stringtranslate.com

Городской тепловой остров

Пример плотной городской застройки без зеленых насаждений, что приводит к выраженному эффекту городского острова тепла ( Милан , Италия)
Пример зеленой зоны в центре города, которая может уменьшить эффект городского острова тепла ( Центральный парк, Нью-Йорк )

Городские районы обычно испытывают эффект городского острова тепла ( UHI ), то есть они значительно теплее, чем окружающие сельские районы . Разница температур обычно больше ночью, чем днем, [1] и наиболее заметна, когда ветры слабые, в условиях блока, заметно летом и зимой . Основная причина эффекта UHI заключается в изменении поверхности земли, в то время как отработанное тепло, генерируемое при использовании энергии, является вторичным фактором. [2] [3] [4] Городские районы занимают около 0,5% поверхности суши Земли, но в них проживает более половины населения мира. [5] По мере роста населенного пункта он имеет тенденцию расширять свою площадь и повышать свою среднюю температуру. Также используется термин « остров тепла» ; этот термин может использоваться для обозначения любой области, которая относительно жарче окружающей среды, но, как правило, относится к антропогенным территориям. [6]

Ежемесячное количество осадков больше с подветренной стороны городов, частично из-за UHI. Увеличение тепла в городских центрах увеличивает продолжительность вегетационного периода и снижает частоту слабых торнадо . UHI снижает качество воздуха за счет увеличения производства загрязняющих веществ, таких как озон , и снижает качество воды, поскольку более теплые воды впадают в местные ручьи и оказывают нагрузку на их экосистемы .

Не во всех городах есть ярко выраженный городской тепловой остров, и характеристики теплового острова сильно зависят от фонового климата района, в котором расположен город. [7] Воздействие в городе может сильно меняться в зависимости от его местной среды. Тепло может быть уменьшено за счет древесного покрова и зеленых насаждений, которые действуют как источники тени и способствуют испарительному охлаждению. [8] Другие варианты включают зеленые крыши , пассивные дневные радиационные системы охлаждения и использование более светлых поверхностей и менее поглощающих строительных материалов. Они отражают больше солнечного света и поглощают меньше тепла. [9] [10] [11]

Изменение климата не является причиной возникновения городских островов тепла, но оно приводит к более частым и интенсивным волнам тепла , которые, в свою очередь, усиливают эффект городского острова тепла в городах. [12] : 993  Компактная, плотная городская застройка может усилить эффект городского острова тепла, что приведет к более высоким температурам и увеличению воздействия. [13]

Определение

Определение городского теплового острова : «Относительное тепло города по сравнению с окружающими сельскими районами». [14] : 2926  Это относительное тепло вызвано «удержанием тепла из-за землепользования, конфигурации и дизайна застроенной среды , включая планировку улиц и размер зданий, теплопоглощающие свойства городских строительных материалов, сниженную вентиляцию, уменьшенное количество зеленых насаждений и водных объектов, а также бытовые и промышленные выбросы тепла, возникающие непосредственно в результате деятельности человека». [14] : 2926 

Описание

Механизм эффекта городского острова тепла: в густонаселенных районах центральной части города , как правило, теплее, чем в пригородных жилых районах или сельской местности.
Токио , пример городского острова тепла. Нормальные температуры в Токио выше, чем в окрестностях.

Суточная изменчивость

Города часто испытывают более выраженные эффекты городского острова тепла ночью; эффекты могут различаться в зависимости от местоположения и топографии мегаполисов.

В течение дня, особенно когда небо безоблачно, городские поверхности нагреваются за счет поглощения солнечной радиации . Поверхности в городских районах, как правило, нагреваются быстрее, чем поверхности в окружающих сельских районах. Благодаря своей высокой теплоемкости городские поверхности действуют как резервуар тепловой энергии. Например, бетон может удерживать примерно в 2000 раз больше тепла, чем эквивалентный объем воздуха. [ требуется ссылка ] В результате высокие дневные температуры поверхности в пределах UHI можно легко увидеть с помощью теплового дистанционного зондирования . Как это часто бывает с дневным отоплением, это потепление также имеет эффект создания конвективных ветров в пределах городского пограничного слоя . Ночью ситуация меняется на противоположную. Отсутствие солнечного нагрева приводит к уменьшению атмосферной конвекции и стабилизации городского пограничного слоя. Если происходит достаточная стабилизация, образуется инверсионный слой . Это удерживает городской воздух вблизи поверхности, сохраняя приземный воздух теплым от все еще теплых городских поверхностей, что приводит к более теплым ночным температурам воздуха в пределах UHI.

В целом, разница в температуре между городской и прилегающей сельской местностью более выражена ночью, чем днем. [15] Например, в Соединенных Штатах температура в городских районах, как правило, теплее, чем в окружающей местности, примерно на 1-7 °F (0,6-4 °C) в дневное время и примерно на 2-5 °F (1-3 °C) теплее ночью. [16] Однако разница более выражена днем ​​в засушливых климатических условиях, таких как юго-восточный Китай и Тайвань. [17] [18] Исследования показали, что на суточную изменчивость влияют несколько факторов, включая местный климат и погоду, сезонность, влажность, растительность, поверхности и материалы в застроенной среде. [19] [16] [20] [21]

Сезонная изменчивость

Сезонная изменчивость изучена меньше, чем суточная изменчивость разницы температур городского острова тепла. [22] Сложные отношения между осадками, растительностью, солнечной радиацией и поверхностными материалами в различных местных климатических зонах играют взаимосвязанные роли, которые влияют на сезонные закономерности изменения температуры в конкретном городском острове тепла. [22] [23] [24] [25]

Измерения и прогнозы

Индекс городского острова тепла (UHII)

Одним из методов количественной оценки эффекта UHI в городских районах является индекс UHI, созданный Калифорнийским агентством по охране окружающей среды в 2015 году. Он сравнивает температуру обследуемой территории и сельских контрольных точек с наветренной стороны от обследуемой территории на высоте двух метров над уровнем земли. Разница в температуре в градусах Цельсия берется ежечасно, а разница с повышенной городской температурой по сравнению с контрольными точками суммируется, создавая количество градусов Цельсия-часов, которое является индексом UHI обследуемой территории. Мера Цельсия-часов может быть усреднена за многие дни, но указывается как Цельсия-часы за усредненный день. [26] [27] [28]

Индекс был создан для оценки ожидаемого использования кондиционирования воздуха и связанных с этим выбросов парниковых газов в Калифорнии. [27] Индекс не учитывает значения или различия в скорости ветра, влажности или солнечного притока , которые могут повлиять на воспринимаемую температуру или работу кондиционеров. [28]

Модели и симуляции

Если в городе или поселке имеется хорошая система наблюдений за погодой, UHI можно измерить напрямую. [29] Альтернативой является использование комплексного моделирования местоположения для расчета UHI или использование приблизительного эмпирического метода. [30] [31] Такие модели позволяют включить UHI в оценки будущих повышений температуры в городах из-за изменения климата.

Леонард О. Майруп опубликовал первую всеобъемлющую численную обработку для прогнозирования эффектов городского острова тепла (UHI) в 1969 году. [32] Было обнаружено, что эффект острова тепла является чистым результатом нескольких конкурирующих физических процессов. В целом, снижение испарения в центре города и тепловые свойства городских строительных и дорожных материалов являются доминирующими параметрами. [32] Современные среды моделирования включают ENVI-met , которая моделирует все взаимодействия между зданиями и поверхностями земли, растениями и окружающим воздухом. [33]

Причины

Пример плотной городской застройки: высотные здания Манхэттена во время заката.
Термические (вверху) и растительные (внизу) места вокруг Нью-Йорка с помощью инфракрасных спутниковых снимков. Сравнение снимков показывает, что там, где растительность густая, температуры ниже.

Городской дизайн

Существует несколько причин возникновения городского острова тепла (UHI), связанных с общими аспектами городского дизайна . Например, темные поверхности поглощают значительно больше солнечного излучения , что приводит к тому, что городские концентрации дорог и зданий нагреваются больше, чем пригородные и сельские районы в течение дня; [2] материалы, обычно используемые в городских районах для покрытия тротуаров и крыш, такие как бетон и асфальт , имеют существенно отличающиеся тепловые объемные свойства (включая теплоемкость и теплопроводность ) и поверхностные излучательные свойства ( альбедо и излучательная способность ), чем окружающие сельские районы. Это вызывает изменение энергетического баланса городской территории, что часто приводит к более высоким температурам, чем окружающие сельские районы. [34]

Тротуары , парковки , дороги или, говоря более обобщенно, транспортная инфраструктура вносят значительный вклад в эффект городского острова тепла. [35] Например, инфраструктура тротуаров является основным источником городской жары в летние дни в Финиксе , США. [35]

Еще одной важной причиной является отсутствие эвапотранспирации (например, из-за отсутствия растительности) в городских районах. [36] Лесная служба США в 2018 году обнаружила, что города в Соединенных Штатах теряют 36 миллионов деревьев каждый год. [37] С уменьшением количества растительности города также теряют тень и испарительный охлаждающий эффект деревьев. [38] [39]

Другие причины UHI связаны с геометрическими эффектами. Высотные здания во многих городских районах обеспечивают множественные поверхности для отражения и поглощения солнечного света, увеличивая эффективность обогрева городских территорий. Это называется « эффектом городского каньона ». Другим эффектом зданий является блокирование ветра, что также препятствует охлаждению за счет конвекции и препятствует рассеиванию загрязняющих веществ. Отработанное тепло от автомобилей, кондиционирования воздуха, промышленности и других источников также вносит свой вклад в UHI. [4] [40] [41]

На острова тепла может влиять близость к различным типам растительного покрова, так, близость к бесплодным землям приводит к тому, что городские земли становятся теплее, а близость к растительности делает их прохладнее. [42]

Загрязнение воздуха

Высокий уровень загрязнения воздуха в городских районах также может увеличить UHI, поскольку многие формы загрязнения изменяют радиационные свойства атмосферы. [34] UHI не только повышает городскую температуру, но и увеличивает концентрацию озона, поскольку озон является парниковым газом , образование которого будет ускоряться с ростом температуры. [43]

Изменение климата как усилитель

Изменение климата не является причиной, а усилителем эффекта городского острова тепла. В Шестом оценочном докладе МГЭИК от 2022 года соответствующие выводы из имеющихся исследований: «Изменение климата увеличивает риски теплового стресса в городах [...] и усиливает городской остров тепла в азиатских городах при уровнях потепления 1,5 °C и 2 °C, оба существенно больше, чем при нынешнем климате [...]». [44] : 66 

В докладе далее говорится: «В условиях потепления в мире повышение температуры воздуха усугубляет эффект городского острова тепла в городах. Одним из основных рисков являются волны тепла в городах, которые, вероятно, затронут половину будущего городского населения мира, что окажет негативное влияние на здоровье людей и экономическую производительность». [12] : 993 

Между теплом и построенной инфраструктурой существует неблагоприятное взаимодействие: это взаимодействие увеличивает риск теплового стресса для людей, живущих в городах. [12] : 993 

Воздействия

Пример урбанизации: Дубай

О погоде и климате

Помимо влияния на температуру, UHI могут оказывать вторичное воздействие на местную метеорологию, включая изменение местных ветровых моделей, развитие облаков и тумана , влажность и скорость выпадения осадков. [45] Дополнительное тепло, обеспечиваемое UHI, приводит к большему восходящему движению, что может вызвать дополнительную ливневую и грозовую активность. Кроме того, UHI создает в течение дня локальную область низкого давления, где сходится относительно влажный воздух из его сельской местности, что, возможно, приводит к более благоприятным условиям для образования облаков. [46] Уровень осадков с подветренной стороны городов увеличивается на 48–116%. Частично в результате этого потепления ежемесячное количество осадков примерно на 28% больше между 20 и 40 милями (32 и 64 км) с подветренной стороны городов, по сравнению с подветренной стороной. [47] В некоторых городах общее количество осадков увеличивается на 51%. [48]

В одном исследовании сделан вывод о том, что города изменяют климат на площади, в два-четыре раза превышающей их собственную площадь. [49] В одном из сравнений 1999 года между городскими и сельскими районами было высказано предположение, что эффекты городских островов тепла оказывают незначительное влияние на глобальные тенденции средней температуры . [50] В других исследованиях предполагалось, что городские острова тепла влияют на глобальный климат, влияя на струйное течение. [51]

О здоровье человека

Изображение Атланты, штат Джорджия , показывающее распределение температур: синим цветом обозначены низкие температуры, красным — теплые, а жаркие области показаны белым цветом.

UHI имеют потенциал для непосредственного влияния на здоровье и благосостояние городских жителей. Поскольку UHI характеризуются повышенной температурой, они потенциально могут увеличить величину и продолжительность волн тепла в городах. Количество людей, подвергающихся воздействию экстремальных температур, увеличивается из-за потепления, вызванного UHI. [52] Ночное воздействие UHI может быть особенно вредным во время волны тепла, поскольку оно лишает городских жителей прохладного облегчения, которое можно найти в сельской местности ночью. [53]

Сообщалось, что повышенные температуры вызывают тепловые заболевания , такие как тепловой удар , тепловое истощение , тепловой обморок и тепловые судороги . [54]

Экстремальная жара — самая смертоносная форма погоды в США Согласно исследованию профессора Терри Адамс-Фуллер, волны тепла убивают больше людей в США, чем ураганы, наводнения и торнадо вместе взятые. [55] Эти тепловые заболевания чаще встречаются в средних и крупных городских районах, чем в остальной части США, в основном из-за UHI. Тепловые заболевания также могут усугубляться в сочетании с загрязнением воздуха, которое распространено во многих городских районах.

Воздействие тепла может иметь неблагоприятные последствия для психического здоровья. Повышение температуры может способствовать росту агрессии, а также увеличению случаев домашнего насилия и злоупотребления наркотиками. [56] Более сильная жара также может негативно влиять на успеваемость в школе и образование. Согласно исследованию Хёнкука Чо из Университета Ённам, увеличение количества дней с экстремальной жарой каждый год коррелирует со снижением результатов тестов студентов. [57]

Высокая интенсивность UHI коррелирует с повышенной концентрацией загрязняющих веществ в воздухе, которые собираются ночью, что может повлиять на качество воздуха на следующий день . [58] Эти загрязняющие вещества включают летучие органические соединения , оксид углерода , оксиды азота и твердые частицы . [59] Производство этих загрязняющих веществ в сочетании с более высокими температурами в UHI может ускорить производство озона . [58] Озон на уровне поверхности считается вредным загрязняющим веществом. [58] Исследования показывают, что повышенные температуры в UHI могут увеличить количество загрязненных дней, но также отмечают, что другие факторы (например, давление воздуха , облачность , скорость ветра ) также могут оказывать влияние на загрязнение. [58]

Исследования, проведенные в Гонконге, показали, что районы города с более плохой вентиляцией наружного городского воздуха, как правило, имели более сильные эффекты городского острова тепла [60] и имели значительно более высокую смертность от всех причин [61] по сравнению с районами с лучшей вентиляцией. Другое исследование, использующее передовые статистические методы в городе Баболь, Иран, выявило значительное увеличение интенсивности поверхностного городского острова тепла (SUHII) с 1985 по 2017 год, на которое влияли как географическое направление, так и время. Это исследование, улучшающее понимание пространственных и временных изменений SUHII, подчеркивает необходимость точного городского планирования для смягчения воздействия городских островов тепла на здоровье. [62] Поверхностные UHI более заметны в течение дня и измеряются с использованием температуры поверхности земли и дистанционного зондирования. [63]

О водоемах и водных организмах

UHI также ухудшают качество воды . Горячие поверхности тротуаров и крыш передают свое избыточное тепло ливневым водам, которые затем стекают в ливневую канализацию и повышают температуру воды, попадая в ручьи, реки, пруды и озера. Кроме того, повышенная температура городских водоемов приводит к снижению биоразнообразия в воде. [64] Например, в августе 2001 года дожди над Сидар-Рапидс, штат Айова, привели к повышению температуры близлежащего ручья на 10,5 °C (18,9 °F) в течение одного часа, что привело к гибели рыбы , которая затронула, по оценкам, 188 рыб. [65] Поскольку температура дождя была сравнительно прохладной, гибель можно было отнести к горячей мостовой города. Аналогичные события были зарегистрированы на американском Среднем Западе, а также в Орегоне и Калифорнии. [66] Быстрые изменения температуры могут быть стрессовыми для водных экосистем. [67]

При температуре близлежащих зданий, которая иногда достигает разницы более 50 °F (28 °C) от температуры воздуха у поверхности, осадки быстро нагреваются и стекают в близлежащие ручьи, озера и реки (или другие водоемы), обеспечивая чрезмерное тепловое загрязнение . Увеличение теплового загрязнения может привести к повышению температуры воды на 20–30 °F (11–17 °C). Это увеличение приводит к тому, что виды рыб, обитающие в водоеме, подвергаются тепловому стрессу и шоку из-за быстрого изменения температуры их среды обитания. [68]

Проницаемые покрытия могут уменьшить эти эффекты за счет просачивания воды через покрытие в подземные хранилища, где она может рассеиваться посредством абсорбции и испарения. [69]

О животных

Виды, которые хорошо колонизируются, могут использовать условия, предоставляемые городскими островами тепла, чтобы процветать в регионах за пределами их обычного ареала. Примерами этого являются сероголовая летучая лисица ( Pteropus poliocephalus ) и обыкновенный домовой геккон ( Hemidactylus frenatus ). [70] Сероголовые летучие лисицы, обнаруженные в Мельбурне, Австралия , колонизировали городские среды обитания после повышения там температур. Повышение температур, вызывающее более теплые зимние условия, сделало город более похожим по климату на более северную дикую среду обитания вида.

В условиях умеренного климата городские острова тепла продлят вегетационный период, тем самым изменяя стратегии размножения обитающих там видов. [70] Это лучше всего можно наблюдать на примере воздействия городских островов тепла на температуру воды (см. воздействие на водоемы).

Городские острова тепла, вызванные городами, изменили процесс естественного отбора . [70] Селективные давления, такие как временные изменения в пище, хищничестве и воде, ослабевают, что приводит к появлению нового набора селективных сил. Например, в городских условиях обитания насекомых больше, чем в сельской местности. Насекомые являются эктотермными животными . Это означает, что они зависят от температуры окружающей среды для контроля температуры своего тела, что делает более теплый климат города идеальным для их способности процветать. Исследование, проведенное в Роли, Северная Каролина, проведенное на Parthenolecanium quercifex (дубовых чешуях), показало, что этот конкретный вид предпочитает более теплый климат и поэтому встречается в большем количестве в городских условиях обитания, чем на дубах в сельской местности. Со временем, проведенным в городских условиях обитания, они адаптировались к процветанию в более теплом климате, чем в более прохладном. [71]

Об использовании энергии для охлаждения

На снимках Солт-Лейк-Сити видна положительная корреляция между белыми отражающими крышами и более низкими температурами. На снимке A изображен вид с воздуха на Солт-Лейк-Сити, штат Юта, участок площадью 865000 кв. футов белой отражающей крыши. На снимке B — это тепловое инфракрасное изображение той же области, на котором видны горячие (красные и желтые) и холодные (зеленые и синие) пятна. Отражающая виниловая крыша, не поглощающая солнечное излучение, показана синим цветом в окружении других горячих пятен.

Другим следствием городских островов тепла является увеличение энергии, необходимой для кондиционирования воздуха и охлаждения в городах, которые находятся в сравнительно жарком климате. Эффект острова тепла обходится Лос-Анджелесу примерно в 100 миллионов долларов США в год в виде энергии (в 2000 году). [72] Благодаря внедрению стратегий сокращения островов тепла, была подсчитана значительная годовая чистая экономия энергии для северных мест, таких как Чикаго, Солт-Лейк-Сити и Торонто. [73]

Каждый год в США 15% энергии идет на кондиционирование воздуха в зданиях в этих городских островах тепла. В 1998 году сообщалось, что «потребность в кондиционировании воздуха выросла на 10% за последние 40 лет». [74]

Увеличение использования кондиционеров также приводит к ухудшению последствий UHI в ночное время. Хотя более прохладные ночи часто являются передышкой от волн жары в течение дня, остаточное тепло, создаваемое использованием систем кондиционирования воздуха, может привести к повышению ночных температур. Согласно исследованию профессора Франциско Саламанки Палоу и его коллег, это остаточное тепло может вызвать ночное повышение температуры до 1 °C в городских районах. [75] Увеличение потребления энергии кондиционерами также способствует выбросам углерода, что вдвойне усугубляет последствия UHI.

Варианты снижения эффекта теплового острова

Ботанический сад в Люблине , Польша

Стратегии повышения устойчивости городов за счет снижения чрезмерной жары в городах включают: посадку деревьев в городах, прохладные крыши (окрашенные в белый цвет или с отражающим покрытием) и светлые бетонные конструкции, зеленая инфраструктура (включая зеленые крыши ), пассивное дневное радиационное охлаждение . [76]

Разница температур между городскими районами и прилегающими пригородными или сельскими районами может достигать 5 °C (9,0 °F). Почти 40 процентов этого увеличения обусловлено преобладанием темных крыш, а остальная часть приходится на темные тротуары и уменьшающееся присутствие растительности. Эффект острова тепла можно немного нейтрализовать, используя белые или отражающие материалы для строительства домов, крыш, тротуаров и дорог, тем самым увеличивая общее альбедо города. [77]

Концентрическое расширение городов неблагоприятно с точки зрения явления городского острова тепла. Рекомендуется планировать развитие городов полосами, согласованными с гидрографической сетью, с учетом зеленых зон с различными видами растений. [78] Таким образом планировалось строить городские поселения, простирающиеся на большие площади, например, Кельце , Щецин и Гдыня в Польше, Копенгаген в Дании и Гамбург , Берлин и Киль в Германии.

Посадка деревьев в городах

Посадка деревьев вокруг города может быть еще одним способом увеличения альбедо и уменьшения эффекта городского острова тепла. Рекомендуется сажать лиственные деревья, поскольку они могут обеспечить множество преимуществ, таких как больше тени летом и отсутствие блокировки тепла зимой. [79] Деревья являются необходимым элементом в борьбе с большей частью эффекта городского острова тепла, поскольку они снижают температуру воздуха на 10 °F (5,6 °C), [80] а температуру поверхности до 20–45 °F (11–25 °C). [81] Еще одним преимуществом наличия деревьев в городе является то, что деревья также помогают бороться с глобальным потеплением, поглощая CO2 из атмосферы.

Прохладные крыши и светлый бетон

Зелёная крыша здания мэрии Чикаго

Покраска крыш в белый цвет стала общепринятой стратегией для уменьшения эффекта теплового острова. [82] В городах много темных поверхностей, которые поглощают тепло солнца, что в свою очередь снижает альбедо города. [82] Белые крыши обеспечивают высокую отражательную способность и высокую излучательную способность, увеличивая альбедо города или района, где возникает эффект. [82]

Кроме того, покрытие крыш отражающим покрытием показало себя эффективной мерой по снижению солнечного тепла. Исследование под руководством Оскара Брусса из Университетского колледжа Лондона, в котором моделировалось воздействие различных мер охлаждения в Лондоне, показало, что крыши, которые были либо окрашены в белый цвет, либо имели отражающее покрытие, оказались наиболее эффективным решением для снижения наружной температуры на уровне пешеходов, превзойдя солнечные панели, зеленые крыши и древесный покров. Исследование моделировало воздействие различных мер охлаждения в Лондоне во время сильной жары 2018 года, обнаружив, что так называемые прохладные крыши могут снизить среднюю наружную температуру на 1,2 °C и до 2 °C в некоторых районах. Для сравнения, дополнительный древесный покров снизил температуру на 0,3 °C, а солнечные панели — на 0,5 °C. [76]

По сравнению с устранением других источников проблемы, замена темной кровли требует наименьшего количества инвестиций для наиболее быстрой отдачи. Прохладная крыша, сделанная из отражающего материала, такого как винил, отражает не менее 75 процентов солнечных лучей и излучает не менее 70 процентов солнечного излучения, поглощаемого оболочкой здания. Кровли из асфальтобетона (BUR), для сравнения, отражают от 6 до 26 процентов солнечного излучения. [83]

Использование светлого бетона оказалось эффективным в отражении до 50% больше света, чем асфальт, и снижении температуры окружающей среды. [84] Низкое значение альбедо, характерное для черного асфальта, поглощает большой процент солнечного тепла, создавая более теплые температуры вблизи поверхности. Мощение светлым бетоном, в дополнение к замене асфальта светлым бетоном, может снизить средние температуры в сообществах. [85] Однако исследования взаимодействия между отражающими покрытиями и зданиями показали, что, если близлежащие здания не оснащены отражающим стеклом, солнечное излучение, отраженное от светлых покрытий, может повысить температуру в здании, увеличивая потребность в кондиционировании воздуха. [86] [87]

Существуют специальные формулы красок для дневного радиационного охлаждения, которые отражают до 98,1% солнечного света. [88] [89]

Зелёная инфраструктура

Трамвайные пути с травяным покрытием в Белграде, Сербия
Трамвайные пути с травяным покрытием в Белграде, Сербия

Зеленые крыши являются отличными изоляторами в теплые месяцы, а растения охлаждают окружающую среду. Растения могут улучшать качество воздуха, поскольку они поглощают углекислый газ и одновременно вырабатывают кислород. [90] Зеленые крыши также могут оказывать положительное влияние на управление ливневыми водами и потребление энергии. [91] Стоимость может быть препятствием для внедрения зеленой крыши. [92] [93] Несколько факторов влияют на стоимость зеленой крыши, включая конструкцию и глубину почвы, местоположение и стоимость рабочей силы и оборудования на этом рынке, которая, как правило, ниже на более развитых рынках, где больше опыта проектирования и установки зеленых крыш. [94] Индивидуальный контекст каждой зеленой крыши представляет собой проблему для проведения широких сравнений и оценок, и сосредоточение только на денежных затратах может упустить из виду социальные, экологические и медицинские преимущества, которые обеспечивают зеленые крыши. [93] Глобальные сравнения производительности зеленой крыши еще больше осложняются отсутствием общей структуры для проведения таких сравнений. [93]

Управление ливневыми водами — еще один вариант смягчения эффекта городского теплового острова. Управление ливневыми водами — это контроль воды, образующейся в результате шторма, таким образом, чтобы защитить имущество и инфраструктуру. [95] Городская инфраструктура, такая как улицы, тротуары и парковки, не позволяет воде проникать в поверхность земли, вызывая затопление. Используя управление ливневыми водами, вы можете контролировать поток воды способами, которые могут смягчить эффект UHI. Одним из способов является использование метода управления ливневыми водами, называемого системой проницаемого дорожного покрытия (PPS). Этот метод использовался в более чем 30 странах и оказался успешным в управлении ливневыми водами и смягчении UHI. PPS позволяет воде течь через дорожное покрытие, позволяя воде впитываться, вызывая охлаждение области за счет испарения. [96]

Для ограничения эффекта городского острова тепла на зеленых парковках используются растительность и поверхности, отличные от асфальта.

Сток с прилегающей территории поступает в соседнюю биотрясину.
Зеленая инфраструктура или сине-зеленая инфраструктура относится к сети, которая предоставляет «ингредиенты» для решения городских и климатических проблем путем строительства с природой. [97] Основные компоненты этого подхода включают управление ливневыми водами , адаптацию к климату , снижение теплового стресса , увеличение биоразнообразия , производство продуктов питания , улучшение качества воздуха , устойчивое производство энергии , чистую воду и здоровые почвы , а также более антропоцентрические функции, такие как повышение качества жизни за счет отдыха и предоставления тени и укрытия в городах и вокруг них. [98] [99] Зеленая инфраструктура также служит для обеспечения экологической основы для социального, экономического и экологического здоровья окрестностей. [100] Совсем недавно ученые и активисты также призвали к зеленой инфраструктуре, которая способствует социальной интеграции и равенству, а не укрепляет уже существующие структуры неравного доступа к природным услугам. [101]

Пассивное дневное радиационное охлаждение

Пассивное дневное радиационное охлаждение крыши может удвоить экономию энергии белой крыши, что объясняется высоким коэффициентом отражения солнечного света и тепловым излучением в инфракрасном окне , [102] с самым высоким потенциалом охлаждения в жарких и сухих городах, таких как Финикс и Лас-Вегас . [103] При установке на крышах в густонаселенных городских районах пассивные дневные радиационные охлаждающие панели могут значительно снизить температуру наружной поверхности на уровне пешеходов. [10] [11]

Общество и культура

История исследования

Впервые это явление было исследовано и описано Люком Говардом в 1810-х годах, хотя он не был тем, кто дал этому явлению название. [104] Описание самого первого отчета о UHI, сделанное Люком Говардом, гласило, что городской центр Лондона ночью был теплее, чем окружающая сельская местность, на 2,1 °C (3,7 °F). [105]

Исследования городской атмосферы продолжались на протяжении всего девятнадцатого века. В период с 1920-х по 1940-е годы исследователи в новой области локальной климатологии или микромасштабной метеорологии в Европе, Мексике, Индии, Японии и Соединенных Штатах искали новые методы для понимания этого явления.

В 1929 году Альберт Пепплер использовал этот термин в немецкой публикации, которая, как полагают, была первым примером эквивалента городского теплового острова: städtische Wärmeinsel (что на немецком языке означает городской тепловой остров ). [106] В период с 1990 по 2000 год ежегодно публиковалось около 30 исследований; к 2010 году это число возросло до 100, а к 2015 году превысило 300. [107]

Леонард О. Майруп опубликовал первую комплексную численную обработку для прогнозирования эффектов городского острова тепла (UHI) в 1969 году. [32] В своей статье он рассматривает UHI и критикует существовавшие на тот момент теории как чрезмерно качественные.

Аспекты социального неравенства

Некоторые исследования показывают, что воздействие UHI на здоровье может быть непропорциональным, поскольку воздействие может быть неравномерно распределено в зависимости от различных факторов, таких как возраст, [59] [108] этническая принадлежность и социально-экономический статус. [109] Это повышает вероятность того, что воздействие UHI на здоровье может быть вопросом экологической справедливости . Исследования показали, что цветные сообщества в Соединенных Штатах непропорционально пострадали от UHI. [110] [111] [112]

Существует корреляция между доходом района и древесным покровом. [113] Районы с низким доходом, как правило, имеют значительно меньше деревьев, чем районы с более высоким доходом. [114] Исследователи выдвинули гипотезу, что менее обеспеченные районы не имеют финансовых ресурсов для посадки и содержания деревьев. Богатые районы могут позволить себе больше деревьев, как на государственной, так и на частной собственности. [115] Одна из причин этого несоответствия заключается в том, что более богатые домовладельцы и сообщества могут позволить себе больше земли, которую можно держать открытой в качестве зеленой зоны , в то время как более бедное жилье часто принимает форму аренды , когда землевладельцы пытаются максимизировать свою прибыль , размещая как можно большую плотность жилья на своей земле. [116]

Главные специалисты по теплу

Начиная с 2020-х годов, ряд городов по всему миру начали создавать должности главных специалистов по теплу для организации и управления работой по противодействию эффекту городского теплового острова. [117] [118]

Примеры

Соединенные Штаты

Законопроект S.4280, [119] представленный Сенату США в 2020 году, уполномочит Межведомственный комитет Национальной интегрированной системы информации о тепле и здоровье (NIHHIS) бороться с экстремальной жарой в Соединенных Штатах. [120] Успешное принятие этого закона обеспечит финансирование NIHHIS в течение пяти лет и учредит программу грантов на сумму 100 миллионов долларов в рамках NIHHIS для поощрения и финансирования проектов по снижению городского тепла, включая проекты по использованию охлаждающих крыш и тротуаров и проекты по улучшению систем HVAC . По состоянию на 22 июля 2020 года законопроект не прошел дальше внесения в Конгресс.

Город Нью-Йорк определил, что потенциал охлаждения на единицу площади был самым высоким для уличных деревьев, за которыми следовали живые крыши, светлая крытая поверхность и посадка на открытом пространстве. С точки зрения экономической эффективности, светлые поверхности, светлые крыши и посадка вдоль обочин имеют более низкие затраты на снижение температуры. [121]

Лос-Анджелес

Гипотетическая программа «прохладных сообществ» в Лос-Анджелесе в 1997 году прогнозировала, что городские температуры могут быть снижены примерно на 3 °C (5 °F) после посадки десяти миллионов деревьев, замены кровли пяти миллионов домов и покраски четверти дорог при предполагаемой стоимости в 1 миллиард долларов США, что даст предполагаемую ежегодную выгоду в размере 170 миллионов долларов США за счет снижения расходов на кондиционирование воздуха и 360 миллионов долларов США за счет экономии средств на здоровье, связанных со смогом. [79]

В исследовании бассейна Лос-Анджелеса в 1998 году моделирование показало, что даже если деревья не размещены стратегически в этих городских островах тепла, они все равно могут помочь в минимизации загрязняющих веществ и сокращении энергии. Подсчитано, что при таком широкомасштабном внедрении город Лос-Анджелес может ежегодно экономить 100 миллионов долларов, причем большая часть экономии будет получена за счет прохладных крыш, более светлого тротуара и посадки деревьев. При внедрении по всему городу дополнительные выгоды от снижения уровня смога приведут к экономии не менее одного миллиарда долларов в год. [74]

Los Angeles TreePeople — пример того, как посадка деревьев может усилить сообщество. TreePeople предоставляет людям возможность объединиться, нарастить потенциал, гордость сообщества и возможность сотрудничать и общаться друг с другом. [122]

Лос-Анджелес также начал внедрять План действий по борьбе с жарой, чтобы удовлетворить потребности города на более детальном уровне, чем решения, предоставляемые штатом Калифорния. Город использует индекс акций Лос-Анджелеса, чтобы гарантировать, что последствия экстремальной жары будут смягчены справедливым образом. [123]

Вирджиния

В 2021 году Climate Adaptation Planning Analysis (CAPA) получил финансирование от Национального управления океанических и атмосферных исследований для проведения теплового картирования по всей территории Соединенных Штатов. [124] Десять районов Вирджинии — Абингтон, Арлингтон, Шарлоттсвилл, Фармвилл, Харрисонбург, Линчбург, Питерсберг, Ричмонд, Сейлем, Вирджиния-Бич и Винчестер — приняли участие в кампании по наблюдению за жарой. Эта кампания состояла из 213 волонтеров, собранных организаторами кампании, которые провели 490 423 измерения температуры по 70 маршрутам в общей сложности. После проведения измерений в течение дня оборудование и данные были отправлены обратно в CAPA, где они были проанализированы с использованием алгоритмов машинного обучения. После анализа данных CAPA вернулась вместе с организаторами кампании из каждого района, чтобы обсудить потенциальные планы для каждого города в будущем.

Нью-Йорк

В 2017 году в Нью-Йорке была реализована программа «Cool Neighborhoods NYC», направленная на смягчение последствий экстремальной городской жары. Одной из целей плана было увеличение финансирования городской программы помощи малоимущим семьям в обеспечении энергией. В частности, план предусматривал увеличение финансирования решений по охлаждению для семей с низким доходом. [125]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Фелан, Патрик Э.; Калуш, Камил; Майнер, Марк; Голден, Джей; Фелан, Бернадетт; Сильва, Умберто; Тейлор, Роберт А. (4 ноября 2015 г.). «Городской остров тепла: механизмы, последствия и возможные средства правовой защиты». Ежегодный обзор окружающей среды и ресурсов . 40 (1): 285–307. doi : 10.1146/annurev-environ-102014-021155 . S2CID  154497357.
  2. ^ ab Solecki, William D.; Rosenzweig, Cynthia; Parshall, Lily; Pope, Greg; Clark, Maria; Cox, Jennifer; Wiencke, Mary (2005). «Смягчение эффекта острова тепла в городских районах Нью-Джерси». Глобальные изменения окружающей среды, часть B: Экологические опасности . 6 (1): 39–49. doi :10.1016/j.hazards.2004.12.002. S2CID  153841143.
  3. ^ Агентство по охране окружающей среды США (2008). Сокращение городских островов тепла: Сборник стратегий (Отчет). С. 7–12.
  4. ^ ab Li, Y.; Zhao, X. (2012). "Эмпирическое исследование влияния человеческой деятельности на долгосрочное изменение температуры в Китае: перспектива с точки зрения потребления энергии". Journal of Geophysical Research . 117 (D17): D17117. Bibcode :2012JGRD..11717117L. doi : 10.1029/2012JD018132 .
  5. ^ Ван, К (6 февраля 2017 г.). «Сравнение суточных и сезонных изменений атмосферных и поверхностных городских островов тепла на основе Пекинской городской метеорологической сети». Журнал геофизических исследований: Атмосферы . 122 (4): 2131–2154. Bibcode : 2017JGRD..122.2131W. doi : 10.1002/2016JD025304 .
  6. ^ Глоссарий метеорологии (2019). «Городской остров тепла». Американское метеорологическое общество . Получено 12 апреля 2019 г.
  7. ^ T. Chakraborty и X. Lee (2019). «Упрощенный алгоритм городского масштаба для характеристики поверхностных городских островов тепла в глобальном масштабе и изучения контроля растительности по их пространственно-временной изменчивости». Международный журнал прикладных наблюдений за Землей и геоинформатики . 74 : 269–280. Bibcode : 2019IJAEO..74..269C. doi : 10.1016/j.jag.2018.09.015. S2CID  53715577.
  8. ^ Уолдроп, М. Митчелл (19 октября 2022 г.). «Что могут сделать города, чтобы пережить экстремальную жару?». Knowable Magazine . doi : 10.1146/knowable-101922-2 . Получено 6 декабря 2022 г. .
  9. ^ "Природа городов". Regeneration.org . Получено 2021-10-16 .
  10. ^ ab Younes, Jaafar; Ghali, Kamel; Ghaddar, Nesreen (август 2022 г.). «Влияние дневного селективного радиационного охлаждения на смягчение эффекта городского острова тепла». Sustainable Cities and Society . 83 : 103932. Bibcode : 2022SusCS..8303932Y. doi : 10.1016/j.scs.2022.103932. S2CID  248588547.
  11. ^ ab Khan, Ansar; Carlosena, Laura; Feng, Jie; Khorat, Samiran; Khatun, Rupali; Doan, Quang-Van; Santamouris, Mattheos (19 января 2022 г.). «Оптически модулированные пассивные широкополосные дневные радиационные охлаждающие материалы могут охлаждать города летом и обогревать города зимой». Устойчивость . 14 (3): 1110. doi : 10.3390/su14031110 . hdl : 2454/46738 .
  12. ^ abc "Города, поселения и ключевая инфраструктура". Изменение климата 2022 г. – Воздействия, адаптация и уязвимость . 2023. стр. 907–1040. doi :10.1017/9781009325844.008. ISBN 978-1-009-32584-4.
  13. ^ Шарифи, Айюб (2020). «Компромиссы и конфликты между мерами по смягчению последствий изменения климата в городах и мерами адаптации: обзор литературы». Журнал более чистого производства . 276 : 122813. Bibcode : 2020JCPro.27622813S. doi : 10.1016/j.jclepro.2020.122813. S2CID  225638176.
  14. ^ ab "Глоссарий". Изменение климата 2022 г. – Воздействия, адаптация и уязвимость . 2023. стр. 2897–2930. doi :10.1017/9781009325844.029. ISBN 978-1-009-32584-4.
  15. ^ "Городские острова тепла | Центр научного образования". scied.ucar.edu . Получено 2024-07-02 .
  16. ^ ab US EPA, OAR (2014-06-17). "Узнайте больше об островах тепла". www.epa.gov . Получено 2024-07-01 .
  17. ^ Чжоу, Дэчэн; Чжан, Лянся; Хао, Лу; Сан, Гэ; Лю, Юнцян; Чжу, Чао (2016). «Пространственно-временные тенденции эффекта городского острова тепла вдоль градиента интенсивности городского развития в Китае». Science of the Total Environment . 544 : 617–626. Bibcode : 2016ScTEn.544..617Z. doi : 10.1016/j.scitotenv.2015.11.168. ISSN  0048-9697. PMID  26674691.
  18. ^ Лиу, Юэй-Ан; Тран, Дуй-Фьен; Нгуен, Ким-Ань (2022-02-22). «Суточные и сезонные характеристики поверхностного городского острова тепла на Тайване». (CETA 2021) Международная конференция по компьютерной инженерии, технологиям и приложениям 2021 года . ISSN  2516-2314.
  19. ^ Аморим, Маргарете Кристиане де Коста Триндаде; Дюбрей, Венсан; Аморим, Аманда Триндаде (2021). «Дневные и ночные поверхностные и атмосферные острова тепла в континентальной и умеренно-тропической среде». Urban Climate . 38 : 100918. Bibcode : 2021UrbCl..3800918A. doi : 10.1016/j.uclim.2021.100918. ISSN  2212-0955.
  20. ^ Шастри, Хитешри; Барик, Беас; Гош, Субимал; Венкатараман, Чандра; Садаварте, Панкадж (2017-01-09). "Изменение интенсивности дневного-ночного и летнего-зимнего поверхностного городского острова тепла в Индии". Scientific Reports . 7 (1): 40178. Bibcode :2017NatSR...740178S. doi :10.1038/srep40178. ISSN  2045-2322. PMC 5220321 . PMID  28067276. 
  21. ^ Мохаджерани, Аббас; Бакарик, Джейсон; Джеффри-Бейли, Тристан (15 июля 2017 г.). «Эффект городского острова тепла, его причины и смягчение с учетом тепловых свойств асфальтобетона». Журнал управления окружающей средой . 197 : 522–538. Bibcode : 2017JEnvM.197..522M. doi : 10.1016/j.jenvman.2017.03.095. ISSN  0301-4797. PMID  28412623.
  22. ^ ab Маноли, Габриэле; Фатичи, Симоне; Бу-Зейд, Эли; Катул, Габриэль Г. (2020-03-31). «Сезонный гистерезис поверхностных городских островов тепла». Труды Национальной академии наук . 117 (13): 7082–7089. Bibcode : 2020PNAS..117.7082M. doi : 10.1073/pnas.1917554117 . ISSN  0027-8424. PMC 7132285. PMID 32184330  . 
  23. ^ Имхофф, Марк Л.; Чжан, Пин; Вольф, Роберт Э.; Бунуа, Лахуари (15.03.2010). «Дистанционное зондирование эффекта городского острова тепла в биомах континентальной части США». Дистанционное зондирование окружающей среды . 114 (3): 504–513. Bibcode : 2010RSEnv.114..504I. doi : 10.1016/j.rse.2009.10.008. hdl : 2060/20110015410 . ISSN  0034-4257.
  24. ^ Cui, Yu Yan; Foy, Benjamin de (2012-05-01). «Сезонные изменения городского острова тепла на поверхности и вблизи поверхности и их уменьшение из-за городской растительности в Мехико». Журнал прикладной метеорологии и климатологии . 51 (5): 855–868. Bibcode : 2012JApMC..51..855C. doi : 10.1175/JAMC-D-11-0104.1 . ISSN  1558-8424.
  25. ^ Хань, Лиин; Лу, Линьлинь; Фу, Пэн; Жэнь, Чао; Цай, Мэн; Ли, Цинтин (2023). «Изучение сезонности поверхностных городских островов тепла с использованием повышенной температуры поверхности земли в полузасушливом городе». Urban Climate . 49 : 101455. Bibcode : 2023UrbCl..4901455H. doi : 10.1016/j.uclim.2023.101455 .
  26. ^ "Резюме: Создание и картирование индекса городского острова тепла для Калифорнии" (PDF) . CalEPA | Агентство по охране окружающей среды Калифорнии . Октябрь 2016 г. Архивировано (PDF) из оригинала 2019-07-31 . Получено 2024-07-24 .
  27. ^ ab "Понимание индекса городского теплового острова | CalEPA". CalEPA | Агентство по охране окружающей среды Калифорнии . Архивировано из оригинала 2017-12-19 . Получено 2024-07-24 .
  28. ^ ab "Создание и картографирование индекса городского острова тепла для Калифорнии" (PDF) . CalEPA | Агентство по охране окружающей среды Калифорнии . Октябрь 2016 г. Архивировано (PDF) из оригинала 2019-07-31 . Получено 2024-07-24 .
  29. ^ Стиневельд, Г. Дж. (2011). «Количественная оценка эффектов городского острова тепла и комфорта для людей в городах разного размера и городской морфологии в Нидерландах». Журнал геофизических исследований . 116 (D20): D20129. Bibcode : 2011JGRD..11620129S. doi : 10.1029/2011JD015988 .
  30. ^ Кершоу, Т.Дж.; Сандерсон, М.; Коли, Д.; Имс, М. (2010). «Оценка городского теплового острова для прогнозов изменения климата в Великобритании». Building Services Engineering Research and Technology . 31 (3): 251–263. doi : 10.1177/0143624410365033 . hdl : 10871/13934 .
  31. ^ Theeuwes, NE; Steeneveld, GJ; Ronda, RJ; Holtslag, AAM (2017). «Диагностическое уравнение для ежедневного максимального эффекта городского острова тепла для городов северо-западной Европы». Международный журнал климатологии . 37 (1): 443–454. Bibcode : 2017IJCli..37..443T. doi : 10.1002/joc.4717. S2CID  131437962.
  32. ^ abc Myrup, Leonard O. (1969). "Численная модель городского острова тепла". Журнал прикладной метеорологии . 8 (6): 908–918. Bibcode :1969JApMe...8..908M. doi : 10.1175/1520-0450(1969)008<0908:ANMOTU>2.0.CO;2 .
  33. ^ nn «ENVI-met-Alternativen für Mac — Altapps.net». de.altapps.net (на немецком языке) . Проверено 1 июня 2022 г.
  34. ^ ab TR Oke (1982). «Энергетическая основа городского острова тепла». Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society . 108 (455): 1–24. Bibcode : 1982QJRMS.108....1O. doi : 10.1002/qj.49710845502. S2CID  120122894.
  35. ^ ab Hoehne, Christopher G.; Chester, Michael V.; Sailor, David J.; King, David A. (4 июля 2022 г.). «Последствия городского тепла от парковок, дорог и автомобилей: пример метрополитена Финикса». Sustainable and Resilient Infrastructure . 7 (4): 272–290. Bibcode : 2022SusRI...7..272H. doi : 10.1080/23789689.2020.1773013. S2CID  225553384.
  36. ^ Кумар, Рахул; Мишра, Вимал; Бузан, Джонатан; Кумар, Рохини; Шинделл, Дрю; Хубер, Мэтью (25 октября 2017 г.). «Доминирующий контроль сельского хозяйства и орошения на городском тепловом острове в Индии». Scientific Reports . 7 (1): 14054. Bibcode :2017NatSR...714054K. doi :10.1038/s41598-017-14213-2. PMC 5656645 . PMID  29070866. 
  37. ^ Ларссон, Наоми (10 мая 2018 г.). «Исследователи обнаружили, что города США теряют 36 миллионов деревьев в год». The Guardian . Получено 10 мая 2018 г.
  38. ^ Сантос, Фабиан (23 августа 2013 г.). «Деревья – естественные кондиционеры воздуха». Scientific Scribbles . Мельбурнский университет. Архивировано из оригинала 2022-04-07.
  39. ^ Горсевски, В.; Лувалл, Дж.; Кваттрочи, Д.; Таха, Х. (1998). «Предотвращение загрязнения воздуха путем смягчения последствий городского острова тепла: обновление пилотного проекта городского острова тепла» (PDF) . Национальная лаборатория Лоуренса в Беркли (LBNL). CiteSeerX 10.1.1.111.4921 . LBNL-42736. 
  40. ^ Sailor, DJ (2011). «Обзор методов оценки антропогенных выбросов тепла и влаги в городской среде». Международный журнал климатологии . 31 (2): 189–199. Bibcode :2011IJCli..31..189S. doi :10.1002/joc.2106. S2CID  54835415.
  41. ^ Chen, F.; Kusaka, H.; Bornstein, R.; Ching, J.; Grimmond, CSB; Grossman-Clarke, S.; Loridan, T.; Manning, KW; Martilli, A.; Miao, S.; Sailor, D.; Salamanca, FP; Taha, H.; Tewari, M.; Wang, X.; Wyszogrodzki, AA; Zhang, C. (2011). "Интегрированная система моделирования WRF/городов: разработка, оценка и применение к проблемам городской окружающей среды". International Journal of Climatology . 31 (2): 273. Bibcode :2011IJCli..31..273C. doi :10.1002/joc.2158. S2CID  54686199.
  42. ^ Мансурмогхаддам, Мохаммад; Алавипанах, Сейед Казем (2022). «Изучение и прогнозирование изменений температуры поверхности земли города Йезд: оценка близости и изменений земельного покрова». RS и ГИС для природных ресурсов . 12 (4): 1–27.
  43. ^ Союз обеспокоенных ученых. «Рост температур, ухудшение загрязнения озоновым слоем». Изменение климата и ваше здоровье (2011): н. стр. Печать.
  44. ^ "Техническое резюме". Изменение климата 2022 г. – Воздействия, адаптация и уязвимость . 2023. стр. 37–118. doi :10.1017/9781009325844.002. ISBN 978-1-009-32584-4.
  45. ^ Совет регентов Аризоны (2006). «Городской климат – исследование климата и UHI». Университет штата Аризона . Архивировано из оригинала 2007-11-23 . Получено 2007-08-02 .
  46. ^ Chiel C. van Heerwaarden & J. Vilà-Guerau de Arellano (2008). «Относительная влажность как индикатор образования облаков над неоднородными поверхностями суши». Journal of the Atmospheric Sciences . 65 (10): 3263–3277. Bibcode : 2008JAtS...65.3263V. doi : 10.1175/2008JAS2591.1 . S2CID  56010396.
  47. ^ Фукс, Дейл (28.06.2005). «Испания использует высокие технологии, чтобы победить засуху». The Guardian . Получено 02.08.2007 .
  48. ^ Goddard Space Flight Center (2002-06-18). "NASA Satellite Confirms Urban Heat Islands Increase Rainfall Around Cities". Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства . Архивировано из оригинала 12 июня 2008 года . Получено 2009-07-17 .
  49. ^ Чжоу, Дэчэн; Чжао, Шуцин; Чжан, Лянся; Сан, Гэ; Лю, Юнцян (10 июня 2015 г.). «След эффекта городского острова тепла в Китае». Scientific Reports . 5 : 11160. Bibcode :2015NatSR...511160Z. doi :10.1038/srep11160. PMC 4461918 . PMID  26060039. 
  50. ^ Peterson, TC; Gallo, KP; Lawrimore, J.; Owen, TW; Huang, A.; McKittrick, DA (1999). «Глобальные тенденции температуры в сельской местности». Geophysical Research Letters . 26 (3): 329–332. Bibcode : 1999GeoRL..26..329P. doi : 10.1029/1998GL900322 .
  51. ^ J. Zhang, Guang; Cai, Ming; Hu, Aixue (27 января 2013 г.). «Потребление энергии и необъяснимое зимнее потепление над северной Азией и Северной Америкой». Nature Climate Change . 3 (5): 466–470. Bibcode : 2013NatCC...3..466Z. doi : 10.1038/nclimate1803.
  52. ^ Бродбент, Эшли Марк; Крайенхофф, Эрик Скотт; Георгеску, Матей (13 августа 2020 г.). «Пестрые факторы воздействия тепла и холода в городах США 21-го века». Труды Национальной академии наук . 117 (35): 21108–21117. Bibcode : 2020PNAS..11721108B. doi : 10.1073/pnas.2005492117 . PMC 7474622. PMID  32817528 . 
  53. ^ JF Clarke (1972). «Некоторые эффекты городской структуры на смертность от жары». Environmental Research . 5 (1): 93–104. Bibcode : 1972ER......5...93C. doi : 10.1016/0013-9351(72)90023-0. PMID  5032928.
  54. ^ Kovats, R. Sari; Hajat, Shakoor (апрель 2008 г.). «Тепловой стресс и общественное здоровье: критический обзор». Annual Review of Public Health . 29 (1): 41–55. doi : 10.1146/annurev.publhealth.29.020907.090843 . PMID  18031221.
  55. ^ Адамс-Фуллер, Терри (01.07.2023). «Экстремальная жара смертоноснее ураганов, наводнений и торнадо вместе взятых». Scientific American . Получено 02.05.2024 .
  56. ^ «Влияние экстремальной жары на психическое здоровье». Psychiatric Times . 2019-07-30 . Получено 2024-05-02 .
  57. ^ Чо, Хёнкук (май 2017 г.). «Влияние летней жары на академическую успеваемость: когортный анализ». Журнал экологической экономики и менеджмента . 83 : 185–196. Bibcode : 2017JEEM...83..185C. doi : 10.1016/j.jeem.2017.03.005.
  58. ^ abcd "Assessment of International Urban Heat Island Research" (PDF) . Отчет Министерства энергетики США . Navigant Consulting. Архивировано из оригинала (PDF) 17 февраля 2013 г. . Получено 30 апреля 2014 г. .
  59. ^ ab Коппе, Кристина; Сари Ковац; Герд Йендрицки; Беттина Менне (2004). «Волны тепла: риски и меры реагирования». Серия «Здоровье и глобальные изменения окружающей среды » . 2. Архивировано из оригинала 22.03.2023 . Получено 07.05.2014 .
  60. ^ Ши, Юань; Кацшнер, Лутц; Нг, Эдвард (март 2018 г.). «Моделирование мелкомасштабной пространственно-временной модели эффекта городского острова тепла с использованием подхода регрессии землепользования в мегаполисе». Science of the Total Environment . 618 : 891–904. Bibcode : 2018ScTEn.618..891S. doi : 10.1016/j.scitotenv.2017.08.252. PMID  29096959.
  61. ^ Ван, Пин; Гоггинс, Уильям Б.; Ши, Юань; Чжан, Сюйи; Жэнь, Чао; Ка-Лун Лау, Кевин (июнь 2021 г.). «Долгосрочная связь между городской вентиляцией воздуха и смертностью в Гонконге». Environmental Research . 197 : 111000. Bibcode : 2021ER....19711000W. doi : 10.1016/j.envres.2021.111000. PMID  33745928. S2CID  232310626.
  62. ^ Weng, Qihao; Firozjaei, Mohammad Karimi; Sedighi, Amir; Kiavarz, Majid; Alavipanah, Seyed Kazem (19 мая 2019 г.). "Статистический анализ вариаций интенсивности теплового острова на поверхности города: исследование города Баболь, Иран". GIScience & Remote Sensing . 56 (4): 576–604. Bibcode :2019GISRS..56..576W. doi :10.1080/15481603.2018.1548080. S2CID  134003294.
  63. ^ Юань, Ф (2007). «Сравнение площади непроницаемой поверхности и нормализованного индекса разницы растительности как индикаторов эффектов поверхностных городских островов тепла на снимках Landsat». Дистанционное зондирование окружающей среды . 106 (3): 375–386. Bibcode : 2007RSEnv.106..375Y. doi : 10.1016/j.rse.2006.09.003.
  64. ^ NYS DEC. «Биологическая оценка водотоков, впадающих в озеро Онондага». Dec.ny.gov. Np, 2008. Веб-сайт. 12 сентября 2013 г.
  65. ^ "Событие гибели рыбы - забег Маклауда". База данных гибели рыбы Департамента природных ресурсов Айовы .
  66. ^ Пол А. Типлер и Джин Моска (2007). Физика для ученых и инженеров. Macmillan . стр. 686. ISBN 978-1-4292-0124-7.
  67. ^ "Городской климат – исследование климата и UHI". Агентство по охране окружающей среды США . 2009-02-09 . Получено 2009-06-18 .
  68. ^ "Острова на солнце". Институт окружающей среды . Университет Миннесоты. Архивировано из оригинала 2016-03-03 . Получено 2014-11-11 .
  69. ^ "Cool Pavement Report" (PDF) . Агентство по охране окружающей среды . Июнь 2005 г. стр. 21, 43. Получено 15.01.2013 .
  70. ^ abc Shochat, Eyal; Warren, Paige S.; Faeth, Stanley H.; Mclntyre, Nancy E.; Hope, Diane (апрель 2006 г.). «От моделей к возникающим процессам в механистической городской экологии». Trends in Ecology & Evolution . 21 (4): 186–91. doi :10.1016/j.tree.2005.11.019. PMID  16701084.
  71. ^ Тан, Тери (2014-06-05). «Где насекомые?». Школа естественных наук . Университет штата Аризона . Получено 19 октября 2014 г.
  72. ^ Sheng-chieh Chang (2000-06-23). ​​"Использование энергии". Environmental Energies Technology Division. Архивировано из оригинала 11 марта 2009 года . Получено 2009-06-18 .
  73. ^ "Старение и выветривание мембран Cool Roofing" (PDF) . Симпозиум Cool Roofing. 2005-08-23. Архивировано из оригинала (PDF) 2011-11-15 . Получено 2010-08-16 .
  74. ^ ab Rosenfeld, Arthur H.; Akbari, Hashem; Romm, Joseph J.; Pomerantz, Melvin (1998). "Прохладные сообщества: стратегии смягчения последствий теплового острова и уменьшения смога" (PDF) . Energy and Buildings . 28 (1): 51–62. Bibcode :1998EneBu..28...51R. doi :10.1016/S0378-7788(97)00063-7.
  75. ^ Саламанка, Ф.; Георгеску, М.; Махалов, А.; Мустауи, М.; Ван, М. (27 мая 2014 г.). «Антропогенное нагревание городской среды из-за кондиционирования воздуха». Журнал геофизических исследований: Атмосферы . 119 (10): 5949–5965. Bibcode : 2014JGRD..119.5949S. doi : 10.1002/2013JD021225.
  76. ^ ab "Сделать крыши белыми или светоотражающими — лучший способ сохранить прохладу в городе". New Scientist . Получено 2024-07-11 .
  77. ^ Альберс, RAW; Бош, PR; Блокен, Б.; ван ден Доббельстин, AAJF; ван Хов, LWA; Коса, TJM; ван де Вен, Ф.; ван Хофф, Т.; Роверс, В. (январь 2015 г.). «Обзор проблем и достижений в области адаптации городов к изменению климата и программы «Города, устойчивые к изменению климата» (PDF) . Строительство и окружающая среда . 83 : 1–10. Бибкод : 2015BuEnv..83....1A. doi :10.1016/j.buildenv.2014.09.006. hdl : 1874/309149.
  78. ^ Михал Кашевский: „Miejska wyspa cepła – способ ее ограничения": Wykład Popularno-naukowy: „Miejska wyspa cepła – способ ее ограничения" [ недостоверный источник? ]
  79. ^ ab Розенфельд, Артур Х.; Ромм, Джозеф Дж.; Акбари, Хашем; Ллойд, Алан К. (февраль 1997 г.). «Окрашивая город в белый и зеленый цвет». Technology Review . 100 (2): 52–59.
  80. ^ "22 главных преимущества деревьев". Tree People . Получено 7 июля 2014 г.
  81. ^ "Деревья и растительность". EPA.gov . 2014-02-28 . Получено 7 июля 2014 г.
  82. ^ abc Zinzi, M.; Agnoli, S. (2012). «Прохладные и зеленые крыши. Сравнение энергозатрат и комфорта между пассивным охлаждением и методами смягчения городского теплового острова для жилых зданий в Средиземноморском регионе». Energy and Buildings . 55 : 66–76. Bibcode : 2012EneBu..55...66Z. doi : 10.1016/j.enbuild.2011.09.024.
  83. ^ "Комплексное руководство по прохладной кровле от отдела виниловых кровель Ассоциации химических тканей и пленок". Архивировано из оригинала 21.09.2013.
  84. ^ "Cool Pavement Report" (PDF) . Агентство по охране окружающей среды . Июнь 2005 г. стр. 14 . Получено 2009-02-06 .
  85. ^ Эл Гор; А. Стеффен (2008). Мир меняется: руководство пользователя для 21-го века . Нью-Йорк: Abrams. С. 258.
  86. ^ Ягубиан, Н.; Кляйссл, Дж. (2012). «Влияние отражающих покрытий на энергопотребление зданий». Urban Climate . 2 : 25–42. Bibcode : 2012UrbCl...2...25Y. doi : 10.1016/j.uclim.2012.09.002 .
  87. ^ Ян, Цзячуань; Ван, Чжихуа; Калуш, Камил Э. (октябрь 2013 г.), Непреднамеренные последствия: синтез исследований по изучению использования светоотражающих покрытий для смягчения эффекта городского острова тепла (PDF) , Темпе, Аризона: NCE SMART Innovations, архивировано из оригинала (PDF) 2013-12-02 , извлечено 2013-11-25
  88. ^ «Самая белая краска может помочь охладить нагревающуюся Землю, показывают исследования». The Guardian . 15 апреля 2021 г. Получено 16 апреля 2021 г.
  89. ^ Ли, Сянъюй; Пиплз, Джозеф; Яо, Пэйян; Жуань, Сюлинь (12 мая 2021 г.). «Сверхбелые краски и пленки BaSO 4 для замечательного дневного субокружающего радиационного охлаждения». ACS Applied Materials & Interfaces . 13 (18): 21733–21739. doi :10.1021/acsami.1c02368. PMID  33856776. S2CID  233259255.
  90. ^ "Зеленые (озелененные) крыши". Архивировано из оригинала 2011-07-28 . Получено 2010-08-07 .
  91. ^ Лю, Хунцин; Кун, Фаньхуа; Инь, Хайвэй; Миддель, Ариан; Чжэн, Сяньди; Хуан, Цзин; Сюй, Хайронг; Ван, Дин; Вэнь, Чжихао (2021). «Влияние зеленых крыш на качество воды, температуры и воздуха: библиометрический обзор». Строительство и окружающая среда . 196 : 107794. Bibcode : 2021BuEnv.19607794L. doi : 10.1016/j.buildenv.2021.107794. ISSN  0360-1323.
