Міський Острів Тепла: Чому Міста Горять Жарівніше, ніж Село

Анатомія ефекту

Міський острів тепла (МОТ) – добре задокументована тенденція міст до того, щоб бути теплішими, ніж сільська місцевість, що їх оточує – в середньому на 1-2°C, але ця різниця може збільшитися до 4-7°C (приблизно 7-12°F) за спокійних, ясних нічних умов, коли це найбільш важливо для комфорту та здоров’я людини. Метеорологи розрізняють поверхневий МОТ (температуру дахів і тротуарів самі по собі, вимірювану з супутників) та МОТ верхового шару (температура повітря, яку люди відчувають на вулиці), і ці два не завжди досягають піку одночасно або в одному місці.

Чим збільшується міська температура

Чотири механізми поєднуються для підвищення міської температури. Темні, низько-відбиваючі матеріали, такі як асфальт, поглинають набагато більше короткохвильового сонячного випромінювання, яке надходить, ніж світлі сільські поверхні. Щільний бетон і цегла мають високу теплоємність, зберігаючи поглинене ними тепло вдень і повільно виділяючи його після заходу сонця. Заміна рослинності на тротуари прибирає природне охолодження через випаровування – рослини втрачають тепло у вигляді латентної тепла шляхом випаровування води, який не має простого каналу охолодження бетон. І міста додають власний джерело тепла: відходи тепла від транспортних засобів, промисловості та, особливо, димоту кондиціонерів, що охолоджують будівлі.

Q* + QF = QH + QE + ΔQS      simplified urban surface energy balance

Q*  = net radiation (shortwave in − reflected − net longwave out)
QF  = anthropogenic heat (vehicles, AC, industry)
QH  = sensible heat flux (warms the air directly)
QE  = latent heat flux (evapotranspiration — cities have little)
ΔQS = heat storage in the urban fabric (released after sunset)

Міський Острів Тепла

Високі будівлі, розташовані вздовж вузьких вулиць, утворюють міські орії, які захоплюють тепло двічі: щохідне сонячне світло відбивається між вертикальними стінами перед повним поглинанням, а нічне випромінювання довгохвильового випромінювання частково поглинається навколишніми стінами замість того, щоб вільно розсіюватися в чистому небі, оскільки геометрія орію зменшує частку відкритого неба, до якої може спрямуватись кожне поверхня (коефіціент видимості неба). Щільні плани забудови також сповільнюють поверхневі вітри, обмежуючи вентиляцію, яка в іншому випадку вигрібала накопичене тепло з вуличної дірки.

Ефективні методи пом’якшення, які мають значення

Найбільш послідовно ефективні заходи безпосередньо впливають на чотири основних механізми: розширення крони дерев (затінення плюс транспірація), підвищення альбедо дахів і тротуарів за допомогою відбиваючих «холодних» покриттів, встановлення зелених дахів, які поєднують затінення з евкаліпною охолодженням, та інтеграція водяних об’єктів, що охолоджуються завдяки випаровуванню. Ефективність варіюється залежно від місцевого клімату та щільності будівель, але міські дерева послідовно входять до списку найцінніших заходів, оскільки вони одночасно впливають як на радіаційний, так і на транспіраційну сторони балансу.

Часті запитання

Спробуйте наживо

Усе, що вище, працює прямо у вашому браузері — відкрийте Urban Heat Island і змінюйте параметри під час роботи. Нічого не встановлюється, нічого не завантажується на сервер, уся модель живе в одній вкладці.