• envinow.gr

Εσύ Γνωρίζεις το Φαινόμενο των Θερμών Νησιών;

της Κατερίνας Γωγούσου


Ένα Θερμό Νησί ή αλλιώς ένα Urban Heat Island (UHI) είναι μια αστική περιοχή η οποία λόγω των ανθρώπινων δραστηριοτήτων είναι σημαντικά θερμότερη από τις γύρω περιοχές της υπαίθρου. Το φαινόμενο διερευνήθηκε αρχικά και περιγράφηκε από τον Luke Howard στη δεκαετία του 1810, αν και δεν ήταν αυτός που θα ονόμαζε το φαινόμενο. Η διαφορά θερμοκρασίας είναι συνήθως μεγαλύτερη τη νύχτα από ό, τι κατά τη διάρκεια της ημέρας και είναι πιο εμφανής όταν οι άνεμοι δεν είναι ισχυροί. Το UHI είναι πιο αισθητό κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού και του χειμώνα.

Οι Αιτίες

Η κύρια αιτία του φαινομένου προέρχεται πρωτίστως από την τροποποίηση των επιφανειών της γης και κατά δεύτερον από τη θερμότητα που παράγεται από τη χρήση ενέργειας (waste heat). Οι σκουρόχρωμες επιφάνειες απορροφούν σημαντικά περισσότερη ηλιακή ακτινοβολία, γεγονός που καθιστά τις αστικές συγκεντρώσεις δρόμων και κτιρίων να θερμαίνουν περισσότερο από ότι προαστιακές και αγροτικές περιοχές κατά τη διάρκεια της ημέρας. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται συνήθως σε αστικές περιοχές για πεζοδρόμια και στέγες, όπως το σκυρόδεμα και η άσφαλτος , έχουν σημαντικά διαφορετικές ιδιότητες θερμικού όγκου (συμπεριλαμβανομένης της θερμικής ικανότητας και της θερμικής αγωγιμότητας) και επιφανειακής ακτινοβολίας (εκπομπών και λευκαύγειας) από τις γύρω περιοχές της υπαίθρου. Αυτό προκαλεί μια αλλαγή στον ενεργειακό προϋπολογισμό της αστικής περιοχής, που συχνά οδηγεί σε υψηλότερες θερμοκρασίες από ό, τι οι γύρω αγροτικές περιοχές. Ένας άλλος σημαντικός λόγος είναι η έλλειψη εξατμισοδιαπνοής (για παράδειγμα, λόγω έλλειψης βλάστησης) στις αστικές περιοχές. Η αμερικανική υπηρεσία δασών διαπίστωσε το 2018 ότι οι πόλεις στις Ηνωμένες Πολιτείες χάνουν 36 εκατομμύρια δέντρα κάθε χρόνο. Με μια μειωμένη βλάστηση, οι πόλεις χάνουν επίσης τη σκιά και την ευεργετική ψύξη του αέρα κατά την εξάτμιση των δένδρων.

Οι αιτίες όμως του φαινομένου δεν περιορίζονται στα παραπάνω. Τα ψηλά κτίρια σε πολλές αστικές περιοχές παρέχουν πολλαπλές επιφάνειες για την αντανάκλαση και την απορρόφηση του ηλιακού φωτός, συμβάλλοντας στην αύξηση της θερμοκρασίας των αστικών περιοχών. Αυτό ονομάζεται "φαινόμενο αστικού φαραγγιού". Μια άλλη επίδραση των κτιρίων είναι η παρεμπόδιση του ανέμου, η οποία επίσης αναστέλλει την ψύξη και εμποδίζει τη διάχυση των ρύπων. Η κατανάλωση θερμότητας από τα αυτοκίνητα, τον κλιματισμό, τη βιομηχανία και άλλες πηγές συμβάλλει επίσης στο UHI. Τα υψηλά επίπεδα ρύπανσης στις αστικές περιοχές μπορούν επίσης να αυξήσουν το UHI, καθώς πολλές μορφές ρύπανσης αλλάζουν τις ραδιενεργές ιδιότητες της ατμόσφαιρας. Το UHI όχι μόνο αυξάνει τις αστικές θερμοκρασίες αλλά και αυξάνει τις συγκεντρώσεις του όζοντος, επειδή το όζον είναι αέριο θερμοκηπίου και ο σχηματισμός του επιτυγχάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας.


