Urban Heat Island: põhjused ja tagajärjed

Mis on Urban Heat Island?

Linnade soojuse saared, nagu nimigi ütleb, toimuvad suurlinnapiirkondades. Seda määratletakse linnapiirkondades oluliselt kõrgemate temperatuuride juuresolekul võrreldes ümbritsevate maapiirkondade temperatuuridega. Linnalähedased saared on ilmsemad talvel ja suvel, eriti öösel ja tuuletaseme madalal. Linnakeskused on sageli mitu kraadi soojemad kui ümbritsevad, vähem arenenud piirkonnad. Päeva jooksul võib see temperatuuride vahe olla vahemikus 1, 8 kuni 5, 4 ° fahrenheiti. Õhtul võib see erinevus tõusta kuni 20 ° fahrenheiti võrra.

Mis põhjustab Urban Heat Islandi?

Linnalähedaste saarte kõrgemaid temperatuure võib seostada inimtegevusega, eriti maapindade muutustega. Linnade areng eeldab märkimisväärset kogust tsementi ja asfaldi katmiseks ning sillutiste ja teede sillutamiseks. Nendel materjalidel on soojustugevusomadused, mis neelavad rohkem päikesekiirgust kui maapiirkondades leitud pinnad. Lisaks on neil materjalidel erinevad pinna kiirgusomadused, mis tähendab, et nad eraldavad energiat soojuskiirguse või soojusena.

Paljudel linnapiirkondadel puudub ka roheline katvus, näiteks taimestik. Taimed aitavad luua evapotranspiratsiooni, mis on veetsükli oluline etapp. Evapotranspiratsiooni ajal toimuvad kaks vahetust: aurustamine ja aurustamine. Aurustumisel aurustub ümbritsevasse õhku pinnasest, puidust ja veekogudest vesi. Põletamisel kaotatakse taime lehtede stomata kaudu taime veesisaldus auruna. Evapotranspiratsiooniprotsess aitab ümbritsevat õhku jahtuda. Linnadel ei ole mitte ainult madalamaid evapotranspiratsioonitasemeid kui maapiirkondades, vaid neil on ka vähem jahutusvarju ja vähenenud süsinikdioksiidi eemaldamine (kasvuhoonegaas, mis suurendab temperatuuri).

Teadlased on kindlaks teinud, et linna soojuse saared on tingitud ka linna kanjonist. See toimub tänu lähedastele kõrgetele ehitistele, mis pakuvad päikesevalguse peegeldamiseks ja neelamiseks mitmeid pindu. Lisaks töötavad need hooned, et blokeerida tuule voolamist läbi linna. Kui tuul ei suuda vabalt voolata, siis konvektsiooni jahutamine ei toimu ja õhusaaste on võimeline seisma ja suurenema. Päikesevalguse neeldumise ja peegeldumise suurenemine, reostuse suurenemine ja konvektsiooni jahutamise puudumine teevad samuti koostööd ümbritsevate temperatuuride suurendamiseks. Kuna linnade temperatuur tõuseb selle sündmuste kombinatsiooni tõttu, suureneb ka osooni tase linnas.

Linnalähedaste saarte mõju ilmastikutingimustele

Lisaks temperatuuri tõusule mõjutavad ka kohalikud soojuse saared ka kohalikke ilmastikutingimusi. Mõned sellised ilmastikutingimuste muutused hõlmavad sademete taset, pilvekattet, udu kohalolekut, niiskustaset ja tuulemustreid. Suurenenud sademete ja äikesetormide aktiivsus on tingitud sellest, et kuumemad temperatuurid põhjustavad ümbritseva õhu liikumise ülespoole. See ülespoole suunatud liikumine avaldab suurimat mõju kesklinna 20 kuni 40 miili allapoole, kus sademete tase võib olla 28% suurem kui kesklinnast ülesvoolu.

Päeva jooksul kogevad linnalähedased saared madalat rõhku, mis võimaldab ümbritsevatel maapiirkondadel niisket õhku koguda. See niiske õhk on vastuolus kuuma, linna õhuga ja loob ideaalse tingimuse pilvkatte ja õhuniiskuse suurendamiseks.

