Орошение снизило тепловой стресс в американских городах

Если по соседству с городской территорией находятся орошаемые поля, то максимальная температура воздуха в городе снижается на 0,79 градуса, а минимальная относительная влажность вырастает почти на три процента. Кроме того, снижаются и почти все индексы теплового стресса, в том числе температура влажного шарового термометра, которая учитывает одновременно температуру, влажность, солнечную радиацию и скорость ветра. Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience.

Урбанизация приводит к росту температуры и возникновению городского острова тепла из-за обилия темных слабопроницаемых поверхностей. При этом города нередко соседствуют с сельскохозяйственными землями, над которыми температура, влажность и циркуляция воздуха существенно отличаются от городских. Важный вклад в такие отличия вносит искусственное орошение, которое может неоднозначно сказываться на общем тепловом стрессе: с одной стороны, оно снижает температуру воздуха, с другой стороны, резко поднимает его влажность. Оценить роль орошения в формировании теплового стресса непросто, потому что и площади орошаемых земель, и соседствующие с ними городские поселения зачастую находятся в слишком малых масштабах по сравнению с разрешением сетки глобальных моделей.

Ученые под руководством Тиртханкара Чакраборти (Tirthankar Chakraborty) из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории в Ричленде исследовали как орошение влияет на летний тепловой стресс в городах Северной Америки. Они использовали модель WRF (Weather Research and Forecasting) 3.8.1 с высоким разрешением — четыре километра по горизонтали и 90 метров по вертикали с выделением 64 отдельных слоев. Городские территории были объединены в 1660 кластеров на основании типа поверхности (жилые районы различной плотности, промышленные и транспортные зоны) и интенсивности ночного освещения. Тепловой стресс оценивался с помощью четырех индексов — индекса тепла (Heat Index), индекса температуры и влажности (канадский Humidex), температуры влажного термометра (T_w) и температуры влажного шарового термометра (WBGT).

Оказалось, что орошение снижает поток явного тепла и максимальную температуру в городских кластерах в среднем на 0,79 градуса Цельсия, а также повышает минимальную относительную влажность на 2,72 процента. Сильнее всего охлаждающий эффект проявляется днем и в небольших городских кластерах в засушливых зонах. Ирригация в целом снижает индексы теплового стресса (HI, Humidex и WBGT), но иногда приводит к росту температуры влажного термометра. Авторы отметили, что это говорит о важности тщательного выбора индекса для оценки теплового стресса. WBGT предпочтительнее T_w, потому что учитывает не только температуру и влажность, но также солнечную радиацию и скорость ветра, которые влияют на энергетический баланс человеческого организма.

Если во многих городах США ирригация помогла снизить тепловой стресс, то в Индии к северу от Дели она стала причиной проблем с работой авиации и наземного транспорта. За последние 40 лет в регионе стало на 71 процент больше туманов из-за внедрения зимнего орошения, без которого было бы невозможно собирать второй урожай в году.