Hội bảo vệ thiên nhiên và môi trường Việt Nam

Đề xuất các giải pháp ứng phó với đảo nhiệt đô thị để bảo vệ sức khỏe thị dân và thích ứng với BĐKH

1/2/2025 11:27:00 AM

(VACNE) - Xin trân trọng giới thiệu với bạn đọc bài viết của GS.TSKH. Phạm Ngọc Đăng- Phó Chủ tịch VACNE về các giải pháp ứng phó với đảo nhiệt đô thị.

PROPOSING SOLUTIONS TO RESPONSE TO URBAN HEAT ISLAND EFFECT TO PROTECT PEOPLE'S HEALTH AND ADAPT TO CLIMATE CHANGE

Prof. Dr. Science. Pham Ngoc Dang - Vice Chairman of VACNE

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Đề xuất các giải pháp ứng phó với đảo nhiệt đô thị để bảo vệ sức khỏe thị dân
và thích ứng với BĐKH

GS.TSKH. Phạm Ngọc Đăng - Phó Chủ tịch VACNE

Hiệu ứng đảo nhiệt đô thị (Urban Heat Island – UHI)) là vấn đề môi trường nhiệt đô thị thường gặp trong quá trình đô thị hóa nhanh chóng. Trong bối cảnh biến đổi khí hậu (BĐKH) hiện nay UHI đã được coi là một trong những vấn đề toàn cầu quan trọng trong thế kỷ 21. Hiệu ứng UHI đặt ra thách thức nghiêm trọng đối với chiến lược thích ứng với BĐKH, phát triển bền vững của các thành phố, môi trường sống của cư dân đô thị và khả năng sống tốt của thành phố. Trong quá trình phát triển quy hoạch và thiết kế cảnh quan đô thị, làm thế nào để giảm thiểu hiệu ứng UHI và làm thế nào để giúp cư dân đô thị thích ứng với UHI hiện nay là một chủ đề nghiên cứu về môi trường nhiệt đô thị và thích ứng với BĐKH ở nhiều thành phố trên thế giới.

Tốc độ đô thị hóa và tăng trưởng kinh tế đô thị nhanh chóng đang làm tăng đáng kể phát sinh hiệu ứng nhiệt độ tăng cao ở khu vực nội thành, nóng hơn nhiệt độ ở khu vực nông thôn xung quanh, như thể hiện trên các hình 1, hình 2 và hình 3, và được gọi là hiệu ứng đảo nhiệt đô thị. Hậu quả của hiệu ứng đảo nhiệt đô thị trong thời kỳ BĐKH, làm tăng thêm nhu cầu làm mát tại các thành phố, dẫn đến sự gia tăng đột biến trong tiêu thụ điện năng và sử dụng chất làm lạnh. Xu hướng này dự kiến sẽ làm tăng nhu cầu thêm 34% lượng tiêu thụ năng lượng ở đô thị vào năm 2030 so với năm 2020 theo phân tích sơ bộ của Kế hoạch hành động làm mát quốc gia [2]. Nguyên nhân hình thành UHI là khi các thành phố phát triển mạnh, cảnh quan thiên nhiên (diện tịch mặt nước và cây xanh) được thay thế bằng diện tích xây dựng nhà cửa và cơ sở hạ tầng đô thị phát triển, chúng có tính năng hấp thụ nhiệt bức xạ mặt trời (BXMT) rất mạnh, cùng với lượng nhiệt rất lớn do hoạt động sản xuất và sinh hoạt của con người trong đô thị, như là điều hòa không khí (ĐHKK), đã gây ra hiện tượng UHI, không khí đô thị bị nung nóng hơn vùng nông thôn xung quanh. Hiện tượng UHI thường xẩy ra rất mạnh vào các ngày có Mặt trời nắng nóng và trời lặng gió. Có nghĩa là sự hình thành và phát triển đô thị với mật độ xây dựng ngày càng cao (phát triển quy hoạch đô thị, phát triển xây dựng công trình đô thi, v.v…) là nguyên nhân gây ra UHI. Ví dụ, các bề mặt công trình đô thị có mầu tối hấp thụ nhiều BXMT hơn đáng kể, khiến cho khu vực các con đường và tòa nhà tập trung ở đô thị nóng lên nhiều hơn các khu vực ngoại ô và nông thôn. Nguyên nhân chủ yếu là các vật liệu thường được sử dụng ở khu vực thành thị để làm mặt đường và mái nhà, chẳng hạn như bê tông phủ giấy dầu cách nước ở mái nhà và bê tông asphalt làm mặt đường, chúng có đặc tính nhiệt hàm lớn hơn đáng kể (bao gồm nhiệt dung lớn và độ dẫn nhiệt lớn) và có hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời (albedo và độ phát xạ) lớn hơn so với các khu vực nông thôn xung quanh. Vỉa hè, bãi đậu xe, đường sá hay nói chung là cơ sở hạ tầng giao thông đô thị, góp phần đáng kể vào hiệu ứng đảo nhiệt đô thị. Cục Lâm nghiệp Hoa Kỳ phát hiện vào năm 2018 các thành phố ở Hoa Kỳ đã mất đi khoảng 36 triệu cây xanh mỗi năm do phát triển đô thị [3]. Với lượng thảm thực vật giảm đi, các thành phố cũng mất đi bóng mát và tác dụng bay hơi làm mát và hấp thụ nhiệt của cây xanh. Các tòa nhà cao tầng trong nhiều khu đô thị cung cấp nhiều bề mặt để phản xạ và hấp thụ BXMT, cũng là 1 nguyên nhân quan trọng làm tăng hiệu quả đảo nhiệt ở các khu đô thị.

