Wat Is Het Stedelijk Hitte-Eiland-Effect?

{h1}

Steden zijn vaak heter dan landelijke gebieden vanwege het stedelijke hitte-eilandeffect. Ontdek wat een stedelijk hitte-eiland is.

Als je de hitte niet kunt aanraken, ga dan de stad uit. Schakel het lokale weerbericht in en u merkt waarschijnlijk een vreemde trend. In steden zijn de temperaturen vaak een paar graden hoger dan in de omliggende landelijke gebieden. Dit temperatuurverschil is het resultaat van een bizar fenomeen dat bekend staat als de stedelijk hitte-eilandeffect.

Zoals de naam al aangeeft, maakt het effect steden tot hitte-eilanden. Volgens het Amerikaanse Environmental Protection Agency kunnen temperaturen in Amerikaanse steden tot wel 10 graden Fahrenheit hoger zijn dan in de omliggende gebieden [bron: EPA]. Normaal is de temperatuurverschil niet zo groot, maar zelfs een paar graden kan een groot verschil maken. De vraag naar airconditioning in de zomer leidt tot hogere energierekeningen. En veel mensen beweren dat dit de uitstoot van broeikasgassen van energiecentrales die extra energie leveren, verhoogt. Aan de andere kant wijzen sommigen erop dat de verminderde behoefte aan warmte in de winter de kosten in de zomer compenseert. Bovendien zorgen warmere steden in de winter voor minder ijzige straten.

Misschien is het slechtste gevolg van het hitte-eilandeffect het aantal hittegerelateerde sterfgevallen. Hoewel schade-inducerende stormen de meeste media-aandacht krijgen, meldt de National Oceanic and Atmospheric Administration dat warmte meestal dodelijker is. In de VS doodt hitte typisch meer mensen per jaar dan tornado's, orkanen, overstromingen en bliksem samengebracht [bron: NOAA].

Dus wat zorgt voor het urban heat island-effect? En hoe kunnen stadsplanners het verminderen?

Hoe het gebeurt: de fysica achter het Stedelijke Heat Island-effect

Stadsbouw daken en asfalt zijn vaak donker gekleurd, wat het stedelijke hitte-eiland effect helpt te rijden.

Stadsbouw daken en asfalt zijn vaak donker gekleurd, wat het stedelijke hitte-eiland effect helpt te rijden.

Om het stedelijk hitte-eilandeffect te begrijpen, moeten we eerst enkele eenvoudige natuurkundige regels begrijpen. Het belangrijkste is dat we begrijpen dat objecten licht kunnen absorberen en reflecteren. In feite hangt de kleur van een voorwerp af van het soort licht dat het weerkaatst. Een groen object reflecteert bijvoorbeeld groen licht en absorbeert alle andere zichtbare kleuren van het licht. Wanneer we een groen object zien, zien we het als groen omdat het de groene golflengte van de kleur terug naar onze ogen weerkaatst. Donker gekleurde objecten zijn uitstekende absorptiemiddelen voor licht. Zwarte oppervlakken absorberen bijna al het licht. Aan de andere kant absorberen lichtere gekleurde oppervlakken helemaal niet veel licht - eerder weerspiegelen ze bijna alles.

Dus wat heeft de absorptie van licht te maken met warmte? Wanneer een object licht absorbeert, zet het dat licht om in thermische energie en stoot het weer uit als warmte. Dus omdat zwarte objecten meer licht absorberen, stoten ze ook meer warmte uit. Dat is de reden waarom het dragen van een zwart shirt op een warme, zonnige dag je alleen maar heter maakt. Het zwarte shirt absorbeert licht en verspreidt het als warmte op je huid. Het dragen van een wit shirt, aan de andere kant, zal helpen het zonlicht te weerkaatsen en je koeler te houden.

De snelheid waarmee een object zonnestraling kan reflecteren wordt zijn albedo [bron: Budikova]. Hoe groter het albedo dat iets heeft, hoe beter het straling weerkaatst. Traditioneel asfalt heeft een laag albedo, wat betekent dat het de straling slecht reflecteert en in plaats daarvan absorbeert.

Wanneer we steden bouwen en uitbreiden, hebben we de neiging gebouwen met donkere oppervlakken op te richten en asfaltverharding neer te leggen. De gebouwen en de bestrating absorberen een aanzienlijke hoeveelheid licht en straling en stoten het uit als warmte, waardoor de stad wordt verwarmd. Omdat meer dan de helft van de oppervlakken in steden door de mens wordt gemaakt, worden steden meer warm dan landelijke gebieden, waar de structuren minder geconcentreerd zijn [bron: EPA]. Deze warmteabsorptie is de reden waarom het temperatuurverschil tussen steden en landelijke gebieden het hoogst is enkele uren na zonsondergang. Steden houden langere tijd vast aan meer warmte dan plattelandsgebieden [bron: EPA].

Maar dat is niet het enige dat het urban heat island-effect veroorzaakt. Wetenschappers geloven dat vegetatie een grote rol speelt bij het koel houden van een gebied door middel van een proces dat wordt genoemd verdampingskoeling. Verdamping is wanneer vloeistof in gas verandert. Planten nemen water op via hun wortels en zijn afhankelijk van het leven. Maar nadat de plant ermee klaar is, absorbeert droge lucht dat water door het gasvormig te maken water damp. De lucht zorgt voor de hitte die dit proces aandrijft, dus tijdens het proces verliest de lucht warmte en wordt deze kouder. We ervaren hetzelfde soort dingen als we zweten - wanneer lucht je bezwete huid raakt, absorbeert het het vocht en koelt de lucht om je heen af ​​[bron: Asimakopoulos]. Omdat het bouwen van een stad het vervangen van vegetatie door structuren betekent, verliest de stad de verdampingskoelingsvoordelen van vegetatie.

