Los investigadores destacan en un nuevo estudio las características que hacen que las ciudades sean únicas para comprender cómo las ciudades afectan el clima y dispersan los contaminantes del aire.
En comparación con su entorno, las ciudades pueden estar calientes, lo suficientemente calientes como para influir en el clima. Las actividades industriales, domésticas y relacionadas con el transporte liberan constantemente calor, y después de un día cálido, las superficies de concreto irradian el calor almacenado durante toda la noche.los fenómenos pueden ser lo suficientemente fuertes como para desviar las tormentas eléctricas, pero no se trata solo de la liberación de las ciudades de calor; también se trata de su diseño espacial. Al canalizar vientos y generar turbulencias a cientos de metros en la atmósfera, la presencia y organización de edificios tambiénafectar el clima y la calidad del aire.
En un estudio dirigido por EPFL publicado en el Journal of Boundary Layer Meteorology, los investigadores han demostrado que la forma en que las ciudades están representadas en el clima actual y en los modelos de calidad del aire no captura la verdadera magnitud de algunas características importantes, como la transferencia de energíay calor en la atmósfera inferior. Además, descubrieron que los procesos que los sensores atmosféricos no pueden detectar son esenciales para representar con mayor precisión las ciudades en los modelos climáticos.
revolviendo el aire
Cuando el viento sopla sobre una ciudad, los edificios interactúan con la masa de aire en movimiento, generando turbulencias, al igual que pegar las yemas de los dedos en una corriente forma vórtices visibles en la superficie del agua. Esta turbulencia se extiende hacia la atmósfera y baja por las calles.Como resultado, se transporta más calor, humedad y contaminantes hacia arriba desde el suelo. Al mismo tiempo, se disipa más energía turbulenta del viento entre las calles, los jardines u otros espacios abiertos.
"Lo que mostramos en nuestro trabajo es la importancia de tener en cuenta la variabilidad espacial de las ciudades, las características únicas que hacen que París, París y Londres sean Londres", dice Marco Giometto, el primer autor del estudio. "La mayoría de las representaciones de ciudadesutilizados en modelos meteorológicos se basan en datos obtenidos de mediciones de torres realizadas en una ubicación particular dentro de la ciudad, cuyos modelos actuales se aproximan como un terreno irregular. El transporte de calor, humedad o contaminantes se calcula utilizando relaciones matemáticas.suponga implícitamente que la ciudad es geométricamente regular, lo cual es una suposición estricta ", dice.
Giometto y sus colegas realizaron una serie de simulaciones detalladas del flujo de viento sobre y dentro de un vecindario de la ciudad de Basilea y compararon los resultados con las mediciones de torres de viento recolectadas dentro de la misma área. Al tener en cuenta la variabilidad espacial de calles y edificios enen el mismo vecindario de Basilea pudieron demostrar que, para ciertos parámetros que juegan un papel en el clima local y la dispersión de humo, smog u otros contaminantes, aproximarse a la ciudad como un parche de tierra uniforme puede conducir a errores de hasta un 200 por ciento.
yendo más allá del status quo
"Los modelos meteorológicos obviamente no pueden incluir representaciones detalladas de todas las grandes ciudades", dice Giometto. Las simulaciones de alta resolución requieren tiempo y recursos que no están disponibles para los meteorólogos. En cambio, argumenta, ir más allá del status quo de comparar ciudadesen áreas irregulares requerirá el desarrollo de formas nuevas y más precisas de traducir entornos urbanos específicos a representaciones minimalistas que luego puedan integrarse en un modelo de computadora.
En particular, los hallazgos de Giometto resaltan la importancia de tener en cuenta los términos dispersivos que surgen debido a la heterogeneidad espacial de las ciudades. En las ecuaciones matemáticas que rigen el movimiento del aire, hacen exactamente lo que su nombre indica: dispersan los contaminantes, el calor, humedad o incluso energía. "Puede imaginarlos como mini circulaciones de aire, encerradas entre edificios que transportan aire caliente y contaminado desde el nivel del suelo por un lado y atraen aire más limpio y frío por el otro", dice AndreasChristen, coautor del estudio. Pero a diferencia de la velocidad o dirección del viento, una sola estación meteorológica no puede medir estos términos dispersivos directamente, que es donde entran las simulaciones por computadora.
"Necesitamos simulaciones computacionales precisas del viento sobre las ciudades para estimar términos dispersivos para las direcciones predominantes del viento", dice Giometto. En última instancia, esta información permitirá desarrollar modelos precisos, que beneficiarán a los residentes urbanos. Una mejor comprensión de cómo las ciudadesafectar el aire dentro y por encima de ellos, y mejores herramientas para dar cuenta de estos efectos, no solo contribuirían a mejorar los pronósticos del clima urbano y la evaluación de la propagación de penachos contaminantes y smog en entornos urbanos. En el futuro, también podrían contribuir ahacer que las ciudades sean más eficientes energéticamente y, tal vez un día, un poco menos calurosas
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Ecole Polytechnique Federale de Lausanne EPFL . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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