Города все чаще выбирают отличный от окрестностей климат. Вернее, его создают их жители. Счастье, если этот погодный мирок обустраивают, учитывается все правила формирования. Беда, если понимание того, что наворотили приходит с чередой катаклизмов в дискомфортом.
Группа климатологов из Гонконга, Китая и США опубликовала в научном журнале Earth’s Future исследование, главный вывод которого сводится к тому, что в городах, тяготеющих по форме в плане застройки к кругу, дожди идут чаще и интенсивнее, чем в квадратных и треугольных. Будучи обитателями города, который веками расширялся исключительно концентрическими кольцами и лишь недавно получил «хвост» в виде Новой Москвы, пройти мимо этой работы мы, конечно, не могли.
Взяв на вооружение Weather Researchand Forecast (WRF — одна из самых известных компьютерных моделей оперативного прогнозирования погоды в масштабах от метра до тысяч километров), исследователи поместили в нее некую территорию размером 120×120×20 километров (последнее число — высота), в центре которой разместили условный город площадью в 400 квадратных километров. Квадратный город имел сторону в 20 км, круглый — диаметр в 23 километра, а треугольный — три равные стороны по 30 километров.
«Пригород» представлял собой сельскую идиллию с пашнями и пастбищами, а «город» — малоэтажную (не выше пяти метров) и не сильно плотную застройку с улицами шириной восемь метров. Для пущего антуража его юго-восточную часть потом еще снабдили большим водоемом — чтобы посмотреть, как там все будет с приморским урбанизмом. Дальше в модель добавили еще несколько параметров (долю непроницаемых поверхностей — 50 процентов и удельную мощность антропогенной генерации тепла — 20 ватт на квадратный метр), приплюсовали для реализма ветер и солнечную радиацию, соответствующую 22 июля. Что из всего этого получилось, мы уже сказали выше.
Единственное, в варианте с приморским городом из-за большей конвекции интенсивность и частота дождей оказалась выше: в круглых городах на 22 процента, а в квадратных — на восемь процентов больше, чем в треугольных. Также климатологи выяснили, что по утрам интенсивность дождей в круглых городах на 78 процентов выше, чем в треугольных. Все эти геометрические заморочки ученые объяснили разной картиной встречи воздушных масс, приводящих к дождю.
В круглом городе они поступают со всех направлений и сходятся в центре, а в «угловатых» часть потоков встречается раньше, поэтому и интенсивность дождей не такая сильная.
Понятно, что ситуация со сферическим городом в вакууме будет отличаться от ситуации с реальным живым мегаполисом — уж слишком много факторов там пересекается. Да и модель группа строила для субтропиков (города имели координаты 30 градусов северной широты и ноль градусов восточной долготы). Но что-то в этом во всем есть...
Так и не найдя на карте нашей родины квадратных и треугольных городов, схожих по климату со столицей (плохо искали, знаю), мы ради интереса посмотрели, а что там с осадками в нашей круглой Москве и окружающем разнокалиберном Подмосковье. И оказалось, что, в принципе, картина повторяется. В столице осадки выпадают в среднем чаще, чем в области, какую часть этой области ни возьми — хоть восточную, хоть западную, хоть южную с северной. Бывают, конечно, исключения — например, 2019 год оказался в Дмитровском районе более дождливым, чем в Москве (604 мм против 556), но в общем и целом правило соблюдается вполне железно.
— Этот феномен известен давно: в городах дождь обычно случается чаще, чем в пригородах, — объясняет климатолог Илья Заславский. — Основная причина — в более грязном городском воздухе.
Взвешенные в нем частицы — пыль, остатки не полностью сгоревшего автомобильного топлива, выбросы котельных, микроошметки с шин, отшелушенные части зданий и тому подобные твердые компоненты городской атмосферы — служат ядрами конденсации для водяных паров. Проще говоря, чтобы капля воды пролилась на землю дождем, она предварительно должна «поглотить» такую твердую частицу. Ну а поскольку вариантов для поглощения в городе стократ больше, чем в его окрестностях, отсюда и обилие дождей над ним.
Фото: Алексей Орлов / Вечерняя Москва
Но вообще, современные города действительно уже перестали быть только лишь объектами приложения климата, они во многом сами его формируют. Большие здания препятствуют ветрам, сокращая естественную вентиляцию. Массовая застройка с обилием асфальта, бетона, стали, кирпича, темных крыш, буквально впитывающих солнечное тепло, а также интенсивная работа транспорта, промышленности, энергетических сетей при традиционной скудости зелени и естественных водных объектов превращают современные города в настоящие острова тепла. Все давно уже привыкли к тому, что там не несколько градусов теплее, чем в области.
Прямо по классике: «Это в городе тепло и сыро, а за городом — зима». Но в таком гигантском мегаполисе, как Москва, разница сущегород начал интенсивно застраиваться и практически не менялся следующие 40 лет:
— На первый взгляд, странно, но если вспомнить, что мы активно тогда росли вширь, расселяя традиционный людный центр, все оказывается вполне логичным. Потом были 90-е с их неработающими предприятиями и спадом электропотребления. Но с началом XXI века, когда и энергопотребление пошло вверх, и многоэтажки росли везде как на дрожжах, и народа в Москве прибавилось, интенсивность острова тепла стала расти. И этот рост не прекращается до сих пор.
Сейчас, говорит климатолог, разница с пригородом составляет в среднем один–три градуса, но бывали случаи и более серьезных температурных перекосов, вплоть до 10°С. И дальше они будут только нарастать. Обычно максимальная температурная разница между городом и окрестной природой приходится на полночь и весну, минимальная — на утро и конец осени. Самая большая температурная «вилка» с областной периферией находится в центре (у нас это район Балчуга), самая маленькая — на окраине...
