Microclimas urbanos

A atividade humana pode ter um grande impacto no clima das zonas locais. Uma dessas formas é a criação de grandes áreas urbanas, com uma elevada densidade de estruturas criadas pelo homem. Com a quantidade de edifícios, as cores e os materiais utilizados, as fábricas e a presença de um grande número de pessoas, o clima - o comportamento meteorológico a longo prazo de uma zona, incluindo factores como a temperatura, a precipitação, a qualidade do ar, a pressão e os ventos - pode ser afetado.

Temperatura: Ilhas de calor urbanas

Devido à atividade humana, a temperatura num microclima urbano é mais elevada do que nas áreas circundantes e do que deveria ser normalmente. Diz-se que as zonas urbanas são ilhas de calor urbanas. Este facto é especialmente notório em condições de calma, em que o centro da cidade estará vários graus mais quente do que o campo. Há várias razões para que isto aconteça:

• os materiais de construção não são reflectores, pelo que absorvem mais calor do que as superfícies naturais e podem armazenar calor
• as superfícies das estradas, como o betão e o alcatrão, têm uma elevada capacidade térmica e a sua cor escura significa que absorvem muito calor durante o dia, que é libertado lentamente à noite, aumentando as temperaturas nocturnas
• a presença de fábricas e a elevada utilização de automóveis libertam muito calor
• também emitem poluição e smog, formando uma cúpula de poluição. Esta permite a entrada da insolação de ondas curtas, mas retém a radiação terrestre de saída de ondas mais longas, o que aumenta a quantidade de calor contido

Devido a estas razões, as temperaturas no inverno nas zonas urbanas são, em média, 1-2 graus Celsius mais elevadas do que nas zonas rurais. As temperaturas médias no verão são, em média, 5 graus Celsius mais elevadas do que nas zonas rurais. Isto pode ser visto no diagrama abaixo, que representa a ilha de calor de Londres.

Pressão atmosférica e ventos

As ilhas de calor urbanas também têm um efeito na pressão atmosférica e nos ventos. À medida que o ar quente se eleva sobre uma área urbana, atrai o ar da área circundante e cria uma área de baixa pressão localizada. Desenvolve-se um gradiente de pressão entre as zonas rurais mais frias e as zonas urbanas mais quentes, e os ventos desenvolvem-se para igualar este gradiente. Estes ventos convergem para as zonas urbanas e podem trazer a poluição das zonas exteriores para o centro da cidade.

Os ventos são também afectados pela envolvente urbana - a disposição e a estrutura dos edifícios. Os edifícios altos, em particular, afectam a forma como o ar se move através da cidade e reduzem a velocidade do vento. Os edifícios altos também provocam atrito no movimento do ar, o que cria turbulência, que altera a direção e a velocidade do vento. Os gradientes de pressão também se estabelecem entre os lados de barlavento e sotavento dos edifícios. O lado de barlavento, o lado virado para a direção do vento, tende a ter uma pressão elevada devido ao ar que empurra contra ele, e o lado de sotavento, o lado afastado do vento, tem uma área de baixa pressão. Isto provoca um forte gradiente de pressão localizado.

O espaçamento dos edifícios também tem impacto nos ventos. Edifícios muito afastados entre si criam uma maior resistência ao atrito, o que provoca remoinhos entre eles. Os edifícios também podem atuar como canais de vento, pelo que o vento é mais forte e mais rápido. Por exemplo, Chicago é apelidada de cidade ventosa devido ao seu sistema de grelha de edifícios que cria túneis de vento.

Precipitação

A precipitação também é afetada num microclima urbano. Há mais precipitação nas zonas urbanas do que nas zonas rurais, cerca de 10-15%. As zonas urbanas têm uma maior quantidade de dias secos, mas têm mais precipitação quando chove. Isto deve-se ao facto de as superfícies de betão conduzirem a correntes de convecção e a uma maior formação de nuvens. Devido às temperaturas mais elevadas nas ilhas de calor urbanas, há um aumento de 25% na probabilidade de trovoadas e uma maior probabilidade de a neve se transformar em granizo, diminuindo o número de dias de neve em 15%. A intensidade, frequência e duração dos nevoeiros são muito maiores nas zonas urbanas, especialmente em condições de anticiclone.

Qualidade do ar e cobertura de nuvens

Os ventos das zonas rurais podem trazer poluentes, e as temperaturas mais elevadas significam que há mais condensação e, por conseguinte, uma maior frequência de nebulosidade (até 10%). Há também mais poluição nas zonas urbanas, com mais poeiras provenientes dos combustíveis dos automóveis e da indústria. A cobertura de nuvens pode também resultar do smog fotoquímico e do fumo. O encobrimento de nuvens provoca a retenção de mais calor, aumentando ainda mais a temperatura.

Humidade

A humidade é mais baixa nas zonas urbanas, uma vez que as temperaturas mais elevadas significam que o ar pode conter maiores quantidades de vapor de água. No entanto, a falta de vegetação e a grande quantidade de superfícies de betão significam que a evapotranspiração é menor.

Luz solar

As temperaturas são mais elevadas nas zonas urbanas, mas a quantidade de luz solar que recebem é, na verdade, mais baixa, porque os edifícios altos bloqueiam a luz solar e as maiores quantidades de poeira reflectem e absorvem a luz solar.