Новое исследование изучает, как влажность может увеличить тепловой риск в городском климате
По мере того как температуры по всему миру достигают рекордных значений, городские районы сталкиваются с повышенной тепловой нагрузкой. Города, как правило, теплее и суше, чем прилегающие сельские территории. Но в странах Глобального Юга существует дополнительный осложняющий фактор — городская влажная жара.
Новое исследование, проведенное учеными Йельской школы окружающей среды и опубликованное в Nature, изучило комбинированное влияние температуры и влажности на тепловой стресс в городах, используя данные наблюдений и расчеты городской климатической модели. Исследователи обнаружили, что нагрузка от теплового стресса зависит от местного климата, а эффект увлажнения может свести на нет охлаждающие преимущества, которые дают деревья и растительность.
«Распространено мнение, что городские жители страдают от большей тепловой нагрузки, чем население в целом, из-за феномена городского теплового острова. Это мнение неполно, потому что оно упускает другой повсеместный городской микроклиматический феномен, называемый городским сухим островом — то, что городские территории, как правило, менее влажные, чем окружающая сельская местность», — говорит Сюйхуэй Ли, профессор метеорологии, руководивший исследованием.
«В сухом, умеренном и бореальном климате городские жители фактически менее подвержены тепловому стрессу, чем сельские. Но во влажном Глобальном Юге городской тепловой остров доминирует над городским сухим островом, что приводит к дополнительным двум-шести опасным дням теплового стресса за лето», — продолжил Ли.
Ли и аспирантка Йельской школы окружающей среды Кир Чжан, ведущий автор исследования, отмечают, что их мотивировало изучить эту проблему по нескольким причинам: большой процент мирового населения живет в городах; многие люди в неформальных городских поселениях не имеют доступа к кондиционерам; и проблема будет усугубляться по мере роста температур и переезда большего числа людей в города. По данным Всемирного экономического форума, около 4,3 миллиарда человек, или 55% населения мира, живут в городах, и к 2050 году эта цифра, как ожидается, вырастет до 80%.
Исследователи разработали теоретическую основу того, как городская территория изменяет как температуру, так и влажность воздуха, и показали, что эти два эффекта имеют равный вес в тепловом стрессе, измеряемом по температуре смоченного термометра, в отличие от других индексов тепла, которые придают температуре больший вес, чем влажности. Температура смоченного термометра сочетает сухую температуру воздуха с влажностью для измерения влажной жары. Результаты исследования, отмечают авторы, поднимают важные вопросы.
«Зеленая растительность может снизить температуру воздуха за счет испарения воды, но она также может увеличить тепловую нагрузку из-за влажности воздуха. Вопрос тогда заключается в том, в какой степени этот увлажняющий эффект сводит на нет преимущество охлаждения, возникающее из-за снижения температуры. Мы надеемся ответить на этот вопрос в последующем исследовании, где мы сравниваем наблюдения температуры смоченного термометра в городских зеленых зонах (с плотным древесным покровом) и в застроенных районах», — говорит Ли.
Чжан говорит, что надеется, что исследование может привести к дальнейшим изысканиям о том, как города могут смягчать тепловой стресс.
«Наш диагностический анализ городского острова влажной жары показал, что повышение эффективности городской конвекции (эффективности рассеивания тепла и воды) и снижение теплового накопления ночью могут уменьшить дневную и ночную городскую влажную жару соответственно. Мы надеемся, что наша работа будет способствовать большему количеству исследований по оптимизации городских форм и материалов для лучшего теплового комфорта», — говорит она.