تحقیق در مورد انرژی زمین گرمایی 13 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 13 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

استاد

مهندس مسافرتی

دانشجو

عقیل نوریان

استفاده از انواع انرژیهای نو چه مزیتهای را در بر خواهد داشت؟

استفاده از انواع پتانسیل موجود برای تامین نیاز رو به رشد انرژی

بالفعل نمودن تمام پتانسیل های منطقه ای برای تامین کالای انرژی به صورت منطقه ای (Distributed Generation)

توجه به توسعه پایدار و گذار از توسعه مرسوم (توجه به فاکتورهای زیست محیطی)

استفاده از پتانسیل های تجدید شونده برای تولید انرژی

بدست اوردن فن اوری پایه مورد نیاز و عدم تکیه بر سوختهای فسیلی به عنوان تنها منبع تولید انرژی

بهره بردرای از انرژی زمین گرمایی برخلاف سایر انرژیهای تجدیدپذیر محدود به فصل، زمان و یا شرایط خاصی نبوده و بدون وقفه قابل بهره برداری می باشد.

همچنین قیمت تمام شده تولید برق در نیروگاههای زمین گرمایی با برق تولیدی از سایر نیروگاههای متعارف (سوخت فسیلی) قابل رقابت بوده و حتی از انواع دیگر انرژیهای نو به مراتب ارزانتر است. از اینرو طی سه دهه اخیر نصب نیروگاههای زمین گرمایی در جهان از رشد و توسعه چشم گیری برخوردار بوده است

انرژی زمین گرمایی

در حقیقت زمین منبع عظیمی از انرژی حرارتی می باشد. هر چه به اعماق زمین نزدیکتر می شویم حرارت آن افزایش می یابد بطوریکه این حرارت در هسته زمین به بیش از پنج هزار درجه سانتیگراد می رسد. این حرارت به طریقه های متفاوتی از جمله فورانهای آتشفشانی، آبهای موجود در درون زمین و یا بواسطه خاصیت رسانایی از بخش هایی از زمین به سطح آن هدایت می شود. در یک سیستم زمین گرمایی حرارت ذخیره شده در سنگها و مواد مذاب اعماق زمین بواسطه یک سیال حامل به سطح زمین منتقل می شود. این سیال عمدتاً نزولات جوی می باشد که پس از نفوذ به اعماق زمین و مجاورت با سنگهای داغ حرارت آنها را جذب نموده و در اثر کاهش چگالی مجدداً به طرف سطح زمین صعود می نماید و موجب پیدایش مظاهر حرارتی مختلفی از قبیل چشمه های آب گرم، آبفشانها و گل فشانها در نقاط مختلف سطح زمین می گردد.

کاربردهای انرژی زمین گرمایی

استفاده از انرژی زمین گرمایی به دو بخش عمده تولید برق، و استفاده مستقیم از انرژی حرارتی طبقه بندی می گردد. استفاده از انرژی زمین گرمایی برای تولید برق بطور کلی در نیروگاههای زمین گرمایی از انرژی سیال خروجی از چاههای حفر شده جهت به چرخش درآوردن توربو ژنراتورها و در نتیجه تولید برق استفاده می کنند. منابع زمین گرمایی با دمای بیش از 150 درجه سانتیگراد جهت تولید برق اقتصادی می باشند. استفاده مستقیم به معنای بهره برداری بدون واسطه، از انرژی حرارتی سیالات زمین گرمایی است.

بطور کلی مخازن زمین گرمایی با دمای بین 65 تا 150 درجه سانتیگراد برای تولید برق (نیروگاه) دارای توجیه اقتصادی نمی باشد. در این موارد از این انرژی حرارتی آن بصورت مستقیم استفاده می شود.

کاربردهای استفاده مستقیم از انرژی زمین گرمایی عبارتند از: ایجاد استخرهای شنا و مراکز آب درمانی، گرمایش ساختمانها، استفاده های کشاورزی (زراعت گلخانه ای و دامداریها) پرورش آبزیان، فرایندهای صنعتی وذوب برف در معابر

تا ریخچه استفاده از انرژی زمین گرمایی در دنیا

ایتالیا بعنوان اولین کشور جهان می باشد که در سال 1904 میلادی توانست با استفاده از انرژی زمین گرمایی برق تولید نماید. این کشور هم اکنون با توان تولید معادل 800 مگاوات برق از جمله کشورهای پیشرو در این صنعت می باشد.

