Islas de Calor UrbanasTempos Calientes en la Ciudad

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¿Las ciudades son cosas

calientes?

¿Dónde está caliente?

¿Dónde no lo está?

¿Dónde están los lugares más calientes en la Tierra?

Datos VIZ

¿Porcentaje pavimentado?

Esquina del fabricante:

Tacho verde de la casa del ave

Detective de datos:

Encontrando islas en la tierra

Ciencia DIY:

Una mini isla de calor urbana

Notas de Campo:

Modelado por computadora

Respuestas

Islas de Calor Urbanas

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La temperatura del aire y la temperatura de la

superficie no son las mismas. Si alguna vez caminó

descalzo por la arena o el pavimento caliente en un

día de verano, usted sabe la diferencia. La superficie

debajo de tus pies se siente más caliente que el aire

alrededor de tu cabeza. Por la noche, debe ocurrir lo

contrario y ello debido a la hierba y el suelo. ¿Pero

qué hay del pavimento?

Cosas calientes

La cantidad de un objeto que se calienta depende de

lo qué está hecho y de su color. Las carreteras, las

entradas para automóviles y muchos tejados son de

colores oscuros, que absorben el calor mejor que los

claros. Es posible que haya notado esto cuando usa

una camisa negra o blanca en un día caluroso. ¿Con

qué color te sentiste más caliente? Apuesto a que te

arrepentiste de usar negro ese día.

Vocabulario:

Urbano: un área con las características de una

ciudad: muchos edificios, calles y personas.

Superficie impermeable: un material que no

permite que el agua pase a través de él. Los

ejemplos son concreto, ladrillo y asfalto.

En un caluroso día de verano, la

temperatura en el centro urbano de la

ciudad de Nueva York puede ser 4ºC más

alta que las áreas rurales circundantes con

bosques y granjas.

Isla de calor urbano

El pavimento mantiene el calor muy bien, y

también es una superficie impermeable, lo que

significa que no absorbe el agua ni permite que

pase. Sin esa humedad, una superficie pierde

parte de su aire acondicionado natural. Un

campo de césped artificial es verde como la

hierba, pero es más caliente que un campo

natural.

Islas urbanas del calor

Las áreas urbanas están llenas de aceras,

estacionamientos, caminos y canchas de

básquetbol. Esas superficies duras y de color

oscuro contribuyen a lo que los científicos

llaman el efecto isla de calor urbano, lo que

significa que las ciudades y otras áreas

altamente desarrolladas son más calientes que

un campo cubierto de plantas. Las ciudades no

solo se sienten más calientes durante el día;

también son más calientes por la noche. Esto se

debe a que los edificios de cemento y las calles

pavimentadas almacenan calor durante el día y

lo liberan mucho después de la puesta del sol.

Ese efecto de calentamiento incluso significa que

hay menos nieve en la ciudad durante el

invierno. Las ciudades tienden a estar más

calientes que sus áreas circundantes en todo

momento del día y en todo momento del año

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Nueva York, Nueva York - Es una... Ciudad CALIENTE

Miremos la ciudad de Nueva York, hogar de más de 8 millones

de personas. Para alojar y transportar a todas esas personas se

necesitan muchos edificios, calles y aceras, superficies

impermeables. La ciudad también está rodeada de muchos

árboles. Durante el verano, la ciudad puede estar a 4 ° C más

caliente (7.2 ° F) que sus áreas adyacentes. La ciudad de Nueva

York es una isla de calor urbana.

Temperatura y vegetación en la ciudad de Nueva York

La ciudad de Nueva

York tiene una

densidad de personas

más alta que

cualquier otra ciudad

en los Estados

Unidos.

El mapa de la izquierda muestra áreas relativamente frías

como el púrpura oscuro y áreas relativamente calientes

como más claras a pálido blanquecino. En el siguiente

mapa, la vegetación en Nueva York se muestra en verde,

con las áreas verdes más oscuras que tienen la mayoría

de las plantas y árboles. ¿Qué puedes decir al comparar

estas dos imágenes?

