ปรากฏการณ์เกาะความร้อน

ปรากฏการณ์เกาะความร้อน หรือ เกาะความร้อนเมือง (อังกฤษ: urban heat island: UHI) คือปรากฏการณ์ที่พื้นที่ในมหานครมีอุณหภูมิสูงกว่าบริเวณโดยรอบอย่างมีนัย ความแตกต่างของอุณหภูมิที่สูงกว่าดังกล่าวจะชัดเจนในตอนกลางคืนมากกว่าตอนกลางวัน ในฤดูหนาวมากกว่าฤดูร้อนและเมื่อไม่มีลมหรือมีลมพัดอ่อน สาเหตุสำคัญที่ทำให้เกิดเกาะความร้อนเมืองคือการเปลี่ยนแปลงพื้นผิวของแผ่นดินที่เกิดจากการพัฒนาเมืองซึ่งใช้วัสดุที่ทำให้เกิดการสะสมกันของความร้อนประกอบกับความร้อนที่ปล่อยออกจากการใช้พลังงานตามอาคารสถานที่ต่างๆ เมื่อศูนย์กลางประชากรของเมืองเพิ่ม การเปลี่ยนแปลงผิวพื้นแผ่นดินก็ยิ่งเพิ่มมากขึ้นตามไปเรื่อยๆ ซึ่งเป็นสาเหตุของการเพิ่มอุณหภูมิทั่วไปโดยเฉลี่ย ผลของปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองทำให้ปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยรายเดือนในบริเวณใต้ลมที่ห่างจากใจกลางเมืองออกไปประมาณ 60 กิโลเมตรเพิ่มขึ้นจากปกติประมาณร้อยละ 28 เมื่อเทียบกับบริเวณพื้นที่เหนือลม

โตเกียว, กรณีปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมือง อุณหภูมิปกติของโตเกียวที่สูงกว่าบริเวณใกล้เคียง.

สาเหตุ

 

ความร้อน (บน) และพืชพรรณ (ล่าง) ที่วัดโดยดาวเทียมข้อมูลอินฟราเรดแลนด์แซท 7 (Landsat 7)ชื่อ “Enhanced Thematic Mapper Plus” ของนาซาเมื่อวันที่ 14 สิงหาคม พ.ศ. 2545 ซึ่งเป็นวันที่ร้อนที่สุดในฤดูร้อนของนครนิวยอร์ก การเปรียบเทียบภาพถ่ายนี้แสดงให้เห็นว่าบริเวณที่มีพืชพรรณปกคลุมหนาแน่นจะมีอุณหภูมิต่ำกว่า

สาเหตุของปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองมีหลายประการ สาเหตุหลักที่การร้อนขึ้นในช่วงกลางคืนเกิดจากการที่อาคารต่างๆ ปิดกั้นความร้อนจากภาคพื้นดินไม่ให้แผ่ขึ้นสู่ท้องฟ้าตอนกลางคืน(ที่เย็นกว่า) (ดูการแผ่รังสีความร้อน - thermal radiation) เหตุผลอีก 2 ประการได้แก่คุณสมบัติด้านความร้อนของผิววัสดุของสิ่งปลูกสร้างและการขาดการระเหยคายน้ำ (evapotranspiration) ในบริเวณเมือง วัสดุที่ใช้โดยทั่วไปในเมือง เช่น คอนกรีตและแอสฟัลต์มีคุณสมบัติในการรับความร้อนที่ต่างกันมาก รวมทั้งคุณสมบัติในการจุความร้อนและคุณสมบัติในการนำความร้อน และคุณสมบัติของอัตราส่วนรังสีสะท้อน (albedo) และสภาพการเปล่งรังสี (emissivity) มากกว่าบริเวณโดยรอบเมือง ปัจจัยต่างๆ เหล่านี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนความสมดุลของพลังงาน (energy balance) ในเขตเมืองซึ่งเป็นเหตุให้อุณหภูมิในเมืองสูงกว่าพื้นที่ชานเมืองหรือพื้นที่ชนบท ความสมดุลของพลังงานยังถูกกระทบจากการขาดพืชพรรณในพื้นที่ในเมืองที่จะช่วยให้เย็นลงจากการระเหยคายน้ำของต้นไม้ อีกสาเหตุหนึ่งของปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองได้แก่ “ปรากฏการณ์เรขาคณิต” geometric effects) นั่นคืออาคารสูงจำนวนมากในย่านกลางเมืองเป็น ผิวเชิงอเนก ที่รับการสะท้อนและการดูดซับแสงอาทิตย์ ทำให้บริเวณในเมืองร้อนขึ้น ซึ่งเรียกกันว่า “ปรากฏการณ์หุบผา” (canyon effect)