Định nghĩa đảo nhiệt đô thị là "Độ nóng hơn tương đối của một thành phố so với các khu vực nông thôn xung quanh" [5],1926. Sự nóng hơn tương đối này là tác động của "sự giữ nhiệt” do thay đổi sử dụng đất đô thị, cấu hình và thiết kế của môi trường xây dựng đô thị, bao gồm cách bố trí đường phố và quy mô tòa nhà, đặc tính hấp thụ nhiệt của vật liệu xây dựng đô thị, giảm thông gió, giảm tính năng cây xanh và mặt nước đô thị, cũng như sự gia tăng phát thải nhiệt sinh hoạt và thải nhiệt trực tiếp của hệ thống giao thông cơ khí, sản xuất công nghiệp và các hoạt động đốt nhiên liệu hay gia tăng sử dung năng lượng khác [5].

Thước đo UHI - Chỉ số hiệu ứng đảo nhiệt đô thị: Thước đo để đánh giá định lượng hiệu ứng UHI trong khu vực thành thị là Chỉ số hiệu ứng đảo nhiệt đô thị do EPA bang California (Hoa Kỳ) đề ra vào năm 2015 [6]. Chỉ số hiệu ứng đảo nhiệt đô thị được đánh giá là tích số chênh kệch nhiệt độ trung bình (oC) giữa khu vực đô thị được khảo sát và khu vực tham chiếu ở nông thôn xung quanh ở hướng ngược chiều gió so với khu vực đô thị được khảo sát, ở độ cao 2m so với mặt đất, nhân với thời gian (số giờ h) có sự chênh lệch nhiệt độ đó, đơn vị đo của Chỉ số hiệu ứng đảo nhiệt đô thị là “oC.h”. Cụ thể, thí dụ đối với trường hợp đảo nhiệt đô thị xảy ra trong thời gian 10 giờ trong ngày với trị số chênh lệch nhiệt độ trung bình là 4oC thì Chỉ số hiệu ứng đảo nhiệt đô thị này là 4oC x 10h = 40 oC.h. Chỉ số này được tạo ra để ước tính mức sử dụng điện để ĐHKK và lượng phát thải khí nhà kính phát sinh ở California. Chỉ số này không xem xét các giá trị hoặc sự khác biệt về tốc độ gió, độ ẩm và cường độ BXMT, thực chất những thông số khí tượng này có thể ảnh hưởng đến nhiệt độ cảm nhận được hoặc hoạt động của máy ĐHKK.

Hình 1. Hình dạng đảo nhiệt đô thị (biến thiên nhiệt độ trên mặt cắt đi xuyên qua trung tâm đô thị, hai phía trái và phải là vùng nông thôn hay công viên) [3]

Ở các nước hàn đới, ví dụ như ở Hoa Kỳ, nhiệt độ ở khu vực thành thị có xu hướng ấm hơn khu vực nông thôn xung quanh khoảng 0,6-4 ° C vào ban ngày và khoảng 1-3 °C ấm hơn vào ban đêm [3]. Tuy nhiên, sự khác biệt nhiệt độ giữa đô thị và nông thôn ngoại ô rõ rệt hơn vào thời gian ban ngày ở các nước có khí hậu nóng khô như ở Ấn độ, Đông Nam Trung Quốc và Đài Loan. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự thay đổi nhiệt độ đô thị trong ngày bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố, bao gồm khí hậu và thời tiết địa phương, tính thời vụ, độ ẩm, thảm thực vật và vật liệu bề mặt được dùng trong môi trường xây dựng đô thị [3].

Tác động của UHI đối với khí tượng địa phương: Ngoài ảnh hưởng đến thay đổi nhiệt độ đô thị, UHI có thể tạo ra tác động thứ cấp đến khí tượng địa phương, như là làm thay đổi mô hình gió địa phương, sự phát triển của mây và sương mù, độ ẩm và lượng mưa [7]. Lượng nhiệt cung cấp tăng thêm do UHI dẫn đến không khí chuyển động hướng lên phía trên lớn hơn, có thể gây thêm hoạt động mưa rào và giông bão. Ngoài ra, UHI tạo ra vào ban ngày một vùng áp suất thấp cục bộ nơi không khí tương đối nóng hơn bay lên cao, tạo ra luồng không khí từ vùng nông thôn xung quanh hội tụ vào trung tâm thành phố, có thể tạo điều kiện thuận lợi hơn cho sự hình thành mây. Hậu quả của sự nóng lên này, lượng mưa hàng tháng lớn hơn khoảng 28% trong khoảng cách 20 đến 40 dặm (32 và 64 km) theo chiều gió của thành phố [3].

Hình 2. Ví dụ về đảo nhiệt đô thị ở 4 thành phố Yokohama, Tokyo, Kumagoya, Moebashi, Nhật Bản, diễn biến nhiệt độ trung bình tháng 9 từ năm 1907 đến 2007

Nguồn: Từ Japan Meteorological Agency, http:www.data/mago.jp [3]

Hình 3. Hiện tượng đảo nhiệt đô thị ở Tp Cần Thơ (nhiệt độ không khí ở 2 địa điểm: (1) Khu dân cư đô thị 91B ở giữa thành phố và (2) Thôn Nhân Ái ở ngoại thành, số liệu quan trắc từ 7 giờ sáng đến 14 giờ chiều ngày 14 tháng 7 năm 2023 [2]. Dù rằng đô thị hóa ở Cần Thơ chưa cao, thành phố nằm trên bờ sông Hậu, có nhiều mặt nước. Tổng diến tích thành phố là 1440 km2. Tỷ lệ diện tích đất cây xanh là 31,6 %. Chênh lệch nhiệt độ tối đa của đảo nhiệt đô thị vào giờ ban ngày, được ghi nhận là 6°C, trong khi độ lệch nhiệt độ trung bình ban ngày là khoảng 4°C.

