Temperatura (u góry) i roślinność ( u dołu) dla lokalizacji w Nowym Jorku i okolicach za pośrednictwem satelity NASA. Czy zauważyłeś, że wzór fioletu i bieli na górnym obrazku wygląda podobnie do wzoru zielono-białego na dolnym obrazie? Tam, gdzie roślinność jest gęsta (ciemnozielona), temperatura jest niższa (ciemnofioletowa). Tam, gdzie roślinność jest rzadka, temperatura jest wysoka. (Zdj .: NASA)

Miejska wyspa ciepła (UHI) to obszar metropolitalny, który jest znacznie cieplejszy niż jego otoczenie. Według EPA w wielu amerykańskich miastach temperatura powietrza jest do 10 ° F (5,6 ° C) wyższa niż temperatura otaczającego je naturalnego pokrycia terenu. Ta różnica temperatur jest zwykle większa w nocy niż w dzień i większa zimą niż latem i jest najbardziej widoczna przy słabych wiatrach. Głównymi przyczynami są zmiany powierzchni terenu spowodowane rozwojem urbanistycznym oraz ciepło odpadowe generowane przez zużycie energii. Wraz ze wzrostem skupisk ludności mają one tendencję do zmiany większych obszarów ziemi, które następnie podlegają odpowiedniemu wzrostowi średniej temperatury.

Jak powstają wyspy ciepła?

Wyspy ciepła tworzą się w miarę zastępowania roślinności asfaltem i betonem na drogi, budynki i inne konstrukcje niezbędne do przyjęcia rosnącej populacji. Powierzchnie te raczej pochłaniają ciepło słoneczne niż odbijają je, powodując wzrost temperatury powierzchni i ogólnej temperatury otoczenia. Przemieszczenie drzew i roślinności minimalizuje naturalne efekty chłodzenia wynikające z cieniowania i parowania wody z gleby i liści (ewapotranspiracja). Wysokie budynki i Wąskie ulice mogą ogrzewać powietrze uwięzione między nimi i zmniejszać przepływ powietrza. Ciepło odpadowe z pojazdów, fabryk i klimatyzatorów może ocieplić otoczenie, dodatkowo nasilając efekt wyspy ciepła. Wyspy ciepła mogą występować przez cały rok w dzień lub w nocy. Różnice temperatur między miastem a wsią są często największe podczas spokojnych, pogodnych wieczorów. Dzieje się tak dlatego, że obszary wiejskie ochładzają się w nocy szybciej niż miasta, które zatrzymują większość ciepła zgromadzonego w drogach, budynkach i innych konstrukcjach. W rezultacie największe miasto -wewnętrzna różnica temperatur lub maksymalny efekt wyspy ciepła występuje często od trzech do pięciu godzin po zachodzie słońca. Inne czynniki wpływające na efekt wyspy ciepła to:

• Wielkość i kształt miast – pod względem aerodynamicznym miasta mają zupełnie inny kształt niż obszary wiejskie. Wysokie budynki działają jak przeszkody i zmniejszają prędkość wiatru.
• Miejskie pustynie – miasta można postrzegać jako wirtualne pustynie prawie bez roślinności i materiałów, które są prawie całkowicie nieprzepuszczalne dla deszczu. To połączenie prowadzi do braku ewapotranspiracji, co zwiększa ciepło jawne.
• Kaniony miejskie – wysokie kaniony utworzone przez budynki miejskie zatrzymują energię promieniowania w swoich ścianach. Porównanie tego „efektu kanionu” w europejskich i północnoamerykańskich miastach sugeruje, że na obszarach z gęstszymi i wyższymi budynkami będą szybciej powstawały wyspy ciepła.
• Wpływ wilgotności – chociaż różnica w ilości wody w miastach jest niewielka. a tereny wiejskie pozostają w swoich atmosferach (wilgotność bezwzględna), wyższe temperatury miejskie skutecznie obniżają wilgotność względną (ponieważ ciepłe powietrze może zawierać więcej wody niż zimne).
• Miejska mgła – Mgła zanieczyszczenia powietrza, która wisi w wielu miastach może działać jak miniaturowa warstwa cieplarniana, zapobiegając ucieczce wychodzącego promieniowania cieplnego (ciepła) z obszarów miejskich.
• Ciepło antropogeniczne – uwolnienie ciepła ze spalania paliw kopalnych może również podnieść temperaturę w mieście. W typowy zimowy dzień Manhattan uwalnia cztery razy więcej energii ze spalania paliw kopalnych niż ilość energii, która dociera do obszaru miejskiego ze Słońca.

Czy wyspy ciepła i zmiany klimatu są powiązane?

Wyspy ciepła opisują lokalne różnice temperatur, generalnie między obszarami miejskimi i wiejskimi. Z kolei ocieplenie spowodowane zmianami klimatycznymi odnosi się do globalnego wzrostu temperatury powierzchni Ziemi. Naukowcy uwzględniają ciepło miejskie podczas pomiaru temperatury Ziemi, aby nie wpłynęło to na pomiary globalnego klimatu.

Istnieje mit, że miejskie upały są odpowiedzialne za zmiany klimatyczne. Tak nie jest. Zarówno środowiska miejskie, jak i wiejskie na całym świecie ocieplają się, ponieważ w atmosferze jest więcej gazów cieplarnianych. W rzeczywistości niektóre obszary świata które ociepliły się najbardziej, znajdują się w Arktyce, z dala od miast.

Obszary miejskie są jednak bardziej narażone na upały, ponieważ ocieplenie spowodowane globalną zmianą klimatu jest potęgowane przez efekt miejskiej wyspy ciepła Oznacza to, że ludzie mieszkający w miastach staną w przyszłości w obliczu wyższych temperatur i silniejszych fal upałów w miarę ocieplania się klimatu.Ponad połowa światowej populacji żyje obecnie na obszarach miejskich, a do roku 2050 oczekuje się, że odsetek mieszkańców miast na całym świecie osiągnie 70%, więc problem miejskich wysp ciepła będzie nadal narastał.

wyspy ciepła mogą również przyczyniać się do zmiany klimatu, zwiększając zapotrzebowanie na klimatyzację podczas fal upałów. Kiedy energia do klimatyzacji pochodzi ze spalania paliw kopalnych, powoduje to emisje gazów cieplarnianych zatrzymujących ciepło.