อีกสาเหตุหนึ่งที่เกิดจากอาคารสูงได้แก่การบังลมซึ่งทำให้ไม่เกิดความเย็นจากการพาความร้อน (convection) ความร้อนที่ปล่อยออกจากเครื่องปรับอากาศของอาคาร โรงงานอุตสาหกรรมและแหล่งก่อความร้อนอื่นๆ ในเมืองมีส่วนทำให้เกิดปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองได้เช่นกัน รวมทั้งบริเวณที่มีประชากรหนาแน่นในเมืองก็มีส่วนด้วยเช่นกัน นอกจากนี้มลภาวะในรูปต่างๆ ก็มีส่วนเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของบรรยากาศด้วย

สำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อมสหรัฐฯ (EPA) ได้ให้คำอธิบายเกี่ยวกับเรื่องนี้ไว้ว่า:

“เกาะความร้อนเกิดขึ้นเมื่อพืชพรรณถูกแทนที่ด้วยแอสฟัลท์และคอนกรีตที่ใช้ทำถนน อาคารและโครงสร้างอื่นที่มีความจำเป็นสำหรับการเพิ่มที่อยู่อาศัยและที่ทำงานของประชากร ผิวพื้นเหล่านี้ดูดซับ – มากกว่าสะท้อนความร้อนจากแสงแดด ทำให้อุณหภูมิผิวพื้นและอุณหภูมิของอากาศเพิ่มขึ้น” การใช้วลี “เกาะความร้อน” อีกแนวหนึ่งได้แก่การใช้หมายถึงบริเวณใดๆ ก็ตาม ไม่ว่าจะมีการอยู่อาศัยหรืออาคารบ้านเรือนหรือไม่ก็ตาม แต่มีการเกิดความร้อนสูงกว่าบริเวณโดยรอบ ในบางเมืองอาจเกิดปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองสูงสุดในตอนกลางคืน (ดูภาพล่าง) โดยเฉพาะบาง หรือในบางครั้งในฤดูหนาว โดยมีความแตกต่างของอุณหภูมิหลายองศาระหว่างศูนย์กลางเมืองและบริเวณทุ่งชานเมือง ความแตกต่างของอุณหภูมิของสองบริเวณดังกล่าวนี้มักปรากฏในรายงานพยากรณ์อากาศของต่างประเทศ เช่น “อุณหภูมิกลางเมือง 68 องศา และชานเมือง 64 องศา” เป็นต้น

นัยสำคัญ

 

ภาพความร้อนของนครแอตแลนตา รัฐจอร์เจีย สีน้ำเงินแสดงอุณหภูมิที่เย็น แดงอุ่น และขาวร้อน อุณหภูมิช่วงเวลากลางวันจะตกเพียงประมาณ 26.7°C (80°F) แต่อุณหภูมิผิวพื้นบางแห่งสูงถึง 47.8°C (118°F)

ปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองมีศักยภาพที่จะส่งอิทธิพลต่อสุขภาพและความผาสุกของประชากรในเมือง ในสหรัฐฯ ประเทศเดียว โดยเฉลี่ยมีผู้เสียชีวิตถึง 1,000 คนจากความร้อนจัด (Changnon et al., 1996), ในขณะที่ปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองที่ปรากฏในรูปของการเพิ่มอุณหภูมิมีศักยภาพที่จะเพิ่มขนาดความเนิ่นนานของคลื่นความร้อน ( heat wave) ที่เกิดในเมืองได้ ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าอัตราการเสียชีวิตสูงสุดในช่วงการเกิดคลื่นความร้อนจะเป็นสัดส่วนรับกันกับช่วงที่มีอุณหภูมิสูงสุด (Buechley et al., 1972) ซึ่งนับเป็นผลกระทบในทางเลวที่เกิดจากปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมือง ผลกระทบในช่วงกลางคืนนับว่ามีอันตรายมากในช่วงเกิดคลื่นความร้อนเช่นกันเนื่องจากเป็นการทำให้ประชากรในเมืองไม่ให้ได้รับการผ่อนคลายเหมือนประชากรชานเมืองจากอุณหภูมิตอนกลางคืนลดต่ำลง (Clarke, 1972)

