El fenómeno de Isla de Calor Urbana

La presencia de grandes ciudades y la actividad humana que en ellas se desarrolla tiene un alto impacto en las condiciones meteorológicas. Más allá de la contaminación que se genera en las ciudades, que tiene consecuencias en la salud de la población, las ciudades tienen la capacidad de alterar el clima local. Una de estas alteraciones (y muy problemática para la población) es el fenómeno de la Isla de Calor Urbana o ICU. Las ICU se caracterizan por diferencias de temperatura entre la ciudad y sus alrededores. 

Este aumento de temperatura en las ciudades se debe a la acumulación de calor en materiales de construcción como el concreto y el asfalto o actividades humanas como conducir coches o los sistemas de calefacción y refrigeración en los edificios. Además, la falta de vegetación y superficies permeables reduce la capacidad de enfriamiento natural, amplificando el efecto de la ICU. Las ciudades con menos áreas verdes tienen un efecto de ICU más intenso.

Este fenómeno es especialmente problemático en verano y sobre todo en episodios de olas de calor. Desgraciadamente las olas de calor son y serán cada vez más comunes, por lo que cobra especial importancia entender qué son las ICU y cuáles son sus consecuencias para intentar mitigar sus efectos. El efecto de la ICU es más intenso durante la noche y las primeras horas de la mañana. Esto se debe a que las áreas rurales y boscosas se enfrían más rápido, mientras que las ciudades retienen el calor acumulado durante el día y lo liberan lentamente durante la noche.

Además, las actividades humanas contribuyen a mantener temperaturas elevadas en entornos urbanos, retrasando aún más el enfriamiento en comparación con sus alrededores. Dado que las noches cálidas en las ciudades están asociadas con la ICU, éstas pueden causar trastornos del sueño y aumentar el riesgo de enfermedades relacionadas con el calor, afectando especialmente a los grupos vulnerables como la población anciana o enferma.  

Estudios de isla de calor en Meteoclim 

En Meteoclim hemos realizado estudios de islas de calor en diferentes ciudades y pueblos de las Islas Baleares. Para ello, se han analizado las temperaturas registradas durante años por diferentes estaciones meteorológicas en diferentes ubicaciones, con el objetivo de comparar las temperaturas en los centros urbanos con las afueras de las ciudades o pueblos. Como la isla de calor en general es mayor durante la noche, nuestro estudio se enfoca en el análisis de temperaturas mínimas, alcanzadas generalmente de noche. El enfriamiento nocturno del ambiente es clave para la salud, porque permite al cuerpo humano recuperarse del estrés térmico acumulado durante el día. Si no se produce esta recuperación, esto puede agravar el estado de enfermedades crónicas, sobre todo en poblaciones especialmente vulnerables. 

Los resultados son muy claros: en todos los municipios analizados las temperaturas en los centros urbanos son superiores a zonas más externas. El efecto ICU más intenso lo encontramos en Palma, al ser la ciudad más grande de Baleares. En promedio, la ciudad de Palma se encuentra aproximadamente 1.6 ºC más cálido que sus alrededores y de noche se alcanza una diferencia de temperatura mínima de 4.6 ºC de media con el extrarradio, evidenciando la capacidad de la ciudad de almacenar calor durante la noche. Aunque no sean tan marcado, el efecto de ICU también se nota en otras ciudades y pueblos de Baleares. Por ejemplo, en Inca, Maó o Ibiza se encuentran diferencias medias de entre 1 y 1.5 ºC. Nuevamente, la diferencia observando temperaturas mínimas es también superior: entre 1.5 y 2.3 ºC.  

¿Como combatir las altas temperaturas en las ciudades? 

Dado que las ciudades son puntos especialmente sensibles a las olas de calor, es fundamental implementar estrategias para mitigar sus efectos sobre la población. La planificación urbana y el desarrollo de planes de adaptación y sistemas de alerta pueden ayudar a reducir el impacto del calor extremo. Sin embargo, las ciudades son muy diversas y presentan una gran variabilidad entre zonas en términos de población, urbanismo, nivel socioeconómico y demografía.

Qué tan vulnerable es la población al calor depende de muchos factores, como la edad, situación socioeconómica o si vive en zonas más cálidas de la ciudad. Por este motivo, cobra importancia estudiar qué áreas de la ciudad son especialmente vulnerables al calor, ya sea para para mejorar los sistemas de alertas por temperaturas o futuras mejoras urbanísticas. 

Una metodología para identificar qué zonas de la ciudad son más vulnerables es mediante mapas de índice vulnerabilidad por calor (HVI, Heat Vulnerability Index). En Meteoclim hemos desarrollado un HVI basándonos en una gran cantidad de datos de diferentes fuentes, incluyendo tanto datos ambientales obtenidos mediante satélite como datos socio ecónomos y demográficos obtenidos del Instituto Nacional de Estadística.  

