توجه به آلودگی هوا در کلان شهرها با توجه به اثرات اقتصادی، اجتماعی و سلامتی آن به دغدغه اصلی مدیران شهری بدل گشته است. آمار جهانی نشان می دهد که ۵۰ تا ۶۰% از جمعیت جهان ساکن شهرها هستند.

در این میان جمعیت شهرنشین در دنیا از ۱۶۰ میلیون به ۳ میلیارد نفر در ۱۰۰ سال گذشته افرایش یافته و تخمین زده می شود تا سال ۲۰۵۰ این جمعیت به ۵ میلیارد نفر خواهد رسید. افزایش جمعیت شهرها به معنی جایگزین کردن طبیعت با زمین های مسکونی، تغییر شکل و رشد شهرهاست که تغییرات مهمی در تعادل تابشی و افزایش مصرف انرژی و میزان آلودگی هوا را به دنبال دارد.

برای تایید این موضوع نیازی به ارائه سند و مدرک نیست؛ چرا که در ایران شهر تهران به سمبل آلودگی هوا در ایران بدل گشته است؛ البته در این مقال بیشتر مدنظر آلودگی هوا ناشی از فعالیت های انسانی و زندگی شهری است و آلودگی ذرات جنوب غرب کشور که غالبا منشاء طبیعی دارد، موضوع بحث نیست.

مسائل زیست محیطی

مسائل زیست محیطی که آلودگی هوا زیر شاخه آن بحساب می آید، غالبا منشایی تلفیقی داشته و بر هم کنش چندین عامل بصورت تجمعی آن را باعث می شود. بدین ترتیب در حل معضلات زیست محیطی نیز بایستی رویکردی چندجانبه داشت.

این رویکرد غالبا شامل جنبه های مختلفی شامل قانون گذاری، حذف منابع آلودگی و راهکارهای تصفیه ای به صورت همزمان است. با این هدف بایستی در گام اول به شناسایی منابع آلودگی و عوامل اثرگذار بر حضور و تشدید آن پرداخت. منابع ایجاد آلودگی در کلان شهرها به ترتیب اهمیت شامل صنایع و نیروگاه ها، وسایل حمل و نقل و مصارف شهری انرژی می باشد.

از جمله عوامل طبیعی و غیرطبیعی اثرگذار بر نحوه انتشار آلودگی نیز به شرایط جوی-اقلیمی و معماری شهری می توان اشاره داشت. عناصر کلیدی در معماری شهری مشتمل بر کاربری، بافت شهری، تراکم ساختمانی، ارتفاع ساختمان ها، عرض معبر، دره های شهری، جنس سطوح و درجه بازتاب آنها، نسبت فضای سبز و میزان حضور بام ها و دیوارهای سبز است .

امروزه مسایلی از قبیل افزایش جمعیت، کمبود مسکن و کمبود زمین از یکسو و جلوگیری از گسترش بی رویه شهرها برای استفاده بهینه از زمین های شهری و رفع مشکلات و معضلات ظاهر، فضا و مسایل زیست محیطی سبب شده است که بلندمرتبه سازی و الگوی شهر فشرده در راستای توسعه پایدار شهری به شدت مورد توجه قرارگیرد .

از آنجا که ذهن بشر غالبا ناتوان از پیش بینی برخی اثرات متعاقب اعمال خود می باشد، معمولا پس از ایجاد هر گونه تغییر و اضافه کردن عنصری جدید به فضای طبیعی، به دست و پنجه نرم کردن با اثرات آن می پردازد. در رابطه با بلند مرتبه سازی نیز این فرآیند به وقوع پیوست و بشر با گذشت زمان، به مرور با اثرات سوء مدیریتی، اقتصادی، اجتماعی، فرهنگی و زیست محیطی این پدیده شهری برخورد نمود.

احداث بناهای بلند

احداث بناهای بلند با افزایش تمرکز جمعیتی محلی موجبات بروز مشکلات مدیریتی فراوانی در حوزه ترافیک، تامین آب، برق و گاز و جمع آوری فاضلاب می گردد. در رابطه با اثرات اجتماعی-فرهنگی این پدیده شهری نیز تحقیقات بسیار گسترده ای صورت گرفته است. در بعد مسائل زیست محیطی نیز کلیدی ترین نقش بلندمرتبه سازی، اثرات آن بر شرایط جوی-اقلیمی و وضعیت آلودگی هوای شهری است .