งานวิจัยในสหรัฐฯ แสดงให้เห็นว่าความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิที่สุดโต่งและการตายในสหรัฐฯ ผันแปรไปตามท้องถิ่น ในรายงานชื่อ “โครงการว่าด้วยสุขภาพที่ได้รับผลกระทบจากเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมของโลก” ที่มหาวิทยาลัยจอนส์ฮอปกินส์ (JHU) พบว่า ความร้อนมักเพิ่มความเสี่ยงในการเสียชีวิตมากในเมืองที่อยู่ในเส้นละติจูดปานกลางและละติจูดสูงที่มีความผันผวนของอุณหภูมิมาก ตัวอย่างเช่น เมื่อนครชิคาโกและนิวยอร์กที่ได้ประสบกับภาวะอุณหภูมิในฤดูร้อนสูงผิดปรกติ ความเจ็บป่วยและการเสียชีวิตสามารถคาดได้ว่าจะสูงตามไปด้วย ตรงข้ามกับประเทศที่มีไม่มีการผันผวนของอุณหภูมิตลอดปีมาก จะมีความเสี่ยงด้านสุขภาพจากคลื่นความร้อนของสาธารณชนน้อยกว่า งานวิจัยของ JHU แสดงให้เห็นว่าประชากรของเมืองในตอนใต้ของประเทศ เช่นไมอามีซึ่งคุ้นกับสภาพวะอากาศร้อนประสบปัญหาน้อยกว่า

ผลต่อเนื่องอีกประการหนึ่งของปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองได้แก่การเพิ่มความสิ้นเปลืองพลังงานสำหรับเครื่องปรับอากาศและตู้เย็นในเมืองที่มีอากาศร้อน กลุ่มผู้ศึกษาปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองได้ทำการประมาณความสิ้นเปลืองดังกล่าวในนครลอสแอนเจลิส แคลิฟอร์เนียว่าตกถึงประมาณ 100 ล้านดอลลาร์สหรัฐ ต่อปี ในขณะที่เมืองในเขตหนาว เช่น ชิคาโกกลับมีค่าใช้จ่ายสำหรับพลังงานเชื้อเพลิงสำหรับความอบอุ่นลดลงในฤดูหนาว

นอกจากผลกระทบที่ชัดเจนเกี่ยวกับอุณหภูมิแล้ว ปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองยังมีผลกระทบระดับที่สองต่อการอุตุนิยมท้องถิ่นด้วย ซึ่งรวมถึงการเปลี่ยนรูปแบบของลมประจำถิ่น การเกิดเมฆ หมอก ความชื้นและอัตราของหยาดน้ำฟ้า (Precipitation - ฝน หิมะ น้ำค้าง ฯลฯ) อีกด้วย

ด้วยการใช้ภาพถ่ายดาวเทียม นักวิจัยได้พบว่าลมฟ้าอากาศของเมืองมีอิทธิพลที่สังเกตได้ต่อการเจริญเติบโตของพืชพรรณท้องถิ่นตามฤดูการปลูก โดยส่งผลไปไกลมากถึง 10 กิโลเมตรจากขอบของเมือง ฤดูเพาะปลูกในเมืองต่างๆ 70 เมืองในภาคตะออกเฉียงเหนือของสหรัฐฯ มีความยาวนานมากขึ้นประมาณ 15 วันเมื่อเทียบกับพื้นที่ชนบทขอบเมืองที่อยู่นอกอิทธิพลของปรากฏการณ์เกาะความร้อนของเมือง

