https://bodybydarwin.com
Slider Image

Kaupungin muoto voi määrittää, kuinka kuuma se yöllä nousee

2020

Onko kaupunkisi kristalli vai nestemäinen? Ei, tämä ei ole Facebook-tietokilpailu. Se on vakava tieteellinen kysymys kaupunkisuunnittelusta ja siitä, voiko kaupungin ulkoasu vaikuttaa siihen, kuinka kuuma yöllä kuumenee maaseutuympäristöönsä verrattuna - ilmiö, joka tunnetaan kaupunkilämpösaare-ilmiönä.

Jos asut ruudukkomaisessa kaupungissa, kuten New Yorkissa tai Chicagossa, joiden muoto nanomittakaavassa näyttää atomin kiteessä, olet todennäköisesti kuumempi yöllä kuin jos asut kaoottisesti järjestetyssä kaupungissa, Lontoossa tai Esimerkiksi Boston, jotka muistuttavat nesteen tai lasin epäjärjestyneitä atomeja.

Kaupunkien geometrisella järjestelyllä - jota tutkijat kutsuvat "tekstuuriksi" - voi olla suuri ero uuden tutkimuksen mukaan. Itse asiassa kaupungin rakenne on ainoa suurin vaikutus sen lämpösaarevaikutukseen, kun "kiteisissä" kaupungeissa on huomattavasti enemmän lämpöä kuin niiden "nestemäisissä" tai "lasimaisissa" kaupungeissa, tutkijat sanoivat.

"Ristikkomaisten kaupunkien klusterikoko on pienempi, joten niiden rakennukset vievät suhteellisen suuremman osan näistä alueista, vaikka - koko kaupungin osalta - ristikkomaisilla kaupungeilla voi olla sama tiheys kuin muilla kuin ruudukkoisilla kaupungeilla kuin kaupungeissa, sanoi vanhempi Roland Pellenq Massachusettsin teknillisen instituutin tutkija ja yksi tutkimuksen tekijöistä. "Koska ruudukkamaisten kaupunkien paikallistiheys on suurempi kuin muiden kuin ruudukkojen kaltaisissa kaupungeissa, ne vangitsevat käytännössä enemmän lämpöä päivällä ja ovat tehokkaampia vapauttamaan sen. yöllä. "Tutkimus ilmestyy Physical Review Letters -lehdessä.

Kaupunkien lämpösaarevaikutus syntyy, kun kaupungin rakennusmateriaalit, kuten betoni ja asfaltti, absorboivat lämpöä päivällä ja säteilevät sitä takaisin yöllä paljon enemmän kuin kasvillisuuden peittämät alueet. Se on yksi syy siihen, miksi kaupunki tuntuu aina kuumemmalta yöllä kuin läheisessä maassa. Tutkijoiden mukaan vaikutus voi itse asiassa lisätä jopa 10 astetta F ilta-lämpötiloihin kaupungeissa, kuten Phoenix.

Kun ilmastomuutos nostaa lämpötiloja edelleen, mikä johtaa lisääntyneisiin ja pitkittyneisiin vaarallisiin lämpöaaltoihin, kaupungeissa asuvat ihmiset kantavat yhä enemmän kaupunkien lämpösaarten vaikutusten aiheuttamaa taakkaa, mukaan lukien lämpöä aiheuttavien sairauksien, ilman saastumisen ja energian käytön lisääntyminen. Paikalliset kamppailevat ilmastointilaitteita pysyäkseen viileinä. Parempi ymmärrys siitä, mikä lämpösaarevaikutusta pahentaa, voisi auttaa kaupunkisuunnittelijoita ja muita virkamiehiä selviämään näistä kasvavista ongelmista, tutkijat totesivat.

Uusille kaupungeille tai jopa lähiöille havaintojamme voidaan käyttää suunnitellessaan lohkoasetteluja, jotka auttaisivat optimoimaan lämpötilaa, Pellenq sanoi. Jos kaupunki sijaitsee kuumassa ilmastossa ja kaupunki haluaa minimoida lämpötilan ja vähentää rakennusten energiankulutusta, verkon asettelua tulisi välttää. Jos kaupunki kuitenkin sijaitsee kylmässä ilmastossa, niin ehkä joitain paikallisia rakennusryhmiä, jotka sijaitsevat ristikkomaisella rakenteella, olisi käytettävä suurilla viheralueilla asuinalueiden keskellä, jotta voidaan korvata [kaupunkilämpösaaren vaikutuksen kielteiset vaikutukset ] kesäaikana

Hän painotti kuitenkin, että kaupunkisuunnittelu on monimutkainen prosessi, johon liittyy monia tekijöitä, joihin suunnittelussa vaikuttaa esimerkiksi liikenteen tehokkuus. "Ihmisen mukavuus ja hyvinvointi, kuljetus, turvallisuus ja [ja] energiankulutus on kaikki otettava huomioon", hän sanoi. Täydellisen kaupunkisuunnittelun yhtälöä ei ole olemassa. Monille se kokeilu- ja virhemenettelyä edisti luonnollisesti tietyllä tavalla, mutta keinotekoisesti muilla [tavoilla] kaupungistumisen kautta. Kaupunkisuunnittelijoiden haaste on kuinka optimoida kaikki nämä parametrit. Tutkimuksemme välittää tietoa vain yhdestä heistä.

