نگاهی به جزیره حرارتی شهـری
جزایر حرارتی چگونه ایجاد می‌شوند
اندازه و شکل ساختمان‌ها: وضعیت آیرودینامیک شهرها با بخش‌های روستایی بسیار متفاوت است. ساختمان‌های بلند موجب کاهش سرعت بادها می‌شوند.
صحراهای شهری: شهرها را می‌توان به‌عنوان مناطقی صحرایی در نظر گرفت؛ زیرا پوشش گیاهی در اغلب شهرها بسیار ناچیز است و مصالح به‌کار رفته در ساخت ساختمان‌ها و معابر شهری در برابر نفوذ باران مقاوم هستند. این دو ویژگی موجب می‌شود که تبخیر-تعرق کاهش یابد و افزایش دما با سرعت بیشتری اتفاق بیفتد.
دره‌های باریک شهری: احداث ساختمان‌های بلند با فاصله اندک ازیکدیگر سبب شکل‌گیری دره‌های عمیق و باریک در خیابان‌ها می‌شود. دیوارهای این ساختمان‌های بلند، انرژی را در خود ذخیره می‌کنند و با کاهش دمای شبانگاهی، آن را باز می‌تابانند. این فرآیند که به «تاثیر دره‌های شهری» شناخته می‌شود در اغلب شهرهای اروپا و آمریکای شمالی به تشکیل جزیره حرارتی شهری منجر شده است.
تاثیر رطوبت: با وجود آنکه میزان رطوبت شهرها و مناطق حومه‌ای آنها تفاوت قابل ملاحظه‌ای ندارد؛ اما با در نظر گرفتن این نکته که هوای گرم رطوبت بیشتری در خود نگاه می‌دارد، می‌توان به این نتیجه رسید با صعود هوای گرم از فراز شهرها، رطوبت نیز در این نواحی نسبتا کاهش می‌یابد.
مه شهری: لایه‌ای از ذرات آلاینده که همچون مه آسمان شهرها را دربرمی‌گیرد، عملکردی مشابه گازهای گلخانه‌ای در جو دارد و اجازه نمی‌دهد که گرما از محدوده شهری خارج شود.
گرمای ناشی از سکونت انسان: ساکنان شهرها با سوزاندن سوخت‌های فسیلی به افزایش دما در نقاط شهری کمک می‌کنند. مطالعات نشان داده است که در منطقه منهتن، در یک روز زمستانی، گرمایی که از مصرف سوخت‌های فسیلی تولید می‌شود ۴ برابر گرمایی است که از تابش خورشید به این ناحیه می‌رسد.
تاثیرات جزایر حرارتی شهری
جزایر حرارتی شهرها در طول تابستان دردسرساز می‌شوند. افزایش حرارت در شب‌ها می‌تواند خواب شهروندان و در نتیجه سلامت آنها را تحت تاثیر قرار دهد. در طول روز هم گرم شدن بیش از حد سطح خیابان، دیوارها، و سقف بناها می‌تواند بسیار آزاردهنده باشد. این پدیده سبب بروز امواج گرمای شدید در طول تابستان می‌شود. شکل‌گیری موج گرما در شهرهای بزرگ سالانه به قربانی شدن هزاران نفر می‌انجامد. افزایش مصرف انرژی، افزایش سطح گازهای گلخانه‌ای و آلاینده‌ها و کاهش سطح کیفیت آب دیگر تبعات ایجاد جزایر حرارتی شهری هستند. مطالعات نشان می‌دهند در ازای افزایش دمایی برابر با یک درجه فارنهایت یا ۶/ ۰ سانتی‌گراد، مصرف انرژی برای خنک نگه‌داشتن محیط‌های داخلی ۵/ ۱ تا ۲ درصد افزایش می‌یابد. دمای آب باران در فصل تابستان حدود ۲۱ درجه سانتی‌گراد است؛ اما این دما در جزیره حرارتی شهری ممکن است تا ۳۵ درجه سانتی‌گراد افزایش یابد.
