Hvis du ikke kan tage varmen, komme ud af byen. Tænd for den lokale vejrmelding, og du vil sandsynligvis bemærke en ulige tendens. Temperaturerne er ofte et par grader højere i byerne, end de er i deres omkringliggende landdistrikter. Denne temperaturforskel er et resultat af et bizart fænomen kendt som byvarme -ø -effekt .
Som navnet antyder, effekten gør byer til varme øer. Ifølge U.S. Environmental Protection Agency, temperaturer i amerikanske byer kan blive op til 10 grader Fahrenheit højere end deres omgivende områder [kilde:EPA]. Normalt er temperaturforskellen ikke så stor, men selv et par grader kan gøre en kæmpe forskel. Efterspørgslen efter aircondition om sommeren fører til højere energiregninger. Og mange argumenterer for, at dette øger drivhusgasemissionerne fra kraftværker, der giver den ekstra energi. På den anden side, nogle påpeger, at det reducerede behov for varme om vinteren opvejer omkostningerne om sommeren. Ud over, varmere byer om vinteren betyder færre iskolde gader.
Måske er det værste resultat af varmeøeffekten antallet af varmerelaterede dødsfald. Selvom skadefremkaldende storme får størst medieopmærksomhed, National Oceanic and Atmospheric Administration rapporterer, at varme normalt er mere dødelig. I USA, varme dræber typisk flere mennesker hvert år end tornadoer, orkaner, oversvømmelser og lyn samlet [kilde:NOAA].
Så hvad skaber byens varmeø -effekt? Og hvordan kan byplanlæggere reducere det?
For at forstå byens varmeø -effekt, vi skal først forstå et par enkle fysiske regler. Mest vigtigt, vi bør forstå, at genstande kan absorbere og reflektere lys. Faktisk, farven på et objekt afhænger af, hvilken slags lys det reflekterer. For eksempel, et grønt objekt reflekterer grønt lys og absorberer alle de andre synlige lysfarver. Når vi ser et grønt objekt, vi opfatter det som grønt, fordi det afspejler farvens grønne bølgelængde tilbage til vores øjne. Mørkere objekter er fremragende lysabsorberende. Faktisk, sorte overflader absorberer næsten alt lys. På den anden side, lysere overflader absorberer slet ikke meget lys - snarere reflekterer de næsten det hele.
Så hvad har absorptionen af lys at gøre med varme? Når et objekt absorberer lys, det omdanner det lys til termisk energi, og udsender det tilbage som varme. Så, fordi sorte genstande absorberer mere lys, de udsender også mere varme. Derfor iført en sort skjorte på en varm, solskinsdag vil kun gøre dig varmere. Den sorte skjorte absorberer lys og udsender det som varme på din hud. Iført en hvid skjorte, på den anden side, vil hjælpe med at reflektere sollyset og holde dig køligere.
Den hastighed, hvormed et objekt kan reflektere solstråling kaldes dets albedo [kilde:Budikova]. Jo større albedo noget har, jo bedre afspejler det stråling. Traditionel asfalt har en lav albedo, hvilket betyder, at den reflekterer stråling dårligt og i stedet absorberer den.
Når vi bygger og udvider byer, vi har en tendens til at opføre bygninger med mørke overflader og lægge asfaltbelægning. Bygningerne og fortovet absorberer en betydelig mængde lys og stråling og udsender det som varme, varme byen. Fordi mere end halvdelen af overfladerne i byerne er menneskeskabte, byer varmer mere op end landdistrikter, hvor strukturer er mindre koncentrerede [kilde:EPA]. Denne varmeabsorbering er grunden til, at temperaturforskellen mellem byer og landdistrikter er højest et par timer efter solnedgang. Byer holder mere varme i en længere periode end landdistrikterne gør [kilde:EPA].
Men det er ikke det eneste, der forårsager byens varmeø -effekt. Forskere mener, at vegetation spiller en stor rolle i at holde et område køligt gennem en kaldet proces fordampningskøling . Fordampning er når væske bliver til gas. Planter optager vand gennem deres rødder og er afhængige af det for at leve. Men når planten er færdig med det, tør luft absorberer det vand ved at gøre det til gasformigt vand damp . Luften giver varmen, der driver denne proces, så under processen, luften mister varmen og bliver køligere. Vi oplever den samme type ting, når vi sveder - når luft rammer din svedige hud, det absorberer fugt og afkøler luften omkring dig [kilde:Asimakopoulos]. Fordi at bygge en by betyder at erstatte vegetation med strukturer, byen mister vegetationens fordampningskølende fordele.
Andre faktorer bidrager også til effekten. For eksempel, biler og klimaanlæg, der er allestedsnærværende i byområder, omdanne energi til varme og frigive denne varme i luften.
Nu hvor vi ved, hvad der forårsager dette fænomen, lad os lære trinene for at reducere det.
Heldigvis da vi ved, hvad der forårsager byens varmeø -effekt, vi kan kontrollere det i betydeligt omfang. Visse teknikker reducerer behovet for aircondition og reducerer energiregninger.
Fordi de mørke overflader og lav albedo i bystrukturer opvarmer området, den logiske løsning ville være at vende denne tendens. Byplanlæggere kan gøre dette ved at male strukturer hvide, eller andre lyse farver. Denne grundlæggende teknik rækker langt med at vende den varme by i øen.
Imidlertid, nogle mennesker kan ikke lide tanken om et blændende, helt hvid by. Lavreflektivitet belægning tilbyder et alternativ og kommer i ikke-hvide farver. Disse former for belægninger reflekterer usynlig stråling uden at reflektere alt lys [kilde:Synneffa]. Så, de holder et objekt relativt køligt uden at ofre dets mørke farve.
Visse belægninger med høj refleksivitet kan også påføres asfalt. Asfaltflisforseglinger og emulsionsforseglinger er to sådanne eksempler, der behandler asfalt for at gøre overfladen mere reflekterende [kilde:EPA]. Processerne reducerer asfaltens albedofaktor, som er en stor bidragyder til den varme by i øen.
En fad, der vinder popularitet, er installationen af grøn tage oven på bybygninger. Denne løsning har ikke noget med farve at gøre. Et "grønt tag" er simpelthen et tag, der omfatter planter og vegetation. Grønne tage udnytter den samme fordampende køleeffekt, som byer mister, når de hacker væk vegetation. Så et grønt tag forhindrer ikke kun bygningens tag i at absorbere varme, men køler luften omkring den, i en grad opvejer byvarme -ø -effekten. Mange bæredygtige bygninger bruger grønne tage til at reducere deres afhængighed af energiforbrug.
Flere andre metoder hjælper også med at reducere byens varmeø -effekt. For eksempel, tag drys er en anden fordampende køleopløsning. Sprinklere på taget gør overfladen våd, så luften omkring den afkøles ved fordampning [kilde:Asimakopoulos]. Byplanlæggere opretter også traditionelle parkeringspladser langs partier, hvor træer og vegetation vokser. Høje træer bidrager ikke kun til fordampningskøling, men giver også tiltrængt skygge.
For at lære mere om green-building teknikker og relaterede emner, se linkene på den næste side.
Fysikkens hypotetiske lille sorte kjoleAt tale om bevægelse af varme og energi, forskere bruger et teoretisk objekt, der er en perfekt absorber (og dermed perfekt udsender) af varme og energi. De kalder dette a sort krop fordi det absorberer alt lys og ville virke helt sort for os. Det er et af de grundlæggende værktøjer for studerende i termodynamik.
Kilder
Sidste artikelSådan fungerer Iowa -lagrede energiparken
Næste artikelSådan fungerer byplanlægning