Российские учёные рассчитали теплопродукцию мегаполисов

Чтобы ответить на вопрос, когда антропогенные потоки тепла станут глобальным климатическим фактором, нужно подсчитать потоки тепла, вырабатываемые мегаполисами, что сделать совсем не просто. Свой метод расчёта предложили специалисты Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН (ИФА). Работа выполнена при поддержке проекта Минобрнауки РФ «Мегаполис» и программы ОН3-11 «Физические и химические процессы в атмосфере и криосфере, определяющие изменения климата и окружающей среды».

Измерять тепловой поток, исходящий от городов, можно с самолётов и аэрозондов, но такие работы пока не проводили. Иногда тепловые потоки измеряют на небольших площадках, однако город неоднороден, поэтому этим методом сложно получить достоверные данные. Косвенные расчёты, основанные на уровне производства электроэнергии и потреблении автомобильного топлива, тоже не точны, потому что эти данные плохо привязаны к конкретным населённым пунктам. Электроэнергию производят за пределами городов, машины тоже заправляют в разных местах. Специалисты ИФА предложили оценивать антропогенные потоки тепла на урбанизированных территориях, исходя из национальных статистических данных об энергопотреблении, площади и населении городов. Для этого они составили базу данных об энергопотреблении, площадях и населении крупнейших городских агломераций России и мира.

Если сравнивать Москву с такими крупными городами, как Лондон, Нью-Йорк, Токио, Сеул и Джакарта, российская столица, которая, по подсчётам исследователей, вырабатывает 55,9 Вт антропогенной тепловой энергии на квадратный метр, уступает лишь Сеулу (83,2 Вт/м²). Эти города имеют относительно малые площади и резко очерченные границы, соответственно, высокую плотность населения. Токио, занимающий третье место в этом списке, заметно отстаёт и выделяет всего 31,6 Вт/м².

Однако такое сравнение не вполне корректно. Дело в том, что во многих крупных городах, таких как Нью-Йорк, Лондон и Санкт-Петербург, значительная часть пригородов включена в городскую черту, а в других (Москва, Сеул, Берлин, Париж) – нет. Однако некоторые города Московской области расположены практически вплотную к столице, компактны и имеют плотность населения даже выше, чем в среднем по Москве. Юридически они не принадлежат мегаполису, а фактически составляют с ним единое целое. Чтобы можно было сопоставить средние величины антропогенных потоков тепла в различных типах городских агломераций, исследователи предложили строить вокруг городов агломерационные круги, сравнимые по площади с другими мегаполисами. Например, агломерационный круг, сопоставимый по площади с Нью-Йорком, захватывает значительную часть Московской области.

Насколько же велик поток антропогенного тепла над городами? Учёные ссылаются на данные Всемирного банка, согласно которым в 2005 году на Земле жили 6,4 миллиарда человек, каждый из которых в среднем в год потреблял 1,7 тонны нефтяного эквивалента энергии, что составляет 4,2 х 10⁷ Дж. В этом случае среднегодовой поток антропогенного тепла на поверхности земного шара составляет около 0,03 Вт/м², что сопоставимо со среднеглобальным геотермальным потоком (0,07 Вт/м²). Но если рассматривать поверхность суши, поток антропогенного тепла составляет уже 0,1 Вт/м², для континентальной части США – около 0,4 Вт/м², а для Западной Европы – 0,7 Вт/м². А в таких небольших европейских городах, как, например, Базель, он в среднем равен 5 Вт/м² в пригородах и 20 Вт/м² в городском центре. Большие города выделяют столько тепла, что фактически формируют собственный климат, и не исключено, что скоро они будут влиять на климат планеты.

Источник: "Наука ит технологии в РФ"