השפעת העיור: אי חום עירוני או עירוני - הימנעות על ידי קירוי סולארי תוך שמירה על חשמל

אי חום עירוני הוא אזור עירוני או גדול -בקנה מידה בו הוא חם משמעותית בגלל פעילויות אנושיות מאשר באזורים הכפריים הסובבים אותו. ההבדל בטמפרטורה הוא בדרך כלל גדול יותר בלילה מאשר במהלך היום וברור ביותר כאשר הרוחות חלשות. אהי מורגש במיוחד בקיץ ובחורף. הגורם העיקרי לאפקט ה- UHI טמון בשינוי במשטח היבשה. מחקר הראה כי איי חום יכולים להיות מושפעים מהקרבה לסוגים שונים של כיסוי אדמה, כך שהקרבה למדינה סטרילית מובילה לחימום של האדמה העירונית, ואילו הקרבה לצמחייה הופכת אותה לקרירה יותר. חום הפסולת שנוצר על ידי שימוש באנרגיה הוא גורם נוסף. כאשר אוכלוסייה גדלה, שטחו עולה והטמפרטורה הממוצעת עולה. המונח אי חום משמש גם הוא; זה יכול לשמש לכל אזור, שהוא חם יחסית מהסביבה, אך בדרך כלל מתייחס לאזורים המופרעים על ידי בני אדם.

הגשמים החודשיים גדולים יותר בזרם הערים, שנובע בחלקו בגלל ינשוף הנשר. החום ההולך וגובר במרכזים עירוניים מרחיב את תקופות הצמחייה ומפחית את המראה של טורנדו חלש. ה- UHI מחמיר את איכות האוויר על ידי הגדלת ייצורם של מזהמים כמו אוזון, והוא מתדרדר את איכות המים, מכיוון שמים חמים יותר זורמים לנהרות האזור ומכילים את המערכות האקולוגיות שלו.

לא לכל הערים יש אי חום עירוני בולט, ומאפייני אי החום תלויים מאוד באקלים הרקע של האזור בו נמצאת העיר. ניתן להפחית את ההשפעה של אי החום העירוני על ידי גגות ירוקים, קירור קרינה פסיבית במהלך היום ושימוש במשטחים קלים באזורים עירוניים המשקפים יותר אור שמש וסופגים פחות חום. העיור הידק את ההשפעות של שינויי אקלים בערים.

התופעה נבדקה ותוארה על ידי לוק האוורד לראשונה בשנות העשרים של המאה העשרים, אם כי הוא לא היה זה שקרא את התופעה. המחקר של האווירה העירונית נמשך במאה התשע עשרה. בין שנות העשרים והארבעים של המאה העשרים, חוקרים באירופה, מקסיקו, הודו, יפן, יפן וארצות הברית חיפשו שיטות חדשות להבנת התופעה בתחום המתעורר באקלים מקומי או מטאורולוגיה מיקרוסקופית. בשנת 1929, אלברט פפלר השתמש במונח "Staedtische Waerminsel", שהוא הדוגמה הראשונה המשמשת לסטאדשה ורמינסל. בין 1990 ל -2000 פורסמו כ- 30 מחקרים מדי שנה; מספר זה עלה ל 100 עד 2010, ובשנת 2015 כבר היו יותר מ -300.

ישנם מספר גורמים לאי חום עירוני. משטחים כהים סופגים באופן משמעותי יותר קרינה סולארית, מה שאומר שכבישים ובניינים באזורים מטרופולינים עירוניים מתחממים יותר במהלך היום מאשר באזורים פרבריים וכפריים. לחומרים כמו בטון ואספלט, המשמשים בדרך כלל באזורים עירוניים, הם בעלי תכונות נפח תרמיות שונות באופן משמעותי (כולל יכולת חום ומוליכות חום) ותכונות קרינה של פני השטח (אלבדו ותואר פליטה) בהשוואה לאזורים הכפריים הסובבים. זה משנה את מאזן האנרגיה של האזור העירוני, מה שמוביל לעתים קרובות לטמפרטורות גבוהות יותר מאשר באזורים הכפריים הסובבים]. סיבה חשובה נוספת היא היעדר טרנזיטציה של EVAPO (למשל בגלל חוסר צמחייה) באזורים עירוניים. שירות היער של ארה"ב מצא בשנת 2018 כי ערים בארצות הברית מאבדות 36 מיליון עצים בכל שנה. עם הירידה בצמחייה, הערים מאבדות גם את הצל ואת השפעת הקירור של עצים באמצעות אידוי.

