Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đánh giá các mô hình đảo nhiệt đô thị tiềm năng trong tương lai theo các kịch bản khí hậu, phát triển kinh tế - xã hội và chiến lược quy hoạch không gian
Tóm tắt
Biến đổi khí hậu và phát triển đô thị sẽ làm trầm trọng thêm các hiệu ứng đảo nhiệt đô thị hiện tại. Trong khi hầu hết các nghiên cứu đều ghi nhận tầm quan trọng của việc tăng nhiệt độ theo dự đoán trong việc nâng cao nhiệt độ đô thị, thì ít chú ý đến tác động của những thay đổi trong mô hình đô thị hóa trong tương lai. Tuy nhiên, điều hướng sự phát triển đô thị có thể là một chiến lược hiệu quả để hạn chế hơn nữa sự gia tăng cường độ và sự lan tỏa của hiệu ứng đảo nhiệt đô thị. Chúng tôi mô tả một phương pháp cho phép khám phá tác động của các kịch bản phát triển đô thị lên hiệu ứng đảo nhiệt đô thị. Bài báo này bắt đầu bằng việc phân tích cơ bản về mức độ mạnh của hiệu ứng này ở một khí hậu ôn đới dưới các điều kiện tương đối thuận lợi dựa trên dữ liệu từ các trạm khí tượng nghiệp dư và các quan sát của chính mình. Nó giải thích sự biến đổi địa phương trong nhiệt độ quan sát và định lượng cách mà hiệu ứng đảo nhiệt đô thị có thể phát triển trong 30 năm tới. Sử dụng các mối quan hệ đã thu được, chúng tôi đánh giá những thay đổi tiềm năng trong tương lai dựa trên các kịch bản hiện có về thay đổi khí hậu và kinh tế - xã hội cũng như một mô hình mô phỏng sử dụng đất. Các phép đo của chúng tôi cho khu vực Amsterdam ở Hà Lan cho thấy hiệu ứng đảo nhiệt đô thị gây ra sự chênh lệch nhiệt độ tối đa với vùng nông thôn xung quanh trên 3°C vào những ngày hè ấm áp vừa phải. Các mô phỏng về những thay đổi tiềm năng trong tương lai chỉ ra rằng sự gia tăng nhiệt độ cục bộ mạnh mẽ có khả năng xảy ra do phát triển đô thị. Biến đổi khí hậu, nhìn chung, sẽ có tác động hạn chế đến những thay đổi này. Tuy nhiên, các tác động lớn có thể được mong đợi từ sự kết hợp giữa phát triển đô thị và sự xuất hiện thường xuyên hơn của các hiện tượng khí hậu cực đoan như sóng nhiệt. Do đó, các chiến lược quy hoạch không gian nhằm giảm sự lan rộng của phát triển đô thị sẽ góp phần rất lớn để hạn chế sự gia tăng hơn nữa các giá trị đảo nhiệt đô thị.
Từ khóa
#biến đổi khí hậu #đảo nhiệt đô thị #phát triển đô thị #quy hoạch không gian #nhiệt độ #mô hình mô phỏng sử dụng đấtTài liệu tham khảo
Akbari H, Pomerantz M, Taha H (2001) Cool surfaces and shade trees to reduce energy use and improve air quality in urban areas. Sol Energy 70(3):295–310
Aniello C, Morgan K, Busbey A, Newland L (1995) Mapping micro-urban heat islands using LANDSAT TM and a GIS. Comput Geosci 21(8):965–969
Arnefield AJ (2003) Two decades of urban climate research: a review of turbulence, exchanges of energy and water, and the urban heat island. Int J Climatol 23(1):1–26
Aström DO, Bertil F, Joacim R (2011) Heat wave impact on morbidity and mortality in the elderly population: a review of recent studies. Maturitas 69(2):99–105
Bohnenstengel SI, Evans S, Clarck PA, Belcher SE (2011) Simulations of the London urban heat island. Q J R Meteorol Soc 137(659):1625–1640
Bottyán Z, Unger J (2003) A multiple linear statistical model for estimating the mean maximum urban heat island. Theor Appl Climatol 75(3–4):233–243
Brandsma T, Wolters D (2012) Measurement and statistical modeling of the urban heat island of the city of Utrecht (the Netherlands). J Appl Meteorol Climatol 51(6):1046–1060
Chandler TJ (1962) London’s urban climate. Geogr J 128(3):279–298
CPB, MNP, RPB (2006) Welvaart en Leefomgeving. Een scenariostudie voor Nederland in 2040. Centraal Planbureau, Milieu- en Natuurplanbureau en Ruimtelijk Planbureau, Den Haag