Andere factoren dragen ook bij aan het effect. Auto's en airconditioners bijvoorbeeld, die alomtegenwoordig zijn in stedelijke gebieden, zetten energie om in warmte en geven deze warmte af in de lucht.

Nu we weten wat dit fenomeen veroorzaakt, laten we de stappen leren om het te verminderen.

Technieken om het Urban Heat Island-effect te verminderen

Groene daken, zoals deze bovenop het stadhuis van Chicago, helpen het stedelijke hitte-eilandeffect te compenseren.

Groene daken, zoals deze bovenop het stadhuis van Chicago, helpen het stedelijke hitte-eilandeffect te compenseren.

Omdat we weten wat het Urban Heat Island-effect veroorzaakt, kunnen we het gelukkig in belangrijke mate beheersen. Bepaalde technieken verminderen de vraag naar airconditioning en verlagen de energierekening.

Omdat de donkere oppervlakken en het lage albedo van stedelijke structuren het gebied verwarmen, zou de logische oplossing zijn om deze trend om te keren. Stedenbouwkundigen kunnen dit doen door structuren wit of andere lichte kleuren te schilderen.Deze basistechniek gaat ver in het omkeren van het stedelijk hitte-eilandeffect.

Sommige mensen houden echter niet van het idee van een in het oog springende, geheel witte stad. Laagreflecterende coating biedt een alternatief en wordt geleverd in niet-witte kleuren. Dit soort coatings reflecteren onzichtbare straling zonder alle licht te reflecteren [bron: Synneffa]. Dus, ze houden een object relatief koel zonder zijn donkere kleur op te offeren.

Bepaalde hoogreflecterende coatings kunnen ook op asfalt worden aangebracht. Asfalt-spaanafdichtingen en emulsieafdichtingen zijn twee van dergelijke voorbeelden die asfalt behandelen om het oppervlak meer reflecterend te maken [bron: EPA]. De processen verminderen de albedofactor van asfalt, wat een belangrijke bijdrage levert aan het stedelijk hitte-eilandeffect.

Een vervelende populariteit is de installatie van groen daken bovenop gebouwen van de stad. Deze oplossing heeft niets met kleur te maken. Een "groen dak" is gewoon een dak dat planten en vegetatie omvat. Groene daken gebruiken hetzelfde verdampingskoelingseffect dat steden verliezen als ze vegetatie afsnijden. Een groendak voorkomt dus niet alleen dat het dak van het gebouw warmte absorbeert, maar koelt ook de lucht eromheen af, waardoor het effect van het stedelijke hitte-eiland tot op zekere hoogte wordt gecompenseerd. Veel duurzame gebouwen gebruiken groene daken om hun afhankelijkheid van energieverbruik te verminderen.

Verschillende andere methoden helpen ook om het stedelijk hitte-eilandeffect te verminderen. Bijvoorbeeld, dak sprenkeling is nog een oplossing voor verdampingskoeling. Sprinklers op het dak bevochtigen het oppervlak zodat de lucht eromheen afkoelt door verdamping [bron: Asimakopoulos]. Stedenbouwkundigen zetten ook traditionele parkeerterreinen op langs percelen waar bomen en vegetatie groeien. Hoge bomen dragen niet alleen bij tot verdampingskoeling, maar bieden ook de broodnodige schaduw.

Lees de links op de volgende pagina voor meer informatie over technieken voor het bouwen van greens en aanverwante onderwerpen.

The Hypothetical Little Black Dress of Physics

Om over de beweging van warmte en energie te praten, gebruiken wetenschappers een theoretisch object dat een perfecte absorber (en dus perfecte emitter) is van warmte en energie. Ze noemen dit een blackbody omdat het alle licht absorbeert en ons volledig zwart lijkt. Het is een van de fundamentele hulpmiddelen voor studenten van de thermodynamica.


Video Supplement: In steden is het veel warmer dan op het platteland.




Onderzoek


Zuidelijke Droogte Om Deze Winter Verder Te Gaan (Dank Aan La Niña)
Zuidelijke Droogte Om Deze Winter Verder Te Gaan (Dank Aan La Niña)

Vs In De Langste 'Orkaan Droogte' In De Geschiedenis
Vs In De Langste 'Orkaan Droogte' In De Geschiedenis

Science Nieuws


4 Voedingsmiddelen Die Erger Zijn Dan Twinkies
4 Voedingsmiddelen Die Erger Zijn Dan Twinkies

De Bacteriën In Je Darm Produceren Elektriciteit
De Bacteriën In Je Darm Produceren Elektriciteit

80 Jaar Later Inspireert Edison Nog Steeds
80 Jaar Later Inspireert Edison Nog Steeds

Babymuizen Leren De Geur Van Mama Om Te Zuigen
Babymuizen Leren De Geur Van Mama Om Te Zuigen

Wat Doet De Paus Eigenlijk?
Wat Doet De Paus Eigenlijk?


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com