پس از جنگ جهانی دوم، در سال 1958 نیوزلند بعنوان دومین کشورفعال در این زمینه اقدام به تولید نیروی برق با استفاده از انرژی زمین گرمایی نمود. که اینک معادل 450 مگاوات ظرفیت نیروگاههای نصب شده زمین گرمایی در این کشور می باشد. در حال حاضر بیش از 20 کشور جهان با نصب نیروگاههای زمین گرمایی از این منبع عظیم انرژی برای تولید برق استفاده می نمایند که مجموع ظرفیت نصب شده بالغ بر 8400 مگاووات می باشد.

آمریکا       با              2200 مگاوات

فیلیپین     با              1900 مگاوات

ایتالیا        با              800 مگاوات

مکزیک      با              750 مگاوات

اندونزی    با              600 مگاوات

ژاپن          با              550 مگاوات

نیوزلند      با              450 مگاوات

ایسلند     با              170 مگاوات

نیروگاه زمین گرمایی در ایسلند

آشنایی با پدیده جزیره گرمایی در تهران و تاثیر آن بر ساختمان 16 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 17

آشنایی با پدیده جزیره گرمایی در تهران و تاثیر آن بر ساختمان

چکیده

در طی فصل تابستان، در کنار فرآیند جذب پرتو فرابنفش و گسیل فروسرخ، در هر منطقه، سقف ساختمان‌ها، خیابان‌ها و سطوح تیره رنگ، گرما را جذب نموده و با طول‌موج بالا هوا گسیل می‌کنند. با توجه به اینکه نزدیک به تمامی سقف‌ها و خیابان‌ها در تهران تیره‌رنگ هستند، این سطوح تیره‌رنگ حدود نیمی از مساحت تهران را در بر می‌گیرد. این سطوح تیره‌رنگ، گرمای گسیل شده از سوی خورشید را جذب کرده در خود نگاه می‌دارند. این پدیده باعث افزایش دمای مناطق مسکونی از 2 تا 15 درجه سانتیگراد شده و به نام پدیده جزیره گرمایی شناخته می‌شود. این گرما نه تنها باعث افزایش مصرف انرژی برای خنک کردن ساختمان‌ها می‌شود، بلکه باعث ایجاد آلودگی در جو شده و به‌دلیل مصرف سوخت‌های فسیلی موادی از جمله گاز ازن O3 و ترکیبات زیانبار گوگردی در سطح زمین تولید می‌شود.

پیش گفتار

ساختمان‌های نامنظم و بی‌قاعده ابرشهر تهران، نمایانگر یک جزیره گرمائی مسکونی است. بررسی دمایی تفاوتی حدود 10 تا 15 درجه سانتیگراد را بین مرکز شهر و پیرامون آن نشان می‌دهد، در نتیجه یک ابرشهر آب‌و‌هوای مخصوص و ویژه خود را می‌سازد، که آن‌هم مشکلات خود را در پی خواهد داشت. بررسی‌های ماهواره‌ای ناسا نشان می‌دهد که تمامی ابرشهرهای روی زمین، به دلیل از بین بردن رستنی‌ها و گیاهان و جایگزینی آنها با مصالح، به ویژه تیره رنگ ساختمانی، دچار چنین مشکلی شده‌اند. در طول روز مواد تیره ساختمانی، گرما را جذب می‌کنند و تا ساعت‌ها پس از غروب آفتاب آن‌ را نگاه می‌دارند. این فرآیند، علاوه بر فرآیند تابش به جسم و گسیل طول موج بلندتر از آن، باعث تشدید هوای گرم در ابرشهر می‌شود. همچنین آلودگی ازن نیز، شهر را به شدت تهدید می‌کند. واکنش‌های شیمیایی که مولکول‌های ازن در سطح زمین را می‌سازد، تهدید جدی برای هوای شهر بشمار می‌رود. هواویزها (ذرات معلق در هوا) تحت تاثیر پدیده جزیره گرمایی تا 10 درجه سانتیگراد افزایش دما خواهند داشت، فرآیندهای شیمیایی رخ‌داده و مشکل را دوچندان می‌کند. ازن در ماه‌های گرم تابستان بیشتر ایجاد شده و تهدید جدی برای سلامت و تندرستی جانداران است. پروژه مشکلات جزیره گرمایی ابرشهر تهران با سودجستن از اطلاعات ماهواره و داده‌های سطح زمین باید هرچه زودتر به اجرا درآید.

