https://frosthead.com

Waarom de stad (meestal) heter is dan het platteland

Er is een goede reden waarom stadsbewoners naar het platteland vluchten om af te koelen in de hitte van de zomer: plattelandsgebieden zijn meestal niet zo heet. Vanwege het "urban heat island" -effect kunnen steden van een miljoen of meer mensen gemiddeld 1-3 ° C (1, 8 - 5, 5 ° F) warmer zijn - en tot 12 ° C (22 ° F) warmer in de 's avonds - dan het omliggende gebied, volgens de US Environmental Protection Agency.

gerelateerde inhoud

  • De moderne wereld hangt af van bescheiden cement
  • Zomerhittegolven kunnen worden gekoppeld aan zee-ijsverlies
  • Stedelijke hitte-eilanden kunnen temperaturen veranderen op duizenden kilometers afstand van een stad

Er zijn tal van redenen waarom steden heter zijn. Al die mensen, hun gebouwen en de machines binnenin creëren warmte. Airconditioning kan bijvoorbeeld de temperatuur met meer dan 1 ° C verhogen, meldden onderzoekers van de Arizona State University vorige maand. Gebouwen en andere structuren kunnen overdag meer warmte opslaan dan planten; 's nachts stoten ze een deel van die warmte uit, wat bijdraagt ​​aan warmere temperaturen als het donker is. Steden hebben misschien ook minder reflectiviteit, waardoor ze meer van de hitte van de zon kunnen opzuigen.

Maar de meeste onderzoekers beschouwen de grootste bijdrage aan het stedelijke hitte-eilandeffect als de vermindering van verdamping die optreedt wanneer planten worden vervangen door beton. Die verdamping, zo denkt het, absorbeert energie en houdt het platteland koeler.

Volgens een nieuwe studie is dat verschil in verdamping echter niet de grote factor achter het hitte-eilandeffect. Lokaal klimaat kan er meer toe doen. Lei Zhao, van Nanjing University of Information Science and Technology in China, en collega's publiceerden deze bevindingen vandaag in Nature .

Zhao en collega's begonnen met een vraag: Zouden vergelijkbare steden in verschillende klimaten dezelfde temperatuurstijging ervaren als gevolg van het stedelijke hitte-eilandeffect? Uit NASA-satellietgegevens van 65 Amerikaanse steden konden ze enkele trends zien: om middernacht hadden grotere steden de neiging om een ​​groter temperatuurverschil te ervaren in vergelijking met het omliggende landelijke gebied, dan kleinere steden. Midden op de dag hadden nattere steden echter een groter hitte-eilandeffect.

De onderzoekers creëerden vervolgens een computermodel waarmee ze het belang konden evalueren van verschillende factoren die het effect van het stedelijke hitte-eiland zouden kunnen beïnvloeden. Deze omvatten kenmerken zoals verdamping, warmte gecreëerd door mensen en hun structuren en warmte opgeslagen door steden. Ook inbegrepen waren verschillen in het land en in convectie - de overdracht van warmte van de stad of het platteland naar de atmosfeer.

Uit het model konden de onderzoekers zien dat deze laatste twee factoren belangrijk waren en dat ze een wisselwerking hadden met het lokale klimaat. In vochtige gebieden, zoals die aan de oostkust van de VS, "is convectie minder efficiënt in het afvoeren van warmte van stedelijk land dan van landelijk land, " merken Zhao en collega's op, en deze steden zijn meestal ongeveer 3 graden warmer dan het nabijgelegen platteland. De dichte vegetatie van het landelijke gebied is aerodynamisch ruwer dan de stad, wat de efficiëntie van convectie verhoogt, waardoor meer warmte van het land naar de atmosfeer kan stromen.

In droge gebieden, waar die landelijke vegetatie ontbreekt - denk aan Las Vegas - gebeurt het tegenovergestelde eigenlijk. "Gemiddeld is het stedelijke land ongeveer 20% efficiënter in het verwijderen van warmte van het oppervlak door convectie dan het landelijke land, " schrijven de onderzoekers. En in enkele van deze steden is het convectieverschil groot genoeg dat ze het stedelijke hitte-eilandeffect niet ervaren.

'S Nachts echter, ongeacht het klimaat, zorgt het vrijkomen van warmte gedurende de dag voor het warmte-eilandeffect. Die warmte raakt gevangen in de ondiepe laag van atmosfeer nabij het oppervlak, en om af te voeren, moet het meer horizontaal bewegen om te ontsnappen. Voor grotere steden zal de hitte verder moeten worden verplaatst, dus het centrum van een grote stad zal meestal veel warmer zijn dan het midden van een kleine stad, merken de onderzoekers op.

Het stedelijke hitte-eilandeffect is meer dan alleen een ergernis voor stadsbewoners - het kan ook de gezondheidsproblemen in verband met hittestress verergeren, wat bijdraagt ​​aan reeds ongemakkelijke omstandigheden, vooral in droge jaren in normaal vochtige gebieden, zeggen de onderzoekers. Maar dit nieuwe onderzoek geeft enig inzicht in welke maatregelen kunnen helpen om een ​​deel van die hitte te verminderen.

Het verminderen van de warmte van onze airconditioners en andere machines lijkt misschien een eenvoudige oplossing, maar volgens het computermodel zou dat niet echt veel helpen, omdat antropogene hitte geen grote factor is. Het aanpakken van de grote bijdragers - convectie-efficiëntie en warmteopslag - is echter geen praktische oplossing "omdat het fundamentele veranderingen in de stedelijke morfologie zou vereisen", merken Zhao en collega's op.

Wat zou helpen, is echter het vergroten van de reflectiviteit van de stad, zeggen ze. Dat zou de hoeveelheid warmte verminderen die de stad overdag opneemt en zelfs 's nachts indirect helpen, door de hoeveelheid beschikbare warmte te verminderen die vrijkomt nadat de zon ondergaat. Bovendien is het gemakkelijk: platte stadsdaken kunnen wit of een andere reflecterende kleur worden geverfd.

Witte daken hebben ook extra voordelen, zoals het verminderen van het energieverbruik, omdat er niet zo veel airconditioning nodig is om de door gebouwen geabsorbeerde warmte te compenseren. En het verlagen van het energieverbruik betekent ook het verlagen van de CO2-uitstoot - een voordeel dat verder gaat dan de dynamiek van één stedelijk hitte-eiland.

Waarom de stad (meestal) heter is dan het platteland