Инновационное исследование Университета Алабамы в Хантсвилле (UAH) предоставило новые данные об эффекте городского теплового острова (UHI) — явлении, при котором инфраструктура и деятельность человека приводят к тому, что в городских районах наблюдаются заметно более высокие температуры, чем в сельской местности. Директор Центра наук о Земле UAH и государственный климатолог Алабамы доктор Джон Р. Кристи и научный сотрудник доктор Рой Спенсер возглавили исследование «Эффект городского теплового острова в данных о летней температуре поверхности США, 1895–2023 гг.», опубликованное в журнале «Journal of Applied Meteorology and Climatology ». В исследовании также принял участие исследователь UAH Дэнни Брасуэлл . Их инновационный подход позволяет получить важные сведения о том, как урбанизация влияет на температурные тенденции по всей территории Соединенных Штатов, количественно оценивая средний эффект потепления, вызванный городским тепловым островом, связанный с плотностью населения. В этой статье рассматриваются новая методология исследования, основные выводы, последствия для изучения изменения климата и текущие споры вокруг изменений данных о температуре.
Новый подход к количественной оценке эффектов городского острова тепла
Используя миллионы термометрических наблюдений, проведенных по всей территории США в период с 1895 по 2023 год, исследование UAH представляет новый подход к количественной оценке эффекта потепления городского острова тепла. Спенсер и Кристи классифицировали данные по шести классам плотности населения и исследовали 22 исторические эпохи в период с 1880 по 2020 год, чтобы создать структуру, связывающую колебания температуры с плотностью населения. Используя этот метод, исследователи смогли отделить сигнал потепления, вызванный урбанизацией, от других климатических и неклиматических факторов.
Команда UAH обеспечила отсутствие внешних влияний в своем анализе, используя необработанные данные, архивированные NOAA , в отличие от более ранних исследований, в которых часто использовались измененные или гомогенизированные данные о температуре. Исследователи измерили среднюю скорость потепления в зависимости от урбанизации, сравнивая колебания температуры при различной плотности населения. По словам доктора Спенсера, статистические данные о городском потеплении были поразительно постоянны во всех классах плотности населения и исторических периодах. Однако они были несколько слабыми из-за шума, вызванного другими погодными факторами. Эта постоянство демонстрирует, насколько хорошо их подход отражает эффект городского теплового острова в течение длительного периода.
Читайте также: Связь между климатом и температурой: почему важен каждый 1°C
Основные выводы: влияние урбанизации на температурные тенденции
Результаты исследования показывают основные тенденции в том, как урбанизация способствует глобальному потеплению . Корреляция между плотностью населения и темпами потепления является одним из наиболее примечательных выводов. Доктор Спенсер подчеркнул, что начало расширения городов оказывает значительное влияние на местные температуры, и что наиболее быстрое потепление происходит при самой низкой плотности населения. Например, строительство теплосберегающей инфраструктуры, такой как дома и дороги, может привести к значительному повышению температуры в небольшом городе, который переходит из сельской местности в слабоурбанизированный район.
Однако исследование также показало, что эффект городского теплового острова влияет на плато в сильно урбанизированных районах. Поскольку территория уже насыщена элементами, удерживающими тепло, дальнейший рост мало влияет на дальнейшее повышение температуры после того, как город достигает определенной плотности населения. Согласно количественным оценкам исследования, влияние урбанизации составило 8% от общей тенденции потепления в сельских регионах в период с 1895 по 2023 год. Для пригородных и городских районов этот процент резко возрастает до 65%, что говорит о том, что эффект городского теплового острова, а не только глобальное изменение климата, ответственен за значительную часть потепления, зафиксированного в этих местах.
Подчеркивая необходимость учета неклиматических факторов, таких как урбанизация, при оценке температурных тенденций, эти результаты ставят под сомнение миф о том, что все наблюдаемое потепление обусловлено исключительно выбросами парниковых газов . Использование необработанных данных, исключающее искажения, возникающие в результате процедур гомогенизации данных, часто применяемых в официальных температурных отчетах, еще больше повышает легитимность исследования.