גורמים אחרים ל- UHI נובעים מהשפעות גיאומטריות. הבניינים הגבוהים באזורים עירוניים רבים מציעים מספר משטחים להרהור וספיגת אור השמש, מה שמגדיל את היעילות של התחממות האזורים העירוניים. זה מכונה "אפקט הקניון העירוני". השפעה נוספת של מבנים היא חסימת הרוח, המונעת גם קירור על ידי הסעה ונגזרת מזהמים. חום הפסולת ממכוניות, מערכות מיזוג אוויר, תעשייה ומקורות אחרים תורם גם לאפקט ה- UHI. ה- UHI יכול גם להגדיל דרגה גבוהה של זיהום באזורים עירוניים, מכיוון שצורות רבות של זיהום משנות את תכונות הקרינה של האטמוספרה. UHI לא רק מגדיל את הטמפרטורות בערים, אלא גם את ריכוז האוזון, מכיוון שהאוזון הוא גז חממה, אשר היווצרותו מאיצה עם עליית הטמפרטורה.

ברוב הערים, ההבדל בטמפרטורה בין האזור הכפרי העירוני לאזור הוא הגדול ביותר בלילה. הפרש הטמפרטורה ניכר כל השנה, אך בדרך כלל הוא גדול יותר בחורף. הפרש הטמפרטורה האופייני בין מרכז העיר לשדות שמסביב הוא כמה מעלות. הפרש הטמפרטורה בין מרכז עיר לפרברים שמסביב מוזכר לעיתים בדיווחי מזג אוויר, למשל. ב. 20 מעלות צלזיוס במרכז העיר, 18 מעלות צלזיוס בפרברים. טמפרטורת האוויר השנתית הממוצעת של עיר עם מיליון תושבים או יותר יכולה להיות חמה יותר מ- 1.0-3.0 מעלות צלזיוס מאשר באזור. בערב ההבדל יכול אפילו להיות עד 12 מעלות צלזיוס.

ניתן להגדיר את ה- UHI או כהבדל בטמפרטורת האוויר (UHI Canopy) או כהפרש טמפרטורת פני השטח (UHI פני השטח) בין האזורים העירוניים והכפריים. לשניהם שונות שונות במקצת יומיומית ועונתית ויש להם סיבות שונות.

ה- IPCC מצא כי "ידוע כי איי חום עירוניים מגדילים את טמפרטורות הלילה יותר מהטמפרטורות היומיומיות בהשוואה לאזורים לא עירוניים. בברצלונה, ספרד, למשל, הטמפרטורות המקסימאליות היומיומיות הן קרירות יותר ב -0.2 מעלות צלזיוס והטמפרטורות המינימליות בסביבות 2.9 מעלות צלזיוס מחממות יותר מאשר בתחנת הכפר הסמוכה. בתאור של רוכסן של ה- ULEDARE, מה- UKE St. חמים יותר בלילה ב -2.1 מעלות צלזיוס מאשר הסביבה.

במהלך היום, במיוחד בשמיים נטולי עננים, המשטחים העירוניים מתחממים על ידי ספיגת קרינת השמש. המשטחים באזורים העירוניים נוטים להתחמם מהר יותר מאלו של האזורים הכפריים הסובבים. בשל יכולת החום הגבוהה שלהם, משטחים עירוניים פועלים כמו מאגר ענק של אנרגיה תרמית. לדוגמה, בטון יכול לאחסן חום פי 2,000 מאשר נפח אוויר מקביל. לכן ניתן לקבוע בקלות את טמפרטורת השטח הגבוהה ביום בתוך ה- UHI על ידי חישה מרחוק תרמי. כפי שקורה לעתים קרובות להתחממות במהלך היום, התחממות זו מובילה גם לרוחות הסעה בתוך מעמד הגבול העירוני. ההערכה היא כי בשל התערובת האטמוספרית שהתקבלה, ההפרעה בטמפרטורת האוויר בתוך ינשופי הנשר היא בדרך כלל מינימלית או בכלל לא, אם כי טמפרטורות השטח יכולות להגיע לערכים גבוהים במיוחד.

