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La forma de la ciudad y el proceso natural" -Indicadores para el rendimiento ecológico de las zonas urbanas y su aplicación a Merseyside, Reino Unido
Abstracto
Es bien conocido que la urbanización tiene muchos efectos ecológicos
perjudiciales.Estos pueden ser mitigados por el buen diseño urbano, pero el primer
paso para hacer esto es cuantificarlos. Este documento describe cuatro
indicadores de desempeño ecológicos simples que cuantifican los efectos de la
urbanización en la temperatura de la superficie, la hidrología, el almacenamiento y
secuestro de carbono, y la biodiversidad.Se han desarrollado y personalizado a
partir de estudios recientes, son simples de usar, y requieren un mínimo de
información de entrada; las únicas entradas principales que se necesitan son los
porcentajes de los diferentes cubre la superficie.
Los indicadores fueron probados por su aplicación a cuatro áreas urbanas de
Merseyside, Reino Unido, de contrastar la riqueza. Los resultados mostraron que
la mayor influencia en el rendimiento ecológico fue el porcentaje de greenspace,
en particular de los árboles. Las zonas ricas tenido temperaturas más bajas,
menos escorrentía, el carbono almacenado más y mayor diversidad, en gran parte
porque tenían zona más abierta y cubierta de bosques. Estos resultados sugieren
que los indicadores podrían ser una herramienta útil de planificación, lo que facilita
la comparación de las áreas urbanas existentes, y ayudar a predecir el impacto
ecológico de los nuevos desarrollos. Sin embargo, los indicadores también
sugieren que las ciudades compactas con buen desempeño regional,
inevitablemente, tienen un rendimiento más pobre a nivel local, debido a la falta de
espacios verdes. Los indicadores de rendimiento podrían determinar el potencial
de los medios posibles de mejora, tales como el uso de jardines en el techo o
pavimento permeable.
Palabras clave
Urbanización;
Indicadores ecológicos;
Clima;
Hidrología;
El almacenamiento decarbono;
Biodiversidad
Como Jacob Bronowski señaló en su influyente
series de televisión `` El Ascenso del Hombre '', una de las características defnir
del hombre es que en lugar de adaptarse al medio ambiente, lo cambia. Al hacer
esto, por supuesto, también cambia su ecología. Este es ciertamente el caso de la
mayoría de las zonas de campo en el mundo desarrollado, que son, como mucho,
semi-natural. Sin embargo, incluso en áreas de manejo intensivo, tales como tierra
cultivable, los elementos reales que constituyen los árboles del paisaje, arbustos,
hierbas y pastos son similares a los encontrados en '' los ecosistemas naturales ``.
De manera fundamental, por lo tanto, campos agrícolas tiene mucho en común
con los ecosistemas naturales Las ciudades son mucho más obviamente alteradas
del estado natural, bosques, sabanas y pastizales de ser reemplazado por
edificios, caminos, jardines y parques. Por lo tanto, hay una reducción masiva con
vegetación
área. Tales cambios masivos en el entorno de la voluntad
obviamente alterar la ecología de las ciudades. Cuatro importante
efectos se han identificado y estudiado ampliamente
por los trabajadores de una variedad de campos (Douglas, 1983;
Bridgeman et al., 1995).
En primer lugar, la urbanización afecta al clima; ciudades tienden a ser
más caliente que el campo de los alrededores y crear
lo que se conoce como una isla de calor urbano. Segundo,
urbanización afecta la hidrología; ciudades arrojan más agua
como la escorrentía en sus arroyos y ríos. En tercer lugar, las ciudades son
productores netos de dióxido de carbono y tienen menor
cantidades de carbono almacenado. En cuarto lugar, las ciudades son
ampliamente
considera que tiene la biodiversidad más baja. Si vamos a
hacer que las ciudades del futuro más sostenible que debe
aprender a minimizar estos efectos ecológicos. Y nosotros
debe hacer esto en dos escalas: en primer lugar, a gran escala, a
reducir los efectos regionales y mundiales de la urbanización;
y también a nivel local, para que podamos hacer las ciudades más
lugares atractivos en los que viven.
Los principios son bien comprendidos por los planificadores y
arquitectos de paisaje (por ejemplo Hough, 1995), pero si planificación
ners quieren minimizar los efectos de la urbanización que
primero tiene que ser capaz de cuantificar ellos, para que puedan
conseguir una manija en el problema. El trabajo descrito en
este trabajo tiene dos objetivos principales: a derivar cuatro "per-
indica- dores de "lo que podría cuantificar los cuatro
importantes efectos ecológicos de la urbanización; y para probar
estos indicadores por utilizarlos para comparar la eco-
rendimiento quirúrgica de cuatro sitios del Reino Unido (en Merseyside) de
contrastando la riqueza que demuestran diferentes
grados de urbanización.
