Frontiers i Earth Science

Innledning

En av de sentrale målene i mange studier på urban heat øyene (UHI) innebærer å etablere sin intensitet på fastsatt netter eller, hvis det er et tilstrekkelig høyt antall observasjoner, maksimal intensitet og gjennomsnittlig intensitet kan også sjekkes., Uavhengig av den metode som er ansatt, om det refererer til (1) forskjeller mellom to faste jorden, en urban og en annen perifer eller ikke-urbane, (2) mobile urban transektene eller (3) remote sensing, i slutten er det et spørsmål om å gi en verdi av termisk forskjeller mellom kontrasteres poeng eller sektorer, en urban og en annen som kan bli betegnet som ikke-urbane. Dermed intensiteten i UHI er sett i temperatur forskjellen uttrykt på et gitt tidspunkt mellom de hotteste sektor av byen og de ikke-urbane området rundt denne., Intensiteten av varmen øya er den enkleste og mest kvantitativ indikator på termisk endring pålegges av byen / kommunen på det territorium der det ligger og en av dens relative oppvarming i forhold til det omkringliggende landlige omgivelser om kvelden (Kim og Baik, 2002; Memon et al., 2009).

Bakgrunn

Imidlertid begrepet UHI, krever en definisjon som etablerer sammenlikninger mellom byer og gjør presis vurdering av omfanget av dette fenomenet i en gitt by på forskjellige datoer)., Den første grunnleggende trinn innebærer valg av to punkter, en urban og andre ikke-urbane. I forhold til den urbane punkt, er det generelt mindre usikkerhet, fordi det ikke er etablert i den varmeste delen av byen, i gjennomsnitt, vanligvis i midten. Selv uten ad hoc-observasjoner i mange byer er det ganske lett å finne ut de hotteste området om natten. Hvis dette ikke var tilfelle, en pilot måling kampanje kan etablere varmeste punkt., Det bør holdes i bakhodet at den varmeste delen av byen er ikke alltid det samme, som kan sees ved hjelp av fjernmåling i Santiago de Chile (Sarricolea og Martin-Vide, 2014), selv om denne artikkelen vil referere til disse urbane og ikke-urbane poeng. Sistnevnte må være valgt med stor omhu. Ideell, non-urban punktet bør være nær byen, men i et landlig område, eller, enda bedre, med naturlig vegetasjonsdekke., Adjektivet «rural» har tradisjonelt vært forbundet med plasseringen av de ikke-urbane eller referansepunkt, og dermed, UHI intensitet har ofte blitt definert som temperatur forskjellen mellom urbane og rurale steder (eller regioner), Δ Tu−r = Tu − Tr, hvor Δ Tu−r er UHI intensitet, Tu er urbane temperatur og Tr landlige temperatur., Selvfølgelig, ikke-urbane punktet må være plassert utenfor bygget byrom eller en hvilken som helst overflate som har blitt endret av asfalt, sement, etc…, for menneskeskapte varme til å være ubetydelig i sin energibalanse, for fornuftig og latent varme for å være så lik som mulig som et naturlig dekke, og for stråling balanse til stede albedoene og emissivity koeffisienter som er også lik de naturlige omgivelser., Men grensene av byen er ofte unøyaktig, fordi den urbane kontinuum noen ganger mangler klare grenser, presentere en overgang mot vanligvis landlige landet bruker. De fleste byer ikke grensen på landsbygda plass, men snarere på periurban soner, rururban seg, osv…, som er til en viss grad påvirket av byen. Selv grundige studier gjøre bruk av noe vage uttrykk slike «nærliggende landlig område» for ikke-urbane punkt eller sektor (Van Hove et al., 2011)., For å finne denne ikke-urbane punktet vil vi, i visse tilfeller ha for å dekke en slik avstand at vi skulle komme med en klimatiske domene, eller et gitt været skriver på et bestemt øyeblikk, forskjellig fra den byen som blir studert. På sammenlikne deres temperaturer, forskjellene ville ikke bare resultatet fra den urbane effekt, men også fra eksistensen av ulike klima eller vær. Mange studier har ikke klart å velge passende ikke-urbane tilgangspunkt, velger du et tilgjengelig observatoriet utenfor byen, selv om dette ikke gir den ideelle forhold., Videre, mye arbeid har blitt investert i reguleringsplan land bruker rundt byene for å utsette dem for å klimatiske og meteorologiske studere og til å etablere UHI intensiteter. Faktisk, noen urbane climatologists har foreslått detaljerte inndelinger av plass og i urbane og landlige landskap, spesielt i overgangen soner. I denne forstand, kan vi sitere arbeidet med Oke (2006), som foreslår seven Urban Klimasoner (UCZ), fra N°1, intenst utviklet urbane soner med frittliggende nær-sett høyhus med kledning, f.eks., downtown tårn, og viser over 90% bygget (tette) overflaten, til N°7, spredt semi-landlige utvikling hus i en naturlig eller jordbruksareal, f.eks., gårder, boliger, med mindre enn 10% bygget overflaten. Denne klassifiseringen er brukt, for eksempel, til nøyaktig sammenligne maksimalt urban heat island intensiteter av 19 nederlandske byer (Van Hove et al., 2011). Andre forfattere også anta at den landlige, eller en referanse, poenget må være i besittelse av mindre enn 10% av bygget overflaten (Wing-Yee, 2010). Ved hjelp av fjernmåling, urban land cover forklarer UHI intensiteter av mange Europeiske byer (Zhou et al.,, 2013). Stewart og Oke (2009) utvidet UCZ klassifisering inn i et mer omfattende system kalt Lokale Klima Soner (LCZ). Den forsøker å kategorisere landskapet «universet» i 19 LCZ tilhørighet til fire liggende serie (by -, landbruks -, natur -, og blandet) i henhold til overflaten dekke, overflatestruktur, og kulturell aktivitet. Denne prosedyren har vært ansatt, for eksempel ved Siu og Hart (2013) for Hong Kong. I denne forstand, ved Hong Kong er svært illustrerende for de problemene som er involvert i å velge poeng, spesielt på landsbygda, eller ikke-urbane, en., Disse forfatterne konkluderer med at den landlige stasjoner som ble brukt i tidligere studier er ikke representative, og dermed, UHI intensitet som tidligere er beregnet for Hong Kong kan ha vært undervurdert.