המצב מסתובב בלילה. היעדר התחממות סולארית מוביל לירידה בהסעה אטמוספרית וייצוב שכבת הגבול העירונית. אם ייצוב מספיק, נוצר שכבת היפוך. זה סוגר את האוויר העירוני ליד פני השטח ושומר על אוויר השטח חם מאזורי העיר החמים שעדיין, מה שמוביל לטמפרטורות אוויר ליליות חמות יותר בתוך ינשוף הנשר. מלבד מאפייני שמורת החום של אזורים עירוניים, ניתן לייחס את המקסימום הלילי בערמומי הרחוב לעובדה כי הנוף של השמיים חסום תוך כדי קירור: משטחים מאבדים חום בלילה בעיקר על ידי קרינה בשמיים המגניבים יחסית, וזה נחסם על ידי הבניינים באזור עירוני. הקירור עקב קרינה דומיננטי יותר אם מהירות הרוח נמוכה והשמיים נטולי עננים, ולמעשה ה- UHI הוא הגדול ביותר בלילה בתנאים אלה.

הפאנל הבין -ממשלתי לשינויי אקלים (IPCC) - הוועדה הבין -ממשלתית לשינויי אקלים היא ועדה ממשלתית של האו"ם האחראית להמשך פיתוח הידע על שינוי האקלים שנגרם על ידי בני אדם. היא הוקמה בשנת 1988 על ידי הארגון העולמי למטאורולוגיה (WMO) והתכנית הסביבתית של האו"ם (UNEP) ואושרה מאוחר יותר על ידי האסיפה הכללית של האו"ם. הוא ממוקם בז'נבה, שוויץ, ומורכב מ -195 מדינות חברות. את ה- IPCC מנוהל על ידי המדינות החברות שלה, הבוחרות דירקטוריון של מדענים הפועלים למשך מחזור הערכה (בדרך כלל שש עד שבע שנים). ה- IPCC נתמך על ידי מזכירות ו"יחידות תמיכה טכניות "שונות מקבוצות עבודה וכוחות משימה מיוחדים.

ה- IPCC מספק מידע מדעי אובייקטיבי ומקיף על שינויי האקלים הנגרמים על ידי בני אדם, כולל השפעות וסיכונים טבעיים, פוליטיים וכלכליים, כמו גם אפשרויות תגובה אפשריות. ה- IPCC אינו מבצע מחקר משלו ואינו מתבונן בשינויי אקלים, אלא נוקט סקירה קבועה ושיטתית של כל הספרות הרלוונטית שפורסמה. אלפי מדענים ומומחים אחרים פונים אל הנתונים מרצונם והרכיבו את התוצאות החשובות ביותר ב"דיווחי הערכה "עבור החלטות פוליטיות -יצרני הציבור.

ה- IPCC הוא סמכות מוכרת בינלאומית בתחום שינויי האקלים, ועבודתה מאושרת באופן נרחב על ידי מדעני אקלים וממשלות מובילות. הדיווחים שלו ממלאים תפקיד מפתח באמנת מסגרת האקלים של האו"ם (UNFCCC), כאשר דו"ח הסטטוס החמישי השפיע באופן משמעותי על הסכם פריז פורץ הדרך משנת 2015. בשנת 2007 קיבלו ה- IPCC ואל גור את פרס נובל לשלום על תרומתו להבנת שינויי האקלים.

בשנת 2015, ה- IPCC החל את מחזור ההערכה השישי שלו, אשר אמור להסתיים בשנת 2023. באוגוסט 2021, ה- IPCC פרסם את תרומתה מקבוצת העבודה I לדו"ח הסטטוס השישי (IPCC AR6) על היסודות הפיזיים של שינויי אקלים, שהעיתון התאר את העיתון על ידי העיתון על ידי העיתון הרווחי על ידי העיתון הרווחי, על פי העיתון הרווחי, "הנושא", "הנושא". ב- 28 בפברואר 2022 פרסם ה- IPCC את הדו"ח שלו מקבוצת העבודה II על אפקטים והתאמה. התרומה של קבוצת העבודה III בנושא "היחלשות שינויי האקלים" בדו"ח הסטטוס השישי פורסמה ב- 4 באפריל 2022. דוח הסטטוס השישי אמור להסתיים במרץ 2023 עם דוח סינתזה.

במהלך תקופת מצב העניינים השישי פרסם ה- IPCC שלושה דוחות מיוחדים: הדו"ח המיוחד על התחממות כדור הארץ ב -1.5 מעלות צלזיוס בשנת 2018 וכן את הדו"ח המיוחד על שינויי אקלים ומדינה (SRCCL) והדוח המיוחד על אוקיאנוס וקריוספרה באקלים משתנה (SROCC), הן בשנת 2019, עדכן את שיטותיו. לפיכך, מחזור ההערכה השישי תואר כשאפתני ביותר בתולדות ה- IPCC.

