Los satélites se acercan a los barrios más calurosos de las ciudades para ayudar a combatir el efecto de isla de calor urbano

Pase tiempo en una ciudad en verano y podrá sentir el calor urbano que se eleva desde el pavimento y se irradia desde los edificios. Las ciudades son generalmente más cálidas que las áreas rurales circundantes, pero incluso dentro de las ciudades, algunos vecindarios residenciales se vuelven peligrosamente más cálidos que otros a unas pocas millas de distancia.

Dentro de estas “islas de calor microurbanas”, las comunidades pueden experimentar condiciones de olas de calor mucho antes de que los funcionarios declaren una emergencia por calor.

Utilizo satélites de observación de la Tierra y datos de población para mapear estos puntos calientes, a menudo en proyectos con la NASA. Los satélites como el programa Landsat se han vuelto cruciales para identificar los riesgos urbanos para que las ciudades puedan prepararse y responder al calor extremo, uno de los principales asesinos relacionados con el clima.

Entre las muchas cosas que hemos podido rastrear con datos satelitales cada vez más detallados está que los vecindarios más atractivos suelen ser de bajos ingresos y, a menudo, tienen predominantemente residentes negros o hispanos.

Dos tipos de calor urbano, ambos peligrosos

El efecto isla de calor urbano se describió por primera vez en 1818, hace más de 200 años, en «El clima de Londres» de Luke Howard, uno de los primeros pioneros de la meteorología.

Hay dos tipos distintos de isla de calor urbana: la isla de calor urbana atmosférica y la isla de calor urbana superficial. Se miden de diferentes maneras.

La isla de calor urbana atmosférica, el fenómeno descrito por Howard, es simplemente el aire más cálido en las áreas urbanas en relación con el aire más frío en las zonas periféricas.

La isla de calor urbana superficial es el resultado de superficies formadas por materiales absorbentes de calor, como el asfalto, el hormigón y el metal. Dichos materiales son absorbentes altamente efectivos de la energía térmica del Sol, y sus superficies se calientan rápidamente y, a su vez, emiten la energía absorbida. Puedes sentir el calor cuando los tocas.

La isla de calor urbana superficial contribuye directamente a la isla de calor urbana atmosférica y suele ser más intensa en los días soleados. La urbanización también contribuye al efecto de isla de calor a través de la deforestación y la remoción de otra vegetación que proporcionaría algo de enfriamiento.

Donde las comunidades enfrentan el calor más alto

Con el aumento de las temperaturas globales aumentando la probabilidad de olas de calor peligrosas, las ciudades necesitan saber qué vecindarios están en alto riesgo. El calor excesivo puede provocar deshidratación, agotamiento por calor, insolación e incluso la muerte con una exposición prolongada, y los residentes en mayor riesgo a menudo carecen de recursos financieros para adaptarse.

Los instrumentos satelitales pueden identificar comunidades vulnerables al calor extremo porque pueden medir y mapear la isla de calor urbana superficial con gran detalle.

Por ejemplo, las zonas industriales y comerciales se encuentran frecuentemente entre las áreas más calurosas de las ciudades. Por lo general, tienen menos árboles para enfriar el aire y más pavimento y edificios para retener e irradiar calor.

Ciertos diseños residenciales también son más propensos a temperaturas superficiales más altas que otros. Estos vecindarios generalmente tienen una vegetación mínima y las casas se construyen juntas, con más caminos y aceras y pocos espacios verdes. A menudo, especialmente en los climas del norte, las casas en estos vecindarios se construyeron con materiales como ladrillos que retienen el calor para mantener a los ocupantes abrigados durante el invierno. Las comunidades con muchos edificios de apartamentos y tiendas rodeadas de estacionamientos también están en alto riesgo.

Mi investigación ha encontrado que en los días cálidos de verano, las comunidades de color de bajos ingresos pueden experimentar condiciones de calor extremo que a menudo son más de 10 grados Fahrenheit (5,5 C) más cálidas que las áreas circundantes. Otra investigación ha encontrado diferencias similares entre los vecindarios y marcadas disparidades raciales y económicas en lo que respecta a la exposición al calor.

Un estudio reciente encontró que las áreas más pobres eran significativamente más calurosas que las más ricas en el 76% de los condados urbanos de EE. UU. También encontró que los vecindarios con grandes poblaciones negras, hispanas y asiáticas se encontraban en áreas significativamente más calurosas en el 71 % de los condados, y que esa diferencia se mantuvo incluso al ajustar los ingresos. Estas áreas tienden a tener menos vegetación y una mayor densidad de viviendas.

Otro estudio analizó las comunidades que alguna vez habían sido marcadas en rojo, una práctica discriminatoria que los bancos utilizaron a principios y mediados del siglo XX para negar préstamos en comunidades de minorías raciales y étnicas. A nivel nacional, estos vecindarios anteriormente marcados en rojo eran 4.6 F (2.6 C) más cálidos que las áreas no marcadas.

50 años de Landsat

Varios sistemas satelitales ahora pueden medir la isla de calor urbana superficial, pero el programa Landsat, que celebra su 50 aniversario en 2022, proporciona décadas de datos continuos y comparables con el detalle necesario para examinar las variaciones dentro de una ciudad. Esa continuidad ayuda a los científicos a medir el impacto de los cambios y rastrear cómo los patrones de desarrollo modifican el perfil de calor de un vecindario.

El primer satélite Landsat se lanzó el 23 de julio de 1972 con un sensor que recopilaba datos en longitudes de onda verde, roja e infrarroja cercana que lo hacían útil para cartografiar la vegetación. Comenzando con Landsat 4, lanzado en julio de 1982, los científicos pudieron mapear y medir las características térmicas de la superficie de la Tierra. Hoy en día, Landsat 8 y Landsat 9 están operativos y se está desarrollando un décimo.

Cómo las ciudades pueden usar estos datos para ayudar

Existen numerosas formas en que las ciudades pueden usar estos datos para ayudar a los residentes a combatir el calor extremo.

En Indianápolis, el gobierno local y las organizaciones religiosas han utilizado índices de vulnerabilidad al calor extremo, que utilizan indicadores de riesgo para la salud debido al calor y olas de calor pasadas para resaltar las comunidades de alto riesgo. Saber qué comunidades es probable que corran el mayor riesgo les permite guiar el alcance a las personas más vulnerables antes y durante los períodos de temperaturas elevadas.

El programa “Cool Neighborhoods NYC” de Nueva York incluye la plantación estratégica de árboles y vegetación para aumentar la sombra y la evapotranspiración, lo que refresca el área circundante. También analiza pintar techos y pavimentos con colores claros para reflejar la energía solar y educar a las comunidades en riesgo sobre el riesgo de calor y las formas en que pueden obtener ayuda.

A medida que el clima continúa calentándose y afectando la salud urbana, los sensores de los satélites Landsat se encuentran entre nuestras mejores herramientas para monitorear las variaciones térmicas de la isla de calor urbana. Dicho trabajo también sirve como uno de los mejores ejemplos del empleo de mediciones satelitales para monitorear e implementar la respuesta a las amenazas para la salud pública.