אי חום עירוני – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף

בשורה

גרסה מ־17:32, 24 בפברואר 2024

אי חום עירוני היא תופעה אקלימית שבה העיר משפיעה על האקלים וגורמת להבדל ניכר בין אקלים העיר לבין אקלים השטח הפתוח שסביבה.

בניית עיר ושטחים בנויים גורמת לשינוי קיצוני בתכסית פני השטח. השינויים כוללים עקירת צמחייה, יצירת כיסוי אבן ואספלט, צמצום הקרקע החשופה, ובניית מכשולים טופוגרפיים. לכך נוספת הפעילות האנושית בעיר, שגורמת לפליטה מוגברת של גזי חממה. שינויים אלה גורמים ליצירת תנאי מיקרו-אקלים עצמאיים, השונים מתנאי האקלים בשטחים הפתוחים הסובבים את העיר. התופעה מתבטאת בדרך כלל בעלייה בטמפרטורות העיר וביצירת אזור חם מעליה.

השכבה שבה התופעה מורגשת ביותר היא שכבת החלל האורבני, שכבת האוויר הכלואה בין קו הקרקע לקו גגות הבתים. מעל שכבה זו קיימת שכבה אטמוספירית עירונית חמה נוספת, החמה פחות מהחלל האורבני.

תופעה זו התקיימה, ככל הנראה, כבר מראשית הופעתה של תופעת העיור, אולם לאחר המהפכה התעשייתית והתפשטות תהליכי העיור הואצה התופעה, והפכה לגורם משמעותי בתהליכי שינויי האקלים העוברים על כדור הארץ. תופעה זו יוצרת שינוי מיקרו-אקלימי בעיר, אך יש לה גם השלכות ברמה הגלובלית על התחממות כדור הארץ, כי למעלה ממחצית מאוכלוסיית כדור הארץ היא אוכלוסייה עירונית, ושטחים פתוחים רבים הופכים לשטחים עירוניים.

גורמים לתופעה

הבדלי האקלים בין העיר לסביבתה נגרמים בשל ההבדלים שבין חומרי הבנייה הבונים את העיר לחומרים המרכיבים את השטחים הפתוחים שמסביב לעיר, המבנה הטופוגרפי של העיר, מקורות ייצור חום בעיר, מערכת סילוק המשקעים העירונית, וזיהום האוויר בעיר.

הגורם העיקרי להתפתחות אי החום העירוני הוא המבנה התלת-ממדי של העיר, אותו ניתן לבטא באמצעות מדד גיאומטרי פשוט: היחס בין הגובה הממוצע של הבניינים משני צידי רחוב (H) לבין רוחב הרחוב (W). ככל שערכו של מדד זה גדול יותר, כך צפויה להיות העצמה המרבית של אי החום העירוני גדולה יותר^[1].

תכסית העיר בנויה בעיקר מחומרי בטון ומאספלט. חומרים אלה בולעים אנרגיה רבה בזמן קצר בהשוואה למרבית סוגי הקרקע וכיסויי הצמחייה שבשטחים הפתוחים שמחוץ לעיר. לפיכך נאגרת כמות חום רבה בתוך העיר בשעות היום.

העיר בנויה במבנה טופוגרפי מגוון. בעוד שבשטח הפתוח רוב קרינת השמש חוזרת או נפלטת לאטמוספירה, בעיר היא חוזרת או נפלטת למבנים אחרים, וחלק ממנה נבלע והופך לחום, כך שהחום נכלא בעיר ("אפקט הקניון").

המבנה הטופוגרפי המגוון של העיר גורם גם להגדלת שטח הפנים של העיר, ולכן קרינה קצרת גל הפוגעת בעיר נבלעת על פני שטח גדול יותר מאשר בשטח הפתוח. השפעה נוספת של המבנה הטופוגרפי המגוון היא בהחלשות מהירות הרוח. בעקבות זאת נחלשת הסעת החום מהעיר אל השטח הפתוח שמסביב לעיר ומואטת התקררות העיר.

גורם אחר לאי החום העירוני הם מערכות פינוי המשקעים הפועלות בעיר. המשקעים שיורדים בשטח פתוח מרטיבים את הקרקע, וכך נוצרת רטיבות ונגר עילי. אנרגיה רבה מושקעת בייבוש הקרקע ובאידוי המשקעים והשלוליות ששארו בנגר העילי. אנרגיה זו מושקעת בסילוק המשקעים ונגרעת מהאנרגיה המושקעת בייצור חום. לעומת זאת, כשיורדים משקעים בשטחים בנויים, המים והשלוליות מנוקזים במהירות לתעלות ניקוז. לכן שטחים בנויים מתייבשים מהר ביחס לשטחים פתוחים, מעט אנרגיית שמש מושקעת באידוי, ורוב האנרגיה מושקעת בייצור חום.

