Una isla urbana ( UHI ) del calor del es una zona metropolitana que es perceptiblemente más caliente que sus alrededores. La diferencia de la temperatura es generalmente más grande en la noche que durante el día y más grande en invierno que en verano, y es la más evidente cuando los vientos son débiles. La causa principal de la isla urbana del calor es modificación de la superficie de la tierra por el desarrollo urbano; el calor residual generado por uso de la energía es un contribuidor secundario. Mientras que los centros poblados crecen tienden a modificar cada vez más un área de la tierra y a tener un aumento correspondiente en la temperatura media. En parte como resultado del efecto urbano de la isla del calor, la precipitación mensual es el cerca de 28% mayor entre 20-40 millas de en la dirección del viento de ciudades, comparado con contra el viento.
Causas
Hay varias causas de un UHI, conforme a Oke (1982). La razón principal de calentarse de la noche es edificios (comparativamente calientes) que bloquean la visión (relativamente al cielo nocturno del frío) (véase la radiación termal ). Dos otras razones son cambios en las características termales de los materiales superficiales y la carencia Evapotranspiration en zonas urbanas. Los materiales de uso general en zonas urbanas, tales como concreto y asfalto, tienen características a granel termales perceptiblemente diversas (capacidad de calor incluyendo y la conductividad termal ) y características radiativas de la superficie (albedo y emisividad ) que las zonas rurales circundantes. Esto causa un cambio en el balance energético de la zona urbana, llevando a menudo a temperaturas más altas que zonas rurales de alrededor. El balance energético también es afectado por la carencia de la vegetación en zonas urbanas, que inhibe el enfriamiento por el evapotranspiration.
Otras causas de un UHI son debido a los efectos geométricos. Los edificios altos dentro de muchas zonas urbanas proporcionan las superficies múltiples para la reflexión y la absorción de la luz del sol, aumentando la eficacia con la cual las zonas urbanas son heated. Esto se llama el " effect" de la barranca;. Otro efecto de edificios es el bloqueo del viento, que también inhibe el enfriamiento por la convección . El calor residual del aire acondicionado, de la industria, y de otras fuentes también contribuye al UHI. Los niveles de la contaminación en zonas urbanas pueden también aumentar el UHI, tantas formas de cambio de la contaminación las características radiativas de la atmósfera.
El EPA discute una de las razones cuando dice: las islas del calor del del forman mientras que la vegetación es substituida por el asfalto y el concreto para los caminos, los edificios, y otro estructura necesario acomodar a poblaciones en crecimiento. Estas superficies absorben - algo que reflejar - el calor del sol, haciendo las temperaturas superficiales y las temperaturas ambiente totales levantarse.
La isla poco-usada del calor del del término refiere a cualquier área, poblada o no, que sea constantemente más caliente que los alrededores.
Algunas ciudades exhiben un efecto de la isla del calor, más grande en la noche (véase abajo), y particularmente de verano, o quizás de invierno, con varios grados entre el centro de la ciudad y los campos circundantes. La diferencia en temperatura entre un centro urbano y sus suburbios circundantes se menciona con frecuencia en informes de tiempo: e., " 68 grados de céntrico, 64 en el suburbs."
Significación
UHIs tiene el potencial para influenciar directo la salud y el bienestar de residentes urbanos. Dentro de los Estados Unidos solamente, un promedio de 1000 personas muere cada año debido al calor extremo (Changnon y otros, 1996). Mientras que UHIs es caracterizado por temperatura creciente, pueden potencialmente aumentar la magnitud y la duración de las olas de calor dentro de ciudades. La investigación ha encontrado que la tarifa de mortalidad durante una ola de calor aumenta exponencial con la temperatura máxima (Buechley y otros, 1972), un efecto que es exacerbado por el UHI. El efecto de la noche de UHIs (discutido abajo) puede ser particularmente dañoso durante una ola de calor, pues priva a residentes urbanos de la relevación fresca encontrada en zonas rurales durante la noche (Clarke, 1972).
