שינויים

[[תמונה:Atlanta_thermal.jpg|left|thumb|350px|תמונה תרמית של אטלנטה, ג'ורג'יה. כחול מציין טמפרטרות נמוכות, אדום חם יותר ואזורים חמים מופיעים בצבע לבן. טמפרטורת האוויר ביום הגיעה לכ-26.7 מעלות צלזיוס, אבל חלק מהמשטחים הגיעו לכ-47.8 מעלות]]

[[תמונה:Atlanta_thermal.jpg|left|thumb|350px|תמונה תרמית של מרכז העיר באטלנטה, ג'ורג'יה. כחול מציין טמפרטרות נמוכות, אדום טמפרטרות  גבוהות יותר ולבן את האיזורים הכי חמים. טמפרטורת האוויר ביום הגיעה לכ-26.7 מעלות צלזיוס, אבל חלק מהמשטחים הגיעו לכ-47.8 מעלות]]

'''אי חום עירוני''' (urban heat island) הוא אזור עירוני שחם במידה משמעותית מסביבתו. הפרשי הטמפרטורה גדולים יותר במשך הלילה מבמשך היום, וגדולים יותר בתקופת החורף מאשר בקיץ, הם מורגשים במיוחד כאשר הרוחות חלשות. הסיבה העיקרית לאיי חום עירוניים היא שינוי פני השטח באמצעות פיתוח עירוני; חום שנוצר באמצעות שימושי אנרגיה עירוניים (כמו מכוניות, מזגנים ותעשייה) הוא תורם משני יותר. כאשר מרכזי האוכלוסיה גדלים , הן נוטים לשנות שטח אדמה גדול יותר וכתוצאה מכך נגרמת עליה בטמפרטורה הממוצעת. ההשפעות של איי חום עירוניים כוללות הגדלת עומס החום הנגרם בימי הקיץ, הגדלת הביקוש למיזוג ותרומה לכך שכמות הגשם היורד במורד הרוח של ערים במרחק 30-60 ק"מ גדולה ב 28% יחסית לכמות הגשם במעלה הרוח. <ref>[http://www.guardian.co.uk/weather/Story/0,2763,1516375,00.html Spain goes hi-tech to beat drought] The Guardian, 2005-06-28</ref>

'''אי חום עירוני''' (urban heat island) הוא אזור [[עיר|עירוני]] שחם במידה משמעותית מסביבתו. הפרשי הטמפרטורה גדולים יותר במשך הלילה מבמשך היום, וגדולים יותר בתקופת החורף מאשר בקיץ, הם מורגשים במיוחד כאשר הרוחות חלשות. הסיבה העיקרית לאיי חום עירוניים היא שינוי פני השטח באמצעות פיתוח עירוני מרובה אספלט ובטון עם מעט צמחייה שגורמים לקליטה ואגירה של חום השמש; חום שנוצר באמצעות שימושי אנרגיה עירוניים (כמו [[מכוניות]], [[מזגנים]] ו[[תעשייה]]) הוא תורם משני יותר. כאשר מרכזי האוכלוסיה גדלים , הן נוטים לשנות [[שימושי קרקע|שטח אדמה גדול]] וכתוצאה מכך נגרמת עליה בטמפרטורה הממוצעת של 3-5 מעלות צלזיוס ואף יותר מכך. ההשפעות של איי חום עירוניים כוללות הגדלת עומס החום הנגרם בימי הקיץ, הגדלת הביקוש [[למיזוג אוויר]] בימי הקיץ והעמסת רשת החשמל הארצית, שינוי מיקרו אקלימי ותרומה לכך שכמות הגשם היורד במורד הרוח של ערים במרחק 30-60 ק"מ גדולה ב 28% יחסית לכמות הגשם במעלה הרוח. <ref>[http://www.guardian.co.uk/weather/Story/0,2763,1516375,00.html Spain goes hi-tech to beat drought] The Guardian, 2005-06-28</ref>

==גורמים לאי חום עירוני==

==גורמים לאי חום עירוני==

יש מספר סיבות לאיי חום עירוניים. סיבה אחת היא הבדל באלבדו, (שיעור החזרת הקרינה), בין העיר לסביבתה. חומרים המשמשים בדרך כלל לבנייה של ערים, כמו משטחי בטון ואספלט, מחזירים פחות אור-שמש לאטמוספירה יחסית לשטח כפרי. יש להם גם תכונות תרמיות שונות (כולל הולכת חום ותכולת חום) מאשר חומרים כמו [[קרקע]] או צמחיה המאפיינים את הסביבה הכפרית.  

