Je leest:

Steden zijn warmte-eilanden

Steden zijn warmte-eilanden

Auteur: | 15 april 2004

Steden stralen warmte uit, naar boven en naar onder. Niet alleen de atmosfeer boven een stad is warmer dan in de omgeving, dat geldt ook voor de aardbodem eronder.

Steden creëren niet alleen in de atmosfeer een warmte-eiland, maar ook in de aardbodem. Dat concluderen Canadese onderzoekers die metingen hebben verricht in het gebied van Winnipeg, de hoofdstad van de Canadese provincie Manitoba. Ze schrijven dat in het tijdschrift Journal of Geophysical Research).

Steden creëren niet alleen in de atmosfeer een warmte-eiland, maar ook in de aardbodem. Hoe groter de bevolking, hoe groter het temperatuursverschil met het omliggende platteland.

Het verschijnsel van het bovengrondse warmte-eiland is al lang bekend. Zo’n ‘eiland’ is een verstedelijkt gebied waar het in het algemeen wat warmer is dan op het omringende platteland. Dit warmte-effect wordt waargenomen in alle grote steden op aarde en in vrijwel alle klimaattypen. De mate van opwarming is ruwweg evenredig met de omvang van de plaatselijke bevolking.

Het ligt voor de hand dat verstedelijking ook van invloed is op de temperaturen in de bodem, maar tot nu toe was aan dit onderaardse effect nog vrijwel geen onderzoek verricht. Grant Ferguson en Allan Woodbury van de universiteit van Manitoba hebben daarom onder heel Winnipeg het verloop van de temperatuur met de diepte in kaart gebracht. Zij maakten hierbij gebruik van metingen in 50 boorputten.

Normaal gesproken – buiten stedelijk gebied – zou de temperatuur vanaf een diepte van ongeveer 20 meter moeten toenemen. Die toename wordt veroorzaakt door de warmte die in het inwendige van de aarde wordt geproduceerd, naar het oppervlak beweegt en daar aan de atmosfeer wordt overgedragen.

Maar de metingen laten zien dat de temperatuur onder Winnipeg aanvankelijk bij toenemende diepte afneemt en pas tussen 100 en 150 meter gaat toenemen. De oorzaak hiervan is de verwarming van de bodem door de aan het aardoppervlak liggende gebouwen. Hierin heerst het hele jaar door een temperatuur van ongeveer 20 °C.

De hoeveelheid warmte die in Winnipeg de aarde in gaat blijkt volgens de berekeningen van de onderzoekers 50 tot 100 maal zo groot als de hoeveelheid natuurlijke warmte die er uit komt. De ‘stedelijke’ warmte is in de loop der tijd steeds verder in de aarde doorgedrongen en heeft daar het temperatuurprofiel van de natuurlijke aardwarmte verstoord.

Simulaties van het warmtetransport laten zien dat de gemeten temperatuurprofielen onder Winnipeg goed kunnen worden verklaard met de dichtheid en de ouderdom van de bebouwing. Waar de verstedelijking het eerst – bijna honderd jaar geleden – begon, is de warmte ook het verst in de aarde doorgedrongen.

Volgens de onderzoekers zullen zich onder alle verstedelijkte gebieden in gematigde en subpolaire streken ‘warmte-eilanden’ bevinden. Hoewel de temperatuur daarin slechts enkele graden hoger is dan in hun omgeving, kan dit belangrijke consequenties hebben. Waar voor verwarmingsdoeleinden warmte uit de bodem wordt gehaald, neemt het rendement van deze toepassing toe. Maar waar men voor koeling bodemwater naar boven haalt, wordt het rendement juist kleiner.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 15 april 2004
NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.