islas de calor urbanas islas de calor urbanas las causas e implicaciónes para méxico 5to congreso...

Islas de calor urbanasIslas de calor urbanas Las Causas e Implicaciónes Para México

5to Congreso Estatal de Educación Ambiental Para la Sustentabilidad “Cambio Climático”

Centro Educativo Manuel Gómez Morín, Querétaro, Qro.

24 de septiembre, 2008

MC. Nicole Rayalle SalgadoMC. Nicole Rayalle SalgadoConsultora Independiente, San José el Alto, QuerétaroConsultora Independiente, San José el Alto, Querétaro

Con una colaboración de Jennifer Cox, PhD(c) Con una colaboración de Jennifer Cox, PhD(c) City University of New York, Graduate Center, New York, NY, USACity University of New York, Graduate Center, New York, NY, USA

Islas de calor urbanas, M.C. Nicole SalgadoIslas de calor urbanas, M.C. Nicole Salgado

www.intelligrad.com/Title/Images/12_sweat.gif


• Definición• Causas• Efectos • Estudiando• Técnicas para la

prevención• Preguntas

Introducción a Islas de Introducción a Islas de Calor Urbanas (ICUs)Calor Urbanas (ICUs)

http://science.nasa.gov/newhome/headlines/images/atlas_atlanta.jpg


• Se define como una temperatura elevada en una zona urbana, en comparación a las zonas adyacentes

• El efecto se puede encontrar en cualquier lugar con actividad humana

• Dependiendo en las caracteristicas de las zonas adyacentes, incluso pueden existir islas urbanas frías (oasis)

DefiniciónDefinición de “Islas de calor urbanas (ICUs)” de “Islas de calor urbanas (ICUs)”

http://asusmart.com/images/UC_figure1.jpgUrban Heat Island in Desert Cities


• Las causas de ICUs dependen en las características geográficas de la zona y son directas e indirectas

• La quema de combustibles fósiles es la causa antropogénica más directa de las ICUs

• En zonas de altas latitudes (45N o S), calefacción es el mayor factor causando las ICUs

• En zonas de latitudes medios a bajos, (0-45 N o S) causas indirectas combinan con las causas directas para formar ICUs

CausasCausas de ICUs- Directas de ICUs- Directas


Para predecir los efectos de las causas indirectas, hay que comprender la dinámica entre las fuentes de calor (energía) y las superficies del planeta:

Causas de ICUs: IndirectasCausas de ICUs: Indirectas

•Energía, sea en forma de radiación solar o calor generado de actividad humana, viene en contacto con las materiales de la superficie•Dependiendo de las características de la superficie (in/orgánico, húmedo/seco, rugosa/lisa, entre otros) este calor puede ser

•absorbido (mantenido)•transformado•reflejado

http://www.ruf.rice.edu/~sass/UHI.html


Asi, superficies están en dos categorías dependiendo de la manera que influyen las ICUs:


2. Las que transforman, reflejan, o dispersan calor, enfriando el ambiente alrededor. (Superficies tipos naturales)

1. Las que guardan, mantienen, o transmiten calor, calentando el ambiente alrededor (Superficies tipos urbanos)

http://blog.tmcnet.com/blog/tom-keating/images/Central_Park_aerial_v-1297.jpg


Superficies que guardan, mantienen, o transmiten calor. (Tipo Urbano) Ejemplos:


•Calles y Asfalto

•Edificios•Espacios abiertos sin vegetación ej. lotes, minas, estacionamientos, entre otros


Superficies que transforman o dispersan calor (tipo natural). Ejemplos:


•Vegetación (por medio de fotosíntesis y evapotranspiración, plantas captan y convierten energía solar en sus tejidos)

•Cuerpos de Agua (refleja radiación solar, o, debido a sus propiedades térmicas, absorben grandes cantidades de energía)

•Zonas ventosas (el movimiento de aire dispersa el calor)

http://images.google.com/


Las ICUs se forman cuando se combina el calor generado por actividades humanos con el calor mantenido de las superficies tipos urbanos

Formación de ICUsFormación de ICUs

En general, en ciudades, la alta concentración de superficies tipo urbano resulta en un mantenimiento de calor mas notable que lo de zonas rurales adyacentes.