Về tác động của UHI đối với sức khỏe con người: Các tác động kinh tế - xã hội của nắng nóng cực độ do UHI gây ra đã hiển thị ở rất nhiều nước trên thế giới, đặc biệt là ở các nước nhiệt đới và càng làm nổi bật tính cấp thiết của việc giải quyết những thách thức này. Người bị say nắng có thể rất nguy hiểm, dẫn đến tổn thương nội tạng vĩnh viễn và thậm chí còn gây ra tử vong, với tỷ lệ tử vong lên tới khoảng 50% số người bị say nắng [2]. Thời tiết nắng nóng kéo dài có thể làm trầm trọng thêm các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng đối với những người bị bệnh tim và phổi, cũng như những người bị bệnh về thận và tiểu đường. Trong các đợt nắng nóng, nguy cơ phải nhập viện vì các vấn đề tim mạch tăng 2,2%, nghiên cứu cho thấy cứ mỗi 1°C tăng lên trong thời tiết nắng nóng, tỷ lệ tử vong ở những người từ 65 tuổi trở lên tăng 2-5%, ngoài ra, sự lây lan của các bệnh như sốt xuất huyết đã tăng khoảng 9,4% kể từ năm 1950 do nhiệt độ tăng cao [2]. Tổ chức Y tế Thế giới dự đoán rằng từ năm 2030 đến năm 2050, có thể có thêm khoảng 38.000 ca tử vong mỗi năm ở người cao tuổi do tiếp xúc với ô nhiễm nhiệt [2]. Căng thẳng do nhiệt cũng có thể ảnh hưởng đến năng suất của người lao động và do đó làm giảm GDP. Năng suất lao động trong những tháng cao điểm đã giảm 10% do sự nóng lên và dự kiến sẽ giảm tới 20% vào năm 2050 theo lộ trình phát thải cao nhất [2]. UHI có khả năng ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe và phúc lợi của cư dân thành thị, vì UHI được đặc trưng bởi nhiệt độ đô thị tăng lên nên chúng có khả năng làm tăng cường độ và thời gian của các đợt nắng nóng trong thành phố. Hiệu ứng ban đêm của UHI có thể đặc biệt có hại trong đợt nắng nóng, vì nó làm mất đi cảm giác mát mẻ dễ chịu của người dân thành thị trong thời gian ngủ vào ban đêm. Nhiệt độ tăng đã được báo cáo là gây ra các bệnh do nhiệt, chẳng hạn như say nắng, kiệt sức vì nóng, ngất do nhiệt và chuột rút do nhiệt. Những cân nhắc về kinh tế- xã hội này làm nổi bật nhu cầu cấp thiết phải giải quyết các tác động của UHI với nhiệt độ cực cao bằng các biện pháp can thiệp làm mát đô thị bền vững. Một nghiên cứu gần đây của Hội Chữ thập đỏ của Đức đã nêu bật một số tác động của các sự kiện nắng nóng đến tình hình kinh tế - xã hội ở Việt Nam, như ở Đà Nẵng ghi nhận năng suất lao động của những người làm việc ngoài trời giảm hơn 35%, dẫn đến những hậu quả đáng kể về kinh tế và hiệu quả lao động [2]. Tương tự, ở Hà Nội do UHI nắng nóng số ca nhập viện tăng 20% cho thấy UHI áp lực lên hệ thống chăm sóc sức khỏe và những tác động rộng hơn đến sức khỏe cộng đồng. Hiện nay với chưa đầy 1% người làm việc ngoài trời có đủ kiến thức về căng thẳng do nhiệt, do đó cần phải có các biện pháp nâng cao nhận thức và phòng ngừa để bảo vệ những nhóm dân số dễ bị tổn thương này. Số ca nhập viện tăng 15% đối với những người mắc chứng rối loạn tâm thần trong đợt nắng nóng kéo dài 3 ngày nêu bật những tác động rộng lớn hơn về mặt tâm lý và xã hội của các sự kiện nắng nóng khắc nghiệt. Việc giảm 2,9% GDP của Việt Nam do nắng nóng quá mức vào năm 2010 cho thấy thiệt hại kinh tế đáng kể mà BĐKH có thể gây ra cho năng suất quốc gia và sự ổn định kinh tế [2]. Ngay như ở Hoa Kỳ nắng nóng cực độ do UHI cũng là dạng thời tiết nguy hiểm nhất. Theo một nghiên cứu của Giáo sư Terri Adams-Fuller, sóng nhiệt giết chết nhiều người ở Hoa Kỳ hơn cả bão, lũ lụt và lốc xoáy cộng lại [3]. Những căn bệnh do sóng nhiệt này gây ra phổ biến hơn ở các khu vực đô thị có quy mô từ trung bình đến lớn ở Hoa Kỳ. Các bệnh về nhiệt cũng có thể trầm trọng hơn khi kết hợp với ô nhiễm không khí vốn phổ biến ở nhiều khu vực thành thị. Tiếp xúc với nhiệt có thể có tác động xấu đến sức khỏe tâm thần. Nhiệt độ tăng có thể góp phần làm tăng tính hung hăng, cũng như có thêm nhiều trường hợp xẩy ra bạo lực gia đình và lạm dụng chất gây nghiện [3]. Nhiệt độ cao hơn cũng có thể tác động tiêu cực đến kết quả học tập và hoạt động sản xuất. Theo một nghiên cứu của Hyunkuk Cho thuộc Đại học Yeungnam, số ngày nắng nóng cực độ tăng lên mỗi năm có liên quan đến việc giảm điểm kiểm tra của học sinh [3]. Các nghiên cứu ở Hồng Kông đã phát hiện ra rằng các khu vực trong thành phố có hệ thống thông gió đô thị kém hơn có xu hướng chịu hiệu ứng đảo nhiệt đô thị mạnh hơn và có tỷ lệ tử vong do mọi nguyên nhân cao hơn đáng kể so với các khu vực đô thị có hệ thống thông gió tốt hơn [3]. Một hậu quả khác của đảo nhiệt đô thị là ngày càng làm tăng nhu cầu năng lượng cho ĐHKK và điện lạnh ở các thành phố có khí hậu tương đối nóng. Hiệu ứng đảo nhiệt đô thị khiến Los Angeles (USA) tiêu tốn khoảng 100 triệu USD mỗi năm do tăng tiêu thụ năng lượng cho ĐHKK (năm 2000) [3]. Thông qua việc thực hiện các chiến lược giảm hiệu ứng UHI, mức tiết kiệm năng lượng ròng hàng năm đáng kể đã được tính toán cho các địa điểm phía Bắc như Chicago, Salt Lake và Toronto [3]. Hàng năm ở Mỹ, 15% năng lượng được dùng để ĐHKK cho các tòa nhà ở những đô thị có hiệu ứng đảo nhiệt đô thị này. Vào năm 1998 có báo cáo khoa học cho rằng "nhu cầu ĐHKK đã tăng 10% trong vòng 40 năm qua "[8]. Việc sử dụng ĐHKK ngày càng tăng cũng làm trầm trọng thêm tác động của UHI vào ban đêm. Mặc dù những đêm mát mẻ hơn thường giúp giảm bớt các đợt nắng nóng vào ban ngày, nhưng lượng nhiệt dư tạo ra do sử dụng hệ thống ĐHKK có thể dẫn đến nhiệt độ ban đêm cao hơn. Theo một nghiên cứu của Giáo sư Francisco Salamanca Palou và các đồng nghiệp, lượng nhiệt dư này có thể khiến nhiệt độ ban đêm tăng tới 1°C ở khu vực thành thị [8]. Việc sử dụng năng lượng ngày càng tăng từ máy ĐHKK cũng góp phần tạo ra lượng khí thải carbon, điều này làm trầm trọng thêm gấp đôi tác động của UHI đối với BĐKH.

