Derfor blir det så varmt i byene

Det er som oftest varmere i byen enn på landet. Nå vet forskerne hvorfor.

Publisert
Mørke hustak og bygninger varmes opp av sola om dagen, og denne varmen blir frigjort etter hvert som natten senker seg over asfaltjungelen. (Foto: Microstock)
Mørke hustak og bygninger varmes opp av sola om dagen, og denne varmen blir frigjort etter hvert som natten senker seg over asfaltjungelen. (Foto: Microstock)

Bykjerner ligger som varmeøyer i landskapet og temperaturen i byen kan ofte være mer enn tre grader høyere enn i landlige distrikter rundt.

Fenomenet er kjent som urbane oppvarmingsøyer, eller såkalte Urban Heat Islands (UHI), og er et av de tydeligste eksemplene på hvordan mennesker varmer opp jorda.

Om natten er det de høye bygningene og de mange menneskene som varmer opp byen, men om dagen er det mer komplisert, viser ny forskning på amerikanske byer

Fordampning og farge

Når menneskene erstatter planter og trær med betong, fordamper ikke lenger vann fra jord og blader.

Mørke hustak og bygninger varmes opp av sola om dagen, og denne varmen blir frigjort etter hvert som natten senker seg over asfaltjungelen. Lysere flater i områdene rundt byen reflekterer derimot mer av de energirike solstrålene på dagtid.

Men frem til nå har man ikke visst i hvilken grad hvert av disse elementene bidrar til den urbane oppvarmingen.

65 byer

Nå har forskere studert varmen i og rundt 65 byer i Nord-Amerika.  Byene ligger spredt utover kontinentet. Noen i de nedbørrike områdene i øst, andre i det tørre vest.

Intensiteten av UHI fant de ved å ta temperaturen inne i byene og trekke fra temperaturen utenfor.  Dette ble gjort separat for dagtemperaturer og nattetemperaturer, og et årsgjennomsnitt ble beregnet.

Så ble tallene matet inn i en klimamodell og satt i sammenheng med både naturlige og menneskelige påvirkningsfaktorer. Modellen ble brukt for å kunne forklare betydningen av de ulike mekanismene.

Regntunge byer = effektiv urban oppvarming

Tidligere studier har pekt mot fordampning som hovedforklaring på den urbane oppvarmingen. Mye regn gir gode vekstforhold, og store mengder vann fordamper fra de grønne sonene.

Nedbørsrike Bergen bør være varmere i forhold til omgivelsene enn tørrere Oslo, til tross for at Oslo dekker et større areal og har flere innbyggere. Men fordampningen er bare viktig om dagen, for om natten er det menneskene som står for oppvarmingen. (Foto: Microstock)
Nedbørsrike Bergen bør være varmere i forhold til omgivelsene enn tørrere Oslo, til tross for at Oslo dekker et større areal og har flere innbyggere. Men fordampningen er bare viktig om dagen, for om natten er det menneskene som står for oppvarmingen. (Foto: Microstock)

Når byene legges som lokk over jordoverflaten, hindrer de vannet i å fordampe. Fordi fordampning stjeler varme fra bakken, gir det en kraftigere nedkjøling av områdene utenfor byene.

Men studien av de amerikanske byene viser også resultater som ikke bare kan forklares av fordampning.

Intensiteten til UHI avhenger nemlig også av varmeutvekslingen mellom bakken og atmosfæren. Prosessen kalles konveksjon.

Jorda varmer opp lufta som vil stige, og som senere blir avkjølt igjen høyere opp i atmosfæren. Slik blir en del av varmeoverskuddet ved bakken luftet ut.

Klimaforskjeller

Steder med mye nedbør er ofte preget av kraftig vegetasjon i landskapet rundt byene, noe som gjør at bakken blir mer ujevn. Det gir en mye mer effektiv varmeutveksling mellom bakken og atmosfæren – hele 58 prosent mer effektiv enn det man ser i byområder.

Men i urbane områder er konveksjonen svakere, og mindre utlufting fører til varmen hoper seg opp. Resultatet er at det i de regntunge områdene som ble studert, så kunne forskerne se en gjennomsnittlig temperaturforskjell på 3,9 grader mellom by og land.

I tørre områder er situasjonen motsatt. Utenfor byen er det sparsom, lav vegetasjon. I byene har man ofte høyere bygninger. Dermed blir konveksjonen og utluftingen sterkere i byområdene. Dette gir en nedkjølende effekt på de urbane områdene, og byene blir kaldere enn områdene rundt. Det kan til en viss grad veie opp for effekten av mørke tak som suger til seg sollys.

Fordampning om dagen

Overfører vi kunnskapen til norske forhold, er det nærliggende å tro for eksempel at nedbørsrike Bergen vil ha en større urban oppvarming enn tørrere Oslo, til tross for at Oslo dekker et større areal og har flere innbyggere.

Men fordampningen er bare viktig om dagen. Oppvarmingseffekten den bidrar med, forsvinner med dagslyset. Og om natten dominerer menneskene.

Frode Stordal er professor ved Institutt for geofag ved Universitetet i Oslo. (Foto: UiO)
Frode Stordal er professor ved Institutt for geofag ved Universitetet i Oslo. (Foto: UiO)

Forskerne fant en klar sammenheng mellom antall innbyggere i urbane strøk og effekten av UHI.

Kobler vi resultatene direkte opp mot innbyggertallene i norske kommuner, går det an å anslå at Oslos 635 000 innbyggere vil bidra til en oppvarming av bykjernen på mellom to og tre grader.

For Trondheim, med 182 000 innbyggere, vil oppvarmingen ligge i underkant av to grader. Jo flere mennesker, desto høyere temperatur.

Interessert i europeisk studie

Men Frode Stordal, professor ved Universitetet i Oslo, er ikke sikker på om resultatene er overførbare til norske byer.

– Det kunne vært interessant å gjennomføre en lignende studie i Europa. For klimasonene vi finner her, er ikke de samme som i Nord-Amerika, sier han.

– Dessuten har kystbyene hav som nærmeste nabo, ikke vegetasjon. Dette gjør kontrasten mellom byene og det omliggende landet svært stor.

I tillegg mener han at oppløsningen på modellen som forskerne har brukt er for grov. Hver informasjonsblokk dekker omtrent 20 ganger 30 kilometer, og dette er mye i et variert bylandskap.

Men resultatene av modellen stemmer ganske bra med virkeligheten i det studerte området i USA. Det bekrefter innsamlede data om bakketemperaturer fra Modis – en satellitt som har overvåket atmosfæren og verdenshavene kontinuerlig siden 1999.