Puntos críticos de calor urbano en 65 ciudades

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CONCEPTOS CLAVE

• Climate Central analizó cómo y dónde las islas de calor urbano aumentan las temperaturas en 65 ciudades principales de EE. UU. que albergan a 50 millones de personas, o el 15% de la población total de EE. UU.

• Todo el planeta se está calentando debido al cambio climático causado por la mano del hombre, pero las zonas urbanizadas amplifican aún más tanto las temperaturas promedio como el calor extremo en las ciudades.

• El índice de isla de calor urbano (UHI, por las siglas en inglés) se calculó para cada grupo de bloque censal dentro de cada ciudad para estimar cuánto más calientes son estas áreas debido a las características del entorno construido.

• Los mapas muestran los puntos críticos de calor urbano dentro de cada ciudad, ya sea que se concentren en el núcleo urbano (por ejemplo, Cincinnati) o se extiendan por una vasta área desarrollada (por ejemplo, Houston).

• En las 65 ciudades, la población total que vive en grupos de bloque censal con un índice UHI de 8°F o más es de casi 34 millones, o el 68% de los 50 millones de personas incluidas en este análisis.

• Seis ciudades tuvieron al menos 1 millón de personas expuestas a un índice UHI de 8°F o superior, lo que significa que esos vecindarios sienten al menos 8°F más de calor debido al entorno construido local.

• El índice UHI promedio per cápita iba desde 7,4°F en Phoenix hasta 9,7°F en la ciudad de Nueva York, seguida de San Francisco (9,1°F), Newark (9,0°F) y Chicago (8,7°F).

• La carga del calor urbano se distribuye de manera desigual y está vinculada a una historia de políticas de vivienda con prejuicios raciales. Un análisis de la Universidad de Columbia muestra que las áreas históricamente discriminadas actualmente experimentan veranos más calurosos que las áreas no discriminadas en 150 (84%) de las 179 principales ciudades de EE. UU.

• La plantación de árboles en las calles y la instalación de techos y aceras frescas son algunas de las formas de reducir las islas de calor locales.

Ciudades más calurosas, mayores riesgos de calor

Más de la mitad de la población mundial y alrededor del 80% de la población de EE. UU. vive en ciudades y enfrenta mayores riesgos de calor.

Todo el planeta se está calentando debido al cambio climático causado por la mano del hombre, pero las zonas urbanizadas amplifican aún más tanto las temperaturas promedio como el calor extremo en las ciudades.

Según la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., "el efecto isla de calor urbano es un aumento medible en la temperatura del aire ambiente urbano que surge principalmente del reemplazo de la vegetación por edificios, carreteras y otras infraestructuras que absorben el calor. El efecto isla de calor puede dar lugar a diferencias significativas de temperatura entre las zonas rurales y urbanas".

El calor extremo es el peligro más mortal relacionado con el tiempo en los EE. UU. Durante los eventos de calor extremo, el efecto isla de calor urbano puede empeorar el estrés por calor y las enfermedades relacionadas para millones de personas, poner en riesgo a las poblaciones vulnerables y provocar facturas de energía más altas y redes eléctricas sobrecargadas durante los picos en la demanda de enfriamiento.

El calor es peligroso para todos. Pero algunos grupos, incluidos los niños, enfrentan un mayor riesgo de males relacionados con el calor que otros.

Más información: Riesgos del calor extremo para los niños

Estimando la intensidad del calor urbano

Para comprender dónde es más intenso el calor urbano, Climate Central calculó el índice de isla de calor urbano (UHI, por las siglas en inglés) en 37.094 grupos de bloque censal (divisiones dentro de los distritos censales que contienen alrededor de 600 a 3.000 personas) en 65 ciudades principales de EE. UU. con una población combinada de más de 50 millones, o aproximadamente el 15% de la población total de EE. UU.

Los valores del índice UHI (en °F) son estimaciones de cuánto aumenta las temperaturas el entorno urbano construido. En otras palabras, el índice UHI es una estimación del calor adicional que los factores locales de uso del suelo aportan a las áreas urbanas.

Por ejemplo, en un día de 96°F en el norte rural de Texas, las personas que viven o trabajan en un vecindario de Dallas con un valor del índice UHI de 9°F experimentarían temperaturas de al menos 105°F.

