Αστική θερμότητα: Ένα μήνυμα από το μέλλον
Καθώς τα κύματα καύσωνα έχουν συνέχεια αύξηση, οι επιστήμονες ανησυχούν και πιέζουν για πιο πράσινη πόλη, πράσινες στέγες και δρόμους
Τα κύματα καύσωνα, όπως αυτό που έπληξε τη Νέα Υόρκη το 2011 μεγεθύνονται από την αστική επίδραση θερμικής νησίδας. [Πιστωτική Image: Flickr χρήστη Chris Goldberg]
Όταν o Stuart Gaffin βλέπει στο ορίζοντα της Νέας Υόρκης από την κορυφή της ερευνητικής πράσινης στέγης , ο επιστήμονας ειδικός για την κλιματική αλλαγή στο Πανεπιστήμιο Columbia φαντάζεται ότι τα εκατοντάδες πανύψηλα κτίρια γύρω του είναι σαν οι κορμοί των γιγάντιων δέντρων καπόκ που κοσμούν τον ουρανό του Αμαζονίου.
"Μπορούμε να πάρουμε περιοχές ασφάλτου στην ζούγκλα της Νέας Υόρκης και να τα μετατρέψουμε σε πράσινες οάσεις;» ρωτάει ρητορικά Gaffin. "Αυτό δεν συμβαίνει ακόμα ... αλλά αυτό είναι πάντα το όραμα μου και των συναδέλφων μου:. Προσπαθούμε να το πραγματοποιήσει σε περιοχές που δεν είναι πράσινες"
Ο Gaffin δεν είναι ονειροπαρμένος δέντρο-χίπης. Είναι ένας ερευνητής επιστήμονας που συλλέγει μετρήσεις θερμοκρασίας και δείγματα εδάφους από τους δρόμους του Μανχάταν, σοκάκια, στέγες, ακόμη και στις φυλακές για να κατανοήσουμε καλύτερα έναν όλο και πιο επικίνδυνο πρόβλημα που οι κλιματολόγοι ονομάζουν την αστική επίδραση θερμικής νησίδας.
Οι Αστικές θερμικές νησίδες δημιουργούν υψηλές θερμοκρασίες σε πυκνοκατοικημένες γειτονιές με μαύρες στέγες (ασφαλτικων μονώσεων)και άλλα αδιαπέραστα υλικά όπως μεμβράνες. Χάρτες θερμότητας και μελέτες δείχνουν ότι υποβαθμισμένες κοινότητες στις πόλεις που στερούνται σημείων δροσισμού και χώρους πρασίνου μπορεί να είναι ακόμη πιο επιρρεπείς στο φαινόμενο. Οι πόλεις καλύπτουν λιγότερο από δύο τοις εκατό της επιφάνειας της Γης, αλλά ο Gaffin τους βλέπει ως κρυστάλλινες σφαίρες που θα προβλέψουν το μέλλον της παγκόσμιας κλιματικής αλλαγής και τις απαντήσεις μας και λύσεις που θα δώσουμε σε αυτήν.
Η καυτή Πόλη είναι ήδη μια απειλή για πολλά. Σε ορισμένες πόλεις, οι θερμοκρασίες μπορεί να πετάξει στα ύψη μέχρι και 22 βαθμούς Κελσίου υψηλότερη από ό,τι στις γύρω προαστιακές ή αγροτικές περιοχές. Καύσωνες είναι ήδη υπεύθυνοι για περισσότερους θανάτους από ό,τι οποιαδήποτε άλλη μορφή ακραίων καιρικών συνθήκων. Μια σημαντική συλλογή έρευνητικών δεδομένων αναδεικνύει δείχνουν ότι οι ηλικιωμένοι, τα παιδιά, φυλετικές μειονότητες και οι φτωχοί - πληθυσμούς που έχουν την τάση να ζουν σε μικρότερος και υποβαθμισμένους χώρους - θα είναι σε μεγαλύτερο κίνδυνο, όσο τα κύματα καύσωνα γίνονται πιο συχνά λόγω της κλιματικής αλλαγής.
