Ambiente e clima delle aree urbane

Quest'anno il grande caldo, quello continuo e opprimente, caratterizzato da elevata umidità e marcata sensazione di afa è arrivato piuttosto in anticipo. Ed è proprio durante questi eventi di caldo intenso che spesso ci si chiede come mai nelle grandi aree urbane fa più caldo rispetto alle aree rurali. Questo fenomeno in climatologia prende il nome di “isola di calore” ed è presente specialmente nelle ore notturne, quando il calore irradiato durante il giorno non riesce a disperdersi efficacemente verso l'esterno inibendo di fatto il raffreddamento negli strati più bassi.

L’isola di calore urbana è ben presente sia in estate che in inverno e le concause che la determinano sono da ricercarsi soprattutto nelle caratteristiche termiche dei materiali che costituiscono le superfici urbane (asfalto, cemento, ecc…), tra le quali spicca il loro basso albedo che si traduce in un maggior assorbimento della radiazione solare rispetto alla sua riflessione. Altro aspetto di primaria importanza è la scarsità di vegetazione che avrebbe l’effetto di ridurre il calore latente atmosferico determinando, di conseguenza, un minore riscaldamento dell’aria. In misura minore anche altri fattori contribuiscono ad una temperatura più elevata nel contesto urbano, fra tutti le attività industriali, il traffico veicolare, gli impianti di riscaldamento che, tra l’altro, innalzano anche i livelli di inquinamento.

Analizzando l’andamento termico di una stazione meteorologica urbana in una giornata soleggiata si nota che durante il dì le differenze con le aree rurali circostanti sono modeste se confrontate con quelle notturne. ‘E al calar del Sole, in particolare in condizioni di cielo sereno, che le differenze diventano appunto più marcate (3-5 °C). Infatti mentre l’inerzia termica della città costringe la temperatura di calare in maniera lenta e costante, nelle campagne la dispersione di calore, grazie alla copertura vegetale dei suoli, avviene molto più velocemente raggiungendo la massima differenza con la città intorno alle 23 e la mezzanotte.

Mappa che individua le aree urbane più critiche, fornendo una base conoscitiva essenziale per pianificare interventi di mitigazione e adattamento [fonte Arpa Piemonte]

Durante la notte tuttavia il calo termico in ambiente urbano si mantiene costante, mentre in ambiente rurale rallenta gradualmente così ad arrivare alle prime ore dell'alba, quando la differenza termica tra l’ambiente urbano e quello rurale diviene meno accentuata rispetto alle ore serali. In casi di cieli nuvolosi, invece, le differenze termiche si riducono fin quasi ad annullarsi, poiché la principale fonte di riscaldamento dell’isola di calore rimane la radiazione solare. Fanno in parte eccezione i mesi più freddi dell’anno (dicembre e gennaio), quando l’apporto di calore del Sole è minore rispetto a quello proveniente dal riscaldamento domestico e altre attività antropiche.

"Boundary layer"strato limite urbano

Le ricerche sul clima urbano ultimamente sono costanti e la guida del WMO (Organizzazione meteorologica mondiale) divide la struttura dell’atmosfera urbana in “layers” (strati). I due principali sono il “canopy layer”, lo strato che occupa il volume esteso dalla strade al livello dei tetti cioè quello maggiormente influenzato dalla geografia urbana, e il “boundary layer” che si estende al di sopra del precedente e che in confronto al primo è caratterizzato da una minore escursione termica giornaliera e una maggiore ventilazione. Un altro strato presente all’interno del “canopy layer” è il “roughness sublayer”, caratterizzato da un mix di microclimi determinato dall’altezza degli edifici, la larghezza delle strade, ecc… Risulta quindi di rilevante importanza la corretta installazione di un sensore termico in area urbana per studiare al meglio la particolarità del suo clima. Esso deve essere collocato preferenzialmente all’interno del “canopy layer”, cercando di evitare il più possibile l'irraggiamento da parte di pareti verticali, mentre per le installazioni sul tetto bisogna tenere conto delle caratteristiche termiche della superficie, anche se quest'ultima installazione risulta sconsigliata pur rimanendo in particolare contesti il migliore compromesso. In ambiente urbano l'installazione ideale dovrebbe avvenire in una piazza o nell'area aperta di una scuola, prendendo con le dovute cautele invece il dato proveniente da un installazione urbana all'interno di un parco pubblico, poiché in questo caso andremo a monitorare più un topoclima di un’area verde che di un’ area urbana. Di difficile lettura sono i dati proveniente dai pluviometri posti sopra gli edifici,una maggiore intensità del vento spesso sottostima il quantitativo di pioggia caduta. Si raccomanda quindi di installare il pluviometro in una zona esposta su 4 lati, ma nel contempo riparata dalle turbolenze generate dal colmo dell’edificio stesso. In conclusione, l’affidabilità dei dati provenienti dalla nostra rete ci permette di affermare che in ambiente urbano i valori risultano molto coerenti fra di loro. Siamo sempre alla ricerca di installazioni in ambito urbano e non solo, in modo da monitorare costantemente l’evolversi dell’isola di calore.

Nelle immagini poco sopra la stazione del Dipartimento di Fisica, quest'ultima rimane un punto di riferimento  per la serie omogenea di dati di cui dispone. Essa sorge in posizione dominante su ampio terrazzo a circa 22 m dal suolo tra il "Canopy Layer" e il “roughness sublayer”.

La stazione dell'Istituto Tecnico Aeronautico Carlo Grassi, ubicata nel quartiere Madonna di Campagna, in pieno tessuto urbano, sorge su modesto manto erboso in pieno "urban canopy layer"ed è soggetta a modeste influenze microclimatiche locali.