هنگامی که سطح زمین از انبوه رستنی‌ها و گیاهان سبز پوشیده شده و یا خاک آن مرطوب باشد، گرمای جذب شده با تبخیر آب و فراتراوش (تبخیر و تعرق) گیاهان به سرعت جایگزین می‌گردد و گیاهان از طریق برگ‌ها، آب خود را از دست می‌دهند. برخی از نقاط شهر گرم‌تر از نقاط دیگر آن است، این نمایانگر این است که در این مناطق گرمای بیشتری آزاد می‌شود. مناطق مرکزی تهران یک قله گرمایی دارد. گرمای شهر یک فرارفت بالارونده ایجاد کرده که حرکت این سیستم کم‌فشار باعث مکش هوای پیرامونی شهر می‌شود. اگر رطوبت کافی وجود داشته باشد، آنگاه شاهد توفان تندری هم خواهیم بود. در این صورت تشکیل ابر باعث کم شدن دمای شهر و کاهش سرعت فرآیند تشکیل ازن خواهد بود.

ابرشهر تهران راه‌حل‌های زیادی برای مبارزه با حالت پدیده جزیره گرمایی و آسیب‌های آشکار و پنهان آن دارد. مواد و مصالح ساختمانی و جاده سازی با رنگ روشن، موجب بازتاب بیشتر نور خورشید می‌شود. کاشت درختان و گیاهان انبوه، ایجاد سایه، خنکی هوا و رها نمودن آب در جو را به دنبال دارد. کاهش دما تا 1 درجه سانتیگراد، فرآیند ایجاد ازن را تا 90% کاهش می‌دهد.

جزیره گرمایی چیست؟

در طی فصل تابستان، در کنار فرآیند جذب پرتو فرابنفش و گسیل فروسرخ، در هر منطقه، سقف ساختمان‌ها، خیابان‌ها و سطوح تیره رنگ، گرما را درآشامیده و آن را به هوا گسیل می‌کنند. با توجه به اینکه نزدیک به تمامی سقف‌ها در تهران تیره‌رنگ هستند، این سطوح تیره‌رنگ حدود نیمی از مساحت تهران را در بر می‌گیرد، که گرمای گسیل شده از سوی خورشید را جذب کرده در خود نگاه می‌دارند. این پدیده باعث افزایش دمای مناطق مسکونی از 2 تا 15 درجه سانتیگراد شده و به نام پدیده جزیره گرمایی شناخته می‌شود. این گرما نه تنها باعث افزایش مصرف انرژی برای خنک کردن ساختمان‌ها می‌شود، بلکه باعث ایجاد آلودگی در جو از جمله تولید گاز ازن O3 و افزایش ترکیبات زیانبار گوگردی و دیگر آلایندهای آسیب‌رسان در سطح زمین می‌شود.

از آنجاییکه انسان مشخصات طبیعی شهرها را در روند شهرسازی و گسترش آن تغییر می‌دهد، مستقیم و غیر مستقیم بر انرژی گرمایی که به لایه مرزی_سیاره‌ای شهر وارد می‌شود اثر می‌گذارد. تاثیر نهایی این تغییرات بر اقلیم در مقیاس خرد یا محلی، مقیاس میانی و حتی مقیاس بزرگ چشمگیر و مشخص است.