El índice UHI cuantifica los factores que provocan el calentamiento de las áreas desarrolladas, siguiendo el enfoque de modelación de Sangiorgio et al. (2020). Utilizando datos sobre la distribución de los diferentes tipos de cobertura del suelo en cada ciudad (desde espacios verdes hasta áreas pavimentadas) junto con datos sobre la altura de los edificios y la densidad de población, el análisis de Climate Central estima cómo varía la intensidad de la isla de calor urbano dentro de cada una de las 65 ciudades. Consulte la Metodología a continuación para obtener más detalles.

Los tres factores más importantes que influyen en el índice UHI son, en orden:

1. El albedo es la fracción de la radiación solar entrante reflejada por una superficie. Las superficies duras y oscuras (carreteras, edificios, estacionamientos) tienen un albedo bajo. Absorben la luz solar y la irradian de vuelta a la ciudad en forma de calor.

2. Porcentaje de espacio verde. Las plantas ayudan a enfriar el aire vía la evapotranspiración. Menos vegetación significa menos enfriamiento. Las plantas pueden ayudar a reducir las temperaturas máximas de verano entre 2°F y 9°F en áreas urbanas.

3. Densidad de población. El calor adicional también proviene de las actividades humanas: transporte, instalaciones industriales y enfriamiento de edificios. Durante una ola de calor, el aire acondicionado puede agregar un 20% más de calor al aire exterior.

Otras características del entorno construido, como el ancho de las calles, la orientación de los cañones urbanos y las alturas de los edificios, tienen una menor influencia relativa en las estimaciones del índice UHI.

Consulte Por qué hace más calor en la ciudad a continuación para obtener más información sobre los factores que afectan al calor urbano.

Mapeo de puntos críticos en 65 ciudades

Los mapas de cada ciudad muestran cómo los diferentes patrones de uso del suelo y crecimiento influyen en la distribución de los puntos críticos, ya sea que se concentren en un núcleo urbano denso o se extiendan por una vasta área.

Explore mapas interactivos para comparar los puntos críticos de su ciudad y sus alrededores.

En algunas ciudades, la intensidad del calor se concentra en un núcleo urbano. Estas ciudades (por ejemplo, Cincinnati), tienen un contraste extremo en los valores del índice UHI entre el núcleo urbano y las áreas menos desarrolladas circundantes.

Otras ciudades tienen zonas más difusas de calor intenso. Estas ciudades (por ejemplo, Chicago) tienen una diferencia relativa menor en los valores del índice UHI entre los vecindarios del núcleo urbano y las áreas periféricas.

Otras ciudades están dominadas por una intensidad de calor generalizada. En estas ciudades (por ejemplo, Houston), los altos valores del índice UHI se extienden a lo largo de una vasta área de tierra desarrollada.

¿Cuántas personas experimentan calor urbano extremo?

El índice UHI promedio per cápita iba desde 7,4°F en Phoenix hasta 9,7°F en la ciudad de Nueva York, seguida de San Francisco (9,1°F), Newark (9,0°F) y Chicago (8,7°F).

Descargue datos para explorar los rankings del índice UHI.

En las 65 ciudades, el residente promedio experimenta 8°F de calor adicional debido al entorno construido en su vecindario.

En las 65 ciudades, la población total que vive en grupos de bloque censal con un índice UHI de 8°F o superior es de 33,8 millones, o el 68% de las 50 millones de personas incluidas en este análisis.

En otras palabras, la mayoría de los residentes de estas 65 ciudades viven en vecindarios con una intensidad de calor urbano promedio o superior al promedio.

En 30 de las 65 ciudades analizadas, más de dos tercios de los residentes experimentan un índice UHI de 8°F o más.

En las siguientes ciudades, más de ocho de cada 10 personas experimentan al menos 8°F más de calor debido al efecto de isla de calor urbano:

Seis ciudades tuvieron al menos 1 millón de personas expuestas a un índice UHI de 8°F o más, lo que significa que en un día cuando las temperaturas en un parque fuera de la ciudad son de 90°F, se siente como 98°F o más para al menos 1 millón de personas en la ciudad.

Descargue datos para explorar la exposición de la población a otros niveles del índice UHI.

Calor urbano desigual

El análisis de Climate Central muestra que algunos vecindarios son más calurosos que otros, y demuestra que las cargas de calor urbano no se comparten por igual.

