Оценка взаимосвязи между тепловыми волнами и эффектом городского теплового острова в тропических городах: кейс-контроль Куала-Лумпур и Джорджтаун

Почему жаркие города важны для повседневной жизни

Для жителей крупных тропических городов жаркие дни кажутся бесконечными, а липкие ночи почти не приносят облегчения. В этом исследовании рассматривается, как два малайзийских города — расположенный в глубине страны Куала-Лумпур и прибрежный Джорджтаун — удерживают и накапливают тепло, особенно во время тепловых волн. Сравнивая городскую и сельскую погоду и введя новый способ измерения того, сколько дополнительного тепла действительно ощущают люди, исследователи показывают, почему в некоторые сезоны и в некоторых местах тепловой стресс для человеческого организма значительно выше, чем может подсказать простое показание температуры.

Городское тепло против сельской прохлады

Города обычно теплее окружающих территорий — это явление называют эффектом городского теплового острова. В работе команда использовала почасовые метеоданные как с городских, так и с ближайших сельских станций, чтобы оценить силу этого эффекта в Куала-Лумпуре и Джорджтауне. Они отслеживали не только обычную температуру воздуха, но и два показателя, которые лучше отражают человеческий дискомфорт, включая влажность и солнечную инсоляцию. В среднем воздух в городе был на пару градусов теплее, чем в сельской местности — примерно на 2,1 °C теплее в Куала-Лумпуре и на 2,9 °C теплее в Джорджтауне, с наибольшими разрывами в поздние послеобеденные и вечерние часы. В Джорджтауне морские бризы иногда создавали полуденную пониженную температуру в городе, тогда как внутренний город склонялся к сохранению тепла в течение всего дня.

Когда тепловые волны сталкиваются с городским теплом

Далее исследователи спросили, что происходит, когда естественные периодические жаркие периоды — тепловые волны — накатывают на эти и без того тёплые города. Они определяли тепловые волны как очень тёплые дни относительно недавней истории каждого места, а не по единому фиксированному порогу, и обнаружили, что городские станции фиксировали такие события чаще, чем сельские. Во время тепловых волн разница между городом и сельской местностью нередко увеличивалась: вечерний разрыв в Куала-Лумпуре приближался к 3 °C, а в Джорджтауне и того выше. Однако картина была не однозначной: в некоторые часы и сезоны разрыв сокращался, потому что сельская местность также резко нагревалась. Такое смешанное поведение показывает, что городское тепло и тепловые волны не всегда складываются предсказуемо; ветер, влажность и прибрежные бризы могут как сглаживать, так и усиливать контраст.

Суммирование скрытой нагрузки тепла

Стандартные показатели тепла часто фокусируются на единичных пиках — насколько горячим становится самый тёплый день или сколько раз происходят тепловые волны. Чтобы лучше отразить то, что на самом деле переживают люди, команда создала новую метрику под названием накопленное тепловое воздействие. Вместо того чтобы смотреть только на экстремумы, этот показатель суммирует каждую часовую величину, когда тепло превышает высокий порог, давая представление о том, сколько «дополнительного» тепла накапливается в течение дневных часов. В этом свете они обнаружили, что жители городского Куала-Лумпура получали примерно по 0,53 °C дополнительного тепла в каждый час в марте, а жители городского Джорджтауна — около 0,35 °C в апреле, по сравнению с тем, что ожидалось бы в более типичных условиях. Важно, что месяцы с умеренными городско-сельскими разрывами всё равно могли давать высокое накопленное воздействие, то есть день, который на бумаге не выглядит особенно экстремальным, всё же может быть утомительным для организма.

Что вызывает опасную жару в тропических городах

Чтобы понять, какие погодные факторы наиболее важны, авторы использовали метод машинного обучения, способный учитывать сложные нелинейные связи. По обоим городам и по городским и сельским площадкам главным фактором накопленного теплового воздействия оказалась температура воздуха, а влажность и ветер сыграли второстепенные роли. Высокая влажность, особенно у побережья, ограничивала способность организма охлаждаться потом, тогда как более сильный ветер в целом помогал снижать накопление тепла, унося тёплый воздух. Анализ также выявил городские «пороговые» температуры: в некоторых местах длительное превышение примерно 27–30 °C резко увеличивало вероятность вредного накопления тепла, даже если отдельные почасовые значения не выглядели экстремальными.

Что это значит для людей на местах

Проще говоря, исследование показывает, что жители Куала-Лумпура и Джорджтауна живут в условиях продолжительного, а не только эпизодического теплового стресса, причём нагрузка достигает пика примерно с февраля по июнь. Поскольку важны и уровень, и продолжительность тепла, городские руководители не могут опираться только на единичные температурные пороги. Им нужны планы, адаптированные к конкретному городу, которые предвосхищают месяцы с наибольшим накопленным тепловым воздействием — перенос работы на открытом воздухе и школьных занятий на более прохладное время, обеспечение доступа к тени и воде, а также преобразование городской среды с помощью большего озеленения, отражающих поверхностей и улучшенного воздухообмена. Хотя исследование сосредоточено на двух малайзийских городах, выводы служат предупреждением и предлагают инструментарий для многих других жарких и влажных городов, которым предстоит будущее с более длительными и интенсивными волнами тепла.

Цитирование: Khan, N., Sutanto, M.H., Khadir, F.K.B.A. et al. Evaluating the relationship between heat waves and urban heat islands in tropical cities: a case study of Kuala Lumpur and George Town. Sci Rep 16, 11815 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41562-8

Ключевые слова: эффект городского теплового острова, тепловые волны, тропические города, термическая нагрузка, накопленное тепловое воздействие