Teplota (nahoře) a vegetace ( dole) pro umístění v New Yorku a okolí přes satelit NASA. Všimli jste si, že vzor fialové a bílé barvy na horním obrázku vypadá podobně jako vzor zelené a bílé barvy na spodním obrázku? Tam, kde je vegetace

hustá (tmavě zelená), je teplota chladnější (tmavě fialová). Tam, kde je řídká vegetace, je teplota horká. (Obrázek: NASA)

Městský tepelný ostrov (UHI) je metropolitní oblast, která je výrazně teplejší než její okolí. Podle EPA má mnoho amerických měst teploty vzduchu až o 5 ° C teplejší než okolní přirozená pevnina. Tento teplotní rozdíl je obvykle větší v noci než ve dne a větší v zimě než v létě a je nejvíce patrný při slabém větru. Hlavními příčinami jsou změny na povrchu půdy rozvojem měst spolu s odpadním teplem vytvářeným spotřebou energie. Jak centra populace rostou, mají tendenci měnit větší oblasti půdy, které pak podléhají odpovídajícímu zvýšení průměrné teploty.

Jak vznikají Tepelné ostrovy?

Tepelné ostrovy se tvoří při výměně vegetace asfaltem a betonem pro silnice, budovy a další stavby nezbytné k uspokojení rostoucí populace. Tyto povrchy absorbují – spíše než odrážejí – sluneční teplo, což způsobuje zvýšení povrchových teplot a celkové teploty okolí. Vymístění stromů a vegetace minimalizuje přirozené chladicí účinky stínování a odpařování vody z půdy a listí (evapotranspirace). Vysoké budovy a úzké ulice mohou ohřívat vzduch zachycený mezi nimi a snižovat proudění vzduchu. Odpadní teplo z vozidel, továren a klimatizačních zařízení může zvyšovat teplo jejich okolí, což dále zhoršuje účinek tepelného ostrova. Tepelné ostrovy se mohou vyskytovat celoročně během dne nebo v noci. Rozdíly teplot mezi městem a venkovem jsou často největší během klidných a jasných večerů. Je to proto, že venkovské oblasti se v noci ochladí rychleji než města, která si uchovávají většinu tepla uloženého na silnicích, budovách a jiných strukturách. Výsledkem je, že největší městské – venkovský teplotní rozdíl nebo maximální účinek tepelného ostrova je často tři až pět hodin po západu slunce. Mezi další faktory přispívající k účinku tepelného ostrova patří:

• Velikost a tvar měst – aerodynamicky mají města velmi odlišný tvar než venkovské oblasti. Vysoké budovy fungují jako překážky a snižují rychlost větru.
• Městské pouště – města lze považovat za virtuální pouště s téměř žádnou vegetací a materiály, které jsou téměř úplně nepropustné pro déšť. Tato kombinace vede k nedostatku evapotranspirace, která zvyšuje citelné teplo.
• Městské kaňony – vysoké kaňony tvořené městskými budovami zachycují ve svých zdech sálavou energii. Porovnání tohoto „kaňonového efektu“ v evropských a severoamerických městech naznačuje, že v oblastech s hustšími a vyššími budovami se rychleji rozvinou tepelné ostrovy.
• Vlhkostní efekty – i když v množství vody, kterou města mají, je malý rozdíl a venkovské oblasti se udržují ve své atmosféře (absolutní vlhkost), čím vyšší městské teploty účinně snižují relativní vlhkost (protože teplý vzduch může zadržovat více vody než studený vzduch).
• Městský opar – opar znečištění ovzduší, který visí v mnoha městech může působit jako miniaturní skleníková vrstva, která brání úniku odcházejícího tepelného záření (tepla) z městských oblastí.
• Antropogenní teplo – uvolňování tepla ze spalování fosilních paliv může také zvýšit městské teploty. V typický zimní den uvolní Manhattan čtyřikrát více energie ze spalování fosilních paliv než množství energie, které přichází do městské oblasti ze Slunce.

Souvisí to s tepelnými ostrovy a změnou klimatu?

Tepelné ostrovy popisují místní teplotní rozdíly, obvykle mezi městskými a venkovskými oblastmi. Naproti tomu oteplování způsobené změnou klimatu znamená celosvětové zvýšení povrchové teploty Země. Vědci počítají s městským teplem, když měří teplotu Země, aby neovlivňovalo měření globálního klimatu.

Existuje mýtus, že za změnu klimatu nese vinu městské teplo. Není tomu tak. Městské i venkovské prostředí po celém světě se otepluje, protože v atmosféře je více skleníkových plynů. Ve skutečnosti jsou některé oblasti světa které se nejvíce oteplily, se nacházejí v Arktidě, daleko od měst.

Městské oblasti jsou však citlivější na teplo, protože množství oteplování způsobeného globálními klimatickými změnami je spojeno s účinkem městského tepelného ostrova To znamená, že lidé, kteří žijí ve městech, budou v budoucnu při oteplování čelit vyšším teplotám a silnějším vlnám veder.Více než polovina světové populace dnes žije v městských oblastech a do roku 2050 se očekává, že procento obyvatel měst na celém světě dosáhne 70%, takže problém městských tepelných ostrovů bude i nadále růst.

Městské tepelné ostrovy mohou také přispět ke změně klimatu zvýšením poptávky po klimatizaci během vln veder. Když energie pro tuto klimatizaci pochází ze spalování fosilních paliv, vede to k emisím skleníkových plynů zachycujících teplo.