В городах жара часто усиливается, поскольку асфальт, бетон и подобные материалы поглощают и сохраняют значительно больше тепла, чем растительность — явление, известное как эффект городского острова тепла. Температура в городских районах часто на 5°C выше, чем в близлежащих пригородах или сельской местности. Согласно исследованию ученых-климатологов из Института космических исследований имени Годдарда НАСА (GISS), сады и зелень на крышах могут помочь уменьшить сильную жару в городах.
В течение нескольких десятилетий исследователи выступали за замену черной смолы и других кровельных материалов темного цвета яркими, отражающими солнце поверхностями или «зелеными крышами», полными растительного покрова. В районах с меньшим количеством деревьев и зеленых насаждений жара часто непропорционально влияет на пожилых людей, сообщества с низким доходом. Теперь исследователи использовали свободно доступные спутниковые данные, чтобы измерить, насколько эффективны эти изменения.
Зеленые крыши предназначены для использования охлаждающей способности растений, чтобы снизить температуру в городских помещениях. Озеленение может быть обширным (неглубокая почва, неприхотливые растения) или интенсивным (более глубокая почва, более разнообразные растения и деревья).
Команда GISS изучила три участка в Чикаго, чтобы увидеть, как зеленые крыши влияют на температуру поверхности вокруг этих зданий, и есть ли разница между этими участками и другими соседними участками без зеленых крыш. Две из трех зеленых крыш в исследовании снижали температуру, но результаты показали, что эффективность может зависеть от местоположения и разнообразия растений, среди других факторов.
Результаты были недавно опубликованы в журнале Sustainable Cities and Society.
«По мере того, как города растут и развиваются, им необходимо принимать правильные решения в отношении своей инфраструктуры, потому что эти решения часто действуют в течение 30–50 лет или дольше», — сказал Кристиан Бранеон, климатолог и инженер-строитель из Колумбийского университета и GISS. «В контексте более частых периодов сильной жары и более экстремальной жары важно понять, насколько эффективными могут быть эти вмешательства в городской дизайн».
Бранеон и команда GISS в партнерстве с Департаментом общественного здравоохранения Чикаго и Департаментом планирования и развития Чикаго изучили три объекта, на которых в начале 2000-х годов были установлены зеленые крыши: Миллениум-парк, мэрия и торговый центр Walmart. Используя изображения, полученные спутником Landsat 5 в период с 1990 по 2011 год, исследователи сравнили изменения температуры поверхности земли и обилия растительности на исследуемых участках, а также на близлежащих контрольных участках без зеленых крыш.
Результаты с трех сайтов были смешанными. Миллениум-парк, в котором много растений и который расположен недалеко от озера Мичиган, показал значительно более низкие средние температуры после того, как в 2004 году была установлена его зеленая крыша. Это был единственный участок, где крыша полностью смягчила потепление климата за период исследования.
Городское тепло является растущей проблемой в городах. На этом спутниковом снимке пригорода Атланты, сделанном Landsat 5 в рамках более раннего исследования, показаны различия в дневном нагреве, вызванные эффектом городского острова тепла. Эти данные были собраны 11 и 12 мая 1997 г.. В то время как дневная температура воздуха в этот день составляла всего около 27°C, температура поверхности достигала 48 °C; ночная температура воздуха колебалась между 10°C и 13°C, но из-за радиаторного поглощения тепла температура поверхности зависла на показателе в 24°C. Фото: NASA's Scientific Visualization Studio / Greg Shirah.
Здание мэрии, также интенсивный участок, с установленной в 2002 году зеленой крышей. Температура в ней после установки зеленой крыши была ниже, чем на контрольном участке, но к концу периода исследования она повышалась.
Участок Walmart рассказал другую историю. В то время как зеленые крыши в Миллениум-парке и мэрии были добавлены к существующим зданиям, супермаркет был построен недавно в течение периода исследования. Несмотря на то, что Walmart установил обширную зеленую крышу, преобразование земли из пустующего травянистого участка в магазин означало, что индекс растительности для ландшафта уменьшился.
«Во многих местах вы можете развивать территорию, на которой раньше ничего не было; она просто заростала растительностью», — сказал Бранеон. «Вы можете подумать, что озеленение крыши вашего нового здания окажет значительное влияние. Но мы видим, что там также может быть добавлено много материала, глухого к вашим доводам, например, парковка вокруг здания. В результате вы может уменьшить воздействие парковки, но вы, конечно, не создадите охлаждающий эффект, который имела разросшаяся растительность».
По словам ученых, преимущества зеленых крыш зависят от множества факторов — от географического региона и разнообразия растений до конструкции крыши и эффективности охлаждения самого здания.
Чтобы разобраться в этих деталях, необходимы исследования с большим размером выборки, но это исследование представляет собой многообещающее начало. Поскольку ожидается, что эффекты городских островов тепла будут усиливаться по мере потепления климата Земли, понимание этих переменных станет более важным.
Метод исследования предназначен для использования другими городами для дальнейших исследований, сказала ведущий автор, Кэтрин МакКоннелл, докторант Школы окружающей среды Йельского университета. Простой анализ, общедоступные данные и модель для работы напрямую с городами могут помочь городским планировщикам оценить жизнеспособность зеленых крыш в их собственных районах.
«Я надеюсь, что предложенные нами методы продемонстрируют недорогой способ для людей, работающих в городах с ограниченными ресурсами — у которых, возможно, нет доступа к университету или правительственному исследователю — для изучения своих собственных сообществ», — сказала МакКоннелл.
«Традиционно инженеры-строители и градостроители предполагали стационарный климат», — добавил Бранеон. «Вся практика построена на предпосылке, что мы можем оглянуться на прошлое, чтобы оценить риск в будущем. Все переворачивается с ног на голову из-за изменения климата, поэтому я надеюсь сделать больше работы, которая изменит то, как инженеры-строители и градостроители будут мыслить».
Источник: Phys.org.