Las desigualdades estructurales pueden conducir a una mayor exposición al calor urbano para algunas comunidades. Según un estudio de 2021, las personas de color y las que viven por debajo del umbral de la pobreza están desproporcionadamente expuestas a la intensidad de la isla de calor urbano en 169 de las ciudades más grandes de EE. UU.

La exposición al calor urbano también está relacionada con un historial de discriminación racial en las políticas inmobiliarias.

Durante la década de 1930, la Corporación de Préstamos para Propietarios de Viviendas (una agencia del gobierno de los Estados Unidos establecida en 1933) inició una práctica racialmente sesgada conocida como “redlining” en las principales ciudades de los EE. UU.

Redlining asignó una de cuatro calificaciones (A a D) a los vecindarios que determinaban en gran medida si los residentes tenían acceso a hipotecas o préstamos hipotecarios.

• Las "mejores" áreas de grado A eran típicamente suburbios acomodados con poblaciones predominantemente blancas.

• Las zonas "peligrosas" de grado D a menudo estaban cerca de zonas industriales y tenían grandes poblaciones minoritarias. Estas áreas estaban delineadas en rojo en los mapas, lo que dio lugar al término "redlining".

La Ley de Vivienda Justa de 1968 prohibió la exclusión social, una práctica que ha dado lugar a disparidades económicas bien documentadas que se sienten hoy en día. Grades of Heat, un análisis reciente del Instituto Brown para la Innovación en Medios de la Universidad de Columbia, muestra el legado ambiental de redlining, como lo demuestran las disparidades en el calor urbano actual.  

• En 150 (84%) de 179 ciudades de EE. UU., las áreas históricamente discriminadas (Grado D) actualmente experimentan temperaturas de verano más cálidas (2013-2023) que las áreas de Grado A en la misma ciudad.

• En promedio en estas 150 ciudades, los vecindarios de Grado D experimentaron temperaturas de verano 6,5°F más cálidas durante 2013 a 2023 que los vecindarios de Grado A.

• El calor adicional del verano debido a redlining fue más alto en: Boston, Massachusetts (14,3°F) y el área metropolitana circundante, el condado de Bergen, Nueva Jersey (13,8°F), Portland, Oregón (13,3°F) y Oakland, California (12,6°F).

Si bien el redlining no es la única causa del aumento de las temperaturas, exacerbó las condiciones que hicieron que estos vecindarios fueran más propensos a calentarse con el tiempo.

Visite el sitio web de Grades of Heat para explorar mapas interactivos de 202 ciudades totales de EE. UU., junto con una metodología detallada, datos locales y más información sobre el proyecto.

Por qué hace más calor en la ciudad

En el índice UHI se incluyeron varios factores clave que impulsan el calor extremo en las ciudades (ver Metodología):

Millas de superficies duras y oscuras absorben y luego irradian el calor de vuelta a las ciudades. El albedo es la proporción de luz solar entrante (radiación solar) reflejada por una superficie. De todos los factores utilizados para calcular los valores del índice UHI, el albedo generalmente tiene la mayor influencia.

La densidad de población importa. Las emisiones de calor pueden provenir de muchos aspectos de la vida urbana, como el transporte, las instalaciones industriales y la calefacción y enfriamiento de los edificios. Durante una ola de calor de verano, el aire acondicionado de los edificios urbanos puede añadir un 20% más de calor al aire exterior.

Menos vegetación significa menos enfriamiento evaporativo. Las plantas ayudan a enfriar el aire, en parte vía un proceso llamado evapotranspiración. Los árboles y las plantas pueden ayudar a reducir las temperaturas máximas del verano entre 2 °F y 9 °F en las zonas urbanas.

Más información: El poder de los árboles urbanos.

La forma y la altura de los edificios pueden afectar el flujo de aire. El tamaño y las dimensiones de los edificios influyen en la forma en que el aire se mueve a través de una ciudad durante el día, desempeñando un papel importante en la captura o disipación del calor.

Hacia ciudades más frescas y seguras

Hay una serie de soluciones a corto y largo plazo para adaptarse a un futuro más cálido y para mitigar el estrés térmico urbano y las enfermedades relacionadas. Las soluciones a corto plazo consisten principalmente en sacar a las personas de niveles extremos o peligrosos de calor y garantizar su salud y seguridad.

