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Islas de calor urbanas
Las Causas e Implicaciónes Para México
MC. Nicole Rayalle Salgado
Consultora Independiente, San José el Alto, Querétaro
Con una colaboración de Jennifer Cox, PhD(c)
City University of New York, Graduate Center, New York, NY, USA
5to Congreso Estatal de Educación Ambiental
Para la Sustentabilidad “Cambio Climático”
Centro Educativo Manuel Gómez Morín, Querétaro, Qro.
24 de septiembre, 2008
Islas de calor urbanas, M.C. Nicole Salgado
www.intelligrad.com/Title/Images/12_sweat.gif
Islas de calor urbanas, M.C. Nicole Salgado
Introducción a Islas de
Calor Urbanas (ICUs)
Definición
Causas
Efectos
Estudiando
Técnicas para la
prevención
• Preguntas
•
•
•
•
•
http://science.nasa.gov/newhome/
headlines/images/atlas_atlanta.jpg
Islas de calor urbanas, M.C. Nicole Salgado
Definición de “Islas de calor urbanas (ICUs)”
• Se define como una
temperatura elevada en
una zona urbana, en
comparación a las zonas
adyacentes
• El efecto se puede
encontrar en cualquier
lugar con actividad
humana
• Dependiendo en las
caracteristicas de las zonas
adyacentes, incluso
pueden existir islas urbanas
frías (oasis)
http://asusmart.com/images/UC_figure1.jpgUrban Heat Island in Desert Cities
Islas de calor urbanas, M.C. Nicole Salgado
Causas de ICUs- Directas
•
•
•
•
Las causas de ICUs dependen
en las características
geográficas de la zona y son
directas e indirectas
La quema de combustibles
fósiles es la causa
antropogénica más directa de
las ICUs
En zonas de altas latitudes
(45N o S), calefacción es el
mayor factor causando las ICUs
En zonas de latitudes medios a
bajos, (0-45 N o S) causas
indirectas combinan con las
causas directas para formar
ICUs
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Causas de ICUs: Indirectas
Para predecir los efectos de las
causas indirectas, hay que
comprender la dinámica entre
las fuentes de calor (energía) y
las superficies del planeta:
•Energía, sea en forma de radiación
solar o calor generado de actividad
humana, viene en contacto con las
materiales de la superficie
•Dependiendo de las
características de la superficie
(in/orgánico, húmedo/seco,
rugosa/lisa, entre otros) este calor
puede ser
•absorbido (mantenido)
•transformado
•reflejado
http://www.ruf.rice.edu/~sass/UHI.html
Islas de calor urbanas, M.C. Nicole Salgado
Causas de ICUs: Indirectas
Asi, superficies están en dos
categorías dependiendo de la
manera que influyen las ICUs:
1. Las que guardan, mantienen,
o transmiten calor, calentando el
ambiente alrededor (Superficies
tipos urbanos)
2. Las que transforman,
reflejan, o dispersan calor,
enfriando el ambiente
alrededor. (Superficies tipos
naturales)
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Islas de calor urbanas, M.C. Nicole Salgado
Causas de ICUs: Indirectas
Superficies que guardan,
mantienen, o transmiten calor.
(Tipo Urbano) Ejemplos:
•Calles y Asfalto
•Edificios
•Espacios abiertos sin
vegetación ej. lotes, minas,
estacionamientos, entre otros
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Causas de ICUs: Indirectas
Superficies que transforman o
dispersan calor (tipo natural).
Ejemplos:
•Vegetación (por medio de
fotosíntesis y evapotranspiración,
plantas captan y convierten energía
solar en sus tejidos)
•Cuerpos de Agua (refleja
radiación solar, o, debido a sus
propiedades térmicas, absorben
grandes cantidades de energía)
•Zonas ventosas (el movimiento
de aire dispersa el calor)
http://images.google.com/
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Formación de ICUs
En general, en ciudades, la alta
concentración de superficies tipo
urbano resulta en un
mantenimiento de calor mas
notable que lo de zonas rurales
adyacentes.