Tổng quan về ứng phó với UHI ở các nước trên thế giới: Nhiều quốc gia và thành phố trên thế giới đã giải quyết hiệu quả thách thức về nhu cầu làm mát đô thị ngày càng tăng do UHI gây ra. Đặc biệt, các quốc gia có điều kiện khí hậu nhiệt đới/cận nhiệt đới tương tự như Việt Nam đã xây dựng các Chiến lược hay Kế hoạch hành động quốc gia để giải quyết các vấn đề về UHI của quốc gia. Các quốc gia ở xung quanh nước ta như là Ấn Độ, Singapore, Đài Loan, Úc, Campuchia, … đã xây dựng và thực thi kế hoạch hành động quốc gia để giải quyết các vấn đề về hiệu quả của UHI. Ở Trung Quốc cũng rất coi trọng việc ứng phó vơi UHI [4].

Ở Hoa Kỳ, dự luật S.4280 về ứng phó với UHI [10], được giới thiệu trước Thượng viện Hoa Kỳ vào năm 2020. Theo dự luật này sẽ ủy quyền cho Ủy ban liên ngành Hệ thống thông tin sức khỏe nhiệt tích hợp quốc gia (NIHHIS) giải quyết tình trạng nắng nóng cục độ ở Hoa Kỳ. Nếu thông qua thành công luật này sẽ tài trợ cho NIHHIS trong 5 năm và sẽ triển khai chương trình tài trợ trị giá 100 triệu đô la cho NIHHIS để khuyến khích phát triển các dự án giảm UHI, bao gồm cả những dự án sử dụng mái nhà xanh và vỉa hè làm mát, cũng như những dự án cải thiện hệ thống cấp nhiệt thông gió điều hòa không khí (HVAC). Nhưng tính đến ngày 22 tháng 7 năm 2020, dự luật này vẫn chưa được giới thiệu ra trước Thượng Viện. Thành phố New York xác định rằng khả năng làm mát ở mỗi khu vực cao nhất là áp dụng phát triển cây xanh trên đường phố, tiếp theo là mái nhà xanh, các bề mặt được che chắn nắng và trồng cây ở các không gian mở. Từ quan điểm xét về hiệu quả chi phí thì bề mặt được che nắng, mái nhẹ màu trắng, mái xanh và trồng cây ven đường có chi phí cho giảm nhiệt độ thấp hơn.

Ở Ấn Độ có nhiều thành phố gặp phải hiệu ứng UHI đáng kể do đô thị hóa quá nhanh, giảm độ che phủ xanh và bê tông hóa đô thị rất phổ biến. Một báo cáo của The Hindu nhấn mạnh rằng các khu vực đô thị như Delhi, Bengaluru, Chennai, Jaipur, Ahmedabad, Mumbai và Kolkata đã chứng kiến sự chênh lệch nhiệt độ từ 1°C đến 6°C so với khu vực nông thôn xung quanh. Những hòn đảo nhiệt đô thị này không chỉ làm tăng nhiệt độ địa phương mà còn làm trầm trọng thêm tác động của các đợt nắng nóng, dẫn đến tiêu thụ năng lượng cao hơn để làm mát và gây rủi ro về sức khỏe cho những người dân dễ bị tổn thương [11].

Ở Việt Nam chúng ta, tuy rằng đã có văn bản pháp luật nói đến ứng phó với đảo nhiệt đô thị, như là Quyết định của Thủ Tướng Chính Phủ số 896/QĐ-TTg, ngày 26 tháng 7 năm 2022, về Chiến lược Quốc gia thích ứng với BĐKH giai đoạn đến 2050. Chiến lược quốc gia này có đề cập trực tiếp đến các khái niệm về “hiệu ứng đảo nhiệt đô thị”, “làm mát bền vững” và “làm mát xanh” và cung cấp các chi tiết cụ thể về các mục đích thích ứng vơi BĐKH. Nhưng cho đến nay hầu như chưa có tỉnh/ thành nào, cũng như chưa có bộ/ ngành nào đã xây dựng và ban hành Kế hoạch hành động hay Chiến lược ứng phó với hiệu ứng UHI. Ở Việt Nam chúng ta lần đầu tiên có triển khai Dự án về ứng phó với hiệu ứng UHI, đó là Dự án "Làm mát đô thị bền vững tại các thành phố Việt Nam" (2023-2024), do Chương trình Môi trường Liên hợp quốc (UNEP) và Viện Tăng trưởng Xanh toàn cầu (GGGI) đồng chủ trì, phối hợp với Cục Biến đổi khí hậu (DCC) thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường (MONRE) [2]. Sáng kiến này nhằm xác định các giải pháp để quản lý nhu cầu làm mát đô thị tăng nhanh và các tác động về môi trường và kinh tế của hiệu ứng UHI, đóng vai trò là lộ trình cho các thành phố thí điểm cung cấp các giải pháp làm mát bền vững và giảm hiệu ứng UHI. Dự án sẽ hỗ trợ hai thành phố thí điểm là Cần Thơ và Tam Kỳ trong việc xây dựng Kế hoạch hành động làm mát đô thị (UCAP).

ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ VỚI ĐẢO NHIỆT ĐÔ THỊ Ở NƯỚC TA.

Dựa vào kinh nghiệm quốc tế, đặc biệt là kinh nghiệm của các nước xung quanh và phân tích đặc điểm khí hậu và truyền thống kiến trúc-xây dựng đô thị của nước ta, chúng tôi đề xuất các giải pháp ứng phó với hiệu ứng UHI ở nước ta như sau:

1. Coi “ứng phó với hiệu ứng UHI” là một trong những nội dung quan trọng để thực hiện Nghị quyết Trung Ương số 24-NQ/TW- 2013 Chủ động ứng phó với BĐKH, cải thiện quản lý tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ môi trường. Trong đó nhấn mạnh nhu cầu chuyển đổi đô thị sang tăng trưởng xanh, phát triển bền vững và khởi xướng phát triển mô hình đô thị xanh.

2. Lồng ghép Chiến lược, Kế hoạch hành động quốc gia về ứng phó với hiệu ứng UHI với Chiến lược, Kế hoạch hành động quốc gia về thích ứng với BĐKH. Thực chất Chiến lược, Kế hoạch hành động về thích ứng với BĐKH bao hàm cả nội dung ứng phó với hiệu ứng UHI. Nhưng ở nước ta các Chiến lược, Kế hoạch thích ứng với BĐKH đã được xây dựng và ban hành còn chưa đề cập đến ứng phó với UHI, nhất là nước ta là nước có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, hiệu ứng UHI hầu như xuất hiện ở tất cả các đô thị có quy mô trung bình và lớn ở nước ta. Vì vậy, nay chúng ta cần phải xây dựng Kế hoạch hành động quốc gia về ứng phó với hiệu ứng UHI lồng ghép với Chiến lược, Kế hoạch hành động quốc gia về thích ứng với BĐKH.

Hình 4. Căn nhà ở Q.2 TP.HCM do KTS. Võ Trọng Nghĩa thiết kế nhà với bao phủ cây xanh và giếng trời thông thoáng, có hiệu quả rất tốt ứng phó với hiệu ứng UHI.

3. Quy hoạch phát triển đô thị theo hướng phân tán thành nhiều trung tâm phát triển hoặc phát triển đô thị theo hướng trải dài, tránh quy hoạch phát triển đô thị theo hướng tập trung đồng tâm. Để ngăn ngừa UHI hiệu quả và bền vững trước hết là cần phải quy hoạch phát triển đô thị theo hướng “đô thị xanh” và thiết kế xây dựng các công trình kiến trúc-xây dựng trong đô thị đô thị theo các tiêu chí “công trình xanh”. Quy hoạch phát triển đô thị theo kiểu tập trung truyền thống, co cụm tập trung thành các siêu đô thị đồng tâm là khó tránh khỏi xuất hiện các UHI. Bởi vì phát triển đô thị theo hướng tập trung đồng tâm sẽ làm tăng tập trung nguồn nhiệt hấp thụ nhiệt BXMT, làm tăng lượng nhiệt do hoạt động đô thị thải ra tập trung vào khu vực trung tâm đô thị, là nguyên nhân gây ra hiệu ứng UHI. Từ quan điểm giảm thiểu hiệu ứng UHI, quy hoạch phát triển các thành phố nhỏ, thành phố có quy mô vừa phái và các thành phố lớn đa trung tâm, đa hướng phát triển là phù hợp hơn. Nên quy hoạch phát triển đa phương các thành phố theo chiều trải dải, phù hợp với mạng lưới thủy văn, có tính đến tăng cường các khu vực xanh với nhiều loài thực vật khác nhau. Định hướng các công trình chính song song hoặc hơi xiên (không quá 15 độ) với hướng gió thuận lợi đang thịnh hành. Bằng cách này, người ta đã lên kế hoạch xây dựng các khu định cư đô thị trải dài trên các khu vực rộng lớn, ví dụ như ở các thành phố: Kielce, Szczecin và Gdynia ở Ba Lan, Copenhagen ở Đan Mạch và Hamburg, Berlin và Kiel ở Đức [3]. Có một số nguyên nhân gây ra UHI liên quan đến các khía cạnh thiết kế đô thị tập trung với các bề mặt công trình, đường xá, sân bãi có mầu tối, hấp thụ rất nhiều nhiệt bức xạ mặt trời, khiến cho các khu đô thị tập trung này bị nóng lên nhiều hơn các khu vực ngoại ô và tạo ra UHI rất mạnh. Nói chung, vỉa hè, bãi đậu xe, đường sá hay nói chung hơn là cơ sở hạ tầng giao thông đô thị góp phần đáng kể vào hiệu ứng UHI. Cục Lâm nghiệp Hoa Kỳ phát hiện vào năm 2018 rằng phát triển các thành phố ở Hoa Kỳ làm mất đi khoảng 36 triệu cây xanh mỗi năm [3]. Với lượng thảm thực vật giảm đi như vậy, các thành phố cũng mất đi bóng mát và tác dụng làm mát bay hơi và hấp thụ nhiệt BXMT của cây xanh cũng bị giảm đi. Vì vậy quy hoạch phát triển đô thị cần phải bảo tồn và mở rộng diện tích cây xanh và mặt nước trong đô thị để giảm phát sinh UHI rất có hại. Mặt khác, phát triển quy hoạch và thiết kế xây dựng đô thị cần phải tối ưu hóa quy hoạch hướng đường để tối đa hóa thông gió tự nhiên cho đô thị, tạo ra các kiểu luồng không khí xuyên qua các khu phố, định hình chiến lược các hành lang gió tích hợp các không gian xanh đô thị, thúc đẩy phát triển đa dạng sinh học để giảm thiểu hình thành UHI trong mùa nóng. Các hàng cây xanh trên các đường phố đô thị cần phải có tán là dầy, rộng và có độ cao khoảng 10 -15 m để cây xanh vừa có tính năng che nắng tốt vừa không cản trở các luồng gió lưu thông dễ dàng qua đường phố. Sắp xếp các cụm tòa nhà theo bố cục tuyến tính, có hiệu quả làm mát đô thị hơn bố cục theo kiểu chữ “U” hay chữ “口”. Chênh lệch nhiệt độ giữa khu vực thành thị và khu vực ngoại ô hoặc nông thôn xung quanh có thể lên tới 5- 6 °C. Gần 40% mức tăng đó là do sự phổ biến của mái nhà tối màu, phần còn lại đến từ mặt đường tối màu và sự giảm sút của thảm thực vật trong đô thị. Hiệu ứng UHI sẽ được giảm nhẹ bằng cách sử dụng vật liệu trắng hoặc vật liệu phản chiếu BXMT làm tường nhà, mái nhà, vỉa hè và đường xá, do đó làm tăng suất phản chiếu tổng thể của thành phố [9].