Dekkers JEC, Koomen E, Jacobs-Crisioni CGW, Rijken B (2012) Scenario-based projections of future land use in the Netherlands. VU University, Amsterdam
Döpp S (2011) Kennismontage Hitte en Klimaat in de stad. Climate Proof Cities Consortium TNO, Delft
Giannaros TM, Melas D (2012) Study of the urban heat island in a coastal Mediterranean City: the case study of Thessaloniki, Greece. Atmos Res 118:103–120
Hamilton I, Stocker J, Evans S, Davies M, Carruthers D (2013) The impact of the London Olympic Parkland on the urban heat island. J Build Perform Simul 7(2):119–132
Hart MA, Sailor DJ (2009) Quantifying the influence of land-use and surface characteristics on spatial variability in the urban heat island. Theor Appl Climatol 95(3–4):397–406
Heusinkveld BG, van Hove LWA, Jacobs CMJ, Steeneveld GJ, Elbers JA, Moors EJ, and Holtslag AAM (2010). Use of a mobile platform for assessing urban heat stress in Rotterdam. In: Proceedings of the 7th Conference on Biometeorology, April 12-14, 2010, Berichte des Meteorologischen Instituts der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, vol 20, Freiburg, pp. 433-438
Heusinkveld BG, Steeneveld GJ, van Hove LWA, Jacobs CMJ, Holtslag AAM (2014) Spatial variability of the Rotterdam urban heat island as influenced by urban land use. J Geophys Res 119(2):2012JD019399
Hinkel KM, Nelson FE (2007) Anthropogenic heat island at Barrow, Alaska, during winter: 2001-2005. J Geophys Res 112(D6):D06118
Howard L (1820) The climate of London: deduced from meteorological observations made at different places in the neighbourhood of the metropolis. In Two Volumes, 2 ed. W. Phillips, London
Hoymann J (2010) Spatial allocation of future residential land use in the Elbe River Basin. Environ Plan B 37(5):911–928
IPCC (2000) Emission scenarios. Special Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge
Jusuf SK, Wong NH, Hagen E, Anggoro R, Hong Y (2007) The influence of land use on the urban heat island in Singapore. Habitat Int 31(2):232–242
Kleerekoper L, van Esch M, Salcedo TB (2012) How to make a city climate-proof, addressing the urban heat island effect. Resour Conserv Recycl 64:30–38
Koomen E, Borsboom-van Beurden J (2011) Land-use modeling in planning practice. Springer, Heidelberg
Koomen E, Rietveld P, Bacao F (2009) The third dimension in urban geography: the urban-volume approach. Environ Plan B 36(6):1008–1025
Koomen E, Hilferink M, Borsboom-van Beurden J (2011). In: Koomen E, Borsboom-van Beurden J (eds) Land-use modeling in planning practice. Springer, Dordrecht, pp. 3-21
Kuhlman T, Diogo V, Koomen E (2013) Exploring the potential of reed as a bioenergy crop in the Netherlands. Biomass Bioenerg 55:41–52
Landsberg HE (1981) The urban climate, 28th edn. Academic press, New York
Loonen W, Koomen E (2009) Calibration and validation of the Land Use Scanner allocation algorithms. PBL-report, Netherlands Environmental Assessment Agency, Bilthoven
Mavrogianni A, Davies M, Batty M, Belcher SE, Bohnenstengel SI, Carruthers D, Chalabi Z, Croxford B, Demanuele C, Evans S, Giridharan R, Hacker JN, Hamilton I, Hogg C, Hunt J, Kolokotroni M, Martin C, Milner J, Rajapaksha I, Ridley I, Steadman JP, Stocker J, Wilkinson P, Ye Z (2011) The comfort, energy and health implications of London’s urban heat island. Build Serv Eng Res Technol 32(1):35–52
McFadden D (1978). In: Karlqvist A, Lundqvist L, Snickars F, Weibull JW (eds) Spatial interaction theory and planning models. North Holland Publishers, Amsterdam, pp. 75-96
Montgomery MR (2008) The urban transformation of the developing world. Science 319(5864):761–764
NYSERDA (2006) Mitigating New York City’s heat island with urban forestry, living roofs, and light surfaces. New York City regional heat island initiative final report 06-06. New York state energy research and development authority, New York