הפרש הטמפרטורה של אי החום העירוני אינו רק גדול יותר בלילה מאשר במהלך היום, אלא גם גדול יותר בחורף מאשר בקיץ. זה תקף במיוחד לאזורי שלג, מכיוון שהשלג בדרך כלל קצר יותר בערים מאשר באזורים הכפריים הסובבים (זה נובע מהבידוד הגבוה יותר של ערים ופעילויות אנושיות כמו חריש). זה מקטין את האלבדו (מידת בהירות הגוף) של העיר ואת אפקט ההתחממות מצטמצם. מהירויות רוח גבוהות יותר באזורים כפריים, במיוחד בחורף, יכולות גם לעזור להבטיח שהיא תהיה קרירה יותר שם מאשר באזורים עירוניים. באזורים עם גשם בולט וזמנים יבשים, ההשפעה של אי החום העירוני גדולה יותר בעונה היבשה. קבוע הזמן התרמי של אדמה לחה גבוה בהרבה מזה של אדמה יבשה. כתוצאה מכך, רצפות לחות במדינה מתקררות לאט יותר מאשר קרקעות יבשות במדינה ועוזרות למזער את הפרש הטמפרטורה הלילית בין אזורים עירוניים וכפריים.

אם לעיר או בעירייה יש מערכת תצפית מזג אוויר טובה, ניתן למדוד את ה- UHI ישירות. אלטרנטיבה היא שימוש בסימולציה מורכבת של המקום לחישוב ה- UHI או שימוש בשיטת קירוב אמפירית. מודלים כאלה מאפשרים לכלול את ה- UHI באומדני העלייה העתידית בטמפרטורה בערים כתוצאה משינויי אקלים.

Leonard O. Myrup פרסם את הטיפול המספרי המקיף הראשון בשנת 1969 כדי לחזות את ההשפעות של אי החום העירוני (UHI). בעבודתו הוא נותן סקירה של ה- UHI ומבקר את התיאוריות באותה תקופה כאיכותיות מדי. מודל בד אנרגיה מספרי כללי מתואר ומופעל על האווירה העירונית. מוצגים חישובים למספר מקרים מיוחדים וניתוח רגישות. נקבע כי המודל חוזה את הגודל הנכון של עודף הטמפרטורה העירונית. אפקט אי החום הוא התוצאה נטו של מספר תהליכים פיזיים מתחרים. באופן כללי, אידוי מופחת במרכז העיר והתכונות התרמיות של הבניין העירוני וחומרי הריצוף הם הפרמטרים הדומיננטיים. מוצע שניתן להשתמש במודל כזה בחישובים טכניים לשיפור האקלים של ערים קיימות ובעתיד.

אספלט+
אספלט חניה וחניון סולארי מיצוי זרם
= הפונקציונליות הרחבה ודחיסה
= מידה כנגד איי חום עירוני

אספלט הפך פופולרי יותר ויותר בשנים האחרונות לכיסוי ערים. זה נובע מהעובדה שאספלט הוא משטח עמיד וזול מאוד. עם זאת, לאספלט יש גם כמה חסרונות, במיוחד אם משתמשים בו בכמויות גדולות באזורים עירוניים.

אחד החסרונות הגדולים ביותר של האספלט הוא שהוא מחמם מאוד את הסביבה. זו בעיה מכיוון שהיא כבר חמה מאוד בערים בחודשי הקיץ והטמפרטורות דרך אזורי האספלט הרבים ממשיכים לעלות. המשמעות היא שתושבי הערים סובלים הרבה מהחום ובעיות הבריאות יכולות אפילו להתרחש.

התחממות יתר של הערים היא בעיה גדולה הנגרמת כתוצאה משימוש באספלט. ישנן אפשרויות שונות להתמודד עם בעיה זו. אפשרות אחת היא ליצור אזורים ירוקים יותר בערים, מכיוון שעצים וצמחים יכולים לספוג את החום. השימוש בחניונים סולאריים או במערכות חניון סולארי יכול גם לעזור להפחית את החום בערים. מערכות אלה מצוידות במודולים פוטו -וולטאיים המשתמשים באנרגיה סולארית כדי לייצר אנרגיה חשמלית. במקביל, הם תורמים צללים ומפחיתים את חימום הסביבה.

חניונים סולאריים ומערכות חניון סולאריות הן דרך טובה להפחית את התחממות יתר של הערים. הם לא רק בר קיימא מכיוון שהם אינם שורפים דלקים מאובנים ולכן אינם גורמים לפליטת CO2, אלא גם עוזרים להפוך את הטמפרטורה לנעימה יותר בערים.

