L'espansione urbana Footprint e carico atmosferico

La gestione urbana è fondamentalmente un processo geografico di espansione esterna, caratterizzato da bassa densità, sviluppo indipendente dall'automobile che si estende in paesaggi agricoli e naturali. Questa decentralizzazione delle popolazioni e delle industrie fa più che consumare la terra; rimodellare attivamente la distribuzione spaziale dell'inquinamento. Le emissioni industriali del XIX secolo si concentrano in un nucleo denso, creando zone di esposizione acuta, i percorsi di sviluppo urbano, le fonti di inquinamento dello stack di qualità

L'espansione fisica delle città altera l'interazione tra l'ambiente costruito e l'atmosfera. Come sviluppo si estende verso l'esterno, la distanza tra le fonti di emissione e i recettori aumenta, ma il volume totale delle emissioni cresce spesso a causa di più alti chilometri di veicolo viaggiato (VMT) e la conversione di terra in crisi di emissioni in usi generanti.

Controlli geografici su trasporto e dispersione inquinanti

Strati di trapping e inversione topografici

La topografia esercita un controllo dominante su come l'inquinamento si accumula nelle regioni di disperde. Le città situate in bacini o valli, come Los Angeles, Città del Messico, Denver e Santiago—inversioni di temperatura frequenti di esperienza in cui uno strato di aloft aria calda intrappola le emissioni di acqua fredda, aria inquinata vicino alla superficie.

Driver meteorologici e l'effetto dell'isola di calore urbano

I parchi urbani, che hanno un effetto di lungo periodo, modificano la meteorologia locale. La sostituzione di superfici vegetali con materiali scuri e impervi aumenta le temperature di superficie, creando una cella a basso volume che si concentra in aria rurale più fredda.

Idrologico Pathways e non-Point Sorgente Inquinamento

L'impatto geografico dello sprawl si estende oltre l'atmosfera ai sistemi di acque superficiali e di acque sotterranee. Le superfici impervi, i parcheggi, le vie di trasmissione e i tetti, prevengono l'infiltrazione nel suolo. Invece, l'acqua scorre rapidamente attraverso superfici contaminate, raccogliendo residui di petrolio, metalli pesanti, saline de-caricanti, azoto dai fertilizzanti e solidi sospesi.

Gradienti spaziali di inquinanti specifici

Particolato Matter (PM10 e PM2.5)

La materia di particolato fine (PM2.5) è uno dei più gravi inquinanti dell'aria per la salute, e la sua distribuzione spaziale è altamente sensibile ai modelli di uso del suolo. Nelle città compatte, le concentrazioni PM2.5 spesso si accumulano nel nucleo centrale a causa di densi traffici e fonti di combustione stazionarie.

Ozono tropicale e la gola di Downwind

L'ozono di livello terra non viene emesso direttamente ma si forma quando gli ossidi di azoto (NOx) e i VOC reagiscono alla presenza della luce solare. La geografia della formazione di ozono nei livelli metropolitani di distorsione segue un modello prevedibile. Le emissioni di NOx di picco si verificano nei corridoi di traffico densi, ma la prugna di ozono raggiunge spesso la sua massima concentrazione di chilometri di downwind.

Ossidi di azoto e inquinamento dell'aria di traffico-relato (TRAP)

L'inquinamento atmosferico relativo al traffico (TRAP) è l'inquinante della città orientata all'automobile. Le concentrazioni di anidride carbonica (NO2) sono altamente correlate con la densità di traffico e la geometria della rete stradale. Nelle regioni di di dispiegamento, la rete stradale è dendritica - le strade di raccolta si alimentano in autostrade arteriose - concentrano il traffico su percorsi a accesso limitato.

Impatti transfrontali e peri-Urban

Il frangia rurale-arban come un fossato di inquinamento

L'interfaccia peri-urbana, la zona dinamica in cui la terra urbana e rurale utilizza l'interiorizzazione, è sproporzionatamente influenzata dall'inquinamento generato dallo sprawl. Le operazioni agricole sulla frangia ricevono una deposizione atmosferica dell'azoto dalle emissioni urbane di NOx, che possono alterare la chimica del suolo e contribuire all'eutrofizzazione dei corpi idrici vicini.

Deposizione di frammentazione e inquinamento dell'ecosistema

I frammenti di inquinamento che si trovano in aree disperse, che stanno attraversando un'area di sviluppo naturale, sono invece concentrati in piccoli pacchi di residui, e la deposizione di inquinamento, di azoto, zolfo e metalli pesanti, è amplificata ai bordi di questi frammenti.