Το Τόκιο, ένα παράδειγμα θερμού νησιού. Οι κανονικές θερμοκρασίες του Τόκιο ανεβαίνουν ψηλότερα από αυτές της γύρω περιοχής.

Οι Επιπτώσεις

Εκτός από τις επιπτώσεις στη θερμοκρασία όμως, τα UHI έχουν δευτερεύοντα αποτελέσματα στην τοπική μετεωρολογία, συμπεριλαμβανομένης της αλλαγής των τοπικών μοντέλων ανέμου,

της ανάπτυξης σύννεφων και ομίχλης, της υγρασίας και των ποσοστών κατακρημνίσεων. Η πρόσθετη θερμότητα που παρέχεται από το UHI οδηγεί σε μεγαλύτερη κίνηση προς τα πάνω, η οποία μπορεί να προκαλέσει πρόσθετη δραστηριότητα βροχοπτώσεων. Τα ποσοστά αυξάνονται μεταξύ 48% και 116%. Μερικώς ως αποτέλεσμα αυτής της αύξησης της θερμοκρασίας, η μηνιαία βροχόπτωση είναι κατά 28% μεγαλύτερη. Ορισμένες πόλεις παρουσιάζουν συνολική αύξηση βροχόπτωσης 51%. Επιπλέον, το UHI δημιουργεί κατά τη διάρκεια της ημέρας μια τοπική περιοχή χαμηλής πίεσης όπου συγκεντρώνεται σχετικά υγρός αέρας από τον αγροτικό περίγυρό της, ενδεχομένως οδηγώντας σε πιο ευνοϊκές συνθήκες για σχηματισμό νέφους.

Μια άλλη συνέπεια των αστικών θερμικών νησιών είναι η αυξημένη ενέργεια που απαιτείται για τον κλιματισμό και την ψύξη σε πόλεις που βρίσκονται σε συγκριτικά ζεστά κλίματα. Το Heat Island Group εκτιμά ότι το φαινόμενο θερμοπληξίας κοστίζει στο Λος Άντζελες περίπου 100 εκατομμύρια δολάρια ετησίως σε ενέργεια. Αντίθετα, όσοι βρίσκονται σε ψυχρά κλίματα όπως η Μόσχα, η Ρωσία θα έχει λιγότερη ζήτηση για θέρμανση. Αντίθετα, όσοι βρίσκονται σε ψυχρά κλίματα όπως η Μόσχα, η Ρωσία θα έχουν λιγότερη ζήτηση για θέρμανση. Ωστόσο, με την εφαρμογή στρατηγικών μείωσης των θερμών νησιών, υπολογίστηκαν σημαντικές ετήσιες καθαρές εξοικονομήσεις ενέργειας για τις βόρειες περιοχές όπως το Σικάγο, το Σαλτ Λέικ Σίτι και το Τορόντο.

Τρόποι Μετρίασης

Το φαινόμενο της θερμοπληξίας μπορεί να αντισταθμιστεί ελαφρώς χρησιμοποιώντας λευκά ή ανακλαστικά υλικά για την κατασκευή σπιτιών, οροφών, πεζοδρομίων και δρόμων, αυξάνοντας έτσι το συνολικό λευκαύγειας της πόλης. Σχετικά με την αποκατάσταση των άλλων πηγών του προβλήματος, η αντικατάσταση της σκουρόχρωμης στέγης από μια δροσερή οροφή κατασκευασμένη από ανακλαστικό υλικό όπως το βινύλιο μπορεί να αντανακλά τουλάχιστον 75 τοις εκατό των ακτίνων του ήλιου και να εκπέμπει τουλάχιστον το 70 τοις εκατό της ηλιακής ακτινοβολίας που απορροφάται από το περίβλημα του κτιρίου. Οι ασφάλτινες οροφές (BUR), για λόγους σύγκρισης, αντανακλούν το 6% έως το 26% της ηλιακής ακτινοβολίας.

