Isole di calore

Cause delle isole di calore

Le isole termiche si formano a causa di diversi fattori:

1. Riduzione dei paesaggi naturali nelle aree urbane. Alberi, vegetazione e corpi d'acqua tendono a raffreddare l'aria fornendo ombra, traspirando acqua dalle foglie delle piante e evaporando l'acqua superficiale. Le superfici dure e secche nelle aree urbane - come tetti, marciapiedi, strade, edifici e parcheggi - offrono meno ombra e umidità rispetto ai paesaggi naturali e quindi contribuiscono a temperature più elevate.
2. Proprietà dei materiali urbani. I materiali convenzionali creati dall'uomo utilizzati negli ambienti urbani, come i pavimenti o le coperture, tendono a riflettere meno energia solare, e ad assorbire ed emettere più calore del sole rispetto ad alberi, vegetazione e altre superfici naturali. Spesso, le isole termiche si formano durante il giorno e diventano più pronunciate dopo il tramonto a causa del rilascio lento del calore dai materiali urbani.
3. Geometria urbana. Le dimensioni e la disposizione degli edifici all'interno di una città influenzano il flusso del vento e la capacità dei materiali urbani di assorbire e rilasciare energia solare. In aree fortemente sviluppate, le superfici e le strutture ostruite dagli edifici vicini diventano grandi masse termiche che non possono liberare facilmente il loro calore. Le città con molte strade strette e alti edifici diventano canyon urbani, che possono bloccare il flusso naturale del vento che porterebbe effetti di raffreddamento.
4. Calore generato dalle attività umane. Veicoli, unità di condizionamento d'aria, edifici e impianti industriali emettono tutti calore nell'ambiente urbano. Queste fonti di calore generato dall'uomo, o antropogenico, possono contribuire agli effetti dell'isola termica.
5. Meteo e Geografia. Le condizioni meteo calme e limpide risultano in isole di calore più severe massimizzando la quantità di energia solare che raggiunge le superfici urbane e minimizzando la quantità di calore che può essere portato via. Al contrario, i venti forti e la copertura nuvolosa sopprimono la formazione dell'isola di calore. Anche le caratteristiche geografiche possono influenzare l'effetto dell'isola di calore. Ad esempio, le montagne vicine possono impedire al vento di raggiungere una città, o creare modelli di vento che attraversano una città.

Impatto delle isole di calore

Emissioni elevate di inquinanti atmosferici e gas serra

Come descritto sopra, le isole di calore aumentano la domanda di elettricità in estate. Le aziende che forniscono elettricità si affidano tipicamente a centrali elettriche a combustibili fossili per soddisfare gran parte di questa domanda, il che a sua volta porta ad un aumento delle emissioni di inquinanti atmosferici e dei gas serra.

Questi inquinanti sono dannosi per la salute umana e contribuiscono anche a complessi problemi di qualità dell'aria come la formazione di ozono a livello del suolo (smog), particolato fine e piogge acide. L'uso aumentato di centrali alimentate a combustibili fossili aumenta anche le emissioni di gas serra, come l'anidride carbonica, che contribuiscono al cambiamento climatico globale.

Oltre al loro impatto sulle emissioni legate all'energia, le temperature elevate possono aumentare direttamente il ritmo di formazione dell'ozono a livello del suolo. L'ozono a livello del suolo si forma quando gli ossidi di azoto e i composti organici volatili reagiscono in presenza di luce solare e caldo. Se tutte le altre variabili sono uguali, come il livello di emissioni precursori nell'aria e la velocità e direzione del vento, si formerà più ozono a livello del suolo man mano che l'ambiente diventa più soleggiato e caldo.

Compromettere la salute e il comfort umano

Le isole di calore contribuiscono ad aumentare le temperature diurne, riducono il raffreddamento notturno e aumentano i livelli di inquinamento atmosferico. Questi fattori, a loro volta, contribuiscono a morti legate al calore e malattie legate al calore come il disagio generale, difficoltà respiratorie, crampi da calore, esaurimento da calore e colpi di calore non fatali.