การบรรเทา

ผลกระทบของปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองอาจบรรเทาได้เล็กน้อยด้วยการใช้วัสดุที่มีผิวพื้นสีขาว หรือที่เป็นวัสดุสะท้อนความร้อนมาใช้ในการก่อสร้างอาคารบ้านเรือน ลานและถนนซึ่งเป็นการเพิ่มอัตรส่วนรังสีสะท้อน (albedo) โดยรวมของเมือง มีหลายประเทศที่นำวิธีนี้มาใช้นานแล้ว ทางเลือกที่สองได้แก่การเพิ่มจำนวนของพืชพรรณที่คายน้ำมาก วิธีทั้งสองนี้อาจนำมาประยุกต์รวมในรูปของ “หลังคาเขียว”

เทศบาลนครนิวยอร์กได้ชี้ชัดว่าศักยภาพในการทำความเย็นตามพื้นที่ต่างๆ ที่สูงสุดได้แก่การปลูกต้นไม้ถนน ตามาด้วยหลังคาเขียว หรือสวนหลังคา หลังคาที่เป็นสีอ่อน และการปลูกพืชพรรณในที่ว่าง ในแง่ของค่าใช้จ่ายต่อประโยชน์ที่ได้ พบว่าการใช้พื้นผิวสีอ่อน หลังคาสีอ่อนและการปลูกต้นไม้ถนนมีค่าใช้จ่ายต่ออุณหภูมิที่ลดต่ำสุด [1]

ลักษณะการเกิดช่วงกลางวัน

องค์คณะรัฐบาลนานาชาติว่าด้วยการเปลียนแปลงภูมิอากาศ (IPCC) ได้ออกแถลงการณ์ดังนี้ “เป็นที่ทราบกันโดยทั่วไปแล้วว่า เมื่อเปรียบเทียบพื้นที่ที่ไม่ใช่เมือง เกาะความร้อนเมืองทำให้อุณหภูมิเมืองในตอนกลางคืนมากกว่าอุณหภูมิเมืองตอนกลางวัน" ตัวอย่างเช่น เมืองมอเรโน-การ์เซีย (Int. J. Climatology, 1994) พบว่าอุณหภูมิของเมืองบาร์เซโลนา เย็นกว่า 0.2°C สำหรับอุณหภูมิเฉลี่ยสูงสุดประจำวันและร้อนกว่าอุณหภูมิเฉลี่ยต่ำสุดประจำวันของสถานีตรวจวัดในพื้นที่ชนบทใกล้เคียง 2.9°C ความจริงแล้ว รายงานทำนองนี้แรกสุดเกี่ยวกับปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองเป็นของลุค เฮาวาร์ด (Luke Howard) ใน ปี พ.ศ. 2363 ว่า:

“เฮาวาร์ดได้ค้นพบว่าศูนย์กลางของเมืองในเวลากลางคืนร้อนกว่าพื้นที่พื้นที่ชนบทใกล้เคียง ซึ่งเป็นสภาวะที่เรียกกันในปัจจุบันว่าปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมือง ในการนำเสนอในการประชุม “ภูมิอากาศของลอนดอน” (พ.ศ. 2363) ในการเปรียบเทียบการอ่านค่าอุณหภูมิที่แตกต่างระหว่างลอนดอนกับชนบทในช่วงเวลา 9 ปี เฮาวาร์ดให้ข้อคิดเห็นว่า “ในเมืองตอนกลางคืนร้อนกว่า 3.70° และตอนกลางวันเย็นกว่า 0.34° เมื่อเทียบกับชนบท” เฮาวาร์ดกล่าวว่าความแตกต่างนี้เกิดจากการใช้เชื้อเพลิงเป็นจำนวนมากในเมือง

ถึงแม้อุณหภูมิปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองจะแลเห็นชัดกว่าในเวลากลางคืน แต่ปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองก็ได้แสดงให้เห็นความชัดเจนและที่ค่อนข้างขัดกันลักษณะการเกิดตอนกลางวัน อุณหภูมิปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองจะมากในตอนกลางวันและน้อยกว่าในตอนกลางวัน ในขณะที่สิ่งตรงกันข้ามก็เป็นความจริง คืออุณหภูมิที่พื้นผิวของปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองที่ร้อนกว่า จากการศึกษาของ Roth et al. (1990):