Viendo las islas del calor urbano desde el espacio

Podemos medir las diferencias de temperatura urbana desde el

suelo, y también podemos detectar estas temperaturas desde el

espacio. Al observar estas dos imágenes, puede ver que las

temperaturas más altas ocurren cuando hay más superficies

impermeables y menos vegetación. Un aumento de 4 ° Celsius

puede no parecer mucho, pero hay una gran diferencia entre 34 °

C y 38 ° C (93 ° F y 100 ° F). Este aumento de temperatura lo hará

sentir incómodo, y para algunas personas (especialmente los

ancianos) las temperaturas más altas pueden causar agotamiento

por calor y derrames cerebrales.

Un aumento de solo 1 ° C (aproximadamente 2 ° F)

puede aumentar la demanda de energía para el aire

acondicionado en un 5 a 20 por ciento. Esto es costoso y

puede provocar apagones. Cuando eso suceda, no solo

no podrá relajarse con su aire acondicionado, sino que

las tiendas, bibliotecas y escuelas deberán cerrarse hasta

que se vuelva a encender. Perder la prueba de la historia

podría no ser tan malo, pero no poder alimentar la casa

de tu abuela podría ser peligroso. – A. Burdick5

Dos factores principales

influyen en la temperatura de

las ciudades en comparación

con su entorno: pavimento y

plantas. El pavimento los

calienta y las plantas los

enfrían. Los árboles, arbustos y

hierbas proporcionan su propio

aire acondicionado natural a

través de la transpiración. Las

áreas entre las ciudades, donde

hay más plantas que el

pavimento, tienden a ser más

frías. — A. Burdick and T. Owen

Los estados de las llanuras,

como Nebraska y Kansas, no

tienen muchas ciudades, por

lo que no tienen muchas islas

urbanas de calor. Pero las

carreteras y pueblos

pequeños entre las

principales ciudades absorben

y mantienen el calor y pueden

verse como patrones de líneas

a lo largo del mapa,

dividiendo los bosques

grandes y fríos y las tierras de

cultivo entre ellos.

Vocabulario:

Transpiración: la

liberación de vapor

de agua desde los

poros (pequeños

agujeros) en la parte

inferior de las hojas.

La transpiración de las plantas

es más que solo una gota en

un balde. Un acre de maíz

puede producir 15,142 litros

(4,000 galones) de vapor de

agua transpirado todos los

días.

Phoenix es a menudo más fría

que su área circundante, lo

contrario de la mayoría

ciudades ¿Por qué es esto? Los

residentes de la ciudad

producen árboles y otras

plantas. Estos agregan sombra y

humedad a la transpiración.

Mientras que las plantas

mantienen la ciudad fresca, el

desierto circundante se

mantiene caliente porque hay

plantas más pequeñas y menos

para enfriarlo. 6

Minneapolis se encuentra entre muchas, muchas granjas. Las plantas que crecen en estas granjas enfrían el aire a través de la transpiración. Esta diferencia significa que la ciudad es notablemente más caliente que los campos circundantes.

Los satélites pueden detectar la temperatura de la superficie de la Tierra. Este mapa muestra la cantidad de ciudades y autopistas estadounidenses más calientes en 2001 en comparación con los bosques y las tierras de cultivo a su alrededor.

Diferencia de temperatura urbana / rural °C

Atlanta, Georgia, es apodada “Calientlanta". A medida que la ciudad creció, se eliminaron 380,000 acres de árboles, pero algunos bosques permanecen alrededor de la ciudad. El bosque mantiene fresca la zona que rodea la ciudad. Atlanta es una isla de calor rodeada de un bosque fresco, una isla de calor urbana.

Los "techos verdes" cubiertos de plantas pueden enfriar significativamente una ciudad. El siguiente gráfico muestra la cantidad de techos verdes más fríos en comparación con los techos negros. Para hacer su propio techo verde, vea la página 12.

Comparaciones de temperatura de los colores del techo y la temperatura del aire

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¿Dónde están los lugares más

calientes en la Tierra?

