Ny model hjælper med at forklare sæsonmæssige variationer i byernes varmeøer

Forskere har udtænkt en simpel ny model, der forklarer, hvordan de uønskede virkninger af byvarmeøer varierer på tværs af årstider. Deres resultater kan hjælpe byer i forskellige klimatiske regioner med at designe varmedæmpende strategier.

I modsætning til eksisterende byklimamodeller, som kræver en stor mængde information og er beregningsmæssigt meget krævende, den nye grovkornede model giver generel indsigt i, hvordan sæsonbestemte ændringer i nedbør, solstråling, og vegetationsforhold i et bymiljø påvirker intensiteten og timingen af ​​overfladevarmeøer i byer på en byomfattende skala.

"Med kun to ligninger, vores model kan beskrive alle disse komplekse interaktioner, " sagde Gabriele Manoli, en lektor i miljøteknik ved University College London, der ledede forskningen.

"For byplanlæggere, det giver en ny tilgang, der supplerer mere detaljerede, byspecifikke værktøjer, og giver generelle retningslinjer for virkningerne af varmedæmpende strategier, såsom at øge grønne områder, i forskellige klimaer og på forskellige tidspunkter af året, " sagde Manoli. "På grund af sin enkelhed, vores rammer kan anvendes til byer, hvor omfattende data og detaljerede simuleringer ikke er tilgængelige."

For forskere, modellen giver nye beviser for, at sæsonbestemte variationer i intensiteten af ​​overfladetemperaturforskelle mellem by og land - som, indtil nu, er blevet observeret, men ikke klart forklaret - styres af tidsforskydninger mellem solstråling, temperaturer, og nedbør, sagde Manoli.

Hvis solstråling opstår i forbindelse med vandtilgængeligheden, sommerforhold forårsager stærke overfladevarme-ø-intensiteter på overfladen på grund af høje hastigheder af fordampningsafkøling i omkringliggende landdistrikter. Landdistrikterne bliver køligere med et par grader, mens byområdet, hvor uigennemtrængelige og varmeabsorberende overflader kan begrænse effekten af ​​fordampningskøling, bliver meget varmere. Det er typisk, hvad vi ser i byer som Paris eller London, som er i klimaer med relativt våde somre.

"Dette kan have store konsekvenser for det lokale energiforbrug, klimatilpasningspolitikker, og folkesundhed, især varmerelaterede dødeligheder, sagde Gabriel Katul, Theodore S. Coile Udmærket professor i hydrologi og mikrometeorologi ved Duke University.

Men i byer, hvor der er få nedbør om sommeren, såsom Phoenix eller Madrid, den modsatte effekt kan forekomme. Med mindre nedbør og vegetation for at anspore til afkøling, landdistrikterne varmes op, og byen oplever en "oase-effekt", hvor selvom det stadig kan være blæsende varmt, det er ikke desto mindre en eller to grader køligere end det omkringliggende landskab.

"Disse sæsonbestemte mønstre for opvarmning og afkøling har betydelige konsekvenser for varmedæmpende strategier, da grønne områder i byerne kan reducere varmeøens intensitet om sommeren, mens de potentielt har negative virkninger om vinteren af ​​albedohåndtering, f.eks. male gader med hvidt, afbødes af sæsonbestemt solstråling, " bemærkede Katul.

Stigende temperaturer og skiftende nedbørsmønstre forbundet med klimaændringer kan ændre årstiden på varmeøerne i byerne i de kommende årtier, han sagde. Der er behov for yderligere forskning i den retning.

Manoli og Katul udviklede den nye model sammen med Simone Fatichi fra ETH Zürich og Elie Bou-Zeid fra Princeton University.

De offentliggjorde deres peer-reviewede forskning 16. marts i Proceedings of the National Academy of Sciences .