Để thành phố không hóa thành lò nướng

TTCT - Sức nóng theo nghĩa đen của các thành phố là một trong những bằng chứng rõ ràng nhất cho thấy loài người tinh khôn Homo sapiens đã biến Trái đất thành một nơi khó chịu như thế nào.

Nông thôn hay thành thị mới là nơi đáng sống? Bất luận bạn đang chọn phe nào trong cuộc so sánh lựa chọn vô cùng chủ quan này, các định luật khách quan của nhiệt động lực học đã chứng minh “phe thành phố” thất bại trên ít nhất một mặt trận: ở đây quá nóng và thủ phạm là hiệu ứng đảo nhiệt đô thị (urban heat island).

Các tòa nhà và đường sá hấp thụ nhiệt năng từ Mặt trời vào ban ngày và giải phóng lượng nhiệt này vào ban đêm. Ngược lại, mảng xanh bao phủ các làng quê vừa cho bóng mát, vừa hạ nhiệt không khí nhờ thoát hơi nước. Kết quả là các khu đô thị thường nóng hơn vùng nông thôn lân cận, giống như những hòn đảo vô hình nằm trên nước sôi lửa bỏng.

Và biến đổi khí hậu đang làm cho tình hình nghiêm trọng hơn, hay phải nói là tệ hơn! Mới đây, một nghiên cứu được công bố trên tạp chí khoa học Nature Climate Change ước tính rằng đến năm 2100, nhiệt độ trung bình ở các thành phố trên khắp thế giới có thể tăng thêm 4,4 độ C, biến đô thị thành những chiếc lò nướng khổng lồ, mà chính ta sống ngay trong đó.

Các nguyên nhân gây ra hiệu ứng đảo nhiệt đô thị. Vùng xung quanh nơi có cây cối, nguồn nước và không gian mở có nhiệt độ thấp hơn. Ảnh: ZAMG

Lò lửa của tương lai

Khi mô hình hóa các nguy cơ mà biến đổi khí hậu và hiệu ứng đảo nhiệt có thể gây ra cho các thành phố, nhóm nghiên cứu đã giả định 2 kịch bản: phát thải trung bình và phát thải cao trong tương lai. Theo đó, nếu thế giới phát thải ở mức trung bình, các khu vực đô thị trên toàn cầu có thể ấm lên 1,9 độ C trong vòng 80 năm nữa. Nhưng dưới kịch bản phát thải cao, con số đó sẽ là 4,4 độ C, và có khả năng cao sẽ xảy đến cho các thành phố ở Mỹ, Trung Đông, miền bắc Trung Á, đông bắc Trung Quốc, nội địa Nam Mỹ và châu Phi.

Một số khu vực ấm lên với tốc độ nhanh hơn cả, vì (1) xu hướng dân cư phát triển đông đúc và (2) bản thân hiện tượng nóng lên toàn cầu diễn ra rõ nét hơn ở vĩ độ cao, theo giải thích của tác giả chính của nghiên cứu Lei Zhao, một nhà khoa học khí hậu tại ĐH Illinois, Urbana-Champaign (Mỹ).

Những con số trên có thể làm đau lòng những người theo đuổi thỏa thuận chung Paris về biến đổi khí hậu (2015) với mục tiêu lạc quan về mức tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu (1,5 độ C so với thời tiền công nghiệp). Thậm chí, kết quả nghiên cứu cũng thách thức cả mục tiêu cứng của thỏa thuận là hạn chế mức tăng toàn cầu dưới 2 độ C.

Mô hình của Zhao cảnh báo rằng khi các thành phố nóng hơn, nền y tế công cộng có thể rơi vào thảm họa; cái nóng ở đô thị ngày nay cũng đã đủ rắc rối, huống chi còn nóng hơn nữa. Liên Hiệp Quốc cho biết hiện chỉ có một nửa dân số thế giới đang sống ở các khu vực thành thị, nhưng tỉ lệ đó dự kiến sẽ tăng lên 70% vào năm 2050.

Chẳng nói đâu xa, dân số đô thị ở các nước Đông Nam Á dự kiến sẽ tăng hơn 500 triệu người. Những người tìm kiếm cơ hội đổi đời ở phố thị phồn hoa vô tình đang lao vào lò lửa của tương lai.

