הקשר בין שימוש בקרקע לבין דפוסי אקלים מקומיים

היחסים בין שימוש בקרקע לבין דפוסי האקלים המקומיים הם תחום דינמי וקריטי של מחקר עם השלכות מרחיקות לכת על מדע סביבתי, תכנון עירוני ופיתוח בר קיימא.כאשר אוכלוסיות אנושיות צומחות ויבשות הופכות יותר ויותר משתנות, להבין כיצד אדמה שונה משתמשת בטמפרטורה, משקעים, לחות ודפוסי רוח הופכת חיונית לבניית קהילות מתפתחות.

הבנה של Land Use

השימוש בקרקע מתאר כיצד בני האדם מנהלים ולשנות את הנוף הטבעי למטרות שונות.הוא כולל מגוון רחב של פעילויות, כולל חקלאות, פיתוח עירוני, יער, כרייה ושימור.כל סוג של שימוש בקרקע מביא מאפיינים ייחודיים של פני השטח - כגון albedo, גסות וזמינות לחות - המשפיעים ישירות על חילופי אנרגיה בין האדמה לאטמוספירה.

קטגוריות של שימוש בקרקע

(FLT:0) קרקע חקלאית: ⁇ 1:1 מאופיין לעתים קרובות על ידי שדות פתוחים גדולים, מערכות השקיה, מחזורי צמחייה עונתיים.משטחים אלה יכולים להציג שיעורי evatranspiration גבוהים, אשר מגניב את האוויר ולהגדיל את הלחות המקומית, אבל גם להוביל לדינמיקה של לחות אדמה שינוי.
(FLT:0)Urban ושטחי בנייה: ההרחבה של פני השטח הבלתי מאוישים כמו אספלט, בטון, גגות.חומרים אלה קולטים קרינה סולארית במהלך היום ושחררו אותה לאט בלילה, ויוצרים את אפקט האי החום העירוני.
(ב) ⁇ :0) ⁇ טבעי: צמחייה Dense המספקת צל, מקדם שטף, וזרעים פחמן. Forests יוצרים מיקרו-קלימים מקומיים קרירים יותר ומחמצמים יותר מאשר אדמות פתוחות הסובבות.
(ב) ⁇ :0 ⁇ וגוף מים: FLT:1 תכולת לחות גבוהה המתונות טמפרטורה קיצונית ותומכת בדפוסי משקעים ייחודיים באמצעות evaporation.

שינוי הקרקע

מערכות סיווג מרחוק של הלוויין וקרקעות כיסוי הקרקע - כגון מסד הנתונים הלאומי כיסוי הקרקע (NLCD) ויוזמה לשינוי האקלים של סוכנות החלל האירופית - לספק נתונים קריטיים על איך השימוש הקרקע מתפתח לאורך זמן. נתונים אלה מאפשרים למדענים לתאם שינויים בכיסוי הקרקע עם שינויים צפו במשתנים אקלים מקומי, כגון פני השטח ולחות אדמה.

דפוסי אקלים מקומיים

דפוסי אקלים מקומיים הם תוצאה של אינטראקציות מורכבות בין הגיאוגרפיה האזורית, זרימת אטמוספרית, ונכסים משטח הקרקע. בעוד שינויי האקלים הגלובליים מציבים את הרקע, וריאציות מקומיות בטמפרטורה, משקעים, לחות ורוח הם במידה רבה מאופיינים על ידי הסוג והתצורה של כיסוי קרקע.

משתנים מרכזיים המשפיעים על השימוש בקרקע

(FLT:0) טמפרל: השימוש בקרקע 1:1 משנה ישירות את תקציב האנרגיה של פני השטח. כהה, משטחים לא יציב סופג יותר קרינה סולארית ויש להם אלבדו נמוך יותר מאשר צמחייה טבעית, המוביל לטמפרטורות גבוהות יותר של היום.
(FLT:0)Precipitation: FLT:1 אורבניזציה יכול לשנות את דפוסי הגשמים על ידי שיפור הצטברות - תופעה המכונה "אפקט הגשמים העירוני" ערים לעתים קרובות לחוות יותר אינטנסיבי, מקומי יורדות של הליבה העירונית בשל אווירוסולים מוגברת חום.
(ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(FLT:0)Wind:Builds, Forests, ומכשולים אחרים משנים את העמידות על פני השטח, אשר יכול להפחית את מהירות הרוח בתוך קניונים עירוניים או ליצור אפקטים ערוץ אשר מאיץ את זרימת האוויר בכיוונים מסוימים.

