Varmeøyer i bakken kan skade storbyer
Forskning tyder på at temperaturstigninger i bakken under store byer kan påvirke bygninger og veier.
Det høres kanskje ut som noe fra en katastrofefilm: bygninger og veier som sprekker eller synker ned i bakken i en storby fordi grunnen buler ut eller trekker seg sammen.
Selv om du ikke trenger å bekymre deg for at en skyskraper plutselig skal synke flere meter ned i bakken, må vi være oppmerksomme på endringene som skjer i grunnen under storbyer.
Det er konklusjonen fra forskere ved Northwestern University i USA.
De har vist at temperaturøkninger i bakken i store byer kan føre til at materialer som jord og leire endrer form, noe som kan forårsake skader på infrastruktur og bygninger.
Det skriver de i en artikkel i tidsskriftet Nature Communications Engineering.
Tidligere forskning viser at varme fra bygninger og undergrunnsbaner i store byer fører til at temperaturen i bakken stiger med gjennomsnittlig 0,1 til 2,5 °C hvert tiår.
Fenomenet kalles «underjordiske varmeøyer». Temperaturstigningen har allerede blitt knyttet til forurenset grunnvann og helseproblemer som astma og heteslag hos innbyggerne.
Den nye studien viser at også bygninger og infrastruktur påvirkes.
Disse varmeøyene oppstår når varmen i byene nærmest kapsles inn i bakken av for eksempel murstein og asfalt, noe som skaper hotspots med høye temperaturer.
Kart over temperaturer på ulike steder i Chicago. Forskerne plasserte ut 150 trådløse varmesensorer rundt om i byen.
Trådløst sensornettverk
Forskerne gjennomførte et eksperiment i byen Chicago. De opprettet et trådløst nettverk av 150 temperatursensorer som de plasserte ut på ulike steder i bydelen Chicago Loop.
De festet dem både over og under bakken i gater, kjellere, undergrunnsbaner og parkeringskjellere.
Deretter sammenlignet de dataene med målinger foretatt i bakken i grøntområdet Grant Park i nabolaget.
Resultatene viste at temperaturen i Chicago Loop var ti grader høyere enn i Grant Park.
Forsøket viste at lufttemperaturen i underjordiske konstruksjoner kan være opptil 25 grader høyere enn den uforstyrrede bakketemperaturen.
Dette kan føre til betydelige påkjenninger på materialer som leire og sand, som enten utvider seg eller trekker seg sammen i takt med temperaturendringene.
Forskerne skapte deretter en 3D-datamodell ved hjelp av data som ble samlet inn over tre år for å simulere utviklingen av bakketemperaturen i byen fra 1951 til i dag. Den kan også forutsi endringer frem til 2051.
Fremtidssimuleringen viste at noen materialer kan ende opp med å utvide seg og svulme opp til 12 millimeter, mens andre kan kollapse ned til 8 millimeter. Dette kan føre til skader på bygninger og infrastruktur i store byer.
Forskerne mener at fremtidens bygninger bør utformes med en viss materialfleksibilitet, samtidig som det installeres geotermisk teknologi som kan utnytte spillvarmen fra bakken.