Oke TR (1973) City size and the urban heat island. Atmos Environ 7(8):769–779
Oke TR (1981) Canyon geometry and the nocturnal urban heat island: comparison of scale model and field observations. J Climatol 1(3):237–254
Oke TR (1982) The energetic basis of the urban heat island. Q J R Meteorol Soc 108(455):1–24
Oke TR (1984) In: Kirchofer W (ed) Applied climatology. Zürcher Geographische Schriften, Zürich, pp. 19-29
Oke TR (1995) In: Cermak J, Davenport A, Plate E, Viegas D (eds) Wind climate in cities. Springer Netherlands, pp. 81-107
Patz JA, Campbell-Lendrum D, Holloway T, Foley JA (2005) Impact of regional climate change on human health. Nature 438(7066):310–317
Ren C, Spit T, Lenzholzer S, Yim HLS, Heusinkveld B, van Hove B, Chen L, Kupski S, Burghardt R, Katzschner L (2012) Urban climate map system for Dutch spatial planning. Int J Appl Earth Obs 18:207–221
Sailor DJ, Lu L (2004) A top–down methodology for developing diurnal and seasonal anthropogenic heating profiles for urban areas. Atmos Environ 38(17):2737–2748
Solecki WD, Rosenzweig C, Parshall L, Pope G, Clark M, Cox J, Wiencke M (2005) Mitigation of the heat island effect in urban New Jersey. Environ Hazards 6(1):39–49
Steeneveld GJ, Koopmans S, Heusinkveld BG, van Hove LWA, Holtslag AAM (2011) Quantifying urban heat island effects and human comfort for cities of variable size and urban morphology in the Netherlands. J Geophys Res 116(D20):D20129
Steeneveld GJ, Koopmans S, Heusinkveld BG, Theeuwes NE (2014) Refreshing the role of open water surfaces on mitigating the maximum urban heat island effect. Landsc Urban Plan 121:92–96
Svensson MK (2004) Sky view factor analysis—implications for urban air temperature differences. Meteorol Appl 11(3):201–211
Svensson MK, Eliasson I (2002) Diurnal air temperatures in built-up areas in relation to urban planning. Landsc Urban Plan 61(1):37–54
Tarleton LF, Katz RW (1995) Statistical explanation for trends in extreme summer temperatures at Phoenix, Arizona. J Clim 8(6):1704–1708
Te Linde AH, Bubeck P, Dekkers JEC, De Moel H, Aerts JCJH (2011) Future flood risk estimates along the river Rhine. Nat Hazard Earth Syst 11(2):459–473
Todhunter PE, Terjung WH (1990) The response of urban canyon energy budgets to variable synoptic weather types—a simulation approach. Atmos Environ B Urban 24(1):35–42
UN (2005) World Urbanization Prospects: the 2005 revision population database. United Nations (UN) Department of Economic and Social Affairs, Population Division, New York
Van den Hurk B, Klein Tank A, Lenderink G, van Oldenborgh GJ, Katsman C, van den Brink H, Keller F, Bessembinder J, Burgers G, Komen G, Hazeleger W, Drijfhout S, van Ulden A (2006) KNMI Climate Change Scenarios 2006 for the Netherlands. KNMI Scientific Report WR 2006-01. KNMI, De Bilt
Van der Hoeven FD, Wandl A (2013) Amsterwarm. Gebiedstypologie warmte-eiland Amsterdam. TU Delft, Faculty of Architecture, Delft
van Hove LWA, Steeneveld GJ, Jacobs CMJ, Heusinkveld BG, Elbers JA, Moors EJ, Holtslag AAM (2011) Exploring the urban heat island intensity of Dutch cities: assessment based on a literature review, recent meteorological observations and datasets provided by hobby meteorologists. Alterra report 2170, Alterra, Wageningen
Wilby RL (2003) Past and projected trends in London's urban heat island. Weather 58(7):251–260
Wolters D, Bessembinder J, Brandsma T (2011) Inventarisatie urban heat island in Nederlandse steden met automatische waarnemingen door weeramateurs. Rapport in het kader van project “Regiospecifieke klimaatinformatie voot Haaglanden en Regio Rotterdam”. Scientific report; WR 2011-04, KNMI, De Bilt