גם לפעילות האנושית יש תפקיד מרכזי בייצור חום. העיר מכילה מקורות רבים המייצרים חום, כמו תחנות כוח, מפעלי תעשייה, כלי רכב ומערכות תחבורה, מערכות הסקה וקירור (שיוצרות חום חיצוני), תאורת רחובות ושלטי תאורה. כל אלה פולטים חום רב. מלבד פליטת חום, הפעילות האנושית גורמת גם לזיהום אוויר. החלקיקים והגזים שנפלטים מכלי הרכב, מפעלי התעשייה ומהמזגנים משנים את הרכב שכבות האוויר שמעל העיר. שינוי זה גורם מצד אחד להפחתת הקרינה הישירה שמגיעה לפני השטח, אך מנגד מגביר את הפיזור בעיר של הקרינה החוזרת ושל הקרינה הנפלטת. התוצאה היא התחממות והיווצרות "אפקט חממה" ברחובות העיר.

עוצמת התופעה

עוצמתו של אי החום תלויה בגורמים רבים, כמו מצב סינופטי נקודתי (עוצמתו תהיה גבוהה במצב סינופטי יציב), עוצמת ומשטר הרוחות (רוחות חזקות ימתנו את התופעה), טופוגרפיה, צפיפות וגובה הבנייה, תפרוסת שימושי הקרקע בעיר. העוצמה המרבית של אי חום בעיר נתונה תתקיים בדרך כלל בלילות בהירים ללא עננים וללא רוח^[2].

עוצמת אי החום העירוני משתנה במשך שעות היממה. לרוב הפער בטמפרטורות בין העיר לסביבה מגיע לשיא בשעות הלילה. בשעות החשכה התכסית מסביב לעיר מתקררת מהר יחסית, בעוד שהתקררות השטח העירוני איטית יחסית. בעיר נפלט חום רב שנאגר בשעות היום (מכבישים וממבנים), נמשכת השפעת אפקט הקניון, ונמשכת פליטת החום מכלי רכב וממערכות הסקה וקירור.

לעיתים גם משתנים מוקדי הפצת החום בשעות היממה. כך למשל אזורי תעשייה ומוקדי תחבורה (כמו תחנות מרכזיות) מאופיינים בפעילות רבה בשעות היום, ולכן משמשים כמוקדים לפליטת חום ומזהמים. לעומת זאת, בשעות הלילה רמת הפעילות פוחתת מאוד, ולכן לעיתים הם דווקא קרים ביחס לאזורים אחרים בעיר, הפעילים ומוארים בשעות הלילה (כמו אזורי בילוי ושכונות המגורים).

הערות שוליים

^ T. R. Oke, The energetic basis of the urban heat island, Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 108, 1982-01, עמ' 1–24 doi: 10.1002/qj.49710845502
^ T. R. Oke, Boundary Layer Climates, 2, London: Routledge, 1987-12-17, ISBN 978-0-203-40721-9

ראו גם

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא אי חום עירוני בוויקישיתוף

צמצום פליטות פחמן דו-חמצני באמצעות צמצום אי החום העירוני בשלב התכנון המוקדם, אקולוגיה וסביבה, נובמבר 2022
אי החום העירוני - גורמים, השלכות ופתרונות(הקישור אינו פעיל)
אי חום עירוני (אורכב 29.01.2011 בארכיון Wayback Machine), באתר ד"ר יאנג
אי חום עירוני, באתר אקו-ויקי

[1] T. R. Oke, The energetic basis of the urban heat island, Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 108, 1982-01, עמ' 1–24 doi: 10.1002/qj.49710845502

[2] T. R. Oke, Boundary Layer Climates, 2, London: Routledge, 1987-12-17, ISBN 978-0-203-40721-9

[1]

[2]