Dimensioni socioeconomiche e giustizia ambientale

Slocamento e esposizione differenziale

La geografia dello sfregamento non è socialmente neutrale; il movimento esteriore dei posti di lavoro e dell'abitazione spesso sposta le popolazioni a basso reddito alla periferia urbana, dove i costi dell'alloggio sono inferiori, ma i costi di trasporto e l'esposizione all'inquinamento sono più elevati.

Risultati della salute attraverso il grado urbano-rerale

L'inquinamento atmosferico è molto più elevato, mentre l'esposizione cronica a basso livello di popolazione è spesso legata alla mortalità precoce e la scala geografica dello sprawl impone la dimensione della popolazione a rischio.

Clima Feedback Loops e Emissioni di Sprawl

Miglia di veicoli Viaggiate e anidride carbonica

I modelli di sviluppo a bassa densità aumentano il VMT perché i posti di lavoro, le scuole, lo shopping e la ricreazione sono separati da distanze che sono difficili da attraversare senza un veicolo personale. Ogni VMT supplementare genera emissioni di CO2 che contribuiscono al cambiamento climatico. La conseguenza geografica è che le città che sprecano hanno un'impronta di carbonio significativamente più elevata rispetto alle città compatte.

Riduzione dei sinistri di carbonio

La rimozione della vegetazione libera il carbonio immagazzinato ed elimina il futuro potenziale di sequestrazione di quella terra. Questa emissione di cambiamento di terra è un impulso di una volta che è difficile da compensare le emissioni. Inoltre, la conversione delle aree naturali rimanenti riduce la loro produttività ecologica, potenzialmente compromettere la loro assunzione di carbonio.

Mitigazione strategica: Integrazione della Geografia e della Pianificazione

Rimbalzi di crescita urbana e contenimento regionale

Portland, Oregon, è l'esempio più importante degli Stati Uniti. Disegnando una linea intorno all'area urbana e concentrando gli investimenti infrastrutturali all'interno di quel confine, gli UGB possono ridurre il tasso di conversione del terreno e ridurre le distanze di viaggio. L'effetto geografico è quello di concentrare le emissioni in una zona più piccola, che può aumentare l'esposizione aggregata agli alloggi, ma ridurre i costi regionali

Sviluppo e progettazione di rete orientati al transito

Lo sviluppo transizio-oriented (TOD) si concentra alloggiamento ad alta densità, occupazione e servizi intorno alle stazioni di transito, creando nodi dove camminare e transito sostituire la guida. Ridisegnando la geografia di sviluppo, TOD riduce il numero e la lunghezza dei viaggi del veicolo. L'inquinamento vantaggio è duplice: riduzione delle emissioni da meno VMT e riduzione dell'area imperviosa di superficie per il disboscamento delle acque meteorologiche.

Infrastrutture verdi e sviluppo a basso impatto

L'infrastruttura verde utilizza sistemi naturali per gestire l'inquinamento alla sua fonte. Pavimenti permeabili, celle di bioretenzione, tetti verdi, e le tettoie urbane intercettano l'acqua di tempesta, filtrano gli inquinanti e riducono il volume di di discarica. Geograficamente, l'infrastruttura verde è più efficace quando si è posizionato strategicamente all'interno dello spartiacque per catturare il deflusso da usi terrestri ad alta inquinamento (strada, parcheggi).

Monitoraggio iperlocale e governance dei dati

La natura eterogenea dell'inquinamento nelle città di sviluppo richiede reti di monitoraggio che catturano variazioni di grana fine. Le stazioni di monitoraggio regionali tradizionali sono troppo scarse per caratterizzare i gradienti acuti vicino alle autostrade o la variazione nei quartieri. Le reti di sensori a basso costo e le piattaforme di monitoraggio mobile ora consentono alle comunità e alle agenzie di mappare l'inquinamento a livello di blocco.

Conclusione: La geografia della responsabilità

Lo sprawl urbano non è solo un problema estetico o di uso del suolo; è un fattore determinante primario della distribuzione dell'inquinamento attraverso i paesaggi metropolitani. Caratteristiche geografiche — topografia, meteorologia, idrologia — mediano come gli inquinanti provenienti dallo sviluppo di disperso accumulano, disperdono e impatto giù e giù comunità a valle. Il passaggio da città compatte e monocentriche a disperdere, regioni policentriche ha ridistribuito l'inquinamento di qualità

Le soluzioni efficaci devono essere messe a punto geograficamente. I confini della crescita urbana, lo sviluppo orientato al transito, le infrastrutture verdi e il monitoraggio iperlocale riconoscono che l'inquinamento è un problema spaziale che richiede soluzioni spaziali. Di fronte all'eredità ambientale dello sviluppo urbano richiede un ripensamento fondamentale di come le città utilizzano la terra e spostano le persone, passando da un modello di espansione esterna a uno dei risanamento interiori e di ripristino ecologico.