Η Αστική νησίδα θερμότητας οδηγεί συνεχώς σε μεγαλύτερη χρήση ενέργειας, διογκώνοντας το πρόβλημα. Ήδη, οι πόλεις είναι υπεύθυνες για το 75 τοις εκατό των παγκόσμιων εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Οι Αστικές νησιδες θερμότητας οδηγούν έμμεσα στην παγκόσμια κλιματική αλλαγή με σημαντική αύξηση ζήτησης ενέργειας για τις ζεστές μέρες, λέει ο Brian Stone, υπεύθυνος για τον αστικό σχεδιασμό στο Georgia Institute of Technology. Τον περασμένο Φεβρουάριο, μια νέα έκθεση από την πόλη της Νέας Υόρκης( Επιτροπή για την Κλιματική Αλλαγή) προέβλεψε ότι τα ακραία καιρικά φαινόμενα, συμπεριλαμβανομένων των καυσώνων, πρόκειται να αυξηθούν με την υπερθέρμανση του πλανήτη. Μέχρι το 2020, η ομάδα προέβλεψε, τον αριθμό των ημερών πάνω από 90 βαθμούς μπορεί να αυξηθεί κατά περισσότερο από 50 τοις εκατό σε σύγκριση με τα στοιχεία πριν από το 2000.
Η Νέα Υόρκη θα έχει ένα πιο ζεστό, πιο βροχερό κλίμα παρόμοιο με πόλεις στη Βιρτζίνια και σήμερα, λέει ο Τίμων McPhearson, ένα αστικός οικολόγος στη Νέα Σχολή Κοινωνικών Ερευνών. Το κλίμα στην πόλη της Νέας Υόρκης δεν είναι το ίδιο όπως ήταν πριν από 30 χρόνια, και θα συνεχίσει να αλλάζει κατά τις επόμενες δεκαετίες, Ο McPhearson εξήγησε. "Θα πρέπει να σκέφτεστε,« Πού είναι οι πιο θερμές γειτονιές; » « Μία μητρόπολη γεμάτη, ποικιλόμορφία όπως η Νέα Υόρκη θα πρέπει έχει λύσεις και απαντήσεις προσαρμοσμένες στις συγκεκριμένες γειτονιές ιδιαίτερα εκείνες όπου οι κάτοικοι βρίσκονται σε μεγαλύτερο κίνδυνο.
Θερμικές δορυφορικές εικόνες της Νέας Υόρκης αποδεικνύουν ότι το Βορειοδυτικό Μπρούκλιν, το Ανατολικό Χάρλεμ και Νότιο Μπρονξ - όλες οι κοινότητες που είναι φυλετικά και οικονομικά διαφορετικές - είναι μερικές από τις πιο θερμές γειτονιές της πόλης. "Αυτά θα προσδιορίσω ως hot spots, όπως και hot spots για την ανάγκη [επιπλέον προσοχή]," δήλωσε ο McPhearson.
Η πρόβλεψη πόσο πολύ θερμότερες θα γίνουν οι συγκεκριμένες αστικές γειτονιές λόγω της θέρμανσης του κλίματος είναι δύσκολη, σύμφωνα με την Leiqiu Χου, η οποία μετρά την ένταση της αστικής θερμικής νησιδας στο Εθνικό Κέντρο για την Ατμοσφαιρική Έρευνα στο Boulder του Κολοράντο. Αυτή ροσπαθεί να κατανοήσει τις αστικές διαφορές θερμοκρασίας με την κατάρτιση δορυφορικών δεδομένων από το παρελθόν με ακραία φαινόμενα θερμότητας, συμπεριλαμβανομένου του καύσωνα Σικάγου του 1995 υπεύθυνο για περισσότερους από 750 θανάτους σχετιζόμενους με την θερμότητα, οι περισσότεροι από τους οποίους ήταν ηλικιωμένοι, φτωχοί και φυλετικές μειονότητες.