Por ejemplo, en cuanto datos satelitales hemos incluido variables como la temperatura superficial terrestre (LST), índices de vegetación (NDVI) o índices de edificación (NDBI). Zonas con elevado LST o NDBI nos indican regiones más vulnerables, en cambio áreas verdes de la ciudad se podrán adaptar mejor al calor debido al efecto termorregulador de la vegetación. Por otra parte, la población anciana o con menores ingresos se verá más afecta al calor que población con una renta elevada.

Combinando todas estas variables y teniendo en cuenta cómo afectan a la vulnerabilidad por calor, hemos construido mapas de HVI para diferentes ciudades y pueblos de las Islas Baleares y España: 

El HVI se encuentra normalizado entre 0 y 1. Valores cercanos a 1 nos indican las zonas más vulnerables de la ciudad, mientras que las áreas con valores cercanos a 0 son las menos afectadas por el calor. Se trata de zonas especialmente cálidas, y con normalidad con mayor densidad de población y edificación y/o con población envejecida. En cambio áreas de color azul son más frías y verdes, y probablemente con población de rentas elevadas.

El Índice de Vulnerabilidad al Calor (HVI) se presenta como una herramienta clave para mejorar la planificación urbanística y la gestión de riesgos asociados a las olas de calor en entornos urbanos. Su utilidad abarca múltiples ámbitos, desde la planificación urbanística, optimización de los recursos sanitarios hasta la mejora de los sistemas de alerta temprana. 

Referencias

• Blog Meteoclim: ¿Conoces la calidad del aire que respiras?
• Blog Meteoclim: 5 preguntas sobre el cambio climático

Cuando el cielo se vuelve de color marrón

Seguramente, y quizá en más de una ocasión, hemos mirado al cielo y hemos notado algo extraño en su color, más marrón de lo normal o más opaco. Esta tonalidad puede ser un indicativo de que en la atmósfera hay una concentración de partículas de polvo superior a la normal, afectando a la visibilidad e incluso a la vida cotidiana de las personas.

Además, cuando diversos factores meteorológicos interaccionan, se pueden producir chubascos a la vez que observamos estas tonalidades de color marrón en el cielo. Cuando esto ocurre, es prácticamente seguro que el agua que recojamos no sea transparente, si no de color café.

Las imágenes anteriores corresponden a la última entrada de polvo sahariano al mediterráneo occidental, arrastrado desde latitudes menores por un sistema de bajas presiones. En esta ocasión, la advección de partículas dejó el cielo con un aspecto muy poco usual para la época del año, ya que las entradas de polvo son más bien típicas del verano.

El vecino del sur

La primera pregunta que quizás nos hagamos cuando observamos este tipo de fenómenos es de dónde proceden estas partículas de polvo tan poco agradables, tanto para la vista, como para la vida cotidiana, si estamos tan lejos del desierto. Para responder a esto, no hace falta entrar en demasiado lujo de detalles: tanto la Península Ibérica como el mediterráneo occidental se encuentran bajo la influencia directa del desierto del Sáhara, situado en el norte de África, muy próximo en latitud a estas regiones de Europa.

En la imagen anterior se puede apreciar a simple vista la lengua de polvo que hay entre Murcia y el norte de África. Ello da buena fe de que aunque parezca que el desierto es muy lejano, los sistemas meteorológicos (frentes, depresiones,…) son capaces de arrastrar partículas a miles de kilómetros de distancia. En la siguiente imagen se muestra cómo el polvo sahariano, procedente del norte de África, ha viajado hacia el sureste de la Península y Baleares, acompañado de nubosidad asociada a un frente:

Cuando el polvo afecta a la salud

La imagen anterior proporciona una explicación a las primeras imágenes que hemos visto al principio de la entrada: la alta concentración de polvo y la nubosidad son la razón por la que en ocasiones la lluvia parece café y el cielo se torna de color marrón y en ocasiones dejando una visibilidad muy reducida. Sin embargo, conviene tener en cuenta varios factores cuando se producen entradas de polvo, más allá de si debemos preocuparnos por lavar nuestro coche o no.

Cuando las concentraciones de polvo en suspensión son muy altas y dejan un cielo como en las imágenes anteriores debemos tener en cuenta que estas partículas afectan directamente a la salud. En función de su tamaño, afectan a nuestro sistema respiratorio, provocando asma, rinitis, sinusitis o conjuntivitis. La predicción de concentración de polvo en suspensión también es una actividad fundamental para prevenir a la población del riesgo para la salud y también para las actividades económicas, como por ejemplo, el tráfico aéreo. Las altas concentraciones de polvo reducen mucho la visibilidad, provocando retrasos e incluso cancelaciones en los vuelos, además de afectar a la energía producida en plantas fotovoltaicas. Afortunadamente, existen modelos de predicción de concentraciones de polvo.

Referencias

• Imágenes de satélite de Meteociel
• Episodio de desalojo de polvo del desierto en las Islas Canarias: febrero de 2020
• Barcelona Dust Forecast Center
• Aerosol Optical Depth