Cos'è un'isola di calore urbana?
Le isole termiche urbane si verificano, come suggerisce il nome, nelle aree metropolitane. È definita come la presenza di temperature significativamente più elevate nelle aree urbane rispetto alle temperature nelle zone rurali circostanti. Le isole termiche urbane sono più evidenti nei mesi invernali ed estivi, specialmente durante le ore notturne e quando i livelli del vento sono bassi. I centri urbani sono spesso più caldi di quelli circostanti e meno sviluppati. Durante il giorno, questa differenza di temperatura può essere compresa tra 1.8 ° e 5.4 ° fahrenheit. Alla sera, questa differenza può aumentare fino a 20 ° fahrenheit.
Quali sono le cause di un'isola di calore urbana?
Le più alte temperature delle isole di calore urbano possono essere attribuite all'attività umana, in particolare ai cambiamenti delle superfici terrestri. Lo sviluppo urbano richiede l'uso di quantità significative di cemento e asfalto per scopi di copertura e per pavimentare marciapiedi e strade. Questi materiali hanno proprietà termiche sfuse che assorbono più radiazioni solari rispetto alle superfici che si trovano nelle aree rurali. Inoltre, questi materiali hanno diverse proprietà radiative superficiali, il che significa che emettono energia come radiazione termica o calore.
Molte aree urbane mancano anche di copertura verde, come la vegetazione. Le piante aiutano a creare l'evapotraspirazione, una fase importante del ciclo dell'acqua. Durante l'evapotraspirazione avvengono due scambi: evaporazione e traspirazione. Nell'evaporazione, l'acqua evapora dal suolo, dalle cime degli alberi e dai corpi d'acqua nell'aria circostante. Nella traspirazione, il contenuto di acqua vegetale viene perso sotto forma di vapore attraverso gli stomi delle foglie delle piante. Il processo di evapotraspirazione aiuta a raffreddare l'aria circostante. Non solo le città sperimentano livelli inferiori di evapotraspirazione rispetto alle aree rurali, ma hanno anche meno aree di ombra di raffreddamento e una riduzione della rimozione di biossido di carbonio (un gas a effetto serra che contribuisce all'aumento delle temperature).
I ricercatori hanno stabilito che le isole di calore urbano sono anche causate dall'effetto canyon urbano. Ciò avviene a causa di edifici alti nelle immediate vicinanze, che forniscono più superfici per riflettere e assorbire la luce solare. Inoltre, questi edifici funzionano per impedire al vento di fluire attraverso la città. Dove il vento non può fluire liberamente, il raffreddamento per convezione non si verifica e l'inquinamento atmosferico è in grado di ristagnare e aumentare. L'aumento dell'assorbimento e della riflessione della luce solare, l'accumulo di inquinamento e la mancanza di raffreddamento per convezione funzionano tutti insieme per aumentare le temperature circostanti. Con l'aumento delle temperature urbane dovuto a questa combinazione di eventi, aumentano anche i livelli di ozono all'interno della città.
L'impatto delle isole di calore urbano sulle condizioni meteorologiche
Oltre all'aumento delle temperature, le isole di calore urbano influenzano anche le condizioni meteorologiche locali. Alcuni di questi cambiamenti alle condizioni meteorologiche includono: livelli di precipitazioni, copertura nuvolosa, presenza di nebbia, livelli di umidità e modelli di vento. L'aumento delle precipitazioni e l'attività temporale si verificano perché le temperature più calde provocano un movimento verso l'alto dell'aria circostante. Questo movimento verso l'alto ha il suo maggiore impatto tra 20 e 40 miglia sottovento rispetto al centro della città, dove i livelli delle precipitazioni possono essere 28% maggiori di quelli controvento del centro città.
Durante il giorno, le isole di calore urbano subiscono una bassa pressione, che consente di raccogliere l'aria umida proveniente dalle zone rurali circostanti. Quest'aria umida contrasta con l'aria calda e urbana e crea la condizione ideale per la copertura nuvolosa e l'aumento dell'umidità.
