Cinturón verde en Teherán, Irán. Por Kamyar Adl – flickr.com, CC BY 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=30646428
La cobertura rural que rodea una ciudad tiene el potencial de reducir el efecto de “isla de calor urbana” (UHI – urban heat island) y enfriar el centro de la ciudad en más de 0,5 °C, según muestra una nueva investigación.
Si bien las olas de calor en todo el mundo son cada vez más frecuentes e intensas debido al calentamiento provocado por los seres humanos, son aún más severas en las ciudades por el efecto UHI, que atrapa el calor en las áreas urbanas y las mantiene más cálidas que sus alrededores rurales.
El estudio, publicado en Nature Cities , analiza 20 años de datos de 30 ciudades de China y descubre que un anillo de tierra rural alrededor de una ciudad puede reducir la temperatura urbana. Un anillo de amortiguación que tenga al menos la mitad del ancho de la ciudad puede tener el mayor efecto de enfriamiento.
Para optimizar la cobertura del suelo y reducir la intensidad del UHI, los autores recomiendan “unir parcelas de tierra rural, plantar más bosques alrededor de una ciudad y tener menos lagos pero de mayor tamaño”.
Los trabajos anteriores para mitigar el efecto UHI se han centrado principalmente “en estrategias que buscan soluciones dentro de los límites de la ciudad”, afirma el estudio.
Sin embargo, un coautor le dice a Carbon Brief que, como el suelo urbano suele ser limitado, los hallazgos muestran que realizar cambios en el uso del suelo “fuera de una ciudad puede hacer una gran diferencia en las temperaturas en el centro”.
De interés: El calor extremo ya afecta a casi dos mil millones de residentes urbanos en todo el mundo.
Cúpula térmica urbana
Las temperaturas en las ciudades son sistemáticamente más altas que en las zonas rurales circundantes debido a las propiedades de retención de calor de la infraestructura urbana. Los edificios muy juntos, las superficies que absorben el calor, como el hormigón, y la actividad humana, como el tráfico, contribuyen al efecto de isla de calor urbana (ICU).
La diferencia específica entre la ciudad, más cálida, y el campo, más frío, se conoce como “intensidad” del UHI. En Londres, en verano, las estimaciones sugieren que la temperatura dentro de la ciudad es, de media, 5 °C más alta que en las zonas rurales circundantes por la noche y 3 °C más durante el día.
En comparación, los paisajes naturales, como los árboles o los cuerpos de agua, pueden reducir las temperaturas circundantes mediante la sombra y la evaporación del agua. Agregar más espacios verdes dentro de una ciudad puede ayudar a enfriarla, pero las investigaciones muestran que los efectos son generalmente limitados sin una cobertura significativa y bien distribuida.
El profesor Shi-Jie Cao , director del Centro para el Entorno Construido Sostenible de la Escuela de Arquitectura de la Universidad del Sudeste de China y profesor visitante del Centro Global para la Investigación del Aire Limpio (GCARE) de la Universidad de Surrey , es coautor del nuevo estudio. Según explica a Carbon Brief, “el suelo urbano es precioso y limitado” para las estrategias de mitigación del calor en las ciudades. Continúa:
“Este estudio presenta la primera cuantificación integral de cómo la cobertura del suelo rural mitiga el UHI y abre nuevas vías para abordar las catástrofes urbanas de alta temperatura”.
Las temperaturas más altas en las ciudades conducen a la formación de una “cúpula de calor”, aproximadamente el doble del tamaño del límite de la ciudad, dice el estudio.
El diagrama que figura a continuación muestra cómo circulan a través de la cúpula el aire más caliente (rojo) y el más frío (azul). Las brisas más frías provenientes de las zonas rurales vecinas de la ciudad soplan hacia el centro urbano, intercambiando calor dentro de la cúpula.
Las UHI también exacerban el efecto de las olas de calor, que son cada vez más probables y más severas debido al cambio climático, lo que aumenta la vulnerabilidad de los más de 4.500 millones de personas que viven en regiones urbanas en todo el mundo.
La Dra. Eunice Lo , investigadora del cambio climático, las condiciones meteorológicas extremas y la salud humana en la Universidad de Bristol, explicó en una publicación invitada de Carbon Brief 2020 :
“Los habitantes urbanos pueden ser más susceptibles a enfermedades y muertes relacionadas con el calor en veranos calurosos debido al efecto UHI”.
Anillo verde de enfriamiento
La vegetación suele ser escasa en las ciudades y suele ser más abundante lejos del centro. El estudio investiga cómo la ubicación y el tipo de cobertura del suelo rural afectan la temperatura dentro de la ciudad.
Los investigadores modelan la tierra dentro del domo de calor con anillos concéntricos, investigando las relaciones entre la cobertura terrestre y la temperatura en diferentes zonas.