Videre, det er en effekt på lesiden av byen, som i et gitt øyeblikk, avhenger i hovedsak av vindretning. Hvis du er på en bestemt natten, ikke-urbane punktet er utsatt for denne effekten, forskjellen mellom dette punktet og sentrum vil være svekket., Derfor, avhengig av vindretning, urban påvirkning på lesiden av byen kan eller ikke kan påvirke ikke-urbane punkt.

Forenkle Lowry»s additiv ordningen (Lowry, 1977), temperatur målt på urban point er en funksjon av temperaturen på området det ligger i, samt effekten av lokale geografiske faktorer og urbanisering, mens temperaturen i ikke-urbane punkt på den regionale klimaet i seg selv og effekten av lokale geografiske faktorer., Hvis den lokale geografiske faktorer er lik på begge punktene, så forskjellen mellom begge temperaturer vil uttrykke effekten av byen, som utgjør vårt mål. Hvis vi er å gi en korrekt og sammenlignbar verdi av UHI intensitet, er det viktig å velge en ikke-urbane-punkt med en høyde og avstand fra havet eller fra eksisterende organer av vann, sammenlignbare med de av den urbane punkt. Disse to geografiske faktorer, høyde og avstand fra havet, er avgjørende, mens andre, for eksempel lengde, ikke føre til betydelige forskjeller mellom de to punktene., Hvis ikke-urbane point ligger, for eksempel høyere enn den urbane en, så er den gjennomsnittlige temperaturen vil bli merkbart lavere eller ved anledninger, høyere hvis termisk inversjon oppstår. I alle fall, urban effekten vil bli kamuflert på å beregne temperatur forskjell. Det er derfor et behov for å etablere margin på høyde forskjeller mellom urbane og ikke-urbane poeng for å vurdere at deres temperatur forskjeller avsløre bare de urbane effekt. Hvis gjennomsnittlig vertikal temperaturgradient er vurdert (0.65°C/100 m), 30.8 m vil føre en variant av 0.,2°C, som er av rekkefølgen av nøyaktigheten av mange temperatur målinger. Dermed, som en generell regel, høyden over havet på det ikke-urbane punktet bør ikke avvike fra det urbane ett av mer enn ± ca 30 m. I svært godt dokumentert doktoravhandling ved Siu (2011) poeng til slutt valgte presentere en høydeforskjell på 27 m. I tilfelle av Barcelona, høydeforskjell mellom punktene av kontrast er ca 20 m (Moreno-Garcia, 1994)., På netter med intens bakken termisk inversjon, svært ofte forbundet med synoptiske situasjoner (anticyclonic) som gir opphav til intense varmen øyene, 30 m utgjør en altitudinal kontrast som kan forårsake betydelig temperatur forskjeller, av flere grader celsius. I disse tilfellene, et ikke-urbane point ligger på et lavere (høyere) høyde over havet ville overvurderer (undervurdere) den urbane effekt. For disse nettene, altitudinal forskjeller på bare 10 m ville representere en ikke-urbane skjevhet i den beregnede intensiteter av varme øya., Kort sagt, altitudinal forskjellen mellom urbane og ikke-urbane poeng må aldri overgå 30 m, og, hvis mulig, skal være mindre enn 10 m. I tilfelle at det siste kriteriet var ikke mulig, intensiteten av varmen island etablert på netter med intens termisk inversjon har for å bli utsatt for korreksjon. Dette er også tilfelle hvis det var umulig å finne en ikke-urbane punkt med en høydeforskjell på 30 m eller mindre med hensyn til den urbane punkt (for eksempel i en by helt i bunnen av et lukket i dalen).,