Ryhmä käytti matemaattisia malleja, jotka on kehitetty analysoimaan atomien rakenteita materiaaleissa - "klassisen tilastollisen fysiikan työkaluja" - laskeakseen kuinka kaupungin suunnittelu vaikuttaa lämpösaarevaikutukseen, Pellenq sanoi. He mukauttivat kaavoja, jotka luotiin alun perin analysoimaan, kuinka materiaalin yksittäisiin atomiin vaikuttavat muiden atomien voimat, minkä jälkeen nämä suhteet pienennettiin yksinkertaisempiin tilastollisiin kuvauksiin rakennusten etäisyyksistä toisiinsa.

Sitten he sovelsivat niitä rakennusmalleihin, jotka otettiin Yhdysvaltojen ja muiden maiden 47 kaupungin satelliittikuvista, lopulta lopulta yhdellä indeksinumerolla jokaiselle kaupungille, joka vaihtelee nollan (kokonaishäiriö) ja yhden (täydellinen kiteinen rakenne) välillä. He ottivat huomioon kunkin kaupungin lämpötilatiedot sekä kaupungin sisällä että sen ulkopuolella eron määrittämiseksi. Lämmitysvaikutuksen vaihtelu näyttää johtuvan tavasta, jolla rakennukset säteilevät lämpöä, jonka muut rakennukset voivat absorboida suoraan niitä kohti, tutkijat totesivat.

"Chicagon tai New York Cityn tai Washington DC: n välillä on hyvin erottuva rakenteellinen ero", Pellenq sanoi. ”Kuten tietomme osoittavat, DC: llä on ehdottomasti vähemmän organisoitu rakenne, mikä johtaa matalampaan kaupunkilämpötilaan. Kuumimmat kaupungit yöllä olisivat Chicago ja New York City, kun taas viileimmät olisivat Dallas tai Seattle. ”

Tutkijat arvioivat jokaista Yhdysvaltojen osavaltiota erikseen ja havaitsivat esimerkiksi, että pelkästään Floridassa kaupunkien lämpösaarevaikutukset aiheuttavat arviolta 400 miljoonaa dollaria ylimääräisiä ilmastointikustannuksia. "400 miljoonan dollarin määrä on ilmastoinnin keskimääräinen vuotuinen hinta vain asuinalueelle olettaen, että kaupunkilämpötilan saaren vaikutus on 2 astetta C kaikissa Floridan kaupungeissa", Pellenq sanoi. "Todellisuudessa tämä luku on paljon korkeampi, koska kaupallisella sektorilla on suuri vaikutus jäähdytysenergian kuormitukseen tiheillä kaupunkialueilla."

Pellenq kertoi, että tutkimuksen idea kehittyi heidän kiinnostuksestaan ​​tutkia eri rakennusmateriaalien nanomittakaavan rakennetta, eikä minkään henkilökohtaisista yöelämäkokemuksista kuumissa kaupungeissa, vaikkakin “olemme matkustaneet New Yorkiin kesäisin eivätkä olleet erityisen ihastuneita liiallisesta lämpöä ”, hän sanoi.

Vaikka tutkimus ”alkoi hauskalta, lyhyeltä kesäkokeilulta”, tutkijat ymmärsivät laboratoriossa tehdyn betonin testaamisen jälkeen ”, että testattujen materiaalien pinnan karheuskuviot muistuttavat näkemystä, että meillä on rakennuksen ulkopuolella joen yli, Bostonin siluetti ”, Pellenq sanoi. "Aloin miettiä, näyttääko meille kaupunkina tunnettu monimutkainen rakennus- ja tieverkko samanlainen kuin karkean materiaalin nanomittakaavainen pinta."

Saatuaan yhteyden nanomittakaavan fysiikan ja kaupunkisuunnittelun välille, he alkoivat miettiä suurempia aiheita, muun muassa ”pohtia kysymystä aiheellisuudesta ja merkityksestä yhteiskunnallemme”, Pellenq kertoi. ”Miksi meidän pitäisi välittää siitä, että kaupungit ovat samanlaisia ​​kuin kiteet tai nesteet? [Koska] Meillä kaikilla on yhteinen tavoite muuttaa maailma parempaan paikkaan. ”

Marlene Cimons kirjoittaa Nexus Media -yhtiölle, syndikoidulle uutisjohdolle, joka kattaa ilmaston, energian, politiikan, taiteen ja kulttuurin.

Nämä konservatiivit haluavat vakuuttaa teille ilmastomuutoksen todellisuuden

Nämä konservatiivit haluavat vakuuttaa teille ilmastomuutoksen todellisuuden

Menkää eteenpäin, nai serkkusi - se ei ole niin paha tuleville lapsillesi

Menkää eteenpäin, nai serkkusi - se ei ole niin paha tuleville lapsillesi

Paras retkeilyvaruste, joka tekee upeasta ulkoilusta hieman mukavamman

Paras retkeilyvaruste, joka tekee upeasta ulkoilusta hieman mukavamman