Το αότέλεσμα είναι ότι το αστικό φαινόμενο της θερμικής νησίδας κυμαίνεται και διαφέρει μεταξύ των πόλεων: Η Χου έχει αποδείξει ότι η αστική επίδραση θερμικής νησίδας στο Σικάγο στην πραγματικότητα μειώνεται κατά τη διάρκεια του καύσωνα. Αν και η πόλη εξακολουθεί να είναι θερμότερη από τις γύρω περιοχές, η διαφορά θερμοκρασίας δεν είναι πολύ μεγαλύτερη από εκείνη των κανονικών συνθηκών του καλοκαιριού. Αλλά το αντίθετο ισχύει για ακραία κύματα καύσωνα στην Ουάσιγκτον, DC και την Ατλάντα, Γεωργίας. Σε αυτά τα μέρη, το αστικό φαινόμενο της θερμικής νησίδας έκανε την κατάσταση πολύ χειρότερη. Η Ουάσιγκτον είχε υψηλότερες θερμοκρασίες Ιουνίου με 104 βαθμούς Φαρενάιτ στο κύμα καύσωνα του 2012. Στα τρέχοντα ερευνητικά η Χου ερευνά γιατί συνέβησαν αυτές οι διαφορές.
Αν και η ακριβής φύση της επίδρασης της αστικής θερμικής νησίδας ποικίλλει γεωγραφικά, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι υπάρχουν ορισμένοι τρόποι για την καταπολέμηση της θερμότητας παντού. Για τον Gaffin (Κολούμπια),οι πράσινες στέγες αποτελούν μια προφανή απάντηση. Οι στέγες αποτελούν περίπου το 10 με 15 τοις εκατό της έκτασης μέσα σε μια πόλη, ή περίπου 22 φορές την περιοχή του Central Park στη Νέα Υόρκη. Ο Gaffin έχει ασχοληθεί με τη μετατροπή παραδοσιακών στεγών καλυμμένων με ασφαλτόπανα, η οποία μπορεί να φτάσει τους 170 βαθμούς για τις ζεστές μέρες του καλοκαιριού, σε πράσινους παραδείσους στις καυτές περιοχές του Μπρονξ και Harlem.
Τα φυτά για πράσινες στέγες δεσμεύουν την βροχή, το μετατρέπουν σε υδρατμούς κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης και το αποδεσμεύουν , σχηματίζοντας μια στήλη του νερού που ψύχει τον αέρα. Το στρώμα βλάστησης δρα σαν ένα σφουγγάρι για τον ήλιο, δεσμεύει μέρος της θερμότητας που διαφορετικά θα ρέει μέσα από την οροφή και μέσα στο κτίριο. Οι πράσινες στέγες είναι μεγάλες καταβόθρες άνθρακα: 1.000 τετραγωνικών ποδιών πράσινης στέγης μπορεί να αφαιρέσει έως και 40 κιλά ρύπανσης και των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα, και μπορεί να είναι 50 έως 60 βαθμούς Κελσίου ψυχρότερο από ό,τι τυπικές στέγες, σύμφωνα με μια έκθεση από την Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος των ΗΠΑ
Το 2009, ο Gaffin δημιουργήσε μια πράσινη στέγη στην Ethical Culture Fieldston School στο Μπρονξ, που τώρα καλύπτονται με παχύφυτα. Αυτή η οροφή είναι παρόμοια με εκείνη στην κορυφή του Δημαρχείου του Σικάγο που εξοικονομεί στην πόλη περίπου $ 3.600 λογαριασμούς θέρμανσης και ψύξης ετήσια .
