Hranic, v Vědy o Zemi

Úvod

Jedním ze základních cílů mnoho studií o městských tepelných ostrovů (UHI) zahrnuje stanovení jejich intenzity určena noci, nebo, pokud existuje dostatečně velký počet pozorování, jejich maximální intenzitu a průměrná intenzita může být také zjištěno., Bez ohledu na použité metodice, ať už se to týká (1) rozdíly mezi dvěma pevnými observatoří, jeden urban a další periferní nebo non-městský, (2) mobilní městské transektů nebo (3) dálkového průzkumu země, na konci je otázka zajištění hodnoty tepelné rozdíly mezi kontrastoval bodů nebo odvětví, jeden urban a další, které mohou být označeny jako non-městských. To znamená, že intenzita UHI je vidět v teplotní rozdíl vyjádřený v dané době mezi nejžhavější sektoru města a non-městský prostor okolní., Intenzita tepelného ostrova je nejjednodušší a nejvíce kvantitativní ukazatel tepelné úpravy uložených města na území, ve kterém se nachází, a jeho relativní oteplování ve vztahu k okolní venkovské prostředí v noční době (Kim a Baik, 2002; Memon et al., 2009).

Pozadí

Nicméně, koncept UHI, vyžaduje definici, že vytvořit srovnání mezi městy a umožňuje přesné odhady rozsahu tohoto jevu v daném městě v různých termínech., Prvním základním krokem je výběr dvou bodů, jednoho městského a druhého non-urban. Ve vztahu k městskému bodu je obecně menší nejistota, protože je založena v nejteplejší části města v průměru, obvykle v centru. I bez pozorování ad hoc je v mnoha městech poměrně snadné určit nejžhavější oblast v noci. Pokud by tomu tak nebylo, pilotní měřicí kampaň by mohla stanovit nejteplejší bod., To by mělo být držen v mysli, že nejteplejší část města není vždy stejný, jako lze vidět pomocí dálkového průzkumu země v Santiago de Chile (Sarricolea a Martin-Vide, 2014), i když tento dokument bude odkazovat na tyto městské a ne-městské bodů. Ten musí být vybrán s velkou péčí. V ideálním případě by měl být non-městský bod blízko města, ale ve venkovské oblasti, nebo ještě lépe, s přírodním vegetačním krytem., Adjektivum „venkova“ se tradičně spojována s umístěním non-městský, nebo referenční bod, a tedy intenzita UHI byla běžně definován jako rozdíl teploty mezi městskými a venkovskými míst (nebo oblasti), Δ Tu−r = Tu − Tr, kde Δ Tu−r je intenzita UHI, Tu je městské teploty a Tr venkova teploty., Samozřejmě, non-městský bod musí být umístěn mimo konstruovány městského prostoru, nebo jakýkoli povrch, který byl upraven od asfaltu, cementu, atd…, aby antropogenní teplo zanedbatelný ve své energetické bilance, pro rozumné a latentní teplo se být co nejpodobnější přirozené pokrytí, a pro radiační bilance prezentovat albedos a emisivita koeficienty, které jsou také podobné těm z přírodní prostředí., Nicméně, hranice města jsou často nepřesné, protože urban kontinua někdy postrádá jasné hranice, které představují přechod k typicky venkovské půdy používá. Většina měst hranice na venkovský prostor, ale spíše na příměstských zón, rururban, atd…, které jsou ovlivněny do určité míry město. Dokonce i přísné studie využívají poněkud nejasných výrazů, jako je“ blízká venkovská oblast “ pro non-městský bod nebo sektor (Van Hove et al., 2011)., Najít tento non-městské bod bychom v některých případech, k pokrytí takové vzdálenosti, že by jsme zadat klimatických domény, nebo daný typ počasí ve stanovený moment, odlišný od města studovány. Při porovnávání jejich teplot by rozdíly vyplynuly nejen z městského efektu, ale také z existence různých klimatických podmínek nebo počasí. Mnoho studií nedokázalo vybrat vhodný non-městský bod a vybrat dostupnou observatoř mimo město, i když to neposkytuje ideální podmínky., Navíc, mnoho úsilí bylo investováno do územního využití půdy v okolí města za účelem předmětu je, aby klimatické a meteorologické studie a stanovit UHI intenzity. Někteří městští klimatologové navrhli podrobnou klasifikaci prostoru a městské a venkovské krajiny, zejména jejich přechodových zón. V tomto smyslu můžeme citovat práce Oke (2006), který navrhuje sedm Městských Klimatických Zón (UCZ), z N°1, intenzivně rozvinuté městské zóny s samostatně stojící blízko-set výškových budov s obklady, např., downtown věže, představující více než 90% postaven (nepropustné) povrch, k N°7, rozptýlené semi-rozvoj venkova domy v přírodním nebo zemědělské oblasti, např. farmy, statky, s méně než 10% zastavěné plochy. Tato klasifikace se používá například k přesnému porovnání maximálních intenzit městského tepelného ostrova 19 nizozemských měst (Van Hove et al., 2011). Jiní autoři také předpokládají, že venkovský nebo referenční bod musí mít méně než 10% konstruovaného povrchu (Wing-Yee, 2010). Pomocí dálkového průzkumu vysvětluje městská půdní pokrývka intenzity UHI mnoha evropských měst (Zhou et al.,, 2013). Stewart a Oke (2009) rozšířili klasifikaci UCZ na komplexnější systém nazvaný místní klimatické zóny (LCZ). Snaží se kategorizovat krajiny „vesmíru“ do 19 LCZ patřící do čtyř krajiny série (město, zemědělské, přírodní a smíšené), podle povrchové pokrytí, strukturu povrchu a kulturní aktivity. Tento postup byl použit, například, Siu a Hart (2013) Pro Hongkong. V tomto smyslu je případ Hongkongu velmi ilustrativní pro problémy spojené s výběrem bodů, zejména venkovské, nebo non-urban, jeden., Tito autoři dospěli k závěru, že venkovské stanice používané v předchozích studiích nejsou reprezentativní, a proto mohly být intenzity UHI dříve vypočtené pro Hongkong podceňovány.

