Глобальный набор данных об экспозиции тепловых волн из‑за эффекта городского острова тепла

Почему городское тепло важно для повседневной жизни

Жгучие летние дни становятся всё более частыми, и для городских жителей эта жара ощущается особенно сильно. Бетон и асфальт аккумулируют тепло, высокие здания блокируют ветер, а миллионы людей сосредоточены на небольшой территории. В этом исследовании рассматривается простой, но жизненно важный вопрос: сколько дополнительной экспозиции к тепловым волнам испытывают горожане именно потому, что города теплее своих окрестностей, и как это меняется со временем в разных частях мира?

Города теплее в условиях глобального потепления

Глобальное потепление и стремительный рост городов вместе повышают риски, связанные с жарой. С 2000 по 2019 год почти полмиллиона человек ежегодно умирало в мире от причин, связанных с температурой, и редкие, «столетние» смертельно опасные тепловые события уже становятся гораздо более частыми. Города, образующие так называемые урбанные острова тепла, как правило, на несколько градусов теплее окружающей сельской местности. Это дополнительное тепло может превратить уже жаркий период в опасную тепловую волну для миллионов жителей, поэтому важно понимать не только частоту тепловых волн, но и какую часть этой опасности приносит сама городская среда.

Создание глобальной карты экспозиции тепла

Чтобы ответить на этот вопрос, авторы создали глобальный набор данных с высокой детализацией (с шагом один километр), который отслеживает, сколько дней люди подвергались тепловым волнам в городских районах в период с 2003 по 2020 год. Они объединили спутниковые данные о температуре поверхности земли, подробные карты расселения населения и согласованные глобальные границы городов. Вместо того чтобы применять единый температурный порог повсюду, они определяли тепловые волны относительно обычного климата каждого региона: если местные температуры превышали верхние 10% исторических значений как минимум три дня подряд, эти дни считались тепловой волной. Такой подход фиксирует то, что воспринимается как экстремум в холодных и жарких климатах, делая результаты сопоставимыми в очень разных регионах.

Отделение городского тепла от фона климата

Ключевым нововведением работы стало разделение того, какая часть экспозиции к тепловым волнам обусловлена крупномасштабным климатом, а какая — дополнительным прогревом, связанным с городами. Команда сначала выделила застроенное ядро каждого города, используя глобальный датасет городских границ. Вокруг каждого ядра они создали кольцо прилегающей территории той же суммарной площади и использовали его как фоновые условия. Тщательно подбирая размер этого кольца для каждого города, они добились того, чтобы оно в основном состояло из природных или слабо застроенных земель, а не других урбанизированных зон. Сравнение числа дней тепловых волн внутри города и в окружающем кольце позволило оценить дополнительные жаркие дни, вызванные эффектом городского острова тепла, а затем умножить эти дни на местное население, чтобы получить прирост экспозиции в человеко‑днях в год.

Что показывают карты о группах риска

Полученные глобальные карты показывают, где и в какой степени городские острова тепла усиливают опасность жары. Во многих крупных городских агломерациях, таких как дельта Янцзы, Сан‑Паулу, Нью‑Йорк и Лондон, площадь, затронутая тепловыми волнами, связанными с городскими условиями, заметно расширилась в период с 2005 по 2020 год. Такие регионы, как Восточная Азия и Тихоокеанский регион, выделяются особенно высокой дополнительной экспозицией, что отражает и плотность населения, и сильный городской нагрев. Другие регионы, включая Европу, Северную Америку, Латинскую Америку, Ближний Восток и Северную Африку, а также субсахарскую Африку, также продемонстрировали рост экспозиции к тепловым волнам из‑за роста городов и увеличения площади покрытых поверхностей, в то время как некоторые части Южной Азии показали снижение, связанное с изменениями климата и демографии. Авторы также проверили, что спутниковые данные по температуре поверхности хорошо коррелируют с температурами воздуха, измеренными метеостанциями по всему миру, что вселяет уверенность в том, что выявленные ими закономерности отражают условия, которые реально испытывают люди.

Инструменты для более безопасных и устойчивых городов

Для неспециалистов основной посыл таков: города — не просто пассивные жертвы глобального потепления; их устройство и развитие могут значительно усиливать или, наоборот, смягчать риски, связанные с жарой. Этот открытый, свободно доступный набор данных позволяет планировщикам, здравоохранительным службам и исследователям точно определить, где изменения в городском дизайне — например, больше парков, отражающие крыши или иные планировки зданий — могли бы наиболее эффективно охлаждать районы и снижать заболеваемость и смертность во время тепловых волн. Отделяя влияние общего климата от дополнительного эффекта городских построек, работа дает ясную, основанную на данных основу для целевых мер по снижению жары и для создания систем раннего предупреждения, которые лучше защищают городское население по мере продолжения потепления планеты.

Цитирование: Yu, W., Yang, J., Zhou, Y. et al. Global dataset on heat wave exposure due to the urban heat island effect. Sci Data 13, 449 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-026-06877-1

Ключевые слова: городской остров тепла, тепловые волны, климатический риск, планирование городов, экспозиция населения