גישה לאנרגיה

בלב של אינטראקציות קרקעיות-קלידיות היא האיזון האנרגטי של פני השטח: קרינת 0Net = שטף חום הגיוני + שטף חום מאוחרת + חום חום שטף 1 (FLT:1 הקרקע להשתמש שינוי המעבר של אזורים עירוניים אלה.

אפקט האי החום

ההשפעה של האי החום העירוני (UHI) היא אחת ההשלכות המותקנות ביותר של שינוי הקרקע.זה מתייחס לתופעה שבה אזורים עירוניים חווים טמפרטורות גבוהות משמעותית מאשר הסביבה הכפרית שלהם, במיוחד בלילה ובחודשי קיץ.

סיבות ומגוונים

מספר גורמים תורמים לעוצמה של UHI: משטחים אפלים עם albedo נמוך, כיסוי צמחייה מופחת, פליטות חום אנתרורופוגניים מבניינים וכלי רכב, ומלכודת של קרינת גלי ארוך על ידי בנייה של קניונים.ההבדל הטמפרטורה בין עיר לרמזור הכפרי שלה יכול להגיע 5-10 מעלות צלזיוס באזורים מטרופוליניים גדולים. לדוגמה, ניתוח של 300 ערים גלובליות מצא כי ההבדל בין העיר החציונית - C בטמפרטורה של 4.5 מעלות צלזיוס היה חם יותר במהלך תקופות זמן היה 4.5 מעלות צלזיוס.

השפעות על בריאות ותשתית

הביקוש לאנרגיה:0 (FLT:1) טמפרטורות גבוהות יותר מעלות צריכת חשמל עבור מיזוג אוויר, לחץ על רשתות חשמל ולהגדיל את פליטת גזי החממה.
מחלת כבד:0 (המחלה הקשורה ל-Heat:FLT:1Buildחום קיצוני יכול להוביל למיצוי חום, שבץ חום, והחמיר את תנאי הלב וכלי הדם, במיוחד בקרב אוכלוסיות פגיעות.
(FLT:0) זיהום איכות האוויר: 1 האוויר העירוני Warmer מאיץ את היווצרות של אוזון ברמה הקרקעית ויכול למלכוד את המזועים ליד פני השטח, להחמיר את פרקים.

אסטרטגיות מייגציה

מתכננים עירוניים וקובעי מדיניות פיתחו מגוון אסטרטגיות כדי להתמודד עם אפקט UHI. גגות מגניב וריצוף - מעשה עם חומרים רפלקטיביים - יכול להפחית את טמפרטורות פני השטח עד 20 מעלות צלזיוס, הגדלת קנאולי עץ עירוני והתרחבות שטחים ירוקים באמצעות פארקים וגגות ירוקות גם מספק קירור באמצעות גוון והערכה.

השפעות של מנהגים חקלאיים

החקלאות מכסה כ-38 משטח הקרקע של כדור הארץ, מה שהופך אותו לאחד הכוחות הדומיננטיים ביותר המעצבים את האקלים המקומי.ניהול שיטות כגון השקיה, העד, ובחירת היבול יש השפעות מדידה על טמפרטורה, לחות ומשקעים.

השקיה והקולוניזציה המקומית

יבולים מצופים יכולים לשנות באופן משמעותי את מאזן האנרגיה המקומי על ידי הגדלת פלוקס חום מאוחר יותר מחקרים מן עמק מרכז קליפורניה ואת ה- Indo-Gangetic Plain להראות כי השקיה מפחיתה את הטמפרטורות של אחר הצהריים על ידי 2-4 מעלות צלזיוס בהשוואה לאזורים שאינם מיושבים.אפקט קירור זה יכול להאריך את האווירה במשך עשרות קילומטרים, המשפיע על דפוסי אקלים אזוריים.

סיקור לחקלאות

הסגירה של יערות ליבול או מרעה מפחיתה את ה ⁇ ומגדילה את פני השטח albedo, המוביל לתנאי חם יותר, יבש יותר. באמזון, כריתת יערות נקשרה לירידה במשקעים העונה יבשה וכישוף יבש ארוך יותר - לולאה משוב שמאיים גם על החקלאות וגם על חוסן היער.

