Das strukturierte Gitter der New Yorker Straßen hilft den Touristen, sich zurechtzufinden, aber die Reihenfolge kann tatsächlich einen unerwünschten Nebeneffekt haben: Sie macht die Stadt heißer.
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Eine neue Studie in Physical Review Letters legt nahe, dass die ordentlichen Gebäude die drückenden Auswirkungen der städtischen Wärmeinsel verschärfen. Umgekehrt gibt die Anordnung ungeordneterer Städte wie Boston tatsächlich die Wärme ab, die von Gebäuden und Gehsteigen eingefangen werden könnte.
Die Ergebnisse könnten Stadtplanern dabei helfen, städtische Umgebungen zu schaffen, die besser zu unserem sich ändernden Klima und einer Zukunft mit häufigeren und intensiveren Hitzewellen passen, schreibt David L. Chandler in einer Pressemitteilung für MIT News .
Städtische Gebiete können nach Angaben der US Environmental Protection Agency im Durchschnitt bis zu 5, 4 Grad Fahrenheit wärmer sein als die umliegenden, ländlicheren Gebiete. An den besten Sommertagen kann das bedeuten, dass die Dinge nur ein bisschen knuspriger sind. An den schlimmsten Sommertagen werden Hitzewellen gefährlich. Laut einem Bericht von Climate Central aus dem Jahr 2014 sterben in den USA jedes Jahr mehr Menschen an Hitze als an jedem anderen wetterbedingten Ereignis. Einzelne Tage in einzelnen Städten können bis zu 27 Grad Fahrenheit ansteigen. Mehr Wärme bedeutet mehr Luftverschmutzung und mehr Energieverbrauch. Der Klimawandel wird diese Auswirkungen nur noch verstärken.
Daher ist es wichtig zu verstehen, welche Faktoren zum Wärmeinseleffekt beitragen. Forscher wissen seit Jahrzehnten, dass städtische Baumaterialien tagsüber hervorragend Wärme aufnehmen und nachts abgeben können, erklärt Chandler. Das Forscherteam unter der Leitung des leitenden Wissenschaftlers Roland Pellenq vom MIT und des Nationalen Zentrums für wissenschaftliche Forschung nennt ihre Messung von Stadtmustern die "Textur" der Stadt.
Das Team hat ein Konzept aus der klassischen statistischen Physik übernommen, das beschreibt, wie die Atome eines bestimmten Materials von den Kräften anderer Atome beeinflusst werden. Anstelle einer atomaren Anordnung wendeten sie die Idee auf den Abstand zwischen Gebäuden an, um damit die Reihenfolge der Städte auf einer Skala zu beschreiben, die vom Chaos der Flüssigkeiten bis zu geordneten Kristallstrukturen reicht.
Sie analysierten mit ihrem Framework Satellitenbilder von 47 US-Städten und stellten eine einzelne Zahl auf, um die Struktur jeder Stadt zu beschreiben. Die untersuchten Städte reichten von 0, 5 - einer eher "flüssigkeitsähnlichen" Struktur - bis 0, 9 - einer "kristallinen" Struktur. Zum Beispiel ist Los Angeles eine flüssigkeitsähnliche Stadt, während Chicago kristallähnlich ist.
Die Forscher sammelten auch Temperaturdaten von innerhalb und außerhalb der Städte, um die Auswirkung jeder Stadt auf die Hitze zu bestimmen. Anschließend verglichen sie diese Daten mit ihrer Bewertungsskala für Kristalle und stellten fest, dass diese Texturzahl stark mit der Intensität des Wärmeinseleffekts korrespondierte.
Die Welt wird zunehmend urbanisiert - zwischen neuen und der Erweiterung bestehender Städte. Das Modell könnte Stadtplanern helfen, die Anordnung von Gebäuden auf bestimmte Regionen abzustimmen, indem sie entweder die Wärmeinseleffekte minimieren oder sie nutzen. "Wenn Sie einen neuen Abschnitt von Phoenix planen", sagt Pellenq in der Pressemitteilung, "möchten Sie nicht auf ein Raster aufbauen, da es bereits ein sehr heißer Ort ist. Aber irgendwo in Kanada kann ein Bürgermeister nein sagen." Wir werden uns dafür entscheiden, das Gitter zu verwenden, um die Stadt wärmer zu halten. "
Nach Angaben der Vereinten Nationen lebt bereits mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung in Städten. Und Wärmeinseleffekte können sogar diejenigen erreichen, die Tausende von Kilometern entfernt leben, wenn sich die Wetterbedingungen angleichen, berichtete Joseph Stromberg 2013 für Smithsonian.com. Untersuchungen wie diese neueste Studie könnten uns helfen, intelligentere Entscheidungen über die Zukunft zu treffen.