I climi urbani, tuttavia, hanno meno probabilità di sperimentare un'attività di tornado debole a causa della mescolanza turbolenta all'interno dell'isola di calore urbana. Un altro potenziale vantaggio delle isole di calore urbano è che lavorano per aumentare le stagioni di crescita delle piante nelle località vicine. Ad esempio, alcuni studi hanno rilevato che le aree in crescita situate intorno a 6.2 miglia al di fuori dei limiti di città vengono estese in media di 15 giorni.
L'impatto delle isole di calore urbano sugli animali
In alcuni casi, le isole di calore urbano attirano più vita animale. Questo è particolarmente vero per colonizzare specie come formiche, gechi domestici e volpi volanti dalla testa grigia. La volpe volante dalla testa grigia, ad esempio, è stata recentemente attratta da Melbourne, in Australia, a causa dell'incremento dell'indice di calore entro i limiti della città. Questa maggiore temperatura ha reso il clima invernale della città simile all'habitat comune delle specie nelle regioni settentrionali.
In altri casi, le isole termiche urbane influenzano negativamente il cibo e le risorse idriche entro i limiti della città. Ad esempio, la temperatura superficiale degli edifici cittadini è significativamente più calda dell'aria circostante. La pioggia poi corre via da questi edifici molto più caldi, riscaldando nel processo. Questo ruscellamento più caldo si fa strada nei vicini torrenti, fiumi, laghi e altri corpi idrici. Quando il deflusso riscaldato entra in questi corpi d'acqua, continua ad aumentare la loro temperatura pure. Questo è indicato come inquinamento termico e può aumentare le temperature dell'acqua fino a 20 ° fino a 30 ° fahrenheit. L'inquinamento termico ha un impatto negativo sulle popolazioni ittiche locali, inviandole in shock termici.
Poiché la stagione vegetativa delle piante viene spesso estesa nelle isole termiche urbane, anche l'approvvigionamento di cibo per altre specie animali è compromesso. Gli animali che fanno affidamento su certe piante come parte integrante della loro dieta iniziano ad adattare le loro stagioni di riproduzione naturale per adattarsi alla stagione vegetativa della pianta. Questo, a sua volta, ha una reazione a catena su altre specie vegetali e animali nella zona.
L'impatto delle isole di calore urbano sulla salute umana
Le isole termiche urbane non riguardano solo la salute dell'ambiente e della fauna locale, ma anche la salute degli esseri umani. Le temperature della città aumentate possono essere fatali durante le ondate di caldo estivo, in particolare per gli anziani. Solo negli Stati Uniti, una media di persone 1,000 muore ogni anno a causa del caldo estremo, che è aumentato esponenzialmente dalle isole di calore urbane. Gli abitanti urbani soffrono anche durante le ondate di calore perché l'isola di calore urbana impedisce alle temperature notturne di diminuire come nelle zone rurali. La ricerca ha scoperto che le isole di calore urbano non solo aumentano le temperature durante le ondate di calore, ma prolungano anche la loro durata.
Le temperature estreme portano a crampi di calore, colpi di calore e esaurimento di calore. Il colpo di calore può causare sindrome da distress respiratorio, mobilità ridotta o diminuzione della consapevolezza. Gli individui con condizioni di salute già sensibili, come la diagnosi di malattia di Parkinson o demenza, sono particolarmente suscettibili a funzioni cognitive significativamente compromesse durante le ondate di calore. Inoltre, si consiglia alle persone con diabete, obesità, asma, privazione del sonno o disturbi cardiovascolari di riscaldare l'esposizione. In questi casi, l'esposizione al calore può aggravare e intensificare i sintomi. Se queste condizioni di calore risultanti sono abbastanza gravi, potrebbero verificarsi danni permanenti agli organi. Se un individuo sopravvive a ondate di calore estreme con danni permanenti agli organi, ha un aumentato rischio di morte precoce.
