Durante le giornate estive basta spostarsi tra una strada asfaltata, una piazza molto esposta al sole e un'area ricca di alberi per percepire condizioni termiche anche molto diverse. Non è soltanto una sensazione: il modo in cui costruiamo e ricopriamo il suolo modifica realmente il modo in cui l'energia solare viene assorbita, immagazzinata e successivamente rilasciata nell'ambiente.

È uno dei meccanismi alla base della cosiddetta isola di calore urbana, cioè la tendenza delle aree maggiormente urbanizzate a risultare più calde rispetto alle zone circostanti meno edificate.

Che cos'è l'isola di calore?

Un'isola di calore si forma quando un'area costruita sviluppa temperature superiori rispetto alle zone circostanti caratterizzate da una maggiore presenza di terreno naturale e vegetazione.

Le città e, più in generale, le aree densamente urbanizzate contengono grandi quantità di asfalto, cemento, pietra, tetti e altre superfici artificiali. Questi materiali interagiscono con la radiazione solare in maniera diversa rispetto a prati, terreni e vegetazione.

Il fenomeno non riguarda necessariamente soltanto le grandi metropoli: su scala diversa possono esistere differenze termiche anche all'interno dello stesso centro abitato, per esempio tra una zona molto costruita e una più verde.

Perché asfalto e cemento si scaldano tanto?

Durante il giorno il Sole fornisce energia alle superfici. Una parte viene riflessa, mentre un'altra viene assorbita e trasformata in calore.

Materiali come asfalto, cemento, pietra e alcune coperture degli edifici possono assorbire e immagazzinare una quantità significativa di questa energia. Le superfici esposte raggiungono così temperature elevate e trasferiscono parte del calore all'aria circostante.

Il risultato dipende da numerosi fattori: colore e caratteristiche del materiale, esposizione al Sole, presenza di ombra, vento, umidità, geometria degli edifici e condizioni meteorologiche della giornata.

Il ruolo fondamentale della vegetazione

Un prato o un'area alberata non si comportano come una superficie asfaltata. Gli alberi possono innanzitutto intercettare la radiazione solare e produrre ombra, impedendo che una parte dell'energia raggiunga direttamente il terreno, i muri o le pavimentazioni.

La vegetazione contribuisce inoltre al raffreddamento attraverso l'evapotraspirazione: parte dell'energia disponibile viene utilizzata nei processi di evaporazione dell'acqua dal terreno e di traspirazione delle piante, invece di essere impiegata esclusivamente per aumentare la temperatura delle superfici.

Per questo la presenza di alberi e spazi verdi è una delle strategie utilizzate per mitigare il surriscaldamento urbano.

Perché la differenza può continuare durante la notte?

Uno degli aspetti più interessanti dell'isola di calore riguarda proprio le ore successive al tramonto.

Quando la radiazione solare scompare, tutte le superfici iniziano progressivamente a perdere l'energia accumulata durante il giorno. Tuttavia, edifici, muri e pavimentazioni possono aver immagazzinato molto calore e continuare a rilasciarlo nell'ambiente per diverse ore.

Le aree urbanizzate possono quindi raffreddarsi più lentamente rispetto a quelle maggiormente vegetate o aperte. Anche la disposizione degli edifici può ostacolare la dispersione del calore e modificare la ventilazione locale.

È per questo che l'isola di calore può essere particolarmente evidente durante la notte, quando la campagna circostante riesce in determinate condizioni a raffreddarsi più rapidamente.

Il vento e le condizioni meteorologiche contano

L'isola di calore non ha sempre la stessa intensità. Il suo sviluppo dipende anche dalle condizioni atmosferiche.

Una ventilazione sostenuta favorisce il rimescolamento dell'aria e può ridurre le differenze termiche locali. Al contrario, situazioni con vento debole possono rendere più evidenti i contrasti tra zone con caratteristiche differenti.

Anche nuvolosità, umidità del terreno e condizioni atmosferiche precedenti contribuiscono a determinare quanto rapidamente le superfici si riscaldano durante il giorno e quanto riescono a raffreddarsi durante la notte.

Isola di calore e cambiamento climatico sono la stessa cosa?

No. È importante distinguere i due fenomeni.

L'isola di calore è principalmente un fenomeno locale legato alle caratteristiche del territorio e dell'urbanizzazione. Il cambiamento climatico riguarda invece variazioni del sistema climatico su scale temporali e geografiche molto più ampie.

I due effetti possono però sovrapporsi: durante periodi già caratterizzati da temperature molto elevate, il calore aggiuntivo presente nelle aree urbane può aumentare ulteriormente il disagio termico.

E a Gesualdo?

Anche osservando un territorio come quello di Gesualdo è facile riconoscere ambienti con caratteristiche molto differenti: strade e piazze pavimentate, edifici e muri esposti al Sole convivono con campagne, terreni, giardini e aree vegetate.

I principi fisici descritti finora valgono naturalmente anche su scala locale. Questo, però, non significa poter affermare o quantificare automaticamente un'isola di calore specifica per Gesualdo.

Per misurarla correttamente servirebbero infatti osservazioni simultanee effettuate con strumenti confrontabili in più punti del territorio, includendo aree costruite e zone rurali di riferimento. Una singola stazione meteorologica descrive molto bene le condizioni del proprio punto di misura, ma non è sufficiente da sola per determinare la differenza termica tra ambienti diversi.

Come si può ridurre il surriscaldamento urbano?

Tra le strategie maggiormente studiate rientrano l'aumento della vegetazione e dell'ombreggiamento, la conservazione degli spazi verdi e l'utilizzo di materiali e soluzioni urbanistiche capaci di limitare l'accumulo di calore.

Alberi e infrastrutture verdi possono contribuire al raffreddamento attraverso ombra ed evapotraspirazione, mentre una progettazione urbana attenta può favorire condizioni microclimatiche migliori.

Non esiste però una soluzione identica per ogni luogo: esposizione, disponibilità di acqua, caratteristiche degli edifici, vegetazione, morfologia del territorio e clima locale devono essere considerati insieme.

Un fenomeno che continua anche dopo il tramonto

L'isola di calore mostra bene quanto il clima che percepiamo vicino al suolo dipenda non soltanto dall'atmosfera, ma anche dalle caratteristiche dell'ambiente che ci circonda.

Asfalto, cemento e costruzioni possono accumulare l'energia ricevuta durante il giorno e restituirla lentamente; alberi, terreni e vegetazione seguono invece un bilancio energetico differente. È da questa combinazione di superfici, radiazione solare, acqua, vento e struttura urbana che possono nascere importanti differenze di temperatura anche a breve distanza.

Fonti e approfondimenti

• U.S. Environmental Protection Agency (EPA) – Heat Island Effect.
• European Environment Agency / Climate-ADAPT – infrastrutture verdi e mitigazione del calore urbano.
• Joint Research Centre della Commissione europea – studi e strategie per la gestione delle isole di calore urbane.
• NASA Earth Science – Urban Heat Island Effect.