerea la căldură poate agrava și intensifica simptomele. În cazul în care aceste condiții legate de căldură sunt suficient de grave, pot apărea leziuni permanente ale organelor. Dacă un individ supraviețuiește undelor de căldură extreme cu leziuni permanente ale organelor, acestea au un risc crescut de deces prematur.