Последствия для исследований изменения климата и модификации данных
Исследование UAH имеет широкие последствия для изменения климата, особенно для отчетности и интерпретации температурных тенденций. Официальные температурные записи, которые часто используются в политических дискуссиях и новостных сюжетах, основаны на скорректированных данных, которые были гомогенизированы для учета различий между метеостанциями. Эти поправки подразумевают сравнение температурных тенденций между близлежащими станциями для поиска и исправления точек разрыва в отдельных записях; тем не менее, Спенсер и Кристи утверждают, что этот метод не устраняет эффекты потепления городского острова тепла.
Согласно их исследованию, последствия урбанизации могли существенно испортить текущие официальные модели потепления, тем самым переоценив роль глобального изменения климата в повышении температур в урбанизированных районах. Например, вызванное климатом потепление в мегаполисах может быть значительно ниже, чем сообщается, если эффект UHI составляет 65% тенденции потепления в этих местах. Это несоответствие может повлиять на климатические модели, выбор политики и то, как широкая общественность воспринимает последствия изменения климата в Соединенных Штатах.
Исследование также ставит под сомнение эффективность существующих методов коррекции данных. Эта работа предлагает эмпирическую поддержку давней критики Спенсера, Кристи и других ученых о том, что процедуры гомогенизации неадекватно учитывают влияние UHI. Спор о модификации температурных данных все еще продолжается, поэтому неясно, как эти результаты повлияют на более широкое научное сообщество.
Читайте также: Факты об изменении климата, о которых корпорации не хотят, чтобы вы читали.
Путь вперед: устранение пробелов в интерпретации климатических данных
Растущий интерес к исследованию UAH подчеркивает необходимость усовершенствованных методов для различения климатических и неклиматических сигналов повышения температуры в температурных данных. Результаты подчеркивают, насколько важно включать эффекты потепления городских островов тепла в климатические модели, чтобы гарантировать точные прогнозы будущего потепления. Это исследование подчеркивает необходимость для политиков учитывать местные характеристики, такие как урбанизация, при разработке политики смягчения последствий изменения климата, особенно в быстрорастущих мегаполисах, где эффект UHI наиболее заметен.
Результаты также открывают будущие направления исследований. Международные климатические оценки могут быть улучшены путем применения методологии к регионам за пределами Соединенных Штатов, что может предложить глобальную перспективу эффекта UHI. Кроме того, разработки в области машинного обучения и дистанционного зондирования могут дополнить данные с наземных термометров, чтобы предоставить более полную картину динамики городского потепления.
Подводя итог, можно сказать, что исследование, проведенное Университетом Алабамы в Хантсвилле по эффекту городского острова тепла, представляет собой значительный прогресс в области климатологии. Спенсер и Кристи привлекли внимание к важному элементу, который часто игнорируется в разговорах об изменении климата, измерив роль, которую урбанизация играет в температурных режимах. Их выводы требуют более тонкого подхода к интерпретации температурных записей и ставят под сомнение текущие процедуры модификации данных. Это исследование может привести к более точным оценкам климата, поскольку научное сообщество работает над этими открытиями, гарантируя, что как климатические, так и неклиматические факторы будут в достаточной степени учтены в борьбе с глобальным потеплением.
Читайте также: Стратегии адаптации к изменению климата для прибрежных городов: смягчение рисков и повышение устойчивости
По крайней мере с 1987 года известно, что статистическая корреляция между численностью населения мира и содержанием CO2 в атмосфере почти идеальна...0.998. Из этого следует, что температура в местах концентрации людей будет расти из-за эффекта городского острова тепла, который не зависит от CO2... но усиливает его по мере роста инфраструктуры, требующей энергии для своего питания. Проблема уже не в необходимости документировать это, а в том, что с этим делать, чтобы не нанести ущерб экономике.