Η χρήση ανοιχτόχρωμου σκυρόδεμα έχει αποδειχθεί αποτελεσματική καθώς αντανακλά έως και 50% περισσότερο φως από την άσφαλτο και να μειώνει τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος. Μια δεύτερη επιλογή είναι να αυξηθεί η ποσότητα της καλώς ποτισμένης βλάστησης. Αυτές οι δύο επιλογές μπορούν να συνδυαστούν με την υλοποίηση πράσινων στεγών. Οι πράσινες στέγες είναι εξαιρετικοί μονωτές κατά τη διάρκεια των θερμών καιρικών μηνών και τα φυτά δροσίζουν το περιβάλλον. Η ποιότητα του αέρα βελτιώνεται καθώς τα φυτά απορροφούν διοξείδιο του άνθρακα με ταυτόχρονη παραγωγή οξυγόνου.

Ένα υποθετικό πρόγραμμα "δροσερών κοινοτήτων" στο Λος Άντζελες έχει προβλέψει ότι οι αστικές θερμοκρασίες θα μπορούσαν να μειωθούν κατά περίπου 3 °C (5 ° F) μετά τη φύτευση δέκα εκατομμυρίων δέντρων, την εκ νέου κατασκευή πέντε εκατομμυρίων σπιτιών και το βάψιμο του ενός τέταρτου των δρόμων με εκτιμούμενο κόστος 1 δισεκατομμυρίου δολαρίων, προσφέροντας κατ 'εκτίμηση ετήσια οφέλη ύψους 170 εκατομμυρίων δολαρίων από το μειωμένο κόστος κλιματισμού και 360 εκατομμύρια δολάρια σε εξοικονόμηση ενέργειας σχετιζόμενη με το νέφος.

Οι στρατηγικές μετριασμού περιλαμβάνουν:

Λευκές στέγες: Η λευκή στέγη έχει γίνει μια κοινή στρατηγική για τη μείωση της επίδρασης των θερμών νησιών. Στις πόλεις υπάρχουν πολλές σκουρόχρωμες επιφάνειες που απορροφούν τη θερμότητα του ήλιου με τη σειρά του χαμηλώνοντας το albedo της πόλης. Οι λευκές στέγες επιτρέπουν την υψηλή ηλιακή ανάκλαση και την υψηλή ηλιακή εκπομπή, αυξάνοντας το albedo της πόλης ή της περιοχής που εμφανίζεται το φαινόμενο.

Πράσινες στέγες: Οι πράσινες στέγες είναι μια άλλη μέθοδος μείωσης του φαινομένου. Τα φυτά που βρίσκονται στην οροφή αυξάνουν το albedo και δροσίζουν το περιβάλλον.

Φύτευση δέντρων σε πόλεις: Φύτευση δέντρων γύρω από την πόλη μπορεί να είναι ένας άλλος τρόπος για την αύξηση του albedo και τη μείωση του φαινομένου των θερμών νησιών. Συνιστάται να φυτέψετε φυλλοβόλα δέντρα επειδή μπορούν να προσφέρουν πολλά οφέλη, όπως περισσότερη σκιά το καλοκαίρι και να μην εμποδίζουν τη ζεστασιά το χειμώνα.

Πράσινοι χώροι στάθμευσης: Οι πράσινοι χώροι στάθμευσης χρησιμοποιούν επιφάνειες διαφορετικές από την άσφαλτο και τη βλάστηση για να περιορίσουν την επίδραση του θερμού νησιού.

*Λευκαύγεια ή albedo = το μέτρο της ανακλαστικότητας μιας επιφάνειας ή ενός σώματος.

ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΗΣΤΕ ΜΑΖΙ ΜΑΣ