El efecto de ICUs puede generar diferencias en temperatura entre sitios urbanos y rurales y/o naturales hasta docenas de grados Celsius o Fahrenheit

http://telstar.ote.cmu.edu/environ/m3/s2/graphics/embedded/heatisland.gif


Efectos de ICUsEfectos de ICUs

Aunque los efectos de las ICUs se registren en cualquier mes del año, sus efectos mas perjudiciales con respeto a la salud humana se notan en el verano.•La duración y nivel de calor se siente más notable que normal

•La necesidad de riego aumenta

•Las enfermedades respiratorias y las relacionadas con altos niveles de calor, especialmente para mayores de edad y niños, incrementan

•El riesgo de incendios puede aumentar

•El nivel de ozono dañino aumenta

http://www.co.el-dorado.ca.us/publichealth/images/heatstroke.gif


Efectos de ICUsEfectos de ICUs

Por si fuera poco, los mismo efectos de ICUs van creando mas causas directas del problema. Por ejemplo:

En zonas desarrolladas, altas temperaturas provocan más uso de acondicionamiento y/o ventilación

Este hecho requiere el uso de electricidad, la cual, generada por la quema de combustible, es causa directa de ICUs

.http://images.teamsugar.com/files/users/1/12981/24_2007/dog.jpg

www.ferret.com.au/odin/images/163457/Active-Air-Rentals-provides-Event-air-conditioning-163457.jpg

http://allgreen.com/site/images/stories/electricity%20meter.jpg


Estudiando ICUsEstudiando ICUs

Para enfrentar este problema ambiental, hay que entenderlo mejor

1. Datos colectados con instrumentos (termometros, etc.), en la capa del dosel, miden las condiciones meteorológicos entre techos, arboles, y la tierra

2. Datos generados por medio de imagenes térmicas de la superficie, capturados por satélites

Hay dos maneras de estudiar ICUs, dependiendo de la metodología para tomar datos de temperatura:

www.wmo.ch/pages/mediacentre/news/archive/images/HEAT_WAVE_072605.jpg

http://www.holon.se/folke/images/Globrad1.jpg



Datos colectados con instrumentos en la capa del dosel tienen la ventaja de ser muy precisos

Datos generado por imagenes térmicas de satélite son contínuos y permiten visualizar el extento espacial de las ICUs

La precisión de estos datos varia dependiendo en la resolución de las imagenes. Ej. NOAA AVHRR (1.1 Km), Landsat (60-120 m), ATLAS (5-10 m)

La desventaja de esta metodología es la inabilidad de generar datos completos para la zona entera

Mapa de la ICU en Ciudad Nueva York, por Jennifer Cox, PhD(c), CUNY, 2006

Fuente: Landsat Thermal Band, 10:30 am, August 14, 2002

Fuente: Near-infrared radiation (Normalized Differential Vegetation Index) 10:30 am, August 14, 2002

://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/4/43/Newyork_heat_island.jpg



La mayoría de los estudios realizados en México se basaron en mediciones en la capa del dosel urbano, aunque un numero creciente de estudios se llevan a cabo con imagenes térmicas de sateliteEstos estudios han demonstrado:

•Hay evidencias de un aumento de lluvias debidas a la ICU

•En Mexicali, la ICU se presenta durante la noche y madrugada, pero forma una isla urbana fría forma durante el día

•En Ciudad Mexico, las ICUs se forman mas frecuente en la noche, con una intensidad maxima de 7.8˚C. Durante todo el año, hay una diferencia promedia positiva en temperatura entre la zona urbana y afuera

http://sedac.ciesin.columbia.edu/ulandsat/


Preveniendo ICUsPreveniendo ICUs

Algunas técnicas para la disminución de las ICUs, realizadas en zonas norteñas, son apropriadas para uso en zonas de latitudes bajosEstas técnicas tambien pueden combatir el efecto invernadero

Se encuentran en tres categorías:• Uso de energía • Planeación Urbana • Diseño arquitectónico

Como podemos prevenir o disminuir los efectos de las ICUs?