شهرها دمای بیشتری از مناطق غیرشهری دارند. انرژی ورودی خورشیدی موجب تبخیر آب گیاهان و خاک، در مناطق غیرشهری می‌شود. این گرمای نهانی تبخیر، موجب تغییر حالت آب از مایع به بخار می‌گردد. این روند، دمای مناطق غیر مسکونی را افزایش نمی‌دهد، اما شهرها برخلاف مناطق غیر شهری، خاک و گیاه کمتر دارند. در نتیجه مقدار زیادی از انرژی ورودی خورشید، مستقیم موجب گرمای خیابان‌ها و ساختمان‌ها گردیده، این روند موجب افزایش سریعتر دمای هوای شهرها می‌شود. در طی شب، گرمای ذخیره شده در خیابان‌ها و ساختمان‌ها به آهستگی به هوا گسیل می‌شود که روند کاهش دما را کند می‌کند. این اثر موجب گرم‌تر شدن محدودی شهری می‌شود. ساختمان‌های بلندتر، گرمای بیشتری را در خود ذخیره کرده و روند خنک شدن هوا را کندتر می‌کنند. خودروها، کارخانه‌ها و دستگاه‌های هواساز، گرمای بیشتری به وجود آورده موجب تشدید اثر جزیره گرمایی می‌شود.

با یک بررسی ساده در محیط پیرامون در می‌یابیم که در طی دو_سه دهه گذشته ابرشهر تهران به طرز دهشتناکی، در دو جهت افقی و عمودی گسترش داشته است. این پدیده مشکل‌آفرین باعث شده است مناطقی که تا گذشته‌ای نه‌چندان دور سرشار از گیاهان گوناگون و انبوه رستنی‌ها بوده است، امروزه از بتون و اسفالت تیره‌رنگ پوشیده شده باشد. این مطلب تاثیر شگرف و به‌سزایی بر روی هوای مناطق گوناگون شهر، از دیدگاه خردهواشناسی (هواشناسی در مقیاس کوچک)، می‌گذارد. یکی از پی‌آمدهای آشکار آن افزایش درجه حرارت در نقاطی است که به‌ویژه ساختمان‌های بیشتر و متراکم‌تری دارد.

تحقیق؛ انرژی گرمایی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 10

انرژی گرمایی

گرما شکلی از انرژی است . این انرژی برای اهداف مختلفی از قبیل گرم نمودن خانه و پخت غذا استفاده می شود.

انرژی حرارتی به 3 طریق قابل انتقال است

1 – هدایت

2 – انتقال

3 – تابش

زمانیکه انرژی مستقیماً از یک شئ به شئ دیگر عبور می کند به آن هدایت می گویند .  اگر یک ظرف سوپ برروی اجاق را با قاشق فلزی هم بزنید ، قاشق گرم خواهد شد. بدین ترتیب گرما از محیط گرم سوپ به قاشق سرد منتقل می شود.

فلزات هادی های بسیار خوبی برای انرژی گرمایی هستند، اما چوب و پلاستیک چنین خاصیتی ندارند. این گونه هادی های بد را عایق گویند. به همین دلیل است که معمولاً ظرف از جنس فلز بوده اما دستة آن از جنس پلاستیک قوی است.

انتقال، عبارت است از حرکت گازها و سیالات از یک محل سردتر به محل گرمتر . اگر ظرف سوپ از جنس شیشه باشد، می توان حرکت جریانات انتقالی در ظرف را مشاهده نمود. سوپ گرمتر از ناحیة پایین ظرف، که حرارت بیشتری دارد، به سمت بالا، که سردتر است، حرکت می کند. سپس سوپ سردتر به سمت پایین حرکت نموده و مکان سوپ گرمتر را اشغال می کند. این حرکت باعث ایجاد یک الگوی چرخشی درون ظرف می شود (به شکل توجه کنید).

بادی که ما حس می کنیم غالباً ناشی از جریانات انتقالی است. این امر توسط وزش بادهای نزدیک اقیانوس به سهولت قابل درک است. هوای گرم سبکتر از هوای سرد بوده و بنابراین اوج می گیرد. در خلال روز، هوای سرد روی آب حرکت نموده و در خشکی جایگزین هوایی می شود که در اثر دمای زمین اوج گرفته است. اما به هنگام شب جهت این جایگزینی تغییر می کند، به عبارت دیگر بعضی اوقات سطح آب گرمتر و خشکی سردتر است.

