27.08.2024

Древний Рим знал способы борьбы с эффектом городского острова тепла-как уроки истории применимы к современным городам

Брайн Стоун-младший. Профессор экологического планирования.

В то время как сильная жара бьет рекорды по всему миру, малоизвестный факт дает некоторую надежду на охлаждение городов: даже в периоды самой сильной жары некоторые городские кварталы никогда не испытывают аномальной жары.

Как это возможно?

Цивилизации осознавали силу городов нагревать и охлаждать себя на протяжении столетий. Городские архитекторы Древнего Рима призывали сужать улицы, чтобы снизить поздние послеполуденные температуры . Было обнаружено, что узкие улицы охлаждают воздух, ограничивая площадь, подверженную прямому солнечному свету.

Побеленная архитектура греческих островов демонстрирует еще одну давно практикуемую стратегию. Светлые стены и крыши могут помочь охладить города, отражая входящий солнечный свет.

В жарких и влажных регионах юга США Томас Джефферсон предложил другой подход к охлаждению: все новые поселения должны использовать шахматный рисунок из густо засаженных городских кварталов, перемежающихся плотной застройкой. Это могло бы способствовать охлаждению за счет конвективного движения воздуха между прохладными и теплыми зонами.

Как я исследовал в своей недавней книге «Радикальная адаптация: трансформация городов для мира с изменившимся климатом», современные города непреднамеренно повышают собственную температуру, создавая то, что известно как «эффект городского острова тепла».

Как города нагреваются

Температура в городах повышается четырьмя основными способами :

Застройщики вырубают деревья, чтобы освободить место для зданий и автомобилей. Когда кроны деревьев исчезают, это уменьшает затенение и выделение охлаждающего водяного пара из листьев через транспирацию .

Городское строительство затем усиливает тепло. Асфальт, бетон и темные кровельные материалы поглощают тепло от Солнца и нагревают окружающую среду.

Поглощенная солнечная энергия усугубляется огромным количеством отработанного тепла, выделяемого промышленными процессами, выхлопными трубами автомобилей и системами кондиционирования воздуха в зданиях.

В районах города, где расположены высотные здания, лучистая энергия, выделяемая улицами и парковками, задерживается в бетонных каньонах , что еще больше повышает температуру.

В совокупности эти четыре фактора, влияющие на эффект городского острова тепла, могут повысить температуру в городе на 10–20 градусов по Фаренгейту (5,6–11 градусов по Цельсию) в жаркий летний полдень — существенное изменение погоды, вызванное деятельностью человека, которое может представлять серьезную угрозу здоровью для тех, у кого нет кондиционера.

В сочетании с дизайном застроенной среды, естественная топография города может еще больше подчеркнуть разницу температур между районами. Холмы и туманные узоры Сан-Франциско, например, последовательно разделяют районы города на отдельные климатические зоны. А широкое использование систем орошения дворов в жарком и засушливом климате может привести к тому, что городские температуры будут ниже, чем в окружающей пустыне, иногда их называют городскими прохладными островами.

Простые шаги по охлаждению городов

Понимание того, в какой степени города могут нагреваться, дает мощные инструменты для их охлаждения, поскольку глобальное потепление, вызванное деятельностью человека, повышает базовую температуру.

Во-первых, крайне важно, чтобы города резко сократили выбросы парниковых газов, чтобы прекратить подпитывать глобальное явление изменения климата. В глобальном масштабе городские районы с их промышленностью, транспортными средствами и зданиями составляют более 70% выбросов парниковых газов от использования энергии, и их население быстро растет . Даже глобально скоординированное сокращение выбросов парниковых газов потребует многих десятилетий, чтобы заметно замедлить тенденции потепления , поэтому городам все равно придется адаптироваться.

Города также могут замедлить темпы потепления, вызванного городским островом тепла, предпринимая иногда простые шаги. Исследования показывают, что польза для здоровья от сокращения городского острова тепла может быть существенной.

В лаборатории городского климата Georgia Tech я и мои коллеги сотрудничаем с городскими властями, чтобы оценить охлаждающий потенциал городского управления теплом — наборы стратегий, призванных обратить вспять эффект городского острова тепла. Для этого мы измеряем прямую пользу для здоровья от таких действий, как расширение лесного покрова и другой зеленой инфраструктуры, а также использование прохладных материалов для дорог и крыш.

Наша работа показывает, что посадка деревьев всего лишь на половине пространства, доступного для поддержки древесного полога, например, вдоль улиц, на парковках и во дворах жилых домов, может снизить летнюю полуденную температуру на 5–10 °F (2,8–5,6 °C), что позволит сократить количество смертей, связанных с жарой, на 40–50 % в некоторых районах .

В знак признания этих существенных преимуществ город Нью-Йорк поставил перед собой цель посадить 1 миллион деревьев в пяти районах города и выполнил ее.

Прохладный кровельный материал и светлые поверхности также могут помочь снизить температуру. Если вы наденете черную рубашку на солнце в жаркий день, вы нагреетесь больше, чем если бы вы надели белую рубашку. Аналогично, светлые строительные материалы, кровельные покрытия и черепица будут отражать больше входящего солнечного тепла, чем темные , и поглощать меньше этого тепла. Это особенно эффективно в жаркий день, когда солнечное излучение наиболее сильное.

Чтобы использовать этот охлаждающий эффект, в 2013 году Лос-Анджелес стал первым крупным городом, который потребовал устанавливать прохладные крыши на всех новых домах.

Что города могут сделать сейчас

Агрессивные стратегии по увеличению зеленого покрова деревьев в городах, быстрый переход на прохладные кровельные материалы и даже замена некоторых уличных парковочных полос и других недостаточно используемых непроницаемых зон биоотстойниками, заполненными растительностью, могут существенно снизить городскую температуру. При этом может повыситься устойчивость города к повышению температуры.

Оценки риска городской жары, проведенные нами во многих городах США, включая Атланту, Даллас, Луисвилл (штат Кентукки) и Сан-Франциско , показывают, что сочетание стратегий управления городской жарой может снизить температуру в районах более чем на 10 F (5,6 C) в жаркие дни и сократить преждевременную смертность, связанную с жарой, на 20–60 %.

Более прохладный город — более безопасный город, и создать его вполне по силам местным сообществам.