Hőmérséklet (felső) és növényzet ( alján) New York városában és környékén a NASA műhold segítségével. Észreveszi, hogy a lila és a fehér minta a felső képen hasonlít az alsó kép zöld és fehér mintájára? Ahol a növényzet sűrű (sötétzöld), a hőmérséklet hűvösebb (sötétlila). Ahol ritka a növényzet, a hőmérséklet forró. (Kép: NASA)

A városi hősziget (UHI) egy nagyvárosi terület, amely lényegesen melegebb, mint a környezete. Az EPA szerint sok amerikai városban a levegő hőmérséklete akár 5,6 ° C-kal is magasabb, mint a környező természetes talajtakaró. Ez a hőmérséklet-különbség általában nagyobb éjszaka, mint nappal, télen pedig nagyobb, mint nyáron, és akkor mutatkozik meg leginkább, ha gyenge a szél. A fő okok a földfelszín változásai a városfejlesztés mellett, valamint az energiafelhasználás során keletkező hulladékhő. A népességközpontok növekedésével hajlamosak nagyobb földterületeket megváltoztatni, amelyek az átlagos hőmérsékletnek megfelelő emelkedést szenvednek.

Hogyan alakulnak ki a hőszigetek?

A hőszigetek a növényzet cseréjével alakulnak ki. aszfalt és beton által az utak, épületek és egyéb építmények számára, amelyek szükségesek a növekvő népesség befogadásához. Ezek a felületek elnyelik – és nem tükrözik – a nap melegét, ami a felületi hőmérséklet és az általános környezeti hőmérséklet emelkedését okozza. A fák és a növényzet kiszorítása minimálisra csökkenti az árnyékolás és a talajból és levelekből származó víz párolgásának (evapotranspiráció) természetes hűtési hatásait. Magas épületek és keskeny utcák melegíthetik a köztük rekedt levegőt és csökkenthetik a légáramlást. A járművek, gyárak és légkondicionálók hulladékhője meleget adhat környezetükhöz, tovább fokozva a hősziget-hatást. A hőszigetek egész évben előfordulhatnak nappal vagy éjszaka. A városi-vidéki hőmérséklet-különbségek gyakran a legnagyobbak a nyugodt, derült estéken. Ennek oka, hogy a vidéki területek éjszaka gyorsabban hűlnek le, mint a városok, amelyek visszatartják az utakon, épületekben és más építményekben tárolt hő nagy részét. Ennek eredményeként a legnagyobb városi – a vidéki hőmérséklet-különbség, vagyis a maximális hősziget-hatás, gyakran három-öt óra a naplemente után. A hősziget-hatás egyéb tényezői a következők: >

A városok mérete és alakja – aerodinamikailag a városok alakja egészen más, mint a vidéki területek. A magas épületek akadályokként hatnak és csökkentik a szélsebességet.

Városi sivatagok – a városokat virtuális sivatagnak lehet tekinteni, szinte semmilyen növényzettel és anyaggal, amelyek szinte teljesen át nem engedik az esőt. Ez a kombináció az evapotranspiráció hiányához vezet, ami növeli az érzékeny hőt.

Városi kanyonok – a városi épületek által kialakított magas kanyonok sugárzó energiát csapdáznak falaikba. Ennek a “kanyonhatásnak” az összehasonlítása az európai és észak-amerikai városokban arra utal, hogy a sűrűbb és magasabb épületekkel rendelkező területeken gyorsabban fejlődnek a hőszigetek.

Páratartalom-hatások – bár a városok vízmennyiségében alig van különbség és a vidéki területek megtartják légkörüket (abszolút páratartalom), a magasabb városi hőmérséklet hatékonyan csökkenti a relatív páratartalmat (mivel a meleg levegő több vizet képes befogadni, mint a hideg levegő).

Városi köd – A légszennyezés köd, amely lóg sok városban miniatűr üvegházrétegként működhet, megakadályozva a kimenő hősugárzás (hő) elszökését a városi területekről.

Antropogén hő – A fosszilis üzemanyagok elégetéséből származó hő felszabadulása emelheti a városi hőmérsékletet is. Egy tipikus téli napon Manhattan négyszer több energiát szabadít fel a fosszilis tüzelőanyagok égetéséből, mint az az energiamennyiség, amely a Napból érkezik a városi területre.

Kapcsolódnak-e a hőszigetek és az éghajlatváltozás?

A hőszigetek a helyi hőmérsékleti különbségeket írják le, általában a városi és a vidéki területek között. Ezzel szemben az éghajlatváltozás okozta felmelegedés a Föld felszíni hőmérsékletének globális emelkedésére utal. A tudósok figyelembe veszik a városi hőt, amikor úgy mérik a Föld hőmérsékletét, hogy az ne befolyásolja a globális éghajlat mérését.

Van egy mítosz, miszerint a városi hő a hibás az éghajlatváltozásért. Ez nem így van. A városi és a vidéki környezet is világszerte felmelegszik, mert több az üvegházhatású gáz a légkörben. Valójában a világ egyes területein a legmelegebbek az Északi-sarkvidéken találhatók, a városoktól távol.

A városi területek azonban jobban ki vannak téve a hőnek, mivel a globális éghajlatváltozás okozta felmelegedés mértékét a városi hősziget hatás fokozza. Ez azt jelenti, hogy a városokban élő embereknek a jövőben az éghajlat melegedésével magasabb hőmérsékletekkel és erősebb hőhullámokkal kell szembenézniük.A globális népesség több mint fele ma városi területeken él, és 2050-re várhatóan a városi lakosok aránya világszerte eléri a 70% -ot, így a városi hőszigetek problémája továbbra is növekszik.

Városi a hőszigetek is hozzájárulhatnak az éghajlatváltozáshoz azáltal, hogy a hőhullámok idején növekszik a légkondicionálás iránti igény. Amikor a klímaberendezés energiája fosszilis üzemanyagok elégetéséből származik, ez hőcsapdába eső üvegházhatású gázok kibocsátását eredményezi.