La investigación en los Estados Unidos sugiere que la relación entre la temperatura y la mortalidad extremas en los E. varíe por la localización. Según el programa sobre efectos sobre la salud del cambio ambiental global en la Universidad John Hopkins (JHU), el calor es más probable aumentar el riesgo de mortalidad en ciudades en las latitudes medias y las altas latitudes con la variación anual significativa de la temperatura. Por ejemplo, cuando el Chicago y Nueva York experimenta temperaturas inusualmente calientes del verano, los niveles elevated de enfermedad y de muerte se predicen. En cambio, las partes del país que son suaves a a lo largo de todo el año caliente tienen un riesgo para la salud público más bajo del calor excesivo. La investigación de JHU demuestra que los residentes de ciudades meridionales, tales como Miami, tienden a acclimated a las condiciones atmosféricas calientes y por lo tanto menos vulnerable.
Otra consecuencia de las islas urbanas del calor es la energía creciente requerida para el aire acondicionado y la refrigeración en las ciudades que están en climas comparativamente calientes. El grupo de islas del calor estima que el efecto de la isla del calor cuesta a Los Ángeles cerca de $100 millones por año en energía. Inversamente, los que están en climas fríos tales como Chicago necesitarían probablemente algo menos en la manera de calefacción.
Aparte del efecto obvio sobre temperatura, UHIs puede producir efectos secundarios sobre meteorología local, incluyendo la alteración de los patrones locales del viento, el desarrollo de nubes y de la niebla, la humedad, y los índices de precipitación.
Usar imágenes basadas en los satélites, los investigadores descubrieron que los climas de la ciudad tienen una influencia sensible en estaciones de crecimiento de la planta hasta 10 kilómetros (6 millas) lejos de los bordes de una ciudad. Las estaciones de crecimiento en 70 ciudades en Norteamérica del este eran cerca de 15 días más de largo en las zonas urbanas comparadas a las zonas rurales fuera de la influencia de una ciudad.
Mitigación
El efecto de la isla del calor se puede contrariar levemente por los materiales blancos o reflexivos el usar para construir las casas, pavimentos, y los caminos, así aumentando el albedo total de la ciudad. Esto es una práctica establecida desde hace mucho tiempo en muchos países. Una segunda opción es aumentar la cantidad de vegetación bien-regada. Estas dos opciones se pueden combinar con la puesta en práctica de las azoteas del verde
La ciudad de Nueva York Determinó eso que el potencial de enfriamiento más grande por área era el más alto para los árboles de la calle, seguido por las azoteas de vida, enciende la superficie cubierta, y el establecimiento del espacio abierto. Del punto de vista de la rentabilidad, las superficies ligeras, las azoteas ligeras, y el establecimiento del en la acera tienen costos más bajos por la reducción de temperatura.
Comportamiento diurnal
El IPCC indica ese " es bien sabido que comparado a las islas urbanas del calor de las áreas no-urbanas levantar las temperaturas de la noche más que el d3ia temperatures." Por ejemplo, Moreno-García (internacional. Climatology, 1994) encontrado que Barcelona era el refrigerador 0.2°C para los máximos diarios y el calentador 2.9°C para los mínimos que una estación rural próxima. De hecho, una descripción del primer informe del UHI por el Lucas Howard en el 1820 dice: el Howard del
l era también descubrir que el centro urbano era más caliente en la noche que el campo circundante, una condición que ahora llamamos la isla urbana del calor. Debajo de una tabla presentada en el clima de Londres (1820), de una comparación de nueve años entre las lecturas de la temperatura en Londres y en el país, él comentó: " La noche es refrigerador del calentador 3.34° en la ciudad que en el country." Él atribuyó esta diferencia al uso extenso del combustible en la ciudad.
Aunque temperatura del aire UHI es generalmente la más evidente en la noche, las islas urbanas del calor exhiben comportamiento diurnal significativo y algo paradójico. Temperatura del aire UHI es grande en la noche y pequeño durante el día, mientras que el contrario es verdad para la temperatura superficial UHI. De Roth y otros (1990): urban&ndash nocturno del
l ; las diferencias rurales… en las temperaturas superficiales son mucho más pequeñas que en el d3ia. Éste es el revés del caso para temperatura del aire próximos a la superficie.
