La isla de calor: un fenómeno climático típicamente urbano

Con esta entrada, empiezo una serie que voy a dedicar al clima y a fenómenos naturales en general. En esta primera entrada, os voy a hablar de un fenómeno típica y claramente urbano: la denominada “isla de calor”. Para ello, para documentarnos, acudo a la obra de Mª del Carmen Moreno García, profesora de Climatología en la Facultad de Geografía de la Universidad de Barcelona, Estudio del clima urbano de Barcelona: la “isla de calor”.

El fenómeno de la “isla de calor” es el efecto más evidente y, también, el mejor estudiado, de la modificación climática inducida por la urbanización. El fenómeno de la “isla de calor” o “isla térmica” urbana consiste en que las ciudades suelen ser, especialmente de noche, más cálidas que el medio rural o menos urbanizado que las rodea. Singularmente, el área urbana que presenta temperaturas más elevadas suele coincidir con el centro de las ciudades, allí donde las construcciones y los edificios forman un conjunto espeso y compacto. Si se representa gráficamente la distribución espacial de la temperatura mediante isolíneas se ve, en general, como las isotermas presentan una disposición concéntrica alrededor del centro urbano, señalando un área de temperaturas más elevadas, por lo que es acertada y gráfica la denominación. Se trata, en resumen, de una anomalía térmica positiva en los centros de las ciudades producida por ellas mismas.

¿Cuáles son sus causas? Se pueden resumir en las siguientes:

1)   Un mayor almacenamiento de calor durante el día en la ciudad, gracias a las propiedades térmicas y caloríficas de los materiales de construcción urbanos, y su devolución a la atmósfera durante la noche. En comparación con los suelos naturales, los materiales de construcción como el cemento, ladrillo, hormigón, asfalto,…, se caracterizan por tener una mayor capacidad calorífica, además de una mayor conductividad térmica, lo que les convierte en unos buenos almacenadores de calor.

2)   La producción de calor antropogénico (calefacción, industria, transporte, alumbrado,…), que influye notablemente sobre la temperatura del aire urbano en relación con la de sus áreas circundantes.

3)   La disminución de la evaporación, debido a la sustitución de la superficie originaria por un suelo pavimentado y a la eficacia de los sistemas de drenaje urbanos (alcantarillado,…) y la reducción de la cubierta vegetal, habiendo un importante cambio en el modelo hídrico. Al sustituir una superficie como la vegetal por una artificial, menos porosa y que produce una rápida escorrentía, así como la eficacia de los sistemas de drenaje urbanos, elimina precisamente la posibilidad de almacenamiento de agua en el suelo y su evaporación.

4)   Una menor pérdida de calor sensible, debido a la reducción de la velocidad del viento originada por los edificios, que resultan ser un elemento perturbador de los flujos aéreos.

5)   Un aumento de la absorción de radiación solar, debido a la “captura” que produce la singular geometría de calles y edificios, que contribuye a un albedo relativamente bajo, al producirse múltiples reflexiones en las fachadas, tejados y el suelo, con lo que la radiación incidente queda atrapada y, por tanto, genera un aumento de la absorción de la radiación solar.

6)   Una disminución de la pérdida de calor durante la noche por irradiación, debido también a las características geométricas de calles y edificios, que reducen el factor de visión del cielo.

7)   Un aumento de la radiación de onda larga que es absorbida y reemitida hacia el suelo por la contaminada atmósfera urbana. La presencia de una capa de contaminación en la atmósfera urbana origina también una alteración en los flujos de radiación. La radiación de onda larga emitida del suelo hacia la atmósfera, ante el obstáculo de la capa contaminada, es absorbida en cierta proporción por ella, que la vuelve a remitir hacia el suelo.

Este fenómeno es más apreciado durante el invierno, pocas horas después de la puesta del sol, con una situación de calma anticiclónica y escasa nubosidad o bien con vientos débiles y cielos poco nubosos o despejados.

Una vez que el fenómeno de la “isla de calor” se ha originado, queda caracterizado por tres parámetros: intensidad, forma o configuración y la localización del máximo térmico, variando en función de cuatro tipos de factores: 1) temporales, que hacen referencia al momento del día y a la época del año; 2) meteorológicos, relativos al estado del tiempo; 3) geográficos, como localización y topografía; 4) urbanos, o según las características especiales de cada ciudad.

Las consecuencias de la “isla de calor” pueden ser de diversos tipos: meteorológicas, biológicas y económicas, cuyos impactos son, en algunos casos, positivos y en otros negativos.

El efecto más destacable, meteorológicamente hablando, es la formación de un fenómeno de convección urbana, por el calentamiento de la ciudad, que favorecería la formación de nubosidad y hasta la de la precipitación. El tiro convectivo vertical se alimenta en superficie por la afluencia de viento desde la periferia hacia el centro urbano, lo que se denomina “brisa urbana”. Otro efecto es la disminución de la frecuencia y duración de las nevadas en las áreas urbanas. Otra consecuencia meteorológica que, a su vez, tiene también implicaciones económicas es el bajo valor alcanzado por los grados/día por encima de un umbral en las áreas urbanas en comparación con los alrededores. Esta disminución de los grados/día repercute en el consumo energético de una manera positiva, ya que reduce la necesidad de calefacción durante el invierno, y por el contrario, durante el verano incrementa la demanda de aire acondicionado en horas nocturnas.

Las consecuencias biológicas están referidas, básicamente, al crecimiento de plantas y árboles en la ciudad. La isla de calor provoca que los periodos libres de heladas se alarguen, lo cual repercute en los periodos de crecimiento y floración, así como la existencia y proliferación de ciertas especies exóticas o tropicales en los parques y jardines. También sucede en el caso de aves y pájaros, atraídos por el ambiente urbano relativamente cálido, como en el caso de Barcelona, con la proliferación de cotorras, loros y papagayos, que vinieron como aves exóticas, y que cada vez forman más parte de nuestro paisaje urbano.