Linna kliima on aga vähem tõenäoline, et tekib nõrk tornaado aktiivsus linnalähedases saarel asuva turbulentse segamise tõttu. Teine potentsiaalne kasu linnalähedastest saartest on see, et nad töötavad, et suurendada taimede kasvatamise hooaega lähedalasuvates kohtades. Näiteks on mõned uuringud leidnud, et kasvupiirkondi, mis asuvad umbes 6, 2 miili kaugusel linnapiiridest, pikendatakse keskmiselt 15 päeva võrra.

Linnalähedaste saarte mõju loomadele

Mõnel juhul meelitavad linnalähedased saared rohkem loomaelu. Eriti kehtib see koloniseerivate liikide, nagu sipelgade, ühisruumi gekode ja hariliku peaga lendavate rebaste kohta. Näiteks on halli peaga lendav rebane hiljuti meelitanud Austraaliasse Melbourne'i, kuna linnapiiril on suurenenud soojusindeks. See tõusnud temperatuur on muutnud linna talvekliima sarnaseks liikide ühise elupaikaga põhjapoolsetes piirkondades.

Muudel juhtudel mõjutavad linnalähedased saared toidu- ja veevarusid negatiivselt linna piires. Näiteks linna hoonete pinnatemperatuur on märkimisväärselt soojem kui ümbritsev õhk. Sellest palju kuumematest hoonetest, mis protsessis soojenevad, jookseb siis vihma. See soojem äravool teeb teed lähedastesse ojadesse, jõgedesse, järvedesse ja teistesse veekogudesse. Kui kuumutatud äravool siseneb nendesse veekogudesse, jätkab see ka nende temperatuuri tõusu. Seda nimetatakse soojusreostuseks ja see võib tõsta vee temperatuuri kuni 20 ° kuni 30 ° fahrenheiti. Soojusreostusel on negatiivne mõju kohalikele kalade populatsioonidele, saates need termiliseks šokiks.

Kuna linnakasvatussaartel kasvatatakse sageli taimekasvuperioodi, mõjutab see ka teiste loomaliikide toiduvarustust. Loomad, kes tuginevad teatud taimedele kui nende toitumise lahutamatule osale, hakkavad kohandama oma loomulikke kasvuperioode vastavalt taimekasvatusperioodile. See omakorda omab ahelreaktsiooni piirkonna teiste taime- ja loomaliikide suhtes.

Linnalähedaste saarte mõju inimeste tervisele

Linnalähedased saared ei mõjuta mitte ainult keskkonna ja kohaliku eluslooduse tervist, vaid ka inimeste tervist. Suurenenud linnatemperatuurid võivad suve kuumalainete ajal, eriti eakate inimeste puhul, olla surmavad. Ainuüksi USA-s sureb igal aastal keskmiselt 1000 inimest äärmise soojuse tõttu, mida suurendab järsult linnalähedased soojuse saared. Linnaelanikud kannatavad ka kuumalainete ajal, sest linnalähedane saar takistab öiste temperatuuride vähenemist maapiirkondades. Uuringud on näidanud, et linnalähedased saared ei suurenda mitte ainult temperatuuri kuumalainete ajal, vaid pikendavad ka nende kestust.

Äärmuslikud temperatuurid põhjustavad kuumakrampe, soojust ja soojuse ammendumist. Kuumarabandus võib põhjustada hingamisteede distressi sündroomi, liikumisvõime halvenemist või teadlikkuse vähenemist. Isikud, kellel on juba tundlikud terviseseisundid, nagu Parkinsoni tõve või dementsuse diagnoos, on eriti tundlikud kognitiivse funktsiooni olulisele kahjustamisele kuumalainete ajal. Lisaks soovitatakse soojust sattuda diabeedi, rasvumise, astma, unehäirete või kardiovaskulaarsete häiretega inimestele. Sellistel juhtudel võib sümptomid süvendada ja intensiivistada. Kui need tekkinud soojustingimused on piisavalt rasked, võib tekkida püsiv elundi kahjustus. Kui üksikisik elab püsiva elukahjustusega äärmuslike kuumalainete all, on neil suurem risk varajase surma tekkeks.