都市熱島とその成長脅威を理解する

都市熱島(UHIs)は、世界中の都市にとって最も重要な環境課題の1つです。都市規模や密度に応じて、夜間に2〜5°C(3.6〜9°F)で、周囲の農村部よりも著しく高温を経験した首都圏として定義されたUHIは、昼と夜の間に1〜7°C(1.8〜12.6°F)によって周囲温度を上昇させることができます。都市管理者にとって、この現象は都市のエネルギー需要を悪化させ、都市の危機に瀕していると判断し、都市の危機に瀕していると都市の危機に瀕していると、都市の危機に瀕していると、都市の危機に瀕していると、都市の危機に瀕している。

UHI効果は、都市を建設し、運営する方法の自然な現象ではありません。 として、米国環境保護庁(EPA)のノート、プライマリドライバーは、太陽放射を吸収する暗く、不浸透性の表面と自然の風景の交換を含みます。 車両、建物、および産業プロセスによって発生する廃棄物熱; そして、都市の熱を抑制する条件の密なコアのキャニオンのような幾何学的ジオメトリは、これらの温度を抑制し、これらを抑制します。

都市熱島の原因

  • アルベト・リダクション:] 慣習的な屋根ふきと舗装材(アスファルト、ダークコンクリート)は、熱としてそれを吸収し、日光の入射の5〜20%しか反映されません。 典型的な黒い屋根は、暑い夏の午後に75〜90°C(167〜194°F)の温度に達することができます。
  • エヴァポランスメントの損失:[]ベジートは、その葉を通して水蒸気を解放することによって空気を冷却します。 森と畑は、駐車場や建物に置き換えられたとき、この自然空調の消火器。 単一の成熟した木は、1日あたり150リットルまで転送することができ、20時間連続する2つの典型的な部屋エアコンに等しい冷却を提供します。
  • 人間活動から熱を抑える:[ エアコンユニット、車、トラック、および産業機械が直接環境に熱を放出する。 一部の都市では、夏の夕方にUHIの強度の30%を占める廃棄物熱を占める。
  • ]都市地質測定:[]背の高い建物は、長距離波の放射線を捕捉し、風速を低下させ、熱が散発するのを防ぎます。夜間冷却は劇的に遅くなり、住民のストレスやインフラが悪くなるような高い最小温度をもたらします。

健康・エネルギー・エクイティへの影響

UHIの結果として、不快感よりもはるかに伸びます。熱波中、UHIの集中温度は、直接熱関連の病気や死に貢献します。 [世界保健機関(WHO)[[]]]]は、極端な熱がすでに何百万人もの人々を毎年殺し、UHIは都市部でこれらのイベントをはるかに多く致しません。 緊急室は、熱中症、心なストレス、および公衆衛生システムに感染した問題、UHIは、UHIは、これらのイベントを都市部でもっと多くの致命的な状態にすることができます。

エネルギー消費も激しく上昇します。 周囲温度の1°C増加のために、冷却のためのピーク電力需要は2〜4%に上昇することができます。 ロサンゼルスやヒューストンなどの都市では、UHI効果は、年間エネルギー請求書に数十万ドルの付加価値をもたらします。 この需要の増加により、化石燃料発電所からの温室効果ガス排出量を上昇させ、危険なフィードバックループを作成します。

おそらく最も重要では、UHIは深く非公平です。低所得の近所と色のコミュニティは、多くの場合、より少ない木、より多くの舗装、および古い、断熱された住宅在庫の無数 - 熱暴露を増幅する条件を持っています。 ]による研究]によるNature Communicationsは、U.S.の都市の97%で、白い住民よりも大幅に高い表面温度で色が住んでいることがわかりました。したがって、都市は、U.S.S.S.のほとんどが冷却する利点をほとんど保つ必要があります。

都市熱島の測定:衛星からストリートレベルのセンサーまで

効果的な緩和は、正確な測定から始まります。シティマネージャーは、空港の気象ステーションを手渡して頼りにすることはできません。ホットスポットを特定し、進行状況を追跡するために、詳細なリアルタイムデータが必要になります。いくつかのツールと方法が利用可能になりました。