מחקר שנערך על ידי 'כוח דה לוריאני' משוויץ הראה כי התנהגות החניה של העובדים תואמת באופן אידיאלי לכמות הכוח הסולארי שנוצר. ניתן לכסות את הקילומטרים היומיים של הרכב החשמלי כמעט בכל מזג אוויר וניתן להאכיל את העודף לרשת. ייצור החשמל הסולארי השנתי בחניון תואם את דרישת האנרגיה של הרכב. למקומות חניה סולאריים של כל אזורי התשתית יש את הפוטנציאל הגדול ביותר לייצור חשמל. בשוויץ ניתן להשיג כ -2 חניות בשוויץ. באזורים זמינים הוא יכול לייצר מעל 10 שעות טרה -וואט של כוח סולארי בשנה (15 % מצריכת החשמל הנוכחית). "זה מדהים כמה מעט צמחי טייס יש", אמרו מחברי המחקר. בנוסף, גג כזה מגן על המכונית מפני מזג האוויר ומפחית את חום המכונית בקיץ.

על פי הערכת המשרד הפדרלי לסטטיסטיקה (BFS), בשוויץ יש לפחות 5 מיליון חניות מעל הקרקע (6,400 דונם) עם כ -4.7 מיליון מכוניות נוסעים רשומות. אזורי חניה אלה נרשמו בתהליך דיגיטלי שמכיר רק באזורים סמוכים גדולים יותר וללא חניות בודדות. מומחי תנועה מצפים אפוא 8 עד 10 מיליון חניות. זה בערך 2 למכונית.

על פי המחקר האחר "ייצור חשמל סולארי למתקני תשתית ואזורי המרה", אזורי חניה מעל קרקע או פתוחים הם בעלי פוטנציאל ה- PV הגדול ביותר של כל אזורי התשתית. אזורים אלה יכולים לספק עד 10 שעות טרה (TWH) זרם PV בשנה. המשמעות היא שכל ייצור החשמל בשוויץ הוא 65.5 TWH.

שטח החניה הממוצע הוא 12.5 מ"ר (2.5 מטר x 5 מטר). זה גם האזור שחייב לגג סולארי. תפוקת האנרגיה של מערכת PV תלויה בגורמים רבים, כולל קרינת סולארית, יעילות רכיבים וכיוון מודול. בתורגו ניתן לייצר כ -1000 קוט"ש של חשמל עם תפוקת PV של 1 קילוואט בשנה (1000 קוט"ש לכל 1 קילוואט).

תלוי במודולי PV המשמשים, 1 קילוואט דורש כוח מותקן של 4 עד 8 מ"ר. במחקר זה צפויים 5 מ"ק לקוואט. זה מאפשר להתקין מקום חניה של 12.5 מ"ר עם כוח של 2.5 קילוואט, המייצר 2,500 קוט"ש כוח סולארי בשנה. צריכת התקציב השוויצרית הממוצעת היא סביב 4,500 קוט"ש לשנה (ללא חימום, אוורור ורכבים חשמליים).

המבנה המודולרי של מערכת חניונים הוא יתרון וניתן להשתמש בו כדי להתאים את הגגות כמעט לכל חניה ובכך עדיין להשיג שימוש טוב במקום החניה ולהבטיח את ההסרה.

ניתן להשיג חדירות קלה של החניון באמצעות מודולים דו -פסיאליים. זה מעניין מאוד מבחינה ויזואלית ומוביל לתשואות סולאריות גבוהות יותר, מכיוון שמודולי PV תואמים יכולים להשתמש גם באור שנגרם אגב מלמטה ובכך לספק תשואה נוספת של 10-20%. טכנולוגיית ביפציאלית עדיין אינה משמשת כיום, מכיוון שהמשק אינו חובה בגלל מחירי מודולים גבוהים יותר. עם זאת, ההנחה היא כי טכנולוגיה זו תבסס את עצמה בשנים הקרובות.

במערכת חניון סולארית מודולרית וניתנת להרחבה שלנו, בה משתמשים במודולים חלקיים שקופים וביפציאליים, נקודות אלה חלות וכבר מהוות אלטרנטיבה מחיר :

גרסאות קירוי סולאריות במיוחד לרכבים - תמונה: xpert.digital

עוד על זה כאן:

• מספרים, נתונים, עובדות: חניון סולארי, חניון עם solardach, גרסאות קירוי בהשוואה ושטח חניה לדוגמא עם תשואת חשמל

ללא הגבלה: מערכת חניון סולארית מודולרית וניתנת להרחבה למכוניות כמו משאית

ללא הגבלה: מערכת חניון סולארית מודולרית וניתנת להרחבה למכוניות כמו משאית

נתונים טכניים: מערכת חניון סולארית מודולרית ומדרגית למכוניות כמו משאית

נתונים טכניים: מערכת חניון סולארית מודולרית ומדרגית למכוניות כמו משאית

יתרונות במבט חטוף:

• בנייה גמישה ומודולרית (ניתנת להרחבה)
• גובה אור למכוניות מ- 2.66 מ '(למשאיות עד 4.5 מ' ומעלה ניתן להרחבה)
• עומק חניה למכוניות עד 6.1 מ ', מול 12.5 מ'.
  העומק תלוי בממדים של המודולים השמשיים המשמשים
• מערכת SolarCarport מיושרת בצורה אופטימלית למודולי סולאריים שקופים חלקים
  12 % / 40 % חדירות אור (!)-עם אישור מוסמך להרכבה תקורה
• אופציונלי עם תאורת LED עוצמתית, ניתן לעמעום ועם בקרת תנועה
• יכול לשמש גם לדוכני חניה עם התקנה נוטה
• אין עלויות נסתרות ביחס לבסיס
  ממצא נקודה (וריאנט הזול ביותר, לסטטיסטיקות אין חפירה מורחבת לוחות בטון וכו ') או הרכבה עם לוחות רצפה, תלוי באיכות האדמה/אספלטינג הקיימת

מקורות נוספים:

• קרן רצפת גורם עלות לחניונים סולאריים
• חניונים סולאריים, שבהם אין עוד סטנדרט-לכל אתגר את הפיתרון האופטימלי עם קירוי סולארי לחניות פתוחות
• מערכות SolarCarport: מהי הגרסא הטובה ו/או הזולה יותר?
• אסטרטגיית חניון השמש לחניות פתוחות
• מערכת החניונים הסולארית המודולרית עבור כל היישומים והמקרים

משאית מערכת חניון סולארית

בשל העובדה שעם טכנולוגיית העמודות 4+ 2+, ניתן להשיג את הפיתרון הגמיש ביותר (טכני כמו גם מחיר) עבור מערכת קירוי בחניה, ניתן להרחיב אותו בקלות וליישם עבור כלי רכב גדולים יותר עם שינויים מתאימים.

מושבות נמלים באיי חום עירוני הגבירו את סובלנות החום מבלי שזה היה על חשבון הסובלנות הקרה.

סוגים שיכולים להתיישב היטב יכולים להשתמש בתנאים שנוצרו על ידי איי חימום עירוני כדי לשגשג באזורים מחוץ לאזור ההפצה הרגיל שלהם. דוגמאות לכך הן שועל הטיסה האפור-ראש (Pteropus poliocephalus) והשממית הביתית (Hemidactylus frenatus). שועלי טיסה של ראש אפור המתרחשים במלבורן, אוסטרליה, מאוכלסים ומאוכלסים בתי גידול עירוניים לאחר הטמפרטורות עלו שם. בשל עליית הטמפרטורה והחורף החם יותר שהתקבל, האקלים בעיר דומה יותר לחלל המגורים הצפוני של המינים בחיק הטבע הגדול.

באמצעות ניסיונות להכיל ולנהל איי חימום עירוני, מצמצמים תנודות טמפרטורה וזמינות המזון והמים. באקלים בינוני, איי חום עירוניים מרחיבים את תקופת הצמחייה ובכך משנים את אסטרטגיות הרבייה של המינים החיים שם. ניתן לראות זאת בצורה הטובה ביותר בהשפעות שיש בהן איי חום עירוניים על טמפרטורת המים. מכיוון שהטמפרטורה של הבניינים הסמוכים חורגה לפעמים ביותר מ- 28 מעלות צלזיוס מטמפרטורת האוויר על פני השטח, המשקעים מתחממים במהירות, מה שאומר שהמתנקזים לנחלים, אגמים ונהרות סמוכים (או מים אחרים) מובילים לעומס תרמי מוגזם. לזיהום התרמי ההולך וגובר יש פוטנציאל להגדיל את טמפרטורת המים ב 11 עד 17 מעלות צלזיוס (20 עד 30 מעלות צלזיוס). עלייה זו פירושה שמיני הדגים החיים במים סובלים ממתח תרמי והלם בגלל שינוי מהיר בטמפרטורה בסביבתם.