*تابش، شکل نهایی حرکت انرژی گرمایی است . نور و گرمای خورشید از طریق هدایت و انتقال نمی تواند به ما برسد زیرا فضا تقریباً به طور کامل خالی است . هیچ گونه عاملی برای انتقال انرژی خورشید به زمین

علم انتقال گرما به تحلیل آهنگ انتقال گرما در سیستم می‌پردازد. انتقال انرژی از طریق شارش گرما را نمی‌توان مستقیما اندازه‌گیری کرد ولی این انتقال چون به یک کمیت قابل اندازه‌گیری به نام دما ارتباط دارد، دارای مفهوم فیزیکی است.

شرط انتقال حرارت

شرط انتقال حرارت خود به خودی، اختلاف دما است. اگر دو سیستم در حال ارتباط با یکدیگر هم‌دما نباشند، گرما از ناحیهٔ پر دما (گرم) به ناحیهٔ کم دما (سرد) چریان می‌یابد. و این جریان تا زمانی ادامه می‌یابد که دو سیستم هم‌دما شوند.

چون گرما به دلیل وجود گرادیان دمایی شارش می‌یابد، دانستن توزیع دما ضروری است.

دلیل ترمودینامیکی انتقال حرارت

انتقال حرارت از جسم گرم به جسم سرد به دلیل افزایش انتروپی سیستم، خود به خودی است.

مسئلهٔ توزیع دما و شارش گرما در بسیاری از شاخه‌های علوم و مهندسی مطرح است. مثلاً در طراحی دیگ‌های بخار، چگالنده‌ها (کندانسورها) و رادیاتورها تحلیل انتقال گرما برای محاسبهٔ اندازهٔ آنها لازم است.

همرفت

همرفت یا کنوکسیون یکی از روش‌های انتقال گرما است. همرفت نه تنها در داخل یک سیال، بلکه بین دو جسم که یکی از آنها سیال باشد نیز اتفاق می‌افتد. فرآیند رسانش بین یک سطح جامد و یک سیال در حال حرکت، همرفت نامیده می‌شود. حرکت سیال می‌تواند طبیعی یا با اعمال نیروی خارجی باشد.

همرفت طبیعی

هنگامی که مایعات گرم می‌شوند، چگالی اکثر آنها کاهش می‌یابد. بنابراین در اثر گرانش مایعاتی که در نزدیکی سطح جامد قرار دارند، گرمتر شده و بالا می‌روند و مایعات سردتر جای آنها را می‌گیرند. این نوع همرفت را همرفت طبیعی می‌نامند.

همرفت اجباری (همرفت واداشته)

هنگامی که سیالی تحت یک گرادیان فشاری قرار گیرد، طبق قانون مکانیک شاره‌ها وادار به حرکت می‌شود. همرفت ناشی از این حرکت را همرفت اجباری می‌نامند.

برگرفته از :

تحقیق؛ انرژی گرمایی 10ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 10

انرژی گرمایی

گرما شکلی از انرژی است . این انرژی برای اهداف مختلفی از قبیل گرم نمودن خانه و پخت غذا استفاده می شود.

انرژی حرارتی به 3 طریق قابل انتقال است

1 – هدایت

2 – انتقال

3 – تابش

زمانیکه انرژی مستقیماً از یک شئ به شئ دیگر عبور می کند به آن هدایت می گویند .  اگر یک ظرف سوپ برروی اجاق را با قاشق فلزی هم بزنید ، قاشق گرم خواهد شد. بدین ترتیب گرما از محیط گرم سوپ به قاشق سرد منتقل می شود.

فلزات هادی های بسیار خوبی برای انرژی گرمایی هستند، اما چوب و پلاستیک چنین خاصیتی ندارند. این گونه هادی های بد را عایق گویند. به همین دلیل است که معمولاً ظرف از جنس فلز بوده اما دستة آن از جنس پلاستیک قوی است.

انتقال، عبارت است از حرکت گازها و سیالات از یک محل سردتر به محل گرمتر . اگر ظرف سوپ از جنس شیشه باشد، می توان حرکت جریانات انتقالی در ظرف را مشاهده نمود. سوپ گرمتر از ناحیة پایین ظرف، که حرارت بیشتری دارد، به سمت بالا، که سردتر است، حرکت می کند. سپس سوپ سردتر به سمت پایین حرکت نموده و مکان سوپ گرمتر را اشغال می کند. این حرکت باعث ایجاد یک الگوی چرخشی درون ظرف می شود (به شکل توجه کنید).

