온도 (위) 및 초목 ( 하단) NASA 위성을 통한 뉴욕시 및 주변 위치. 상단 이미지의 보라색과 흰색 패턴이 하단 이미지의 녹색 및 흰색 패턴과 비슷하게 보입니까? 초목이 밀집된 곳 (진한 녹색) 인 경우 온도가 더 차갑습니다 (진한 보라색). 초목이 드문 경우 온도가 뜨겁습니다. (이미지 : NASA)
도시 열섬 (UHI)은 주변보다 훨씬 더 따뜻한 대도시 지역입니다. EPA에 따르면 많은 미국 도시의 기온은 주변 자연 토지보다 최대 10 ° F (5.6 ° C) 더 높습니다. 이 온도 차이는 일반적으로 낮보다 밤에 더 크고 여름보다 겨울에 더 크며 바람이 약할 때 가장 분명합니다. 주요 원인은 에너지 사용으로 발생하는 폐열과 함께 도시 개발로 인한 지표면의 변화입니다. 인구 센터가 성장함에 따라 더 넓은 면적의 토지를 바꾸는 경향이 있으며 그에 따라 평균 기온이 상승합니다.
열섬은 어떻게 형성됩니까?
식물이 대체됨에 따라 열섬이 형성됩니다. 도로, 건물 및 증가하는 인구를 수용하는 데 필요한 기타 구조물을위한 아스팔트 및 콘크리트. 이러한 표면은 태양의 열을 반사하는 대신 흡수하여 표면 온도와 전체 주변 온도를 상승시킵니다. 나무와 초목을 대체하면 그늘과 토양 및 잎의 수분 증발 (증발산)의 자연적인 냉각 효과를 최소화합니다. 고층 건물 및 좁은 거리는 그 사이에 갇힌 공기를 가열하여 공기 흐름을 감소시킬 수 있습니다. 차량, 공장 및 에어컨에서 발생하는 폐열은 주변을 따뜻하게하여 열섬 효과를 더욱 악화시킬 수 있습니다. 열섬은 연중 내내 낮이나 밤에 발생할 수 있습니다. 도시와 농촌의 기온 차이는 종종 차분하고 맑은 저녁에 가장 큽니다. 이는 농촌 지역이 도로, 건물 및 기타 구조물에 저장된 열의 대부분을 유지하는 도시보다 밤에 더 빨리 냉각되기 때문입니다. 결과적으로 가장 큰 도시는 -농촌의 온도차 또는 최대 열섬 효과는 일몰 후 3 ~ 5 시간 후에 발생하는 경우가 많습니다. 열섬 효과에 기여하는 다른 요인은 다음과 같습니다.
- 도시의 크기와 모양 — 공력 적으로 도시는 농촌 지역과 매우 다른 모양을 가지고 있습니다. 고층 건물은 장애물 역할을하고 풍속을 낮 춥니 다.
- 도시 사막 — 도시는 거의 초목이없는 가상 사막과 비가 거의 완전히 침투 할 수없는 물질로 생각할 수 있습니다. 이러한 조합은 현열을 증가시키는 증발산 부족으로 이어집니다.
- 도시 협곡 (도시 건물에 의해 형성된 높은 협곡)은 벽에 복사 에너지를 가두어 둡니다. 유럽과 북미 도시에서이 “협곡 효과”를 비교하면 건물이 밀도가 높고 높은 지역이 열섬이 더 빠르게 발전 할 것임을 시사합니다.
- 습도 효과 — 도시의 물의 양에는 차이가 거의 없습니다. 시골은 대기 (절대 습도)를 유지하므로 도시 온도가 높을수록 상대 습도가 효과적으로 낮아집니다 (따뜻한 공기는 차가운 공기보다 더 많은 물을 담을 수 있기 때문입니다).
- Urban haze-대기 오염의 안개. 많은 도시에서 소형 온실 레이어 역할을하여 나가는 열 복사 (열)가 도시 지역에서 빠져 나가는 것을 방지 할 수 있습니다.
- 인위적 열 — 화석 연료 연소로 인한 열 방출은 도시 온도를 높일 수도 있습니다. 전형적인 겨울날 맨해튼은 태양으로부터 도시 지역으로 들어오는 에너지의 양보다 화석 연료를 태워서 4 배 더 많은 에너지를 방출합니다.
열섬과 기후 변화가 관련되어 있습니까?
열섬은 일반적으로 도시와 농촌 지역의 지역 온도 차이를 나타냅니다. 반대로 기후 변화로 인한 온난화는 지구 표면 온도가 전 세계적으로 상승하는 것을 의미합니다. 과학자들은 지구 온도를 측정 할 때 도시 열을 고려하여 지구 기후 측정에 영향을주지 않습니다.
도시의 열이 기후 변화의 원인이라는 신화가 있습니다. 이것은 사실이 아닙니다. 대기에 온실 가스가 더 많이 있기 때문에 전 세계의 도시와 농촌 환경이 모두 온난화되고 있습니다. 사실 일부 지역은 가장 많이 데워진 곳은 도시에서 멀리 떨어진 북극에 위치해 있습니다.
도시 지역은 더위에 더 취약합니다. 그러나 지구 기후 변화로 인한 온난화의 양이 도시 열섬 효과로 인해 복합적이기 때문입니다. 즉, 도시에 사는 사람들은 기후가 따뜻해 짐에 따라 앞으로 더 높은 기온과 더 강한 폭염에 직면하게 될 것입니다.오늘날 전 세계 인구의 절반 이상이 도시 지역에 살고 있으며 2050 년까지 전 세계 도시 거주자의 비율이 70 %에이를 것으로 예상되므로 도시 열섬 문제는 계속해서 증가 할 것입니다.
도시 열섬은 또한 열파 동안 에어컨에 대한 수요를 증가시킴으로써 기후 변화에 기여할 수 있습니다. 해당 에어컨의 에너지가 화석 연료 연소에서 나오는 경우 열을 가두는 온실 가스가 배출됩니다.