Le isole di calore possono anche accentuare l'impatto delle ondate di calore naturali, che sono periodi di tempo anormalmente caldo e spesso umido. Le popolazioni sensibili sono particolarmente a rischio durante questi eventi.

• Gli anziani sono tra i più vulnerabili agli eventi di calore estremo. Molti fattori fisiologici, psicologici e socio-economici contribuiscono a questo pericolo. Gli anziani hanno più probabilità di essere in cattiva salute, di essere meno mobili e più isolati, di essere più sensibili al caldo e di vivere con redditi ridotti.
• I bambini piccoli tendono a essere più suscettibili al calore estremo a causa delle loro dimensioni ridotte e di altre caratteristiche. Il ritmo respiratorio più rapido rispetto alla dimensione del corpo, il tempo trascorso all'aperto e i loro sistemi respiratori in via di sviluppo aumentano le loro probabilità di soffrire di asma aggravato e altre malattie polmonari causate dall'inquinamento atmosferico da ozono e smog, che solitamente aumenta durante le ondate di calore.
• Le popolazioni a basso reddito sono a maggior rischio di malattie legate al calore a causa delle cattive condizioni abitative, tra cui la mancanza di aria condizionata e piccoli spazi abitativi, e risorse insufficienti per trovare un rifugio alternativo durante un'ondata di calore.
• Le persone che trascorrono le loro ore lavorative all'aperto sono più inclini a condizioni come l'esaurimento da calore e il colpo di calore. Hanno esposizioni maggiori all'inquinamento atmosferico da ozono e allo stress da calore, soprattutto se le attività lavorative implicano un grande sforzo fisico.
• Le persone in cattiva salute, comprese quelle con condizioni croniche, disabilità, limitazioni alla mobilità e coloro che assumono alcuni farmaci, sono vulnerabili alle temperature estreme. Le persone con diabete, impedimenti fisici e deficit cognitivi sono particolarmente a rischio durante le ondate di calore.

Gli eventi di calore eccessivo, o aumenti di temperatura improvvisi e drammatici, sono particolarmente pericolosi e possono provocare tassi di mortalità sopra la media. Dal 2004 al 2018, i Centers for Disease Control and Prevention hanno registrato 10.527 morti legate al calore negli Stati Uniti, in media 702 all'anno. Questi numeri includono i decessi in cui il calore è stata la causa principale e i decessi in cui il calore è stato una causa contributiva.

Qualità dell'acqua compromessa

Le alte temperature delle superfici dei marciapiedi e dei tetti possono riscaldare le acque di deflusso delle piogge, che si riversano nelle fognature pluviali e aumentano la temperatura dell'acqua quando viene rilasciata in ruscelli, fiumi, stagni e laghi. La temperatura dell'acqua influisce su tutti gli aspetti della vita acquatica, in particolare sul metabolismo e la riproduzione di molte specie acquatiche. Cambiamenti rapidi di temperatura negli ecosistemi acquatici risultanti dall'acqua di deflusso calda possono essere particolarmente stressanti, e persino fatali, per la vita acquatica.

Uno studio ha scoperto che i corsi d'acqua urbani sono mediamente più caldi rispetto ai corsi d'acqua in aree boschive, e che le temperature nei corsi d'acqua urbani aumentavano oltre 4°C durante piccole tempeste a causa dell'acqua di deflusso riscaldata dai materiali urbani.

L'infrastruttura verde è un'opzione per raffreddare l'acqua di deflusso delle piogge e migliorare la qualità dell'acqua. Può includere l'uso di disconnessioni di pluviali, giardini piovosi, cassette per piante, bioswales, pavimentazione permeabile, vie e vicoli verdi, parcheggi verdi e tetti verdi; così come gli sforzi di conservazione del territorio.

Fonte: Learn About Heat Islands | US EPA