Miesto šilumos sala

Miesto šilumos sala - tai reiškinys, kai miestuose temperatūra yra gerokai aukštesnė nei aplinkinėse kaimo vietovėse. Taip atsitinka dėl to, kad miestų aplinka pastatyta iš medžiagų, kurios sugeria ir sulaiko šilumą, turi mažiau natūralių vėsinimo elementų, pavyzdžiui, augmenijos ir vandens telkinių, ir dėl žmogaus veiklos susidaro papildoma šiluma.

Dėl miesto šilumos salos efekto gali padidėti energijos suvartojimas, pablogėti oro kokybė ir kilti su karščiu susijęs pavojus sveikatai, todėl tai yra svarbi miestų planavimo ir tvarumo problema.

Medžiagų vaidmuo sulaikant šilumą miestuose

Miestų aplinkoje naudojamos medžiagos atlieka svarbų vaidmenį nustatant, kiek ir kaip ilgai išlaikoma šiluma. Tokie paviršiai, kaip asfaltas, betonas ir plytos, dieną sugeria daug saulės spinduliuotės, o naktį ją lėtai atiduoda. Tuo tarpu natūralūs paviršiai, tokie kaip dirvožemis, augmenija ir vandens telkiniai, atspindi daugiau saulės spindulių ir sulaiko mažiau šilumos.

• Asfaltas ir betonas: šios medžiagos yra tamsios ir tankios, sugeriančios iki 80-95 proc. patenkančių saulės spindulių. Dėl lėto šilumos išsiskyrimo naktį miestuose yra gerokai šilčiau nei aplinkinėse kaimo vietovėse.
• Plytos ir akmuo: Senesni pastatai, ypač mūriniai ar akmeniniai, kaupia šilumą ir prisideda prie miesto šilumos salos poveikio, ypač istoriniuose rajonuose.
• Stiklas ir plienas: Atspindintis stiklas gali sumažinti tam tikrą šilumos absorbciją, tačiau aukštų pastatų suformuoti miesto kanjonai gali sulaikyti šilumą, sumažinti oro srautą ir padidinti vietinę temperatūrą.
• Žaliosios erdvės ir vandens telkiniai: Augmenija ir vanduo padeda vėsinti aplinką dėl evapotranspiracijos, išskirdami į orą drėgmę, kuri mažina temperatūrą. Gerai apželdintose teritorijose, pavyzdžiui, parkuose, dažnai būna keliais laipsniais vėsiau nei netoliese esančiose užstatytose teritorijose.

Miesto ir kaimo temperatūrų skirtumai

Temperatūros skirtumas tarp miesto ir kaimo vietovių gali būti didelis, ypač naktį, kai kaimo vietovės atvėsta daug greičiau. Vidutiniškai miestuose gali būti nuo 2 iki 7 laipsnių Celsijaus šilčiau nei kaimo vietovėse, o ekstremaliais atvejais - daugiau nei 10 laipsnių Celsijaus. Skirtumai priklauso nuo tokių veiksnių, kaip miesto tankis, medžiagų sudėtis ir vietos klimatas.

• Dienos metu: Miestų ir kaimo vietovių temperatūra gali būti panaši, kai šviečia tiesioginiai saulės spinduliai.
• Naktį: Kaimo vietovės greitai atvėsta, nes yra labiau atviros dangui ir mažiau sulaiko šilumos, o miestuose sukaupta šiluma išsiskiria lėčiau, todėl temperatūra išlieka aukštesnė.
• Sezoniniai svyravimai: Miesto šilumos salos poveikis dažnai labiau pasireiškia vasarą dėl padidėjusios saulės spinduliuotės ir sumažėjusio naktinio vėsinimo, tačiau jis taip pat gali turėti įtakos žiemos temperatūrai, nes miestų centruose sumažėja šalčio ir sniego.

Kaip miesto dydis veikia miesto šilumos salos poveikį

Miesto šilumos salos poveikio intensyvumas didėja su miesto dydžiu. Didesniuose miestuose, kuriuose yra tankesnė infrastruktūra ir mažiau žaliųjų plotų, šiluma sulaikoma stipriau nei mažesniuose miestuose ar priemiesčiuose.

• maži miestai (mažiau nei 100 000 gyventojų):
  
  • Miestų šilumos salos poveikis yra vidutinio stiprumo, nes miestų teritorijose paprastai būna 1-3 laipsniais Celsijaus šilčiau nei kaimo vietovėse.
  • Žaliosios erdvės ir mažesnis pastatų tankumas padeda sumažinti temperatūrų skirtumus.
• Vidutinio dydžio miestai (nuo 100 000 iki 1 mln. gyventojų):
  
  • Miestų šilumos salos poveikis tampa dar ryškesnis - miestų centruose yra 3-6 laipsniais Celsijaus šilčiau nei kaimo vietovėse.
  • Didesnis pastato tankis ir mažesnis oro srautas padeda ilgiau išlaikyti šilumą.
• Didmiesčiai (daugiau nei 10 mln. gyventojų):
  
  • Miesto šilumos salos poveikis gali viršyti 7-10 laipsnių Celsijaus dėl itin didelio miesto tankumo, eismo spūsčių, pramonės veiklos ir ribotos augmenijos.
  • Tokioje aplinkoje karščio stresas gali būti labai didelis, dėl to padidėja energijos poreikis oro kondicionavimui ir padidėja pavojus sveikatai.

Miestų šilumos salų mažinimas gerinant dizainą

Miesto šilumos salos efektas yra sudėtingas reiškinys, kuriam įtakos turi medžiagų pasirinkimas, miesto dydis ir žemės naudojimo modeliai. Nors mažesniuose miestuose temperatūrų skirtumai yra mažesni, didesniuose miestuose su tankia infrastruktūra paprastai sulaikoma daug šilumos, kuri dažnai būna 7 laipsniais Celsijaus aukštesnė nei aplinkinėse kaimo vietovėse. 

Tvarus miestų planavimas, pavyzdžiui, žaliųjų plotų didinimas, atspindinčių medžiagų naudojimas ir miestų išplanavimo optimizavimas, gali padėti sušvelninti šį poveikį ir sukurti tinkamesnę gyventi aplinką.