På denna sida:
- Vad är Heat Islands?
- Orsaker till Heat Islands
- Egenskaper för Heat Islands
- Heat Island-effekter
- Minska Heat Islands
Vad är Heat Islands?
Strukturer som byggnader, vägar och annan infrastruktur absorberar och släpper ut solens värme mer än naturlandskap som skogar och vattendrag. Stadsområden, där dessa strukturer är mycket koncentrerade och grönska är begränsade, blir ”öar” med högre temperaturer i förhållande till avlägsna områden. Dessa fickor av värme kallas ”värmeöar.” Värmeöar kan bildas under olika förhållanden, inklusive under dagen eller natten, i små eller stora städer, i förortsområden, i norra eller södra klimat och under vilken säsong som helst.
En genomgång av forskningsstudier och data fann att värmeöeffekten i USA resulterar i dagstemperaturer i stadsområden cirka 1-7 ° F högre än temperaturer i avlägsna områden och nattemperaturer cirka 2-5 ° F högre. Fuktiga regioner (främst i östra USA) och städer med större och tätare befolkning upplever de största temperaturskillnaderna. Forskning förutspår att värmeöeffekten kommer att stärkas i framtiden när struktur, rumslig utbredning och befolkningstäthet i stadsområden förändras och växer.
Orsaker till Heat Islands
Heat Islands form som ett resultat av flera faktorer:
- Minskade naturlandskap i stadsområden. Träd, vegetation och vattenkroppar tenderar att kyla luften genom att ge skugga, transpirera vatten från växtblad och förånga ytvatten. Hårda, torra ytor i stadsområden – som tak, trottoarer, vägar, byggnader och parkeringsplatser – ger mindre skugga och fukt än naturlandskap och bidrar därför till högre temperaturer.
- Urban Material Properties. Konventionella konstgjorda material som används i stadsmiljöer som trottoarer eller takläggning tenderar att reflektera mindre solenergi och absorberar och avger mer av solens värme jämfört med träd, vegetation och andra naturliga ytor. Ofta bygger värmeöarna hela dagen och blir mer uttalade efter solnedgången på grund av den långsamma frisättningen av värme från stadsmaterial.
- Urban Geometry. Byggnadens mått och avstånd påverkar vindflödet och stadsmaterialens förmåga att absorbera och släppa solenergi. I starkt utvecklade områden blir ytor och strukturer som hindras av angränsande byggnader till stora termiska massor som inte lätt kan släppa ut värmen. Städer med många smala gator och höga byggnader blir urbana kanjoner, vilket kan blockera naturligt vindflöde som skulle ge kyleffekter.
- Värme genererad av mänskliga aktiviteter. Fordon, luftkonditioneringsenheter, byggnader och industrianläggningar avger värme till stadsmiljön. Dessa källor till mänskligt genererad, eller antropogen, spillvärme kan bidra till värmeöeffekter.
- Väder och geografi. Lugna och klara väderförhållanden resulterar i svårare värmeöar genom att maximera mängden solenergi som når stadsytor och minimera mängden värme som kan transporteras bort. Omvänt undertrycker starka vindar och molntäcke värmeöbildning. Geografiska funktioner kan också påverka värmeöeffekten. Närliggande berg kan till exempel hindra vind från att nå en stad eller skapa vindmönster som passerar genom en stad.
Egenskaper för Heat Islands
Heat Islands mäts vanligtvis av temperaturskillnaden mellan städer i förhållande till de omgivande områdena. Temperaturen kan också variera i en stad. Vissa områden är varmare än andra på grund av ojämn fördelning av värmeabsorberande byggnader och trottoarer, medan andra utrymmen förblir svalare till följd av träd och grönska. Dessa temperaturskillnader utgör värmeöar inom staden. I effektöversiktsdiagrammet är stadsparker, dammar och bostadsområden svalare än stadsområden.
I allmänhet är temperaturerna olika på jordens yta och i den atmosfäriska luften, högre ovanför staden. Av denna anledning finns det två typer av värmeöar: ytvärmeöar och atmosfäriska värmeöar. Dessa skiljer sig åt i hur de bildas, de tekniker som används för att identifiera och mäta dem, deras inverkan och till viss del de tillgängliga metoderna för att kyla dem.
- Ytvärmeöar. Dessa värmeöar bildas eftersom stadsytor som vägar och hustak absorberar och avger värme i större utsträckning än de flesta naturliga ytor. På en varm dag med en temperatur på 91 ° F kan konventionella takmaterial nå upp till 60 ° F varmare än lufttemperaturer. Ytvärmeöarna tenderar att vara mest intensiva under dagen när solen skiner.
- Atmosfäriska värmeöarna.Dessa värmeöar bildas som ett resultat av varmare luft i stadsområden jämfört med kallare luft i avlägsna områden. Atmosfäriska värmeöar varierar mycket mindre i intensitet än ytvärmeöar.
Värmeöns effekter
Värmeöar kan bidra till en rad miljö-, energi-, ekonomiska och mänskliga hälsoeffekter. Besök sidan Heat Island Impacts för mer information.
Minska Heat Islands
Det finns många strategier för att minska svårighetsgraden av Heat Island-effekten. Besök sidan Heat Island Cooling Strategies för mer information.
Hibbard, K.A., F.M. Hoffman, D. Huntzinger och T.O. Väst. 2017. Förändringar i marktäckning och markbiogeokemi. I klimatvetenskaplig specialrapport: Fjärde nationella klimatbedömningen, volym I. U.S. Global Change Research Program, Washington, DC. s. 277–302. doi: 10.7930 / J0416V6X.
Simmons, M.T., B. Gardiner, S. Windhager och J. Tinsley. 2008. Gröna tak skapas inte lika: Den hydrologiska och termiska prestandan hos sex olika omfattande gröna tak och reflekterande och icke-reflekterande tak i ett subtropiskt klimat. Stadsekosystem 11: 339.