יש מספר סיבות לאיי חום עירוניים. סיבה אחת היא הבדל באלבדו, (שיעור החזרת הקרינה), בין העיר לסביבתה. חומרים המשמשים בדרך כלל לבנייה של ערים, כמו משטחי [[בטון]] ו[[אספלט]], מחזירים פחות אור-שמש ל[[אטמוספירה]] יחסית לשטח כפרי או שטח טבעי. יש להם גם תכונות תרמיות שונות (כולל הולכת חום ותכולת חום) מאשר חומרים כמו [[קרקע]] או [[צמחיה]] המאפיינים את הסביבה הכפרית או הטבעית.  

איי חום עירוניים נוצרים גם עקב השפעות גאומטריות. באזורים עירוניים רבים יש מגדלים גבוהים מספקים משטחים רבים להחזרה ולקליטה של אור שמש, ומגבירים את היעילות שבה אזורים עירוניים מתחממים. אפקט זה נקרא "אפקט הקניון". השפעה נוספת של בניינים גבוהים היא חסימה של רוחות, שמחלישה קירור באמצעות הסעת חום.  

איי חום עירוניים נוצרים גם עקב השפעות גאומטריות. באזורים עירוניים רבים יש [[מגדלי מגורים|מגדלים גבוהים]] מספקים משטחים רבים להחזרה ולקליטה של אור שמש, ומגבירים את היעילות שבה אזורים עירוניים מתחממים. אפקט זה נקרא "אפקט הקניון". השפעה נוספת של בניינים גבוהים היא חסימה של רוחות, שיכולות [[מיקרו אקלים|למזג את האוויר]] על באמצעות [[הסעת חום]].  

חום "זיהומי" שנגרם בגלל פעולת מזגנים, תעשייה, מכוניות, מנורות, מוצרי חשמל ומקורות חום נוספים, תורם גם הוא להיווצרות של אי חום עירונים.  

חום "זיהומי" שנגרם בגלל פעולת מזגנים, תעשייה, מכוניות, מנורות, מוצרי חשמל ומקורות חום נוספים, תורם גם הוא להיווצרות של אי חום עירונים.  

סיבה נוספת לקיום של אי חום עירוני היא מחסור בנשימה ובאידוי מים מצדם של צמחים (Evapotranspiration.)  

סיבה נוספת לקיום של אי חום עירוני היא מחסור בנשימה ובאידוי מים מצדם של [[עצים בעיר|עצים וצמחים בעיר]] (Evapotranspiration.)  

גם רמות גבוהות של [[זיהום אוויר]] יכולות להגביר את אי החום, שכן צורות רבות של זיהום יכולות לשנות את תכונות החזרת הקרינה של האטמוספירה.

גם רמות גבוהות של [[זיהום אוויר]] יכולות להגביר את אי החום, שכן צורות רבות של זיהום יכולות לשנות את תכונות החזרת הקרינה של האטמוספירה.

מלבד הגורמים הראשוניים שגורמים לאי החום, עוצמתו של אי החום תלויה גם בגורמים רבים שמשפיעים על עוצמתו ומשכו. גורמים כמו עוצמת ומשטר הרוחות (רוחות חזקות יקררו את העיר על ידי הסעת חום); מצב סינופטי נקודתי (עוצמתו תהיה גבוהה במצב סינופטי יציב); צפיפות וגובה הבנייה, טופוגרפיה (מכשולים שיכולים לחסום רוחות מקררות), קו הרוחב בגאוגרפי (ככל שהעיר ממוקמת באזור קר יותר, כך יגדל ההבדל שבין טמפרטורת העיר לסביבתה), וגודל העיר.

מלבד הגורמים הראשוניים שגורמים לאי החום, עוצמתו של אי החום תלויה גם בגורמים רבים שמשפיעים על עוצמתו ומשכו. גורמים כמו עוצמת ומשטר הרוחות (רוחות חזקות יקררו את העיר על ידי הסעת חום); מצב סינופטי נקודתי (עוצמתו תהיה גבוהה במצב סינופטי יציב); צפיפות וגובה הבנייה, טופוגרפיה (מכשולים שיכולים לחסום רוחות מקררות), קו הרוחב בגאוגרפי (ככל שהעיר ממוקמת באזור קר יותר, כך יגדל ההבדל שבין טמפרטורת העיר לסביבתה), וגודל העיר.

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, קירור ומיזוג אוויר, וכן ממערכות תאורה, שנאים.