4. Bảo tồn diện tích cây xanh hiện có, khôi phục các diện tích mặt nước trong đô thị, mở rộng thêm diện tích cây xanh tối đa trong Xanh hóa đô thị là biện pháp hết sức quan trọng để làm mát đô thị bằng giải pháp tự nhiên, bền vững và ngăn ngừa hình thành UHI [1]. Cây xanh có tác dụng che nắng tạo bóng mát, hấp thụ BXMT, giảm sự chói chang lóa mắt, giảm nhiệt độ không khí xung quanh, giảm nhiệt độ mặt đất dưới bóng cây, hiệu quả là giảm chi phí năng lượng cho các máy ĐHKK trong mùa nóng. Cây xanh có tác dụng hấp phụ bụi khói và một số hóa chất độc hại ô nhiễm môi trường không khí, giảm bớt tiếng ồn. Trong thời gian ban ngày cây xanh hấp thụ khí CO2, hấp thụ nhiệt BXMT và hút nước ở dưới mắt đất để tiến hành lục diệp hóa, nhả ra khí O2 rất quý giá đối với thở hít không khí của con người theo các phản ứng sau đây:

6 CO2 + 5 H2O + 674 calo = C6H10O5 + 6 O2, (1)

6 CO2 + 6 H2O + 674 calo = C6H12O5 + 6 O2. (2)

Do đó ban ngày cây xanh hút nhiệt BXMT, hút nước và hấp thụ khí CO2 và xả ra khí O2, còn ban đêm thì ngược lại, cây xanh sẽ nhả nhiệt và khí CO2, nhưng rất may mắn là quá trình nhả khí CO2 và nhiệt của cây xanh vào ban đêm là rất yếu và không đáng kể. Như vậy quá trình lục diệp hóa của cây xanh sẽ làm tăng lượng khí O2 trong không khí xung quanh (tăng khoảng 20%) và giảm bớt nồng độ khí CO2 trong không khí xung quanh. Do đó để ứng phó với hiệu ứng UHI trước hết là phải đảm bảo tỷ lệ diện tích cây xanh tối thiểu trong đô thị theo quy định pháp luật của Việt Nam. Theo Thông tư số 01/2021/TT-BXD vè Hướng dẫn kỹ thuật quốc gia về quy hoạch xây dựng có quy định diện tích tối thiểu đất cây xanh phục vụ công cộng tại từng loại đô thị, như là đô thị đặc biệt, đô thị loại 1, loại 2, loại 3, loại 4 và đô thị loại 5 có tiêu chuẩn diện tích đất cây xanh không thấp hơn lần lượt là 7, 6, 5. 5, 5 và 4 m2/người. Thông tư này quy định tiêu chuẩn về tỷ lệ tối thiểu đất cây xanh trong lô đất xây dựng công trình, trong đó tối thiểu 20% đối với chung cư, nhà máy và tối thiểu 30% đối với công trình giáo dục, y tế, văn hóa. Quyết định số 143/QĐ-BXD ngày 08/03/2023 của Bộ Xây dựng về việc Ban hành Kế hoạch hành động xây dựng, quản lý và phát triển đô thị ở Việt nam đến năm 2030 và tầm nhìn đến năm 2045 của Bộ Xây dựng để thực hiện Nghị quyết Trung Ương số 06-NQ/TW ngày 24/01/2022 về thích ứng với BĐKH có đặt mục tiêu đạt diện tích không gian xanh bình quân đầu người dân đô thị khoảng 6 - 8 m2 vào năm 2025 và khoảng 8 - 10 m2 vào năm 2030. Thảm thực vật và mặt nước trong đô thị là hai yếu tố tự nhiên rất quan trọng đối với giảm thiểu UHI. Đặc biệt, các yếu tố sau đây được coi trọng trong các giải pháp dựa vào thiên nhiên: Lựa chọn thảm thực vật ở các công viên, vườn hoa có tỷ lệ 70:30:70 đối với cây cao to (10 - 15m), các bụi cây và các thảm cỏ [2]. Bảo đảm có ít nhất là 40% không gian đô thị công cộng có độ che phủ bóng mát của cây xanh. Phát triển cây xanh trong các khu nhà ở và trong các khuôn viên công trình. Trồng cây xanh đúng quy cách (có tán lá rộng và có khoảng cách phù hợp) ở tất cả các đường phố trong đô thị, khuyến khích che phủ các mặt đứng của nhà và đặc biệt là che phủ mái nhà bằng cây xanh (hình 4). Trồng cây xung quanh thành phố cũng có thể là một cách khác để giảm hiệu ứng đảo nhiệt đô thị. Nên trồng những cây rụng lá trong mùa đông, vì chúng có thể mang lại nhiều lợi ích như tạo thêm bóng mát vào mùa hè và không cản trở sự chiếu nắng ấm áp vào mùa đông. Thực tế cho thấy phát triển cây xanh là giải pháp có hiệu quả nhất để chống lại hiệu ứng UHI vì chúng làm giảm nhiệt độ không khí xuống tới 5 - 6 °C và nhiệt độ bề mặt đất xuống tới 11–25 °C [10]. Diện tích đất cây xanh dô thị còn có tác dụng khi trời mưa nước thấm xuống đất cây xanh nhanh hơn, có tác dụng làm giảm thiểu úng ngập đô thị. Khi trời nắng nóng nước dưới đất thấm lên bề mặt đất bốc hơi làm giảm nhiệt độ mặt đất và không khí xung quanh, có tác dụng phòng ngừa UHI. Một lợi ích quan trọng khác của việc phát triển cây xanh trong thành phố là cây xanh còn giúp chống lại hiện tượng nóng lên toàn cầu bằng cách hấp thụ đáng kể khí CO2 từ khí quyển.

