Spesso ci chiediamo se l’aumento della popolazione e la formazione di metropoli urbane sempre più grandi può influenzare il clima a livello locale.
Studi condotti nell’area metropolitana di Roma hanno mostrato che il clima urbano si differenzia da quello rurale, principalmente per due fattori:
1. la presenza di un gran numero di edifici e quindi di superfici verticali, che determinano un forte aumento dell’assorbimento delle radiazioni provenienti dal Sole;
2. la presenza dell’uomo che è responsabile dell’immissione di un surplus di calore nell’atmosfera, dovuto alle sue attività.
Un altro studio, condotto in Egitto nella regione del Cairo, ha messo in luce che il cambiamento climatico dovuto all’espandersi delle città non è limitato al campo delle temperature, ma si riscontrano variazioni anche nel campo dell’umidità relativa e del vento.
Inoltre le impurità introdotte nell’atmosfera dalle attività industriali possono essere responsabili di reazioni chimiche che avvengono nell’aria, producendo delle sostanze e spesso degli acidi, che le precipitazioni fanno poi cadere sul terreno, danneggiando i prodotti agricoli e forse anche le nostra salute.
Nell’ultimo secolo, il rapporto tra le persone che vivono nelle aree rurali e quelle che vivono nelle grandi città è cambiato, segnando un notevole incremento della popolazione urbana.
Per secoli siamo stati abituati a vivere in un clima pressappoco uniforme, fatto di piccoli gruppi di case inserite in un terreno più o meno erboso o coltivato, del tipo che al giorno d’oggi potremmo definire rurale, adesso invece viviamo in aree che hanno condizioni climatiche diverse.
Nel corso dei secoli le città hanno cominciato ad espandersi, gli edifici sono diventati sempre più grandi e, soprattutto, alti e lo spazio che separa i vari palazzi è diventato sempre più ristretto.
La Terra viene riscaldata dal Sole tramite le radiazioni che il nostro astro emette in una vasta gamma di frequenze; esse hanno il picco massimo nel visibile, per cui possiamo dire che il Sole principalmente illumina la Terra. Una notevole quantità delle radiazioni provenienti dal Sole si trova tuttavia nel campo dell’infrarosso e sono proprio queste che riscaldano la Terra.
Quando un raggio solare colpisce il terreno, esso viene in parte assorbito ed in parte riflesso. La frazione di luce o, più in generale, di energia incidente che viene riflessa indietro in tutte le direzioni è detta “albedo”. Questo termine è un indice che varia tra 0 e 1, dove il valore “0” o, in forma più chiara, 0% si riferisce ad una superficie che assorbe tutta la radiazione, un esempio potrebbe essere una lastra di marmo nero; il valore “1” o 100%, indica invece una superficie che riflette tutta la radiazione senza assorbirla, un esempio potrebbe essere un prato coperto di neve.
La Terra ha un’albedo media di 0.38, ciò significa che, mediamente, il terreno assorbe il 38% dell’energia e ne rimanda indietro il 62%.
Ogni volta che una superficie viene colpita da un raggio essa ne assorbe un po’ e, di conseguenza, si riscalda. Tuttavia un terreno orizzontale libero da ostacoli ed una città, ricca di pareti verticali, si comportano in modo molto diverso quando vengono colpite dai raggi solari. Una superficie orizzontale infatti assorbe l’energia della radiazione incidente una sola volta e la parte riflessa si disperde nello spazio (in una prossima discussione potremmo vedere come questa energia in parte venga trattenuta nell’atmosfera per “effetto serra” ed in parte venga persa verso l’esterno della Terra). Una superficie su cui sorgono degli edifici assorbe l’energia dei raggi solari più volte, in quanto il raggio riflesso, prima di abbandonare la terra colpisce più volte la sua superficie, per cui l’assorbimento del calore da parte del blocco formato dal terreno e dagli edifici nel suo insieme è molto più elevato.
Nella figura affianco è riportato, in forma grafica, il percorso dei raggi solari e l’assorbimento delle varie superfici.
Naturalmente questo è solamente il fattore principale del perché le temperature sulle città sono più elevate che su un terreno rurale.
Esistono molte altre cause che contribuiscono a questo aumento di temperatura, come le attività umane, il calore prodotto dai motori industriali e delle automobili, i riscaldamenti domestici e molti altri fattori.
In ordine di importanza i fattori responsabili dell’aumento della temperatura nelle zone urbane, possono essere riassunti nella seguente tabella:
1° Il maggior assorbimento dei raggi incidenti, che abbiamo detto sopra.
2° La conservazione del calore solare nella massa degli edifici.
3° La generazione di calore come prodotto di trasformazione delle attività umane quali i trasporti e le attività industriali, comprese le reazioni chimiche con rilascio di calore che avvengono nell’atmosfera a causa degli inquinanti prodotti dall’uomo.
4° La bassa evaporazione nell’area urbana a causa della mancanza di vegetazione.
5° Il calore prodotto direttamente dall’uomo attraverso i riscaldamenti domestici.
Il secondo fattore si riferisce al fatto che gli edifici si comportano come delle scatole, che assorbono calore dalla superficie superiore, ovvero il tetto, e lo trasmettono velocemente a tutta la struttura, composta dalle pareti interne, dall’aria racchiusa nelle stanze e così via.
La sera, quando i raggi del Sole cessano di riscaldare la Terra, la dispersione del calore accumulato durante il giorno, in maniera diretta verso l’esterno, avviene solamente tramite la parte superiore del tetto. Viceversa le superfici interne ed i piani sottostanti dei palazzi più alti disperdono il calore accumulato solo per conduzione verso il tetto e quindi in percentuale molto inferiore. Gran parte dell’energia ricevuta dal Sole viene trattenuta dall’edificio.
Da questa tabella si può evincere che il fattore preminente del maggior riscaldamento delle città rispetto alle zone rurali è dovuto principalmente alla sua stessa architettura, fatta di edifici con pareti verticali e non alle attività umane come i riscaldamenti domestici o il calore prodotto dai motori, come qualcuno avrebbe potuto immaginare.
Come si vede, l’argomento è molto complesso e non è possibile esporlo in un solo articolo. Avremo modo di chiarire altri aspetti in successive discussioni.
