Il cemento e l'asfalto che rendono le estati cittadine brutalmente calde potrebbero non essere una brutta cosa durante il gelo invernale.

I ricercatori dell'Università di Princeton hanno scoperto che l'effetto isola di calore urbana - le città sono più calde in estate rispetto alle aree circostanti - aiuta anche a mantenere le città più calde durante il freddo estremo. I risultati hanno implicazioni per gli urbanisti in aree come New York City o Chicago, che subiscono forti sbalzi di temperatura stagionali.

Jiachuan Yang, un ricercatore post-dottorato, ed Elie Bou-Zeid, professore di ingegneria civile e ambientale, ha analizzato le temperature urbane in 12 città degli Stati Uniti nel nord-est e nel Midwest durante un'ondata di freddo del 2014. Hanno scoperto che le aree urbane sono rimaste più calde dei sobborghi e della campagna circostante. La differenza di temperatura è stata maggiore durante l'ondata di freddo, che ha stabilito più di 49 record di bassa temperatura. Le differenze di temperatura sono state anche più pronunciate di notte che durante il giorno.

Le scoperte, riportato nel numero di giugno del Journal of Applied Meteorology and Climatology , potrebbe informare le politiche per le città del nord che cercano di mitigare le temperature estreme e frenare il consumo di energia durante tutto l'anno.

Le isole di calore urbane sono state ampiamente studiate durante le ondate di calore, con analisi recenti che mostrano che gli aumenti della temperatura della città possono arrivare fino a 8 gradi Fahrenheit per le grandi città come New York o Washington. Lo studio di Yang e Bou-Zeid è tra i primi ad esaminare il fenomeno durante le ondate di freddo. Yang ha detto che per alcune aree, i freddi estremi continueranno a rappresentare una sfida anche con il riscaldamento del clima. "Una maggiore mortalità legata alle condizioni meteorologiche in tutto il mondo è attribuita all'esposizione al freddo eccessivo che al caldo eccessivo, ed è improbabile che il riscaldamento globale cambi questa realtà, " Egli ha detto.

I ricercatori hanno combinato i dati sulla temperatura e sull'uso del suolo con simulazioni meteorologiche ad alta risoluzione per studiare l'ondata di freddo del 2014 a Chicago. I risultati hanno suggerito che il calore rilasciato dagli edifici è stato un fattore chiave per il più forte effetto isola di calore osservato durante l'ondata di freddo.

"Quando riscaldi gli edifici, il calore sta per essere rilasciato dagli edifici e uscire nell'ambiente urbano, " disse Yang. In città, i grattacieli creano canyon stradali che intrappolano il calore, mentre nelle zone rurali il calore degli edifici si disperde più rapidamente nell'ambiente circostante. Durante le ondate di freddo, i canyon stradali aiutano le città a ridurre la domanda di riscaldamento e a rendere più tollerabile la vita all'aria aperta, ha detto Yang.

Durante l'ondata di freddo, Yang e Bou-Zeid hanno anche riscontrato una maggiore differenza nella quantità di calore rilasciato di notte in città rispetto alle aree rurali. Le loro simulazioni hanno mostrato che ciò era dovuto alla funzione della batteria termica della città:la capacità del cemento e di altri materiali ingegnerizzati di immagazzinare più calore del suolo, e per scaricare questo calore quando le temperature scendono. Le temperature notturne più fredde sembravano stimolare lo scambio di calore.

Molte città stanno lavorando per mitigare il caldo estivo. Questi includono l'installazione di cool roof, che sono rivestiti con materiali riflettenti la luce; e tetti verdi, che sono ricoperti da piante che riducono la temperatura per raffreddamento evaporativo quando l'umidità viene rilasciata nell'aria. I ricercatori hanno modificato la loro simulazione per testare gli effetti dei cool roof e dei tetti verdi sull'isola di calore urbana durante un'ondata di freddo. Hanno scoperto che i tetti freddi riducono le temperature diurne, mentre i tetti verdi hanno portato a un piccolo aumento delle temperature diurne e a una riduzione leggermente maggiore delle temperature notturne, a causa della minore capacità di accumulo termico dei suoli rispetto ai materiali da costruzione tradizionali.

Dan Li, un assistente professore alla Boston University, ha detto che il lavoro offre lezioni per i progettisti. "Questo lavoro evidenzia il fatto che dobbiamo considerare la variabilità stagionale delle isole di calore urbane e valutare i rischi e i benefici associati in modo completo, " disse Li, che ha condotto ricerche di dottorato e post-dottorato con Bou-Zeid ma non è stato coinvolto nel presente studio.

Sia Chicago che New York City stanno perseguendo ambiziosi piani d'azione per il clima, che includono la promozione di cool roof e green roof per ridurre l'effetto isola di calore urbana. Yang ha detto che resta importante combattere il caldo estivo, ma le città non dovrebbero ignorare i rischi del freddo estremo quando pianificano gli sforzi di mitigazione.

Come possibile soluzione, Il gruppo di Bou-Zeid sta collaborando con l'esperta di materiali Anna Laura Pisello e il suo laboratorio presso l'Università di Perugia in Italia su studi di nuovi materiali da costruzione che cambiano colore che potrebbero alleviare il caldo estivo mantenendo le città più calde in inverno. Yang sta anche applicando i modelli sviluppati in questo studio per esplorare le disposizioni spaziali più efficaci per le strategie di mitigazione delle isole di calore all'interno di una città.