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Isla Urbana de calor

ISLA URBANA DE CALOR
Inés Camilloni

 

Isla urbana de calor

La isla urbana de calor (IUC) se produce por los cambios en la temperatura de la atmósfera de las ciudades debidas a la urbanización. Este fenómeno ocurre principalmente durante noches sin viento y escasa nubosidad, en esos casos, las ciudades suelen ser más cálidas que el medio rural que las rodea. En general, la temperatura en la ciudad se distribuye de forma tal que los valores más altos se registran en el área céntrica donde las construcciones forman un conjunto denso y compacto. En consecuencia, las isotermas presentan generalmente una disposición concéntrica alrededor del centro urbano con valores que tienden a disminuir hacia las regiones menos construidas.

Entre las causas que generan este fenómeno se encuentran:

  • La producción de calor como consecuencia de las diferentes actividades humanas y los procesos de combustión que se llevan a cabo en áreas urbanas
  • Un aumento de la absorción de radiación solar debido a la mayor cantidad de superficies expuestas por la geometría urbana. La radiación solar incidente sufre múltiples reflexiones en las fachadas y techos así como en el suelo quedando atrapada entre las calles;
  • El mayor almacenamiento de calor durante las horas del día en la ciudad debido a las propiedades térmicas de los materiales urbanos (hormigón, cemento, asfalto, etc.) utilizados en las edificaciones y su posterior devolución a la atmósfera durante la noche;
  • La absorción de la radiación terrestre absorbida y reemitida hacia el suelo por la contaminación del aire urbano.
  • La disminución de la evaporación, debido al reemplazo de los espacios verdes naturales por pavimento lo cual favorece el rápido escurrimiento de la precipitación e impide el almacenamiento de agua en el suelo.
  • Una disminución en la pérdida de calor debido a la menor velocidad del viento en ambientes urbanos.

La IUC de una ciudad puede caracterizarse a través de su intensidad, forma y localización del máximo térmico. La intensidad de la IUC se evalúa como la diferencia observada en un instante determinado entre la temperatura medida en el centro de la ciudad (Tu) y la del área rural próxima (Tr). Esta intensidad varía con la hora del día y estación del año y depende también de factores meteorológicos como el viento y la nubosidad, y factores urbanos como la densidad de población o el tamaño de la ciudad. En general, la máxima intensidad se produce entre 4 y 6 horas después de la puesta del Sol mientras que durante el mediodía y las primeras horas de la tarde la diferencia suele ser mínima e incluso en algunas ciudades, como Buenos Aires la temperatura urbana puede ser inferior a la rural. Este fenómeno inverso suele denominarse isla fría o anti isla de calor. Asimismo, la máxima intensidad se observa generalmente durante el invierno, especialmente en ciudades con inviernos muy fríos.

La velocidad del viento es el parámetro meteorológico capaz de modificar en forma significativa la intensidad de la isla de calor. Cuando la velocidad del viento aumenta, la diferencia de temperatura urbana-rural disminuye. De esta forma pueden alcanzarse velocidades críticas a partir de las cuales la IUC no se desarrolla. Estos valores críticos varían de una ciudad a otra y dependen en gran medida de las dimensiones de la ciudad. La nubosidad es también un factor limitante para la intensidad de la IUC ya que, en general cuanto mayor es la nubosidad, menor es la intensidad.

Entre los factores urbanos que condicionan la magnitud de la IUC el más importante es el tamaño de la ciudad, en general medida en términos del número de sus habitantes: cuanto mayor es la población de la ciudad mayor es la intensidad de la IUC, aun cuando la compacidad o morfología urbana puede modificar la magnitud/intensidad de la isla de calor.

La forma o configuración espacial de la IUC depende en gran medida de las características morfológicas propias de cada ciudad: si está emplazada en un valle, junto a un río o un lago o el mar o rodeada de montañas. Cuando la velocidad del viento es moderada, la IUC suele deformarse y orientarse en la dirección en la que sopla el viento. La localización del máximo térmico está determinada entonces por factores urbanos y por el viento. En general, las máximas temperaturas tienden a encontrarse a sotavento del área más densamente construida.

Durante el invierno algunas ciudades pueden verse beneficiadas por el calentamiento asociado a la IUC debido a una reducción en las necesidades de calefacción. Sin embargo el efecto contrario se produce durante el verano: debido a la mayor temperatura urbana aumentan los requerimientos de refrigeración y se agravan los impactos sobre la salud incrementando el riesgo de muertes en el sector de la población afectado por dolencias cardiovasculares y respiratorias.


Figura 1. Variación horaria media de la intensidad de la IUC de Buenos Aires para verano e invierno.
Años 1976 / 2007

La isla urbana de calor de Buenos Aires

Características generales

La IUC de Buenos Aires, en tanto sector más denso del área metropolitana homónima, tiene un ciclo diario bien definido que se debe principalmente a las diferencias en las velocidades con que se calientan y enfrían las superficies urbanas y rurales en respuesta a los cambios de insolación a lo largo del día. De la misma forma, la magnitud de la IUC varía según la época del año alcanzando el máximo durante el invierno y el mínimo en el verano.

En la Figura 1 se presenta la variación media horaria de la intensidad de la IUC de Buenos Aires para verano e invierno calculada como la diferencia entre las temperaturas horarias registradas en las estaciones meteorológicas Observatorio Central Buenos Aires (urbana) y Ezeiza Aero (rural) pertenecientes a la red de observación del Servicio Meteorológico Nacional en el período 1976-2007. Los cambios estacionales se deben principalmente a las diferencias en la radiación solar recibida, las características de las superficies y las actividades humanas. La intensidad de la IUC de Buenos Aires es en promedio menor en el invierno (1°C) y alcanza el máximo valor medio durante el verano (1.3°C). No obstante ello, durante el verano se registra con mayor frecuencia el efecto de isla-fría. Tanto durante el verano como en el invierno, la intensidad de la IUC es mínima durante las horas del día y máxima en la noche.

Las diferencias de temperatura entre Buenos Aires y Ezeiza pueden alcanzar valores del orden de 10°C. Por ejemplo, la intensidad máxima horaria de la IUC registrada en el período 1976-2007 para verano fue de 11.3°C (14/01/2005 a las 19:00 horas) y para invierno de 10.2°C (28/08/1982 a las 22:00 horas).

 

Variabilidad temporal de la intensidad de la isla urbana de calor de Buenos Aires

En la Figura 2 se presenta la evolución de la intensidad media de la IUC de Buenos Aires para el período 1960-2008. Es posible apreciar que pese al aumento de la urbanización durante el período de análisis, el efecto de calentamiento urbano muestra una tendencia negativa. Este comportamiento indica que la población no es el único parámetro que debe ser considerado para estimar la magnitud de este fenómeno. La intensidad de la IUC es el resultado de complejas interacciones con otros factores climáticos como la nubosidad y la velocidad del viento.


Figura 2. Evolución anual de la intensidad media de la IUC de Buenos Aires.

En la Figura 3 se muestra la tendencia a la menor frecuencia de ocurrencia de noches con cielo despejado mientras que en la Figura 4 se puede observar la tendencia hacia la disminución en la frecuencia de noches con viento en calma. Dado que la IUC se desarrolla y alcanza máxima intensidad durante la noche y bajo condiciones de cielo claro y viento débil o en calma, es posible esperar que ante la menor frecuencia de estas condiciones disminuya la intensidad del calentamiento urbano.


Figura 3. Evolución anual del porcentaje de noches con cielo despejado en Buenos Aires.


Figura 4. Evolución anual de la frecuencia de viento en calma durante la noche en Buenos Aires.

 

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