Utilizando imágenes satelitales de 30 ciudades importantes de China, los autores clasifican la cobertura del suelo rural en cuatro tipos representados por colores en el área rural a continuación: bosque (verde), tierras de cultivo (amarillo), masa de agua (azul) y superficie impermeable (marrón).
Al cambiar variables como el tamaño, la diversidad y la fragmentación de los diferentes tipos de cobertura terrestre en simulaciones por computadora del entorno, el estudio evalúa qué variables tienen los mayores efectos en la intensidad del UHI y en qué medida pueden reducir la temperatura.
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Los autores dividen el paisaje en “parches”, es decir, áreas de tierra que difieren de sus alrededores. El tamaño y la fragmentación de los parches son “factores fundamentales”, cada uno con el potencial de reducir individualmente las temperaturas de la ciudad en 0,5 °C, según el estudio, que señala que los parches de tierra rural más grandes y menos fragmentados producen un mayor efecto de enfriamiento.
Cao explica a Carbon Brief que, en teoría, este resultado significa que, al optimizar ambos factores, la UHI podría reducirse hasta en 1 °C. Sin embargo, afirma que el análisis no tiene en cuenta “ligeras superposiciones en los efectos de mitigación de la isla de calor entre diferentes parámetros del paisaje”.
Los autores también analizan cómo la cobertura del suelo a diferentes distancias del límite urbano afecta la intensidad del UHI. Observan que los mejores efectos de enfriamiento provienen del anillo rural “dentro de un radio de 10 a 15 km desde el límite urbano”. Esta zona se encuentra dentro de la cúpula térmica, lo que significa que el flujo de aire y el intercambio de calor son más efectivos a estas distancias.
Las tierras rurales dentro de este rango pueden “contribuir a una reducción de hasta el 30% de la intensidad del UHI”, y el enfriamiento más significativo se siente en el centro de la ciudad, según el estudio.
Para alcanzar estos niveles de reducción, se necesita una “regulación sinérgica” que coordine las mejores prácticas para múltiples factores de gestión de la tierra, explica Cao a Carbon Brief. Al explicar las recomendaciones del documento sobre cómo gestionar eficazmente la zona de amortiguación rural, dijo en un comunicado de prensa :
“Descubrimos que el sobrecalentamiento urbano se mitigaba más uniendo parcelas de tierra rural, plantando más bosques dispersos alrededor de una ciudad y teniendo menos lagos de mayor tamaño en lugar de muchos pequeños cuerpos de agua”.
Relevancia global
El estudio se centra en ciudades de China que superan los 200 kilómetros cuadrados y tienen un único centro, por lo que podrían categorizarse más fácilmente en anillos concéntricos según la densidad de población urbana.
Si bien la mayoría de las ciudades seleccionadas, incluidas Shanghai, Wuhan y Chengdu, experimentan una zona climática monzónica subtropical, el documento sugiere que “la mayoría de las estrategias de mitigación identificadas en China son transferibles a diferentes zonas climáticas”.
En consecuencia, los investigadores afirman que los hallazgos tienen “una generalización y aplicabilidad relativamente alta en diferentes ciudades”, pero advierten que las investigaciones futuras deberían investigar ciudades de “diferentes formas, niveles de desarrollo, ubicaciones geográficas y condiciones climáticas”.
La doctora Chloe Brimicombe , investigadora de la ciencia climática y el calor extremo en la Universidad de Graz (Austria) y profesora visitante del Instituto de Investigación Grantham de la LSE , que no está afiliada a la investigación, afirma que el estudio podría mejorarse «ajustándolo con más cuidado al clima de cada ciudad». Y añade:
“Pequeñas diferencias de altitud o proximidad a la costa pueden influir en el efecto UHI. Además, las ciudades tienen diseños diferentes; si se reprodujera un estudio de este tipo para Europa, esto también podría tenerse en cuenta”.
Las temperaturas están aumentando en todo el mundo y es muy probable que 2024 sea el año más cálido registrado . El coautor del estudio, el profesor Prashant Kumar , director fundador del GCARE de la Universidad de Surrey y codirector del Instituto de Sostenibilidad de Surrey , añade en el comunicado de prensa :
“Esperamos que los planificadores y los gobiernos puedan utilizar nuestros hallazgos para ayudar a las comunidades urbanas a ser más resilientes frente al aumento de las temperaturas globales. Nuestros hallazgos muestran que, si queremos enfriar nuestras ciudades, necesitamos un enfoque conjunto entre la planificación urbana y rural”.
Yang, M. et al. (2024) Mitigación de la isla de calor urbana a través de la cobertura de tierras rurales vecinas, Nature Cities, doi:10.1038/s44284-024-00091-z
Autor: Ada Carpenter, publicado originalmente en Carbon Brief
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