Крупные города можно сравнить с гигантскими аккумуляторами, которые активно поглощают солнечную энергию днем и медленно отдают ее ночью. Это явление, известное как «городской остров тепла», приводит к тому, что температура воздуха в мегаполисах может быть на 10–15 градусов выше, чем в окружающих сельских районах. В данной статье мы подробно разберем механизмы формирования этого климатического феномена, его последствия для жителей и экосистем, а также рассмотрим возможные пути смягчения его эффектов.
Городской микроклимат: факты и цифры
Согласно статистике, около 75% населения России проживает в городах, где многие на собственном опыте ощущают влияние городского острова тепла. Это научно подтвержденное явление, при котором воздух в урбанизированных зонах становится не только теплее, но и суше. Например, обещанный синоптиками небольшой дождь может так и не достигнуть земли в центре мегаполиса — капли просто испаряются в прогретом и сухом воздухе.
Наиболее контрастно разница температур проявляется в холодное время года — поздней осенью и зимой. В этот период разрыв между показателями в городе и пригороде может достигать 15 градусов. Летом контраст несколько сглаживается, но все равно остается заметным.
Интенсивность температурного контраста зависит от множества факторов: климатической зоны, особенностей городской планировки и даже времени суток. Как отмечает Павел Константинов, доцент факультета метеорологии и климатологии МГУ, пик разницы обычно наблюдается поздним вечером (примерно с 22:00 до 23:00), когда городская застройка еще не успела остыть после дневного нагрева.
Интересно, что ключевую роль играет не столько численность населения, сколько характер застройки. Компактный город с высотными зданиями может аккумулировать и выделять больше тепла, чем более крупный, но разреженный город с обилием парков и водоемов.
Механизмы формирования теплового острова
Основным источником энергии для формирования острова тепла является солнце. Его электромагнитное излучение, включая инфракрасный (тепловой) спектр, нагревает земную поверхность. В городах эту роль выполняют обширные площади из теплоемких материалов — асфальта, бетона, кирпича. Они активно поглощают солнечную энергию днем и постепенно отдают ее ночью, не давая городу быстро остыть.
Обратите внимание: Почему смартфон быстро разряжается, что делать.
Зимой ситуацию усугубляет отсутствие чистого снежного покрова. Белый снег эффективно отражает солнечные лучи, а вот загрязненные городские сугробы, наоборот, поглощают тепло, способствуя таянию и образованию слякоти даже в мороз.
Естественные «кондиционеры» города — зеленые насаждения и водоемы — в мегаполисах часто представлены в недостаточном количестве. Испарение воды с поверхности прудов и транспирация растений (испарение влаги листьями) естественным образом охлаждают и увлажняют воздух. Однако плотная застройка, асфальтовое покрытие и интенсивное движение транспорта ограничивают возможности для озеленения и часто приводят к гибели деревьев, чьи корни лишены доступа к воздуху и воде.
Архитектурные ловушки для тепла
Современная высотная застройка вносит значительный вклад в эффект острова тепла. Многоэтажные здания создают так называемый эффект «городского каньона»: солнечный свет, попадая между домами, многократно отражается от стен и асфальта, что усиливает нагрев. Кроме того, плотная застройка выступает в роли ветрозащитного барьера, препятствуя естественной вентиляции и перемешиванию воздушных масс. В результате холодный воздух с окраин не может проникнуть в центр, а автомобильные выхлопы и промышленные выбросы застаиваются в городской черте.
Когда в городе формируется устойчивый остров тепла, за его пределами могут сохраняться морозы, в то время как в центре стоит относительно теплая погода.
Можно ли охладить мегаполис?
Ученые и урбанисты предлагают ряд мер для смягчения эффекта городского острова тепла. Среди относительно простых решений — использование светлых, отражающих материалов для крыш и фасадов зданий, что позволит вернуть часть солнечной энергии в атмосферу. Системное увеличение площади зеленых насаждений, создание новых парков, скверов и искусственных водоемов также является эффективным способом регуляции микроклимата.
Климатологи отдельно отмечают важность выбора растений для озеленения. В условиях жаркого лета лиственные деревья оказываются более эффективными «кондиционерами», чем хвойные, благодаря большей площади листвы и интенсивной транспирации. При этом зимой, когда листья опадают, они не препятствуют проникновению солнечного света и естественному прогреву.
Оригинал статьи и другие материалы можно найти на сайте журнала «Энергия+»:
https://e-plus.media/vse-publikatsii/
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Почему в большом городе теплее, чем за его пределами.