navíc působí na závětrnou stranu města, která v daném okamžiku závisí hlavně na směru větru. Pokud je v určenou noc vystaven tomuto efektu non-městský bod, rozdíl mezi tímto bodem a centrem města bude oslaben., Proto, v závislosti na směru větru, městský vliv na závětrné straně města může nebo nemusí mít vliv na non-městský bod.

Zjednodušení Lowry“s aditivní systém (Lowry, 1977), teplota měřená v městské bodu je funkcí klima regionu nachází se v, plus vliv místních geografických faktorů a urbanizace, vzhledem k tomu, že teplota v non-městské bod regionálních klimatických sám a vliv místních geografických faktorů., Pokud jsou místní geografické faktory v obou bodech podobné, pak rozdíl mezi oběma teplotami vyjádří účinek města, což představuje náš cíl. Máme – li poskytnout správnou a srovnatelnou hodnotu intenzity UHI, je nezbytné zvolit non-městský bod s nadmořskou výškou a vzdáleností od moře, nebo ze stávajících vodních útvarů, srovnatelné s městským bodem. Tyto dva geografické faktory, nadmořská výška a vzdálenost od moře, jsou rozhodující, zatímco jiní, jako je zeměpisná šířka, nezpůsobí znatelné rozdíly mezi dvěma body., Pokud je například nestanický bod vyšší než městský, bude jeho průměrná teplota výrazně nižší nebo příležitostně vyšší, pokud dojde k tepelné inverzi. V každém případě by byl městský efekt maskován při výpočtu teplotního rozdílu. Je proto třeba stanovit rozpětí, výškové rozdíly mezi městskými a venkovskými bodů, aby zvážila, že jejich teplotní rozdíly odhalit pouze městské efekt. Pokud se uvažuje o průměrném vertikálním teplotním gradientu (0,65°C/100 m), způsobí 30,8 m změnu 0.,2°C, což je pořadí přesnosti mnoha měření teploty. Proto, jako obecné pravidlo, výška non-městských bod by se neměly lišit od městského jeden o více než ± přibližně 30 m. Ve velmi dobře zdokumentované disertační práci o Siu (2011) bodů nakonec vybráno představit jako rozdíl výšky 27 m. V případě Barcelony, výškový rozdíl mezi body kontrast je přibližně 20 m (Moreno-García, 1994)., Na noci s intenzivní zem, teplotní inverze, velmi často spojené s synoptických situacích (anticyklóny), které vyvolávají intenzivní teplo ostrovy, 30 m představuje výškový kontrast, který může způsobit značné teplotní rozdíly, o několik stupňů celsia. V těchto případech by mimoměstský bod nacházející se v nižší (vyšší) nadmořské výšce přeceňoval (podceňoval) městský efekt. Pro tyto noci by altitudinální rozdíly pouze 10 m představovaly nehostinné zkreslení vypočtených intenzit tepelného ostrova., Stručně řečeno, výškový rozdíl mezi městskými a venkovskými body by nikdy překonat 30 m, a, pokud je to možné, by měla být menší než 10 m. V případě, že druhé kritérium není možné, je intenzita tepelného ostrova založena na noci s intenzivní teplotní inverze, musí být podrobeny korekci. To je také případ, kdy nebylo možné najít městský bod s výškovým rozdílem 30 m nebo méně s ohledem na městský bod (například ve městě zcela zabírajícím dno uzavřeného údolí).,

