Características de la isla de calor urbana en Barcelona (NE España) en el periodo 2006-2017
Authors: Martínez Santafé Maria Dolors , Lana Pons Francisco Javier , Serra de Larrocha Carina , Roca Cladera Josep , Arellano Ramos Blanca , Biere Arenas Rolando Mauricio , Moix Bergadà Montserrat 
Published: June 2019

El objetivo principal de este estudio es caracterizar la intensidad de la isla de calor urbana en la ciudad de Barcelona a lo largo del periodo octubre 2006 - octubre 2017. La intensidad de la isla de calor es la diferencia de temperatura, en un momento determinado, entre el núcleo urbano y las zonas no urbanas (o periurbanas) próximas. Es el indicador más sencillo para cuantificar el calentamiento de la ciudad, en relación a su entorno, especialmente durante las horas nocturnas. Para que la diferencia de temperaturas se pueda atribuir a los efectos de la urbanización, se requiere que los emplazamientos que se comparan sean suficientemente cercanos como para tener el mismo clima regional y que sus factores geográficos locales (altitud y distancia al mar) sean similares. En este estudio, se calculan, día a día, las diferencias de las temperaturas mínimas registradas en la estación meteorológica de El Raval, situada en el centro de Barcelona, y el observatorio meteorológico del aeropuerto de Barcelona (El Prat), situado en el área metropolitana. El aeropuerto no se ubica en una zona rural, pero es un área muy abierta, con un elevado factor de visión del cielo, por lo tanto, con un remarcable enfriamiento nocturno.El periodo de estudio, que abarca 11 años, proporciona más de 4000 datos diarios de diferencias de temperatura mínima (ΔTmin). Se analiza la distribución de frecuencias de los valores de ΔTmin, así como su valor máximo y medio, a escalas anual, semianual y estacional. Es de destacar que el 94.5% de las noches son más cálidas en la estación urbana (El Raval). Esta proporción asciende hasta el 98.4% durante el invierno. La diferencia máxima es de 7.1ºC y, en promedio, las noches de invierno son 3.0ºC más cálidas en El Raval. El análisis del espectro de potencia muestra la periodicidad anual y semianual de la intensidad de la isla de calor. La distribución de los valores de ΔTmin, en función del día del año, permite explorar la vinculación de la intensidad de la isla de calor con los periodos fríos o cálidos del año, especialmente, para los casos de los valores extremos de ΔTmin, y también para las escasas ocasiones en la noche es más fría en El Raval. Finalmente, se analiza el efecto de la velocidad del viento registrado en la estación urbana sobre los valores medio y máximo de ΔTmin, dividiendo el rango de velocidades en intervalos de 0.2 m·s-1. Los resultados muestran claramente una disminución del valor medio de ΔTmin al aumentar la velocidad del viento. Para los valores máximos de ΔTmin, se obtiene que es necesario superar un cierto valor crítico de la velocidad (alrededor de 2.5 m·s-1) para que el efecto del viento comience a atenuar los episodios más intensos de la isla de calor.
L'objectiu principal d'aquest estudi és caracteritzar la intensitat de l'illa de calor urbana a la ciutat de Barcelona al llarg del període octubre 2006 - octubre 2017. La intensitat de l'illa de calor és la diferència de temperatura, en un moment determinat, entre el nucli urbà i les zones no urbanes (o periurbanes) properes. És l'indicador més senzill per quantificar l'escalfament de la ciutat, en relació al seu entorn, especialment durant les hores nocturnes. Perquè la diferència de temperatures es pugui atribuir a l'efecte de la urbanització, es requereix que els emplaçaments que es comparen siguin prou propers com per tenir el mateix clima regional i que els seus factors geogràfics locals (altitud i distància al mar) siguin similars. En aquest estudi, es calculen, dia a dia, les diferències de les temperatures mínimes registrades a l'estació meteorològica del Raval, situada al centre de Barcelona, i l'observatori meteorològic de l'aeroport de Barcelona (El Prat), situat a l'àrea metropolitana. L'aeroport no s'ubica en una zona rural, però és una àrea molt oberta, amb un elevat factor de visió del cel, per tant, amb un remarcable refredament nocturn. El període d'estudi, que abasta 11 anys, proporciona més de 4000 dades diàries de diferències de temperatura mínima (ΔTmin). S'analitza la distribució de freqüències dels valors de ΔTmin, així com el seu valor màxim i mig, a escales anual, semianual i estacional. És de destacar que el 94.5% de les nits són més càlides a l'estació urbana (El Raval). Aquesta proporció puja fins al 98.4% durant l'hivern. La diferència màxima és de 7.1ºC i, de mitjana, les nits d'hivern són 3.0ºC més càlides al Raval. L'anàlisi de l'espectre de potència mostra la periodicitat anual i semianual de la intensitat de l'illa de calor. La distribució dels valors de ΔTmin, en funció del dia de l'any, permet explorar la vinculació de la intensitat de l'illa de calor amb els períodes freds o càlids de l'any, especialment, per als casos dels valors extrems de ΔTmin, i també per les escasses ocasions en la nit és més freda al Raval. Finalment, s'analitza l'efecte de la velocitat del vent registrat a l'estació urbana sobre els valors mitjà i màxim de ΔTmin, dividint el rang de velocitats en intervals de 0.2 m · s-1. Els resultats mostren clarament una disminució del valor mitjà de ΔTmin en augmentar la velocitat del vent. Per als valors màxims de ΔTmin, s'obté que cal superar un cert valor crític de la velocitat (al voltant de 2.5 m · s-1) perquè l'efecte del vent comenci a atenuar els episodis més intensos de l'illa de calor.
The main goal of this study is the characterization of the intensity of the urban heat island (UHI) in Barcelona city center along the October 2006–October 2017 period. The UHI intensity is evaluated by computing the difference in daily minimum temperatures, on a certain moment, between the city center and the peripheral or non-urban neighboring areas. It is the simplest indicator to quantify the warming of the city, in relation to the surrounding environment, especially at night. In order for the temperature differences can be attributed to the influence of urbanization, the sites to be compared must be nearby enough to have the same regional climate and their local geographical factors (altitude and distance from sea) be very similar. In this study, we compute the differences in daily minimum temperatures recorded at the meteorological station El Raval, in Barcelona downtown, and those recorded at the fix observatory of Barcelona Airport (El Prat), located in the metropolitan area. Although the airport is not placed in a rural environment, it is a broadly open area, with a high sky view factor and, consequently, with a marked night cooling.The recording period spans 11 years, thus providing more than 4000 daily data of minimum temperature differences (ΔTmin). The frequency distribution of daily ΔTmin and their maximum and average values are investigated at annual, half-annual and seasonal scales. It is worth remarking that 94.5% of nights are warmer at the urban site (El Raval), this percentage increasing until 98.4% in winter. The maximum temperature difference is 7.1ºC and, on average, winter nights are 3.0ºC warmer at El Raval. The power spectrum shows that UHI intensity has annual and half-annual periodicities. The distribution of ΔTmin values along the calendar days permits exploring the linkages of UHI intensity to cold and hot periods of the year, especially, for the cases of extreme ΔTmin values, and for the scarce colder nights at El Raval. Finally, the influence of wind velocity recorded at the urban site in average and maximum ΔTmin is explored for different wind speed classes, at 0.2 m·s-1 intervals. A clear decrease of average ΔTmin with increasing wind speed is observed. With respect to maximum ΔTmin values, the results indicate that a certain critical wind speed value (around 2.5 m·s-1) has to be exceeded for an increase of wind velocity starts weakening the most intense UHI episodes.