Ved 2100, tørre byer vil lide under mere alvorlige hedebølger end tempererede byer

Hedebølger er blandt de mest dødelige og mest almindelige af miljømæssige ekstremer. Mens jorden fortsætter med at varme på grund af opbygningen af ​​drivhusgasser, hedebølger forventes at blive mere alvorlige, især for byer, hvor beton og mangel på træer skaber det, der er kendt som den urbane varmeø-effekt.

Ved hjælp af en global klimamodel, et hold ledet af Princeton University-forskere målte, hvor alvorligt hedebølger interagerer med byvarmeøer, nu og i fremtiden, i 50 amerikanske byer fordelt på tre klimazoner.

Med hensyn til relativ temperaturstigning, nutidens østlige og sydøstlige byer er mere hårdt ramt af hedebølger end tørre og halvtørre vestlige byer. Dette er på grund af mængden af ​​uigennemtrængelige, betonoverflader og mangel på fugt i østlige og sydøstlige byer sammenlignet med deres landlige omgivelser. I modsætning, både landlige og bymæssige tørre miljøer oplever lignende temperaturstigninger, og begge har mindre årlig nedbør end deres østlige og sydøstlige modstykker.

Imidlertid, inden 2100, dette forventes at vende. Tørre byer som Phoenix vil blive arnesteder for hedebølger sammenlignet med deres landlige omgivelser, mens byer på den østlige kyst vil blive mindre hårdt ramt af hedebølger sammenlignet med deres. Dette skyldes, at fremtidige tørre byer vil forblive vandbegrænsede på grund af manglen på gennemtrængelige overflader i byer, mens deres landlige naboer forventes ikke længere at være "tørre" på grund af større nedbør. Overforbruget af klimaanlæg udsender også varme til byernes varmeøer, spiller en væsentlig rolle.

Resultaterne er knyttet til by-landlig udvikling. En bys vandtilgængelighed, gennem nedbør eller kunstvanding, dikterer dens fordampende køleeffekt på temperaturen, hvilket reducerer sværhedsgraden af ​​en hedebølge. Med andre ord, byer med mere fugt vil afkøle hurtigere.

"I betragtning af at 50 procent af verdens befolkning i øjeblikket bor i byer, og den procentdel forventes at stige til 70 procent i år 2050, der er et presserende behov for at forstå, hvordan byer og landskaber påvirkes af hedebølger, "sagde Lei Zhao, en postdoktoral forskningsassistent ved Princeton's Program in Science, Teknologi, og miljøpolitik (STEP), som er baseret på Woodrow Wilson School of Public and International Affairs. "Vores undersøgelse forklarer, hvorfor byer lider endnu mere under ekstreme varmebegivenheder og fremhæver de varmerisici, som byboere står over for nu og i den forventede fremtid."

Fundene, udgivet i Miljøforskningsbreve , fremhæve betydningen af ​​varmedæmpende strategier og infrastrukturer såsom grønne tage - hvor vegetation overfører fugt fra jorden til atmosfæren ved fordampning af vand og transpiration fra planter.

Forskerholdet brugte en global klimamodel til at måle nutidens forhold (1975 til 2004) og fremtidige scenarier (2071 til 2100), både om dagen og om natten. De begrænsede deres analyse i dagtimerne til hver dag i juni til august mellem kl. 13.00 og 15.00. når temperaturerne normalt topper. For natlige skøn, de brugte midnat, når temperaturerne er køligst.

Af de 50 byer udvalgt til undersøgelsen, 21 var i tempererede klimazoner, 14 var i kontinentalt klima, og 15 var i tørt klima. Tempererede klimazoner oplever alle fire sæsoner med forskellige temperaturer hele året rundt. Kontinentale klimaer - hvor Chicago ligger, for eksempel - er kendt for at være relativt tørre med meget varme somre og meget kolde vintre. Tørt og tørre klima er normalt ørkenlignende med lav nedbør og store temperaturudsving både dagligt og sæsonmæssigt.

Forskerne fokuserede på tempererede og tørre områder for at tegne fugtkontraster mellem disse to adskilte zoner. De målte kontinentalt klima, fordi de også oplever dødelig varme, på trods af at den er placeret i koldere klimaer.

For dagtidsfundene, forskerne viste, at nutidens tempererede byer er vandbegrænsede, mens deres landlige kolleger har masser af vand gennem rigelig nedbør. Derfor, byer i tempererede zoner oplever mere alvorlige hedebølger i dag. Nutidens tørre områder - både byer og landdistrikter - er begge vandbegrænsede, fandt forskerne, på grund af mindre nedbør generelt.

Ved 2100, dette vil vende. Nedbøren forventes at stige generelt i begge klimaer i fremtiden, men tilgængeligheden af ​​vand forventes at være begrænset i tørre byer på grund af uigennemtrængelige overflader. Det her, kombineret med betydeligt forhøjet energiforbrug i aircondition under hedebølger, bidrager væsentligt til de synergistiske effekter mellem hedebølger og byvarmeøer.

Om natten, virkningerne er konsistente på tværs af klimaregioner og scenarier, som angår. Høje temperaturer om natten kan forårsage flere hedebølge-relaterede dødsfald, da byboerne ingen lindring kan finde.

Med hensyn til sundhed, hedebølger, der rammer nutidens vådere byer, øger dødelighedsrisikoen med 3,2 procent. For tørre byer i fremtiden, dødelighedsrisikoen stiger med 2,4 procent.

"Sundhedspåvirkninger var en nøglemotivation for vores undersøgelse. Ekstreme varme har negative virkninger på menneskers sundhed og øger risikoen for død på tværs af regioner i verden, " sagde Zhao.

"Vores resultater understreger vigtigheden af ​​at implementere varmedæmpende strategier i dag. De fremhæver også behovet for flere undersøgelser af denne art for at give os en bedre ide om de byer og landskaber, der er mest berørt nu og også under yderligere opvarmning af drivhusene, " sagde co-lead forfatter Michael Oppenheimer, Albert G. Milbank professor i geovidenskab og internationale anliggender og Princeton Environmental Institute ved Princetons Woodrow Wilson School og Department of Geosciences.

Papiret, "Interaktioner mellem byvarmeøer og hedebølger, " først dukkede op online som et accepteret manuskript 6. december, 2017, i Miljøforskningsbreve .