Используя глобальную климатическую модель, группа исследователей из Принстонского университета измерила, насколько сильно волны тепла взаимодействуют с городскими островами тепла сейчас и в будущем в 50 американских городах в трех климатических зонах.Что касается относительного повышения температуры, сегодняшние восточные и юго-восточные города более серьезно страдают от волн тепла, чем засушливые и полузасушливые западные города.
Это связано с большим количеством непроницаемых бетонных поверхностей и недостатком влаги в восточных и юго-восточных городах по сравнению с их сельскими окрестностями. Напротив, как сельские, так и городские засушливые районы испытывают одинаковое повышение температуры, и в обоих случаях годовое количество осадков меньше, чем в их восточных и юго-восточных регионах.
Однако к 2100 году ситуация изменится. Засушливые города, такие как Феникс, станут очагами волн тепла по сравнению с их сельскими окрестностями, в то время как города на восточном побережье будут менее сильно затронуты волнами тепла по сравнению с их. Это связано с тем, что в будущих засушливых городах по-прежнему будет ограничиваться водоснабжение из-за отсутствия проницаемых поверхностей в городах, в то время как их сельские соседи, по прогнозам, больше не будут «сухими» из-за большего количества осадков. Чрезмерное использование кондиционеров также приводит к выбросу тепла на городские тепловые острова, что играет значительную роль.
Результаты связаны с развитием города и деревни. Доступность воды в городе за счет дождя или орошения определяет его охлаждающее испарительное воздействие на температуру, что снижает интенсивность волны тепла.
Другими словами, более влажные города будут охлаждаться быстрее.«Учитывая, что 50 процентов населения мира в настоящее время проживает в городах, и этот процент, по прогнозам, увеличится до 70 процентов к 2050 году, существует острая необходимость понять, как города и ландшафты страдают от волн тепла», — сказал Лэй Чжао. научный сотрудник Принстонской программы по науке, технологиям и экологической политике (STEP), которая базируется в Школе общественных и международных отношений им. Вудро Вильсона. «Наше исследование объясняет, почему города еще больше страдают во время экстремальной жары, и подчеркивает риски жары, с которыми городские жители сталкиваются сейчас и в прогнозируемом будущем».Результаты, опубликованные в журнале Environmental Research Letters, подчеркивают важность стратегий смягчения теплового воздействия и инфраструктуры, такой как зеленые крыши, в которых растительность переносит влагу с земли в атмосферу за счет испарения воды и транспирации растений.
Исследовательская группа использовала глобальную климатическую модель для измерения нынешних условий (с 1975 по 2004 год) и будущих сценариев (с 2071 по 2100 годы) как днем, так и ночью. Они ограничили свой дневной анализ ежедневным с июня по август с 13:00 до 13:00, когда температура обычно достигает пика. Для ночных оценок они использовали полночь, когда температуры самые низкие.Из 50 городов, выбранных для исследования, 21 находился в зонах умеренного климата, 14 — в континентальном климате и 15 — в засушливом климате.
В зонах умеренного климата наблюдаются все четыре сезона с различными температурами в течение года. Континентальный климат — например, там, где расположен Чикаго — известен как относительно сухой, с очень жарким летом и очень холодной зимой. Сухой и засушливый климат обычно похож на пустыню с небольшим количеством осадков и значительными колебаниями температуры как в дневное, так и в сезонное время.
Исследователи сосредоточились на умеренных и засушливых регионах, чтобы нарисовать контрасты влажности между этими двумя отдельными зонами. Они измерили континентальный климат, потому что они также испытывают смертельную жару, несмотря на то, что находятся в более холодном климате.Что касается дневных результатов, исследователи показали, что современные города с умеренным климатом не имеют воды, в то время как их сельские коллеги имеют много воды из-за обильных дождей. Поэтому в городах с умеренным климатом сегодня наблюдается более сильная жара.
Исследователи обнаружили, что современные засушливые регионы — как городские, так и сельские — ограничены водными ресурсами из-за меньшего количества осадков в целом.К 2100 году ситуация изменится. Ожидается, что в будущем количество осадков в целом увеличится в обоих климатах, но ожидается, что доступность воды в засушливых городах будет ограничена из-за непроницаемых поверхностей. Это, в сочетании со значительно более высоким потреблением энергии для кондиционирования воздуха во время волн тепла, в значительной степени способствует синергетическому эффекту между волнами тепла и городскими островами тепла.
Ночью эффекты одинаковы для разных климатических регионов и сценариев, что вызывает беспокойство. Высокие температуры в ночное время могут привести к большему количеству смертей, связанных с волной тепла, поскольку горожане не могут найти облегчения.
Что касается здоровья, волны тепла, которые обрушиваются на сегодняшние более влажные города, увеличивают риск смертности на 3,2 процента. Для засушливых городов в будущем риск смертности возрастет на 2,4 процента.«Воздействие на здоровье было ключевой мотивацией для нашего исследования. Экстремальная жара отрицательно сказывается на здоровье человека и увеличивает риск смерти во всех регионах мира», — сказал Чжао.
«Наши результаты подчеркивают важность реализации стратегий смягчения последствий жары сегодня. Они также подчеркивают необходимость дополнительных исследований такого рода, чтобы дать нам лучшее представление о городах и ландшафтах, которые сейчас больше всего затронуты, а также в условиях дополнительного парникового потепления», — сказал со-ведущий автор Майкл Оппенгеймер, профессор геологии и международных отношений Альберта Г. Милбанка и Принстонский институт окружающей среды Принстонской школы Вудро Вильсона и факультета наук о Земле.