Городская жара — не миф, и она сильнее там, где влажно

Новое исследование под руководством Йельского университета впервые количественно оценило основные причины эффекта «городского теплового острова» (urban heat island, UHI). Этот феномен, из-за которого городские территории значительно теплее окружающей сельской местности, может увеличивать риски для здоровья жителей городов.

Анализ 65 городов Северной Америки показал, что основной причиной дневного эффекта UHI является разница в эффективности, с которой городские территории отдают тепло обратно в нижние слои атмосферы через процесс конвекции. Этот вывод ставит под сомнение давнее убеждение, что явление в первую очередь вызвано снижением испарительного охлаждения из-за потери растительности. Влияние нарушенной «конвекционной эффективности» особенно остро ощущается во влажном климате. Например, в таких городах, как Атланта (Джорджия) и Нэшвилл (Теннесси), только этот фактор приводит к повышению средней дневной температуры на 3 °C. Исследование опубликовано 10 июля в журнале Nature.

Этот феномен может иметь серьезные последствия для здоровья людей в городах по всему миру по мере роста глобальных температур и увеличения городского населения. «Существует синергетическая взаимосвязь между климатическими условиями и городским тепловым островом, — отмечает один из авторов работы. — Это говорит о том, что UHI усугубит стресс от волн жары для здоровья людей во влажном климате, где воздействие высоких температур уже усугубляется высокой влажностью».

Используя спутниковые данные о температуре поверхности земли и растительном покрове, исследователи рассчитали разницу температур между городскими центрами и их сельскими окрестностями. С помощью климатического моделирования они также количественно оценили вклад основных факторов UHI: радиации, конвекции, испарения, аккумуляции тепла и антропогенного тепла. Результаты подтвердили, что ночью доминирующим фактором является выделение тепла, накопленного в городских структурах. Однако днем главную роль играет конвекция, особенно в более «влажных» городах на юго-востоке США. Там гладкие городские поверхности гораздо хуже рассеивают тепло, чем окружающая густая растительность. В целом урбанизация снижает эффективность конвекции во влажном климате на 58%. «"Шероховатая" поверхность растительности создает турбулентность, которая уносит тепло от поверхности в атмосферу. Там, где поверхность более гладкая, конвекция слабее, и тепло задерживается у поверхности», — поясняет ведущий автор исследования.