איי חום עירוניים: מכה חמה

למה אי אפשר לבלות דקה אחת בלי המזגן בעונת הקיץ ולמה החום ממשיך להיות בלתי נסבל גם כשהשמש שוקעת? מאמר זה ידון בתופעה הגלובלית הידועה בשם “איי חום עירוניים”

למי מכם לא יצא לבלות יום קיץ חם באחת מערי ישראל? החום והלחות בלתי נסבלים ופשוט לא ניתן לבלות דקה אחת בתוך הבית או המשרד ללא מזגן. עכשיו נסו להיזכר, האם יצא לכם לבלות יום קיץ דומה באזור הכפר או אפילו בפארק עירוני? מזג האוויר לפתע מעיק פחות, הקרקע אינה פולטת אותה כמות של חום וישנם הרבה יותר אזורים מוצלים ונעימים גם בשיא הקיץ. בעיה סביבתית זו ידועה בעולם כתופעת “איי חום עירוניים” והמאמר הבא מציג קווים לדמותה.

לוהט ביום, לוהט בלילה

ביום קיץ חם, השמש יכולה לחמם משטחים עירוניים חשופים כמו גגות או מדרכות, לטמפרטורות של 27-50°c מעל טמפרטורת האוויר. לעומתם שטחים מוצלים או לחים, בדרך כלל באזורים פחות בנויים, נשארים בטווח טמפרטורה דומה לאוויר. במחקר שנערך בתל אביב, בשנת 2002 על ידי חוקרים מהמחלקה לגיאוגרפיה וסביבת האדם, באוניברסיטת תל אביב, נמצא כי טמפ’ האוויר בגנים עירוניים הייתה נמוכה עד 3.5°c מטמפרטורת האוויר באזורים הבנויים המקיפים אותם.

תופעה זו אינה מתרחשת רק במהלך היום, כיוון שעקב תכונותיהם הפיזיקליות של מבנים וכבישים, הם נוטים לקלוט חום רב ולאגור אותו. במהלך הלילה מתרחש שחרור חום מהמבנים והכבישים המעלה את טמפרטורת האוויר גם לאחר שהשמש שקעה ואף אל תוך השעות הקטנות של הלילה.

 

אם כך, כיצד נוצרים איי חום עירוניים?

 

ישנם מספר גורמים המשפיעים על תופעת איי החום העירוניים:

מרכיבי פני השטח והנוף – מיעוט צמחייה המצילה ומקררת את האזור; מאפייני החומרים באזור העירוניים (בטון, אספלט וכדומה) אשר קולטים חום רב יותר מקרינת השמש.
גיאומטריה עירונית – גובה המבנים והמרחק ביניהם משפיעים על כמות קרינת החום המתקבלת ומוחזרת על ידי מבנים בעיר.
פעילות אנושית – פליטת מזהמים וחום מכלי רכב ומפעלים מגבירה את החום באזורים עירוניים.
מזג האוויר ומיקום גיאוגרפי – משטר הרוחות, המבנה הטופוגרפי סביב האזור העירוני וכן מיקום גופי מים גדולים יכולים לתרום אף הם להבדל בטמפרטורה בין אזורים עירוניים לאזורים פתוחים.

כעת נרחיב על השפעת כל אחד מהגורמים הללו על התופעה.

מרכיבי פני השטח והנוף

אזורים פתוחים מאופיינים בכמות גבוהה של שטחים פתוחים וכיסוי צומח רב. צמחים אלו מספקים הצללה המורידה את טמפרטורת פני השטח וכן מקררים את האוויר סביבם באמצעות תהליך של אידוי מים מהצמח. אזורים עירוניים לעומת זאת, מתאפיינים במיעוט שטחים פתוחים וכיסוי צומח מועט. באזורים אלו מבנים ושטחים רבים יבשים, הקולטים חום רב. עם התפתחות העיר מתמעטים האזורים הפתוחים, המכוסים צומח ובמקומם נבנים מבנים נוספים אשר אינם מספקים הצללה או קירור האזור. התפתחות זו מגבירה את התחממות פני השטח והאוויר באזורים העירוניים.

מאפייני החומרים באזורים העירוניים משפיעים גם הם על טמפרטורת האזור. חומרים כהים נוטים לספוג יותר קרינת חום מחומרים בהירים, המתאפיינים ברפלקטיביות גבוהה. באזורים עירוניים קיימים שטחים כהים רבים, כגון גגות, מדרכות וכבישים. אלו קולטים חום רב יותר ומגבירים את טמפרטורת פני השטח והאוויר באזורים העירוניים.