También hay formas de reducir los efectos de las islas de calor urbano a largo plazo, como por ejemplo:

• Plantar árboles, especialmente a lo largo de las calles pavimentadas.

• Un techo verde, o jardín en la azotea, es una capa vegetal que crece en una azotea y que puede proporcionar sombra y reducir las temperaturas de la azotea.

• Los techos frescos están hechos de materiales altamente reflectantes (es decir, de alto albedo) y emisivos que permanecen más frescos que los materiales tradicionales y ayudan a reducir el uso de energía.

• Los pavimentos frescos son una alternativa a las aceras y carreteras convencionales de concreto o asfalto, que pueden alcanzar temperaturas máximas de verano de 120 a 150°F e irradiar ese calor, contribuyendo al efecto de isla de calor urbano nocturno. Los pavimentos frescos son materiales reflectantes y/o permeables que ayudan a reducir las temperaturas de la superficie. Se están llevando a cabo investigaciones y desarrollo de los tipos de pavimentos frescos y sus beneficios y limitaciones .

ÁNGULOS LOCALES DE LA NOTICIA

¿Cómo se están abordando las islas de calor en su ciudad?

Encuentre información relevante para las 65 ciudades en este análisis aquí para ayudar a responder preguntas como: ¿Tiene su ciudad un plan de acción oficial contra el calor? ¿Qué recursos están disponibles para los residentes vulnerables durante las olas de calor? ¿Y qué está haciendo su ciudad para refrescarse?

CONTACTE EXPERTOS

Michael Krisch
Subdirector
Instituto Brown para la Innovación en Medios, Universidad de Columbia
Experiencia relevante: Líder del proyecto Grades of Heat, legado térmico de redlining
Contacto: mkrisch@columbia.edu

ENCUENTRE EXPERTOS

Envíe una solicitud a SciLine de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia o a la Base de Datos Climáticos de la Universidad de Columbia. Estos servicios gratuitos conectan rápidamente a periodistas con expertos científicos relevantes.

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Explore bases de datos como 500 Mujeres Científicas, Doctorados BIPOC en Justicia Climática y Energética y Diversas Fuentes para encontrar y amplificar diversas voces de expertos.

Comuníquese con su Oficina de Climatología Estatal o con la Universidad de Concesión de Tierras más cercana para conectarse con científicos, educadores y personal de extensión en su área local.

METODOLOGÍA

Climate Central analizó el índice de isla de calor urbano (UHI, por las siglas en inglés) en 37.094 grupos de bloque censal en 65 ciudades principales de EE. UU. para comprender dónde el calor urbano es más intenso dentro de cada ciudad. Los límites de la ciudad utilizados son los límites oficiales de la ciudad, definidos mediante Census Places.

Climate Central adaptó el enfoque de modelado de Sangiorgio et al. (2020) para calcular los valores del índice UHI para cada grupo de bloque censal en función de la prevalencia de diferentes tipos de cobertura del suelo y los parámetros del entorno construido en cada grupo de bloque censal. Los tipos de cobertura del suelo incluidos en este análisis abarcan un rango de seis entornos naturales (excluyendo aguas abiertas) y 10 construidos, según la clasificación de Demuzere et al. (2020). Climate Central aplicó el modelo desarrollado por Sangiorgio et al. (2020)para ponderar los tipos de cobertura del suelo de cada grupo censal y los parámetros del entorno construido y calcular el índice UHI para ese grupo de bloque censal, como se describe en la metodología detallada disponible aquí.

Las estimaciones de la exposición de la población a los valores del índice UHI de varios umbrales se basan en los datos del Censo del 2020 a nivel de grupo de bloque censal. Los valores del índice UHI para ciudades enteras son promedios de todos los grupos de bloque censal dentro de cada ciudad, ponderados por área o por población.

Este análisis utiliza la misma metodología que un análisis de Climate Central de 2023, pero difiere en su alcance. Este análisis cubre 65 ciudades principales de EE. UU. (en lugar de 44) y cuantifica el índice UHI dentro de cada ciudad con una resolución espacial más alta (grupos de bloque censal, en lugar de distritos censales). Además, el análisis de este año utiliza los límites oficiales de la ciudad, cuando los años anteriores se extendían a un área metropolitana más grande.

La metodología detallada y las descargas de datos para el proyecto Grades of Heat están disponibles en: https://heat.brown.columbia.edu/.