Wat is een Urban Heat Island?
Stedelijke hitte-eilanden komen, zoals de naam al doet vermoeden, voor in metropolitane gebieden. Het wordt gedefinieerd als de aanwezigheid van aanzienlijk hogere temperaturen in stedelijke gebieden vergeleken met de temperaturen in omliggende landelijke gebieden. Stedelijke hitte-eilanden zijn meer zichtbaar in de winter- en zomermaanden, vooral tijdens de nachtelijke uren en wanneer het windniveau laag is. Stadscentra zijn vaak een aantal graden warmer dan de omliggende, minder ontwikkelde gebieden. Gedurende de dag kan dit temperatuurverschil tussen 1.8 ° en 5.4 ° Fahrenheit liggen. 'S Avonds kan dit verschil met 20 ° fahrenheit toenemen.
Wat is de oorzaak van een Urban Heat Island?
De hogere temperaturen van stedelijke hitte-eilanden kunnen worden toegeschreven aan menselijke activiteit, in het bijzonder aan veranderingen in landoppervlakken. Stedelijke ontwikkeling vereist het gebruik van aanzienlijke hoeveelheden cement en asfalt voor dakbedekkingen en om trottoirs en wegen te effenen. Deze materialen hebben thermische bulkeigenschappen die meer zonnestraling absorberen dan de oppervlakken in landelijke gebieden. Bovendien hebben deze materialen verschillende oppervlaktestralingseigenschappen, wat betekent dat ze energie afgeven als warmtestraling of warmte.
Veel stedelijke gebieden hebben ook geen groene dekking, zoals vegetatie. Planten helpen bij het creëren van evapotranspiratie, een belangrijke fase in de waterkringloop. Tijdens evapotranspiratie gebeuren er twee uitwisselingen: verdamping en transpiratie. Bij verdamping verdampt water uit de grond, boomtoppen en watermassa's in de omringende lucht. Bij transpiratie gaat het watergehalte van planten verloren als damp door de huidmondjes van plantenbladeren. Het evapotranspiratieproces helpt de omgevingslucht af te koelen. Steden hebben niet alleen minder last van verdamping dan landelijke gebieden, maar ze hebben ook minder schaduwgebieden en minder koolstofdioxide (een broeikasgas dat bijdraagt aan hogere temperaturen).
Onderzoekers hebben vastgesteld dat stedelijke hitte-eilanden ook worden veroorzaakt door het stedelijk canyoneffect. Dit gebeurt vanwege hoge gebouwen in de directe nabijheid, die meerdere oppervlakken bieden voor reflecterend en absorberend zonlicht. Bovendien werken deze gebouwen om te voorkomen dat de wind door de stad stroomt. Waar wind niet vrij kan stromen, komt er geen convectiekoeling en kan luchtvervuiling stagneren en toenemen. De toename in absorptie en reflectie van zonlicht, de opbouw van vervuiling en het gebrek aan convectiekoeling werken allemaal samen om de omgevingstemperatuur te verhogen. Aangezien de stedelijke temperaturen stijgen als gevolg van deze combinatie van gebeurtenissen, neemt ook het ozonniveau in de stad toe.
Het effect van Urban Heat Islands op weersomstandigheden
Naast het verhogen van de temperaturen beïnvloeden stedelijke hitte-eilanden ook de plaatselijke weersomstandigheden. Sommige van deze veranderingen in weersomstandigheden omvatten: neerslagniveaus, bewolking, aanwezigheid van mist, vochtigheidsgraad en windpatronen. Verhoogde neerslag en onweersactiviteit vindt plaats omdat de warmere temperaturen resulteren in een opwaartse beweging van de omringende lucht. Deze opwaartse beweging heeft de grootste impact tussen 20 en 40 mijlen downwind van het stadscentrum, waar de neerslagniveaus 28% groter kunnen zijn dan de bovenwind van het stadscentrum.
Overdag ervaren stadsverwarmde eilanden lage druk, waardoor vochtige lucht uit nabijgelegen plattelandsgebieden kan worden verzameld. Deze vochtige lucht compenseert met de hete, stedelijke lucht en vormt de ideale voorwaarde voor bewolking en verhoogde luchtvochtigheid.