ความแตกต่างของอุณหภูมิผิวพื้นระหว่าง เมือง-ชนบท ในตอนกลางคืนน้อยกว่าตอนกลางวันมาก ซึ่งนี่ก็คือการกลับกันของอุณหภูมิใกล้ผิวพื้น ตลอดช่วงวลากลางวัน โดยเฉพาะเมื่อท้องฟ้าปราศจากเมฆ ผิวพื้นของเมืองจะร้อนขึ้นจากการดูดซับการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ ดังได้กล่าวมาแล้วข้างต้น ผิวพื้นของเมืองจะร้อนเร็วกว่าผิวพื้นในชนบท โดยคุณสมบัติในการจุความร้อนที่ที่สูงมาก ผิวพื้นของเมือง (รวมผิวอาคารและโครงสร้างอื่นๆ) จึงกลายเป็นแหล่งเก็บกักพลังงานความร้อนขนาดยักษ์ (ตัวอย่างเช่น คอนกรีตสามารถจุความร้อนได้เป็น 2,000 เท่าของอากาศในบริมาตรเท่ากัน) ด้วยเหตุนี้ อุณหภูมิผิวที่สูงมากของปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองจึงปรากฏชัดในภาพถ่ายดาวเทียมที่ถ่ายด้วยรังสีความร้อน (e.g. Lee, 1993)

อย่างไรก็ตาม ในกรณีของความร้อนช่วงกลางวันนี้ก็ทำให้เกิดปรากฏการณ์ “การพาความร้อน” (convective) โดยลมภายใน “เขตชั้นเมือง” (boundary layer) มีการเสนอทฤษฎีว่า เนื่องจากการผสมกันของบรรยากาศ อุณหภูมิอากาศในปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองจึงมีน้อยหรือเกือบไม่มีเลยแม้อุณหภูมิพื้นผิวจะร้อนมากก็ตาม (Camilloni and Barros, 1997)

ส่วนในตอนกลางคืน สถานการณ์กลับกลับกัน การไม่มีความร้อนจากรังสีดวงอาทิตย์ทำให้การพาความร้อนในบรรยากาศลดลง เขตชั้นเมืองเริ่มนิ่ง “ชั้นผกผัน” (inversion layer) จึงเกิดขึ้นและกักอากาศบริเวณใกล้ผิวในเมืองไว้ การร้อนขึ้นที่มาจากผิวพื้นที่ยังร้อนจึงเกิดได้กลายเป็นอุณหภูมิอากาศตอนกลางคืนของปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมือง

คำอธิบายสำหรับการเพิ่มขึ้นสูงสุดของอุณหภูมิตอนกลางคืนคือ ต้นเหตุหลักของปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองนั้นเกิดจากการปิดกั้น “วิวท้องฟ้า” ในช่วงที่กำลังอุณหภูมิกำลังเย็นลง ผิวพื้นสูญเสียความร้อนจำนวนมากในตอนกลางคืนด้วยการแผ่รังสีให้แก่ท้องฟ้า (ซึ่งค่อนข้างเย็น) แต่สำหรับในเมืองมีอาคารต่างๆ จำนวนมากปิดกั้นการแผ่รังสีเอาไว้ ปกติการเย็นโดยการคายรังสีจะเพิ่มมากขึ้นอย่างสำคัญเมื่อลมไม่แรงและท้องฟ้าไม่มีเมฆ ดังนั้น ปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองที่เกิดมากในตอนกลางคืนก็ด้วยเหตุนี้นั่นเอง

ความสัมพันธ์ที่มีต่อปรากฏการณ์โลกร้อน

เนื่องจากบางส่วนของบางเมืองอาจร้อนกว่าบริเวณโดยรอบได้หลายองศา จึงเป็นที่ห่วงใยว่า ผลของการพัฒนาเมืองแบบกระจาย (urban sprawl) อาจถูกแปลความหมายผิดไปว่าเป็นตัวการทำให้เกิดสภาวะโลกร้อน แม้ปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองจะทำให้อุณหภูมิของโลกเพิ่มขึ้น แม้การร้อนของปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองจะเพิ่มมากแต่ก็เป็นการเพิ่มเฉพาะถิ่น ยังไม่ปรากฏหลักฐานว่าเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดสภาวะโลกร้อน

องค์คณะรัฐบาลนานาชาติว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ (IPCC 2001) กล่าวว่า:

