Határok a Föld Tudomány

Bevezető

az Egyik alapvető célkitűzése sok tanulmány a városi hő-szigetek (UHI) magában foglalja létrehozásáról szóló, az intenzitás, a meghatározott nappal, illetve ha kellően nagy számú megfigyelést, a maximális intenzitás átlagos intenzitás is meg lehet állapítani., Függetlenül attól, hogy az alkalmazott módszert, függetlenül attól, hogy arra utal, hogy (1) a különbség a két rögzített megfigyelő, egy városi, a másik perifériás vagy nem városi, (2) mobil városi transects vagy (3) távérzékelés, a végén van egy kérdés, amely érték a hőmérsékleti különbségeket, ezzel szemben pont vagy ágazatok, egy városi, a másik, hogy lehet, hogy nevezett nem városi. Így az UHI intenzitása a város legmelegebb ágazata és az azt körülvevő nem városi tér között egy adott időpontban kifejezett hőmérsékletkülönbségben nyilvánul meg., A hősziget intenzitása a város által a fekvése szerinti területre kivetett hőmódosítás és a környező vidéki környezethez viszonyított éjszakai viszonylagos melegedésének legegyszerűbb és legmennyiségesebb mutatója (Kim and Baik, 2002; Memon et al., 2009).

háttér

az UHI fogalma azonban olyan meghatározást igényel, amely összehasonlításokat hoz létre a városok között, és pontos becsléseket készít e jelenség nagyságáról egy adott városban különböző időpontokban., Az első alapvető lépés két pont kiválasztását vonja maga után, az egyik városi, a másik nem városi. Ami a városi pontot illeti, általában kevesebb a bizonytalanság, mert a város legforróbb részén átlagosan, általában a központban jön létre. Még ad hoc megfigyelések nélkül is sok városban meglehetősen könnyű meghatározni a legforróbb területet éjszaka. Ha ez nem így lenne, egy kísérleti mérési kampány meghatározhatja a legforróbb pontot., Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a város legmelegebb része nem mindig ugyanaz, mint Santiago de Chilében (Sarricolea and Martin-Vide, 2014) távérzékeléssel látható, bár a jelen tanulmány ezekre a városi és nem városi pontokra utal. Az utóbbit nagy gonddal kell kiválasztani. Ideális esetben a nem városi pontnak közel kell lennie a városhoz, de egy vidéki területen, vagy még jobb, ha természetes növényzet borítja., A “vidéki” melléknév hagyományosan összefügg a nem városi vagy referenciapont elhelyezkedésével, így az UHI intenzitást általában úgy definiálják, mint a városi és vidéki helyek (vagy területek), Δ Tu−r = Tu − Tr hőmérsékleti különbségét, ahol Δ Tu−r UHI intenzitás, Tu városi hőmérséklet és tr vidéki hőmérséklet., Természetesen a nem városi pont kell, hogy legyen kívül található épített városi tér, vagy bármilyen felületen, amely módosításra került aszfalt, beton, stb., annak érdekében, hogy antropogén hő elhanyagolható az energia-egyensúly, az értelmes, látens hő, mint hasonló, mint lehetséges, hogy a természetes fedelét, majd a sugárzási egyenleg, hogy jelen albedos, illetve emissziós együttható is hasonló a természetes környezet., A város határai azonban gyakran pontatlanok, mivel a városi kontinuumnak néha nincsenek egyértelmű korlátai, átmenetet mutatva a tipikusan vidéki földhasználatok felé. A legtöbb város nem határos a vidéki térrel, hanem a periurban zónákkal, a rururbanokkal stb., amelyeket a város bizonyos mértékig befolyásol. Még a szigorú tanulmányok is kissé homályos kifejezéseket használnak, mint például a “közeli vidéki terület” a nem városi pont vagy szektor számára (Van Hove et al., 2011)., Ennek a nem városi pontnak a megtalálásához bizonyos esetekben olyan távolságot kell lefednünk, hogy egy meghatározott pillanatban belépjünk egy éghajlati tartományba vagy egy adott időjárási típusba, amely különbözik a vizsgált várostól. Hőmérsékletük összehasonlításakor a különbségek nemcsak a városi hatásból, hanem a különböző éghajlatok vagy időjárás létezéséből is erednek. Számos tanulmány nem választotta ki a megfelelő nem városi pontot, kiválasztva egy rendelkezésre álló obszervatóriumot a városon kívül, még akkor is, ha ez nem biztosítja az ideális feltételeket., Emellett nagy erőfeszítéseket tettek a környező városok földhasználatának rendezésére annak érdekében, hogy klimatikus és meteorológiai tanulmányoknak vessék alá őket, valamint uhi intenzitásokat állapítsanak meg. Egyes városi klimatológusok a tér, valamint a városi és vidéki tájak, különösen az átmeneti zónák részletes osztályozását javasolták. Ebben az értelemben megemlíthetjük Oke (2006) munkáját, aki hét városi éghajlati zónát (UCZ) javasol az N°1-től, intenzíven fejlett városi övezeteket, különálló, közeli, sokemeletes épületekkel, burkolattal, például.,, belvárosi tornyok, amelyek több mint 90% – ban épített (át nem eresztő) felületet mutatnak a 7. N° – ig, szétszórt fél-vidéki fejlesztési házak természetes vagy mezőgazdasági területen, például gazdaságok, birtokok, kevesebb, mint 10% – os beépített felülettel. Ezt a besorolást például 19 holland város (Van Hove et al., 2011). Más szerzők azt is feltételezik, hogy a vidéki, vagy referencia, pont kell rendelkeznie kevesebb, mint 10%-A épített felület (Wing-Yee, 2010). Távérzékeléssel a városi földborítás magyarázza számos európai város UHI intenzitását (Zhou et al.,, 2013). Stewart and Oke (2009) kiterjesztette az UCZ besorolást egy átfogóbb rendszerre, az úgynevezett helyi éghajlati zónákra (LCZ). Próbálja kategorizálni a táj “univerzum” a 19 LCZ tartozó négy táj sorozat (város, mezőgazdasági, természeti, valamint vegyes) szerint a felszínt borító, felületi struktúra, kulturális tevékenység. Ezt az eljárást alkalmazta például a Siu and Hart (2013) Hongkongban. Ebben az értelemben, Hong Kong esete nagyon szemlélteti a pontok kiválasztásában felmerülő problémákat, különösen a vidéki, vagy nem városi, egyet., Ezek a szerzők arra a következtetésre jutnak, hogy a korábbi tanulmányokban használt vidéki állomások nem reprezentatívak, így a Hongkongra korábban kiszámított UHI intenzitást alábecsülték.