Het klimaat in de stad heeft echter minder kans op zwakke tornado-activiteit vanwege de turbulente vermenging in het stedelijke hitte-eiland. Een ander potentieel voordeel van de stedelijke hitte-eilanden is dat ze werken aan het verhogen van seizoenen voor plantenteelt in nabijgelegen locaties. Sommige studies hebben bijvoorbeeld aangetoond dat groeigebieden rond 6.2-mijlen buiten de stadsgrenzen gemiddeld 15-dagen zijn.
Het effect van Urban Heat Islands op dieren
In sommige gevallen trekken stedelijke hitte-eilanden meer dierenleven aan. Dit geldt in het bijzonder voor het koloniseren van soorten, zoals mieren, huisgekko's en grijze vliegende vossen. De grijze vliegende vos, bijvoorbeeld, is onlangs aangetrokken tot Melbourne, Australië als gevolg van de verhoogde warmte-index binnen stadsgrenzen. Door deze verhoogde temperatuur is het winterklimaat van de stad vergelijkbaar met het gemeenschappelijke leefgebied van de soort in de noordelijke regio's.
In andere gevallen hebben stedelijke hitte-eilanden een negatief effect op de voedsel- en watervoorzieningen binnen stadsgrenzen. De oppervlaktetemperatuur van stadsgebouwen is bijvoorbeeld aanzienlijk heter dan die van de omringende lucht. Regen loopt vervolgens weg van deze veel heter gebouwen, warming-up in het proces. Deze warmere afvoer vindt zijn weg in nabijgelegen beken, rivieren, meren en andere watermassa's. Wanneer de verwarmde afvoer deze waterlichamen binnendringt, gaat deze ook hun temperatuur verhogen. Dit wordt thermische vervuiling genoemd en het kan de watertemperatuur met maar liefst 20 ° tot 30 ° Fahrenheit verhogen. Thermische vervuiling heeft een negatief effect op de lokale vispopulaties, waardoor ze worden blootgesteld aan thermische schokken.
Omdat het groeiseizoen van de plant vaak wordt uitgebreid op stedelijke hitte-eilanden, wordt ook de voedselvoorziening voor andere diersoorten beïnvloed. Dieren die afhankelijk zijn van bepaalde planten als integraal onderdeel van hun dieet, beginnen hun natuurlijke broedseizoenen aan te passen aan het groeiseizoen van de plant. Dit heeft op zijn beurt een kettingreactie op andere planten- en diersoorten in het gebied.
Het effect van Urban Heat Islands op menselijke gezondheid
Stedelijke hitte-eilanden beïnvloeden niet alleen de gezondheid van het milieu en de lokale fauna, maar ook de gezondheid van de mens. Verhoogde stadstemperaturen kunnen dodelijk zijn tijdens zomerse hittegolven, vooral voor ouderen. Alleen al in de VS sterven gemiddeld 1,000-mensen elk jaar ten gevolge van extreme hitte, die exponentieel wordt verhoogd door stedelijke hitte-eilanden. Stedelijke bewoners lijden ook tijdens hittegolven omdat het stedelijke hitte-eiland voorkomt dat de nachttemperaturen afnemen, net als in landelijke gebieden. Uit onderzoek is gebleken dat stedelijke hitte-eilanden niet alleen de temperatuur verhogen tijdens hittegolven, maar ook de duur ervan verlengen.
Extreme temperaturen leiden tot hittekrampen, hitteberoerte en hitte-uitputting. Hitteberoerte kan leiden tot respiratoir distress syndroom, verminderde mobiliteit of verminderd bewustzijn. Personen met al gevoelige gezondheidsaandoeningen, zoals diagnoses van de ziekte van Parkinson of dementie, zijn bijzonder vatbaar voor een aanzienlijk verzwakt cognitief functioneren tijdens hittegolven. Bovendien worden mensen met diabetes, obesitas, astma, slaapgebrek of cardiovasculaire aandoeningen geadviseerd om de blootstelling te verwarmen. In deze gevallen kan blootstelling aan hitte de symptomen verergeren en versterken. Als deze resulterende hittegerelateerde aandoeningen ernstig genoeg zijn, kan permanente orgaanbeschadiging optreden. Als een individu extreme hittegolven overleeft met blijvende orgaanschade, hebben ze een verhoogd risico op vroegtijdige dood.
