نقش ریزپلاستیک های اتمسفری در تشدید پدیده جزیره گرمایی شهری (UHI)

پدیده جزیره گرمایی شهری (UHI) به عنوان یکی از مهمترین چالش های اقلیمی مناطق شهری، ناشی از جایگزینی سطوح طبیعی با سطوح مصنوع و فعالیت های انسانی است. در سال های اخیر، حضور ریزپلاستیک ها در اتمسفر به عنوان عاملی نوظهور شناسایی شده که می تواند بر فرآیندهای تابشی و حرارتی جو شهری تاثیرگذار باشد. ریزپلاستیک های اتمسفری با قابلیت جذب و پراکندگی تابش خورشیدی، پتانسیل تغییر تعادل انرژی در لایه مرزی شهرها را دارند. این ذرات که عمدتا از منابع شهری مانند سایش تایر خودروها، الیاف مصنوعی و تخریب پلاستیک ها منشا می گیرند، به دلیل خواص نوری ویژه خود می توانند به عنوان عامل تشدیدکننده UHI عمل کنند. بررسی حاضر با هدف تحلیل مکانیسم های اثرگذاری ریزپلاستیک های اتمسفری بر شدت جزیره گرمایی شهری انجام شده است. مطالعات مربوط به شار تابشی مستقیم (DRF) ریزپلاستیک ها در مناطق مختلف جهان نشان می دهد که این ذرات بسته به میزان آلبدوی سطح، می توانند اثر گرمایشی یا سرمایشی داشته باشند. در مناطق شهری با آلبدوی متوسط (حدود ۰.۱۵)، اثر خالص ریزپلاستیک ها بر تعادل تابشی نزدیک به صفر برآورد شده است، اما الگوهای جریان حرارتی ناشی از ساختار کانالی شهرها می تواند این تعادل را بر هم زند. شبیه سازی های عددی انجام شده با مدل گردش بزرگ مقیاس (LES) نشان داده است که زبری سطح شهری و چیدمان ساختمان ها نقش کلیدی در توزیع و انباشت ریزپلاستیک های سنگین در لایه آستانه اتمسفر ایفا می کنند. در شرایط وزش باد ضعیف که معمولا در روزهای گرم و وارونگی دما رخ می دهد، ذرات ریزپلاستیک در پشت ساختمان ها و در درون کانال شهری محبوس شده و غلظت موضعی آنها افزایش می یابد. این تجمع ذرات که خود جاذب تابش فروسرخ هستند، پتانسیل تشدید گرمایش محلی و افزایش شیب دمایی بین شهر و حومه را دارند. همچنین مشخص شده که شار پخش ذرات در درون لایه کانال شهری به مراتب بیشتر از مناطق فاقد زبری سطحی است. در مقیاس جهانی، برآوردهای مدل سازی تابشی نشان می دهد که ریزپلاستیک ها و نانوپلاستیک های اتمسفری دارای نیروی تابشی مستقیم میانگین ۰.۰۳۹ وات بر متر مربع هستند که معادل ۱۶.۲ درصد نیروی تابشی دوده (کربن سیاه) برآورد شده است. بیشینه این نیروی تابشی در مناطق اقیانوسی به ۱.۳۴ وات بر متر مربع می رسد که ۴.۷ برابر اثر کربن سیاه در همان مناطق است. با توجه به اینکه کلانشهرهای ساحلی و همچنین شهرهای واقع در حاشیه اقیانوس ها در معرض بالاترین غلظت های ریزپلاستیک اتمسفری قرار دارند، می توان نتیجه گرفت که این ذرات به عنوان عاملی مستقل و مغفول مانده در تشدید جزیره گرمایی شهرهای صنعتی و پرجمعیت عمل می کنند و نیازمند توجه ویژه در مدل های اقلیمی شهری هستند.

کلیدواژه ها:

ریزپلاستیک اتمسفری ، جزیره گرمایی شهری ، کانال شهری ، آلودگی پلاستیک ، تغییر اقلیم شهری