Остров тепла — не единственный механизм, с помощью которого города меняют климат в своих пределах. С водным режимом то и дело тоже возникают проблемы:
— Сильные паводки, подтопления и наводнения — еще один бич городов, закованных, как правило, в асфальт, — объясняет Заславский. — В Питере, например, помимо асфальта, еще и гранита полно, особенно в центре, где живой земли с травой, сквозь которую уходила бы лишняя вода, днем с огнем поискать. А вот, скажем, в Джакарте, где я побывал несколько лет назад, — другая напасть.
Там подавляющая часть населения берет воду из колодцев, то есть из грунтовых вод, а практически весь город — это асфальт и бетон, и дождям просто некуда впитываться. В итоге там не только наводнения стали обыденностью, но еще и земля из-за повышенной откачки из грунтовых вод и тяжести зданий начала проседать — каждый год где-то на 10–20 сантиметров. Ситуация стала настолько патовой, что власти год назад даже начали рассматривать вопрос о переносе города в более благополучное место.
Похожая история, кстати, сейчас разворачивается и в главном городе Филиппин — Маниле, и в Дакке, столице Бангладеш. Только в последней еще и море наступает. В итоге, помимо проседания почв, обитатели Дакки столкнулись с чудовищной их эрозией и вымиранием мангровых зарослей (вечнозеленые лиственные леса, произрастающие в приливно-отливной полосе морских побережий и устьев рек в местах, защищенных от энергии волн коралловыми рифами или островами. — «ВМ»).
Фото: Анна Каунис
А вот жители Сентрейлии, города в штате Пенсильвания, кардинально изменили не только недра своего города, но и его атмосферу. Для этого они сначала много лет складывали мусор в заброшенные угольные шахты, а потом решили их очистить путем поджога этого самого мусора. Покончив с помойкой, огонь перекинулся на угольные пласты, по штрекам переполз в другие шахты и полностью проигнорировал все усилия пожарных. Когда провалы грунта (причем грунта горячего) пошли по всему городу, а угарный газ от подземного пожарища начал серьезно влиять на здоровье горожан, решено было всех эвакуировать. Дело было в 1962 году — подземелья Сентрейлии горят до сих пор, поглотив уже и соседний город, который тоже пришлось спешно переселять...
Столичные подземелья, слава богам, на такое не способны. Но значит ли это, что стоит расслабиться и пустить все на самотек? В конце концов, и у теплого города есть свои преимущества. Нет, уверен наш эксперт, ведь «внешний» климат тоже вовсю изменяется:
— Учитывая, что в будущем нас ждут более частый приход волн жары и более интенсивные осадки (дожди будут короче, чем нынче, но мощнее), готовиться к переменам нужно уже сейчас. Хотя бы потому, что повышение температуры городского острова тепла негативно скажется на состоянии здоровья его жителей. Например, буквально на днях проходила новость о том, что повышение температуры всего на несколько градусов относительно оптимума приводит к различным нарушениям сна. И это, поверьте, один из многих медицинских аспектов, которые надо иметь в виду. Что делать? Рассеивать тепло всеми возможными способами.
Светлыми фасадами (будь моя воля, я бы вообще запретил темную и особенно зеркальную облицовку), зелеными крышами, снижением этажности застройки, энергоэффективностью, тотальным озеленением любого свободного клочка суши, оборудованием водоемов. Ведь вода намного более теплоемкая среда, чем суша или воздух, и способна не только дарить прохладу в жаркий день (что, разумеется, сильно облегчает жизнь тем, кто находится поблизости), но и смягчать суточные (да и годовые) температурные колебания.
Что касается осадков, то для минимизации ущерба от них нужно избавлять от асфальта те участки города, где это возможно. Вспомните полосы зелени, которые непременно сопровождали в советское время практически каждую транспортную артерию города. Зелень не только давала тень, снижая температуру на магистрали, но и вместе с открытой почвой впитывала излишнюю влагу во время ливней.
А еще, добавим мы от себя, из города можно… дружно уехать. Не так давно китайские климатологи опубликовали работу, в которой подсчитали, что массовый отток населения из крупных городов во время китайских новогодних каникул охлаждает эти города на 0,6 градуса. И это зимой.
Представьте, что там было бы летом! Троицкие ученые, например, представили и даже экстраполировали результаты на Москву.
Получилось, что массовый отъезд дачников на июльские выходные из города может привести к уменьшению острова тепла на 0,3 градуса. Вроде бы 0,3 — цифра невеликая. Но летом в жару ее прибавка — это повышение смертности на 0,8%, то есть на несколько человек в день. Соответственно, если минусовать тот же показатель, формула оборачивается столькими же спасенными жизнями. Так что ждем выходных и — марш из города. Спасать климат и оставшееся население.
СПРАВКА
Ученые установили зависимость между климатом и уровнем преступности. Как оказалось, насилие и агрессия увеличиваются по мере приближения к экватору. Жара, считают исследователи, приводит к тому, что люди живут одним днем, уделяют мало внимания своему будущему и легче теряют самоконтроль.
БОЛЬНИЧНЫЙ ПО ПОГОДЕ
Оказывается, на территориях с большим числом зараженных COVID-19 наблюдались очень схожие климатические показатели. Ученые провели сравнительный анализ 50 городов мира, большая часть которых имела крайне низкие показатели заражаемости коронавирусной инфекцией, а восемь, напротив, очень высокие. Как выяснилось, во вторых, среди которых оказались Ухань, Милан, Мадрид, Париж, Сиэтл, Токио, Тэгу (Южная Корея) и Ком (Иран), с января по март была температура от 4 до 9 градусов, а также низкая влажность.