ورود این آب گرم به فاضلاب‌ها و مسیر سیلاب‌ها و نفوذ آن به دریاچه‌ها، رودخانه‌ها و برکه‌ها می‌تواند اکوسیستم‌های آبی را تحت تاثیر قرار دهد و حتی برخی گونه‌های آبزی را با خطر مرگ روبه‌رو سازد. پیش‌بینی می‌شود شهرهای جهان ۱۱ درصد از بازده اقتصادی خود را بر اثر پدیده جزایر حرارتی شهری از دست خواهند داد. مطالعه‌ای که روی بیش از ۱۶۹۰ شهر در سراسر جهان انجام شده است، نشان می‌دهد اگرچه روند گرم شدن زمین همه مردم را تحت‌تاثیر خود قرار می‌دهد، اما شهرها بیش از سایر نقاط جهان گرم خواهند شد. طبق یافته‌های این مطالعه تا پایان قرن حاضر شهرها به‌طور متوسط ۷ درجه سانتی‌گراد بیش از سایر نقاط گرم خواهند شد.
پروفسور ریچارد تول، اقتصاددان دانشگاه ساسکس می‌گوید: «تمام دستاوردهایی که در مقابله با پدیده گرمایش زمین به سختی حاصل می‌شوند، بر اثر پدیده جزایر حرارتی شهری از میان خواهند رفت.» شهرها تنها یک درصد از مساحت کره زمین را به خود اختصاص داده‌اند؛ اما بیش از ۸۰ درصد از کالاهای جهان در شهرها تولید می‌شود. ۷۸ درصد از مصرف انرژی جهان در شهرها اتفاق می‌افتد و سکونت‌گاه بیش از نیمی از جمعیت کره زمین هستند. مطالعه روی دلتای رود یانگ‌تسه در چین نشان داد که جزیره‌های حرارت شهری موجب تغییر الگوی بارش و افزایش بارندگی‌های شدید در فصول گرم سال در این ناحیه شده‌اند، درحالی‌که افزایش ذرات موجود در هوا سبب کاهش بارش در فصول دیگر در این ناحیه شده است.
جزایر حرارتی شهری و کاهش میزان بارندگی
فرضیه‌های متعددی در باب تاثیر شهرها بر میزان بارش‌های جوی ارائه شده‌اند و مهم‌ترین آنها به جزایر حرارت شهری و ذرات معلق آلاینده اشاره دارند. نخستین نظریه عنوان می‌کند که جزایر حرارت شهری منجر به بی‌ثباتی جوی می‌شوند. گرم شدن شهرها سبب می‌شود هوایی که بر فراز شهر وجود دارد، صعود کند. این هوا پس از صعود خنک می‌شود و در صورتی که رطوبت کافی وجود داشته باشد، ابر تشکیل می‌شود. به این ترتیب میزان بارش‌ها در مناطقی که در مسیر باد قرار دارند افزایش می‌یابد. از سوی دیگر شهرها می‌توانند در مسیر طبیعی حرکت بادها موانعی ایجاد می‌کنند و بادها را با سمت ارتفاعات بالاتر هدایت می‌کنند. به این ترتیب ابرها نیز از سطح زمین فاصله می‌گیرند و بالاتر می‌روند.
نقش ذرات آلاینده
ذرات معلق نقش پیچیده‌ای در شکل‌گیری ابرها و بارندگی دارند. اگر نخواهیم به جزئیات علمی بحث بپردازیم، می‌توان گفت ذرات آلاینده موجب کاهش اندازه قطرات آب در ابرها می‌شوند و در نتیجه از وقوع بارندگی‌ها جلوگیری می‌کنند. در مطالعاتی که در کوهستان‌های چین انجام شد، آلودگی هوا مسبب اصلی خشک‌سالی‌ها شناخته شد. در برخی مناطق کوهستانی آمریکا وجود این ذرات معلق منجر به کاهش ۱۰ تا ۲۵ درصدی بارش‌ها در طول ۵۰ سال گذشته شده است. تاثیر‌گذاری آلودگی هوای شهرها بر کاهش بارندگی در کوهستان‌ها ممکن است چندان منطقی به نظر نرسد؛ اما باید به این نکته توجه کرد که بادها ذرات آلاینده را کیلومترها جابه‌جا می‌کنند و به کوهستان‌ها می‌رسانند. افزایش میزان ذره‌های معلق در هوا سبب می‌شود الگوی بارش در مناطق مختلف دگرگون شود به این ترتیب که نواحی خشک‌تر میزان بارش‌ها کاهش می‌یابد و در مناطق مرطوب‌تر بر احتمال وقوع بارش‌های شدید افزوده می‌شود.
چگونه از تبعات جزایر حرارتی بکاهیم
استفاده از بامهای سبز یا بامهای خنک: بامهای سبز بهترین و موثرترین راهبرد مقابله با جزایر حرارت شهری در درازمدت هستند. این بام‌ها با بهره‌گیری از پوشش گیاهی از یک‌سو دمای محیط را کاهش می‌دهند و از سوی دیگر با جذب ذرات آلاینده به بهبود کیفیت هوای شهرها کمک می‌کنند. بام‌ها و دیوارهای سبز مناظر شهری را نیز را بهبود می‌بخشند. در بسیاری از کشورها برای استفاده از بامهای سبز مشوق‌هایی نظیر معافیت‌های مالیاتی تعیین شده است. بامهای خنک نیز از ذراتی پوشانده شده‌اند که امواج فرابنفش خورشید را بازمی‌تابانند و مانع از گرم شدن ساختمان می‌شوند. مصالح و بامهای خنک در مقایسه با بامهای سبز برای استفاده در مقیاس گسترده ارزانتر هستند و استفاده از آنها نیازمند متناسب‌سازی محدودتری است.
در گذشته این بام‌ها تنها در رنگ سفید ارائه می‌شدند و این محدودیت موجب بی‌میلی متقاضیان می‌شد؛ اما امروزه این بام‌ها در رنگ‌های متنوع ارائه می‌شوند. استفاده از این بام‌ها در مناطق خشک موجب صرفه‌جویی ۴۰ درصدی در مصرف انرژی می‌شود. مطالعه جدیدی نشان داده است که به‌کارگیری گسترده بامهای سبز و بامهای خنک منجر به افزایش جزیی بارندگی در برخی شهرها شده است. ایجاد زیرساخت‌های سبز: بهینه‌سازی دوره‌ای خیابان‌ها و اولویت دادن به پروژه‌های کاهش حرارت شهری توسط سازمان‌ها و نهادهای دولتی و خصوصی. استفاده از پوشش خنک‌کننده آسفالت در سطح خیابان‌ها نه تنها از گرم شدن هوا جلوگیری می‌کند، بلکه مانع از تغییر شکل آسفالت خیابان‌ها بر اثر حرارت می‌شود و به این ترتیب از برخی سوانح رانندگی نیز جلوگیری می‌کند. استفاده از پوشش‌ها در برخی مناطق آمریکا آغاز شده است؛ اما تولید این مواد هنوز از منظر اقتصادی به صرفه نیست.
کاهش مصرف انرژی: بهبود وضعیت عایق‌بندی حرارتی ساختمان‌ها مصرف سوخت‌های فسیلی برای گرمایش و نیز سرایت گرما به محیط‌های خارجی را کاهش می‌دهد.
افزایش پوشش گیاهی: در مناطق شهری معضل کمبود فضا بسیار جدی است؛ اما کاشت گیاهان و افزایش پوشش سبز در مناطق بایر و کناره‌های خیابان‌ها می‌تواند بهبود قابل ملاحظه‌ای در شرایط پدید آورد.
نقش شهروندان
شهروندان می‌توانند به روش‌های زیر در این راستا اثرگذاری مثبتی داشته باشند:
کاشت درختان سایه‌گستر در اطراف محل سکونت
استفاده از بامهای سبز یا بامهای خنک در منازل
استفاده از وسایل گرمایشی و سرمایشی بهینه و جلوگیری از اتلاف انرژی
- اطلاع‌رسانی به دوستان و آشنایان و ترغیب آنها به رعایت این موارد.
ارسال نظر