بادی که ما حس می کنیم غالباً ناشی از جریانات انتقالی است. این امر توسط وزش بادهای نزدیک اقیانوس به سهولت قابل درک است. هوای گرم سبکتر از هوای سرد بوده و بنابراین اوج می گیرد. در خلال روز، هوای سرد روی آب حرکت نموده و در خشکی جایگزین هوایی می شود که در اثر دمای زمین اوج گرفته است. اما به هنگام شب جهت این جایگزینی تغییر می کند، به عبارت دیگر بعضی اوقات سطح آب گرمتر و خشکی سردتر است.

*تابش، شکل نهایی حرکت انرژی گرمایی است . نور و گرمای خورشید از طریق هدایت و انتقال نمی تواند به ما برسد زیرا فضا تقریباً به طور کامل خالی است . هیچ گونه عاملی برای انتقال انرژی خورشید به زمین

علم انتقال گرما به تحلیل آهنگ انتقال گرما در سیستم می‌پردازد. انتقال انرژی از طریق شارش گرما را نمی‌توان مستقیما اندازه‌گیری کرد ولی این انتقال چون به یک کمیت قابل اندازه‌گیری به نام دما ارتباط دارد، دارای مفهوم فیزیکی است.

شرط انتقال حرارت

شرط انتقال حرارت خود به خودی، اختلاف دما است. اگر دو سیستم در حال ارتباط با یکدیگر هم‌دما نباشند، گرما از ناحیهٔ پر دما (گرم) به ناحیهٔ کم دما (سرد) چریان می‌یابد. و این جریان تا زمانی ادامه می‌یابد که دو سیستم هم‌دما شوند.

چون گرما به دلیل وجود گرادیان دمایی شارش می‌یابد، دانستن توزیع دما ضروری است.

دلیل ترمودینامیکی انتقال حرارت

انتقال حرارت از جسم گرم به جسم سرد به دلیل افزایش انتروپی سیستم، خود به خودی است.

مسئلهٔ توزیع دما و شارش گرما در بسیاری از شاخه‌های علوم و مهندسی مطرح است. مثلاً در طراحی دیگ‌های بخار، چگالنده‌ها (کندانسورها) و رادیاتورها تحلیل انتقال گرما برای محاسبهٔ اندازهٔ آنها لازم است.

همرفت

همرفت یا کنوکسیون یکی از روش‌های انتقال گرما است. همرفت نه تنها در داخل یک سیال، بلکه بین دو جسم که یکی از آنها سیال باشد نیز اتفاق می‌افتد. فرآیند رسانش بین یک سطح جامد و یک سیال در حال حرکت، همرفت نامیده می‌شود. حرکت سیال می‌تواند طبیعی یا با اعمال نیروی خارجی باشد.

همرفت طبیعی

هنگامی که مایعات گرم می‌شوند، چگالی اکثر آنها کاهش می‌یابد. بنابراین در اثر گرانش مایعاتی که در نزدیکی سطح جامد قرار دارند، گرمتر شده و بالا می‌روند و مایعات سردتر جای آنها را می‌گیرند. این نوع همرفت را همرفت طبیعی می‌نامند.

همرفت اجباری (همرفت واداشته)

هنگامی که سیالی تحت یک گرادیان فشاری قرار گیرد، طبق قانون مکانیک شاره‌ها وادار به حرکت می‌شود. همرفت ناشی از این حرکت را همرفت اجباری می‌نامند.

