Hiểu được những hòn đảo nhiệt đô thị và mối đe dọa ngày càng gia tăng

Các đảo nhiệt đô thị (UHIs) có thể tạo ra một trong những thách thức môi trường khẩn cấp nhất cho các thành phố trên khắp thế giới. Định nghĩa là các khu vực có nhiệt độ cao hơn nhiều so với các vùng nông thôn xung quanh, UHIIs có thể tăng nhiệt độ môi trường bởi 1–7°C (1.8–12.6 °F) trong ngày và 2–5 °C, vào ban đêm, tùy theo kích thước và mật độ của thành phố. Đối với các nhà quản lý thành phố, hiện tượng này làm giảm thiểu năng lượng không khí, và giảm thiểu sự nguy cơ gây nguy hiểm cho dân số, giảm thiểu trách nhiệm trong thành phố.

Hiệu ứng U.S không phải là một hiện tượng tự nhiên mà là một hậu quả trực tiếp của việc xây dựng và điều hành các thành phố.

Nguyên nhân của những hòn đảo nhiệt đô thị

  • Chương trình hấp thụ lại:) Các vật liệu có tính cách hội nghị (như xi măng, bê tông tối) chỉ phản ánh 5–20% ánh sáng mặt trời đến, hấp thụ phần còn lại và chuyển hóa nó như nhiệt độ. Một mái đen điển hình có thể đạt nhiệt độ 75–90 ° C (167 °4) vào một buổi chiều mùa hè nóng bức.
  • Một cây trưởng thành có thể chuyển hóa lên 150 lít nước mỗi ngày, cung cấp độ mát tương đương với hai điều kiện không khí điển hình chạy 20 giờ.
  • Máy sưởi từ hoạt động của con người: ) Các đơn vị điều hòa không khí, xe hơi, xe tải và máy móc công nghiệp phát nhiệt trực tiếp vào môi trường.
  • Hình học Urban: ) Các tòa nhà cao tạo ra các hẻm núi thành thị có thể tạo ra các luồng bức xạ sóng dài và giảm tốc độ gió, ngăn nhiệt độ không bị tan rã.

Ảnh hưởng đến sức khỏe, năng lượng và sự công bằng

Kết quả của tổ chức Y tế Thế giới (FLT: 0) báo cáo rằng nhiệt độ cực độ đã giết hại hàng năm hàng năm, và UHI làm cho những sự kiện này gây chết người nhiều hơn ở các khu vực đô thị.

Với mỗi 1°C tăng nhiệt độ môi trường, nhu cầu điện cao nhất có thể tăng 2–4% ở các thành phố như Los Angeles và Houston, hiệu ứng U.S.I cộng thêm 10 triệu đô la cho các hóa đơn năng lượng hàng năm. nhu cầu tăng lên, tăng lên, tăng áp suất nhà kính thải ra khí nhà kính từ các nhà máy nhiên liệu hóa thạch, tạo ra một vòng phản hồi nguy hiểm.

Có lẽ đa số các khu phố có thu nhập thấp và cộng đồng màu sắc thường có ít cây hơn, vỉa hè hơn, và già hơn, không được bảo quản - điều kiện để phơi nắng nhiệt độ cao hơn. Một cuộc nghiên cứu ), phương tiện liên lạc tìm thấy rằng trong 97% của nước Mỹ, người dân sống ở các thành phố có màu với nhiệt độ cao hơn người dân ở vùng lân cận. Vì vậy, người quản lý phải xem việc giảm thiểu sự công bằng về môi trường, đảm bảo lợi ích của việc đầu tư có thể đạt được nhiều nhất.

Quần đảo nhiệt đô thị: Từ vệ tinh đến bộ cảm biến đường phố

Các nhà quản lý thành phố không còn dựa vào một số trạm khí tượng tại sân bay; họ cần dữ liệu thời gian thực, hạt để xác định điểm nóng và sự tiến bộ theo dõi. Một số công cụ và phương pháp hiện nay có:

  • Vệ tinh MODIS và Landsat cung cấp hình ảnh hồng ngoại nhiệt ở độ phân giải 30 mét, cho phép các thành phố vẽ bản đồ mẫu nhiệt độ trên toàn khu vực đô thị. Dữ liệu này giúp nhận diện các khu vực thiếu tán cây hoặc bề mặt không thể chịu đựng quá nhiều.
  • Bộ cảm biến vòng quanh: [FLT: 1] Mạng lưới nhiệt độ và cảm biến độ ẩm thấp gắn trên đèn đường, nhà cửa và cột điện có thể thu được điều kiện siêu thanh mỗi vài phút. Các thành phố như Louisville, Kentucky, và Phoenix, Arizona, đã triển khai hàng trăm bộ cảm biến như thế để bổ sung dữ liệu vệ tinh.
  • Chương trình Giao thoa và Khoa học Công dân: ) Những người tình nguyện có thể lái xe đạp hoặc đi xe đạp trước định trước với những bản ghi nhiệt độ đã lắp để thu thập dữ liệu vào những thời điểm khác nhau. Chương trình như Heat (Các hệ thống thông tin sức khỏe quốc gia I.S.
  • Mô hình khí hậu Urban: Công cụ mô phỏng cấp cao như dự báo thời tiết và dự báo trước (WRF) kết hợp với các tham số tán cây có thể dự đoán những thay đổi trong đất hoặc vật liệu xây dựng sẽ ảnh hưởng đến nhiệt độ tương lai như thế nào. Những mô hình này cho phép các nhà quản lý thành phố kiểm tra các tình huống trước khi cam kết với các cải tạo đắt tiền.

Bằng cách kết hợp những cách tiếp cận này, thành phố có thể tạo ra những bản đồ nhiệt độ dễ tổn thương bao gồm dữ liệu nhiệt độ với nhân khẩu học, sức khỏe và thông tin cơ sở hạ tầng phân tích này cho thấy cộng đồng nào đang gặp nguy hiểm nhất và nơi mà sự can thiệp sẽ mang lại tác động làm mát lớn nhất.

Chiến thuật cho sự di cư: Một Portfolio of Propron Solutions

Thay vào đó, các thành viên thành phố phải triển khai một danh mục các chiến lược hoạt động cộng tác ở các cấp độ khác nhau từ các tòa nhà riêng lẻ đến các khu vực lân cận những phương pháp sau đây đã được xác nhận bằng nghiên cứu và thực hiện.

Tăng cấu trúc màu xanh lá cây

Việc xanh lá cây là biện pháp giảm thiểu chi phí và hiệu quả nhất của thành phố và hiệu quả nhất. Mạng lưới cơ sở hạ tầng xanh được thiết kế tốt bao gồm cây cối, công viên, mái cây xanh, vườn dọc, sinh vật và vườn mưa. Cây cối đặc biệt mạnh mẽ: một cây bị diệt chủng có thể chặn 40% bức xạ mặt trời đi qua tán cây và không khí mát mẻ xung quanh bởi 2–5 ° C thông qua luồng khí quyển. Theo dịch vụ rừng[FL: 0].S [FL1], việc trồng cây chiến lược trên các tòa nhà phía tây và các tòa nhà phía tây có thể giảm đi 15% phí không khí.

Những mái nhà xanh, hệ thống mái nhà có mái nhà lớn và cây cối, với những thứ vừa lớn hơn, những thứ có lợi cho việc giảm nhiệt độ trên mái nhà 15–30 °C so với mái nhà màu đen thông thường, nước mưa hạ xuống 50–100%, và cải thiện việc cách xây dựng các tòa nhà.

Công viên và không gian màu xanh sẽ tạo ra những hòn đảo mát mẻ có thể hạ nhiệt độ xuống 1–3°C trong phạm vi của chúng và mở rộng hiệu ứng làm mát cho hàng trăm mét dưới gió. Tuy nhiên, không phải tất cả các công viên đều bình đẳng: những nơi có mật độ cây cao và tính năng nước cho việc làm mát nhất. Người quản lý nên ưu tiên việc tạo ra các công viên trong các khu vực có nhiều chỗ ở, nhiệt độ cao, nơi mà không có khả năng sử dụng.

Trang trí những mái vòm mát mẻ và khu nhà

Mái nhà mát được thiết kế để phản ánh một lượng lớn bức xạ mặt trời và phát ra nhiệt độ hấp thụ hiệu quả. Thông thường, mái nhà màu trắng hoặc màu sáng, mát có độ phản chiếu mặt trời (albedo) của 0,60–0.85 so với 0.10–20 cho mái nhà tối. Việc tiếp nhận nhiều mái nhà lạnh có thể giảm nhiệt độ không khí xung quanh bởi 0.2–5 °C, theo [FT: 0] Phòng nghiên cứu quốc gia [FL: 1] Nhiều chương trình xây dựng bộ mã hóa bằng cách làm mát, và khuyến khích tăng tốc độ các tòa nhà.

vỉa hè mát mẻ sử dụng các bộ phận phản xạ, dây buộc màu sắc màu sáng, hoặc bề mặt có thể làm giảm nhiệt độ đi được. trong khi vẫn còn một công nghệ đang nổi lên, các dự án phi công ở Phoenix, Los Angeles, và Baltimore đã chỉ ra rằng vỏ đường mát có thể giảm nhiệt độ bề mặt bởi 3–6 ° C. Những vỉa hè dễ dàng cho phép nước có thể thâm nhập và bốc hơi, cung cấp thêm nước làm mát và giảm mưa. quản lý thành phố nên kiểm tra chất liệu làm mát trên các vỉa hè nhỏ hơn và tăng lên nhiều lần trước khi chúng tăng lên, như những mối quan ngại và cần được giải quyết.