Las ICUs se forman cuando se
combina el calor generado por
actividades humanos con el calor
mantenido de las superficies tipos
urbanos
El efecto de ICUs puede generar
diferencias en temperatura entre
sitios urbanos y rurales y/o naturales
hasta docenas de grados Celsius o
Fahrenheit
http://telstar.ote.cmu.edu/environ/m3/s2/graphics/
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Efectos de ICUs
Aunque los efectos de las ICUs se
registren en cualquier mes del año, sus
efectos mas perjudiciales con respeto a
la salud humana se notan en el verano.
•La duración y nivel de calor se
siente más notable que normal
•Las enfermedades respiratorias y las
relacionadas con altos niveles de
calor, especialmente para mayores
de edad y niños, incrementan
•El nivel de ozono dañino aumenta
•La necesidad de riego aumenta
•El riesgo de incendios puede
aumentar
http://www.co.eldorado.ca.us/publichealth/i
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Efectos de ICUs
Por si fuera poco, los mismo efectos
de ICUs van creando mas causas
directas del problema. Por
ejemplo:
En zonas desarrolladas, altas
temperaturas provocan más uso
de acondicionamiento y/o
ventilación
Este hecho requiere el uso de
electricidad, la cual, generada
por la quema de combustible,
es causa directa de ICUs
http://allgreen.com/site/images/s
tories/electricity%20meter.jpg
.http://images.teamsugar.co
m/files/users/1/12981/24_200
7/dog.jpg
www.ferret.com.au/odin/im
ages/163457/Active-AirRentals-provides-Event-airconditioning-163457.jpg
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Estudiando ICUs
Para enfrentar este problema ambiental, hay que entenderlo mejor
Hay dos maneras de estudiar ICUs,
dependiendo de la metodología para
tomar datos de temperatura:
1. Datos colectados con instrumentos
(termometros, etc.), en la capa del dosel,
miden las condiciones meteorológicos entre
techos, arboles, y la tierra
www.wmo.ch/pages/mediacentre/news/arc
hive/images/HEAT_WAVE_072605.jpg
2. Datos generados
por medio de
imagenes térmicas de
la superficie,
capturados por
satélites
http://www.holon.se/folke/images/Globrad1.jpg
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Estudiando ICUs
Datos colectados con
instrumentos en la capa del dosel
tienen la ventaja de ser muy
precisos
La desventaja de esta
metodología es la inabilidad de
generar datos completos para la
zona entera
Datos generado por imagenes
térmicas de satélite son contínuos
y permiten visualizar el extento
espacial de las ICUs
La precisión de estos datos varia
dependiendo en la resolución de
las imagenes. Ej. NOAA AVHRR
(1.1 Km), Landsat (60-120 m),
ATLAS (5-10 m)
Mapa de la ICU
en Ciudad
Nueva York, por
Jennifer Cox,
PhD(c), CUNY,
2006
Fuente: Landsat
Thermal Band,
10:30 am, August
14, 2002
Fuente: Nearinfrared radiation
(Normalized
Differential
Vegetation Index)
10:30 am, August
14, 2002
://upload.wikimedia.org/
wikipedia/en/4/43/Newyo
rk_heat_island.jpg
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Estudiando ICUs
La mayoría de los estudios realizados en
México se basaron en mediciones en la
capa del dosel urbano, aunque un
numero creciente de estudios se llevan a
cabo con imagenes térmicas de satelite
Estos estudios han demonstrado:
•En Ciudad Mexico, las ICUs se forman mas
frecuente en la noche, con una intensidad
maxima de 7.8˚C. Durante todo el año,
hay una diferencia promedia positiva en
temperatura entre la zona urbana y afuera
•Hay evidencias de un aumento de lluvias
debidas a la ICU
•En Mexicali, la ICU se presenta durante la
noche y madrugada, pero forma una isla
urbana fría forma durante el día
http://sedac.ciesin.columbia.edu/ulandsat/
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Preveniendo ICUs
Como podemos prevenir o
disminuir los efectos de las ICUs?