La temperatura más alta jamás registrada en la Tierra se midió en julio de 1913 en Furnace Creek, California, donde el termómetro alcanzó 56.7 ° C (134 ° F).

Piensa en rocas, secas y de color oscuroLos lugares más calientes de la Tierra, en la ciudad o el campo, tienen algunos rasgos en común. Están llenos de roca y piedra. No tienen mucha agua, plantas o árboles. Y están llenos de colores oscuros. La ubicación del lugar más caliente de la Tierra puede cambiar, pero estas condiciones no.

Pavimentando el desiertoEn la naturaleza, los lugares más calientes suelen ser desiertos, como el Taklimakan en Asia, el Sahara en África o el Sonoran en América del Norte. Estos lugares son paisajes rocosos de color oscuro, a menudo cubiertos con lo que los geólogos llaman "pavimento del desierto" que absorbe el calor del sol. Los desiertos tienen muy poca agua en el suelo o en el aire, por lo que les falta uno de los mejores aires acondicionados de la naturaleza.

Los científicos han utilizado satélites para encontrar los lugares más calientes en la Tierra, midiendo cuánta luz solar y calor absorbe la tierra. En un lapso de siete años, la temperatura superficial más alta en la Tierra se observó en el Desierto Lut en Irán: 70.7 ° C (159.3 ° F). La segunda temperatura más alta, 69.3 ° C (156.7 ° F), se midió en los matorrales de Queensland, Australia.

Este mapa muestra las temperaturas de la superficie terrestre (LST) en 2015, el año más caluroso registrado hasta ese momento. LST es una medida de cómo el Sol calienta el suelo, y a menudo es más caliente que la temperatura del aire. Los amarillos más brillantes muestran los lugares más calientes de la Tierra.

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El Desierto UrbanoLos paisajes humanos pueden ser igual de calientes. Los científicos han medido las temperaturas de la superficie a mediados del verano entre 77 y 82 ° C (170 a 180 ° F) en los techos de alquitrán negro de la ciudad de Nueva York (aprenda más en la página 5). Incluso en invierno, las temperaturas en la azotea pueden ser decenas de grados más cálidas que las temperaturas del aire.Al igual que los lugares naturales más cálidos, las ciudades están llenas de superficies rocosas (asfalto, ladrillo y hormigón) que absorben calor durante el día y lo liberan durante la noche.

Las ciudades tienen una gran cantidad de vidrio que refleja y concentra la luz. Los edificios altos pueden desacelerar los vientos fríos. Menos plantas y árboles también significan menos sombra y menos vapor de agua en el aire.Las áreas urbanas a menudo tienen temperaturas que suben 6 ° C (10 ° F) más que los suburbios circundantes y las áreas rurales. Este es un problema porque 3.5 mil millones de personas viven en ciudades. Entonces, en todo el mundo, científicos, ingenieros y constructores están buscando nuevas formas de construir casas y oficinas que reflejen más luz solar en el espacio. Y los urbanistas están reservando más espacio donde las hierbas, los árboles y los arroyos pueden enfriar el aire de forma natural. - M. Carlowicz

Se dice que la superficie de color rojo oscuro de Flaming Mountain en China alcanza temperaturas de 50 a 80 ° C (122 a 175 °F) en el verano.

Beijing, China La cantidad de edificios y superficies pavimentadas en Beijing se cuadruplicó desde 2000 hasta 2009. Este aumento de las superficies impermeables también aumentó las temperaturas promedio de invierno de la ciudad en 3 a 4 ° C (5 a 7 ° F) mientras que las velocidades del viento disminuyeron en 1 a 3 metros por segundo

Las temperaturas más calientes en 2015 °C

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Las ciudades son generalmente más calientes que el campo circundante, pero ¿cuánto de una ciudad es más caliente? En este mapa de Minneapolis y St. Paul, los cuadrados rojos brillantes y oscuros son donde las superficies impermeables (aceras, calles y tejados) hacen que las temperaturas sean más calientes que sus alrededores en más de 2 ° C (3.6 °F). Use la visualización de datos para identificar qué porcentaje de la ciudad es más caliente que su entorno. -T. Owen

Este mapa muestra las diferencias de temperatura entre las superficies impermeables (rojas) y las áreas con vegetación (grises) alrededor de las Ciudades Gemelas (Twin Cities).

