Одно — кукурузное поле в широкой долине, а два — заболоченные земли. Напротив, перешеек превращается в остров — городской остров тепла.
В новом исследовании, опубликованном в этом месяце в Журнале прикладной метеорологии и климатологии, исследователи Университета Висконсин-Мэдисон подчеркивают эффект городского теплового острова в Мэдисоне: концентрированный асфальт, кирпич и бетон в городе приводят к более высоким температурам, чем его пригороды.После сбора и анализа данных о температуре и влажности за более чем два года, полученных от сети из 151 датчика по всему региону Мэдисон, они обнаружили одни из самых горячих и самых холодных точек в этом районе.Исследование было направлено на то, чтобы помочь региону Мэдисон спланировать будущее, подумать о влиянии структур и местной окружающей среды, которые они создают.
По мере того, как все больше людей во всем мире предпочитают жить в городах, а существующие города расширяются и растут — особенно маленькие и средние, такие как Мэдисон, — понимание того, как развитие влияет на людей и окружающую среду, имеет решающее значение.Хотя в это время года более теплые температуры могут казаться приятными, всего несколько месяцев назад такая же жара могла быть гораздо менее желанной.
В сочетании с изменением климата более жаркие города влияют на здоровье, качество жизни и окружающую среду всех, кто в них живет.«В городах обычно теплее, чем в сельской местности; они сохраняют больше тепла», — говорит Джейсон Шац, аспирант Института экологических исследований Нельсона и член проекта «Устойчивость водных ресурсов и климат» (WSC), соавтор исследования. с ведущим исследователем WSC Крисом Кучариком.
Вывод: местный климат имеет значение.«Города испытали собственное потепление», — говорит Кучарик, также доцент кафедры агрономии в Колледже сельскохозяйственных наук и естественных наук Института Нельсона в Университете штата Вашингтон в Мэдисоне. «Это не такие масштабные изменения, которые можно легко игнорировать».
По словам исследователей, это исследование является одним из немногих, в котором изучается город с населением менее 500000 человек, и оно создало одну из самых обширных сетей климатических датчиков на сегодняшний день. Другие города могут генерировать свои собственные полезные данные с помощью разработанных ими методов.
Кроме того, благодаря надежности своих данных исследователи смогли создать статистический инструмент для изучения взаимосвязи между температурой воздуха и земным покровом. Эти данные были в свободном доступе через Национальную базу данных по земному покрову США. Любой город, который может измерить температуру воздуха, может использовать этот метод.
В марте 2012 года Шац работал с должностными лицами округа Дейн, местными властями города, UW-Madison, Alliant Energy и Madison Gas and Electric над установкой сети датчиков на опорах электроснабжения по всему региону. Датчики собирали данные каждые 15 минут.
Анализируя десятки тысяч точек данных, Шац и Кучарик обнаружили, что эффект городского теплового острова достигает пика летом, когда в центре Мэдисона в среднем на 7 градусов по Фаренгейту теплее ночью и на 3 градуса теплее днем по сравнению с сельским округом Дейн.Зимой эффект был меньше, но снежный покров сыграл роль в средней разнице температур в 2 градуса между городской и сельской местностью. В течение дня процент площади, покрытой снегом, оказывал сильное влияние, в то время как ночью глубина этого снежного покрова была наиболее важной.
Это исследование является одним из первых, в котором изучается взаимосвязь между снежным покровом и эффектом городского острова тепла.В городах обычно теплее, чем в сельской местности и пригородах. Шац и Кучарик подозревают, что рост растительности в сельских районах региона является причиной большей разницы в температуре летом. Действительно, они обнаружили, что величина эффекта городского теплового острова снижается к началу осеннего сезона сбора урожая, когда растительность убирается с сельскохозяйственных полей, листья опадают с деревьев и растения становятся менее активными.
Самые холодные места в районе Мэдисона, вероятно, таковы из-за обильной растительности, которую они содержат, их открытости и их более низкой высоты. Более прохладный воздух имеет тенденцию оседать в низинных областях, явление, известное как сток.
Поскольку Мэдисон и другие города задумываются о будущем росте и развитии, влияние эффекта городского острова должно стать частью разговора, говорят Шац и Кучарик, с целью сделать города более пригодными для жизни и более устойчивыми.«Обсуждения землепользования здесь имеют фундаментальное значение», — говорит Шац. «Мэдисону предстоит многое решить в ближайшие десятилетия».