5. Cấu tạo mái xanh, mái mát và các mặt đứng công trình ít hấp thụ bức xạ mặt trời. Chênh lệch nhiệt độ giữa khu vực thành thị và khu vực ngoại ô hoặc nông thôn xung quanh khi xuất hiện UHI có thể lên tới 5 - 6 °C, gần 40% mức tăng đó là do sự hấp thụ bức xạ mặt trời của các mái nhà tối màu, phần còn lại là đến từ mặt đường tối màu và sự giảm sút của thảm thực vật trong đô thị, do đó hiệu ứng UHI có thể được giảm nhẹ bằng cách sử dụng vật liệu có mầu trắng hoặc sáng mầu, có hệ số phản chiếu BXMT lớn để sơn phủ mặt nhà, cấu tạo mái nhà, vỉa hè và đường phố [9]. Cấu tạo mái mát, mái xanh, như là mái bê tông phủ bằng tôn sáng mầu, mái bê tông chống thấm nhạt màu, mái đựng nước, mái phun nước, mái trồng cây xanh bao phủ v.v…, sẽ giảm thiểu tới 50% lượng nhiệt hấp thụ BXMT chiếu tới. Đặc biệt khuyến khích lắp đặt các panel điện mặt trời trên tất cả các mái nhà, vừa để bổ sung nguồn điện tái tạo, vừa giảm thiểu tải trọng nhiệt cho các thiết bị làm mát công trình, dẫn đến hiệu quả giảm hiệu ứng UHI và giảm phát thải khí CO2. Tuyệt đối không nên phủ mái bằng vật liệu mầu đen, như là giấy dầu, nhựa mầu đen. Sơn tường các mặt nhà bằng các loại sơn ve mầu trắng hoặc nhạt mầu. Không nên cấu tạo các mảng tường bao che bên ngoài nhà bằng kính rộng lớn, đặc biệt là đối với mặt tường hướng Tây và hướng Đông, cũng như ở các hướng lân cận để giảm thiểu tải trọng nhiệt đối với máy ĐHKK, giảm phát thải khí CO2. Mở cửa sổ theo yêu cầu thông gió tự nhiên khi có điều kiện khí hậu tự nhiên thuận lợi và lấy ánh sáng tự nhiên. Thiết kế các tòa nhà với tối ưu hóa khả năng làm mát tự nhiên. Sơn mái nhà màu trắng đã trở thành một chiến lược phổ biến để giảm hiệu ứng UHI [3]. Mái nhà màu trắng cho phép phản xạ bức xạ mặt trời cao, làm tăng suất phản chiếu bức xạ của thành phố hoặc khu vực mà làm giảm hiệu ứng UHI. Việc phủ các mái nhà bằng lớp phủ phản chiếu BXMT đã được chứng minh là một biện pháp hiệu quả để giảm mức tăng nhiệt do BXMT. Một nghiên cứu do Oscar Brousse từ Đại học College London dẫn đầu, mô phỏng tác động của các biện pháp làm mát khác nhau ở London, đã phát hiện ra rằng các mái nhà được sơn màu trắng hoặc có lớp phủ phản chiếu BXMT được chứng minh là giải pháp hiệu quả nhất để giảm nhiệt độ ngoài trời, vượt trội so với các tấm pin mặt trời và mái nhà xanh. Sử dụng bê tông sáng màu đã được chứng minh là có hiệu quả trong việc phản chiếu BXMT nhiều hơn tới hơn 50% so với bề mặt nhựa đường và giảm mạnh nhiệt độ môi trường xung quanh. Giá trị suất phản chiếu thấp, đặc trưng của nhựa đường đen, hấp thụ phần lớn nhiệt BXMT tạo ra nhiệt độ gần bề mặt nóng hơn. Tuy nhiên, nghiên cứu về sự tương tác giữa mặt đường phản chiếu và các tòa nhà đã phát hiện ra rằng, trừ khi các tòa nhà gần đường được lắp kính phản chiếu BXMT chiếu đến từ mặt đường sáng màu có thể làm tăng nhiệt độ tòa nhà, làm tăng nhu cầu ĐHKK của công trình [3]. Một mái nhà mát làm từ vật liệu phản chiếu BXMT như nhựa vinyl phản chiếu ít nhất 75% tia nắng mặt trời và phát ra ít nhất là 70% bức xạ mặt trời được hấp thụ bởi lớp vỏ tòa nhà. Ngược lại, mái nhà làm bằng vật liệu nhựa đường, có hệ số phản xạ chỉ từ 6% đến 20% bức xạ mặt trời [9]. Khi được lắp đặt trên mái nhà ở các khu đô thị đông đúc, các tấm làm mát bức xạ thụ động vào ban ngày có thể hạ thấp đáng kể nhiệt độ không khí ngoài trời. Mái nhà xanh là vật liệu cách nhiệt tuyệt vời trong những tháng thời tiết nóng bức và cũng có thể có tác động tích cực đến việc quản lý nước mưa và giảm chi phí tiêu thụ năng lượng để làm mát công trình.

