Le città sono edificate più densamente e la superficie del suolo è maggiormente impermeabilizzata di quella nelle zone adiacenti, inoltre nelle città vengono emesse più sostanze inquinanti e energia termica residua. Questi fattori determinano uno specifico clima locale per quel che riguarda la temperatura e l’umidità dell’aria, la radiazione, il vento, ma anche la qualità dell’aria e il rumore.

L’isola di calore urbana

L’isola di calore urbano è una caratteristica tipica delle città, che si manifesta durante tutto l’anno. La maggiore differenza di temperatura tra l’area cittadina e le zone circostanti si verifica in estate ed è particolarmente marcata durante la notte. Nelle città svizzere la temperatura notturna è da 5 a 7 °C più elevata di quella nelle zone rurali adiacenti. Di giorno le differenze tra città e zone periferiche sono per lo più inferiori e nelle città le temperature dell’aria sono solo di poco superiori. Perciò nelle città il numero di notti tropicali (temperatura minima notturna maggiore o uguale a 20 °C) è nettamente maggiore a quello nelle zone circostanti, mentre il numero di giorni tropicali (giorni con una temperatura massima maggiore o uguale a 30 °C) è solo leggermente superiore. Tuttavia, lungo le strade racchiuse tra alti edifici o nei luoghi privi di vegetazione anche la temperatura diurna può essere sensibilmente superiore a quella rilevata nelle zone periferiche.

L’effetto isola di calore urbana ha le seguenti cause:

• Poiché le costruzioni sono eccellenti accumulatori di energia termica, essi rilasciano durante la notte solo lentamente l’energia termica che accumulano durante il giorno. Inoltre i materiali di costruzione e l’asfalto delle strade si riscaldano più velocemente rispetto al terreno delle zone rurali.
• Le strade racchiuse tra alti edifici e l’elevato numero di superfici scure mantengono l’energia termica “intrappolata” nelle città in quanto limitano la ventilazione e quindi la dispersione dell’energia termica, così come limitano la perdita di energia per irraggiamento.
• La vegetazione e le superfici naturali nelle zone periferiche hanno un effetto raffreddante perché la condensazione sottrae energia all’aria circostante. Questo scambio termico è assente nelle città, dove il suolo è impermeabilizzato.
• Le emissioni di sostanze inquinanti provocate dalle attività umane nelle città (come ad esempio dal traffico) riducono ulteriormente la dispersione per irraggiamento. Un’ulteriore fonte di energia termica è quello rilasciato dai riscaldamenti, dai sistemi di raffreddamento e da altri impianti tecnici.

L’isola di calore urbana si manifesta maggiormente durante i periodi di alta pressione, vale a dire quando la ventilazione è scarsa, la copertura nuvolosa assente e la radiazione solare elevata; queste sono le medesime condizioni che favoriscono l’insorgere delle ondate di caldo.

Sono soprattutto le elevate temperature notturne nelle zone urbane a rappresentare un pericolo per la salute di chi vive in città. Se di notte le temperature non scendono sufficientemente, il corpo ha difficoltà a recuperare e di giorno anche lo stress dovuto alle elevate temperature è più difficile da sopportare. Per evitare o arginare gli effetti negativi, è importante adottare adeguati provvedimenti architettonici e di pianificazione urbana, come pure emettere allerte tempestive ed efficaci per segnalare l’imminente arrivo delle ondate di caldo. Queste ultime sono emesse a stretto contatto con le autorità comunali e cantonali. Nelle sue allerte di canicola MeteoSvizzera segnala il maggiore stress dovuto alle elevate temperature nelle città.

Misure in città

Negli ultimi anni le reti di misura con stazioni meteorologiche nelle città sono state notevolmente ampliate per disporre di dati più precisi sull’intensità e sulla distribuzione temporale e spaziale dello stress dovuto alle elevate temperature nelle città. I dati sono estremamente utili quale base di pianificazione importante per uno sviluppo urbano adattato ai cambiamenti climatici. Essi consentono ad esempio di pianificare in modo mirato provvedimenti per ridurre l’isola di calore urbana. Queste reti e le singole stazioni di misura sono gestite dalle amministrazioni urbane o cantonali, dalle università o da cittadini privati. MeteoSvizzera non gestisce stazioni di misura nelle città perché qui non è possibile rispettare le prescrizioni definite a livello internazionale per misure omologabili (soprattutto in merito ai dintorni liberi e non edificati).

Confrontando i dati di due stazioni di misura vicine – una in città e l’altra in una zona periferica – è possibile mettere in evidenza l’isola di calore urbana giornaliera. Due stazioni che mostrano questo fenomeno a Zurigo sono la stazione di periferia di Zurigo Affoltern di MeteoSvizzera e la stazione urbana di Zurigo Kaserne della Rete nazionale d’osservazione degli inquinanti atmosferici (NABEL) dell’Ufficio federale dell’ambiente (UFAM).

Lo stress da elevate temperature nel contesto urbano del futuro

Quale conseguenza dei cambiamenti climatici globali, il tema delle elevate temperature nelle città sarà sempre più d’attualità. L’aumentato stress a causa delle elevate temperature rende le persone che vivono negli agglomerati urbani particolarmente vulnerabili e minaccia la loro salute. Alla luce del forte aumento di popolazione atteso nelle città di tutto il mondo, è indispensabile comprendere le future condizioni climatiche negli ambienti urbani. Solo così si potranno sviluppare strategie di mitigazione e di adattamento adeguate per le zone urbane.

Nel quadro degli Scenari climatici per la Svizzera CH2018 MeteoSvizzera illustra anche la possibile futura evoluzione del numero di notti tropicali, giorni estivi e giorni tropicali per diverse stazioni di misura urbane. Questi eventi aumenteranno sensibilmente entro la fine di questo secolo, soprattutto se le emissioni globali di gas a effetto serra continueranno ad aumentare senza freno (scenario «Nessuna protezione del clima»). Anche se nelle zone urbane e rurali il riscaldamento medio evolve in modo analogo, la maggior parte delle zone urbane saranno più colpite dall’aumento delle temperature rispetto alle zone rurali circostanti, indipendentemente dal periodo considerato o dallo scenario di emissione. Secondo lo scenario «Nessuna protezione del clima», entro la fine di questo secolo la popolazione di Zurigo dovrà convivere con quasi 50 giorni tropicali e 45 notti tropicali all’anno, soffrendo uno stress da elevate temperature come mai si è verificato nel passato. Per la stazione rurale periferica di Zurigo Fluntern i numeri sono alquanto inferiori (con circa 30 giorni tropicali e 20 notti tropicali all’anno).