ניהול Soil ומיקרוקלי

(ב) ⁇ :0) ,התעד הקונבנציונאלי: פיזור 1: דיסגרו את מבנה הקרקע, מפחית חומר אורגני, ומגדיל את התשואות, מה שמוביל לטמפרטורות אדמה גבוהות יותר ולשמירת לחות נמוכה יותר.
(FLT:0Cover יבולים ללא כל לחץ: ⁇ 1) שיטות אלה לשפר לחות אדמה, לשפר את הכוונות הביולוגיות, וטמפרטורות משטח בינוני על ידי שמירה על כיסוי שנתי מצטבר.
(FLT:0Crop Selection: FLT:1) גידולים ממונעים עמוק כמו אפרפא יש שיעורי טרנספיל גבוה יותר מאשר דגני בוקר שורש רדודים, יצירת אפקט קירור שיכול להשפיע על לחות מקומית ו היווצרות ענן.

יערות ותקנות אקלים

יערות מתוארים לעתים קרובות כ"המוסלמים של כדור הארץ", אך תפקידם בקביעת האקלים המקומי משתרע הרבה מעבר ללכידת פחמן.הם פועלים כיצורים אקלים, מסובכים את הטמפרטורה קיצונית ולשמור על מחזורי הידרולוגיים.

יצירת מיקרו-קלידי

בתוך יער, יירוט קאנומי של קרינה סולארית יכול להפחית את הטמפרטורות מתחת לקומדיות על ידי 5-10 מעלות צלזיוס בהשוואה לאזורים פתוחים.שילוב של צל, מהירות רוח מופחתת, ועומס גבוה יוצר מיקרוקליד יציב, מחונן התומך במגוון ביולוגי.אפקט זה חשוב במיוחד באזורים טרופיים, שבו פיזור יכול להוביל לערים של השפעות יבשות והתחממות.

סיקור ו- Climate Feedback

בקנה מידה גדול של יער הנקה ירידה evapotranspiration, צמצום מחזורי המשקעים וחלשת תחבורה לחות. באגן קונגו, מחקרים הראו כי המשך הפירוק יכול להפחית את הגשמים העונה יבשה עד 20-40%, מאיים גם על מערכות אקולוגיות מקומיות וחקלאות במורד הזרם.

סליחות וחידוש

עצים צמחיים על אדמות מרדודות או חקלאיות יכולים לשחזר פונקציות אקלים מקומיות.עם זאת, אפקט האקלים הנקי תלוי במיקום: זיקה באזורים בעלי יכולת גבוהה עשויה למעשה להגביר את התחממות פני השטח בשל מופחת אלבדו, בעוד שעקב טרופי כמעט תמיד מספק יתרונות קירור.

שימוש בקרקע ותבניות קדם-החטיפה

אחד האינטראקציות המורכבות ביותר בין שימוש בקרקע ואקלים הוא שינוי דפוסי המשקעים. אזורים עירוניים, שטחים חקלאיים, ואזורים מחוסנים כולם משפיעים על תהליכי הגשמים באמצעות השפעות על זיהום, עומס אווירי, וזמינות לחות.

גשם חטוף

ערים לעיתים קרובות לחוות שיעורי משקעים גבוהים יותר למטה.שילוב של זיהום מונע על ידי האי החום, הגדלת condensation nuclei מזיהום, וחוספס פני השטח מוגברת יכול לגרום או להגביר את סופות רעמים. מחקר על יוסטון, טקסס, מצא כי אורבניזציה מוגברת עלייה של גשם שנתי על ידי 5 עד 10% באזור האטה המיידי של העיר.

השפעות חקלאיות על מחזור גשם

חקלאות מחוסנת יכולה לשפר את המשקעים המקומיים המחזרים על ידי הוספת לחות לאטמוספירה הנמוכה יותר.אפקט זה חזק במיוחד באזורים למחצה-ארידים שבהם השקיה יוצרת אפקט "ירוק", עלייה במשקעים ב -10-15% מעל וירידה של האזור המנוקל.

אפקט ההאטה והאפקט

הסרת היערות משבשת את הלולאה המיחזור של הלחות במזונס, כשליש מהמשקעים האזוריים שמקורם בתשואות יער.המשך הדהרה מאיים להפחית את הגשמים ברחבי אגן, עם השלכות על חקלאות וכוח הידרואלקטרי.