Chính sách lên kế hoạch đô thị tăng

Việc giảm nhiệt trong lâu dài đòi hỏi giảm nhiệt thành thành mật mã phân vùng, xây dựng tiêu chuẩn và kế hoạch toàn diện.

  • Các dự án kiểu Thin thị: yêu cầu phần trăm cây bao phủ tối thiểu trong các khu vực phát triển hoặc tái phát triển. Một số thành phố đặt mục tiêu là 30–40% tán cây cho các khu dân cư.
  • Cool Roof và Cool Pavment Mandates: ) Nhận định Bộ luật Bảo tồn Năng lượng Quốc tế (IECC) nguồn cung cấp thượng lộ hoặc địa phương tương đương, và yêu cầu vật liệu phản chiếu cho các đường phố và bãi đỗ xe.
  • Hệ thống màu xanh lá cây hoặc tỷ lệ khu vực xanh: cần có sự phát triển tối thiểu để đạt được số điểm cho thực vật, mái nhà xanh lá cây, và bề mặt màng được kết hợp với nhau thay vì xanh lá cây.
  • Kế hoạch hành động trực tiếp: Tọa độ trên sức khỏe cộng đồng, quản lý khẩn cấp, kế hoạch đô thị và các bộ phận nhà ở để mở trung tâm làm mát, kiểm tra những người dễ bị tổn thương, và điều chỉnh thời gian biểu làm việc ngoài trời trong lúc sóng nóng.

Zoning cũng có thể định vị hình học thành thị bằng cách khuyến khích các hướng đi xây dựng và các chiều rộng đường phố để thúc đẩy luồng khí nén. một số thành phố đã thiết lập tỷ lệ tối đa về độ cao và độ cao tầng trong các khu vực nhiệt-có thể chịu được để tránh tạo ra những hẻm núi sâu.

Công nghệ thành phố thông minh và tiếp cận dữ liệu

Các nhà quản lý thành phố hiện đại có thể áp dụng dữ liệu phân tích và công cụ thành phố thông minh để tối ưu hóa các đầu tư UHI. Hệ thống thông tin địa lý (GIS) có thể xác định vùng can thiệp ưu tiên bằng cách kết hợp nhiệt độ trên mặt đất, che phủ cây, khu vực bề mặt không bị tổn thương kinh tế xã hội và các thuật toán học có thể dự đoán khu vực nào sẽ được lợi ích nhất từ các biện pháp can thiệp cụ thể, cho phép phân tích chi phí sử dụng các khoản tiền trước khi được cấp phát.

Các mạng lưới nhiệt thời gian thực có thể kích hoạt các phản ứng tự động: Ví dụ, khi một cảm biến phát hiện nhiệt độ mặt đường vượt quá ngưỡng, một hệ thống tưới tiêu thông minh có thể kích hoạt làm mát khu vực thông qua hệ thống làm mát nước biển. bảng điều khiển nhiệt độ thực tế cũng có thể giúp các quản lý thành phố giao tiếp mối nguy hiểm cho công chúng và trực tiếp nơi cần thiết nhất. các thành phố như Barcelona và Singapore đang tích hợp việc giám sát UvaI vào nền tảng kiểm soát trung tâm thành phố của họ.

Cuộc xung đột và sự giáo dục cộng đồng

Không có cơ sở hạ tầng kỹ thuật nào thành công mà không có cộng đồng mua vào. hoạt động trong phân phối UHI đảm bảo rằng giải pháp phù hợp với văn hóa, phân phối một cách công bằng và duy trì theo thời gian.