Αλλά οι πράσινες στέγες δεν είναι παντού ακόμα. Υπάρχουν περίπου ένα εκατομμύριο κτίρια στη Νέα Υόρκη, και κάτω από 400.000 έχουν πράσινες στέγες, σύμφωνα με μια έρευνα του 2012 . Δεν είναι εύκολο ή φθηνό να διατηρηθεί. Σε σημερινές τιμές για εντατικές πράσινες στέγες, δημιουργώντας μια στέγη το ίδιο μέγεθος με την 20.300 τετραγωνικών ποδιών οροφή του Δημαρχείου του Σικάγο θα κοστίσει περισσότερο από $ 500.000. Μια συμβατική στέγη ίδιου μεγέθους θα είναι το μισό της τιμής.
Ακόμα, υπάρχουν και άλλες πρωτοβουλίες που μπορούν να πάρουν πόλεις για τον περιορισμό της θερμότητας. Η πόλη της Νέας Υόρκης PlaNYC με την πράσινη πρωτοβουλία, που εγκρίθηκε το 2007, έχει φυτευτεί κοντά σε ένα εκατομμύριο δέντρα μέσω της MillionTreesNYC έργου και έχουν καθαριστεί πάνω από 500 βιομηχανικές εκτάσεις και τους μετέτρεψε σε πάρκα τσέπης γειτονιάς.
Στο Σικάγο, στην περιοχή του καύσωνα του 1995, έγιναν αρκετές πράσινες πρωτοβουλίες για τις υποδομές, συμπεριλαμβανομένης της εγκατάστασης δροσερών διαπερατών πεζοδρόμιών σε σοκάκια και με την κατασκευή πράσινων στεγών.
Στο Σικάγο, στην περιοχή του καύσωνα του 1995, έγιναν αρκετές πράσινες πρωτοβουλίες για τις υποδομές, συμπεριλαμβανομένης της εγκατάστασης δροσερών διαπερατών πεζοδρόμιών σε σοκάκια και με την κατασκευή πράσινων στεγών.
Ακόμη και μικρότερες πόλεις όπως το Λούισβιλ, (Κεντάκι), έχουν κάνει μια προσπάθεια να αυξήσουν τα συστήματα ψύξης μετά την από το 2012 μελέτη από Stone Tech's,Γεωργία που ς προσδιορίζεται ως η πόλη των ΗΠΑ με το ταχύτερα αναπτυσσόμενο φαινόμενο αστικής νησίδα Θερμότητας. Η μελέτη για την Αστική Θερμική Νησίδα του Λούισβιλ συλλέγει δεδομένα θερμοκρασίας σε όλη την πόλη για να δημιουργήσει ένα ολοκληρωμένο σχέδιο διαχείρισης της θερμότητας που θα προτείνουμε στρατηγικές επιπέδου γειτονιάς, όπως η μείωση των αποβλήτων θερμότητα από την κατανάλωση ενέργειας. "Η ζέστη δεν ακούγεται σαν κάτι που μπορείτε να διαχειριστείτε, αλλά μπορείτε», είπε ο Στόου
Προς το παρόν, οι κίνδυνοι που συνδέονται με θερμότερα καλοκαίρια είναι ένα ιδιαίτερο πρόβλημα για τις πόλεις, αλλά ο Gaffin Κολούμπια επισημαίνει ότι τελικά σε όλες τις κοινότητες - μεγάλες και μικρές, αστικές και αγροτικές - θα είναι έντονο το αίσθημα της θερμότητας. Έτσι οι αστικές νησίδες θερμότητας μπορεί να κάνουν τις ημέρες του καλοκαιριού ανυπόφορες, και δίνουν στους επιστήμονες μέθοδο για να δούμε τι μελλοντικές κλιματικές συνθήκες που μπορεί να είναι παρόμοιες. Οι επιστήμονες και οι υπεύθυνοι χάραξης πολιτικής μεταμορφώνουν σταδιακά μέρη όπως η Νέα Υόρκη, το Σικάγο και το Louisville σε εργαστήρια διαβίωσης: τοποθεσίες σε πεδίο δοκιμής ιδεών που τελικά θα εφαρμοστούν παντού.