1. ¿Cuál es el área total de la imagen del satélite? (sugerencia: 1 cuadrado = 9.6 kilómetros cuadrados)2. ¿Cuántos kilómetros cuadrados tienen temperaturas de más de 2 ° C (3.6 ° F) más caliente que su entorno?3. ¿Qué porcentaje de esta imagen es más caliente que su entorno debido a superficies impermeables? (sugerencia:

cuadrados rojos ÷ cuadrados totales × 100 = porcentaje)4. Si menos del 35% de una ciudad está cubierta de superficies impermeables, las temperaturas no cambian

demasiado drásticamente. Por encima de ese nivel, las temperaturas aumentarán abruptamente. Teniendo en cuenta sus resultados, ¿las temperaturas en Minneapolis se ven afectadas por aceras, calles y tejados?

Respuestas en la página 1510

Esquina del

fabricante¿Alguna vez has visto un techo con árboles y plantas que crecen fuera de él, a propósito? Muchos materiales, como baldosas y tejas, absorben calor durante el día y lo liberan por la noche, haciendo que las ciudades se calienten. Una solución a este problema es construir techos verdes.

Al igual que las jardineras gigantes, los techos verdes reemplazan las superficies sólidas del techo con tierra y plantas. Esto ayuda a moderar la temperatura de un edificio y permite que el agua penetre en lugar de escurrirse.

Los techos verdes se ajustan para crear una superficie ideal para cada estación. Las plantas arrojan sus hojas en el invierno, desplegando un suelo oscuro que absorbe energía y mantiene el edificio más caliente. En el verano, las plantas proporcionan sombra y emiten vapor de agua, manteniendo la superficie del techo y el interior del edificio más frescos.

Los techos verdes no solo reducen el uso de energía para la calefacción y la refrigeración en edificios individuales, sino que también pueden ayudar a refrescar la ciudad. Los techos verdes son una forma de reducir los efectos de las islas de calor urbanas. - K. Weaver

Vecindario de tejado verde

Este edificio de apartamentos especial en un suburbio de Copenhague, Dinamarca se llama "Casa 8" debido a su forma única, se ve como el número 8 desde arriba. Otra cosa que es especial acerca de este edificio es lo que está creciendo en la cima. La "Casa 8" tiene una cubierta de vegetación de hierba / musgo que crece en sus techos inclinados.

Materiales:• caja de cartón de medio galón• tijeras • engrapadora • hilo • tierra • semilla de césped • palo para una percha • pintura u otras decoraciones Instrucciones:1. Engrape la parte superior de la caja cerrada (si es

necesario).2. Corte la parte inferior de la caja de cartón y voltéela para

hacer una bandeja plana. Engrapa en la parte inferior de la caja de cartón como se muestra.

3. Use las tijeras o un clavo para (cuidadosamente) hacer unos pequeños orificios de drenaje alrededor del costado de la bandeja, y dos orificios más grandes para unir la cuerda para colgarla.

4. Haga un agujero en un lado del cartón para que entren las aves.

5. Decora el exterior y agrega la percha.6. Agregue el suelo a la bandeja, rociando semillas en la parte

superior.7. Riegue su techo verde (no demasiado) y vea como ¡crece!

Agujeros para colgar la casa del pájaro

Suelo y semillas

Agujeros para drenaje

Bandeja para techo verde

Percha

Estar inspirado:Intente hacer un techo verde para una pajarera más grande, una caseta de perro o un cobertizo (con permiso de un adulto, por supuesto). ¿Qué podría tener que hacer de manera diferente para un techo más grande? Por ejemplo, ¿cuánto peso puede soportar la estructura del techo? ¿Qué podrías usar para el drenaje debajo de las plantas?

