Förklarare: Urban värmeöar och hur man kyler dem

Har du någonsin lagt märke till hur kvällarna svalnar mer – och snabbare – på landsbygden än de gör i städerna? Stadsområden tenderar också att bli varmare under dagen än några närliggande områden med mycket grönska. Faktum är att på dagen tenderar urbana platser i USA att vara mellan 0,5° till 3,9° Celsius (1° till 7° Fahrenheit) varmare än ytterområden. Även på natten är städerna cirka 1,1 till 2,8 °C (2 till 5 °F) varmare. Det är ett fenomen som kallas urban värmeö-effekt.

Det orsakas av skillnaden i material som täcker marken i stadsområden kontra landsbygden.

I landet hjälper avdunstning av vatten från jord och blad från växter till att kyla luften. Städer har dock täckt mycket av jorden och en gång gröna områden med vägar, trottoarer och byggnader. Med färre växter har dessa områden också mindre evaporativ kylning. Mörka vägar, tak och andra byggmaterial har också en lägre albedo, vilket innebär att de reflekterar mindre solljus. Detta ökar ännu mer hur mycket solvärme en stad absorberar.

Städer har också svårare att släppa värme, konstaterar James Voogt. Han är stadsklimatolog i Kanada vid Western University i London, Ontario. Städer har betong och asfalt istället för växter och jord. – Byggnaderna i tätorter tenderar att vara sammansatta av material som är bättre på att lagra värme, säger han. Höga byggnader blockerar också varm luft från att stiga upp och ut.

Slutligen, när människor kör bilar, värmer upp byggnader och kör luftkonditionering, “dumpar städer spillvärme direkt i atmosfären”, förklarar Voogt. Den spillvärmen lägger till solenergin som lagras i asfalten och betongen och fångas av de höga byggnaderna.

Satelliter kan avbilda värmeöar från rymden och registrera hur deras temperaturer stiger och sjunker. De visar att städer blir varmare under dagen. Men natten är då temperaturen skiljer sig som mest mellan stad och land, säger Voogt. En stad kommer att ha mer värme att göra sig av med. Och, tillägger han, “staden blir också av med värmen långsammare.”

Men städer behöver inte vara riktigt så heta. De kan öka sin albedo, till exempel genom att måla tak vita eller andra ljusa färger. Eller så kan de lägga till reflekterande beläggningar på mörka takmaterial.

Att plantera mer grönska hjälper också. Alberto Martilli är en klimatforskare. Han arbetar på Centre for Environment, Technology and Energy i Madrid, Spanien. Han är en del av ett team som har visat hur träd och grönområden hjälper coola städer.

“En sommardag på gatan känner man värmen”, förklarar Martilli. “Detta beror på att ytan värmer luften.” Dessa stigande energivågor kallas för sensibel värme – eftersom du “känner” eller känner den. Att lägga till fler träd och parker, säger han, kan hjälpa stadsområden att förändra hur vi upplever den värmen. Med det menar han att de kan ändra sensibel värme till en annan typ: latent värme.

Växter fångar upp förnuftig värme och omvandlar den till latent värme – energin som förvandlar flytande vatten till vattenånga. Den ånga försvinner från växtens blad, vilket tillför fukt till luften. Men det värmer inte luften. Gröna ytor och svala färger i en stad förvandlar mer förnuftig värme till latent värme, finner Martilli och hans kollegor.

Forskarna analyserade hur mycket gröna ytor och svala tak – de med en mycket reflekterande yta – kunde påverka temperaturen i Barcelona, ​​Spanien. De använde en datormodell av en värmebölja som drabbade staden 2015. Mer svala tak, visade det sig, kunde ha dämpat värmen i närområdet med 0,67 °C (1,2 °F) under dagen. Sådana tak hade liten effekt på natten.

Det låter kanske inte så mycket. Men lägg till lite vatten i grönskan så intensifieras det. Grönområden, visade modellen, skulle ha kylt sina områden med i genomsnitt 0,15 °C (0,27 °F) på dagen och 0,17 °C (0,32 °F) på natten. Växter släpper ut en del av det extra vattnet genom sina löv. Det pumpar upp anläggningarnas kylkraft. Kombinera blekmålade tak med vattning av grönområden och de drabbade områdena bör nu vara cirka 1,26 °C (2,27 °F) mindre varma mitt på dagen.

Nu är det coolt.

Martilli och hans kollegor publicerade sina resultat i maj 2021 Urban Climate.