Городской тепловой остров (ГТО) - это городская территория, где температура выше, чем в соседних незастроенных районах. Разница температур наиболее выражена ночью, когда мало ветра, и для больших городов может достигать 15 градусов Цельсия.
Все города и застроенные территории в той или иной степени испытывают феномен MWC. Основным фактором, определяющим это, является протяженность застроенной территории и ее размер. Одним из крупнейших городских островов тепла является столичный регион Токио, где проживает почти 40 миллионов человек.
Впервые феномен MWC был изучен разработчиком классификации облаков Люком Говардом в 1810 году, но только в последние годы этому явлению уделяется больше внимания.
Причины образования городского острова тепла
Деревья и другие растения способствуют охлаждению окружающей среды благодаря тени и испарению содержащейся в них воды. Но как люди, мы не живем на деревьях. Вместо этого мы строим наши красивые дома и большие города из материалов, которые поглощают гораздо больше солнечной радиации, чем растения.
Темные материалы, обычно используемые для кровли, асфальт или бетон, имеют совершенно разные тепловые свойства, включая емкость и теплопроводность, а также альбедо - способность отражать солнечные лучи. И вот здесь возникает проблема. В течение дня солнце нагревает окружающую среду, а здания, дороги и тротуары поглощают это тепло, но в конечном итоге должны его отдавать.
Не помогает и то, что здания построены близко друг к другу, да еще и по обеим сторонам улицы. Такие плотно расположенные здания создают эффект городского каньона, в котором солнечные лучи отражаются между зданиями, а тепло поглощается многими поверхностями. В то же время ветер блокируется высокими, плотно расположенными зданиями, что затрудняет воздушный поток.
Кроме того, необходимо учитывать автомобили, которые также поглощают и отражают солнечный свет, но при этом сами выделяют тепло (и выхлопные газы) во время работы. Кроме того, в городе живут люди, которые также производят тепло. В результате температура в центре городского каньона повышается на 2-4 градуса C.
Эффекты городского теплового острова
Города растут, и увеличение площади застройки означает, что влияние городского теплового острова ощущается все сильнее.
Повышенное потребление энергии
Спрос на электроэнергию выше в зоне теплового острова. Это происходит из-за того, что в жаркую погоду люди тянутся к вентиляторам или кондиционерам, чтобы охладиться. Кроме того, в жаркую погоду холодильные приборы, такие как холодильники и морозильники, вынуждены работать больше. Кстати, все эти приборы также выделяют тепло во время работы.
При увеличении спроса на электроэнергию возможна перегрузка электросети и, как следствие, перебои в подаче электроэнергии или отключение электричества. Это одна из причин, почему имеет смысл инвестировать в возобновляемые источники энергии, чтобы облегчить нагрузку на электростанции и не быть полностью зависимыми от энергосистемы.
Больше загрязнений
Вышеупомянутый повышенный спрос на энергию также приводит к увеличению выбросов. Чтобы удовлетворить возросший спрос на электроэнергию, электростанции сжигают больше ископаемого топлива, в результате чего в атмосферу выбрасывается больше парниковых газов. Это не было бы проблемой, если бы больше энергии поступало от ВИЭ.
Кроме того, MWC может способствовать образованию фотохимического смога. Выхлопные газы, выбрасываемые автомобилями (точнее, оксиды азота и углеводороды), в сочетании с солнечным светом и повышением температуры в городах способствуют образованию озона.
Негативное влияние на здоровье
Эффект городского острова тепла влияет не только на окружающую среду, но и на наше здоровье. Более высокая температура означает большую подверженность обезвоживанию, или тепловому удару. MWC также может увеличить продолжительность тепловой волны, чего следует особенно опасаться пожилым людям и детям.
Кроме того, высокая температура просто изнуряет, а тепло, поглощаемое в течение дня зданиями и дорогами, не позволяет температуре в городе опуститься до сельской ночью, так что в городе даже нет времени отдышаться от жары.
Смягчение последствий
Чтобы смягчить эффект городского теплового острова в городах, необходимо уменьшить количество темных поверхностей, которые поглощают больше солнечных лучей. Существует несколько способов сделать это:
- Городское озеленение. Это, пожалуй, один из самых очевидных способов смягчения городского климата. Ответственное планирование городских пространств с выделением места для растительности поможет увеличить количество отраженного солнечного света, кроме того, деревья дают тень в солнечные дни. Кроме того, городская зелень фильтрует воздух, положительно влияет на наше самочувствие и служит средой обитания для животных. Только положительные стороны.
- Зеленые крыши. Еще один интересный способ - покрыть крыши растительностью. Подобно растениям на земле, они увеличивают количество отраженного солнечного света, тем самым способствуя снижению температуры в городе. Но это довольно дорогое решение, и не каждая крыша подходит для него.
- Белые крыши. Это, вероятно, самое экономически эффективное решение для увеличения альбедо города. Простая покраска крыши в белый цвет может значительно снизить поглощение тепла крышами зданий.
В итоге, чтобы смягчить климат в городе, необходимо гораздо больше городских зеленых насаждений. Темные поверхности необходимо заменить на светлые, отражающие свет, и в то же время необходимо решительно сократить бетонирование, от которого в последнее время страдают польские города.