Urbane varmeøer | Aflevering | Naturgeografi B

Side 1

[navn fjernet] geografi 19. April 2016

3.c Aflevering Horsens Gymnasium

1

Urbane Varmeøer

1) Forklar hvad en urban varmeø er - hvorfor den opstår - hvilke problemer kan den give?

Store byers klima kan være vanskelige at bestemme. Dette skyldes flere menneskeskabte aktiviteter, der bevirker klimaet i en storby således at bl.a. temperaturen i storbyer ofte er højere, end i de omkringliggende landområder. Betegnelsen for dette er heat island-effekten, og betyder grundlæggende, at et by har en højere temperatur, jo tættere på bymidten man befinder sig. En by påvirket af heat-island effekten, eller en urban varmeø, som det også kaldes, opstår idet at det oprindelige naturlige landskab og vegetation, erstattes af murstensbygninger, store asfalterede områder o.l. Overvægten af hårde byggematerialer resulterer i en by, der er meget modtagelig overfor solens kortbølgede stråler. Bygninger og asfalterede områder absorberer, og derefter transformerer solens kortbølgede stråler til langbølgede varmestråler, hvilke fremstår som varmeenergi.

Ydermere, er motoriseret transport også en kilde til temperaturstigningerne i byerne. Biler generer varme både ved, at motoren omdanner energi fra én form til en anden for at få bilen til at køre, men også ved bilens friktion mod asfalten. Derudover spiller opvarmningen af bygninger, afledning af regnvand samt størrelsen af byens befolkning, også en rolle i afgørelsen af årsager til heat-island effekten.

https://mediacache3.bgflux.com/4f/d2/4f4f-fafc-4c33-99e4-aed95da1155d/urban%20heat%20island.png

På figuren herover, er den relative temperatur mellem opland og større by. Y-aksen angiver temperaturen, og x-aksen angiver byens type. Ud fra figuren kan det bestemmes, at temperaturen er lavets på landet, i forstadsområder og i områder hvor der dyrkes landbrug. Temperaturen er højest i områder med byboligere, og i midtbyer.

Problemet med en urban varmeø er, at det vanskeliggør bestemmelsen af den globale temperatur. Idet at temperaturen varierer betydeligt på relativt lille område, der er placeret indenfor den samme klimazone, vil en måling herfra ikke kunne anses som fuldstændig repræsentativ.

Dertil kan systematiske længerevarende undersøgelser forstyrres, i takt med at byerne udbreder sig, og at målestationerne pludselig er placeret mere centralt i forhold til heat-island effekten, end hvad den oprindeligt var.

Side 2

[navn fjernet] geografi 19. April 2016

3.c Aflevering Horsens Gymnasium

2

Figuren her viser, hvordan byerne breder sig i løbet af en årrække. Stjernen angiver placeringen af målestationen. Inderste firkant angiver byens oprindelige omfang i

1900, anden cirkel angiver byens udbredelse i 1950, og sidste angiver udbredelsen i dag. Det tydeliggøres ud fra denne figur, hvordan målestationen pludselig er mere centralt placeret, end hvad den oprindeligt var.

2) Beskriv hvordan remote sensing kan bruges til analyser af overflade temperatur og NDVI index.

For at bestemme bl.a. vegetationtypen og overfladetemperaturen i et større område kan der gøres brug af remote sensing, hvilket betyder at man vha. satellitbilleder kan tilegne sig information om et objekt, uden at være i fysisk kontakt med det. Ved AHVRR detektorer kan man måle hvor mange af de kortbølgede stråler, synligt lys, og hvor mange langbølgede stråler, eller infrarødt lys, jorden udsender. Herudfra får man data om hvad overfladen temperaturen er i det afmålte område, da de infrarøde stråler angiver temperatur.

I samme omgang kan man også indsamle data om vegetation, der muliggør det at beregne områdets fotosyntetiske ”kapacitet,” altså hvor meget vegetation der findes i området som laver fotosyntese.

Udregningen af dette kaldes udregningen af NDVI indeks, og gøres ved, at man dividerer mængden af reflekteret synligt lys, med mængden af udsendt omdannet infrarødt lys. Hvis det er stor forskel på intensiteten af reflekteret lys og absorberet lys, er det fordi at der er tæt beplantning. Dette skyldes, at en stor mængde af planter resulterer i, at en større mængde af de kortbølgede stråler bliver absorberet i planten og udnyttet til fotosyntese, da planter har friske blande der indeholder klorofyl, hvilket er det stof der absorberer strålerne. Hvis der derimod ikke er så stor en forskel på mængden af reflekteret og absorberet lys, indikerer det, at der her er at gøre med et vegetations-fattigt område, fx en ørken eller græsslette, eller planter der er visne. Visne planter har et meget lavt indhold af klorofyl, da dette findes i grønne blade, og derfor reflekterer planten i stedet nu de kortbølgede stråler, uden at absorbere nær så mange.

NDVI indeks er altså udregnet ved forholdet mellem den udsendte mængde at varmestråler, sat op imod mængden af reflekterede lysstråler, og siger noget om vegetationen i det afmåle område. Ud fra en bestemmelse af vegetation og overfladetemperatur for ét område, har man mulighed for at sætte disse to værdier op i mod hinanden, og dermed identificere en eventuel sammenhæng. Det er sandsynligvis det der er blevet gjort, da man fandt ud af, hvor stor en indflydelse vegetation har, for temperaturen i et område.