برگرفته از :

آشنایی با پدیده جزیره گرمایی در تهران و تاثیر آن بر ساختمان 16 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 17

آشنایی با پدیده جزیره گرمایی در تهران و تاثیر آن بر ساختمان

چکیده

در طی فصل تابستان، در کنار فرآیند جذب پرتو فرابنفش و گسیل فروسرخ، در هر منطقه، سقف ساختمان‌ها، خیابان‌ها و سطوح تیره رنگ، گرما را جذب نموده و با طول‌موج بالا هوا گسیل می‌کنند. با توجه به اینکه نزدیک به تمامی سقف‌ها و خیابان‌ها در تهران تیره‌رنگ هستند، این سطوح تیره‌رنگ حدود نیمی از مساحت تهران را در بر می‌گیرد. این سطوح تیره‌رنگ، گرمای گسیل شده از سوی خورشید را جذب کرده در خود نگاه می‌دارند. این پدیده باعث افزایش دمای مناطق مسکونی از 2 تا 15 درجه سانتیگراد شده و به نام پدیده جزیره گرمایی شناخته می‌شود. این گرما نه تنها باعث افزایش مصرف انرژی برای خنک کردن ساختمان‌ها می‌شود، بلکه باعث ایجاد آلودگی در جو شده و به‌دلیل مصرف سوخت‌های فسیلی موادی از جمله گاز ازن O3 و ترکیبات زیانبار گوگردی در سطح زمین تولید می‌شود.

پیش گفتار

ساختمان‌های نامنظم و بی‌قاعده ابرشهر تهران، نمایانگر یک جزیره گرمائی مسکونی است. بررسی دمایی تفاوتی حدود 10 تا 15 درجه سانتیگراد را بین مرکز شهر و پیرامون آن نشان می‌دهد، در نتیجه یک ابرشهر آب‌و‌هوای مخصوص و ویژه خود را می‌سازد، که آن‌هم مشکلات خود را در پی خواهد داشت. بررسی‌های ماهواره‌ای ناسا نشان می‌دهد که تمامی ابرشهرهای روی زمین، به دلیل از بین بردن رستنی‌ها و گیاهان و جایگزینی آنها با مصالح، به ویژه تیره رنگ ساختمانی، دچار چنین مشکلی شده‌اند. در طول روز مواد تیره ساختمانی، گرما را جذب می‌کنند و تا ساعت‌ها پس از غروب آفتاب آن‌ را نگاه می‌دارند. این فرآیند، علاوه بر فرآیند تابش به جسم و گسیل طول موج بلندتر از آن، باعث تشدید هوای گرم در ابرشهر می‌شود. همچنین آلودگی ازن نیز، شهر را به شدت تهدید می‌کند. واکنش‌های شیمیایی که مولکول‌های ازن در سطح زمین را می‌سازد، تهدید جدی برای هوای شهر بشمار می‌رود. هواویزها (ذرات معلق در هوا) تحت تاثیر پدیده جزیره گرمایی تا 10 درجه سانتیگراد افزایش دما خواهند داشت، فرآیندهای شیمیایی رخ‌داده و مشکل را دوچندان می‌کند. ازن در ماه‌های گرم تابستان بیشتر ایجاد شده و تهدید جدی برای سلامت و تندرستی جانداران است. پروژه مشکلات جزیره گرمایی ابرشهر تهران با سودجستن از اطلاعات ماهواره و داده‌های سطح زمین باید هرچه زودتر به اجرا درآید.

هنگامی که سطح زمین از انبوه رستنی‌ها و گیاهان سبز پوشیده شده و یا خاک آن مرطوب باشد، گرمای جذب شده با تبخیر آب و فراتراوش (تبخیر و تعرق) گیاهان به سرعت جایگزین می‌گردد و گیاهان از طریق برگ‌ها، آب خود را از دست می‌دهند. برخی از نقاط شهر گرم‌تر از نقاط دیگر آن است، این نمایانگر این است که در این مناطق گرمای بیشتری آزاد می‌شود. مناطق مرکزی تهران یک قله گرمایی دارد. گرمای شهر یک فرارفت بالارونده ایجاد کرده که حرکت این سیستم کم‌فشار باعث مکش هوای پیرامونی شهر می‌شود. اگر رطوبت کافی وجود داشته باشد، آنگاه شاهد توفان تندری هم خواهیم بود. در این صورت تشکیل ابر باعث کم شدن دمای شهر و کاهش سرعت فرآیند تشکیل ازن خواهد بود.