ráadásul a város szélvédett oldalára is hatással van, amely egy adott pillanatban elsősorban a széliránytól függ. Ha egy meghatározott éjszakán a nem városi pontot ennek a hatásnak vetik alá, akkor a pont és a városközpont közötti különbség csökken., Ezért a széliránytól függően a városi Befolyás a város szélvédett oldalára befolyásolhatja vagy nem befolyásolhatja a nem városi pontot.

egyszerűsítése Lowry ” s additive scheme (Lowry, 1977), hőmérséklet mért a városi pont egy függvénye az éghajlat a régió található, plusz a hatás a helyi földrajzi tényezők és urbanizáció, míg a hőmérséklet a nem városi pont a regionális éghajlat, valamint a hatás a helyi földrajzi tényezők., Ha a helyi földrajzi tényezők mindkét ponton hasonlóak, akkor a két hőmérséklet közötti különbség kifejezi a város hatását, ami a célunk. Ha az UHI-intenzitás megfelelő és összehasonlítható értékét akarjuk biztosítani, létfontosságú, hogy egy nem városi pontot válasszunk, amelynek tengerszint feletti magassága és távolsága van, vagy a meglévő víztestektől, amelyek hasonlóak a városi ponthoz. Ez a két földrajzi tényező, a tengerszint feletti magasság és a tengertől való távolság döntő, míg mások, például a szélesség, nem okoznak észrevehető különbségeket a két pont között., Ha a nem városi pont például magasabb, mint a városi, akkor az átlagos hőmérséklete észrevehetően alacsonyabb lesz, vagy esetenként magasabb, ha termikus inverzió történik. Mindenesetre a városi hatás álcázott lenne a hőmérséklet-különbség kiszámításakor. Ezért meg kell határozni a városi és a nem városi pontok közötti magassági különbségek mértékét annak érdekében, hogy figyelembe lehessen venni, hogy hőmérsékleti különbségeik csak a városi hatást mutatják. Ha figyelembe vesszük az átlagos függőleges hőmérsékleti gradienst (0,65°C/100 m), akkor a 30,8 m 0-as változást okoz.,2°C, amely számos hőmérsékleti mérés pontosságának sorrendje. Így általános szabályként a nem városi pont magassága nem térhet el a városi ponttól ± körülbelül 30 m-nél nagyobb mértékben. a Siu (2011) nagyon jól dokumentált doktori disszertációjában a végül kiválasztott pontok 27 m magassági különbséget mutatnak. Barcelona esetében a kontrasztpontok közötti magasságkülönbség körülbelül 20 m (Moreno-Garcia, 1994)., Az intenzív földi termikus inverzióval rendelkező éjszakákon, amelyek gyakran szinoptikus helyzetekkel (anticiklonokkal) társulnak, amelyek intenzív hőszigeteket eredményeznek, az 30 m olyan altitudinális kontrasztot képez, amely jelentős hőmérsékleti különbségeket okozhat, több Celsius fok. Ezekben az esetekben egy alacsonyabb (magasabb) magasságban elhelyezkedő nem városi pont túlbecsülné (alábecsülné) a városi hatást. Ezekben az éjszakákban a mindössze 10 méteres magasságkülönbségek nem városi torzítást jelentenek a heat-sziget kiszámított intenzitásában., Röviden: a városi és a nem városi pontok közötti altitudinális különbség soha nem haladhatja meg a 30 métert, és ha lehetséges, kevesebb, mint 10 m. abban az esetben, ha ez utóbbi kritérium nem volt lehetséges, az intenzív termikus inverzióval éjszaka létrehozott hősziget intenzitását korrekciónak kell alávetni. Ez a helyzet akkor is, ha lehetetlen lenne megtalálni egy nem városi pontot, amelynek tengerszint feletti magassága 30 m vagy annál kisebb a városi ponthoz képest (például egy zárt völgy alját teljesen elfoglaló városban).,

