جزیره گرمایی شهری ||چالش بزرگ شهرها، خطربرای سلامت و کیفیت زندگی

در پاسخ به این چالش زیست‌محیطی در حال رشد، طیف گسترده‌ای از راه‌حل‌ها برای کاهش اثرات جزایر گرمایی شهری و بهبود تاب‌آوری اقلیمی شهرها ظاهر می‌شوند. این استراتژی‌ها می‌توانند حتی به ایجاد جزایر خنک کمک کنند که در دوره‌های گرما مناطق طبیعی خنک‌تری هستند.

جزیره گرمایی شهری

 

جزیره گرمایی شهری زمانی رخ می‌دهد که یک شهر دماهای بسیار گرمتری را نسبت به مناطق روستایی مجاور تجربه می‌کند. تفاوت دما بین مناطق شهری و مناطق کمتر توسعه یافته روستایی به نحوه جذب و نگه‌داری حرارت در سطوح هر محیط بستگی دارد. جزیره‌های گرمایی شهری (UHIs) به چالشی بزرگ برای شهرها و مقامات محلی در تلاش‌های آنها برای تاب‌آوری در برابر تغییرات آب و هوایی تبدیل شده‌اند. با افزایش گرمایش جهانی و رشد شهرنشینی، مناطقی که تحت تأثیر UHIs قرار دارند و دماهای آنها می‌تواند چند درجه بیشتر از مناطق اطراف باشد، خطرات بیشتری برای سلامت و کیفیت زندگی ساکنان و همچنین تنوع زیستی ایجاد می‌کنند و می‌توانند اقدامات برای کاهش مصرف انرژی را نیز مختل کنند.

 

فناوری سبز یا تکنولوژی سبز || استفاده از دانش علمی ونواوری برای حفظ منابع طبیعی

 

با این حال، راه‌حل‌هایی برای کاهش اثرات UHIs و قابل سکونت‌تر کردن شهرها وجود دارد. این راه‌حل‌ها شامل موارد زیر می‌شوند:

سیاست‌های بازسازی شهری: کاشت درختان بیشتر و ایجاد فضاهای سبز برای کاهش جذب حرارت و بهبود کیفیت هوا.

زیرساخت‌های نوآورانه: استفاده از مواد منعکس‌کننده برای ساختمان‌ها و پیاده‌روها به منظور کاهش نگه‌داری حرارت.

دوقلوهای دیجیتالی: استفاده از ابزارهای پیشرفته دیجیتال برای مدل‌سازی و شبیه‌سازی محیط‌های شهری، که امکان برنامه‌ریزی و مدیریت بهتر را فراهم می‌کنند.

 

این رویکردهای ترکیبی می‌توانند منجر به ایجاد مناطق شهری خنک‌تر، سبزتر و مقاوم‌تر در برابر تغییرات آب و هوایی شوند.

جزیره‌های گرمایی شهری (UHIs) مناطقی شهری هستند که در آن‌ها دما بسیار گرمتر از مناطق روستایی اطراف است، به‌ویژه در شب. این پدیده ناشی از ذخیره‌سازی حرارت شهر است که توسط تابش خورشید انرژی خورشید در طول روز و فعالیت‌های انسانی و زیرساخت‌های شهری تولید می‌شود.

به عبارت دیگر، حرارت خورشید در طول روز جذب شده و تنها به آرامی در شب آزاد می‌شود که این امر خنک‌شدن هوا را محدود می‌کند و در نتیجه، در مقابل خنک‌شدن در مناطق روستایی اطراف تضاد ایجاد می‌کند. تفاوت دمای شبانه می‌تواند تا ۱۲ درجه سانتی‌گراد باشد.

 

تاثیرات گرمایش زمین وتغیرات اقلیمی بر ساخت وساز || کشورهای همگام با تغیرات

 

عوامل متعددی منجر به اثر جزیره گرمایی شهری می‌شوند که مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:

کاهش فضاهای سبز و خاک‌های طبیعی: شهرنشینی باعث کاهش پوشش گیاهی در شهرها (درختان، چمن‌ها و غیره) می‌شود و این امر منجر به کاهش سایه و تبخیر و تعریق، فرآیندی که به طور طبیعی هوا را خنک می‌کند، می‌گردد.

تراکم ساختمان‌ها و زیرساخت‌ها: ساختمان‌ها و جاده‌های ساخته شده از بتن یا آسفالت بیشتر از مناطق پوشیده از گیاهان حرارت ذخیره می‌کنند و این امر گرمایش شهری را تشدید می‌کند.