איי חום עירוניים הנגרמים על ידי ערים שינו את תהליך הבחירה הטבעית. משוחררים לחץ בחירה כמו וריאציות זמניות מבחינת מזון, טורפים ומים, מה שאומר שמספר כוחות בחירה חדשים נכנסים לתמונה. לדוגמה, ישנם יותר חרקים בבתי גידול עירוניים מאשר באזורים כפריים. חרקים הם אקטותרם. המשמעות היא שאתה תלוי בטמפרטורת הסביבה כדי לווסת את חום גופך, כך שהאקלים החם יותר בעיר הוא אידיאלי לשגשוג שלך. מחקר שנערך בראלי, צפון קרוליינה, על קוויפקס של פרתנולקניום (אלון טיידרליס) הראה כי סוג מיוחד זה מעדיף אזורי אקלים חמים יותר ולכן מתרחש במספרים גדולים יותר בבתי גידול עירוניים מאשר באלונים באזורים כפריים. במהלך הזמן הם בילו בבתי גידול עירוניים, הם הסתגלו כך שהם ישגשגו בחמים יותר מאשר באקלים קריר יותר.

התרחשותם של מינים לא מקומיים תלויה מאוד בפעילות אנושית. דוגמה לכך הן אוכלוסיות הסלע של סלע המקננות תחת מבצעי הגג של מבנים בבתי גידול עירוניים. הם משתמשים בהגנה שבני האדם מציעים להם באזורים העליונים של הבתים ובכך מבטיחים כי אוכלוסיותיהם יגדלו בגלל ההגנה הנוספת ומספר הטורפים התחתון.

מלבד ההשפעות על הטמפרטורה, ל- UHI יכולות להיות השפעות משניות על המטאורולוגיה המקומית, כולל השינוי בדפוסי הרוח המקומיים, פיתוח עננים וערפל, לחות אוויר וכמות המשקעים. החום הנוסף שנגרם על ידי ה- UHI מוביל לתנועה חזקה יותר כלפי מעלה שיכולה לעורר פעילות מקלחת וסופת רעמים נוספת. בנוסף, ה- UHI יוצר אזור לחץ נמוך מקומי במהלך היום, בו אוויר לחים יחסית זורם יחד מהסביבה הכפרית, מה שעלול להוביל לתנאים זולים יותר להיווצרות ענן. הגשמים בזרם הערים של הערים מוגדלים ב- 48 % ל 116 %. במקרים מסוימים, כתוצאה מהתחממות זו, הגשמים החודשיים ברדיוס של 20 מיילים (32 ק"מ) עד 40 מיילים (64 ק"מ) גבוהים בכ- 28 % מהרוח. בערים מסוימות, הגשמים גדלו ב -51 %.

באזורים בודדים בוצעו חקירות שהצביעו כי אזורים מטרופולינים פחות רגישים לטורנדו חלש בגלל התערובת הסוערת שנגרמה בגלל החום של אי החום העירוני. בהתבסס על תמונות לוויין, החוקרים גילו כי לאקלים בעיר יש השפעה בולטת על תקופות הצמחייה במרחק של עד 10 קילומטרים (6.2 מיילים) מהפרות. ב -70 ערים במזרח צפון אמריקה, הצמחייה באזורים עירוניים הייתה ארוכה של כ -15 יום מאשר באזורים כפריים מחוץ לאזור ההשפעה של עיר.

חקירות בסין הראו כי ההשפעה המבודדת בחום העירוני תורמת להתחממות האקלים בסביבות 30 %. מצד שני, הוצע בהשוואה בין אזורים עירוניים וכפריים משנת 1999 כי אפקט אי החום העירוני השפיע רק על התפתחות הטמפרטורה הממוצעת העולמית. מחקר אחד הגיע למסקנה כי ערים משנות את האקלים באזור גדול פי 2-4 מהאזור שלה. אחר אומר שאיי חום עירוני משפיעים על האקלים העולמי על ידי השפעה על זרם הסילון. מספר מחקרים הראו כי ההשפעות של איי החום מתחזקות יותר ויותר עם התקדמות שינויי האקלים.

UHI יכול להשפיע ישירות על בריאותם ורווחתם של תושבי העיר. בארצות הברית בלבד, בממוצע 1,000 איש מתים מחום קיצוני מדי שנה. מכיוון ש- UHI מאופיינים בטמפרטורות גבוהות, אתה יכול להגדיל את היקף ומשך הזמן של גלי החום בערים. מחקירות הראו כי שיעור התמותה עולה באופן אקספוננציאלי עם הטמפרטורה המרבית במהלך גל חום, השפעה שמחזקת על ידי ה- UHI. מספר האנשים שנחשפים לטמפרטורות קיצוניות מוגבר על ידי ההתחממות הקשורה ל- UHI. ההשפעה הלילית של UHI עלולה להזיק במיוחד במהלך גל חום, מכיוון שהיא מכילה תושבי העיר את הקירור הלילי באזורים כפריים.