תכנון עירוני ופיתוח בר קיימא

שילוב מדעי האקלים בתכנון העירוני והאזורי מציע מסלול למזער את ההשפעות השליליות של שימוש בקרקע על אקלים מקומי תוך שיפור עמידות לשינויים עתידיים.

תשתיות ירוקות

גגות ירוקים, סולמות חד משמעיות, גני גשם, יערות עירוניים מספקים יתרונות מרובים: צמצום השפעות האי החום, ניהול מים סוערים, שיפור איכות האוויר, ויצירת מיקרו-מטיס קריר יותר.ערים כמו סינגפור ומלבורן אימצו אסטרטגיות תשתית ירוקה מקיפה שיש להם ירידה משמעותית בטמפרטורות מקומיות.

צמיחה חכמה והכחשה

פיתוח קומפקטי, מעורב, מקטין את צריכת הקרקע ושומר על אזורים טבעיים.על ידי ריכוז פיתוח, ערים יכולות להגן על אדמה חקלאית יערות - הן חשובות עבור רגולציה אווירית מקומית - בעוד גם צמצום פליטות הרכב.

אקלים-אכזבה זונינג

קודים זונינג ניתן לתקן כדי לדרוש גגות מגניבים, נטלת עץ, וכיוון בנייה הממזער את רווח החום.יש קהילות שחוקקו תקנות "קוביות" המחייבות את אלבדו מינימלי עבור גגות וריצוף בהתפתחויות חדשות.

מחקר: Corridors Green של Medellín

מדלין, קולומביה, יצרה רשת של 30 "מסדרונות ירוקים" המקשרת בין חללים ירוקים ברחבי העיר.יוזמה זו הפחיתה את אפקט החום העירוני על ידי 2- °C ושיפור איכות האוויר, תוך מתן קישוריות לבתי הגידול.

מדיניות השלכות

התייחסות לאינטראקציה בין שימוש בקרקע לבין אקלים מקומי דורשת מדיניות מתואמת ברמות מרובות.התוכנית הלאומית להתאמה לאקלים צריכה לכלול תרחישים לשימוש בקרקע, בעוד שממשלות מקומיות זקוקות לכלים ולתמריצים ליישום תכנון סביבתי ובקרת קרקע.

מסגרות בינלאומיות

הסכם פריז ומטרות הפיתוח בר קיימא של האו"ם מכירים בחשיבות השימוש הקרקעי בפעולה האקלימית.הפאנל הבין-ממשלתי לשינוי האקלים (IPCC) דו"ח מיוחד על שינויי אקלים ויבשה מדגיש כי ניהול קרקעות בר קיימא יכול לתרום להפחתה ולהסתגלות.

תוכניות פעולה אקלים מקומיות

ערים רבות פיתחו תוכניות פעולה של שינויי אקלים המשלבות את הפחתת האי החום, תשתיות ירוקות ושימור הקרקע.לדוגמה, אסטרטגיית OneNYC 2050 של ניו יורק כוללת מטרות ספציפיות להגדלת הטמפרטורות של עץ וצמצום טמפרטורות השיא בקיץ באמצעות תוכניות קירור מגניבות.

אתגרים ומסחר

יישום שינויים יבשתיים ידידותיים לסביבה לעתים קרובות עומד בפני מכשולים כגון עלויות גבוהות, ממשל מפורש וסדרי עדיפויות כלכליות מתחרות.עם זאת, היתרונות ארוכי טווח - אספקת חשבונות אנרגיה, עלויות בריאות נמוכות יותר, ושיפור איכות החיים - יכול לעלות על השקעות ראשוניות.טייס פרויקטים עם תוצאות מדידה מסייעות לבנות רצון פוליטי ותמיכה ציבורית.

מסקנה

האינטראקציה בין שימוש בקרקע לדפוסי אקלים מקומיים היא כוח רב עוצמה המעצב את הסביבה היומיומית שלנו.כל שדה, יער, מגרש חניה, הפארק תורמת לריקוד המורכב של אנרגיה ולחות הקובעים מזג אוויר מקומי ואקלים.על ידי הכרה במנגנונים של משחק - מהאפקט העירוני של האי החום למקרר ולמיקרו-מיחזור - תחמושת יכולה לקבל החלטות מושכלות שמעודדות, קיימות, ורווחה טובה יותר של היום, כיצד אנו הופכים להיות יותר אפשרויות ניהול אקלים מקומיות.