"[Οι πόλεις] είναι ένα πολύ σημαντικό τεστ για το πώς πρόκειται να προχωρήσουμε στο θέμα της παγκόσμιας κλιματικής αλλαγής", δήλωσε ο Gaffin. "Όταν φτιάξαμε πόλεις ... εμείς δεν σκεφτόμαστε τι θα προκαλούσαν στα τοπικά κλίματα. Έχουμε τον έλεγχο των επιφανειών, και τι επιστρώνουμε στην πόλη είναι υπό τον έλεγχό μας και επηρεάζει τη θερμοκρασία στην επιφάνεια. "
Urban heat: A message from the future
As heat waves increase, worried scientists are pushing greener city roofs and streets
Sticky heat waves like the one that struck New York City in 2011 are magnified by the urban heat island effect. [Image credit: Flickr User Chris Goldberg]
When Stuart Gaffin looks out at the New York City skyline from atop his green roof research station, the Columbia University climate scientist imagines that the hundreds of towering buildings around him are the trunks of giant kapok trees gracing the Amazon sky.
“Can we take areas of the asphalt jungle of New York and can we turn them into green oases?” Gaffin asks rhetorically. “That’s not happening quite yet … but that’s always been my and my colleagues’ vision: Trying to bring this into areas that are not green.”
Gaffin is no dreamy tree-hugger. He’s a data-mining scientist who collects temperature measurements and soil samples from Manhattan streets, alleyways, rooftops and even prisons to better understand an increasingly dangerous problem that climatologists call theurban heat island effect.
Urban heat islands form elevated temperatures in densely populated neighborhoods with black tar roofs and other impermeable materials like asphalt. Heat maps and studies indicate that underserved communities in cities deprived of cooling centers and green spaces may be even more susceptible to the effect. Cities cover less than two percent of the Earth’s land surface, but Gaffin sees them as crystal balls that will foretell the future of global climate change and our responses to it.
City heat is already a threat to many. In some cities, temperatures can soar up to 22 degrees Fahrenheit higher than in nearby suburban or rural areas. Heat waves are alreadyresponsible for more deaths than any other form of extreme weather. And a robust collection of research suggests that elderly, children, racial minorities and the poor —populations that tend to live in close quarters — will be most at risk as heat waves become more common due to climate change.
Urban heat islands may perpetuate themselves by leading to more energy usage. Already, cities are responsible for 75 percent of global carbon dioxide emissions. Urban heat islands indirectly drive global climate change by hiking energy demand on hot days, says Brian Stone, a city regional planner at the Georgia Institute of Technology. This past February, a new report from the New York City Panel on Climate Change predicted that extreme weather events, including heat waves, are going to increase with global warming. By 2020, the panel predicted, the number of days at or above 90 degrees may increase by more than 50 percent compared to the records before 2000.
New York City will have a warmer, wetter climate similar to cities in Virginia today, saysTimon McPhearson, an urban ecologist at the New School for Social Research. Climate in New York City is not the same as it was 30 years ago, and it will continue to change in the coming decades, McPhearson explained. He said, “You need to be thinking, ‘Where are the hottest neighborhoods?’” A teeming, diverse metropolis like New York will need responses tailored to specific neighborhoods especially those where residents are most at risk.
Thermal satellite images of New York City show that Northwest Brooklyn, East Harlem and South Bronx — all communities that are racially and economically diverse — are some of the hottest neighborhoods in the city. “Those I would identify as hot spots, and as hot spots for need [of extra attention],” McPhearson said.
