Análisis de las causas del efecto isla de calor urbano

El clima es la causa externa del efecto isla de calor urbano, mientras que la urbanización es la causa interna. En términos generales, hay tres razones para la formación de islas de calor: primero, las propiedades de la superficie de las ciudades y los suburbios son diferentes, y las propiedades térmicas son bastante diferentes. Las áreas urbanas tienen una baja reflectividad, absorben más calor, consumen menos calor por evaporación, conducen el calor rápidamente y lo disipan lentamente por radiación. En segundo lugar, las áreas urbanas emiten más calor generado por el hombre que las áreas suburbanas. Las zonas urbanas tienen altas concentraciones de contaminación del aire y muchas partículas de aerosol. Desempeña un papel de aislamiento térmico hasta cierto punto.

La contaminación del aire juega un papel muy complejo y especial en el efecto isla de calor urbano. Los contaminantes del aire procedentes de la producción industrial, el transporte y la vida cotidiana se concentran especialmente en las zonas urbanas, cubriendo las ciudades como una espesa manta. Durante el día, debilita enormemente la radiación directa del sol, ralentiza el calentamiento de las zonas urbanas y, en ocasiones, crea un efecto de "isla" urbana. Por la noche, la pérdida de calor causada por la radiación efectiva de onda larga a la superficie urbana se reducirá considerablemente, lo que desempeñará el papel de preservación del calor y hará que la ciudad sea "más fresca" que los suburbios.

(1) Es necesario proteger y aumentar el espacio verde urbano y el área de agua, porque el área de agua y el espacio verde urbano juegan un papel considerable en la reducción del efecto isla de calor urbano en verano.

(2) La intensidad de las islas de calor urbanas aumenta con el desarrollo de las ciudades. Por lo tanto, mientras se controla el desarrollo urbano, es necesario controlar la densidad de población urbana y la densidad de construcción, porque las áreas densamente pobladas también son altamente pobladas. Áreas de densidad y áreas de alto consumo de energía, formando a menudo un área de alta temperatura.

(3) Por ejemplo, Beijing está situada en medio de una llanura y está rodeada de montañas por tres lados. Afectado por el viento del valle, la dirección del viento predominante cambia de sur a norte, con vientos del norte durante la noche y del sur durante el día. Por lo tanto, al expandir nuevas áreas urbanas o renovar áreas urbanas antiguas, las calles norte-sur deben ampliarse adecuadamente para mejorar la ventilación urbana y reducir la intensidad de las islas de calor urbanas.

(4) Reducir la liberación de calor generado por el hombre, reemplazar el carbón doméstico con gas licuado de petróleo y gas natural tanto como sea posible y ampliar el área de calefacción también son contramedidas fundamentales.

El efecto isla de calor urbano se refiere al fenómeno de que la temperatura en la ciudad es significativamente más alta que en los suburbios exteriores. En el mapa de temperatura cercana a la superficie, la temperatura en los suburbios no cambia mucho, mientras que el área urbana es un área de alta temperatura, como una isla que sobresale del mar. Debido a que esta isla representa un área urbana de alta temperatura, se la llama vívidamente isla de calor urbano. El efecto isla de calor urbano hace que la temperatura media anual en las ciudades sea 65.438±0℃ más alta que la de los suburbios, o incluso más. En verano, la temperatura en algunas partes de la ciudad es a veces más de 6°C más alta que en los suburbios. Además, los edificios densos y altos en las ciudades dificultan el flujo de aire y reducen la velocidad del viento en las ciudades. Debido al efecto isla de calor urbano, las ciudades y los suburbios forman una circulación térmica opuesta entre el día y la noche.

En los últimos años, con el rápido desarrollo de la construcción urbana, el efecto de isla de calor urbana se ha vuelto cada vez más evidente. Las principales razones de la formación de islas de calor urbanas son las siguientes:

En primer lugar, se ve afectada por las características de la superficie urbana subyacente. En las ciudades hay una gran cantidad de estructuras artificiales, como hormigón, pavimentos asfálticos y diversos muros de edificios, que cambian las propiedades térmicas de la superficie subyacente. Estas estructuras artificiales absorben el calor rápidamente y tienen una pequeña capacidad calorífica. En las mismas condiciones de radiación solar, se calientan más rápidamente que la superficie natural subyacente (espacios verdes, superficie del agua, etc.). ), por lo que la temperatura de su superficie es significativamente más alta que la de la superficie natural subyacente.

Otro motivo principal es la influencia de las fuentes de calor artificiales. La producción de las fábricas, el transporte y la vida de los residentes necesitan quemar diversos combustibles, y cada día se emite una gran cantidad de calor.

Además, la reducción de espacios verdes, árboles y cuerpos de agua en las ciudades también es una razón importante.

Con el desarrollo de la urbanización y el aumento de la población urbana, el número de edificios, plazas y carreteras de la ciudad ha aumentado significativamente, mientras que los espacios verdes y los cuerpos de agua han disminuido correspondientemente y la capacidad de aliviar el efecto isla de calor se ha debilitado.

Por supuesto, la contaminación del aire urbano también es una razón importante. Los vehículos de motor, la producción industrial y la vida residencial en las ciudades producen grandes cantidades de emisiones como óxidos de nitrógeno, dióxido de carbono y polvo. Estas sustancias absorberán la radiación térmica de la superficie subyacente, creando un efecto invernadero y calentando aún más la atmósfera.

En principio, el efecto isla de calor urbana puede producirse durante todo el año. Sin embargo, el principal impacto en la vida y el consumo de los residentes es el efecto isla de calor producido por las altas temperaturas del verano. Para reducir la temperatura interior y hacer circular el aire interior, la gente utiliza aires acondicionados, ventiladores eléctricos y otros aparatos eléctricos, que consumen mucha energía. Por ejemplo, actualmente 1/6 del consumo de electricidad en Estados Unidos se utiliza para refrigeración, lo que requiere una factura eléctrica anual de 40 mil millones de dólares. El clima cálido también es perjudicial para la salud humana. Por muy alta que sea la temperatura, fácilmente puede causar síntomas como irritabilidad, insolación y trastorno mental si la temperatura continúa siendo superior a 34°C, también puede derivar en una serie de enfermedades, especialmente la incidencia de enfermedades cardiovasculares; , enfermedades cerebrovasculares y del sistema respiratorio, y la tasa de mortalidad aumentará significativamente. Además, el aumento de las temperaturas acelerará las reacciones fotoquímicas y aumentará la concentración de ozono en la atmósfera cercana a la superficie, lo que afectará a la salud humana.