  • [サテライトリモートセンシング:[ NASAのMODISとランドサット衛星は、都市全体に表面温度パターンをマッピングする30メートルから1キロまでの解像度で熱赤外線画像を提供して、都市が都市全体をマップすることができます。 このデータは、ツリーキャノピーを欠いているか、または過度の不快な表面を持っている近所を特定するのに役立ちます。
  • Ground-Based Sensors: 街路灯、建物、ユーティリティポールに取り付けられた低コストの温度および湿度センサーのネットワークは、数分間にハイパーローカル条件をキャプチャできます。ルイビル、ケンタッキー、フェニックス、アリゾナなどの都市は、衛星データを補うために、このようなセンサーの数百をデプロイしました。
  • [モバイルトランスフォームと市民科学:[ボランティアは、さまざまな日にデータを収集するために、マウント温度ロガーでドライブまたは自転車の事前定義されたルートを駆動することができます。 のようなプログラム]Heat.gov[[](米国国立統合熱健康情報システム)は、コミュニティ主導のヒートマッピングキャンペーンのための標準化されたプロトコルを提供します。
  • []都市のキャノピーパラメータと相まっている気象研究と予測(WRF)モデルなどの高度なシミュレーションツールは、土地のカバーや建築材料の計画的な変化が将来の温度にどのように影響するかを予測することができます。 これらのモデルは、都市管理者が高価な改装をコミットする前にシナリオをテストすることができます。

これらのアプローチを組み合わせることで、都市は、温度データを人口統計、健康、インフラ情報に重ね合わせる詳細な熱脆弱性マップを作成することができます。この層分析では、コミュニティがリスクのほとんどであり、介入が最大の冷却影響をもたらすかを明らかにします。

緩和のための戦略: 実証済みのソリューションのポートフォリオ

単一の介入は、UHIsを排除することはできません。 代わりに、都市管理者は、個々の建物から近所まで、さまざまな規模で相乗的に動作する戦略のポートフォリオをデプロイしなければなりません。 以下のアプローチは、研究と現実世界の実装によって検証されています。

緑のインフラを増加させる

市を緑化することは最も広く推奨され、費用対効果の高いUHI緩和措置です。 よく設計された緑のインフラネットワークには、木、公園、緑の屋根、垂直庭園、バイオスワル、および雨の庭が含まれます。 ツリーは特に強力です:成熟した落葉樹は、そのキャノピーを介して太陽放射を克服し、避難所を介して2〜5°Cで周囲の空気を冷却する最大40%を介することができます。 [[FLT]森林サービス]によると、南に15〜5%オフにすることができます。

屋上の緑化、中・植物の栽培、多岐にわたる利点を生み出す屋上システム。従来の黒屋根と比較して15～30°Cの屋上の気温を低下させ、50～100%の低域の滑走を抑え、建物の断熱性を向上させます。シカゴ、トロント、コペンハーゲンなどの都市は、新たな大規模開発にグリーン屋根を整備し、世界中に急速に普及しています。

公園と緑の空間は、境界内で1〜3°Cの温度を下げ、数百メートルのダウンウィンドのための冷却効果を拡張することができるローカルクールな島を作成します。しかし、すべての公園が等しいわけではありません。高い木密度と水の特徴を持つ人々は、最も冷却を提供します。市管理者は、大小が利用できなくなった、密で熱脆弱な地区でポケット公園の創造を優先する必要があります。

クールな屋根とクールな舗装を実装

クールな屋根は、太陽放射の高比を反映し、吸収された熱を効率的に放出するように設計されています。 通常、白または淡色、クールな屋根は、標準的な暗い屋根の0.10〜0.20と比較して0.60〜0.85の太陽反射率(アルベト)を持っています。 街のクールな屋根の普及は、周囲の気温を0.2〜0.5°C減らすことができます。 によると、バークレー国立研究所[FLT:]は、既存の建物のインセンティブを加速することができます。

クールな舗装は、反射的な集約体、光色バインダー、または透磁率の面で熱吸収を削減します。まだ新興技術、フェニックス、ロサンゼルス、ボルチモアのパイロットプロジェクトは、冷静な舗装コーティングが3〜6°Cで表面温度を下げることができることを示しています。透過可能な舗装は、水が侵入し、蒸発し、追加の冷却とストームウォーターの操業を削減することを可能にします。シティマネージャーは、道路の隙間や道路の混雑状況を抑えるために、より小さい材料を冷却し、より小さいため、より小さい貨物を貯蔵する必要があります。

都市計画方針の強化

長期UHI緩和は、ゾーニングコードへの熱削減を埋め込む必要があります, 建物の基準, 包括的な計画. 主な方針レバーは、:

  • Tree Canopy Ordinances:[]は、新規開発または再開発中にプライベートロットのツリーカバーの最小割合を必要とします。 一部の都市では、住宅地の30〜40%キャノピーカバーのターゲットを設定しました。
  • [クールルーフとクール舗装のマンデート:[]国際エネルギー保全コード(IECC)クールルーフ規定またはローカル等を採用し、公共道路や駐車場の反射材料が必要です。
  • グリーンファクターまたはグリーンエリア比:[開発が必要なスコアベースシステムで、植生、グリーンルーフ、および多面的な表面のための最小数のポイントを達成するために、部分的な緑化ではなく統合を奨励します。
  • ヒートアクションプラン:[]] 公共保健、緊急管理、都市計画、および住宅部門を統括して、冷却センターを開き、脆弱な住民にチェックし、熱波中に屋外作業スケジュールを調整します。