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, קירור ומיזוג אוויר, וכן ממערכות תאורה ושנאים.

לעתים גם משתנים מוקדי הפצת החום במשך שעות 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 מאד, ולכן לעתים הם דווקא קרים ביחס לאזורים אחרים בעיר, הפעילים ומוארים בשעות הלילה (כמו אזורי בילוי ושכונות המגורים).

לעתים גם משתנים מוקדי הפצת החום במשך שעות 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 מאד, ולכן לעתים הם דווקא קרים ביחס לאזורים אחרים בעיר, הפעילים ומוארים בשעות הלילה (כמו אזורי בילוי ושכונות המגורים).

בישראל קיים אי חום עירוני באיזור גוש דן בשעות הלילה.[http://www.israelweather.co.il/page3.asp?page_id=71&topic_id=70&topic2_id=77&sub_topic_id=1]

בישראל קיים אי חום עירוני באיזור גוש דן בשעות הלילה.[http://www.israelweather.co.il/page3.asp?page_id=71&topic_id=70&topic2_id=77&sub_topic_id=1]

==חשיבות התופעה והשפעות==

==השפעות בריאותיות וכלכליות של אי חום עירוני==

[[תמונה:Newyork_heat_island.jpg|left|thumb|200px|תמונה תרמית (למעלה) ותמונת צמחייה (למטה) שצולמו על ידי לווין של נאסא, ב-14 באוגוסט, 2002, אחד הימים החמים ביותר בעיר ניו-יורק. השוואת התמונות מראה שאיזורים בעלי צמחיה הם קרירים יותר.]]

[[תמונה:Newyork_heat_island.jpg|left|thumb|200px|תמונה תרמית (למעלה) ותמונת צמחייה (למטה) שצולמו על ידי לווין של נאסא, ב-14 באוגוסט, 2002, אחד הימים החמים ביותר בעיר ניו-יורק. השוואת התמונות מראה שאיזורים בעלי צמחיה הם קרירים יותר.]]

על פי מחקר אחד בארצות הברית היחסים בין טמפרטורות קיצוניות לבין אחוזי תמותה משתנים על פי מיקום. על פי "התוכנית להשפעות בריאותיות של שינויים סביביתים עולמיים" באוניברסיטת ג'ון הופקינס, סביר כי חום יגרום לתמותה גבוה יותר בערים בקווי גובה בינוניים וגבוהים שבהם יש שינויי טמפרטורה גבוהים, כמו לדוגמה שיקגו או ניו יורק. לעומת זאת ההשפעה צפויה להיות מתונה יותר בערים שבהם יש טמפרטורות ממוצעות וחמות בכל רחבי השנה. המחקר מראה כי תושבי הערים הדרומיות, כמו מיאמי, נוטים להסתגל טוב יותר לתנאי מזג אוויר חם והם פחות פגיעים.  

===השפעה על תמותה בגלי חום===

איי חום עירוניים יכולים להשפיע באופן מוחשי על [[רווחה חברתית|רווחתם]] ובריאותם של תושבי הערים. בארצות הברית לבדה, מתים בכל שנה כ-1000 תושבים כתוצאה מגלי חום.<ref name="Changnon">"Impacts and responses to the 1995 heat wave: A call to action".S. A. Changnon, Jr., K. E. Kunkel, and B. C. Reinke. Bulletin of the American Meteorological Society (1996).  77: 1497–1506</ref> . איי חום עירוניים יכולים להגדיל את העוצמה וההתמשכות של גלי חום בערים. מחקר שנערך מצא כי אחוז התמותה בזמן גלי חום עולה באופן מעריכי עם הטמפרטורה המקסימלית.<ref name="Buechley">"Heat island = death island?", R. W. Buechley, J. Van Bruggen, and L. E. Trippi (1972). Environmental Research 5: 85–92.</ref> דבר שמוגבר על ידי איי חום. האפקט הלילי של איי חום עירוני בזמן גל חום יכול להיות מזיק במיוחד, היות והוא מונע מתושבי הערים את המנוחה הקרירה שיש באזורים כפריים במשך הלילה. <ref name="Clarke">"Some effects of the urban structure on heat mortality".J. F. Clarke (1972). Environmental Research 5: 93–104.</ref>

השפעה נוספת של איי חום עירוניים היא הגדלת כמות האנרגיה הנצרכת לצורך [[מיזוג אוויר]] וקירור בערים שנמצאות באקלים חם יחסית. "קבוצת אי החום" מעריכה כי ההשפעה של אי החום על [[לוס אנג'לס]] מובילה להוצאת אנרגיה עודפת בסכום של כ-100 מיליון דולר בשנה.<ref>http://eetd.lbl.gov/HeatIsland/EnergyUse/</ref>. לעומת זאת, ערים באקלים קר יחסית, כמו [[שיקאגו]] צפויות לצרוך כמות קטנה יותר של אנרגיה בגלל השפעת איי החום.  