  • Sự can thiệp của các cộng đồng: Giữ các xưởng công cộng trong khu vực nóng-có thể bị ảnh hưởng để hiểu được các ưu tiên và hạn chế địa phương. Ví dụ, người dân có thể thích bóng mát trên vỉa hè phản chiếu nếu họ cần có thể sử dụng ngoài trời.
  • Chương trình khuyến khích người sở hữu tài sản: Các thiết bị tái tạo để lắp đặt mái nhà mát mẻ, cây tự do trồng ở quyền tự do của đường đi, và các khoản trợ cấp cho khu vườn cộng đồng có thể tăng tốc cho việc nhận nuôi. tại Los Angeles, chương trình CoolSeal cung cấp cho các chủ sở hữu vỉa hè mát mẻ ở nhà có trọng lượng cao.
  • Chiến dịch giáo dục sức khỏe nhiệt không hoạt động: Phân phối tờ rơi, truyền thông xã hội, và thông báo di động về rủi ro nhiệt độ, vị trí mát và nước. Cộng tác với các phòng khám địa phương, thư viện, và các tổ chức niềm tin để đạt mức cao nhất rủi ro và những người không có truy cập internet.
  • Ban quản lý cộng đồng: ) Huấn luyện cư dân như “Những người đứng đầu tòa nhà xinh đẹp để chăm sóc cây và báo cáo về nhu cầu của người mới.

Một công cụ mạnh mẽ là khu vườn đô thị hay khu rừng ăn được cung cấp cả sự mát mẻ và an ninh thực phẩm những dự án này có thể được khởi xướng bởi các tổ chức cộng đồng và hỗ trợ bởi quỹ chung của thành phố, biến những khu vực bê tông thành những không gian có hiệu quả, bóng mát để giảm thiểu những ảnh hưởng của UHI trong khi xây dựng sự kết hợp xã hội.

Nghiên cứu: Thành phố dẫn đường

Nhiều thành phố đã chứng minh rằng việc giảm thiểu tham vọng của U - ri là điều dễ đạt được, và kinh nghiệm của họ cho thấy những bài học quý giá cho các trưởng lão trên khắp thế giới.

  • Kế hoạch hành động , Arizona: ) một trong những thành phố lớn nhất ở Hoa Kỳ, Phoenix đã chấp nhận một kế hoạch toàn diện bao gồm việc mở rộng tán cây (hay khu rừng cho 25 ngàn người đi tuần tra trên đường phố đến 2030), những dự án phi công làm mát bao gồm hơn 100 dặm đường phố, và một Sĩ quan điều phối nhiệt để phối các nỗ lực trên khắp các ban.
  • Milan, Ý: Sáng kiến ForestaMI nhằm trồng ba triệu cây trong khu vực đô thị vào năm 2030, tập trung vào những khu vực ngoại ô bị đốt nóng.
  • , Úc: Chiến lược của rừng đô thị đặt mục tiêu bao phủ 40% tán cây vào năm 2040 và dùng bản đồ nhiệt để xác định hành lang trồng.
  • Seville, Tây Ban Nha: [FLT: 1] Seville đang phát triển một công việc tiên phong “trung tâm làm mát kết hợp với cặp song sinh số của thành phố, và đặt tên cho nhân viên đầu tiên là nhiệt, thành phố này dùng một loại sóng nhiệt gọi tên và hệ thống phân loại tương tự như hệ thống này để nâng cao nhận thức công khai.

Những ví dụ này cho thấy rằng sự phân chia thành công UHI đòi hỏi ý chí chính trị, tài trợ lâu dài, phối hợp đối lập với nhau, và sẵn sàng thử nghiệm với công nghệ mới. các giám đốc thành phố nên nghiên cứu những mô hình này nhưng thích nghi chúng với khí hậu, văn hóa và ngân sách địa phương.

Kết luận: Một cuộc gọi để hợp nhất làm nguội mọi quyết định

Những hòn đảo nhiệt đô thị không phải là một sản phẩm không thể tránh khỏi của cuộc sống thành phố chúng là một khuyết điểm thiết kế có thể sửa chữa được. bằng cách hiểu được nguyên nhân gốc, đo lường vấn đề ở mức hạt, thực hiện một danh mục đa dạng về chiến lược giảm thiểu chiến lược, và những cộng đồng thu hút sự hợp tác, những người quản lý thành phố có thể giảm mạnh mẽ và những tác hại liên quan đến UHI.

Những lợi ích được tăng lên ngoài những con đường mát mẻ hơn. và bằng cách ưu tiên đầu tư vào những khu vực chưa được kiểm soát lịch sử, những người quản lý thành phố có thể bắt đầu xóa bỏ những thập kỷ bất công môi trường.

Mỗi đợt nóng, mỗi cú sốc, mỗi lần sức khỏe bị liên kết với nhiệt độ cao là một lời nhắc nhở rằng hiện trạng là không thể duy trì được. các nhà quản lý thành phố có công cụ, kiến thức, và thẩm quyền để tái tạo lại cảnh nhiệt thành thị thời gian hành động là trước khi đợt nhiệt kế tiếp đẩy cộng đồng qua điểm nóng của họ.