كيف ترتفع درجة حرارة المدن؟ دروس من الحضارات القديمة في تبريد وتدفئة المدن

توسيع غطاء الأشجار والبنية الأساسية الخضراء الأخرى واستخدام مواد التبريد للطرق والأسطح

مع تسجيل درجات الحرارة المرتفعة أرقاما قياسية في مختلف أنحاء العالم، هناك حقيقة غير معروفة تقدم بعض الأمل في تبريد المدن: حتى في أكثر فترات الحرارة الشديدة، فإن بعض كتل المدن لا تشهد أبدا درجات حرارة موجة حر.

كيف يكون هذا ممكنا؟

لقد أدركت الحضارات منذ قرون قوة المدن في تدفئة وتبريد نفسها، فقد دعا مهندسو المدن في روما القديمة إلى تضييق الشوارع لتقليل درجات الحرارة في فترة ما بعد الظهر.

وقد تبين أن الشوارع الضيقة تعمل على تبريد الهواء من خلال الحد من المنطقة المعرضة لأشعة الشمس المباشرة.
العمارة البيضاء في الجزر اليونانية توضح استراتيجية أخرى تم تطبيقها منذ فترة طويلة.

فالجدران والأسقف ذات الألوان الفاتحة يمكن أن تساعد في تبريد المدن من خلال عكس أشعة الشمس الواردة.

وفي المناطق الحارة الرطبة في جنوب الولايات المتحدة، اقترح توماس جيفرسون نهجاً آخر للتبريد: وهو أن تستخدم كل المستوطنات الجديدة نمطاً متشابكاً من الكتل الحضرية التي تغطيها النباتات الكثيفة والمتخللة بين المباني الكثيفة.

ومن شأن هذا أن يعزز التبريد من خلال حركة الهواء الحملية بين المناطق الباردة والدافئة.

وكما استكشف بريان ستون جونيور، أستاذ التخطيط البيئي، معهد جورجيا للتكنولوجيا، في كتابه الأخير “التكيف الجذري: تحويل المدن لمواجهة عالم متغير المناخ”، فإن المدن الحديثة ترفع درجات حرارتها بشكل غير مقصود، مما يخلق ما يعرف بـ “تأثير جزيرة الحرارة الحضرية”.

درجة حرارة المدن

كيف ترتفع درجة حرارة المدن

ترفع المدن درجة حرارتها بأربع طرق رئيسية :

– يقوم المطورون بقطع الأشجار لإفساح المجال للمباني والسيارات. وعندما تختفي مظلات الأشجار، فإن هذا يقلل من التظليل وإطلاق بخار الماء المبرد من الأوراق عن طريق النتح .

– وتعمل عمليات البناء الحضري على تضخيم الحرارة. فالأسفلت والخرسانة ومواد التسقيف الداكنة تمتص الحرارة من الشمس وترفع درجة حرارة البيئة المحيطة بها.

– تتضاعف الطاقة الشمسية الممتصة بسبب كميات كبيرة من الحرارة المهدرة المنبعثة من العمليات الصناعية وعوادم السيارات وأنظمة تكييف الهواء في المباني.

– في مناطق المدينة التي تشغلها المباني الشاهقة، يتم حبس الطاقة الإشعاعية المنبعثة من الشوارع ومواقف السيارات في الأخاديد الخرسانية، مما يؤدي إلى ارتفاع درجات الحرارة.

رفع درجات الحرارة في المناطق الحضرية

وبشكل عام، يمكن لهذه العوامل الأربعة المؤثرة على جزيرة الحرارة الحضرية أن ترفع درجات الحرارة في المناطق الحضرية بمقدار يتراوح بين 10 إلى 20 درجة فهرنهايت (5.6 إلى 11 درجة مئوية) في فترة ما بعد الظهيرة الحارة في الصيف ــ وهو تحول كبير في الطقس مدفوع بالإنسان ويمكن أن يشكل خطرا صحيا خطيرا على أي شخص يفتقر إلى تكييف الهواء.

وبالإضافة إلى تصميم البيئة المبنية، فإن التضاريس الطبيعية للمدينة قد تزيد من تباين درجات الحرارة من حي إلى آخر، على سبيل المثال، تعمل التلال وأنماط الضباب في سان فرانسيسكو على تقسيم أحياء المدينة باستمرار إلى مناطق مناخية متميزة.

كما أن الاستخدام المكثف لأنظمة الري في الساحات في المناخات الحارة والجافة قد يؤدي إلى انخفاض درجات الحرارة في المناطق الحضرية مقارنة بالصحراء المحيطة بها، والتي يشار إليها أحيانًا باسم الجزر الحضرية الباردة.

خطوات بسيطة لتبريد المدن

فهم مدى قدرة المدن على تسخين نفسها يوفر أدوات قوية لتبريدها مع ارتفاع درجة الحرارة الأساسية بسبب الانحباس الحراري العالمي الناجم عن الأنشطة البشرية.