 

גיאומטריה עירונית

מאפיין נוסף המשפיע על תופעת איי החום העירוניים הינה הגיאומטריה העירונית, המתייחסת למימדי הבניין והמרווחים בין בניינים. מבנה האזור העירוני משפיע על זרימת הרוחות, ספיגת האנרגיה ויכולת פני השטח להחזיר קרינה לחלל. באזורים עירוניים שטחים ומבנים נמצאים בסמיכות למבנים ושטחים אחרים היוצרים יחד מסה תרמית גדולה אשר אינה יכולה לשחרר את החום הנאגר בה. תופעה זו  בעיקר בלילה, כאשר האוויר מעל אזורים עירוניים חם יותר מאשר מעל אזורים פתוחים יותר. לתופעה זו יכולה להיות השפעה בריאותית שלילית על תושבי האזור עצמו.

 

פעילות אנושית

כולנו מכירים את קולות הרקע בערב קייצי עירוני. מדחסי המזגנים שמפוזרים על קירות וגגות הבניינים מקרקרים ברחש מתמיד ופולטים חום רב אל הסביבה. השימוש ההולך וגובר במזגנים הוא דוגמה קלאסית למעגל קסמים שלילי: העיר הופכת לחמה יותר בקיץ, לכן אנשים מפעילים מזגנים במשך שעות רבות יותר – מזגנים אשר פולטים חום נוסף לסביבה ומגבירים את הצורך במיזוג נוסף… זאת רק דוגמה אחת למקורות חום הנוצרים מפעילות אנושית ותורמים להתחממות האוויר באזורים עירוניים. מקורות אלו נובעים מהאנרגיה הנצרכת לחימום וקירור, שימוש במכשירים חשמליים, תחבורה ופעילות תעשייתית. השפעת פעילות אנושית באזורים העירוניים משתנה בהתאם לפעילות העירונית ומבנה העיר.

 

מיקום גיאוגרפי ומזג האוויר

מזג האוויר ומיקום האזור יכולים להוות השפעה ניכרת על תופעת איי החום האורבניים, אך כמובן שלעומת כל שאר הגורמים שפורטו במאמר בנושא זה אין לתושבים יכולת השפעה ממשית. מקובל לחלק את ישראל לארבעה אזורי אקלים עיקריים המאופיינים בכמויות משקעים שונות:
אקלים ים תיכוני ממוזג – צפון הארץ ובעיקר האזורים ההרריים של רמת הגולן, הר מירון והחרמון.
אקלים ים תיכוני – רוב חלקה המרכזי והצפוני של ישראל.
אקלים ערבתי – מהווה מעין אזור חיץ בין האקלים המדברי המאפיין את דרומה של ישראל לאקלים הים תיכוני.
אקלים מדברי – מאפיין את רוב דרום הארץ.
גם בתוך אזורי אקלים אלו ניתן למצוא הבדלים בטמפ’ והלחות, המושפעים מגורמים שונים. לדוגמא בעונת הקיץ, הטמפרטורה והלחות גבוהים יותר באזור תל אביב מאשר בירושלים, בעיקר עקב הקירבה לים ומיקומה של ירושלים בגובה טופוגרפי גבוה יותר.

 

כיצד משפיעה תופעת איי החום על חיינו?

עלייה בטמפרטורה באזורים עירוניים יכולה להשפיע בצורה ניכרת על איכות החיים בעיר. השפעות שליליות של תופעת איי החום כוללת עלייה בצריכת האנרגיה (לצורך קירור מבנים), עלייה בפליטת מזהמים וגזי חממה, פגיעה בבריאות ובנוחות תושבי האזור.
מחקרים שנערכו על ידי הסוכנות להגנת הסביבה האמריקאית מצביעים על השפעה שלילית ישירה ובלתי ישירה על בריאות התושבים באזורים החווים עלייה בטמפרטורה. מחקרים אלו הראו כי עלייה בטמפרטורה מעלה את ריכוז המזהמים באוויר, הגורם לעלייה בתחלואה ובמחלות הקשורות לדרכי הנשימה (כגון אסטמה).

עד כאן נתנו תיאור תמציתי של תופעת איי חום עירוניים והבעיות הנגרמות בעקבותיה. אם תרצו לקרוא מידע נוסף על אחד הפתרונות המקובלים בעולם לבעיה אתם מוזמנים לעבור למאמר הבא העוסק בנושא גגות ירוקים.