Cảnh báo về đảo nhiệt ngầm

Đảo nhiệt đô thị không phải là hiện tượng mới mẻ. Tuy nhiên, các nhà khoa học vừa phát hiện những ảnh hưởng của hiện tượng này có "bề sâu" hơn nhiều: Những túi nhiệt đô thị cũng xuất hiện trong lòng đất và được xem là biến đổi khí hậu ngầm.

Được định nghĩa là hiện tượng mà tại cùng thời điểm, nhiệt độ trung bình ở khu vực phát triển đô thị cao hơn ở khu vực công viên và nông thôn, nguyên nhân của đảo nhiệt đô thị do các vật liệu như thép, gạch… hấp thụ nhiều nhiệt hơn. Không khí nóng có xu hướng chìm xuống các khu vực mát hơn trong lòng đất, khiến chúng ấm lên.

Một nghiên cứu mới tại Mỹ đã phân tích hiện tượng này tại khu trung tâm của TP Chicago, với những đánh giá ban đầu là sự dao động nhiệt độ có thể khiến mặt đất giãn ra và co lại, từ đó đe dọa độ ổn định của các tòa nhà và hạ tầng đô thị.

 "Nếu quá mức, có nguy cơ xảy ra nứt gãy và xô lệch không mong muốn" - GS Alessandro Rotta Loria, nhà nghiên cứu về kỹ thuật dân dụng và môi trường tại Trường ĐH Northwestern, nhận định.

Các không gian ngầm có thể chịu ảnh hưởng lớn từ đảo nhiệt ngầm Ảnh: THE NEW YORK TIMES

Nghiên cứu mà ông Rotta Loria là tác giả chính - đăng trên tạp chí Communications Engineering ngày 11-7 - không cho rằng độ an toàn và kết cấu của các công trình bị ảnh hưởng nặng nề; tuy nhiên, về lâu dài sẽ khiến các thành phố và doanh nghiệp nhức đầu vì hàng loạt vấn đề trong vận hành và bảo trì, như hệ thống đường sắt ngầm bị biến dạng hoặc tường thấm nước do nước ngấm vào qua các vết nứt công trình… 

"Biến đổi khí hậu ngầm là một mối nguy thầm lặng đối với hạ tầng dân dụng" - ông Rotta Loria nói với hãng tin Bloomberg.

Theo nghiên cứu trên, nhiệt độ ở các nền đất nông bên dưới các đô thị trên khắp thế giới đang tăng trung bình 0,1 - 2,5 độ C mỗi năm, tùy mật độ xây dựng và thiết kế đô thị.

 Năm 2019, GS Rotta Loria và các học trò đã lắp đặt 150 cảm biến khắp khu trung tâm Chicago để theo dõi nhiệt độ bề mặt và bên dưới thành phố. Kết quả, nhiệt độ bên trong các công trình ngầm như tầng hầm, bãi đậu xe và các đường hầm tàu điện lên cao tới 36 độ C trong giai đoạn 2020-2022. 

Nhiệt độ biến đổi khiến các lớp đất khi lún xuống lúc nhô lên, đôi lúc chênh lệch hơn 10 mm. Nhấn mạnh nền đất ấm lên có thể gây biến dạng công trình, ông Rotta Loria nói rõ hơn: "Trong xây dựng dân dụng, chỉ cần những dịch chuyển cỡ hàng chục mm đã gây ra vấn đề cho hạ tầng đô thị". 

Các thành phố cũ kỹ càng dễ bị ảnh hưởng, do công trình sử dụng vật liệu và kỹ thuật xây dựng lỗi thời.

Dù vậy, như GS Rotta Loria thừa nhận, các nhà khoa học chỉ mới ở giai đoạn đầu tìm hiểu về các đảo nhiệt ngầm. Ông đang nghiên cứu thêm các loại hạ tầng dễ bị ảnh hưởng nhất và mục tiêu cuối cùng là hy vọng tạo ra một công cụ để các thành phố theo dõi hiện tượng trên.

 Xa hơn, các nhà quản lý có thể xây dựng hạ tầng ngầm tốt hơn, đồng thời tìm ra cách tái sử dụng nhiệt độ dư thừa thành năng lượng địa nhiệt. "Chúng ta có thể biến một rắc rối tiềm tàng thành cơ hội lớn trong lĩnh vực thiết kế đô thị, đặc biệt là ở khía cạnh sử dụng năng lượng hiệu quả và tạo ra năng lượng tái tạo" - GS Rotta Loria chia sẻ với Bloomberg.