3) Analyser figurerne herunder. Er København en urban varmeø?

Ud fra de nedestående figurer kan det bestemmes, at København er en urban varmeø. Ved først at se på overfladetemperaturen i den indre by, og derefter på overfladetemperaturen i oplandet til København, kan man ved sammenligning bestemme, at der er en stor forskel på temperaturene.

https://encrypted-
tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQFtoFjG3ZRXaCoHqApElQxzCwBjxq5HKpgUvyJfi412NPdune7mA

Side 3

[navn fjernet] geografi 19. April 2016

3.c Aflevering Horsens Gymnasium

3

Figuren herover, viser fire billeder af København og oplandet dertil, hvor der ud fra målinger af den infrarøde udstråling fra overfladerne, er blevet markeret temperaturforskellene ved forskellige farver.

Første billede viser temperaturen for området d. 2. juni 2006, efterfulgt at et der viser temperaturen for 18.

juni, herefter 20. juli, og endeligt sidste billeder der viser temperaturen for 22. September. Ud fra disse data fra forskellige datoer i løbet af sommeren 2006, kan man tydeligt se, hvordan overfladetemperaturen varierer i løbet at sommeren, med dens højeste maksværdier d. 18. Juni, og laveste d. 22 september. På trods af variationen af den maksimale temperatur, er det generelle mønster for, hvor temperaturen er højest og lavest, dog det samme på alle billederne. Heriblandt er det fælles, at den højeste temperatur er omkring Københavns midtby, og den laveste er omkring Furesø, der ligger nord for København.

Dette afspejler den føromtalte heat-island effekt, hvor temperaturen stiger, jo tættere man er på bymidten. Temperaturen i indre by er høj, hovedsageligt grundet den tætte bebyggelse og manglen på vegetation i midtbyen, samt det by-orienterede kloaksystem der har til formål hurtigt og effektivt at aflede regnevand væk fra gader og asfalterede områder hurtigt.

På ovenstående figur ses nu sammenhængen mellem vegetation i Københavns og byens opland, og overfladetemperaturen. På kortet til venstre ses der infrarøde målinger af temperaturen, hvor dataene er indikeret ved en farveskala. Den blå farve indikerer lav temperatur, og rød betyder høj.

På samme måde indikeres der på kortet til højre mængden af vegetation, hvor det her er gældende, at

mørk grøn farve indikerer meget vegetation, og hvidere/lysere farve indikerer mindre vegetation.

Mere vegetation ville resultere i, at den varme der absorberes i bygninger og belægning i byen, ville blive absorberet i planter og grønne områder i stedet og på den måde bliver omdannet til energi der bruges på planternes fotosyntese, i stedet for at de vil transformeres om til varmeenergi. Dertil ville vandområder også medvirke til en nedkøling af temperaturen, da energien der udsendes ved solens kortbølgede stråler dermed i stedet bruges på at fordampe vandet. Dette kan bekræftes ud fra figuren her, da de områder med mest vegetation også er de områder der har den laveste temperatur, her eksempelvis områderne vest for Københavns midtby, samt i det sydligste område ud for København.

4) Foreslå ændringer i København der vil mindske varmeø effekten. Begrund ændringerne med de relevante data fra figurerne herunder.

For at mindske varmeø effekten i København, bliver man nødt til at ændre på de ting, der forårsager den.

Da det primært er bygningerne og byens grundlæggende planlægning, der med sine massive mængder at tunge byggematerialer samt store asfalterede områder, forårsager temperaturstigningerne, er det ikke en

Side 4

[navn fjernet] geografi 19. April 2016

3.c Aflevering Horsens Gymnasium

4 økonomisk realistisk mulighed at ændre på dette. I stedet kan man lave nogle tiltag, der kan give solens kortbølgede stråler andre elementer, at bliver absorberet i. Disse elementer kan fx være beplantning. Som der før blev omtalt, er det ved brug af NDVI indeks-analyser, fastlagt, at planter har evnen til at både absorbere og reflektere alle lystes bølgelængder i de stråler som solen udsender. Mere beplantning vil resultere i, at energien i solens stråler vil forårsage en transpiration, hvor H2O bliver evaporeret fra planterne, og på den måde virke som energi til træets udvikling, og ikke tranformeres om til varmeenergi.

Dog skal det være den rigtige form for beplantning, da fx græs ikke har samme effekt som træer, da græs hurtigt udtørres. Derudover har træer også den effekt, at de danner skygge, og på den måde hindre solstrålerne i at blive absorberet af fx asfalt.

Ud over beplantning, vil vandområder også bevirke en mindskelse i temperaturstigningerne i byerne.

Energien fra solens stråler vil herved blive brugt til at fordampe vandet på, og på den måde nedkøle luften.

Selvfølgelig vil mere kollektiv transport og en fjernelse af industrikvarterne fra midtbyen også bevirke en reduktion af temperaturstigningerne, men dette er løsninger der er sværere, da de omfatter menneskers holdninger til transport, bl.a. friheden ved selv at have en bil, og letheden ved ikke at bo langt fra sit arbejde.