Ciertamente, no hay falta de investigación que tiene
investigado los efectos de la urbanización en la última
30 años. El problema para el planificador de trabajo, sin
nunca, es que los resultados de la mayor parte de esta investigación no son
fácilmente disponibles. Para empezar se presentan en una
amplia gama de revistas especializadas en temas como
diversos como la meteorología, la hidrología, la arboricultura
y la ecología. Muchos de los modelos son también extremadamente
complejo, que requiere una amplia gama de variables de entrada,
y con la participación extremadamente complejo analógica matemática
lisis. Nuestro objetivo fue buscar y personalizar los modelos de
urbanización para el uso de planificadores y urbana
diseñadores. Los modelos elegimos tuvimos que producen
simple, fácil de interpretar números, y sólo requieren
un mínimo de datos de entrada. Encontramos que, de hecho, casi
lo único que necesitábamos para saber sobre un área pudiera
encontrar desde la fotografía aérea: el porcentaje de
la tierra cubierta por edificios, caminos, diferentes tipos de
vegetación y suelo desnudo.
1. Métodos: derivar los indicadores de rendimiento
1.1. Clima
1.1.1. Urbanización y clima
Uno de los efectos de la urbanización sobre el clima es que el calor
producido por los edificios y coches calienta directamente arriba
el ambiente. El efecto es particularmente pronunciado
en un clima más frío cuando una "isla de calor en invierno" puede ser
urbanizada. Este efecto es generalmente considerado como
beneficioso para los habitantes.
Los efectos más nocivos de la urbanización sobre el clima
ocurrir durante los meses de verano y el resultado de
los cambios en los procesos de intercambio de energía (Douglas,
1983; Oke et al, 1981;. Oke, 1982; TSO, 1996). Energía
captación es promovido durante los días de verano (Fig. 1B) por el
aumento de la superficie de edificios y carreteras que tienen un alto
almacenamiento térmico y menor albedo. Más calor es, por lo tanto, se almacena
durante el día y se re-irradiada por la noche. En
Por el contrario, la pérdida de energía debido a la evapotranspiración se reduce
por la reducción en el área de vegetación. El resultado
es la acumulación de una "isla de calor del verano", lo que hace
la vida incómoda para los habitantes, sobre todo en
los días de calor y aumenta la necesidad de aire acondicionado.
Muchos estudios han examinado los efectos de la urbanización sobre los factores
individuales que a su vez
influencia del clima. Por ejemplo, Teijung y Louie
(1974) demostraron que la existencia de edificios altos
el único que puede disminuir el albedo efectiva aumentando
su área de absorción efectiva, por lo que causa directamente
calentamiento urbano. Sin embargo, en la mayoría lowrise Europea
ciudades y en los suburbios del este no será un importante
factor de y se ha ignorado aquí. Del mismo modo, Brest
(1987) cuantificaron el mayor albedo de las superficies urbanas
en comparación con las áreas con vegetación; Oke et al. (1981) y TSO
(1991) han cuantificado el aumento de almacenamiento de calor de
entorno construido; y Oke (1982), TSO (1991),
Nichol (1994) y Kawashima (1994), todos han cuantificado el cambio en el reparto
entre la convección y la evapotranspiración en la urbanización,
Fig. 1. El efecto de la urbanización en las transferencias de energía que
contribuyen a la acumulación de una isla de calor urbano: (A) la situación en el
país
áreas; (B) la situación en las zonas urbanas con mucha tierra urbanizada.
Reflexión de la superficie de las ciudades se reduce en comparación con las
zonas rurales,
y mucho menos energía se pierde por evaporación de las plantas de agua
superficial o de vida. Más energía también se almacena durante el día en los
edificios, sólo para
ser reirradiada por la noche
Sin embargo, el efecto acumulativo de la ocupación del suelo
cambios en el clima urbano es mejor investigados utilizando
un modelo que puede predecir la temperatura de un urbano
área una vez su composición de la superficie se conoce. Des-
damente, los efectos de la urbanización en las temperaturas del aire
son extremadamente difíciles de modelar ya que esto depende
impredecible en la velocidad y dirección del viento. En lugar
modelos del clima se han concentrado en el cálculo
la temperatura de la superficie.
2.2. El indicador del clima
Para nuestro indicador del clima, se optó por desarrollar y
personalizar el modelo de clima urbano desarrollado por
TSO (1991) (ver Whitford, 1998). El modelo de ingresos
expresando el balance de energía superficial de un área en la
términos de su temperatura superficial, T0, y de linealidad
ningún ecuaciones no lineales que permiten a un conjunto de ecuaciones
simultáneas que se producirá. La base de la
modelo se muestra en la Fig. 2. Se procede de la simple
instantánea ecuación de balance de energía:
R = H + LE + G + J (1)
R es el flujo neto de radiación a la superficie de la tierra, que
es igual al flujo solar, menos la radiación de onda larga de
la atmósfera. Se aumenta a un máximo al mediodía
y es negativo en la noche.
H es el flujo de calor sensible debido a la convección y LE
es el flujo de calor latente debido a la evaporación. Tanto quitar
energía a través de la capa límite a su superficie superior,
nivel 2, que se supone tiene una temperatura constante, la velocidad del viento y
la humedad específica. Ambas formas de
calentar aumento de flujo con la temperatura de la superficie, y el
flujo de calor latente aumenta con la cantidad de espacio verde, ya que esto
aumenta el área de Evapotranspiracion de superficies, y por lo tanto, la humedad
relativa cerca de la
superficie.
G es el flujo de calor por conducción en el suelo, a través de
la capa intermedia, s, a la capa inferior, b, que es
supone que tienen un Tb temperatura constante. Este calor
flujo también aumenta con la temperatura de la superficie..