Trái với suy nghĩ của nhiều người trong chúng ta, máy điều hòa chưa bao giờ là giải pháp đơn giản và đầu tiên. Đối với các đô thị đang khó khăn về kinh tế hay khan hiếm năng lượng, sử dụng máy lạnh là một điều xa xỉ. Mặt khác, mỗi khi trời nóng, chúng ta bật điều hòa, hệ thống đó sẽ sinh ra nhiều nhiệt hơn và tỏa ra môi trường xung quanh, dẫn đến một vòng luẩn quẩn. Ở góc nhìn vĩ mô, tầng ozone lâu nay đã “ngán” máy lạnh lắm rồi.

Mỗi đô thị mỗi cảnh

Để tính toán nhiệt độ trong thành phố có thể tăng lên bao nhiêu, nhóm nghiên cứu của Lei Zhao đã xây dựng một mô hình thống kê, tập trung vào sự thay đổi về nhiệt độ và độ ẩm. Hai nhân tố này là thành phần chủ đạo của hiện tượng nóng cực đoan.

Không có một giải pháp nào phù hợp với tất cả đối tượng trong việc giảm sự nóng lên ở các thành phố. Hiệu quả của các chiến lược hạ nhiệt sẽ khác nhau tùy theo khu vực địa lý, bất kỳ nỗ lực nào nhằm phủ xanh và làm mát các thành phố trên thế giới nên được đặt trong bối cảnh khí hậu thủy văn của từng địa phương.

-Gabriele Manoli (Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ)

Hiểu được hiệu ứng đảo nhiệt đô thị là rất quan trọng để phát triển các chiến lược đối phó, hoặc thích nghi với khí hậu đang ấm lên. Các giải pháp chống nóng cho đô thị ở vùng nhiệt đới nóng ẩm phải khác với những quốc gia có khí hậu khô hơn, theo một bài báo trên tạp chí Nature hồi tháng 9-2019. Nhóm nghiên cứu này đã sử dụng dữ liệu nhiệt độ mùa hè, cộng với thông tin về lượng mưa và dân số, từ hơn 30.000 thành phố trên thế giới. Họ thấy rằng hiệu ứng đảo nhiệt có phần nghiêm trọng hơn đối với các thành phố đông dân hơn. Ngoài ra, hiệu ứng cũng lớn hơn khi lượng mưa trung bình năm của một thành phố tăng lên.

Theo nghiên cứu trên, ý tưởng làm mát thành phố bằng cách tăng thảm thực vật có thể hiệu quả hơn ở những vùng khô hạn, nhưng có thể chẳng giúp gì cho những vùng ẩm ướt. Các thành phố Đông Nam Á như Singapore có lượng mưa cao và diện tích phủ xanh rộng lớn, nhưng vẫn hứng chịu nắng nóng. Mặt khác, các thành phố khô hạn như Phoenix (Mỹ) vẫn có thể mát mẻ hơn các vùng lân cận vào mùa hè nếu sử dụng hệ thống thủy lợi để trồng cây trong thành phố. Tất nhiên, tất cả các thành phố đều sẽ hưởng lợi từ các mảng xanh, chẳng hạn như khi xét đến không khí trong lành và không gian giải trí, thư giãn. ■

Nhiều thành phố trên thế giới cũng đang thử nghiệm các bố cục đô thị “tránh nóng”. Tại Quý Dương, Trung Quốc, các nhà chức trách đã nghiên cứu các hình thái của gió và các vành đai xanh, các vùng nước và các con đường nhân tạo bao gồm đường sắt, đường cao tốc và đường chính, với hi vọng xây dựng được các hành lang khổng lồ cho gió thổi qua thành phố.

Tuy nhiên, để phân tích toàn bộ hệ thống đô thị là chuyện rất phức tạp. Đó là lý do chúng ta cần tích hợp kỹ thuật số. Singapore đang có kế hoạch lắp đặt mạng lưới cảm biến khí hậu trên khắp đất nước. Dữ liệu thu thập được sẽ phục vụ 2 mô hình toán học mô phỏng khí hậu của nước này, tạo thành “người em song sinh ảo” của Singapore. Một cái có thể mô phỏng chính xác các kịch bản khí hậu trong tương lai. Cái còn lại có thể mô phỏng luồng gió đi qua một khu vực cụ thể và xác định nơi nào đang tích tụ nhiều nhiệt năng từ Mặt trời.