อย่างไรก็ดี เหนือซีกโลกตอนเหนือ บริเวณผิวแผ่นดินที่เกิดปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองเด่นชัด แนวโน้มการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของชั้นบรรยากาศชั้นล่าง (Troposphere) และอุณหภูมิอากาศที่ผิวพื้นดินไม่ปรากฏความแตกต่าง ในความเป็นจริง อุณหภูมิชั้นโทรโปสเฟียร์ตอนล่างเหนืออเมริกาเหนือจะร้อนขึ้นในอัตราที่เร็วกว่าเล็กน้อย (ประมาณ 0.28°C/ทศวรรษ โดยอาศัยข้อมูลดาวเทียม) เมื่อเทียบกับอุณหภูมิผิวพื้นแผ่นดิน (0.27°C/ทศวรรษ) ซึ่งในเชิงสถิติถือว่าไม่มีนัยสำคัญ

เป็นที่น่าสังเกตว่า ไม่ใช่เมืองทั้งหมดที่แสดงการร้อนที่สัมพันธ์กับพื้นที่ชนบทที่ล้อมรอบ ตัวอย่างเช่นที่ เฮนเสนและคณะ (Hansen et al. JGR, 2001) ได้ปรับแนวโน้มในสถานีตรวจวัดในเมืองต่างๆ ทั่วโลกเพื่อเทียบกับสถานีตรวจวัดในชนบทของภูมิภาคนั้นๆ เพื่อให้เกิดความกลมกลืนในการบันทึกอุณหภูมิ พบว่า จากการปรับ ร้อยละ 42 ทำให้แนวโน้มในเมืองเพิ่มขึ้น ซึ่งหมายความว่า ร้อยละ 42 ของกรณี เมืองเย็นลงเมื่อเทียบกับบริเวณโดยรอบแทนที่จะร้อนขึ้น เหตุผลหนึ่งก็คือเนื้อของเมืองไม่กลมกลืนเป็นเนื้อเดียวกัน และสถานีตรวจวัดในเมืองส่วนใหญ่ตั้งอยู่ใน “เกาะเย็น” ซึ่งมักเป็นสวนสาธารณะที่อยู่ในเมือง

ปีเตอร์สัน (2003) ระบุว่าผลกระทบของปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองอาจถูกขยายเกินจริง ปีเตอร์สันพบว่า “ขัดกับความรอบรู้ที่เป็นที่ยอมรับกัน ไม่พบว่ามีสถิติที่มีนัยชัดเจนว่าการพัฒนาเมืองมีผลกระทบต่ออุณหภูมิรายปี” การศึกษานี้ทำโดยการใช้ดาวเทียมตรวจจับแสงกลางคืนในบริเวณเมือง ในขณะที่งานวิจัยทั้งหมดกล่าวว่า ถ้าข้อสรุปเป็นที่ยอมรับ ดังนั้นย่อมจำเป็นที่จะต้อง “แก้ปมปัญหาความลับที่ว่าเหตุใดอนุกรมเวลา (time series) ของอุณหภูมิโลกจึงเกิดส่วนหนึ่งจากสถานีตรวจวัดในเมืองจึงไม่แสดงความเกี่ยวพันกับปรากฏการณ์โลกร้อน” ข้อสรุปสำคัญคือ ผลกระทบระดับจุลภาคและขนาดท้องถิ่นบดบังผลกระทบระดับมิโส หรือระดับกลาง (meso-scale impact) ของปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมือง หลายสถานีตรวจวัดในเมืองอาจร้อนกว่าสถานีในชนบท แต่สถานีตรวจวัดทางอุตุนิยมวิทยาส่วนใหญ่จะตั้งอยู่ในสวนสาธารณะซึ่งเป็น “เกาะเย็น”

การศึกษาโดยเดวิด ปาร์กเกอร์ตีพิมพ์ใน “วารสารเนเจอร์” (Nature') ฉบับเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2547 และในวาสารภูมิอากาศ (Journal of Climate) เมือ่ปี พ.ศ. 2549 ได้พยายามทดสอบทฤษฎีปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมือง โดยทำการเปรียบเทียบค่าอุณหภูมิที่ได้จากคืนที่มีลมสงบกับคืนที่มีลมแรง หากทฤษฎีปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองถูกต้อง เครื่องมือย่อมวัดการเพิ่มมากของอุณหภูมิในคืนลมสงบมากกว่าคืนลมแรง เพราะการพัดของลมพาความร้อนออกไปจากเมืองและจากเครื่องมือที่ใช้วัด แต่กลับไม่ปรากฏว่ามีความแตกต่างกันของอุณหภูมิในคืนลมสงบและคืนลมแรง ผู้วิจัยจึงได้กล่าวว่า “เราแสดงให้เห็นว่า โดยรวมทั้งโลกแล้ว อุณหภูมิเหนือพื้นผิวแผ่นดินเพิ่มเท่าๆ กันขึ้นในคืนลมแรงและคืนลมสงบ ซึ่งแสดงว่าการร้อนขึ้นโดยรวมของโลกไม่ได้เกิดจากการพัฒนาเมือง