A través del d3ia, particularmente cuando los cielos están libres de nubes, las superficies urbanas son calentadas por la absorción de la radiación solar . Como se describe anteriormente, las superficies en las zonas urbanas tienden a calentarse más rápidamente que los de las zonas rurales circundantes. En virtud de sus altas capacidades de calor, estas superficies urbanas actúan como depósito gigante de la energía térmica. (Por ejemplo, el concreto puede llevar a cabo áspero 2000 veces mÌas calor como un volumen equivalente de aire.) Consecuentemente, la temperatura superficial diurna grande UHI se considera fácilmente vía la teledetección termal (e.
Sin embargo, al igual que a menudo el caso con la calefacción diurna, esto que se calienta también tiene el efecto de generar los vientos convectivos dentro de la capa de límite urbana . Se teoriza que, debido a la mezcla atmosférica esa los resultados, temperatura del aire UHI son generalmente mínimos o no existentes durante el día, aunque las temperaturas superficiales pueden alcanzar extremadamente niveles (Camilloni y Barros, 1997).
En la noche, sin embargo, la situación invierte. La ausencia de calefacción solar hace la convección atmosférica disminuir, y la capa de límite urbana comienza a estabilizarse. Si ocurre bastante stablization, se forma una capa de inversión . Esto atrapa el aire urbano cerca de la superficie, y permite que caliente de las superficies urbanas aún-calientes, formando temperatura del aire de la noche UHI.
La explicación para el máximo de la noche es que la causa principal de UHI es bloqueo del " view" del cielo; durante el enfriamiento: las superficies pierden calor en la noche principalmente por la radiación (comparativamente al cielo del frío), y esto es bloqueada por los edificios en una zona urbana. El enfriamiento radiativo es más dominante cuando la velocidad del viento es baja y el cielo es despejado, y el UHI se encuentra de hecho para ser el más grande en la noche en estas condiciones.
Relación al calentamiento del planeta
Porque algunas partes de algunas ciudades pueden ser varios grados más calientes que sus alrededores, se han despertado las inquietudes que los efectos de la urbanización irregular se pudieron malinterpretar como aumento en la temperatura global . Mientras que la “isla del calor” que se calienta es un efecto local importante, no hay evidencia que predispone las tendencias del en el expediente histórico de la temperatura; por ejemplo, las tendencias urbanas y rurales son muy similares.
El IPCC (2001) dice: el
l sin embargo, sobre las áreas de tierra del hemisferio norte donde están las más evidentes las islas urbanas del calor, las tendencias bajo-troposférico la temperatura y temperatura del aire de la superficie no demuestra ninguna diferencia significativa. De hecho, lo hacen las temperaturas bajo-troposféricas calientes a una tarifa levemente mayor sobre Norteamérica (sobre 0.28°C/decade usar datos basados en los satélites) que las temperaturas superficiales (0.27°C/decade), aunque la diferencia no sea otra vez estadístico significativa.
Observar que no todas las ciudades demuestran calentarse concerniente a sus alrededores rurales. Por ejemplo, Hansen y otros (JGR, 2001) ajustó tendencias en estaciones urbanas en todo el mundo a las estaciones rurales del fósforo en sus regiones, en un esfuerzo para homogeneizar el expediente de la temperatura. De estos ajustes, el del 42% calentó las tendencias urbanas: cuál es decir que en el 42% de casos, las ciudades conseguían el refrigerador del concerniente a sus alrededores algo que el calentador. Una razón es que las zonas urbanas son heterogéneas, y las estaciones meteorológicas se localizan a menudo en " islands" fresco; - parques, por ejemplo - dentro de zonas urbanas.