je dobře známo, že vodní útvary regulují teplotu a zmírňují denní a sezónní teplotní rozdíly, jak je vidět v omezeném denním a ročním teplotním rozmezí na pobřeží a ostrovech. Z tohoto důvodu není vhodné zvolit non-městský bod vzdálenější od, nebo v blízkosti, pobřeží než městský bod, ale to vyžaduje další diskusi. Opět je třeba zadat maximální předpokládatelnou hodnotu tohoto rozdílu ve vzdálenosti od pobřeží., Velmi málo studií se zabývalo touto otázkou, která neposkytuje jeden jediný výsledek, vzhledem k tomu, že vliv vzdálenost od moře je velmi silný v pobřežní oblasti a zanedbatelné ve vnitrozemském prostředí daleko od pobřeží, nebo od něj odděleno reliéfy. V druhém případě, ve velké vnitrozemské městské oblasti s kontinentálním klimatem, dokonce i rozdíl desítek kilometrů vzdálenost od moře mezi městskými a venkovskými bodů nezpůsobí žádné teplotní rozdíly., Naopak, vedle pobřeží nebo okraje velkého jezera se účinek vodního útvaru rychle snižuje, když se od něj vzdaluje. Je vysoce pravděpodobné, že vztah mezi vlivem vzdálenosti od moře a teploty není lineární. V prostředí otevřeného moře, jako jsou pláně ve Valencii (Východní Španělsko), roční průměrná minimální teplota klesá přibližně o 0,16 °C/km, vzdálenost od moře, v lednu tato varianta je o 0,23 °C/km a v červenci 0.11 °C/km, přibližně (Ninyerola et al., 2005)., Pokud je město v pobřežních, vzdálenost od moře z městských a mimoměstských body by se neměly lišit o víc než 800 m (v případě citované, a to jako roční průměr, vzhledem k nedostatku konkrétních záznamů, rozdíl 0,2 °C/km by mohlo dojít v lednu se rozdíl mezi vzdálenosti 870 m). Jak lze vidět na příkladu, faktor „vzdálenost od moře“, závisí na ročním období a také zeměpisná šířka, vzhledem k působení vody a teploty vzduchu a mořské proudy, které mají své vlastní tepelné anomálie.,

Závěry

stručně řečeno, intenzita tepelného ostrova je nejjednodušší a kvantitativní ukazatel tepelné úpravy uložených města na území. Proto je nejdůležitější aspekty, které mají být považovány za v této definici jsou, v první řadě, že dva body (městské a ne-městské), které následují schéma Stewart a Oke (2009), to znamená, že bod na městské centrum a další s méně než 10% podlahové plochy, také výškový rozdíl mezi městskými a venkovskými body by nikdy překonat 30 m, a, pokud je to možné, by měla být menší než 10 m., Konečně blízkost vodních útvarů v městských a mimoměstských bodech by měla být podobná a ideálně přes 800 metrů.

Prohlášení o střetu zájmů

autoři prohlašují, že výzkum byl proveden bez jakýchkoli obchodních nebo finančních vztahů, které by mohly být chápány jako potenciální střet zájmů.

Institut de l“Aigua (Univerzita v Barceloně, Španělsko), Grup de Klimatologia 2014sgr300 (katalánská vláda).

---