Турбулентность растет, воздух ускоряется: таинственная сила мегаполисов пугает исследователей

Исследователи из Вагенингенского университета (Нидерланды) предложили новый метеорологический термин — "городской остров ветра". Он дополняет уже привычное понятие "городского острова тепла", описывающее локальное повышение температуры воздуха в мегаполисах. В данном случае речь идёт об усилении ветра в городской среде. Результаты работы опубликованы в журнале Environmental Research Letters.

Как возникает "остров ветра"

Учёные давно знают, что крупные города формируют собственный микроклимат. Но помимо температуры важную роль играет и ветер. По данным численного моделирования, сочетание высокой температуры и плотной застройки увеличивает энергию нижних слоёв атмосферы и вызывает более интенсивное движение воздуха.

Иными словами, турбулентность в городской среде утолщает пограничный слой атмосферы (примерно до километра в высоту) и усиливает перенос энергии сверху вниз. Это приводит к тому, что скорость ветра в городах выше, чем в окружающей сельской местности.

Влияние застройки

Результаты показали:

• наиболее выраженный эффект наблюдается в районах с невысокими зданиями (до 12 метров);
• при высоких постройках сила трения препятствует усилению ветра;
• наибольший рост скорости ветра фиксируется в полуденное время.

В среднем ветер в мегаполисах усиливается примерно на 0,5 м/с по сравнению с пригородами.

Подтверждение теории

Моделирование проверили с помощью измерений в трёх разных точках: в центре Лондона, в швейцарском Базеле и в Кабау — сельском районе Нидерландов. Во всех случаях данные подтвердили: в городской среде пограничный слой толще, а скорость ветра начинает возрастать около полудня.

"Увеличенная турбулентность в городской среде утолщает пограничный слой атмосферы и приводит к эффективному переносу импульса сверху вниз", — пишут авторы исследования.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

Игнорировать ветровые эффекты городов → недооценка климатического воздействия мегаполисов → включать ветер в городские климатические модели.

Рассматривать лишь локальные турбулентности у зданий → упустить масштабные процессы → исследовать поведение пограничного слоя в целом.

Планировать застройку без учёта аэродинамики → увеличение дискомфорта и риска загрязнения → проектировать кварталы с учётом вентиляции и потоков воздуха.

А что если…

Если учитывать "городские острова ветра" при градостроительном планировании, можно оптимизировать вентиляцию улиц, снизить концентрацию загрязняющих веществ и улучшить комфорт горожан.

Плюсы и минусы явления

FAQ

Что такое "городской остров ветра"?
Это эффект усиления ветра в городах по сравнению с пригородами за счёт турбулентности и прогрева воздуха.

Почему он возникает именно в мегаполисах?
Городские здания задерживают тепло и создают турбулентные потоки, утолщающие атмосферный пограничный слой.

Где был подтверждён эффект?
В Лондоне, Базеле и сельском районе Кабау (Нидерланды).

Мифы и правда

Миф: ветер в городах всегда слабее, чем в поле.
Правда: в среднем скорость может быть выше на 0,5 м/с.

Миф: влияние застройки ограничивается отдельными улицами.
Правда: эффект охватывает пограничный слой атмосферы целиком.

Миф: это локальная особенность Европы.
Правда: явление универсально и проявляется в городах по всему миру.

Три факта

1. Термин "городской остров ветра" впервые предложили в 2023 году.
2. Эффект наиболее выражен в районах с невысокой застройкой.
3. Усиление ветра связано с утолщением пограничного слоя атмосферы.

Исторический контекст

Понятие "городского острова тепла" ввели ещё в XX веке для объяснения повышенных температур в мегаполисах. Позднее внимание учёных привлекли локальные ветровые эффекты: турбулентность возле зданий и ускорение потоков в узких улицах. Однако лишь в последние годы стало ясно, что города могут формировать целостные ветровые аномалии. Новый термин "городской остров ветра" расширяет представления о том, как урбанизация меняет климат на локальном и глобальном уровнях.