Steden veroorzaken ook ondergronds warmte-eilanden

Steden creëren niet alleen in de atmosfeer een warmte-eiland, maar ook in de aardbodem. Dat concluderen Canadese onderzoekers die metingen hebben verricht in het gebied van Winnipeg, de hoofdstad van de Canadese provincie Manitoba (Journal of Geophysical Research 109).

Het verschijnsel van het bovengrondse warmte-eiland is al lang bekend. Zo'n `eiland' is een verstedelijkt gebied waar het in het algemeen wat warmer is dan op het omringende platteland. Het ligt voor de hand dat verstedelijking ook van invloed is op de temperaturen in de bodem, maar tot nu toe was aan dit onderaardse effect nog vrijwel geen onderzoek verricht. Grant Ferguson en Allan Woodbury van de universiteit van Manitoba hebben daarom onder heel Winnipeg het verloop van de temperatuur met de diepte in kaart gebracht. Zij maakten hierbij gebruik van metingen in 50 boorputten. Normaliter – buiten stedelijk gebied – zou de temperatuur vanaf een diepte van ongeveer 20 meter moeten toenemen. Die toename wordt veroorzaakt door de warmte die in het inwendige van de aarde wordt geproduceerd, naar het oppervlak beweegt en daar aan de atmosfeer wordt overgedragen.

De metingen laten echter zien dat de temperatuur onder Winnipeg aanvankelijk bij toenemende diepte afneemt en pas tussen 100 en 150 meter gaat toenemen. De oorzaak hiervan is de verwarming van de bodem door de aan het aardoppervlak liggende gebouwen. Hierin heerst het hele jaar door een temperatuur van ongeveer 20 °C. De hoeveelheid warmte die in Winnipeg de aarde in gaat blijkt volgens de berekeningen van de onderzoekers 50 tot 100 maal zo groot als de hoeveelheid natuurlijke warmte die er uit komt. De `stedelijke' warmte is in de loop der tijd steeds verder in de aarde doorgedrongen en heeft daar het temperatuurprofiel van de natuurlijke aardwarmte verstoord.

Numerieke simulaties van het warmtetransport laten zien dat de gemeten temperatuurprofielen onder Winnipeg goed kunnen worden verklaard met de dichtheid en de ouderdom van de bebouwing. Waar de verstedelijking het eerst – bijna honderd jaar geleden – begon, is de warmte ook het verst in de aarde doorgedrongen. Volgens de onderzoekers zullen zich onder alle verstedelijkte gebieden in gematigde en subpolaire streken `warmte-eilanden' bevinden.