Det er en kjent faktum at organer av vann regulere temperatur og dempe daglig, og sesongbasert temperatur forskjeller, som kan sees i begrenset daglig og årlig temperaturer på kysten og på øyene. Av denne grunn, det er ikke tilrådelig å velge en ikke-urbane punkt mer fjernt fra, eller nær, kysten enn den urbane punktet, men dette krever en videre diskusjon. Igjen, det er et behov for å angi den maksimale assumable verdi for denne forskjellen i avstand fra kysten., Svært få studier har adressert dette problemet, som ikke gir en eneste resultat, gitt at påvirkning av avstanden fra havet er veldig sterk i en kystnære område og ubetydelig i en indre miljø langt fra kysten eller atskilt fra det med relieffer. I sistnevnte tilfelle, i en stor innlandet urbane område, med et kontinentalt klima, selv en forskjell på flere titalls kilometer i avstand fra havet mellom det urbane og ikke-urbane poeng vil ikke føre til noen temperatur forskjeller., Tvert imot, ved kysten eller på kanten av en stor innsjø, i kraft av kroppen av vann raskt reduseres etter hvert som en beveger seg bort fra det. Det er svært sannsynlig at forholdet mellom påvirkning av avstanden fra havet og temperaturen er ikke en lineær en. I et miljø som er åpne til sjøs, for eksempel slettene i Valencia (Øst-Spania), årlig gjennomsnitt minimum temperaturen synker med ca 0.16 °C/km med avstand fra sjøen, i januar denne varianten er 0.23 °C/km og i juli 0.11 °C/km, ca (Ninyerola et al., 2005)., Hvis byen er kystnære, avstand fra sjøen i den urbane og ikke-urbane poeng bør ikke variere med mye mer enn 800 m (i det tilfellet som er sitert ovenfor, og som et årlig gjennomsnitt, i lys av mangelen på bestemte oppføringer, en forskjell på 0.2 °C/km som ville skje i januar med en forskjell mellom avstander på 870 m). Som du kan se i eksempelet gitt faktor «avstand fra havet», avhenger av tid på året og også breddegrad, på grunn av påvirkning av temperaturer i vann og luft og marine strøm, som har sine egne termisk anomali.,

Konklusjon

I sammendraget, intensiteten av varmen øya er den enkleste og kvantitativ indikator på termisk endring pålegges av byen / kommunen på territoriet. Derfor er det mest viktige aspekter som skal vurderes i denne definisjonen er, i første omgang, at to poeng (urban og ikke-urbane) som følge av ordningen Stewart og Oke (2009), som er et punkt i det urbane sentrum og en annen med mindre enn 10% etasje, stue, også altitudinal forskjellen mellom urbane og ikke-urbane poeng må aldri overgå 30 m, og, hvis mulig, skal være mindre enn 10 m., Til slutt, nærhet til vassdrag i by-og ikke-urbane poeng bør være lik, og ideelt sett over 800 meter.

interessekonflikt Uttalelse

forfatterne erklærer at forskningen ble utført i fravær av kommersielle eller finansielle forhold som kan oppfattes som en potensiell interessekonflikt.

Erkjennelsene

Institut de l»Aigua (University of Barcelona, Spania), Grup de Climatologia 2014SGR300 (katalanske Regjeringen).

---