أولاً، من الضروري أن تعمل المدن على خفض انبعاثاتها من الغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي بشكل حاد لوقف تأجيج ظاهرة تغير المناخ على نطاق عالمي.

وعلى مستوى العالم، تشكل المناطق الحضرية، بصناعاتها ومركباتها ومبانيها، أكثر من 70% من انبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي الناجمة عن استخدام الطاقة، كما أن تعداد سكانها ينمو بسرعة.

وحتى التخفيضات المنسقة عالمياً في انبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي سوف تتطلب عقوداً عديدة لإبطاء اتجاهات الاحترار العالمي بشكل ملموس، وبالتالي فإن المدن سوف تظل بحاجة إلى التكيف.

كما يمكن للمدن أن تعمل على إبطاء وتيرة اتجاهات الاحتباس الحراري الناجمة عن ظاهرة الجزر الحرارية الحضرية من خلال اتخاذ خطوات بسيطة في بعض الأحيان.

وتظهر الأبحاث أن الفوائد الصحية المترتبة على الحد من ظاهرة الجزر الحرارية الحضرية قد تكون كبيرة.

تقدير إمكانات التبريد

في مختبر المناخ الحضري التابع لمعهد جورجيا للتكنولوجيا، تعاون بريان ستون جونيور، أستاذ التخطيط البيئي، معهد جورجيا للتكنولوجيا، مع فريقه وحكومات المدن لتقدير إمكانات التبريد التي توفرها إدارة الحرارة الحضرية ــ وهي مجموعة من الاستراتيجيات المصممة لعكس تأثير جزيرة الحرارة الحضرية.

للقيام بذلك، يقوم بقياس الفوائد الصحية المباشرة المترتبة على إجراءات مثل توسيع غطاء الأشجار والبنية الأساسية الخضراء الأخرى واستخدام مواد التبريد للطرق والأسطح.

يُظهر عملهم أن زراعة الأشجار على نصف المساحة المتاحة لدعم مظلة الأشجار – مثل على طول الشوارع، وفي مواقف السيارات وفي الساحات السكنية – يمكن أن يخفض درجات الحرارة بعد الظهر في الصيف بمقدار 5-10 درجات فهرنهايت (2.8-5.6 درجة مئوية)، مما يقلل الوفيات المرتبطة بالحرارة بنسبة 40٪ -50٪ في بعض الأحياء .

وفي اعتراف بهذه الفوائد الكبيرة، حددت مدينة نيويورك هدفاً ونجحت في تحقيقه بزراعة مليون شجرة في مختلف أحيائها الخمسة.

يمكن أن تساعد مواد التسقيف الباردة والأسطح ذات الألوان الفاتحة أيضًا في خفض درجة الحرارة.

إذا ارتديت قميصًا أسودًا في الشمس في يوم حار، فسوف ترتفع درجة حرارتك أكثر مما لو ارتديت قميصًا أبيض.

وبالمثل، فإن مواد البناء ذات الألوان الفاتحة وطلاءات الأسطح والقوباء المنطقية ستعكس المزيد من الحرارة الشمسية الواردة مقارنة بالألوان الداكنة، وتمتص كمية أقل من تلك الحرارة.

إنها فعالة بشكل خاص في حرارة النهار عندما تكون أشعة الشمس أقوى.

وللاستفادة من هذا التأثير المبرد، أصبحت لوس أنجلوس في عام 2013 أول مدينة كبرى تشترط وجود أسطح باردة على جميع المنازل الجديدة.

ماذا يمكن للمدن أن تفعل الآن؟

الاستراتيجيات العدوانية لزيادة الغطاء الشجري الأخضر في المدن، والتحول السريع إلى مواد تسقيف باردة، وحتى استبدال بعض ممرات وقوف السيارات في الشوارع وغيرها من المناطق غير المستغلة بمستنقعات بيولوجية مليئة بالنباتات، يمكن أن تؤدي إلى خفض درجات الحرارة في المناطق الحضرية بشكل كبير.

وبذلك، يمكن أن يزيد ذلك من قدرة المدينة على الصمود في مواجهة ارتفاع درجات الحرارة.

تظهر تقييمات مخاطر الحرارة الحضرية التي أجريناها في العديد من المدن الأمريكية، بما في ذلك أتلانتا؛ ودالاس؛ ولويسفيل بولاية كنتاكي؛ وسان فرانسيسكو، أن الجمع بين استراتيجيات إدارة الحرارة الحضرية يمكن أن يخفض درجات حرارة الأحياء بأكثر من 10 درجات فهرنهايت (5.6 درجة مئوية) في الأيام الحارة ويقلل الوفيات المبكرة المرتبطة بالحرارة بنسبة 20٪ -60٪.
المدينة الأكثر برودة هي مدينة أكثر أمانًا، وهي مدينة تقع ضمن نطاق قدرة المجتمعات المحلية على الإبداع.