Predicting just how much hotter specific urban neighborhoods will get as the climate warms is tricky, according to Leiqiu Hu, who measures the intensity of urban heat islands at the National Center for Atmospheric Research in Boulder, Colorado. She is currently trying to understand urban temperature differentials by compiling satellite data from past extreme heat events, including the 1995 Chicago heat wave responsible for more than 750 heat-related deaths, most of whom were elderly, poor and racial minorities.
It turns out the urban heat island effect varies across cities: Hu has found that the urban heat island effect in Chicago actually reduced during heat waves. While the city is still hotter than surrounding areas, the temperature difference is not much greater than that of normal summer conditions. But the opposite is true of extreme heat waves in Washington, D.C. and Atlanta, Georgia. In those places, the urban heat island effect made the situation much worse. Washington D.C. had its highest June temperatures at 104 degrees Fahrenheit in the 2012 heat wave. Hu’s current research investigates why these variations occurred.
Though the exact nature of the urban heat island effect varies geographically, scientists think there are certain ways of fighting heat everywhere. To Columbia’s Gaffin, green roofs are one obvious response. Roofs make up about 10 to 15 percent of the land area within a city, or approximately 22 times the area of Central Park in New York City. Gaffin has been working on converting traditional black tar rooftops, which can reach a scorching 170 degrees on hot summer days, into green havens in steamy areas of the Bronx and Harlem.
Plants on green roofs drink up rain, convert it to water vapor during photosynthesis and release it, forming a water column that cools the air. The layer of vegetation acts like a sun sponge, soaking up some of the heat that would otherwise flow through the roof and into the building. Green roofs are great carbon sinks: a 1,000-square foot green roof can remove up to 40 pounds of pollution and carbon emissions, and can be 50 to 60 degrees Fahrenheit cooler than typical roofs, according to a report by the U.S. Environmental Protection Agency
In 2009, Gaffin set up a green roof at the Ethical Culture Fieldston School in the Bronx that is now covered with little succulent plants. This roof is similar to the one atop Chicago’s City Hall that saves the city about $3,600 in heating and cooling bills.
But green roofs are not everywhere yet. There are approximately one million buildings in New York City, and just under 400,000 have green roofs, according to a 2012 industry survey. They’re not easy or cheap to maintain. At today’s prices for intensive green roofs, creating a roof the same size as the 20,300-square foot roof atop Chicago City Hall would cost more than $500,000. A conventional tar roof the same size would be half the price.
Still, there are other initiatives cities can take to mitigate heat. New York City’s PlaNYCgreen initiative, adopted in 2007, has planted close to a million trees through theMillionTreesNYC project and has also cleaned up 500 brownfields and turned them into neighborhood pocket parks. Chicago, the site of the 1995 heatwave, has several green infrastructure initiatives, including installing cool permeable pavement in alleyways and constructing green roofs.
Even smaller cities like Louisville, Kentucky, have made an effort to increase cooling systems after a 2012 study by Georgia Tech’s Stone that identified it as the U.S. city with the fastest growing urban heat island effect. Louisville’s Urban Heat Island Project is collecting temperature data across the city to generate a comprehensive heat management plan that will recommend neighborhood-level strategies, such as reducing heat waste from energy consumption. “Heat doesn’t sound like something you can manage, but you can,” Stone said.
For now, the risks associated with hotter summers are a particular problem for cities, but Columbia’s Gaffin makes the point that eventually all communities — large and small, urban and rural — will be feeling the heat. While they may make summer days unbearable, urban heat islands give scientists a way to see what future climate conditions may be like. Scientists and policy-makers are gradually transforming places like New York, Chicago and Louisville into living laboratories: Places to field-test ideas that will eventually be applied everywhere.
“[Cities] are a very important test case for how we are going to go forward on the issue of global climate change,” Gaffin said. “When we built cities … we didn’t think about what they were doing to local climates. We control the land surfaces, and what we put down everywhere in the city is under our control and affects the surface temperature.”
http://scienceline.org/2015/09/urban-heat-a-message-from-the-future/
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου