Solución al efecto isla de calor

Toda la ciudad es como si estuviese envuelta en una burbuja de aislamiento térmico, la temperatura suele ser más alta que el área fuera de la burbuja, este es el llamado efecto isla de calor.
Autores | Su Jianhan

Es el verano abrasador lo que hace que la gente quiera quedarse en casa. Si cree que este año parece hacer más calor, no está solo. El Servicio de Cambio Climático Copernicus, financiado por la Unión Europea, señaló que este mes de junio rompió el récord histórico de 2016 y se convirtió en el mes de junio más caluroso del mundo registrado, y si solo se considera la región europea, es aún más difícil. La temperatura bruta es dos grados Celsius más alta que la temperatura promedio de 30 años, y este verano comienza en junio, que rompió el récord.

● Clima extremo y efecto isla de calor

Los cambios climáticos a largo plazo pueden ser difíciles de detectar y confirmar. Las anomalías climáticas a pequeña escala y a corto plazo son relativamente impresionantes, y el daño a los residentes locales es más inmediato. Una ola de calor es uno de estos eventos anormales. Se refiere a un período de tiempo en el que el clima es anormalmente más alto que la temperatura promedio local. Algunos ejemplos de registros recientes incluyen la ola de calor que devastó Europa a fines de junio, durante la cual aparecieron muchas partes de Europa occidental. La temperatura supera la temperatura promedio en más de cinco grados Celsius; a mediados de julio, la temperatura más alta de 20 grados Celsius se midió en Alert, la residencia permanente más al norte del mundo, durante dos días consecutivos, mientras que la temperatura promedio local en julio fue de solo alrededor de 3 grados Celsius.

Figura 1. Anomalías de temperatura en Europa del 25 al 29 de junio de 2019 (Fuente: ECMWF, Copernicus Climate Change Service)

Los lugares que con frecuencia experimentan altas temperaturas, como los desiertos, tienen características comunes como terreno seco, accidentado, de color oscuro y desnudo sin vegetación, características que se asemejan a la apariencia de una ciudad. Nuestra ciudad está llena de estructuras hechas de materiales impermeables como asfalto, hormigón, etc. Estos pavimentos impermeables absorben mucho calor del sol durante el día y luego liberan el calor durante la noche, haciendo que la ciudad no sea eficaz durante la noche. Enfriamiento; además, debido a la falta de vegetación en la ciudad, además de la pérdida más directa de sombra, también pierde la función de reducir la temperatura a través de la evapotranspiración de las plantas. El pavimento impermeable conduce a un aumento en la velocidad de escorrentía superficial, lo que dificulta la retención de agua de las ciudades. , Toda la ciudad es como estar envuelta en una burbuja de aislamiento térmico, la temperatura suele ser más alta que el área fuera de la burbuja, este es el llamado efecto isla de calor (Urban Heat Island, UHI).

La intensidad de UHI varía con el área de la ciudad. Tomando a los Estados Unidos como ejemplo, Baltimore, Atlanta y otras ciudades en la costa este con vegetación bajo imágenes satelitales a gran escala han medido UHI en relación con lugares secos. Las Vegas, que carece de vegetación, es mucho más severa. Cuando llega una ola de calor y UHI aviva las llamas, estas ciudades con climas más suaves serán más vulnerables y los residentes serán más vulnerables a la mala adaptación. Si la ola de calor llega o no, no está determinado por los seres humanos, si quieres reducir los daños, puedes comenzar con la planificación y construcción de la ciudad.

● Espacio verde y techo

Iluminar los techos urbanos puede ayudar a aliviar el impacto del UHI. Estudios anteriores han señalado que al mediodía en verano, la temperatura medida en un techo negro puede ser más de 20 grados centígrados más alta que un techo blanco, y un techo blanco es relativamente oscuro. El techo puede reflejar más radiación solar hacia la atmósfera, reducir el calor almacenado en la ciudad durante el día y también reducir el impacto de UHI. Desde 2009, la ciudad de Nueva York ha lanzado el Cool Roofs Project (NYC CoolRoofs) y continúa pintando revestimientos reflectantes en los techos de la ciudad. En el verano de 2018, ha sido de 9.2 millones de pies cuadrados (aproximadamente el área de un campus de la Universidad Nacional de Taiwán) Con ropa nueva en los techos de estas áreas, se espera que estas áreas puedan ahorrar entre un 10% y un 30% en los costos de aire acondicionado, bajar la temperatura y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.

Figura 2. Fotografía aérea del Bajo Manhattan, Nueva York, con techos blancos visibles (Fuente: Google 2019, datos de mapas)

Otro enfoque intuitivo es aumentar el área de espacio verde con múltiples árboles. Además de brindar sombra y retención de agua, reconstruir el espacio verde para permitir la evapotranspiración para ayudar a enfriar la ciudad, además, cubrir el techo con vegetación, aumentar la reflectividad de la carretera, etc. Todos se consideran efectivos, y cómo encontrar la combinación de estrategias más adecuada para diferentes paisajes en ciudades como áreas industriales, áreas residenciales y áreas comerciales, y en qué medida es más efectivo, es un desafío para los urbanistas.

● Diferentes paisajes son adecuados para diferentes combinaciones estratégicas: tome Portland como ejemplo.

Dado que la composición del paisaje en la ciudad es bastante compleja, la zonificación del uso del suelo puede cumplir en general con la política, pero no es uniforme en general. Por lo tanto, cuando se piensa en cómo reducir el impacto de la UHI en toda la ciudad, quizás la mejor manera sea ajustar las medidas a las condiciones locales. Cada descanso. Un estudio dividió la ciudad de Portland en los EE. UU. En una serie de cuadrículas de malla de 100 metros de largo y clasificó estas cuadrículas en seis tipos de paisajes, a saber, áreas residenciales verdes altas (HCN), áreas urbanas (UD) y áreas medias. Área residencial verde (MCN), área industrial (HI), área urbana verde (VU), área suburbana (SR), y luego seleccione un sitio representativo de varios paisajes, use el sistema de simulación de microclima ENVI-met para implementar diferentes programas Son: (A, NoGreen) reemplazar todos los espacios verdes con asfalto, (B, AddGreen) agregar espacios verdes a todos los pasillos y espacios de estacionamiento, (C, GreenRoof) cubrir todos los techos con una cierta altura de césped, (D, RoofAlbedo) mejorar el techo Reflectividad, (E, RoadAlbedo) para mejorar la reflectividad de la superficie de la carretera, (F, Combinación) utilice simultáneamente (B), (D), (E), para estudiar los cambios de temperatura causados ​​por estas seis soluciones en seis tipos de paisajes.

Figura 3. (Izquierda) Modelos de simulación de los tres paisajes en el estudio (derecha) Clasificación del paisaje de Portland (por color), los puntos negros son ubicaciones representativas del paisaje (fuente: [5])
Tabla 1. Los resultados de la simulación de la diferencia de temperatura causada por los seis escenarios aplicados a los seis paisajes (fuente: [5])

Los resultados de la simulación no son sorprendentes. El Plan A hizo un flaco favor en los seis paisajes, aumentando la temperatura de la zona, lo que a su vez permitió confirmar la capacidad del asfalto para capturar nuevamente el calor; el Plan B a F fue correcto en los seis paisajes. El enfriamiento tiene un efecto positivo, que está bastante en línea con nuestra intuición. Aunque los resultados son bastante intuitivos, se pueden encontrar algunas diferencias regionales después de observar los datos más de cerca. El estudio señaló que el grado de enverdecimiento del paisaje en sí mismo puede explicar la efectividad del plan. Observando los datos del área urbana (UD) y del área urbana verde (VU), se puede encontrar que el área urbana (UD) con un bajo grado de enverdecimiento originalmente se enfrió después de varias El grado de enfriamiento es relativamente alto; además, el potencial de diferentes soluciones de enfriamiento puede tener techos, como el área industrial más desnuda (HI), quizás porque el área del edificio es demasiado grande, y el efecto de enfriamiento después del enverdecimiento aún no es tan bueno como el de la ciudad. Distrito (UD). Además, el estudio también señaló que aumentar el albedo del techo (RoofAlbedo) ayuda a enfriar mejor el efecto que cubrir el techo con césped (GreenRoof). Considerando el costo y los gastos de mantenimiento, el primero puede ser una opción más económica.

● La solución varía de una ciudad a otra.

Incluso dentro de la misma ciudad, diferentes regiones tienen diferentes mejores estrategias para lidiar con UHI. Naturalmente, los resultados de la investigación en Portland solo pueden mantenerlo en Portland debido al clima en otras ciudades. Las condiciones y el paisaje son diferentes a los de Portland, y el cuerpo es diferente, por lo que no existe un antídoto de una sola pieza. No obstante, la investigación antes mencionada guía un camino para que los planificadores de otras ciudades descubran y sigan este conjunto de procedimientos de investigación para implementar soluciones para sus propias ciudades.

 

Materiales de referencia:

[1] Temperaturas récord para junio
[2] El calor del Ártico golpea el asentamiento más septentrional de la Tierra a 21 grados Celsius, batiendo un récord
[3] En la ciudad, Bright es el nuevo negro
[4]La ciudad de Nueva York ha pintado de blanco más de 9.2 millones de pies cuadrados de tejados, y podría ser un plan brillante para combatir el calor.
[5] Y. Makido, D. Hellman y V. Shandas, “Diseños basados ​​en la naturaleza para mitigar el calor urbano: la eficacia de los tratamientos de infraestructura verde en Portland, Oregón”, Atmosphere, vol. 10, 2019. doi: 10.3390 / atmos10050282


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