השפעה נוספת של איי חום עירוניים היא הגדלת כמות האנרגיה הנצרכת לצורך [[מיזוג אוויר]] וקירור בערים שנמצאות באקלים חם יחסית. "קבוצת אי החום" מעריכה כי ההשפעה של אי החום על [[לוס אנג'לס]] מובילה להוצאת אנרגיה עודפת בסכום של כ-100 מיליון דולר בשנה.<ref>http://eetd.lbl.gov/HeatIsland/EnergyUse/</ref>. לעומת זאת, ערים באקלים קר יחסית, כמו [[שיקאגו]] צפויות לצרוך כמות קטנה יותר של אנרגיה בגלל השפעת איי החום.  

מלבד מהשפעתו הברורה על טמפרטורה, אי חום עירוני יכול לייצר השפעות משניות על המטארולוגיה המקומית. אלו כוללות שינוי של משטר הרוחות המקומי, התפתחות של עננים וערפל, השפעות על הלחות, וכמות המשקעים.<ref>[http://asusmart.com/urbanclimate.php Urban Climate &ndash; Climate Study and UHI] Arizona State University</ref>  

 

מלבד מהשפעתו הברורה על טמפרטורה, אי חום עירוני יכול לייצר השפעות משניות על האקלים המקומי. אלו כוללות שינוי של משטר הרוחות המקומי, התפתחות של עננים וערפל, השפעות על הלחות, וכמות המשקעים.<ref>[http://asusmart.com/urbanclimate.php Urban Climate &ndash; Climate Study and UHI] Arizona State University</ref>  

תמונות לווין עזרו לחוקרים לגלות כי אקלים הערים משפיע באופן משמעותי על עונות הגידול של צמחים במרחק של עד כ-10 ק"מ משולי העיר. עונות הגידול ב-70 ערים בצפון מזרח אמריקה היו ארוכות בכ-15 יום באזורים עירונייים יחסית לאזורים כפריים מחוץ להשפעת העיר.<ref>[http://www.nasa.gov/centers/goddard/news/topstory/2004/0801uhigreen.html Urban Heat Islands Make Cities Greener], 2004-06-29, NASA</ref>

תמונות לווין עזרו לחוקרים לגלות כי אקלים הערים משפיע באופן משמעותי על עונות [[חקלאות|הגידול של צמחים]] במרחק של עד כ-10 ק"מ משולי העיר. עונות הגידול ב-70 ערים בצפון מזרח אמריקה היו ארוכות בכ-15 יום באזורים עירונייים יחסית לאזורים כפריים מחוץ להשפעת העיר.<ref>[http://www.nasa.gov/centers/goddard/news/topstory/2004/0801uhigreen.html Urban Heat Islands Make Cities Greener], 2004-06-29, NASA</ref>

==הקלת הבעיה==

==הקטנת איי חום עירוניים==

ניתן להקל על הבעיה באמצעות צביעת הבתים בצבע לבן ושימוש במשטחים מחזירי אור שמש.  

ניתן להקל על הבעיה באמצעות צביעת הבתים בצבע לבן ושימוש במשטחים מחזירי אור שמש. דבר זה מבוצע לדוגמה באיים רבים ביוון. חסרון של פתרון זה הוא סכנת יצירת עומס קרינה במשך היום שגורמת לחימום על ידי קרינה ואף עלולה לפגוע בעיניים (בדומה לתופעות הנגרמות כתוצאה מהחזרת קרינת אור שמש של שלג).  

הקלה נוספת אפשרית באמצעות צמחיה בעיר - גינות, גנים , גגות עם צמחיה וכו'. צמחים שמקבלים השקיה מקררים את האוויר.

הקלה נוספת אפשרית באמצעות [[עצים בעיר|צמחיה בעיר]] - גינות, גנים , [[גגות ירוקים|גגות עם צמחיה]] וכו'. צמחים שמקבלים השקיה מקררים את האוויר.

==קישורים חיצוניים==

==קישורים חיצוניים==

[[קטגוריה:אנרגיה]]

[[קטגוריה:אנרגיה]]

[[קטגוריה:בנייה ירוקה]]

[[קטגוריה:בנייה ירוקה]]