מחקרים בארצות הברית מצביעים על כך שהקשר בין טמפרטורות קיצוניות לתמותה שונה בהתאם למיקום. חום מגדיל את הסיכון למוות בערים בצפון המדינה ולא באזורים הדרומיים של המדינה. לדוגמה, אם יש טמפרטורות קיץ חמות במיוחד בשיקגו, דנבר או ניו יורק, ניתן לצפות מספר מוגבר של מחלות ומקרי מוות. לעומת זאת, קיים סיכון נמוך יותר לבריאות הציבור באמצעות חום מוגזם באזורים במדינה, בו הוא קל עד חם כל השנה. מחקרים מראים כי תושבי הערים הדרומיות כמו מיאמי, טמפה, לוס אנג'לס ופיניקס משמשים יותר לתנאי מזג אוויר חמים ולכן הם פחות רגישים למקרי מוות הקשורים לחום. עם זאת, בסך הכל נראה שאנשים בארצות הברית מתרגלים לטמפרטורות חמות יותר בכל עשור, גם אם זה יכול להיות בגלל תשתית טובה יותר, מבנים מודרניים יותר ומודעות ציבורית רבה יותר.

דווח כי טמפרטורות גבוהות יותר יכולות להוביל למכת חום, יצירת חום, חום -לינופ והתכווצויות חום. בחלק מהמחקרים נבדק גם כיצד מכת חום כבדה יכולה להוביל לפגיעה קבועה במערכות האיברים. נזק זה יכול להגביר את הסיכון לתמותה מוקדמת מכיוון שהם יכולים להוביל לפגיעה קשה בתפקודי האיברים. סיבוכים נוספים של שחיטת חום הם תסמונת הנשימה אצל מבוגרים והקרישה תוך -וסקולרית המופצת. חלק מהחוקרים מצאו כי כל פגיעה ביכולתו של גוף האדם לוויסות תרמי מגדילה באופן תיאורטי את הסיכון למוות. זה כולל מחלות שיכולות להשפיע על ניידות, מודעות או התנהגות של אדם. החוקרים מצאו כי אנשים הסובלים מבעיות קוגניטיביות (למשל דיכאון, דמנציה, מחלת פרקינסון) נמצאים בסיכון גבוה יותר בטמפרטורות גבוהות ", מכיוון שהביצועים הקוגניטיביים נפגעים באופן פגום על ידי חום. אנשים עם סוכרת, עודף משקל, היעדר שינה או שינה קרדיווסקולרית.

חוקר מצא כי עוצמת UHI גבוהה מתואמת עם ריכוזים מוגברים של מזהמי אוויר שיכולים להצטבר בלילה ולפגוע באיכות האוויר של היום למחרת. מזהמים אלה כוללים תרכובות אורגניות נדיפות, פחמן חד חמצני, תחמוצות חנקן ואבק עדין. ייצור האוזון יכול להאיץ את ייצורם של מזהמים אלה בקשר לטמפרטורות הגבוהות יותר ב- UHIS. אוזון על פני השטח נחשב למזהם מזיק. מחקרים מצביעים על כך שטמפרטורות גבוהות יותר ב- UHIs יכולות להגדיל את מספר ימי המזהמים, אך גם מצביעים על כך שגורמים אחרים (למשל לחץ אוויר, כיסוי ענן, מהירות רוח) יכולים גם להשפיע על הלכלוך. מחקרים מהונג קונג הראו כי למחוזות עם אוורור גרוע יותר של אוויר חיצוני עירוני נוטות להשפעות חזקות יותר של אי החום העירוני, והשוואה לאזורים עם אוורור טוב יותר, הם בעלי תמותה כוללת גבוהה משמעותית.

המרכז לבקרת מחלות ומניעה מגלים כי "קשה ליצור תחזיות תקפות לגבי מחלות קשורות לחום ומקרי מוות בתרחישים שונים של שינויי אקלים" וכי "מקרי מוות הקשורים לחום ניתן להימנע, כפי שמראה הירידה בתמותה הכוללת במהלך אירועי חום ב -35 השנים האחרונות". עם זאת, מחקרים מסוימים מצביעים על כך שההשפעות של UHI יכולות להיות לא פרופורציונאליות, מכיוון שההשפעות יכולות להיות מופצות באופן לא אחיד בהתאם לגיל, לאתניות ולמצב הסוציו -אקונומי. זה מעלה את האפשרות שההשפעות הבריאותיות של UHI הן נושא של צדק סביבתי.