2. Ernst-Abbe Campus - Urban Heat Island

All'Ernst Abbe Campus esplori la formazione di un'isola di calore urbana (UHI). L’UHI si riferisce al fenomeno per cui le aree urbane sperimentano temperature più elevate rispetto alle aree rurali circostanti. La mappa 1 (jenkas.de/sites/default/files/2020-08/JenKAS-Handbuch_einer_klimawandelgerechten_Stadtentwicklung_Web.pdf, pagina 34) illustra il numero medio di giorni estivi (la temperatura massima supera i 25°C) all'anno a Jena. Il centro città e la zona industriale nel nord registrano più giorni estivi (fino a 60 giorni all'anno). Al contrario, le aree circostanti presentano un clima più moderato (fino a 20 giorni estivi all'anno).Fattori chiave che contribuiscono all’UHI:
Fattori geografici: posizione geografica, topografia e rilievo.
Condizioni meteorologiche: Nelle condizioni meteorologiche autoctone (giornate soleggiate senza vento, che a Jena si verificano circa 1 giorno su 5), l'UHI è particolarmente forte a causa dell'elevata radiazione e del limitato scambio di masse d'aria calda. Il microclima gioca un ruolo ancora più importante.
Fattori urbani/morfologici: la copertura del suolo nelle aree urbane (impermeabilità, mancanza di vegetazione) riduce l'evapotraspirazione e l'effetto di raffreddamento che fornisce. Le superfici impermeabili, come le strade asfaltate, assorbono e trattengono il calore. L'esposizione superficiale di tetti, facciate e terreno al sole influenza l'assorbimento e la riflessione della radiazione. Le proprietà fisiche e termiche dei materiali (albedo, emissività, capacità termica…) influiscono sul clima urbano. Proprietà aerodinamiche (rugosità), influenzano il flusso del vento.
Calore antropogenico: fonti come il traffico, il calore di scarto dei sistemi di condizionamento dell’aria e le attività industriali contribuiscono all’UHI.
La mappa 2 (PET) mostra la temperatura fisiologicamente equivalente (PET) il 20 luglio 2022, il giorno più caldo di quest'anno, alle 14:00 (umidità 16%, velocità del vento 2,1 m/s, temperatura dell'aria misurata 39°C) ).
Il PET descrive il comfort termico esterno, considerando fattori quali la temperatura dell’aria, l’umidità, la velocità del vento e l’ombreggiamento.
Concentrandoci sul Campus Ernst Abbe, possiamo osservare valori PET intorno ai 55 gradi. Da un sondaggio condotto dal dipartimento di geografia sotto la direzione della Dott.ssa Susann Schäfer è emerso che questo luogo è il secondo luogo più evitato durante le giornate estive. Diversi fattori contribuiscono alle alte temperature riscontrate qui:
1. Mancanza di vegetazione: solo alcuni piccoli alberi, il che si traduce in un'evapotraspirazione minima e in un'ombra inadeguata.
2. Terreno impermeabile: La prevalenza di asfalto e materiali lapidei comporta un assorbimento di calore.
3. Edifici alti: compromettono il flusso del vento, impedendo lo scambio di masse d'aria calda.
4. Ombra limitata: solo al mattino e al pomeriggio dagli edifici. Caratteristiche simili a quelle qui possono essere osservate in altre parti della città, contribuendo ad aumentare il riscaldamento.
Durante la notte l’UHI persiste poiché edifici e materiali artificiali immagazzinano il calore accumulato durante il giorno, rilasciandolo durante la notte. Questo fenomeno può dar luogo a notti “tropicali”, in cui le temperature non scendono sotto i 20°C, comportando rischi per la salute, in particolare per i gruppi vulnerabili (anziani, neonati e individui socioeconomicamente svantaggiati).
Tuttavia, Jena beneficia dei flussi di aria fredda durante la notte (mappa 3, jen-kas.de/sites/default/files/2020-08/JenKAS-Handbuch_einer_klimawandelgerechten_Stadtentwicklung_Web.pdf, pagina 21) a causa della topografia. L'aria si raffredda sugli spazi aperti e scorre verso il basso, seguendo la pendenza naturale verso la città. Purtroppo, in prossimità della superficie nelle aree urbane, l'influenza di quest'aria fredda è minima a causa dell'elevata resistenza causata dagli edifici e da altre strutture urbane. Sebbene il flusso di aria fredda fornisca un po’ di raffreddamento, la città mantiene comunque temperature più elevate rispetto alle aree circostanti.
In sintesi, l’effetto UHI è influenzato dal clima e dalle condizioni meteorologiche su scala regionale, che sono fuori dal nostro controllo. Tuttavia, possiamo influenzare positivamente le strutture urbane, la copertura del suolo e le emissioni di calore di origine antropica attraverso un’efficace pianificazione urbana e gli sforzi per ridurre al minimo le emissioni.