O que é uma ilha de calor urbano?
Ilhas de calor urbanas ocorrem, como o nome sugere, em áreas metropolitanas. É definido como a presença de temperaturas significativamente mais altas nas áreas urbanas em comparação com as temperaturas nas zonas rurais circundantes. As ilhas de calor urbano são mais aparentes nos meses de inverno e verão, especialmente durante as horas noturnas e quando os níveis de vento estão baixos. Os centros das cidades são frequentemente vários graus mais quentes que as áreas circundantes e menos desenvolvidas. Durante o dia, esta diferença de temperatura pode estar entre 1.8 ° e 5.4 ° Fahrenheit. À noite, esta diferença pode aumentar tanto quanto 20 ° fahrenheit.
O que causa uma ilha de calor urbano?
As temperaturas mais altas das ilhas de calor urbanas podem ser atribuídas à atividade humana, particularmente às mudanças nas superfícies terrestres. O desenvolvimento urbano requer o uso de quantidades significativas de cimento e asfalto para fins de cobertura e pavimentação de calçadas e estradas. Estes materiais possuem propriedades térmicas a granel que absorvem mais radiação solar do que as superfícies encontradas nas áreas rurais. Além disso, esses materiais têm diferentes propriedades radiativas de superfície, o que significa que eles emitem energia como radiação térmica ou calor.
Muitas áreas urbanas também carecem de cobertura verde, como a vegetação. As plantas ajudam a criar evapotranspiração, um estágio importante do ciclo da água. Durante a evapotranspiração, duas trocas acontecem: evaporação e transpiração. Na evaporação, a água evapora do solo, dos topos das árvores e dos corpos de água para o ar circundante. Na transpiração, o conteúdo de água da planta é perdido como vapor através dos estômatos das folhas das plantas. O processo de evapotranspiração ajuda a resfriar o ar ao redor. Não só as cidades experimentam níveis mais baixos de evapotranspiração do que as áreas rurais, mas também têm menos áreas de sombra refrescante e redução da remoção de dióxido de carbono (um gás de efeito estufa que contribui para o aumento das temperaturas).
Pesquisadores determinaram que as ilhas de calor urbanas também são causadas pelo efeito do desfiladeiro urbano. Isso ocorre devido a edifícios altos nas proximidades, o que fornece várias superfícies para refletir e absorver a luz solar. Além disso, estes edifícios trabalham para bloquear o vento que flui através da cidade. Onde o vento não pode fluir livremente, o resfriamento por convecção não ocorre e a poluição do ar é capaz de estagnar e aumentar. O aumento na absorção e reflexão da luz solar, o acúmulo de poluição e a falta de resfriamento por convecção, todos trabalham juntos para aumentar também as temperaturas circundantes. À medida que as temperaturas urbanas aumentam devido a essa combinação de eventos, os níveis de ozônio na cidade também aumentam.
O impacto das ilhas de calor urbanas nas condições meteorológicas
Além de aumentar as temperaturas, as ilhas de calor urbano também influenciam as condições climáticas locais. Algumas dessas mudanças nas condições meteorológicas incluem: níveis de precipitação, cobertura de nuvens, presença de neblina, níveis de umidade e padrões de vento. Aumento da precipitação e atividade tempestade ocorre porque as temperaturas mais quentes resultam em um movimento ascendente do ar circundante. Este movimento ascendente tem o seu maior impacto entre as milhas 20 e 40 a jusante do centro da cidade, onde os níveis de precipitação podem ser 28% maiores do que o vento a montante do centro da cidade.
Durante o dia, as ilhas de calor urbanas sofrem baixa pressão, o que permite que o ar úmido das áreas rurais próximas seja coletado. Esse ar úmido contrabalança o ar quente e urbano e cria a condição ideal para a cobertura de nuvens e o aumento da umidade.
Os climas da cidade são, no entanto, menos propensos a sofrer fraca atividade de tornado por causa da mistura turbulenta dentro da ilha de calor urbana. Outro benefício potencial das ilhas de calor urbanas é que elas trabalham para aumentar as estações de crescimento de plantas em locais próximos. Por exemplo, alguns estudos descobriram que as áreas de crescimento localizadas em torno de 6.2 milhas fora dos limites da cidade são estendidas em uma média de 15 dias.
O impacto das ilhas de calor urbano em animais
Em alguns casos, as ilhas de calor urbanas atraem mais vida animal. Isso é particularmente verdadeiro para as espécies colonizadoras, como as formigas, as lagartixas comuns e a raposa voadora de cabeça cinza. A raposa voadora de cabelos grisalhos, por exemplo, foi recentemente atraída por Melbourne, na Austrália, devido ao aumento do índice de calor dentro dos limites da cidade. Este aumento da temperatura tornou o clima de inverno da cidade semelhante ao habitat comum da espécie nas regiões do norte.
Em outros casos, as ilhas de calor urbanas afetam negativamente o fornecimento de alimentos e água dentro dos limites da cidade. Por exemplo, a temperatura da superfície dos edifícios da cidade é significativamente mais quente do que o ar circundante. A chuva, em seguida, foge desses edifícios muito mais quentes, aquecendo-se no processo. Este escoamento mais quente faz o seu caminho em córregos próximos, rios, lagos e outras massas de água. Quando o escoamento aquecido entra nesses corpos de água, ele também aumenta sua temperatura. Isso é chamado de poluição térmica e pode aumentar a temperatura da água em até 20 ° a 30 ° Fahrenheit. A poluição térmica tem um impacto negativo nas populações de peixes locais, enviando-as para o choque térmico.
Como a estação de crescimento das plantas é freqüentemente estendida em ilhas de calor urbano, o suprimento de alimento para outras espécies animais também é afetado. Os animais que dependem de certas plantas como parte integrante de sua dieta começam a adaptar suas estações de reprodução naturais para combinar com a estação de crescimento da planta. Este, por sua vez, tem uma reação em cadeia em outras espécies de plantas e animais na área.
O impacto das ilhas de calor urbano na saúde humana
As ilhas de calor urbano não afetam apenas a saúde do meio ambiente e a fauna local, mas também a saúde dos seres humanos. O aumento da temperatura da cidade pode ser fatal durante as ondas de calor do verão, especialmente para os idosos. Somente nos EUA, uma média de pessoas 1,000 morrem a cada ano devido ao calor extremo, que é aumentado exponencialmente pelas ilhas de calor urbanas. Os habitantes urbanos também sofrem com as ondas de calor porque a ilha de calor urbana evita que as temperaturas noturnas diminuam, como acontece nas áreas rurais. Pesquisas descobriram que as ilhas de calor urbanas não apenas aumentam a temperatura durante as ondas de calor, mas também prolongam sua duração.
Temperaturas extremas levam a cãibras de calor, insolação e exaustão pelo calor. A insolação pode causar síndrome do desconforto respiratório, mobilidade prejudicada ou diminuição da consciência. Indivíduos com condições de saúde já sensíveis, como diagnósticos de doença de Parkinson ou demência, são particularmente suscetíveis a um funcionamento cognitivo significativamente prejudicado durante as ondas de calor. Além disso, pessoas com diabetes, obesidade, asma, privação de sono ou doenças cardiovasculares são aconselhadas a aquecer a exposição. Nestes casos, a exposição ao calor pode agravar e intensificar os sintomas. Se essas condições relacionadas ao calor forem graves o suficiente, danos permanentes aos órgãos poderão ocorrer. Se um indivíduo sobreviver a ondas de calor extremas com dano permanente ao órgão, ele terá um risco aumentado de morte prematura.
