気温（上）と植生（上）下）NASA衛星を介したニューヨーク市とその周辺の場所。上の画像の紫と白のパターンが下の画像の緑と白のパターンに似ていることに気づきましたか？植生
が密集している場合（濃い緑色）、気温は低くなります（濃い紫色）。植生がまばらな場所では、気温が高くなります。 （画像：NASA）
都市ヒートアイランド（UHI）は、周囲よりもかなり暖かい大都市圏です。 EPAによると、米国の多くの都市の気温は、周囲の自然の土地被覆よりも最大10°F（5.6°C）高くなっています。この温度差は通常、日中よりも夜間の方が大きく、夏よりも冬の方が大きく、風が弱いときに最も顕著になります。主な原因は、都市開発による地表の変化と、エネルギー使用による廃熱です。人口密集地が成長するにつれて、土地のより広い領域が変化する傾向があり、それに応じて平均気温が上昇します。
ヒートアイランドはどのように形成されますか？
植生が置き換わると、ヒートアイランドが形成されます。増加する人口に対応するために必要な道路、建物、およびその他の構造物用のアスファルトおよびコンクリートによる。これらの表面は、太陽の熱を反射するのではなく吸収し、表面温度と全体的な周囲温度を上昇させます。樹木や植生を移動させると、日陰や土壌や葉からの水分の蒸発（蒸発散）による自然冷却効果が最小限に抑えられます。狭い通りは、その間に閉じ込められた空気を加熱して空気の流れを減らす可能性があります。車両、工場、エアコンからの廃熱は、周囲に暖かさを加え、ヒートアイランド効果をさらに悪化させる可能性があります。ヒートアイランドは、昼夜を問わず一年中発生する可能性があります。都市と農村の温度差は、穏やかで晴れた夜に最も大きくなることがよくあります。これは、道路、建物、その他の構造物に蓄えられた熱の多くを保持する都市よりも、農村地域の方が夜間の冷却が速いためです。その結果、最大の都市-地方の温度差、つまり最大のヒートアイランド効果は、日没後3〜5時間になることがよくあります。ヒートアイランド効果のその他の要因には、次のものがあります。
- 都市のサイズと形状—空力的には、都市の形状は地方とは大きく異なります。高層ビルは障害物として機能し、風速を低下させます。
- 都市の砂漠—都市は、ほとんど植物や物質がなく、雨をほとんど完全に透過しない仮想の砂漠と考えることができます。この組み合わせにより、蒸発散量が不足し、顕熱が増加します。
- 都市の峡谷—都市の建物によって形成された背の高い峡谷は、壁に放射エネルギーを閉じ込めます。ヨーロッパと北米の都市でのこの「峡谷効果」の比較は、建物の密度が高く、建物の高さが高い地域では、ヒートアイランドがより急速に発達することを示唆しています。
- 湿度の影響-都市の水の量にはほとんど違いはありませんが、田園地帯は大気中に保持され（絶対湿度）、都市の気温が高くなると、相対的な湿度が効果的に低下します（暖かい空気は冷たい空気よりも多くの水を保持できるため）。
- 都市のヘイズ—ぶら下がる大気汚染のヘイズ多くの都市でミニチュア温室層として機能し、放出される熱放射（熱）が都市部から逃げるのを防ぎます。
- 人為的熱—化石燃料の燃焼による熱の放出も都市の気温を上昇させる可能性があります。典型的な冬の日、マンハッタンは化石燃料の燃焼から、太陽から都市部に流入するエネルギー量の4倍のエネルギーを放出します。
ヒートアイランドと気候変動は関連していますか？
ヒートアイランドは、一般的に都市部と農村部の間の局所的な温度差を表します。対照的に、気候変動によって引き起こされる温暖化とは、地球の表面温度が世界的に上昇することを指します。科学者は、地球の温度を測定するときに都市の熱を考慮して、地球の気候の測定に影響を与えないようにします。
ヒートアイランドは気候変動のせいであるという神話がありますが、そうではありません。大気中の温室効果ガスが多いため、世界中の都市と農村の両方の環境が温暖化しています。実際、世界の一部の地域では最も温暖化した地域は、都市から遠く離れた北極圏にあります。
ただし、地球規模の気候変動によって引き起こされる温暖化の量は、都市のヒートアイランド効果によって悪化するため、都市部は熱に対してより脆弱です。つまり、都市に住む人々は、気候が温暖化するにつれて、将来、より高い気温とより強い熱波に直面することになるでしょう。今日、世界人口の半分以上が都市部に住んでおり、2050年までに、世界中の都市居住者の割合は70％に達すると予想されているため、都市のヒートアイランドの問題は拡大し続けるでしょう。
都市 ヒートアイランドはまた、熱波の間に空調の需要を増やすことによって気候変動に寄与する可能性があります。 その空調のエネルギーが化石燃料の燃焼から来る場合、これは熱を閉じ込める温室効果ガスの排出をもたらします。
