Любой город напоминает солнечную батарею: в течение дня он накапливает энергию, чтобы постепенно отдавать ее ночью. В результате нагрева воздуха между асфальтированными улицами и бетонными стенами домов возникает уникальное климатическое явление — городской остров тепла. За счет него в мегаполисе может быть на 10–15 градусов жарче, чем в пригороде. «Энергия+» разобралась, почему так происходит и кому лишнее тепло приносит вред, а кому идет на пользу.
Средняя температура по региону
По данным Росстата, сегодня около 75% россиян проживают в городах, и многие из них наверняка сталкивались с погодным феноменом, известным как городской остров тепла. Ученые давно выяснили, что в крупных городах воздух теплее и суше, чем за его пределами, так что если синоптики обещают легкую морось, жители мегаполиса могут ее не заметить: дождевые капли высохнут, прежде чем достигнут земли.
Наиболее заметен перепад температур зимой и поздней осенью: в это время года в крупном городе намного теплее, чем в сельской местности. В Москве и Подмосковье в этот период разница температур может достигать 15 градусов, тогда как летом перепад выражен слабее.
Павел Константинов
доцент кафедры метеорологии и климатологии МГУ
Интенсивность перепада температуры зависит от климатической зоны, особенностей городской застройки и даже времени суток: поздно вечером, около 22:00-23:00, когда город еще не остыл, разница ощущается сильнее, чем днем.
По словам Павла Константинова, эти факторы важнее, чем численность жителей. Так, застроенный высотками городок на 10 тысяч человек будет накапливать и отдавать больше тепла, чем стотысячник с малоэтажками и большим количеством парков и водоемов.
Высотки-батареи и дороги-аккумуляторы
На появление городских островов тепла в первую очередь оказывает влияние Солнце. Испускаемые им электромагнитные волны доходят до поверхности Земли в виде видимого света, радиоволн, ультрафиолетового и инфракрасного (теплового) излучения. Последнее отвечает за нагрев планеты.
В мегаполисе много объектов из теплоемких материалов (например, асфальта или бетона), которые накапливают тепло в течение солнечного дня и медленно отдают его ночью. Это происходит даже зимой: в городе, как правило, мало чистого белого снега, который хорошо отражает солнечный свет, загрязненные же сугробы быстрее тают и превращаются в слякоть даже при морозной погоде.
Помочь увлажнить и охладить воздух могут зелень и водоемы, с поверхности которых испаряется вода, однако прудов, деревьев и газонов в мегаполисе обычно немного. Дополнительно озеленить дворы и улицы мешают асфальт и высокий пешеходный и автомобильный трафик: деревья иногда гибнут из-за того, что их корни находятся под асфальтовой оболочкой, непроницаемой для воздуха и воды.
Свою роль играют и особенности городской застройки. Высотки в отличие от малоэтажных домов впитывают больше солнечного света из-за его многократного отражения — это называется эффектом городского каньона. Многоэтажки препятствуют сильным ветрам, поэтому снижается интенсивность перемешивания воздушных слоев: внешней прохладе не так-то просто добраться до центральных городских районов или выдуть с улиц облака автомобильных выхлопов.
Можно ли смягчить эффект острова тепла? Самый простой способ — покрасить крыши домов в светлый цвет, чтобы они отражали солнечные лучи, увеличить в городе количество водоемов и зеленых насаждений. Климатологи также советуют высаживать в жарких мегаполисах больше лиственных деревьев. Они эффективнее, чем хвойные, охлаждают воздух летом, но при этом практически не задерживают солнечное тепло зимой.
Оригинал статьи и другие материалы об энергетике читайте на сайте журнала «Энергия+».