1. Uso de energía- Reducir la descarga de calor de fuentes antropogénico

Desplazar fuentes de electricidad generado por la quema de combustible con fuentes limpios como solar, eólico, hidro

Aumentar la eficiencia del uso de energía en todos sectores•Industrial•Comercial•Doméstico•Transportación, entre otros

http://blogs.move.com/move-austin/wp-content/blogs.dir/3/files/2006/11/windpower.jpg

www.germes-online.com/direct/dbimage/50242616/Solar_Water_Heater.jpg


Preveniendo ICUsPreveniendo ICUs2. Planeación Urbana- Incrementar la taza de superficies tipo natural en las zona urbanas

Incluir:•Tazas mínimas de espacios verdes•Camellones forestados•Superficies permeables a la penetración de agua•Asfaltos colores alternativos •Restauración de espacios naturales

Evitar:•La destrucción indiscriminada de vegetación•Drenar, canalizar, o tapar cuerpos naturales de agua

www.milliontreesnyc.org/images/photos/press_img_street_trees.jpg

http://lh5.ggpht.com/_fN2FIsYCAnM/R73jA2iUMyI/AAAAAAAAAjg/q_-5Nkfqaq4/DCP03133.JPG



3. Diseño arquitectónico- Reducir el uso de energía, la absorpción de calor, y aprovechar la radiación solar•Calefacción y enfriamiento natural•Techos verdes•Paneles y/o calentadores solares

www.phillysolarhomes.com/wp-content/uploads/2008/01/passive-solar-design-image.gif

www.greenroofs.com/projects/chichall/chichall1.jpg

• Basara, Jeffrey et.al (2004) “An Analysis of the Oklahoma City Urban Heat Island.” Oklahoma Climatological Survey, University of Oklahoma.• Cox, Jennifer (2006) “Cooling the Baked Apple” Regional Plan Association• Cox, Jennifer (2004) “Fahrenheit New Jersey” Regional Plan Association• Garcia-Cueto, O.R. et.al (2007) “Detection of the urban heat island in Mexicali, B.C., Mexico and its relationship with land use.” Atmosfera 20(2), 111-

131• Gonzalez, Jorge E. et.al (2005) “Urban Heat Islands Developing in Coastal Tropical Cities.” EOS Transactions, American Geophysical Union. 86(42) 397-

412• Hinkel, K.M. et.al (2003) “The Urban Heat Island in Winter at Barrow, Alaska.” International Journal of Climatology. 23, 1889-1905 • Jauregui, Ernesto (1997) “Heat Island Development in Mexico City.” Elsevier Science Ltd.• Jauregui, E. & Tejeda-Martinez, A. (2004) “Urban Climate Research in Mexico.” International Association for Urban Climate Newsletter, Issue No. 4,

(April). www.urban-climate.org• National Center of Excellence (2008) “Smart Innovations for Urban Climate & Energy.” Arizona State University http://asusmart.com/• National Space and Aeronautics Association (1999) “Atlanta's Urban Heat Alters Weather Patterns”

http://science.nasa.gov/newhome/headlines/images/atlas_atlanta.jpg • Tejeda-Martinez, A. & Jauregui, E. (2004) “Surface Energy Balance Measurements in the Mexico City region: a review.” Atmósfera, 1-23.

Agradecimientos y Agradecimientos y LiteraturaLiteraturaAgradezco el apoyo de las siguientes

personas:•Jennifer Cox, PhD(c), City University of New York•Lic. Ana Maria Rivera Briseño, SEDESU•MC. Alejandro Arrellano, SEDESU•MC. Isidro Reséndiz López, UAQ•Margarito Reséndiz López

Nos toca a todos- los estudiantes, maestros, academicos, gobierno, ciudadanos- la tarea de entender, investigar, y prevenir las ICUs- por el bien de nuestras familias, la naturaleza, y las siguientes generaciones.

Correspondencias a: [email protected]

ConclusiónConclusión

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