Как бетон, асфальт и городские острова тепла усугубляют страдания от волн жары

Изменение климата

Как бетон, асфальт и городские острова тепла усугубляют страдания от волн жары

На графике показано, как нагреваются различные поверхности в обычный жаркий летний день. При высокой температуре в 38 градусов по Цельсию или 100 градусов по Фаренгейту трава нагревается до 40°C (104°F), а асфальт - до 65°C (149°F).

Чтобы получить довольно серьезный ожог, требуется всего лишь доля секунды. По словам доктора Кевина Фостера, руководителя Аризонского ожогового центра в Фениксе, под прямыми солнечными лучами температура поверхности асфальта и бетона часто может достигать 82 градусов по Цельсию (180 градусов по Фаренгейту) в самые жаркие дни.

Синоптики предсказывают еще одну волну жары в Финиксе на этой неделе после того, как Национальная метеорологическая служба США заявила, что в июле в течение 30 дней подряд в городе было жарко, температура превышала 43°C (115°F). Этим летом по всей Европе были установлены рекорды высоких температур, и ожидается, что сильные волны жары в большей части мира сохранятся до конца августа.

Из-за повышенных температур в Финиксе врачи оказали помощь многочисленным пациентам, получившим ожоги в результате падения на землю или прикосновения к поверхностям, температура которых была намного выше зарегистрированной температуры воздуха.

Температура поверхности играет решающую роль в том, насколько жарко становится в окружающей местности, а также представляет риск для здоровья во время экстремальной жары.

Во время волн жары значительное количество солнечной энергии поглощается и отражается поверхностями, подвергающимися воздействию его лучей, что приводит к значительному повышению их температуры. Эти теплые поверхности затем передают свое тепло окружающему воздуху, повышая общую температуру воздуха. В то время как некоторые проницаемые и влажные поверхности, такие как трава или почва, поглощают меньше тепла, другие строительные материалы, такие как асфальт или бетон, способны поглощать до 95% солнечной энергии, которая затем излучается обратно в окружающую атмосферу.

В те дни, когда термометр показывает 38°C (100°F), эта температура соответствует температуре воздуха, которую метеорологи обычно измеряют на высоте более метра (несколько футов) над поверхностью. Однако при таких температурах такие поверхности, как асфальт или цемент, могут нагреваться выше 65°C (149°F), что может вызвать ожоги кожи. Важно знать температуру поверхности и принимать меры предосторожности, чтобы избежать травм.

Процесс городского развития глубоко меняет ландшафт. Естественные и проницаемые поверхности заменяются непроницаемыми конструкциями, такими как здания и дороги. Это создает то, что климатологи называют «городскими островами тепла» — районами внутри городов, где температура значительно выше, чем в близлежащих сельских регионах.

Это также районы с высокой концентрацией людей. По данным агентства по охране окружающей среды Европейского Союза, в Европе почти половина школ и больниц в городах расположены на городских островах тепла, что подвергает уязвимые группы населения воздействию опасных для здоровья температур по мере усугубления последствий изменения климата.

Среднегодовая температура воздуха в крупных городах может быть на 1–3 °C (1,8–5,4 °F) выше, чем в сельской местности.

По данным Агентства по охране окружающей среды США, среднегодовая температура воздуха в городе с населением 1 миллион и более человек может быть на 1–3 °C (1,8–5,4 °F) выше, чем в прилегающих районах. В ясную спокойную ночь эта разница температур может достигать даже 12°C (22°F) по сравнению с сельской местностью.

Городские острова тепла создаются в результате сочетания факторов. Зеленые насаждения и растительность играют жизненно важную роль в снижении температуры поверхности за счет эвапотранспирации, когда растения выделяют воду в окружающий воздух, рассеивая окружающее тепло. Между тем, городская геометрия с ее мешающими структурами удерживает тепло ночью. Кроме того, городские поверхности поглощают и сохраняют больше тепла по сравнению с естественным почвенным покровом, что еще больше повышает температуру. Понимание этих факторов помогает нам создавать более прохладные и устойчивые города.

Свойства городских материалов, в частности, коэффициент отражения солнечной энергии, коэффициент теплоизлучения и теплоемкость, также влияют на развитие городского острова тепла, поскольку они определяют, как солнечная энергия отражается, излучается и поглощается.