อย่างไรก็ตาม โรเจอร์ เอ. พิเอลเก (Roger A. Pielke) อ้างว่า การศึกษาของปาร์กเกอร์ (2004) นั้น “มีประเด็นปัญหาที่หนักที่การสรุป” [2] จากการวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร “Geophysical Research Letters” ที่กล่าวว่า "ถ้าความร้อนของขอบเขตชั้นกลางคืน (nocturnal boundary layer heat) เปลี่ยนไปตามเวลา แนวโน้มอุณหภูมิในขณะลมอ่อนในชั้นผิวพื้นก็จะเกี่ยวกับผลของความสูง และว่า แนวโน้มในลักษณะเดียวกันของอุณหภูมิย่อมไม่เกิดในชั้นผิวพื้นทั้งในคืนลมสงบและคืนลมแรง"[3]. อีกมุมมองหนึ่งมักเป็นข้อกังขาเกี่ยวกับภาวะโลกร้อน ที่ว่าการเพิ่มของอุณหภูมิที่มากจะพบที่เทอร์มอมิเตอร์ที่ตั้งวัดบนดินเกิดจากการเพิ่มการพัฒนาเมืองและการวางตำแหน่งที่ตั้งของสถานีตรวจวัดในเมือง [4][5] อย่างไรก็ดี มุมมองนี้เป็นเพียงการนำเสนอใน “บทความแบบทั่วไป” (popular literature) ซึ่งไม่ปรากฏว่ามีการสอบทานโดยผู้รู้ของวารสารวิทยาศาสตร์แต่อย่างใด รายงานการประเมินฉบับที่ 4 ของ IPCC (Fourth Assessment Report from the IPCC) (2007: p.244) กล่าวไว้ดังนี้

การศึกษาที่มองในระดับซีกโลกและระดับโลกสรุปว่า แนวโน้มที่สัมพันธ์กับเมืองนับเป็นลำดับของขนาดที่เล็กกว่าแนวโน้มรอบทศวรรษและแนวโน้มในช่วงเวลาที่นานกว่าที่ปรากฏให้เห็นในอนุกรม (e.g., Jones et al., 1990; Peterson et al., 1999) ผลลัพธ์นี้ส่วนหนึ่งอาจเป็นลักษณะที่เกิดจากการละเว้นชุดข้อมูลตาตรางของสถานีตรวจที่มีจำนวนน้อย (<1%) ที่ปลอดจากแนวโน้มการร้อนที่สัมพันธ์กับเมือง ในชุดข้อมูลทั่งโลกที่มี 270 สถานี ปาร์กเกอร์ Parker (2004, 2006) กล่าวว่าแนวโน้มอุณหภูมิต่ำสุดช่วงการร้อนกลางคืนในช่วง พ.ศ. 2493 – พ.ศ. 2543 ไม่ได้เสริมคืนที่มีลมสงบ ซึ่งน่าจะเป็นเวลาที่ควรได้รับผลกระทบจากความร้อนเมือง ดังนั้น แนวโน้มการร้อนของพื้นผิวโลกที่ถกเถียงกันไปแล้วไม่น่าที่จะได้รับอิทธิพลมากจากการเพิ่มการพัฒนาเมือง (Parker, 2006). ... ในทำนองเดียวกัน ผลการประเมินนี้เพิ่มการร้อนขึ้นของเมืองในระดับเดียวกันย่อมไม่แน่นอน ดังปรากฏตาม TAR: 0.006°C ต่อทศวรรษนับตั้งแต่ พ.ศ. 2443 สำหรับบนแผ่นดิน และ 0.002°C ต่อทศวรรษนับตั้งแต่ พ.ศ. 2443 สำหรับการผสมรวมแผ่นดินกับมหาสมุทร ในขณะที่ปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองของมหาสมุทรเท่ากับศูนย์

