Изменение климата может «поджарить» города к 2100 году

Пока человечество, подобно муравьям, занимается повседневными делами, климат на нашей планете стремительно меняется, оказывая разрушительное воздействие на экосистемы. Так, 2020 год стал самым жарким за всю историю наблюдений, а мы с вами стали свидетелями невиданных по своим масштабам пожаров, ураганов и оползней. Но если мы видим что происходит с дикой природой сегодня, то как глобальное потепление скажется на городах? Законы термодинамики диктуют, что города проигрывают по крайней мере на одном фронте: в них, как правило, становится невыносимо жарче, чем в окружающих сельских районах. Это происходит благодаря эффекту, известному как остров тепла, при котором здания и дороги легко поглощают солнечную энергию и высвобождают ее в ночное время. Зелень сельских районов, напротив, обеспечивает тень и охлаждает воздух, высвобождая воду. Недавно, с помощью новой методики моделирования, исследователи продемонстрировали, что изменение климата усиливает эффект острова тепла, что сделает обстановку в городах в будущем практически не пригодной для жизни.
   

Что такое остров тепла?

Такие структуры, как здания, дороги и другие объекты инфраструктуры, поглощают и повторно излучают больше солнечного тепла чем природные ландшафты, например леса и водоемы. Городские районы, где эти структуры сильно сконцентрированы а количество зелени ограничено, становятся «островками» более высоких температур по сравнению с отдаленными районами. Эти очаги тепла называются и называют островами тепла. Они могут образовываться в самых разных условиях, в том числе днем или ночью, в небольших или больших городах, в пригородных районах, в северном или южном климате и в любое время года.

Обзор большого числа научных исследований показал, что этот эффект будет усиливаться в будущем по мере изменения и роста структуры, пространственной протяженности и плотности населения городских районов.
   

Интересно, что острова тепла образуются в результате нескольких факторов:

• Деревья, растительность и водные объекты имеют тенденцию охлаждать воздух, обеспечивая тень, испаряя воду из листьев растений и испаряя поверхностные воды соответственно. А вот твердые, сухие поверхности в городских районах – такие как крыши, тротуары, дороги, здания и автостоянки – обеспечивают меньше тени и влаги, чем природные ландшафты, что способствуют более высоким температурам.
   
• Размеры и расстояние между зданиями в пределах города влияют на поток ветра и способность городских материалов поглощать и выделять солнечную энергию. В сильно развитых районах поверхности и конструкции, загораживаемые соседними зданиями, становятся большими тепловыми массами, которые не могут легко выделять свое тепло. Города с множеством узких улиц и высоких зданий становятся городскими каньонами, которые могут блокировать естественный поток ветра, который приносет охлаждающие эффекты.
   
• Транспортные средства, кондиционеры, здания и промышленные объекты выделяют тепло в городскую среду. Эти источники генерируемого человеком (антропогенного тепла) могут способствовать эффекту теплового острова.
   
• Спокойные и ясные погодные условия приводят к более суровым островам тепла, максимизируя количество солнечной энергии, достигающей городских поверхностей и минимизируя количество тепла, которое может унести ветром. И наоборот, сильные ветры и облачный покров подавляют образование тепловых островов. Географические особенности также могут влиять на эффект теплового острова. Например, близлежащие горы могут блокировать ветер от достижения города или создавать модели ветра, которые проходят через город.

Что ждет города в будущем?

Так как города составляют всего 3% от общей поверхности суши, исследователей больше интересует динамика океанов, льдов и воздушных течений. Теперь же климатологи из Иллинойского университета, авторы нового исследования, опубликованного в журнале Nature Climate Change, предоставляем подробное описание того, как изменение климата повлияет на города.

Полученная в ходе исследования модель предполагает, что более высокая температура в городах может оказаться катастрофической для городского общественного здравоохранения, которое уже страдает от последствий увеличения жары. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), между 2000 и 2016 годами, количество человек, подвергшихся воздействию экстремальной жары, выросло на 125 миллионов; жара унесла более 166 000 жизней в период с 1998 по 2017 годы.

Как отмечают авторы нового исследования, несмотря на то, что в настоящее время половина населения мира живет в городах, эта доля, как ожидается, вырастет до 70% к 2050 году. Выходит, люди в поисках экономических возможностей неосознанно бросаются навстречу опасности.
   

Чтобы рассчитать, насколько может повыситься температура в городах, исследователи смоделировали статистическую модель климата городских районов, сосредоточив внимание на изменении температуры и влажности. Когда человеческое тело обнаруживает, что перегревается, оно перенаправляет кровь от органов к коже, таким образом рассеивая больше тепла в воздух вокруг вас (вот почему кожа краснеет, когда вам жарко).

В условиях экстремальной жары этот процесс может выйти из-под контроля, что может привести к ишемии или критически низкому притоку крови к органам. Это, в свою очередь, может повредить важные органы, такие как мозг или сердце. Влажность также усугубляет риск перегрева и отказа органов. Экстремальная жара способна нанести серьезный вред здоровью человека, особенно при наличии сердечно-сосудистых или респираторных заболеваний, например астмы.

В целом, это плохая новость для всех, кто проживает в крупных мегаполисах. Исследователи отмечают, что у нас все же, есть шанс избежать катастрофы – для этого необходимо подготовить городские районы к экстремальной жаре из-за изменения климата, сделав их более зелеными. Озеленение общественных пространств одновременно украшает города и дарит людям тень. Более того, одна недолгая прогулка в парке может сделать вас счастливее.