طرح‌ریزی شهری: خیابان‌های باریک و ساختمان‌های بلند «دره‌های شهری» را ایجاد می‌کنند که در آن‌ها هوای گرم کمتر می‌تواند جریان پیدا کند و اثر UHIs را تقویت می‌کند.

حرارت منتشر شده از فعالیت‌های انسانی: ترافیک جاده‌ای، سیستم‌های تهویه مطبوع و فعالیت‌های صنعتی حرارتی تولید می‌کنند که سپس توسط گازهای گلخانه‌ای (مانند دی‌اکسید کربن) که به عنوان یک مانع عمل می‌کنند، به دام می‌افتد.

 اثر ترکیبی همه این عوامل، همراه با گرمایش جهانی و دماهای به‌طور فزاینده‌ای بالا، منجر به توسعه این میکروکلیمای شهری می‌شود.

استراتژی‌های مقابله با اثر جزیره گرمایی شهری:

در پاسخ به این چالش زیست‌محیطی در حال رشد، طیف گسترده‌ای از راه‌حل‌ها برای کاهش اثرات جزایر گرمایی شهری و بهبود تاب‌آوری اقلیمی شهرها ظاهر می‌شوند. این استراتژی‌ها می‌توانند حتی به ایجاد جزایر خنک کمک کنند که در دوره‌های گرما مناطق طبیعی خنک‌تری هستند.

 

بازگرداندن طبیعت به شهر با ایجاد فضاهای سبز بیشتر:

گیاهان و پوشش گیاهی یکی از موثرترین راه‌حل‌ها هستند که به ایجاد جزایر خنک شهری کمک می‌کنند. سبزسازی شهری مزایای زیادی دارد:

درختان: درختان با ایجاد سایه و کاهش دمای هوا از طریق تبخیر و تعریق کمک می‌کنند.

بام‌ها و باغ ‌های عمودی دیوارهای سبز: این زیرساخت‌ها حرارت کمتری جذب کرده و عایق حرارتی ساختمان‌ها را افزایش می‌دهند، که منجر به کاهش نیاز به تهویه مطبوع می‌شود.

پارک‌ها و باغ‌ها:  فضاهای سبز کیفیت زندگی را بهبود می‌بخشند و دمای محلی را کاهش می‌دهند. مطالعات نشان داده‌اند که پارک‌ها می‌توانند دمای محیط اطراف خود را ۲ تا ۳ درجه سانتی‌گراد کاهش دهند و به این ترتیب جزایر خنک شهری ایجاد کنند.

 

راه‌حل‌های گیاهی (که به‌عنوان «راه‌حل‌های سبز» نیز شناخته می‌شوند) اولویت سرمایه‌گذاری برای کاهش گستردگی جزایر گرمایی هستند و در عین حال به تطبیق با تغییرات آب و هوایی کمک می‌کنند. این راه‌حل‌ها مزایای دیگری نیز دارند که فراتر از خنک‌کردن شهرها هستند: ذخیره کربن، نفوذ آب به خاک، بهبود کیفیت هوا، حفظ تنوع زیستی و غیره. با این حال، راه‌حل‌های سبز یا فناوری سبز به‌تنهایی کافی نیستند و باید با استراتژی‌های دیگر پشتیبانی شوند.

استفاده از آب برای خنک کردن مناطق شهری:

راه‌حل‌های مبتنی بر آب («راه‌حل‌های آبی») نیز می‌توانند برای خنک کردن فضاهای شهری استفاده شوند:

آب‌نماها و ویژگی‌های آبی: آب حرارت را جذب کرده و پراکنده می‌کند و به خنک‌تر نگه‌داشتن هوای محیط کمک می‌کند. حضور یک بدنه آبی می‌تواند دمای منطقه اطراف خود را ۱ تا ۳ درجه سانتی‌گراد کاهش دهد.

سیستم‌های خنک‌کننده شهری: سیستم‌های بخارسازی یا خنک‌کننده تبخیری می‌توانند در فضاهای عمومی نصب شوند تا دما را کاهش دهند. این راه‌حل‌ها نه تنها حرارت را کاهش می‌دهند، بلکه فضاهای دلپذیر و جذابی برای ساکنان ایجاد می‌کنند و کیفیت زندگی شهری را بهبود می‌بخشند.