@@ שורה 1: / שורה 1: @@
-[[קובץ:Atlanta thermal.jpg|שמאל|ממוזער|300px|תמונה של [[אטלנטה]], [[ג'ורג'יה]] הממחישה את תפרוסת הטמפרטורות. כחול מצביע על טמפרטורות נמוכות, אדום - גבוהות יותר, ואזורים חמים מופיעים בלבן.]]
+[[קובץ:Atlanta thermal.jpg|שמאל|ממוזער|300px|תמונה של [[אטלנטה]], [[ג'ורג'יה]] הממחישה את תפרוסת הטמפרטורות. כחול מצביע על טמפרטורות נמוכות, אדום - גבוהות יותר, ואזורים חמים מופיעים בלבן.]]{{בעבודה}}
 '''אי חום עירוני''' היא תופעה [[אקלים|אקלימית]] שבה ה[[עיר]] משפיעה על האקלים וגורמת להבדל ניכר בין אקלים העיר לבין אקלים השטח הפתוח שסביבה.
@@ שורה 11: / שורה 11: @@
 [[קובץ:Newyork heat island.jpg|שמאל|ממוזער|220px|מפה תרמית (עליון) ומפת צמחייה של [[ניו יורק]]. ניתן לראות מתאם בין גושי הצמחייה לאזורים הקרים של העיר]]
 הבדלי האקלים בין העיר לסביבתה נגרמים בשל ההבדלים שבין חומרי הבנייה הבונים את העיר לחומרים המרכיבים את השטחים הפתוחים שמסביב לעיר, המבנה הטופוגרפי של העיר, מקורות ייצור חום בעיר, מערכת סילוק ה[[משקעים]] העירונית, ו[[זיהום אוויר|זיהום האוויר]] בעיר.
+הגורם העיקרי להתפתחות אי החום העירוני הוא המבנה התלת-ממדי של העיר, אותו ניתן לבטא באמצעות מדד גיאומטרי פשוט: היחס בין הגובה הממוצע של הבניינים משני צידי רחוב (H) לבין רוחב הרחוב (W). ככל שערכו של מדד זה גדול יותר, כך צפויה להיות העצמה המרבית של אי החום העירוני גדולה יותר<ref>{{צ-מאמר|מחבר=T. R. Oke|שם=The energetic basis of the urban heat island|כתב עת=Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society|כרך=108|שנת הוצאה=1982-01|עמ=1–24|doi=10.1002/qj.49710845502|קישור=https://rmets.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/qj.49710845502}}</ref>.
 תכסית העיר בנויה בעיקר מחומרי בטון ומאספלט. חומרים אלה בולעים [[אנרגיה]] רבה בזמן קצר בהשוואה למרבית סוגי הקרקע וכיסויי הצמחייה שבשטחים הפתוחים שמחוץ לעיר. לפיכך נאגרת כמות [[חום (פיזיקה)|חום]] רבה בתוך העיר בשעות היום.
@@ שורה 16: / שורה 18: @@
 העיר בנויה במבנה טופוגרפי מגוון. בעוד שבשטח הפתוח רוב [[קרינת השמש]] חוזרת או נפלטת ל[[אטמוספירה]], בעיר היא חוזרת או נפלטת למבנים אחרים, וחלק ממנה נבלע והופך לחום, כך שהחום נכלא בעיר ("'''אפקט  הקניון'''").
-המבנה הטופוגרפי המגוון של העיר גורם גם להגדלת [[שטח פנים|שטח הפנים]] של העיר, ולכן כמות גדולה יותר של קרינה קצרת גל פוגעת בעיר מאשר בשטח הפתוח. השפעה נוספת של המבנה הטופוגרפי המגוון היא בהחלשות מהירות ה[[רוח]]. בעקבות זאת נחלשת הסעת החום מהעיר אל השטח הפתוח שמסביב לעיר ומואטת התקררות העיר.
+המבנה הטופוגרפי המגוון של העיר גורם גם להגדלת [[שטח פנים|שטח הפנים]] של העיר, ולכן קרינה קצרת גל הפוגעת בעיר נבלעת על פני שטח גדול יותר מאשר בשטח הפתוח. השפעה נוספת של המבנה הטופוגרפי המגוון היא בהחלשות מהירות ה[[רוח]]. בעקבות זאת נחלשת הסעת החום מהעיר אל השטח הפתוח שמסביב לעיר ומואטת התקררות העיר.