közismert tény, hogy a víztestek szabályozzák a hőmérsékletet, és enyhítik a napi és a szezonális hőmérsékleti különbségeket, amint az a partok és szigetek korlátozott napi és éves hőmérsékleti tartományaiban is látható. Ezért nem ajánlott olyan nem városi pontot választani, amely távolabb vagy közel van a tengerparttól, mint a városi Pont, de ez további vitát igényel. Ismét meg kell határozni a parttól való távolság különbségének maximális feltételezett értékét., Nagyon kevés tanulmány foglalkozott ezzel a kérdéssel, amely egyetlen eredményt sem ad, mivel a tengertől való távolság hatása nagyon erős egy part menti területen, és elhanyagolható a parttól távol eső vagy domborművekkel elválasztott szárazföldi környezetben. Az utóbbi esetben egy nagy szárazföldi városi területen, kontinentális éghajlattal, még a tengertől való tíz kilométeres távolság különbsége a városi és a nem városi pontok között sem okoz hőmérsékleti különbségeket., Éppen ellenkezőleg, a part vagy a nagy tó szélén a víztömeg hatása gyorsan csökken, Amikor az egyik elmozdul tőle. Nagyon valószínű, hogy a tengertől való távolság és a hőmérséklet hatása közötti kapcsolat nem lineáris. Egy olyan környezetben, nyitott a tengeren, mint a síkságon Valencia (Spanyolország Keleti), éves átlagos minimum hőmérséklet csökken, körülbelül 0.16 °C/km a tengertől való távolság; januárban ez a variáció van 0.23 °C/km-re, az július 0.11 °C/km, kb (Ninyerola et al., 2005)., Ha a város part menti, a városi és nem városi pontok Tengertől való távolsága nem térhet el sokkal több mint 800 m-rel (az említett esetben, és éves átlagként, tekintettel a konkrét nyilvántartások hiányára, januárban 0,2 °C/km különbség lépne fel, 870 m távolságok közötti különbséggel). Amint az a példában látható, a “tengertől való távolság” tényező az évszaktól, valamint a szélességtől függ, a víz és a levegő hőmérsékletének, valamint a tengeri áramlatoknak a hatása miatt, amelyek saját termikus anomáliájukkal rendelkeznek.,

következtetések

összefoglalva, a hősziget intenzitása a város által a területre kivetett hőmódosítás legegyszerűbb és mennyiségi mutatója. Ezért az ebben a meghatározásban figyelembe veendő legfontosabb szempontok elsősorban az, hogy a Stewart és Oke (2009) rendszerét követő két pont (városi és nem városi), vagyis a városi központ egy pontja, a másik pedig kevesebb, mint 10% alapterületű, a városi és nem városi pontok közötti altitudinális különbség soha nem haladhatja meg a 30 métert, és ha lehetséges, kevesebb, mint 10 m., Végül a városi és nem városi pontokban a víztestek közelségének hasonlónak kell lennie, ideális esetben pedig 800 méter felett.

összeférhetetlenségi nyilatkozat

a szerzők kijelentik, hogy a kutatást olyan kereskedelmi vagy pénzügyi kapcsolatok hiányában végezték, amelyek potenciális összeférhetetlenségnek tekinthetők.

Institut de l”Aigua (Barcelonai Egyetem, Spanyolország), Grup de Climatologia 2014sgr300 (katalán kormány).

---