تغییر رفتار شهروندان و مدیریت شهری:

مقابله با جزایر گرمایی همچنین نیازمند تغییر در رفتار و روش‌های ساکنان شهر («راه‌حل‌های نرم») و همچنین اجرای سیاست‌های عمومی برای تشویق آن‌ها است:

 کاهش مصرف انرژی:  مصرف کمتر انرژی منجر به انتشار کمتر حرارت می‌شود. ترویج ساختمان‌ها و زیرساخت‌های شهری کارآمد از نظر انرژی یک عنصر کلیدی است.

کاهش ترافیک جاده‌ای و موتورهای احتراق داخلی: تشویق به حمل‌ونقل نرم  وپایدار (دوچرخه‌سواری، پیاده‌روی و غیره)، پیاده‌روی خیابان‌ها، محدودیت سرعت ترافیک و تشویق به خرید یا اجاره وسایل نقلیه الکتریکی نمونه‌هایی از اقداماتی هستند که می‌توانند به کاهش استفاده از خودروها و در نتیجه حرارت تولید شده توسط موتورهای احتراق داخلی کمک کنند.

آگاهی و آموزش: اطلاع‌رسانی به عموم درباره اقدامات ساده برای کاهش اثرات UHIs: اولویت دادن به حمل‌ونقل عمومی و دوچرخه‌ها، محدود کردن استفاده از تهویه مطبوع، تهویه منازل در شب، بستن پرده‌ها در طول روز و غیره. این‌ها همگی اقداماتی هستند که از افزایش اثرات UHIs جلوگیری می‌کنند و به جمعیت‌ها کمک می‌کنند تا بهتر با موج‌های گرما سازگار شوند. این اقدامات، اگرچه به نظر می‌رسند که کوچک هستند، می‌توانند در مجموع تاثیر زیادی داشته باشند و به کاهش دمای محیط شهری کمک کنند.

طراحی شهری: بازاندیشی توسعه شهرها، محله‌ها و زیرساخت‌های شهری

 

توسعه شهری، چالش‌ها، راه‌کارها || توسعه پایدار شهری،انجام اقدامات پایدار

 

راه‌حل‌های طراحی یا بازطراحی شهری (که به‌عنوان «راه‌حل‌های خاکستری» نیز شناخته می‌شوند) شامل بهبود زیرساخت‌های شهری برای کاهش حرارت ذخیره شده و ترویج خنک‌سازی هوا هستند:

افزایش آلبیدوی سطوح ساختمان‌ها:  سطوح تیره بیشتر از سطوح روشن حرارت جذب می‌کنند. سطوح روشن‌تر آلبیدوی بهتری دارند (توانایی سطوح برای بازتاب نور/حرارت خورشید). بنابراین باید مصالح ساختمانی با بازتابندگی بیشتر، مانند بام‌های سفید یا سطوح جاده‌های روشن‌تر، انتخاب شوند تا جذب حرارت کاهش یابد.

پوشش‌های نفوذپذیر: سطوح نفوذپذیر اجازه می‌دهند که آب نفوذ کرده و اتمسفر را خنک کند (از طریق تبخیر) و در نتیجه اثر حرارت را کاهش می‌دهند. این سطوح همچنین خطر سیل را کاهش می‌دهند.

طراحی شهری:  بازاندیشی در طرح خیابان‌ها و جایگذاری ساختمان‌ها برای ایجاد سایه، به حداکثر رساندن جریان هوا و به حداقل رساندن جذب حرارت.

 

جزیره گرمایی شهری: چگونه یک منطقه را ارزیابی کرده و مناسب‌ترین راه‌حل‌ها را شناسایی کنیم؟

ترکیب منابع داده‌های مختلف و تخصص‌های گوناگون برای تشخیص موثر جزایر گرمایی شهری و شناسایی راه‌حل‌های مناسب ضروری است. این رویکرد جامع امکان درک ویژگی‌های خاص منطقه، پیش‌بینی مناطق در معرض خطر و توسعه استراتژی‌های کاهش مناسب را فراهم می‌کند.

ترکیب داده‌ها و تخصص‌ها برای ارزیابی بهتر منطقه

حمایت از کارشناسان در تطبیق با تغییرات آب و هوایی

برای حمایت از مقامات محلی در تلاش‌هایشان، طیف وسیعی از سازمان‌ها و برنامه‌های ملی و بین‌المللی خدمات تخصصی و حمایت ارائه می‌دهند. به عنوان مثال، در فرانسه، دو سازمان ملی اصلی از مقامات محلی حمایت می‌کنند و ابزارها، مشاوره فنی و حمایت مالی برای پروژه‌های کاهش جزایر گرمایی شهری فراهم می‌کنند: CEREMA و ADEME.

