Предложен новый механизм формирования суточного цикла городского острова тепла
31 июля 2026 г.
Учёные предложили объяснение механизма формирования суточного цикла интенсивности городского острова тепла. Работа опубликована в Russian Journal of Earth Sciences.
Работу выполнили сотрудники Института геофизики им. Ю. П. Булашевича УрО РАН Д. Ю. Демежко, А. А. Горностаева, Б. Д. Хацкевич и Н. Р. Факаева.
Феномен городского острова тепла (ГОТ) проявляется в более высоких температурах приземного воздуха в городах по сравнению с окружающей сельской местностью. Понимание причин и закономерностей этого эффекта важно для разработки стратегий снижения теплового воздействия и совершенствования городского управления.
Максимальная интенсивность проявления феномена ГОТ наблюдается после захода солнца, а в большинстве городов минимум достигается около полудня. Исследователи изучают причины ГОТ. Так, в качестве основной причины ночного максимума назывались различия в тепловых свойствах городских и сельских поверхностей. Однако моделирование показало, что характер суточного цикла не может быть объяснён только этим фактором.
В новом исследовании учёные предложили возможный механизм формирования суточного цикла ГОТ с учётом различия в фазовых сдвигах хода температур в городе и сельской местности относительно астрономического полудня. Эти различия определяются не тепловыми свойствами среды, в которой происходит теплообмен, а её неоднородностями.
Авторы предполагают, что сдвиг фаз происходит из-за разницы в теплофизической структуре недр в городской и сельской местности. В случае однородной среды максимум температуры на поверхности наблюдается на π/4 позже максимума теплового потока в солнечный полдень. При наличии верхнего слоя, теплопроводимость которого понижена по сравнению с нижележащими слоями, сдвиг фаз будет меньше π/4. Такие условия часто наблюдаются в сельской местности.
Задержка вариаций температуры в городе относительно таковой в сельской местности приводит к еще большему запаздыванию интенсивности ГОТ относительно теплового потока. Предполагается, что это основная причина наблюдаемого характера суточного хода интенсивности ГОТ.
В рамках исследования предложенный механизм был верифицирован с использованием данных, полученных на метеостанциях Екатеринбурга и его окрестностей.
Метки: климат, RJES, ИГФ УрО РАН