جزیره حرارتی شهری و شب های گرم در شهرها!

تحقیقات جدید دانشگاه MIT تاثیر بافت شهر بر تشگیل جزیره حرارتی را مورد بررسی قرار می دهد.

تعریف بافت شهری با نگاه کردن به ساختمان ها و خیابان ها و نحوه ساخت آن ها شروع می شود.

جزیره حرارتی شهری (جزیره گرمایی شهری: Urban heat island) پدیده ای است که در آن شهر گرم تر از مناطق اطراف آن می شود و دلایل زیادی برای آن وجود دارد اما همگی این دلایل ریشه در انرژی دارند. شهر و مناطق روستایی و محیط اطراف آن به یک اندازه انرژی گرمایی توسط تابش خورشید را دریافت می کنند. علت شکل گیری جزیره حرارتی تفاوت زمان بازتاب کامل انرژی دریافت شده می باشد.

مناطق روستایی دارای گیاهان زنده و چمن و محصولات کشاورزی و درختان و غیره می باشد و در مناطق گرم تر دارای خاک و شن و ماسه می باشد اندازه گیری انعکاس از این سطوح هر کدام متفاوت می باشد. البدو (albedo) یا درصد بازتاب نور در برف سفید تازه 0.9 می باشد. در حالی که برای اسفالت جدید تازه 04.0 می باشد و چمن و پوشش سبز میان این دو قرار دارد. در جنگل ها تخمین زده می شود که تا چهل درصد از انرژی خورشید توسط چمن و درختان به اسمان باز میگردد. بقیه آن جذب می شود و بیش از نیمی از اب توسط برگ ها تبخیر میشود. این فرایند تبخیر و تعریق نامیده میشود، که باعث ایجاد هوا میشود. ولی در شهر ها وضعیت متفاوتی وجود دارد سپیدایی یا البدو بسیار کمی از اسفالت ایجاد می شود. این تنها یکی از دلایل جذب گرما می باشد و عدم انعکاس سطوحی که ما برای ساخت خانه های شهری استفاده می کنیم. همچنین ما تنگه های شهری بسیاری ایجاد می کنیم جایی که خیابان ها توسط ساختمان های بلند احاطه میشوند. نتیجه این میشود که کمتر از 15 درصد از تابش خورشید منعکس می شود و 85 درصد از ان توسط ساختمان ها و پشت بام ها و غیره جذب می شود و در نتیجه شهر در طول شب گرم باقی می ماند.
چه کسی اهمیت می دهد؟ این تنها چند درجه تفاوت است درسته؟ اشتباه است. این تاثیر زیادی در مصرف برق شهری دارد چرا که باعث افزایش مصرف کولرها و خنک کننده های هوایی می شود. یک تیم از محققان تخمین زده اند که فلوریدا به دلیل اثر بخشی گرمایی 400 میلیون دلار در اثر مصرف کولرها و خنک کنند ها در سال استفاده میکند و این برق از کجا می اید؟ از طریق سوختن سوخت های فسیلی تامین می شود بنابرین شهر های گرم باعث انتشار گازهای گلخانه ای بیشتز میشود.
با سرمایه گزاری در طرح زیرساخت سبز، افزایش فضای سبز و تعداد درختان تفاوت زیادی در این اثر ایجاد می شود. یکی دیگر از روش ها استفاده از مصالح ساختمانی بهتر مانند مواد ساختمانی روشن تر و سبک تر و پر منفذ تر می باشد. که البدو شهر را بیشتر می کند و مسیری برای ابر باران به زهکشی را فراهم می کند اما طرح شهر بر روی رفتار حرارتی ان نیز تاثیر می گزارد. که این مسئله باعث می شود محققان بر روی تحقیقات جدیدی تمرکز کنند. در اخرین شماره نسخه های بازنگری فیزیکی نوشته شده است یا می توانید به صورت رایگان در اینجا دسترسی پیدا کنید. ان ها بر اساس یک مدل ریاضی برای یک گروه بزرگ از شهرهایی از ایالت متحده اروپا و استرالیا که بافت شهری را به گرمای شب پیوند می دهد را بررسی کردند.
این گروه اولین گروهی نیست که ارتباط بین شکل شهر و حرارت شهر در شب رو بررسی میکند: این تحقیقات از دهه 1970 در حال انجام بوده است. اما ان چه در این تحقیق در حال بررسی بوده است این است که شکل شهری را تغییر دهند. همه چیز در نظر گرفته شده است. طرح و طراحی شهر و شکل ان و تفاوت دما در مناق شهری و روستایی نیز می باشد. همچنین ان ها با این کار می توانند شهر ها را با طراحی های مختلف ارایه شده به صورت هر چه بهتر بازسازی کنند.
در ابتدا ان ها به تعریف و معنای بافت شهری نگاه کردند و در 22 شهرتیم هایی اندازه شکل و نحوه ی توزیع ساختمان ها را در فاصله سه مایل با ایستگاه هواشناسی بررسی کردند. با توجه به ساختارهای موجود در شهری مانند لس انجلس در مقایسه با شهری مانند شیکاگو انها روشی برای توزیع ساختمان ها در شهرها را بررسی کردند. که شامل جزییات بسیاری می شود که از جمله ی ان ها دید اسمان می شود که در ان می توان از ان مکان به اسمان دید کامل داشت.
تصویر حرارتی بوفالو، نیویورک، در سال 2002 به عنوان بخشی از برنامه زمین دیدنی توسط ناسا گرفته شده است.
برای محاسبه دلتا تی بین مناطق شهری و روستایی ان ها در دمای شب ساعتی برای جمع اوری داده ها در پایگاه داده نوآ اختصاص داده و در دسترس گذاشته بودند. ان ها همچنین برای 31 شهر دیگر در امریکا شمالی و اروپا و استرالیا انجام داده و بررسی کردند. یافته های انها نشان میدهد که یک ارتباط بین دلتا تی و جمعیت شهرستان وجود دارد. به عوان مثال شهرستان بزرگتر دارای اختلاف درجه حرارت بیشتراست که به احتمال قوی ارتباط بین دلتا تی و توزیع ساختمان ها و خیابان ها در ان شهر ها می باشد. محققان همچنین دریافتند که شهرهایی مانند لس انجلس دلتا تی بزرگتری دارند.
ان ها امیدوارند که یافته های ان ها به برنامه ریزان شهری کمک کند تا در مورد توسعه های جدید متفاوت تر فکر کنند. در مقاله ای در سایت خود ام ای تی نشان می دهد در اب و هوای گرم باید برخی از اختلالات را به منظور کاهش دمای کلی برطرف نمایند. البته این مطالعه فقط یک راه حل جزیی برای چالش های شهری در اثر بخشی گرمایی می باشد اما ممکن است ارزش انجام دادن را داشته باشد.