به دنبال افزایش شهرنشینی و عدم گسترش همگام مرز شهرها، بافت متراکم شهری ایجاد شده و شدت فعالیت انسانی از جمله ترافیک وسایل نقلیه و انرژی صرف شده برای سرمایش وگرمایش افزایش یافته است. همه ی این موارد سبب آن شده است که دمای هوای مناطق شهری متراکم بالاتر از حومه ی شهر باشد.

به بالاتر بودن دمای محیط شهری نسبت به حومه شهرها، پدیده جزیره گرمایی(حرارتی) گفته می شود. جزیره گرمایی می تواند اثر جدی در بالا رفتن مصرف انرژی در شهرها و تاثیر منفی در آسایش و سلامت در سکونتگاه های شهری داشته باشد.

چرا که افزایش تقاضای انرژی، با توجه به مصرف منابع فسیلی بیشتر در این مورد، سبب افزایش نهایی دمای هوا شهر و ایجاد تنش های گرمایی در محیط شده که عامل ایجاد عدم آسایش و در نتیجه کاهش کارایی ذهنی، جسمی و فیزیولوزیک و همچنین تغییرات رفتاری می گردد .

پارامترهای مهم در ایجاد جزیره گرمایی شامل پارامترهای اقلیمی (مثل سرعت و جهت باد، درصد رطوبت و پوشش ابر) و شاخص های انسانی تاثیر گذار در شکل شهر (مانند ارتفاع ساختمان، نسبت منظر، ضریب دید آسمان، مصالح ساختمانی و هندسه شهری) می باشند.

تعدادی از عواملی که موجب جزیره گرمایی می شوند موارد زیر را در بر می گیرند :

• به دام افتادن امواج بلند و کوتاه بین ساختمان ها
• کاهش بازتاب امواج بلند بازتابی به آسمان به دلیل کاهش ضریب دید آسمان
• افزایش گرمایی محسوس و نهان در محیط
• افزایش گرمای حاصل از مصرف سوخت انسانی
• فقدان سبزینگی
• افزایش جذب در سطوح بالای ساختمان ها نسبت به کف
• افزایش آلودگی هوا
• افزایش پدیده های ایستایی و وارونگی لایه های هوا

هرچند که به نظر می رسد پدیده جزیزه گرمایی لزوما زیان آور نیست؛ به خصوص در اقلیم سرد که در نگاه اول سبب کاهش بار گرمایشی زمستان می گردد و در تحقیقات به دست آمده نشان داده شده که جزبره گرمایی سبب کاهش ۴۰ درصدی نیاز به انرژی گرمایی در طول زمستان در برخی شهر ها می شود. در تحقیقاتی دیگر که در شهر لندن انجام شده است، افزایش دما به دلیل جزیزه گرمایی سبب کاهش نیاز به گرمایش در زمستان گردیده، اما این کاهش موازی با افزایش نیاز به سرمایش در تابستان می باشد.

نتایج این تحقیق گویای افزایش ۲۵ درصدی نیاز به سرمایش در تابستان و ۲۲% کاهش نیاز به گرمایش در زمستان می شود. در تابستان ها به دلیل دمای بالا و جذب تابش خورشید در سطوح بالا، پدیده جزیره گرمایی افزایش یافته و در اثر آن شاهد افزایش انرژی مورد نیاز جهت سرمایش و سرعت گرفتن آلودگی هوا می باشیم.

نتیجتا این فرآیند باعث ایجاد تغییرات اقلیمی و پدیده هایی همچون تشدید آلودگی هوا در سطح شهرها می شود. از سوی دیگر گرمایش شهرها سبب افرایش گرمای جهانی شده و آنچه واضح است ترکیب شهرنشینی و گرمای جهانی سبب کاهش کیفیت هوای شهر وافزایش در شدت جزیره های گرمایی و تقویت مشکلات عدم آسایش و تقاضای بیشتر انرژی از سوی شهروندان است که به دنبال آنها مشکلاتی در ابعاد جهانی از قبیل آب شدن برف و یخ ها در قطبین و بالا آمدن سطح آب دریاها و سایر معضلات زیست محیطی را نیز شاهد خواهیم بود