Nhóm nghiên cứu Trần Thị Vân, Hà Dương Xuân Bảo, Đinh Thị Kim Phượng, Nguyễn Thị Tuyết Mai và Đặng Thị Mai Nhung, Trường đại học bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh đã nghiên cứu đề tài khoa học: “Đặc điểm môi trường nhiệt và diễn biến đảo nhiệt đô thị bề mặt khu vực bắc thành phố Hồ Chí Minh”.
Hiện tượng bức xạ nhiệt bề mặt dị thường
Ở các thành phố, nơi tập trung đông dân cư do sự phát triển mạnh mẽ của quá trình đô thị hóa đã làm thay đổi đáng kể cảnh quan của khu vực. Suy giảm lớp phủ thực vật, mở rộng không gian đất ở và các công trình công cộng, chuyển đổi đất canh tác và gia tăng bề mặt không thấm là một số nguyên nhân đặc trưng góp phần làm tăng nhiệt độ khu vực đô thị so với khu vực nông thôn. Sự khác biệt nhiệt độ giữa hai khu vực này có thể dao động từ 3 – 60 C, có khi lên đến 11 – 120 C. Sự chênh lệch nhiệt độ này đã dẫn đến hiệu ứng “Ốc đảo nhiệt đô thị” (UHI - urban heat island – gọi tắt “đảo nhiệt đô thị”). Hiện tượng này xảy ra khi vào cùng thời điểm, nhiệt độ trung bình ở khu vực phát triển đô thị với nhiều công trình nhân tạo cao hơn ở khu vực công viên và nông thôn với môi trường tự nhiên xung quanh và gây nên hiện tượng bức xạ nhiệt bề mặt dị thường.
Về bản chất, các bề mặt không thấm (bê tông, đường nhựa, bãi đỗ xe…) thu nhận bức xạ mặt trời và chuyển đổi thành năng lượng nhiệt. Một phần nhiệt này truyền qua lớp bề mặt không thấm và đi vào môi trường bên dưới lớp bề mặt, một phần phản xạ lại vào không khí bên trên dưới dạng hiển nhiệt. Bức xạ nhiệt bề mặt dị thường này sẽ lan truyền lên trên theo các dòng đối lưu tác động vào khí quyển, vừa đốt nóng lớp không khí bên trên vừa làm thay đổi điều kiện hoàn lưu khí quyển và tác động đến khí hậu khu vực, gây ra các kiểu thời tiết cực đoan và thay đổi thành phần các sol khí.
Theo dự báo đến năm 2025, TPHCM có 10 triệu dân và sẽ là một siêu đô thị năng động tầm cỡ thế giới. Sự gia tăng dân số và phát triển kinh tế - xã hội dẫn đến giao thông tăng nhanh, diện tích nhà ở mở rộng ra ngoại thành nhiều hơn so với trước đây. Mật độ xây dựng càng cao, nhiệt độ bức xạ bề mặt càng cao. Trong khi đó, diện tích cây xanh của thành phố bị thu hẹp dần. Sự cân bằng tự nhiên đang bị phá vỡ, tác động mạnh mẽ đến sự biến đổi vi khí hậu, do sự tăng lên của nhiệt độ đô thị so với các vùng phụ cận, hình thành nên UHI, khiến thành phố đang biến thành “quả cầu lửa” nung nóng người dân. Trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng rõ nét như hiện nay, cùng với việc đô thị hóa diễn ra nhanh chóng và phức tạp, việc hiểu biết sâu sắc về UHI nhằm hỗ trợ công tác quản lý môi trường đô thị hiệu quả và hướng đến bảo vệ sức khỏe cộng đồng dưới tác động của chúng.
Các tác giả đã nghiên cứu đặc trưng nhiệt độ bề mặt đất trích xuất từ ảnh vệ tinh Landsat, từ đó xem xét diễn biến sự hình thành đảo nhiệt đô thị bề mặt cho khu vực Bắc thành phố Hồ Chí Minh, không tính huyện Nhà Bè và Cần Giờ. Thời gian khảo sát gồm 3 thời điểm thu nhận ảnh năm 1995, 2005 và 2015. Nghiên cứu đã xác định đảo nhiệt đô thị bề mặt từ các kênh hồng ngoại nhiệt theo khả năng phát xạ của bề mặt thực dựa trên đặc tính của chỉ số thực vật NDVI. Kết quả cho thấy, biến động nhiệt độ trên thành phố có xu hướng ngày càng tăng và mở rộng dần diện tích của những vùng có nhiệt độ cao hướng ra các vùng ngoại ô. Trong giai đoạn 1995-2015, xu hướng hình thành đảo nhiệt đô thị bề mặt với 4 vị trí điển hình cho thấy sự khác biệt rõ ràng giữa nhiệt độ bề mặt của khu vực đô thị và khu vực nông thôn, mở rộng không gian đảo nhiệt năm 2015 gấp 4 lần so với năm 1995.
Giảm thiểu tác hại của “Ốc đảo nhiệt đô thị”
Bên cạnh một số tác động tích cực, phần lớn UHI thường được biết đến là nguyên nhân gây nên các tác động tiêu cực cho môi trường và ảnh hưởng đến con người theo nhiều cách khác nhau.
Qua kết quả nghiên cứu cho thấy nhiệt độ cao xuất hiện ở những nơi được bao phủ bởi vật liệu xây dựng, bê tông hóa, đường giao thông và những nơi thiếu mật độ cây xanh, bóng mát, thiếu mặt nước và các hoạt động của con người. Do đó, một số nguyên tắc được đề xuất nhằm làm giảm nhẹ tác động đến sự gia tăng nhiệt độ đô thị như: (1) diện tích bề mặt cây xanh càng lớn thì khu vực xung quanh càng mát và nhiệt độ ban đêm càng giảm, (2) thông gió càng tốt thì nhiệt độ sẽ giảm, hiệu quả làm mát sẽ cao, (3) mặt nước mở càng lớn thì hiệu quả làm mát càng cao, (4) tích hợp ba nguyên tắc trên một cách hiệu quả sẽ làm cho khả năng làm mát đô thị tăng cao.
Bên cạnh đó, giải pháp cho công tác quản lý môi trường cũng cần được quan tâm. Môi trường nhiệt đô thị là kết quả của sự tác động tổng thể các hoạt động sản xuất, sinh hoạt tạo nên và chịu sự chi phối của nhiều thành phần trong xã hội. Để hạn chế nhiệt độ của đô thị và đặc biệt tránh hiện tượng UHI, xét về tổng thể nên có sự phối hợp chặt chẽ giữa các nhà hoạch định chính sách, sở quy hoạch kiến trúc đô thị và các nhà môi trường, đại diện cho bên hoạt động sản xuất, kinh doanh như các tổ chức kinh tế và các nhà đầu tư, công ty cây xanh và đại diện cho bên sinh hoạt như cộng đồng, dân cư. Mỗi bên đều có vai trò quan trọng trong công tác quản lý môi trường nhằm hạn chế tác động của UHI và cải thiện chất lượng môi trường đô thị.