Algunas técnicas para la disminución
de las ICUs, realizadas en zonas
norteñas, son apropriadas para uso
en zonas de latitudes bajos
Estas técnicas tambien pueden
combatir el efecto invernadero
Se encuentran en tres categorías:
•
Uso de energía
•
Planeación Urbana
•
Diseño arquitectónico
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Preveniendo ICUs
1. Uso de energía- Reducir la
descarga de calor de fuentes
antropogénico
Desplazar fuentes de electricidad
generado por la quema de
combustible con fuentes limpios
como solar, eólico, hidro
www.germesonline.com/direct/
dbimage/50242616
/Solar_Water_Heat
er.jpg
Aumentar la eficiencia del uso de
energía en todos sectores
•Industrial
•Comercial
•Doméstico
•Transportación, entre otros
http://blogs.move.com/move-austin/wpcontent/blogs.dir/3/files/2006/11/windpower.jpg
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Preveniendo ICUs
2. Planeación Urbana- Incrementar la
taza de superficies tipo natural en las
zona urbanas
Incluir:
•Tazas mínimas de espacios verdes
•Camellones forestados
•Superficies permeables a la penetración
de agua
•Asfaltos colores alternativos
•Restauración de espacios naturales
www.milliontreesnyc.org/images/photos/press_img_street_trees.jpg
Evitar:
•La destrucción indiscriminada de
vegetación
•Drenar, canalizar, o tapar cuerpos
naturales de agua
http://lh5.ggpht.com/_fN2FIsYCAnM/R73jA2iUMyI/AAAA
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Preveniendo ICUs
3. Diseño arquitectónico- Reducir el
uso de energía, la absorpción de
calor, y aprovechar la radiación
solar
•Calefacción y enfriamiento
natural
•Techos verdes
•Paneles y/o calentadores solares
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www.greenroofs.com/p
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Conclusión
Nos toca a todos- los estudiantes, maestros, academicos, gobierno,
ciudadanos- la tarea de entender, investigar, y prevenir las ICUs- por el bien
de nuestras familias, la naturaleza, y las siguientes generaciones.
Correspondencias a:
[email protected]
Agradecimientos y Literatura
Agradezco el apoyo de las siguientes personas:
•Jennifer Cox, PhD(c), City University of New York
•Lic. Ana Maria Rivera Briseño, SEDESU
•MC. Alejandro Arrellano, SEDESU
•MC. Isidro Reséndiz López, UAQ
•Margarito Reséndiz López
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Basara, Jeffrey et.al (2004) “An Analysis of the Oklahoma City Urban Heat Island.” Oklahoma Climatological Survey, University of Oklahoma.
Cox, Jennifer (2006) “Cooling the Baked Apple” Regional Plan Association
Cox, Jennifer (2004) “Fahrenheit New Jersey” Regional Plan Association
Garcia-Cueto, O.R. et.al (2007) “Detection of the urban heat island in Mexicali, B.C., Mexico and its relationship with land use.” Atmosfera 20(2), 111-131
Gonzalez, Jorge E. et.al (2005) “Urban Heat Islands Developing in Coastal Tropical Cities.” EOS Transactions, American Geophysical Union. 86(42) 397-412
Hinkel, K.M. et.al (2003) “The Urban Heat Island in Winter at Barrow, Alaska.” International Journal of Climatology. 23, 1889-1905
Jauregui, Ernesto (1997) “Heat Island Development in Mexico City.” Elsevier Science Ltd.
Jauregui, E. & Tejeda-Martinez, A. (2004) “Urban Climate Research in Mexico.” International Association for Urban Climate Newsletter, Issue No. 4, (April).
www.urban-climate.org
National Center of Excellence (2008) “Smart Innovations for Urban Climate & Energy.” Arizona State University http://asusmart.com/
National Space and Aeronautics Association (1999) “Atlanta's Urban Heat Alters Weather Patterns”
http://science.nasa.gov/newhome/headlines/images/atlas_atlanta.jpg
Tejeda-Martinez, A. & Jauregui, E. (2004) “Surface Energy Balance Measurements in the Mexico City region: a review.” Atmósfera, 1-23.