Le ondate di calore sono tra gli estremi ambientali più mortali e più comuni. Mentre la terra continua a riscaldarsi a causa dell'accumulo di gas serra, le ondate di calore dovrebbero diventare più gravi, in particolare per le città, dove il cemento e la scarsità di alberi creano quello che è noto come l'effetto isola di calore urbana.

Utilizzando un modello climatico globale, un team guidato da ricercatori dell'Università di Princeton ha misurato la gravità dell'interazione delle ondate di calore con le isole di calore urbane, ora e in futuro, in 50 città americane in tre zone climatiche.

In termini di aumento relativo della temperatura, le odierne città orientali e sudorientali sono più gravemente colpite dalle ondate di calore rispetto alle aride e semiaride città occidentali. Ciò è dovuto alla quantità di impenetrabile, superfici in cemento e mancanza di umidità nelle città orientali e sudorientali rispetto ai loro dintorni rurali. In contrasto, ambienti secchi sia rurali che urbani subiscono aumenti di temperatura simili, ed entrambi hanno meno precipitazioni annuali rispetto alle loro controparti orientali e sudorientali.

Però, entro il 2100, questo dovrebbe capovolgersi. Le città aride come Phoenix diventeranno focolai di ondate di calore rispetto ai loro dintorni rurali, mentre le città della costa orientale saranno meno colpite dalle ondate di caldo rispetto alle loro. Questo perché le future città aride rimarranno limitate dall'acqua a causa della mancanza di superfici permeabili nelle città, mentre si prevede che i loro vicini rurali non saranno più "asciutti" a causa delle maggiori precipitazioni. L'uso eccessivo di condizionatori d'aria emette calore anche nelle isole di calore urbane, giocando un ruolo significativo.

I risultati sono legati allo sviluppo urbano-rurale. La disponibilità di acqua di una città, attraverso la pioggia o l'irrigazione, determina i suoi effetti di raffreddamento evaporativo sulla temperatura, che riduce la gravità di un'ondata di calore. In altre parole, le città con più umidità si raffredderanno più rapidamente.

"Dato che il 50 per cento della popolazione mondiale vive attualmente nelle città, e si prevede che tale percentuale aumenterà al 70% entro il 2050, c'è un urgente bisogno di capire come le città e i paesaggi sono influenzati dalle ondate di calore, " disse Lei Zhao, un associato di ricerca post-dottorato presso il Princeton's Program in Science, Tecnologia, e politica ambientale (STEP), che ha sede presso la Woodrow Wilson School of Public and International Affairs. "Il nostro studio spiega perché le città soffrono ancora di più durante gli eventi di caldo estremo e mette in evidenza i rischi di calore che i residenti urbani affrontano ora e nel futuro previsto".

Le scoperte, pubblicato in Lettere di ricerca ambientale , evidenziare l'importanza di strategie e infrastrutture di mitigazione del calore come i tetti verdi, in cui la vegetazione trasferisce l'umidità dalla terra all'atmosfera per evaporazione dell'acqua e traspirazione dalle piante.

Il team di ricerca ha utilizzato un modello climatico globale per misurare le condizioni attuali (dal 1975 al 2004) e gli scenari futuri (dal 2071 al 2100), sia di giorno che di notte. Hanno limitato la loro analisi diurna a tutti i giorni da giugno ad agosto tra le 13:00 e le 15:00, quando le temperature di solito raggiungono il picco. Per preventivi notturni, usavano la mezzanotte, quando le temperature sono più fresche.

Delle 50 città selezionate per lo studio, 21 erano in zone a clima temperato, 14 erano in climi continentali, e 15 erano in climi secchi. Le zone a clima temperato sperimentano tutte e quattro le stagioni con una varietà di temperature durante tutto l'anno. Climi continentali:dove si trova Chicago, per esempio, sono noti per essere relativamente secchi con estati molto calde e inverni molto freddi. I climi secchi e aridi sono generalmente desertici con scarse precipitazioni e ampi sbalzi di temperatura sia giornalieri che stagionali.

I ricercatori si sono concentrati sulle regioni temperate e secche per disegnare i contrasti di umidità tra queste due zone distinte. Hanno misurato i climi continentali perché sperimentano anche un calore mortale, nonostante si trovi in ​​climi più freddi.

Per i rilievi diurni, i ricercatori hanno dimostrato che le città temperate di oggi sono limitate dall'acqua, mentre le loro controparti rurali hanno molta acqua attraverso abbondanti piogge. Perciò, le città nelle zone temperate sperimentano oggi ondate di calore più gravi. Le regioni aride di oggi, sia urbane che rurali, sono entrambe limitate dall'acqua, i ricercatori hanno scoperto, a causa della minore piovosità complessiva.

Entro il 2100, questo si capovolgerà. Si prevede che le precipitazioni aumenteranno complessivamente in entrambi i climi in futuro, ma si prevede che la disponibilità di acqua sarà limitata nelle città aride a causa delle superfici impermeabili. Questo, combinato con un consumo energetico dell'aria condizionata significativamente elevato durante le ondate di calore, contribuisce in modo significativo agli effetti sinergici tra ondate di calore e isole di calore urbane.

Di notte, gli effetti sono coerenti tra le regioni e gli scenari climatici, che riguarda. Le alte temperature notturne potrebbero causare più morti legate alle ondate di calore, poiché gli abitanti delle città non possono trovare sollievo.

In tema di salute, le ondate di calore che colpiscono le città più umide di oggi aumentano il rischio di mortalità del 3,2%. Per le città aride in futuro, il rischio di mortalità aumenta del 2,4 per cento.

"Gli impatti sulla salute sono stati una motivazione chiave per il nostro studio. Gli estremi di calore hanno effetti negativi sulla salute umana e aumentano il rischio di morte in tutte le regioni del mondo, " Ha detto Zhao.

"I nostri risultati sottolineano l'importanza di attuare oggi strategie di mitigazione del calore. Evidenziano anche la necessità di ulteriori studi di questa natura per darci un'idea migliore delle città e dei paesaggi che sono più colpiti ora e anche sotto un ulteriore riscaldamento delle serre, ", ha affermato il co-autore Michael Oppenheimer, l'Albert G. Milbank Professor di Geoscienze e Affari Internazionali e il Princeton Environmental Institute presso la Woodrow Wilson School e il Dipartimento di Geoscienze di Princeton.

La carta, "Interazioni tra isole di calore urbane e ondate di calore, " apparso per la prima volta online come manoscritto accettato il 6 dicembre, 2017, in Lettere di ricerca ambientale .