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Isole di calore urbane
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e l'influenza del cambiamento della radiazione solare sulla terra
Il crescente sviluppo delle costruzioni,
l'impermeabilizzazione e la scelta dei materiali da costruzione stanno
riscaldando le città.
- Strade ed edifici diventano serbatoi di calore e
assorbono i raggi del sole.
- L'impermeabilizzazione di aree sempre più grandi
inquina il sistema fognario, causa inondazioni e abbassa il livello delle acque
sotterranee.
- La mancanza di capacità evaporativa dell'acqua piovana
scaricata impedisce il raffreddamento.
Il clima urbano è definito come un clima locale
modificato rispetto all'area circostante.
- Lo sviluppo denso, la mancanza di vegetazione e
l'emissione di inquinanti atmosferici e di calore residuo possono portare ad un
aumento delle temperature medie e delle concentrazioni di inquinanti nelle
città, così come ad una diminuzione dell'umidità e della velocità del vento.
- Il clima urbano può causare danni alla salute (aumento
della mortalità e delle malattie) e cambiamenti nella flora e nella fauna.
Il 46% delle aree di insediamento sono sigillate, secondo
l'Agenzia federale dell'ambiente (Umweltbundesamt). Nel 2011, questo
corrispondeva a una superficie di 2.847 km², o 2.084.700 ha. L'aumento è di
circa 100 km²/anno (10.000 ha) o l'area di circa 100 campi sportivi al giorno
(66 ha).
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Le superfici sigillate delle nostre città sono un
gigantesco serbatoio di calore.
Inoltre, la maggior parte dei luoghi manca di vegetazione
per fornire ombra e raffreddare l'aria attraverso l'evaporazione. La
pavimentazione in asfalto o in pietra si riscalda più rapidamente. I materiali
da costruzione utilizzati sono forti accumulatori di calore che rilasciano
lentamente il loro calore durante la notte.
A questo scopo, sviluppiamo e vendiamo strati di
copertura colorati permeabili all'acqua.
L'asfalto nero, ma anche le tegole, ecc. assorbono
i raggi del sole. Mentre la neve fresca riflette i raggi del sole fino al 95%,
le tegole o l'asfalto "nero" riflettono i raggi del sole solo per il
10-18%.
Questo significa che il calore risultante viene assorbito
e le città si riscaldano. La riflessione totale della terra è circa il 30%.
Sviluppiamo e distribuiamo vari prodotti riflettenti
nella costruzione di strade e autostrade per mantenere o superare questo valore
di riflessione totale e compensare le superfici meno riflettenti esistenti.
KlimaPhalt è un sistema che riflette i raggi del
sole, quindi la superficie e gli strati di base sono permeabili all'acqua e gli
strati di base non legati immagazzinano acqua. In estate, quest'acqua viene
rilasciata di nuovo come raffreddamento evaporativo.
Stiamo ancora studiando in che misura questo contrasta il
problema delle particelle. Un effetto collaterale positivo è che gli strati
superficiali riducono il rumore a causa dei pori aperti che assorbono il suono.
Generazione di calore dovuta alla radiazione solare
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Albedometro
Con un albedometro il carico
termico del sole può essere misurato in watt/m². Allo stesso tempo, si misura
la riflessione del materiale in questione. L'albedo si ottiene dividendo la
radiazione solare per la radiazione posteriore.
Si misura in una chiara giornata
estiva:
Radiazione solare: 750 watt/m².
Ri-radiazione dell'asfalto
"nero":
75 watt/m²
75 watt/m² / 750 watt/m² = 0,1
Ciò significa: 75 watt/m² (10%)
vengono riflessi, 675 watt/m² vengono assorbiti (convertiti in calore).
Un asfalto di colore chiaro
rifletterebbe 150 watt/m² in più nello stesso posto e riscalderebbe meno la
superficie. La temperatura della superficie diminuirebbe di 6-7 gradi Celsius.
Il sole è più attivo oggi di quanto lo sia stato per più di 8.000 anni.
Un gruppo internazionale di ricercatori guidato da Sami K. Solanki del Max Planck Institute for Solar System Research ha ricostruito l'attività solare degli ultimi 11.400 anni, fino alla fine dell'ultima era glaciale, analizzando gli isotopi di alberi millenari e del ghiaccio polare.
Come riferiscono gli scienziati tedeschi, finlandesi e svizzeri nella rivista "Nature", bisogna andare indietro di più di 8.000 anni nella storia della terra per trovare un periodo in cui il sole era mediamente attivo come lo è stato negli ultimi 60 anni ("Nature", 28 ottobre 2004). Sulla base dello studio dei precedenti periodi di alta attività solare, i ricercatori prevedono che l'attuale alta attività del sole durerà probabilmente solo pochi decenni.
L'asfalto "nero" riscalda le città
L'asfalto, ma anche il cemento, sono ottimi accumulatori di calore. In una giornata estiva senza nuvole, l'intensità della radiazione sulla superficie terrestre può arrivare fino a 1.000 watt/m². A seconda del luogo e delle condizioni atmosferiche, questa potenza radiante può ammontare a 900-1.200 kilowattora per metro quadrato all'anno in Germania.
L'asfalto "nero" riflette solo il 10% dei raggi solari; il 90% di questa energia viene assorbita e convertita in calore. Questo stress termico fonde l'asfalto e lo danneggia in modo permanente. Si verifica l'erosione.
Un asfalto di colore chiaro può riflettere il 30% dei raggi solari, la temperatura della superficie è più fresca e le strade si riscaldano meno durante il giorno. Questo rende le temperature più piacevoli di notte.