 

بتن هوشمند تحول در ساختمان سازی نوین || ترکیب فناوری ومهندسی ،دوام وعملکرد بهتر سازه ها

 

در سطح اروپایی، چندین سازمان و برنامه به مبارزه با جزایر گرمایی شهری می‌پردازند. در زیر چند نمونه ذکر شده است:

 Horizon Europe:  برنامه تحقیق و نوآوری اتحادیه اروپا پروژه‌هایی را تامین مالی می‌کند که شامل راه‌حل‌هایی برای جزایر گرمایی شهری هستند و بر نوآوری تکنولوژیکی و رویکردهای یکپارچه تمرکز دارند.

برنامه LIFE: این برنامه تامین مالی اتحادیه اروپا از پروژه‌های زیست‌محیطی و اقلیمی، از جمله پروژه‌های کاهش جزایر گرمایی شهری از طریق راه‌حل‌های طبیعی و زیرساخت‌های فناوری سبز حمایت می‌کند.

Climate-ADAPT:  این پلتفرم که توسط آژانس محیط زیست اروپا (EEA) و کمیسیون اروپا مدیریت می‌شود، اطلاعات و ابزارهایی را برای کمک به جوامع در تطبیق با تأثیرات تغییرات آب و هوایی، از جمله اثر جزایر گرمایی شهری، فراهم می‌کند.

URBACT: یک برنامه اروپایی که توسعه شهری پایدار را ترویج می‌دهد. این برنامه پروژه‌ها و شبکه‌های شهرهایی را تامین مالی می‌کند که بهترین روش‌های مقابله با جزایر گرمایی شهری را به اشتراک می‌گذارند.

مرکز پژوهش مشترک (JRC): JRC از طریق ارائه پشتیبانی سیاسی و پژوهش علمی در مدیریت گرمای شدید در شهرها، از جمله استراتژی‌های کاهش جزایر گرمایی شهری، فعالیت می‌کند.

برنامه محیط زیست سازمان ملل متحد (UNEP): از طریق ائتلاف خنک‌کننده پایدار، UNEP از راه‌حل‌های خنک‌کننده پایدار شهری حمایت می‌کند و منابعی مانند "راهنمای خنک‌کننده پایدار شهری" را منتشر کرده است.

سرانجام، برخی از شهرها در برنامه‌های تحقیقاتی، با همکاری دانشگاه‌ها و موسسات پژوهشی، شرکت می‌کنند تا راه‌حل‌های نوآورانه‌ای توسعه داده و بهترین روش‌ها را به نیازهای محلی خود اضافه کنند.

 

شبیه‌سازی، برنامه‌ریزی و اولویت‌بندی اقدامات برای کاهش جزایر گرمایی شهری

دوقلو دیجیتال، به‌عنوان یک نمایش واقعی مجازی از یک منطقه، می‌تواند برای شبیه‌سازی سناریوهای مختلف تغییرات استفاده شود تا مناسب‌ترین سناریو بر اساس اهداف تعریف‌شده شناسایی شود، شاخص‌های سفارشی را برای درک بهتر منطقه و تکامل آن محاسبه کند، و مشارکت و آگاهی چندین ذینفع را ارتقاء دهد. در نتیجه، این یک ابزار تصمیم‌گیری و برنامه‌ریزی ایده‌آل است که دیدگاهی شفاف از پاسخ‌های عملیاتی ممکن فراهم می‌کند.

اجرای راه‌حل‌ها و ارزیابی تأثیر آن‌ها

دوقلو دیجیتال همچنین می‌تواند برای اندازه‌گیری تأثیر برنامه‌های عملیاتی با ردیابی تغییرات دمای شهری پس از اجرای راه‌حل‌ها استفاده شود، بنابراین به مدیریت پروژه‌های تاب‌آوری اقلیمی کمک می‌کند. نتایج می‌توانند از طریق پلتفرم‌های تعاملی با عموم و تصمیم‌گیرندگان به اشتراک گذاشته شوند، شفافیت مقامات محلی و ارتباطات در مورد استراتژی کاهش انتخاب شده و تأثیر آن را بهبود می‌بخشند.

 

ترجمه وگرداوری : ندا خدری