Усовершенствованные климатические модели показывают, как наши города влияют на изменение климата и ощущают его последствия

Ученые разработали новый способ представления городов мира в глобальных климатических и моделях системы Земли (GCM и ESMs), что дает более точную картину того, как на городские территории влияет изменение климата и как они сами на него воздействуют. Исследование, проведенное под руководством ученых из Манчестерского университета, внедряет более детальный способ моделирования взаимодействия городских территорий с атмосферой в одной из ведущих мировых моделей — Community Earth System Model (CESM).

До сих пор эти крупномасштабные модели рассматривали города очень упрощенно, объединяя их в несколько общих категорий, таких как "высокая" или "средняя плотность застройки". Однако города сильно различаются по сочетанию зданий, дорог, растительности и человеческой деятельности, что существенно влияет на накопление, высвобождение и передачу тепла, с последствиями для волн жары, качества воздуха и спроса на энергию. Эти факторы часто упускаются из виду в текущих климатических прогнозах и политических решениях.

Новая модель, опубликованная 12 ноября в Journal of Advances in Modeling Earth Systems, интегрирует детальную систему классификации городских территорий, известную как Local Climate Zones (LCZ). Она различает 10 типов застроенной среды — от компактных районов с высотной застройкой до открытых районов с малоэтажными зданиями. Каждый тип определяется высотой зданий, планировкой и материалами, что позволяет исследователям детальнее моделировать тепло- и энергообмен городов с атмосферой.

Ведущий автор доктор Чжунхуа Чжэн отметил: "Города, в которых проживает более половины населения мира, чрезвычайно уязвимы к последствиям изменения климата, но они также являются ключом к устойчивым решениям. Использование подхода Local Climate Zones позволяет нам теперь отражать истинное разнообразие городских районов, что крайне важно для точных климатических прогнозов".

Тесты, проведенные на 20 городских наблюдательных станциях по всему миру, показали, что новый подход на основе LCZ повысил точность модели в симуляции ключевых процессов городского тепла. Чувствительные эксперименты также выявили, что отражательная способность крыш оказывает наибольшее влияние на солнечный свет и тепло в городах, а планировка и форма улиц и зданий, наряду с материалами крыш, также играют ключевую роль. Понимание этих факторов может объяснить, почему одни районы нагреваются сильнее других, и помочь в планировании городов и разработке стратегий адаптации к климату.