  92. ^ «Четыре препятствия на пути внедрения зеленых крыш — и как их преодолеть | Николь Холмс». Living Architecture Monitor . Получено 2024-07-01 .
  93. ^ abc Теотонио, Инес; Силва, Кристина Матос; Круз, Карлос Оливейра (2021). «Экономика зеленых крыш и зеленых стен: обзор литературы». Sustainable Cities and Society . 69 : 102781. Bibcode : 2021SusCS..6902781T. doi : 10.1016/j.scs.2021.102781. ISSN  2210-6707.
  94. ^ Фэн, Хайбо; Хеваге, Касун Н. (2018). «Экономические выгоды и затраты на зеленые крыши». Природные стратегии для устойчивости городов и зданий . Баттерворт-Хайнеманн. С. 307–318. doi :10.1016/B978-0-12-812150-4.00028-8. ISBN 978-0-12-812150-4.
  95. ^ «Цели управления ливневыми водами» (PDF) . www.gosnells.wa.gov.au .
  96. ^ Ван, Цзюньсун; Мэн, Цинлинь; Цзоу, Я; Ци, Цяньлун; Тан, Канхао; Сантамоурис, Мат; Хэ, Бао-Цзе (август 2022 г.). «Влияние синергизма эффективности проницаемого дорожного покрытия на управление ливневыми стоками и смягчение последствий городского острова тепла: обзор его преимуществ, ключевых параметров и подхода к сопутствующим выгодам». Water Research . 221 : 118755. Bibcode :2022WatRe.22118755W. doi :10.1016/j.watres.2022.118755. PMID  35728492.
  97. ^ Хильтруд Пётц и Пьер Блез (2011). Городские зелено-синие сетки для устойчивых и динамичных городов. Делфт: Кооператив для жизни. ISBN 978-90-818804-0-4 . 
  98. ^ Кьесура, Анна (2004). «Роль городских парков для устойчивого города». Ландшафт и городское планирование . 68 (1): 129–138. doi :10.1016/j.landurbplan.2003.08.003.
  99. ^ «Устойчивая торговая инфраструктура в Африке: ключевой элемент роста и процветания?». Международный центр торговли и устойчивого развития.
  100. ^ "Nachhaltigesinvestment 2016". Архивировано из оригинала 2017-01-23 . Получено 2022-03-19 .
  101. ^ Staddon, Chad; Ward, Sarah; De Vito, Laura; Zuniga-Teran, Adriana; Gerlak, Andrea K.; Schoeman, Yolandi; Hart, Aimee; Booth, Giles (сентябрь 2018 г.). «Вклад зеленой инфраструктуры в повышение устойчивости городов». Environment Systems and Decisions . 38 (3): 330–338. Bibcode : 2018EnvSD..38..330S. doi : 10.1007/s10669-018-9702-9 . S2CID  62800263.
  102. ^ Хео, Се-Ён; Ли, Гиль Джу; Сон, Ён Мин (2022). «Сброс тепла с помощью фотонных структур: радиационное охлаждение и его потенциал». Журнал химии материалов C. 10 ( 27): 9915–9937. doi :10.1039/D2TC00318J. S2CID  249695930.
  103. ^ Чжоу, Кай; Милькович, Ненад; Кай, Лили (март 2021 г.). «Анализ производительности системной интеграции и эксплуатации технологии дневного радиационного охлаждения для кондиционирования воздуха в зданиях». Энергия и здания . 235 : 110749. Bibcode : 2021EneBu.23510749Z. doi : 10.1016/j.enbuild.2021.110749. S2CID  234180182.
  104. ^ Говард, Люк (2012) [1818]. Климат Лондона, выведенный из метеорологических наблюдений. Том 1. Cambridge University Press. ISBN 9781108049511.
  105. ^ Кит С. Хейдорн (2009). «Люк Говард: Человек, который дал имена облакам». Islandnet.com . Получено 18 июня 2009 г.
  106. ^ Стюарт, Иэн Д. (декабрь 2019 г.). «Почему исследователи городских островов тепла должны изучать историю?». Urban Climate . 30 : 100484. Bibcode : 2019UrbCl..3000484S. doi : 10.1016/j.uclim.2019.100484. S2CID:  203337407.
  107. ^ Массон, Валери; Лемонсу, Од; Идальго, Джулия; Вугт, Джеймс (17 октября 2020 г.). «Городской климат и изменение климата». Ежегодный обзор окружающей среды и ресурсов . 45 (1): 411–444. doi : 10.1146/annurev-environ-012320-083623 .
  108. ^ Диас, Х.; Хордан, А.; Гарсия, Р.; Лопес, К.; Альберди, Х.; Эрнандес, Э.; Отеро, А. (1 февраля 2014 г.). «Волны тепла в Мадриде 1986–1997 гг.: влияние на здоровье пожилых людей». Международный архив охраны труда и окружающей среды . 75 (3): 163–170. doi :10.1007/s00420-001-0290-4. PMID  11954983. S2CID  31284700.
  109. ^ Харлан, Шарон Л.; Брейзел, Энтони Дж.; Прашад, Лела; Стефанов, Уильям Л.; Ларсен, Ларисса (декабрь 2006 г.). «Микроклимат в районе и уязвимость к тепловому стрессу». Социальные науки и медицина . 63 (11): 2847–2863. doi :10.1016/j.socscimed.2006.07.030. hdl : 2286/RI55228 . PMID  16996668.
  110. ^ US EPA, OAR (2019-11-06). «Острова тепла и справедливость». www.epa.gov . Получено 2024-04-18 .
  111. ^ Уилсон, Бев (октябрь 2020 г.). «Управление городским отоплением и наследие красной черты». Журнал Американской ассоциации планирования . 86 (4): 443–457. doi :10.1080/01944363.2020.1759127.
  112. ^ Адамс, Кайтлин; Кнут, Колетт Стюард (январь 2024 г.). «Влияние городских островов тепла на обострение астмы у детей: какую роль играет раса». Urban Climate . 53 : 101833. Bibcode :2024UrbCl..5301833A. doi :10.1016/j.uclim.2024.101833.
  113. ^ Чжу, Пэнъюй; Чжан, Яоци (март 2008 г.). «Спрос на городские леса в городах США». Ландшафт и городское планирование . 84 (3–4): 293–300. Bibcode : 2008LUrbP..84..293Z. doi : 10.1016/j.landurbplan.2007.09.005.
  114. ^ Де Шант, Тим (2008). «Городские деревья выявляют неравенство доходов». Ландшафт и городское планирование . 84 (3). На квадратную милю. Bibcode : 2008LUrbP..84..293Z. doi : 10.1016/j.landurbplan.2007.09.005 . Получено 7 мая 2014 г.
  115. ^ Чант, Тим (2008). «Городские деревья выявляют неравенство доходов». Ландшафт и городское планирование . 84 (3). Bibcode : 2008LUrbP..84..293Z. doi : 10.1016/j.landurbplan.2007.09.005 . Получено 7 июля 2014 г.
  116. ^ ДеСильвер, Дрю (2021-08-02). «Поскольку национальный запрет на выселения истекает, посмотрим, кто арендует и кто владеет в США» Pew Research Center . Получено 2024-05-02 .
  117. ^ Рамирес, Рэйчел (2022-07-20). «Столкнувшись с более смертоносными волнами тепла, города США предпринимают беспрецедентный шаг». CNN . Архивировано из оригинала 2023-01-06 . Получено 2023-01-06 .
  118. ^ Молони, Анастасия (2022-11-09). «Как «главные специалисты по теплу» сохраняют прохладу в городах, когда мир нагревается». Reuters . Архивировано из оригинала 2023-01-06 . Получено 2023-01-06 .
  119. ^ Марки, Эдвард Дж. (22.07.2020). «S.4280 - 116-й Конгресс (2019-2020): Закон о профилактике заболеваний и смертей от перегревания 2020 года». www.congress.gov . Получено 26.10.2021 .
  120. ^ "Новый федеральный законопроект поддерживает смягчение последствий теплового острова". Совет по экологическому строительству США . Получено 26 октября 2021 г.
  121. ^ Инициатива по региональному тепловому острову города Нью-Йорк (октябрь 2006 г.). «Смягчение теплового острова в Нью-Йорке с помощью городского лесного хозяйства, живых крыш и световых поверхностей» (PDF) . Управление по исследованиям и разработкам в области энергетики штата Нью-Йорк. стр. ii . Получено 18 июня 2009 г.[ постоянная мертвая ссылка ]
  122. ^ Вильмсен, Карл. Партнерства для расширения прав и возможностей: совместные исследования для управления природными ресурсами на уровне общин. Лондон: Earthscan, 2008. Печать.
  123. ^ "Хорошие решения для городских островов тепла | Стэнфордский институт охраны окружающей среды в Вудсе". woods.stanford.edu . 26 октября 2023 г. Получено 2024-05-02 .
  124. ^ KristinaP. "Collaborative Heat Mapping Research Project". Virginia Foundation for Independent Colleges . Получено 2024-05-02 .
  125. ^ "Cool Neighborhoods NYC". Офис мэра Нью-Йорка по вопросам климата и экологической справедливости . 2017-06-14 . Получено 2024-05-02 .

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Городские острова тепла .