 גורם אחר לאי החום העירוני הם מערכות פינוי ה[[משקעים]] הפועלות בעיר. המשקעים שיורדים בשטח פתוח מרטיבים את הקרקע, וכך נוצרת רטיבות ו[[נגר  עילי]]. אנרגיה רבה מושקעת בייבוש הקרקע וב[[אידוי]] המשקעים וה[[שלולית|שלוליות]] ששארו בנגר העילי. אנרגיה זו מושקעת בסילוק המשקעים ונגרעת מהאנרגיה המושקעת בייצור חום. לעומת זאת, כשיורדים משקעים בשטחים בנויים, המים והשלוליות מנוקזים במהירות ל[[תעלה|תעלות]] ניקוז. לכן שטחים בנויים מתייבשים מהר ביחס לשטחים פתוחים, מעט אנרגיית שמש מושקעת באידוי, ורוב האנרגיה מושקעת בייצור חום.
@@ שורה 23: / שורה 25: @@
 == עוצמת התופעה ==
-עוצמתו של אי החום תלויה בגורמים רבים, כמו מצב [[סינופטיקה|סינופטי]] נקודתי (עוצמתו תהיה גבוהה במצב סינופטי יציב), עוצמת ו[[משטר רוחות|משטר הרוחות]] (רוחות חזקות יקררו את העיר), טופוגרפיה, צפיפות וגובה הבנייה, תפרוסת [[שימושי קרקע|שימושי הקרקע]] בעיר,  [[קו הרוחב]] בגאוגרפי (ככל שהעיר ממוקמת באזור קר יותר, כך יגדל ההבדל שבין טמפרטורת העיר לסביבתה), וגודל העיר.
+עוצמתו של אי החום תלויה בגורמים רבים, כמו מצב [[סינופטיקה|סינופטי]] נקודתי (עוצמתו תהיה גבוהה במצב סינופטי יציב), עוצמת ו[[משטר רוחות|משטר הרוחות]] (רוחות חזקות ימתנו את התופעה), טופוגרפיה, צפיפות וגובה הבנייה, תפרוסת [[שימושי קרקע|שימושי הקרקע]] בעיר. העוצמה המרבית של אי חום בעיר נתונה תתקיים בדרך כלל בלילות בהירים ללא עננים וללא רוח<ref>{{צ-ספר|שם=Boundary Layer Climates|קישור=https://www.taylorfrancis.com/books/mono/10.4324/9780203407219/boundary-layer-climates-oke|מו"ל=Routledge|שנת הוצאה=1987-12-17|מקום הוצאה=London|ISBN=978-0-203-40721-9|מהדורה=2|מחבר=T. R. Oke}}</ref>.
 עוצמת אי החום העירוני משתנה במשך שעות ה[[יממה]]. לרוב הפער בטמפרטורות בין העיר לסביבה מגיע לשיא בשעות הלילה. בשעות החשכה התכסית מסביב לעיר מתקררת מהר יחסית, בעוד שהתקררות השטח העירוני איטית יחסית. בעיר נפלט חום רב שנאגר בשעות היום (מכבישים וממבנים), נמשכת השפעת אפקט הקניון, ונמשכת פליטת החום מכלי רכב וממערכות הסקה וקירור.
 לעיתים גם משתנים מוקדי הפצת החום בשעות היממה. כך למשל אזורי תעשייה ומוקדי תחבורה (כמו [[תחנה מרכזית|תחנות מרכזיות]]) מאופיינים בפעילות רבה בשעות היום, ולכן משמשים כמוקדים לפליטת חום ומזהמים. לעומת זאת, בשעות הלילה רמת הפעילות פוחתת מאוד, ולכן לעיתים הם דווקא קרים ביחס לאזורים אחרים בעיר, הפעילים ומוארים בשעות הלילה (כמו אזורי בילוי ושכונות המגורים).
+== הערות שוליים ==
+<references />
 == ראו גם ==

	הערך נמצא בשלבי עבודה: כדי למנוע התנגשויות עריכה ועבודה כפולה, אתם מתבקשים שלא לערוך את הערך בטרם תוסר ההודעה הזו, אלא אם כן תיאמתם זאת עם מניח התבנית.
	אם הערך לא נערך במשך שבוע ניתן להסיר את התבנית ולערוך אותו, אך לפני כן רצוי להזכיר את התבנית למשתמש שהניח אותה, באמצעות הודעה בדף שיחתו.	שיחה

הערך נמצא בשלבי עבודה: כדי למנוע התנגשויות עריכה ועבודה כפולה, אתם מתבקשים שלא לערוך את הערך בטרם תוסר ההודעה הזו, אלא אם כן תיאמתם זאת עם מניח התבנית.
אם הערך לא נערך במשך שבוע ניתן להסיר את התבנית ולערוך אותו, אך לפני כן רצוי להזכיר את התבנית למשתמש שהניח אותה, באמצעות הודעה בדף שיחתו.