طلاء أسطح مباني المدن باللون الأبيض أو تغطيتها بطبقة عاكسة أكثر فعالية من “الأسطح الخضراء”

مع تغير المناخ، يصبح سكان المدن أكثر عرضة لارتفاع درجات الحرارة، وعادة ما تحبس المدن الحرارة، مما يؤدي إلى تأثير جزيرة الحرارة الحضرية التي يمكن أن تؤدي إلى مزيد من الانزعاج والوفيات للسكان خلال فترات الحر.

أصبح إيجاد طرق للتكيف مع درجات الحرارة المرتفعة أو التخفيف منها أولوية قصوى لمخططي المدن ومصمميها، الذين كانوا يستكشفون أساليب التبريد السلبية مثل الأسطح الباردة والأسطح الخضراء والنباتات الحضرية الموسعة، فضلاً عن الأساليب النشطة للتصميمات الداخلية للمباني مثل تكييف الهواء.

توصلت دراسة جديدة أجراها باحثون من جامعة لندن إلى أن طلاء الأسطح باللون الأبيض أو تغطيتها بطبقة عاكسة قد يكون أكثر فعالية في تبريد المدن مثل لندن من “الأسطح الخضراء” المغطاة بالنباتات أو النباتات على مستوى الشوارع أو الألواح الشمسية.

وعلى العكس من ذلك، وجد الباحثون أن الاستخدام المكثف لمكيفات الهواء من شأنه أن يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة البيئة الخارجية بما يصل إلى درجة مئوية واحدة في وسط المدينة المزدحمة.

قدمت الدراسة رؤى إضافية حول إدارة الحرارة الحضرية من خلال مقارنة شاملة للعديد من إجراءات التخفيف من الحرارة السلبية والنشطة الشائعة.

من خلال عكس الحرارة بدلاً من امتصاصها، تتمتع الأسطح الباردة بفائدة مزدوجة تتمثل ليس فقط في تبريد البيئة الحضرية الخارجية، ولكن أيضًا داخل المباني.

اختبار التأثيرات الحرارية لأنظمة إدارة الحرارة الحضرية السلبية

استخدم البحث، الذي نُشر في مجلة Geophysical Research Letters ، نموذجًا ثلاثي الأبعاد للمناخ الحضري لمنطقة لندن الكبرى لاختبار التأثيرات الحرارية لأنظمة إدارة الحرارة الحضرية السلبية والنشطة المختلفة، بما في ذلك ” الأسطح الباردة ” المطلية، والألواح الشمسية على الأسطح، والأسطح الخضراء، والنباتات الشجرية على مستوى الأرض، وتكييف الهواء خلال اليومين الأكثر سخونة في صيف عام 2018، وهو الأكثر دفئًا على الإطلاق.

تبني الأسطح المبردة

وقد وجدت الدراسة، أنه إذا تم تبني الأسطح المبردة على نطاق واسع في جميع أنحاء المدن، فيمكنها خفض درجات الحرارة الخارجية في جميع أنحاء المدينة، في المتوسط، بنحو 1.2 درجة مئوية، وما يصل إلى درجتين مئويتين في بعض المواقع.

ومن شأن أنظمة أخرى، مثل الغطاء النباتي الواسع على مستوى الشوارع أو الألواح الشمسية، أن توفر تأثير تبريد صافٍ أصغر، حوالي 0.3 درجة مئوية فقط في المتوسط في جميع أنحاء لندن، على الرغم من أنها تقدم فوائد بيئية أخرى.

وبالمثل، في حين توفر الأسطح الخضراء فوائد مثل تصريف المياه وموائل الحياة البرية، فقد وجد أن تأثيرها الصافي على التبريد على المدينة ضئيل في المتوسط.

تاثير سلبي لوحدات تكييف الهواء

تكييف الهواء، الذي ينقل الحرارة من داخل المباني إلى الخارج، من شأنه أن يرفع درجة حرارة البيئة الحضرية الخارجية بنحو 0.15 درجة مئوية للمدينة بشكل عام، ولكن بما يصل إلى درجة مئوية واحدة في وسط لندن المكتظ بالسكان.

ووجد الباحثون أيضًا أن الزيادة في توزيع وحدات تكييف الهواء في نموذجهم يمكن أن تعمل بالكامل بواسطة الألواح الشمسية الكهروضوئية إذا تم تركيبها على نحو مماثل إلى أقصى حد.

ولقياس التأثير الكامل المحتمل لكل طريقة، قام الفريق بإنشاء نموذج لكل طريقة كما لو كانت معتمدة على نطاق واسع قدر الإمكان من الناحية النظرية في المباني السكنية والتجارية والصناعية في جميع أنحاء لندن الكبرى.

فوائد جانبية مهمة مختلفة

وأوضح المؤلف الرئيسي الدكتور أوسكار بروس (من كلية بارتليت للبيئة والطاقة والموارد في جامعة لندن): “لقد قمنا باختبار شامل لأساليب متعددة يمكن لمدن مثل لندن استخدامها للتكيف مع درجات الحرارة المرتفعة والتخفيف منها، ووجدنا أن الأسطح الباردة كانت أفضل طريقة للحفاظ على درجات الحرارة منخفضة خلال أيام الصيف الحارة للغاية، كانت للطرق الأخرى فوائد جانبية مهمة مختلفة، لكن لم يتمكن أي منها من تقليل الحرارة الحضرية الخارجية إلى نفس المستوى تقريبًا”.

ورغم أن تأثير الأسطح الخضراء كان ضئيلاً في المتوسط، فقد وجد الباحثون أن تأثيرها على درجات الحرارة كان متفاوتاً بشكل كبير طوال اليوم.

فخلال أكثر أوقات اليوم دفئاً، قد يؤدي التبني الواسع النطاق للأسطح الخضراء إلى خفض درجات الحرارة في المناطق الحضرية بمعدل 0.5 درجة مئوية، ومع ذلك، فإن هذا قد يعوض بين عشية وضحاها حيث تحتفظ الكتلة الحرارية من الأسطح بالحرارة أثناء النهار، ثم تنطلق عند غروب الشمس وتزيد درجات الحرارة أثناء الليل بنفس المقدار تقريباً.

خفض درجات الحرارة أثناء الليل

تحويل المساحات الخضراء في المدن من العشب إلى غطاء من الأشجار المتساقطة الأوراق من شأنه أن يخفض درجات الحرارة أثناء الليل، ولكن في أفضل الأحوال، قد يكون له تأثيرات صافية مختلطة أثناء النهار.

بالإضافة إلى ذلك، من المرجح أن يؤدي ذلك إلى زيادة كمية بخار الماء في الهواء، مما يزيد فعليًا من رطوبة الهواء وقد يؤثر على الراحة الحرارية للسكان.