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Detective de datos

Al ver la Tierra desde el espacio, no hay duda de que los humanos hemos cambiado nuestro planeta Ambos mapas parecen tener islas de luz o calor. ¿Por qué? Sea un detective de datos y resuelva el misterio de las islas en la tierra.- D. Janney y T. Owen

El mapa # 1 muestra luces nocturnas en los Estados Unidos.

Mapa # 2. Este mapa nos muestra donde el calor está siendo absorbido por superficies impermeables en todo Estados Unidos.El rojo muestra donde las superficies terrestres son más calientes que las áreas circundantes.

1. ¿Qué tienen en común las áreas más brillantes en el primer mapa y las áreas rojas en el segundo mapa?

2. ¿Qué son las líneas punteadas que parecen conectar las ubicaciones iluminadas entre sí en el primer mapa? ¿Qué pasa con las líneas en el segundo mapa?

3. ¿Por qué aparecen estas líneas punteadas en ambos mapas?Respuestas en la página 15 12

Ciencia DIY

¿Por qué crees que la hierba se siente más fría que el pavimento?¿Y cómo son los materiales en una ciudad diferentes a los que se encuentran en áreas rurales y salvajes? La respuesta es que los materiales en nuestros vecindarios retienen, absorben e irradian calor de manera diferente. -D. Janney

Que necesitas:• Termómetro infrarrojo (disponible en ferreterías por alrededor de $ 15)• lápiz• tabla de datos• cinco tipos diferentes de materiales que se encuentran afuera: pasto, pavimento (camino de entrada, camino), acera, planta (árbol o arbusto) y suelo desnudo

Experimentar:1. Utilizando el termómetro infrarrojo, mida la

temperatura de cada material durante el día cuando esté expuesto a la luz solar directa. Registre la temperatura para cada objeto en la primera fila de la tabla de datos.

2. Espere a que se ponga el sol.3. Mida la temperatura de cada superficie una hora

después del atardecer. Registre la temperatura para cada objeto en la segunda fila de la tabla de datos a continuación.

4. Reste la temperatura de cada material después del anochecer de la temperatura observada durante el día. Registre esta diferencia de temperatura en la fila inferior de la tabla de datos.

Temperatura a la luz del sol (° C)

Temperatura en la oscuridad (° C)

Diferencia de temperatura (° C)

TABLA DE DATOS GrassPlanta Suelo Pavimento Acera

Concluir:1. ¿Qué tres materiales retienen más calor (el menor cambio)?2. ¿Qué dos materiales irradiaban más calor (eran más calientes) por la noche?3. ¿Qué dos materiales absorbieron el calor más fácilmente (temperaturas más calientes durante el día)?

Respuestas en la página 15.13

¿Alguna vez has deseado poder ver el futuro? Dr.

Lahouari Bounoua del NASA El Goddard Space Flight Center puede no tener una bola de cristal, pero sí hace modelos de computadora que pueden predecir qué tan calientes serán las ciudades en el futuro.

Usando ComputadorasBounoua pasó horas frente a la pantalla de su computadora escribiendo algoritmos para modelar el calentamiento de las ciudades en comparación con el entorno natural en el que están construidas. Los programas que crea muestran: cuánto de una ciudad está cubierta por cemento, asfalto, alquitrán y otros

materiales impermeables; el tipo de bosque, pastizales o desierto alrededor de la ciudad; y el tamaño y el color de la ciudad. Él notó que cuando cualquiera de estas cosas cambia, la temperatura de la ciudad se vuelve más fría o más caliente. Por ejemplo, si el área cubierta por materiales impermeables aumenta, la ciudad se vuelve más caliente que su entorno, mejorando el efecto isla de calor urbano. Utilizando su algoritmo, Bounoua puede ingresar posibles cambios, agregar más plantas y árboles, remover áreas pavimentadas, y modelar los cambios de temperatura para una ciudad. Esta es información útil que puede ser utilizada por los planificadores de la ciudad.