ゾニングは、建物の向きや風流を促進する道路幅を奨励することにより、都市の幾何学に取り組むこともできます。一部の都市では、高層ビルや床面積の比率を最大にし、深層の都市峡谷を作ることを避けるために熱脆弱な地区で確立しています。

データ駆動型アプローチとスマートシティテクノロジー

現代都市管理者は、UHI投資を最適化するために、データ分析とスマートシティツールを活用することができます。地理情報システム(GIS)は、土地の気温、木陰部のカバレッジ、不法面の領域、および社会経済の脆弱性指数を組み合わせることで、優先的な介入ゾーンを特定することができます。機械学習アルゴリズムは、特定の介入から最も利益をもたらす、資金が割り当てられる前にコスト効果分析を可能にする、どの近接領域が予測することができます。

リアルタイムの熱監視ネットワークは、自動応答をトリガーできます。例えば、センサーが境界を超える舗装温度を検出すると、スマート灌漑システムは、蒸発冷却を介してエリアを冷却するために活性化することができます。リアルタイムの熱リスクレベルを表示するデジタルダッシュボードは、都市管理者が、最も必要な場所を公的かつ直接リソースに危険を伝達するのに役立ちます。バルセロナやシンガポールのような都市の都市は、既に集中管理プラットフォームにUHIモニタリングを統合しています。

コミュニティのエンゲージメントと教育

コミュニティのバイインなしで、技術的なインフラが成功しません。UHIミディエーションの住民や企業をエンゲージメントすることで、ソリューションが文化的に適切で、均等に配布され、時間をかけて維持されるようにします。市役職員は、次のことを行います。

  • []コミュニティとの共同設計の介入:[地域優先性と制約を理解するために、熱脆弱な地区で公共のワークショップを開催する。例えば、住民は、彼らが使用可能な屋外スペースを必要とする場合は、反射舗装上の陰の木を好むかもしれません。
  • プロパティ所有者のためのインセンティブプログラムを作成します。[クールな屋根の設置のためのリベート、権利のフリーツリー植え、コミュニティガーデンのための助成金は採用を加速することができます。ロサンゼルスでは、CoolSealプログラムは、熱費の領域で住宅所有者に無料のクールな舗装コーティングを提供しています。
  • 「発熱健康教育キャンペーン:[」] 蒸流器、ソーシャルメディアコンテンツ、および熱リスク、冷却センターの場所、および水和に関するモバイルアラート。 ローカルクリニック、図書館、および信仰機関と提携して、インターネットアクセスなしで、リスクの先輩やそれらに到達します。
  • Fosterコミュニティの儀式:[新しい通りの木を世話し、維持の必要性を報告するために列車の住民。 ボランティアグループは、植林の日を整理し、都市の緑空間を維持するのに役立ちます。

強力なツールは、冷却と食品のセキュリティの両方を提供する都市の庭または食用の森林です。 これらのプロジェクトは、コミュニティ組織によって開始され、都市マッチングファンドによってサポートされ、コンクリートを生産的に変え、社会的凝集を構築しながらUHIの影響を削減する陰影の空間に変えます。

ケーススタディ:道をリードする都市

いくつかの都市では、野心的なUHIの緩和が達成可能であることを実証しています。彼らの経験は、世界中の都市管理者のための貴重なレッスンを提供します。

これらの例では、UHIミディエーションが成功すると、政治的な意志、持続的な資金、断面コーディネート、新しい技術で実験する意欲が必要であることを示しています。都市管理者はこれらのモデルを研究し、それらの地域の気候、文化、予算に適応する必要があります。

結論:あらゆる意思決定に冷却を統合するコール

都市熱島は都市生活の必然的な副産物ではありません。それは正しい設計上の欠陥です。根本原因を理解することで、問題を測定し、多角的なレベルの緩和戦略の多様なポートフォリオを実行し、パートナーとしてコミュニティを従事させることにより、都市管理者はUHIの強度とその関連害を劇的に軽減することができます。

利点は、クーラーの街を超えて拡張します。 よく覆われた近所は、歩くこととサイクリングを奨励し、公共の健康を改善し、輸送の排出量を削減します。 クールな屋根と緑のインフラは、エネルギーの手形を下げ、緑のジョブを作成し、気候変動に対する都市のレジリエンスを高めます。 そして、歴史的に保護された地域への投資を優先することによって、都市管理者は、環境の不当を解くために始めることができます。

毎年、暑さ、すべての夏の法案の衝撃、高温にリンクされているすべての健康緊急は、状態のquoが不持続可能なであることを思い出させるものです。 都市の管理者は、都市の熱的景観を形容するツール、知識、および権限を持っています。 行動する時間は現在、次の熱波が破壊ポイントを過ぎたコミュニティをプッシュするために使用されます。