อ้างอิง

1. Fuchs, Dale (2005-06-28). "Spain goes hi-tech to beat drought". The Guardian. สืบค้นเมื่อ 2007-08-02.
2. home.pusan.ac.kr
3. Hinkel, Kenneth M. (March 2003). "Barrow Urban Heat Island Study". Department of Geography, University of Cincinnati. สืบค้นเมื่อ 2007-08-02. Check date values in: |date= (help)
4. http://eetd.lbl.gov/HeatIsland/EnergyUse/
5. "Urban Climate - Climate Study and UHI". Arizona State University. สืบค้นเมื่อ 2007-08-02.
6. "Urban Heat Islands Make Cities Greener" (Press release). NASA. 2004-06-29. สืบค้นเมื่อ 2007-08-02.
7. "Urban Heat Islands Make Cities Greener". NASA. 2004-06-29. สืบค้นเมื่อ 2007-08-02.
8. grida.no
9. islandnet.com
10. earthsci.unimelb.edu.au
11. ams.confex.com
12. grida.no
13. Parker, David E. (2004), "Large-scale warming is not urban" (PDF), Nature, 432 (7015): 290–290, doi:10.1038/432290a, สืบค้นเมื่อ 2007-08-02
14. Black, Richard (2004-11-18). "Climate change sceptics 'wrong'". BBC News. สืบค้นเมื่อ 2007-08-02.
15. Sandalow, David B. (2005-01-28). "Michael Crichton and Global Warming" (PDF). Brookings Institution. สืบค้นเมื่อ 2007-07-06. Check date values in: |date= (help)

• R. W. Buechley, J. Van Bruggen, and L. E. Trippi (1972). "Heat island = death island?". Environmental Research. 5: 85–92.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
• I. Camilloni and V. Barros (1997). "On the urban heat island effect dependence on temperature trends". Climatic Change. 37: 665–681.
• S. A. Changnon, Jr., K. E. Kunkel, and B. C. Reinke (1996). "Impacts and responses to the 1995 heat wave: A call to action". Bulletin of the American Meteorological Society. 77: 1497–1506.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
• J. F. Clarke (1972). "Some effects of the urban structure on heat mortality". Environmental Research. 5: 93–104.
• P. D. Jones, P.Y. Groisman, M. Coughlan, N. Plummer, W.-C. Wang, T.R. Karl (1990). "Assessment of urbanization effects in time series of surface air temperature over land". Nature. 347: 169–172.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
• Helmut E. Landsberg (1981). The Urban Climate. New York: Academic Press. 0124359604.
• H.-Y. Lee (1993). "An application of NOAA AVHRR thermal data to the study or urban heat islands". Atmospheric Environment. 27B: 1–13.
• T. R. Oke (1982). "The energetic basis of the urban heat island". Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 108: 1–24.
• D. E. Parker (2004). "Climate: Large-scale warming is not urban". Nature. 432: 290.
• David E. Parker (2006). "A demonstration that large-scale warming is not urban". Journal of Climate. 19: 2882–2895.
• T. C. Peterson (2003). "Assessment of Urban Versus Rural In Situ Surface Temperatures in the Contiguous United States: No Difference Found". Journal of Climate. 16: 2941–2959. [6]
• M. Roth, T. R. Oke, and W. J. Emery (1989). "Satellite-derived urban heat islands from three coastal cities and the utilization of such data in urban climatology". International Journal of Remote Sensing. 10: 1699–1720.CS1 maint: multiple names: authors list (link)

แหล่งข้อมูลอื่น

• Land-Surface Air Temperature - จาก IPCC
• Urban Heat Islands and Climate Change - จากมหาวิทยาลัยเมลเบิร์น
• The Surface Temperature Record and the Urban Heat Island จาก RealClimate.org
• NASA Earth Observatory: The Earth's Big Cities, Urban Heat Islands
• Research and mitigation strategies on UHI - US EPA designated, National Center of Excellence on SMART Innovations at Arizona State University
• Urban Heat Island research group - NSF project, Department of Geography, Indiana State University