ابرشهر تهران راه‌حل‌های زیادی برای مبارزه با حالت پدیده جزیره گرمایی و آسیب‌های آشکار و پنهان آن دارد. مواد و مصالح ساختمانی و جاده سازی با رنگ روشن، موجب بازتاب بیشتر نور خورشید می‌شود. کاشت درختان و گیاهان انبوه، ایجاد سایه، خنکی هوا و رها نمودن آب در جو را به دنبال دارد. کاهش دما تا 1 درجه سانتیگراد، فرآیند ایجاد ازن را تا 90% کاهش می‌دهد.

جزیره گرمایی چیست؟

در طی فصل تابستان، در کنار فرآیند جذب پرتو فرابنفش و گسیل فروسرخ، در هر منطقه، سقف ساختمان‌ها، خیابان‌ها و سطوح تیره رنگ، گرما را درآشامیده و آن را به هوا گسیل می‌کنند. با توجه به اینکه نزدیک به تمامی سقف‌ها در تهران تیره‌رنگ هستند، این سطوح تیره‌رنگ حدود نیمی از مساحت تهران را در بر می‌گیرد، که گرمای گسیل شده از سوی خورشید را جذب کرده در خود نگاه می‌دارند. این پدیده باعث افزایش دمای مناطق مسکونی از 2 تا 15 درجه سانتیگراد شده و به نام پدیده جزیره گرمایی شناخته می‌شود. این گرما نه تنها باعث افزایش مصرف انرژی برای خنک کردن ساختمان‌ها می‌شود، بلکه باعث ایجاد آلودگی در جو از جمله تولید گاز ازن O3 و افزایش ترکیبات زیانبار گوگردی و دیگر آلایندهای آسیب‌رسان در سطح زمین می‌شود.

از آنجاییکه انسان مشخصات طبیعی شهرها را در روند شهرسازی و گسترش آن تغییر می‌دهد، مستقیم و غیر مستقیم بر انرژی گرمایی که به لایه مرزی_سیاره‌ای شهر وارد می‌شود اثر می‌گذارد. تاثیر نهایی این تغییرات بر اقلیم در مقیاس خرد یا محلی، مقیاس میانی و حتی مقیاس بزرگ چشمگیر و مشخص است.

شهرها دمای بیشتری از مناطق غیرشهری دارند. انرژی ورودی خورشیدی موجب تبخیر آب گیاهان و خاک، در مناطق غیرشهری می‌شود. این گرمای نهانی تبخیر، موجب تغییر حالت آب از مایع به بخار می‌گردد. این روند، دمای مناطق غیر مسکونی را افزایش نمی‌دهد، اما شهرها برخلاف مناطق غیر شهری، خاک و گیاه کمتر دارند. در نتیجه مقدار زیادی از انرژی ورودی خورشید، مستقیم موجب گرمای خیابان‌ها و ساختمان‌ها گردیده، این روند موجب افزایش سریعتر دمای هوای شهرها می‌شود. در طی شب، گرمای ذخیره شده در خیابان‌ها و ساختمان‌ها به آهستگی به هوا گسیل می‌شود که روند کاهش دما را کند می‌کند. این اثر موجب گرم‌تر شدن محدودی شهری می‌شود. ساختمان‌های بلندتر، گرمای بیشتری را در خود ذخیره کرده و روند خنک شدن هوا را کندتر می‌کنند. خودروها، کارخانه‌ها و دستگاه‌های هواساز، گرمای بیشتری به وجود آورده موجب تشدید اثر جزیره گرمایی می‌شود.

با یک بررسی ساده در محیط پیرامون در می‌یابیم که در طی دو_سه دهه گذشته ابرشهر تهران به طرز دهشتناکی، در دو جهت افقی و عمودی گسترش داشته است. این پدیده مشکل‌آفرین باعث شده است مناطقی که تا گذشته‌ای نه‌چندان دور سرشار از گیاهان گوناگون و انبوه رستنی‌ها بوده است، امروزه از بتون و اسفالت تیره‌رنگ پوشیده شده باشد. این مطلب تاثیر شگرف و به‌سزایی بر روی هوای مناطق گوناگون شهر، از دیدگاه خردهواشناسی (هواشناسی در مقیاس کوچک)، می‌گذارد. یکی از پی‌آمدهای آشکار آن افزایش درجه حرارت در نقاطی است که به‌ویژه ساختمان‌های بیشتر و متراکم‌تری دارد.