Vad är en Urban Heat Island?
Urban heat islands förekommer, som namnet antyder, i storstadsområden. Det definieras som närvaron av betydligt högre temperaturer i stadsområden jämfört med temperaturerna i omgivande landsbygdsområden. Urbana värmeöar är mer uppenbara under vintern och sommarmånaderna, särskilt under natten och när vindnivån är låga. Stadscentra är ofta flera grader varmare än de omgivande, mindre utvecklade områdena. Under dagen kan denna temperaturskillnad vara mellan 1.8 ° och 5.4 ° fahrenheit. På kvällen kan denna skillnad öka med så mycket som 20 ° fahrenheit.
Vad orsakar en stadsvärme ö?
De högre temperaturerna i stadsvärmeöarna kan hänföras till mänsklig aktivitet, särskilt för förändringar i markytor. Urban utveckling kräver användning av betydande mängder av cement och asfalt för takläggning och för att bana trottoarer och vägar. Dessa material har termiska bulkegenskaper som absorberar mer solstrålning än de ytor som finns i landsbygden. Dessutom har dessa material olika strålningsegenskaper, vilket innebär att de avger energi som värmestrålning eller värme.
Många stadsområden saknar också grön täckning, som vegetation. Växter hjälper till att skapa evapotranspiration, ett viktigt steg i vattencykeln. Under evapotranspiration sker två utbyten: förångning och transpiration. Vid avdunstning avdunstar vatten från marken, trädtoppar och vattenkroppar i omgivande luft. Vid transpiration försvinner växtvatteninnehållet som ånga genom stomatan av växtblad. Evapotranspirationsprocessen bidrar till att kyla omgivande luft. Inte bara upplever städerna lägre nivåer av evapotranspiration än landsbygden, men de har också mindre områden med kylskugga och minskat avlägsnande av koldioxid (en växthusgas som bidrar till ökade temperaturer).
Forskare har bestämt att stadsvärmeöarna också orsakas av urban canyon effekten. Detta sker på grund av höga byggnader i närheten, vilket ger flera ytor för reflekterande och absorberande solljus. Dessutom arbetar dessa byggnader för att blockera vind från att strömma genom staden. Där vinden inte kan flöda fritt förekommer inte konvektionskylning och luftföroreningar kan stagnera och öka. Ökningen i solljusabsorption och reflektion, uppbyggnad av förorening och brist på konvektionskylning arbetar tillsammans för att också öka omgivande temperaturer. När städerna ökar på grund av denna kombination av händelser ökar också ozonhalten i staden.
Inverkan av Urban Heat Islands på väderförhållanden
Utöver ökade temperaturer påverkar stadsvärmeöarna också lokala väderförhållanden. Några av dessa förändringar i väderförhållandena inkluderar: nederbördsnivåer, molntäckning, dimma närvaro, fuktighetsnivåer och vindmönster. Ökad nederbörd och åskväder uppträder eftersom de varmare temperaturerna resulterar i en uppåtgående rörelse av omgivande luft. Denna uppåtgående rörelse har störst inverkan mellan 20 och 40 miles nedåt i stadens centrum, där nederbörden kan vara 28% större än uppåtriktningen i stadens centrum.
Under dagen upplever stadsvärmeöarna lågt tryck, vilket gör att fuktig luft från närliggande landsbygdsområden kan samlas. Denna fuktiga luft motverkar den heta luften och skapar det idealiska villkoret för molntäckning och ökad luftfuktighet.
Stadsklimat är dock mindre benägna att uppleva svag tornadoaktivitet på grund av turbulent blandning inom stadsvärmen. En annan potentiell fördel med stadsvärmeöarna är att de arbetar för att öka växtens årstider på närliggande platser. Till exempel har vissa studier visat att växande områden som ligger runt 6.2 miles utanför stadens gränser förlängs med i genomsnitt 15 dagar.
Impact Of Urban Heat Islands On Animals
I vissa fall lockar städernas värmeöar mer djurliv. Detta gäller särskilt koloniserande arter, som myror, vanliga huskekor och gråhårig flygande räv. Den gråhåriga flygeln, till exempel, har nyligen lockats till Melbourne, Australien på grund av det ökade värmeindexet inom stadsgränsen. Denna ökade temperatur har gjort stadens vinterklimat som liknar artens gemensamma livsmiljö i norra regionerna.
I andra fall påverkar stadsvärmeöarna negativt mat- och vattenförsörjningen inom stadens gränser. Till exempel är stadsytans yttemperaturer betydligt varmare än den omgivande luften. Regn löper sedan av dessa mycket varmare byggnader och värmer upp i processen. Denna varmare avrinning leder till närliggande strömmar, floder, sjöar och andra vattenkroppar. När den uppvärmda avrinningen kommer in i dessa vattenkroppar fortsätter den att öka sin temperatur också. Detta kallas termisk förorening och det kan öka vattentemperaturen med så mycket som 20 ° till 30 ° fahrenheit. Termisk förorening har en negativ inverkan på lokala fiskpopulationer och sänder dem till termisk chock.
Eftersom växtsäsongen ofta förlängs i stadsvärmeöarna, påverkas även matförsörjningen för andra djurarter. Djur som är beroende av vissa växter som en integrerad del av kosten, börjar anpassa sina naturliga avelssäsonger för att matcha växtsäsongen. Detta har i sin tur en kedjereaktion på andra växt- och djurarter i området.
Inverkan av stadsvärme öar på människors hälsa
Stadsvärmeöarna påverkar inte bara miljön och det lokala vilda djurets hälsa utan också människors hälsa. Ökade stadstemperaturer kan vara dödliga under sommarvärmeböljor, särskilt för seniorer. Endast i USA dör ett genomsnitt av 1,000-personer varje år på grund av extrem värme, vilket exponentiellt ökas av stadsvärmeöarna. Stadens invånare lider också under värmeböljor, eftersom den urbana värmen ön förhindrar att natten temperaturer sjunker som de gör i landsbygden. Forskning har funnit att städernas värmeöar inte bara ökar temperaturerna under värmeböljor, men förlänger också deras varaktighet.
Extrema temperaturer leder till värmekramper, värmeslag och värmeutmattning. Värmeslag kan orsaka andningssyndrom, nedsatt rörlighet eller minskad medvetenhet. Personer med redan känsliga hälsoförhållanden, såsom diagnoser av Parkinsons sjukdom eller demens, är särskilt känsliga för signifikant nedsatt kognitiv funktion under värmeböljor. Dessutom rekommenderas personer med diabetes, fetma, astma, sömnberövande eller hjärt-kärlsjukdomar att värma exponering. I dessa fall kan värmeexponering förvärra och intensifiera symtomen. Om dessa resulterande värmebetingelser är tillräckligt stora kan permanent organskada uppstå. Om en individ överlever extrema värmeböljor med permanent organskada, har de en ökad risk för tidig död.