6. Thiết kế xây dựng hệ thống hạ tầng đô thị xanh. Trước hết là không để tồn tại hoặc giảm thiểu tối đa các bề mặt hạ tầng đô thị có mầu đen. Đường xá, vỉa hè, sân bãi trong các phố phường đô thị nên làm bằng bê tông có mầu nhạt, hệ số hấp thụ BXMT thấp (chỉ khoảng 30-40%), không trải bề mặt đường phố bằng bê-tông asphalt có hệ số hấp thụ BXMT cao (khoảng 85-95%). Ở nhiều đô thị trên thế giới đã thiết kế và xây dựng các vỉa hè, đường đi bộ và sân bãi đỗ xe trong điều kiện cho phép được làm bằng vật liệu thấm nước, khi trời mưa nước thấm xuống nền đất làm giảm thiểu úng ngập đô thị, khi trời nắng nóng nước từ dưới nền đất thấm lên bề mặt và bay hơi hút nhiệt làm mát không khí xung quanh, làm giảm hiệu quả UHI. Ngoài ra, việc thúc đẩy phát triển giao thông xanh, xe ôtô điện di chuyển sạch và triển khai các hệ thống làm mát tự nhiên, đóng vai trò quan trọng trong việc hạn chế khí thải và giảm mức tiêu thụ năng lượng, do đó thúc đẩy phát triển đô thị bền vững. Kỹ thuật này đã được sử dụng ở hơn 30 quốc gia và được cho là thành công trong quản lý nước mưa và giảm thiểu UHI [3]. Các bãi đậu xe xanh sử dụng thảm thực vật và các bề mặt khác ngoài nhựa đường để hạn chế hiệu ứng đảo nhiệt đô thị. Cơ sở hạ tầng xanh cũng phục vụ việc cung cấp một khuôn khổ sinh thái cho sức khỏe xã hội, kinh tế và môi trường của các khu đô thị. Cơ sở hạ tầng xanh là việc bổ sung các thành phần xanh lam (nước) và xanh lá cây (thực vật) tương phản với môi trường truyền thống được xây dựng để cải thiện và quản lý hệ thống môi trường nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống trong hệ sinh thái đô thị. Những tài sản mầu xanh này, nếu được quy hoạch và thiết kế tốt, có thể giảm thiểu tác động tiêu cực của UHI và BĐKH, đồng thời cải thiện chất lượng cuộc sống của người dân. Xây dựng và phát triển cơ sở hạ tầng xanh là cách tiếp cận chiến lược để phát triển và tối ưu hóa hệ thống quản lý bền vững hệ sinh thái tự nhiên đô thị trước những thách thức của BĐKH. Các nhà quy hoạch đô thị có thể xem xét các thực tiễn tiềm năng mang tính đổi mới và phát triển tốt trong môi trường xây dựng, bao gồm việc thực hiện chiến lược xanh vào các thành phần chính như mái nhà, mặt tiền, khu vực đỗ xe cho các tòa nhà, vỉa hè, tường và khu vực cảnh quan để giảm thiểu hiệu ứng UHI với khái niệm xanh hóa và đô thị bền vững.

Tài liệu tham khảo

1. Phạm Ngọc Đăng (chủ biên), Nguyễn Việt Anh, Phạm Thị Hải Hà, Nguyễn Văn Muôn. Các giải pháp thiết kế công trình xanh ở Việt Nam. Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội-2014 (Chương V. Thiết kế kết cấu bao che…(226-303), Chương IX. Thiết kế cây xanh…(424-464).

2. Tài liệu Dự án "Làm mát đô thị bền vững tại các thành phố Việt Nam", do Chương trình Môi trường Liên hợp quốc (UNEP) và Viện Tăng trưởng xanh toàn cầu (GGGI) đồng chủ trì, phối hợp với Cục Biến đổi khí hậu (DCC) MONRE, 2023 - 2024 (2 thành phố thí điểm là Tp Cần Thơ và Tp Tam Kỳ).

3. Wikimedia Commons has media related to “Urban heat islands”. https://en.wikipedia.org> wiki> Urban heat Island.

4.Peng Tian, Jialin Li, Luodan Cao, Ruiliang Pu, Zhongyi Wang, Haitao Zhang, Huilin Chen, Hongbo Gong. Assessing spatiotemporal characteristics of urban heat islands from the perspective of an urban expansion and green infrastructure. “Sustainable Cities and Society” Volume 74, November 2021, 103208.

5.Jump up to:"Glossary". Climate Change 2022 – Impacts, Adaptation and Vulnerability.

2023. pp. 2897–2930. doi:10.1017/9781009325844.029. ISBN 978-1-009-32584-4.

6. "Executive Summary: Creating and Mapping an Urban Heat Island Index for California" (PDF). CalEPA | California Environmental Protection Agency. October 2016. Archived (PDF) from the original on 2019-07-31. Retrieved 2024-07-24.

7. Arizona Board of Regents (2006). "Urban Climate – Climate Study and UHI". Arizona State University. Archived from the original on 2007-11-23. Retrieved 2007-08-02.

8. Albers, R.A.W.; Bosch, P.R.; Blocken, B.; van den Dobbelsteen, A.A.J.F.; van Hove, L.W.A.; Spit, T.J.M.; van de Ven, F.; van Hooff, T.; Rovers, V. (January 2015).

9. "Overview of challenges and achievements in the climate adaptation of cities and in the Climate Proof Cities program" (PDF). Building and Environment.

10. Markey, Edward J. (2020-07-22). "S.4280 - 116th Congress (2019-2020): Preventing HEAT Illness and Deaths Act of 2020". www.congress.gov. Retrieved 2021-10-26.

11. Balasubramanian, D. (2020-02-15). "Urban heat islands in India". The Hindu. ISSN 0971-751X. Retrieved 2024-10-23.

TIN KHÁC

Thêm 15 cây cổ thụ lọt vào danh sách Cây Di sản Việt Nam (13/01/2025 14:36 )

(TTXVN): Cây thiên tuế 200 tuổi ở Bến Tre được vinh danh là cây di sản Việt Nam (13/01/2025 10:38 )

Lâm Đồng: Hướng đến du lịch xanh (13/01/2025 08:54 )

Cây Thiên tuế hơn 200 tuổi ở Bến Tre được công nhận là Cây Di sản Việt Nam (11/01/2025 23:14 )

Gala cuối năm (11/01/2025 22:43 )