Peterson (2003) indica que los efectos de la isla urbana del calor se pudieron haber exagerado, encontrando ese " El contrario a la sabiduría generalmente aceptada, ninguÌn impacto estadístico significativo de la urbanización se podía encontrar en temperatures." anual; Esto fue hecha usando la detección basada en los satélites del night-light de zonas urbanas, y una homogeneización más cuidadosa de la serie de tiempo (con correcciones, por ejemplo, para la tendencia de rodear estaciones rurales para ser levemente más alto, y así el refrigerador, que zonas urbanas). Mientras que el de papel dice, si se acepta su conclusión, después es necesario al " desenredar el misterio de cómo una serie de tiempo global de la temperatura creada en parte de estaciones ines situ urbanas no podría demostrar ninguna contaminación de warming." urbano; La conclusión principal es que micro- y local-escalar los impactos dominan meso-escalan el impacto de la isla urbana del calor: muchas secciones de ciudades pueden ser más calientes que sitios rurales, pero las observaciones meteorológicas son probables ser hechas en " del parque; islands." fresco;
Un estudio de David Parker publicó en la naturaleza en noviembre de 2004 y en el diario del clima en 2006 tentativas de probar la teoría urbana de la isla del calor, comparando las lecturas de la temperatura adquiridas noches tranquilas con ésas adquiridas noches ventosas. Si la teoría urbana de la isla del calor está correcta entonces los instrumentos deben haber registrado una subida de temperatura más grande por noches tranquilas que para las ventosas, porque el viento sopla exceso de calor lejos de ciudades y lejos de los instrumentos de medida. No había diferencia entre las noches tranquilas y ventosas, y el autor dice: demostramos que, global, las temperaturas sobre tierra se han levantado tanto en noches ventosas como en las noches tranquilas, indicando que el calentarse observado del guardapolvo no es una consecuencia del desarrollo urbano.
Sin embargo, el Rogelio A. Pielke ha demandado que Parker 2004 tiene " asuntos importantes con su conclusions" debido a su investigación publicó en letras geofísicas de la investigación que indica: " del ; si el cambio de flujos nocturno de calor de la capa de límite en un cierto plazo, las tendencias de la temperatura debajo de los vientos ligeros en la capa superficial es una función de la altura, y ésa las mismas tendencias de la temperatura no ocurrirán en la capa superficial en el viento ventoso y ligero nights.
Otra visión, llevada a cabo a menudo por los escépticos del calentamiento del planeta, es que mucho del aumento de la temperatura visto en termómetros cones base en tierra podría ser debido a un aumento en la urbanización y a la localización de las estaciones de la medida en las zonas urbanas [http://www. Sin embargo, estas opiniónes se presentan principalmente en " literature" popular; y no hay papeles peer-reviewed científicos sabidos que llevan a cabo esta visión.
El cuarto informe de gravamen del IPCC (2007: p.244) dice el siguiente.
Estudios que han mirado escalas hemisféricas y globales concluir que cualquier tendencia urbano-relacionada es una orden de la magnitud tendencias de escala de tiempo más pequeño que de diez años y más largas evidentes en la serie (e., Jones y otros, 1990; Peterson y otros, 1999). Este resultado se podía atribuir en parte a la omisión del conjunto de datos cuadriculado de una pequeña cantidad de sitios (el <1%) con el claro tendencias que se calientan urbano-relacionadas. En un sistema mundial de cerca de 270 las estaciones, Parker (2004, 2006) observaron que el calentarse tiende en noche las temperaturas mínimas durante el período 1950 a 2000 no eran realzado en las noches tranquilas, que serían el tiempo muy probablemente para ser afectado por calentarse urbano. Así, el calentarse global de la tierra la tendencia discutida es muy poco probable ser influenciado perceptiblemente cerca urbanización cada vez mayor (Parker, 2006). … Por consiguiente, este gravamen agrega el mismo nivel de urbano incertidumbre que se calienta como en el ALQUITRÁN: 0.006°C por década desde 1900 para la tierra, y 0.002°C por década desde entonces 1900 para la tierra mezclada con el océano, como océano UHI es cero.Zenithic National Military Command Center
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