Color de la ciudad

Desde el espacio, las ciudades aparecen en diferentes colores según el tipo de materiales de construcción que se usen. Las ciudades que usan mucho asfalto parecen más oscuras que las ciudades que usan concreto. Esto se debe a que el asfalto es negro y el concreto es gris. Los materiales de construcción oscuros absorben mucha energía térmica del Sol y hacen que estas ciudades sean más calientes que su entorno. Por otro lado, las personas que viven alrededor del mar Mediterráneo a menudo pintan sus edificios de blanco, lo que refleja más luz solar y mantiene las ciudades un poco más frescas.

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Vocabulario:Algoritmo: un conjunto de pasos que sigue para obtener un resultado. Tiene los pasos que sigue para obtener la respuesta correcta en un problema de matemáticas. Una computadora puede resolver problemas matemáticos y de otro tipo utilizando una serie de pasos.Modelo: Un programa de computadora que usa algoritmos para simular lo que puede suceder si ciertas cosas (viento, temperatura, etc.) cambian.

Modelando las temperaturas de la ciudad con los cambios climáticosA medida que aumentan los gases de efecto invernadero, también aumentan las temperaturas en todo el mundo, lo que significa que las temperaturas en nuestras ciudades serán aún más altas. Utilizando su modelo de computadora, mediciones de tierra y datos satelitales de la NASA, Bounoua puede observar cómo se relacionan el cambio climático y las islas de calor urbano. Sus modelos podrían ser utilizados por los planificadores de la ciudad para pronosticar cómo las temperaturas locales podrían cambiar y cómo las nuevas construcciones de edificios y parques afectarán las temperaturas. Luego, pueden desarrollar una mejor forma de usar la tierra: dónde construir casas o centros comerciales, dónde hacer parques y espacios verdes y mantener las temperaturas en equilibrio.

¿Por qué estudiar las islas de calor urbana?El aumento de las temperaturas de la ciudad puede ser una amenaza real para las personas porque las olas de calor pueden ser mortales. "Vivimos en ciudades”. Queremos comprender cómo las ciudades y los ecosistemas interactúan con el medioambiente, cómo lo modifican y qué podemos hacer al respecto ", dice Bounoua. "Estudiamos islas de calor urbanas para ayudar a las personas. Si tu abuela no tiene aire acondicionado, es una preocupación de salud real ".

- T. Owen

Respuestas

Data Viz:1. 58 cuadrados de largo x 38 cuadrados de ancho = 2.204 cuadrados.2.204 cuadrados ×9.6 km2 = 21,158 km22. 1,135 cuadrados rojos brillantes y oscuros x 9,6 km2 = 10,896 km23. 10,896 km2 ÷21,158 km2 ×100 = 51%4. Sí. 51% es mayor que 35%.

¿Donde en la Tierra?Londres, Inglaterra

Detective de datos:1. Están ubicados en áreas donde hay grandes ciudades.2. Las líneas en el primer mapa muestran las luces de la ciudad a lo largo de las principales carreteras y autopistas. Las líneas en el segundo mapa muestran superficies calientes e impermeables del pavimento que forman esas carreteras y autopistas y las pequeñas ciudades que las bordean.3. Las ciudades, que aparecen como luces brillantes desde el espacio, bordean las principales carreteras y autopistas y son más calientes que su entorno porque sus superficies impermeables absorben calor.

Ciencia DYC:1. La hierba, el suelo y las plantas retienen más calor. Tienen el menor cambio de temperatura de la luz solar a la oscuridad.2. El pavimento y las aceras son oscuros y absorben energía del Sol durante el día y luego emiten la energía en forma de calor por la noche, cuando el Sol ya no les proporciona energía para que la absorban.3. El pavimento y la acera absorben la mayor cantidad de calor. Son más calientes a la luz del sol.

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¿Donde en la tierra?Esta ciudad tiene una población de más de ocho millones de personas, por lo que es la número 21 más grande en el mundo de hoy. Pero desde 1831 hasta 1925, fue la ciudad más poblada del mundo. En 1820, un científico llamado Luke Howard hizo la primera observación del efecto isla de calor urbano aquí. ¿Cuál es el nombre de esta ciudad?Respuesta en la página 15

Traducción: José Martín Cárdenas Silva – 27/12/2016