Urban Heat Island Dynamics and 2030 Thermal Scenario in Pokhara, Nepal Using Landsat and CA– Markov Modeling

Las ciudades no son solo colecciones de edificios y carreteras; son máquinas complejas que interactúan con el sol y el aire de maneras que cambian el clima local. Cuando el suelo natural cubierto de tierra y plantas es reemplazado por concreto, asfalto y techos, la superficie cambia la forma en que absorbe y retiene el calor. La vegetación enfría el aire mediante un proceso similar al sudor, donde el agua se evapora de las hojas, mientras que el suelo desnudo y las superficies pavimentadas absorben la energía solar y la liberan lentamente, lo que a menudo hace que el área sea significamente más cálida que el campo circundante. Este fenómeno, conocido como isla de calor urbana, es una preocupación creciente para los planificadores urbanos y los residentes por igual, ya que el aumento de las temperaturas puede estresar los sistemas de energía, empeorar la calidad del aire y amenazar la salud humana. Comprender cómo evolucionan estos patrones térmicos requiere mirar a la ciudad no solo como un mapa de calles, sino como una superficie viva que respira, se calienta y se enfría en respuesta a la tierra debajo de ella.

En el corazón del Himalaya, la ciudad de Pokhara, Nepal, está experimentando una transformación rápida que ofrece una visión clara de este proceso. Un estudio reciente se centró en el núcleo urbano de la ciudad, una zona específica de unos 37 kilómetros cuadrados donde se está produciendo el desarrollo más intenso. Los investigadores se propusieron comprender cómo el cambio de tierras de cultivo a edificios ha alterado la temperatura del suelo durante la última década. Observaron imágenes satelitales tomadas en 2014, 2019 y 2024 para rastrear los cambios en la cobertura del suelo. Mediante el uso de herramientas informáticas avanzadas, mapearon dónde se encontraban los cultivos, los bosques, el agua y los asentamientos, y luego midieron la temperatura real de la superficie del suelo en esos mismos años. También utilizaron un modelo matemático para proyectar cómo podría verse la ciudad en 2030, permitiéndoles ver cómo estos cambios podrían afectar los niveles de calor futuros.

Los resultados pintan el cuadro de una ciudad que se calienta a medida que crece. En 2014, el área de estudio estaba dominada por la agricultura, con cultivos cubriendo casi el 78 por ciento de la tierra, mientras que los asentamientos ocupaban solo alrededor del 20 por ciento. Para 2024, el equilibrio se había desplazado drásticamente. El área cubierta por asentamientos, incluyendo carreteras, edificios e infraestructura aeroportuaria, había crecido hasta alcanzar casi el 38 por ciento, mientras que la tierra utilizada para la agricultura se había reducido a aproximadamente el 56 por ciento. Esta pérdida de espacio verde cultivable fue reemplazada por superficies impermeables que no enfrían el aire. A medida que la cobertura del suelo cambió, la temperatura de la superficie terrestre aumentó bruscamente. La temperatura promedio de la superficie en el área de estudio aumentó de poco menos de 30 grados Celsius en 2014 a casi 37.5 grados Celsius en 2024. Los puntos más calientes, que alcanzaron temperaturas superiores a los 36 grados en 2014, se dispararon a más de 44 grados para 2024.

El estudio confirmó que el tipo de cobertura del suelo es el principal motor de estas diferencias de temperatura. Las áreas cubiertas por bosques y vegetación densa permanecieron como las más frescas, mientras que la tierra baldía, el suelo expuesto y los sitios de construcción se volvieron los más calientes. Los asentamientos, con su mezcla de edificios y carreteras, también registraron temperaturas muy altas, rivalizando a menudo con la tierra desnuda. Los investigadores encontraron que, a medida que la ciudad se expandía, los parches de vegetación verde se volvían más fragmentados, rompiendo el efecto de enfriamiento continuo que proporcionan los grandes campos y bosques. Esta fragmentación significó que la influencia de enfriamiento de las plantas se redujo, permitiendo que el calor se acumulara más fácilmente en las nuevas áreas desarrolladas. Los datos mostraron un vínculo claro: donde el índice de vegetación descendía, la temperatura del suelo subía.

Para asegurar la precisión de sus mediciones, los investigadores compararon sus datos satelitales con otras fuentes. Cotejaron sus lecturas de temperatura del suelo con datos de un sistema satelital diferente que proporciona vistas más amplias y de menor resolución, encontrando una fuerte concordancia entre ambos. También observaron los registros de temperatura del aire de una estación meteorológica local para ver si las tendencias coincidían. Aunque la temperatura del suelo medida por los satélites era naturalmente más alta que la temperatura del aire medida a dos metros sobre el suelo, las tendencias eran consistentes, mostrando que la superficie efectivamente se estaba calentando en sintonía con el crecimiento de la ciudad. Esta verificación cruzada dio a los investigadores la confianza de que sus mapas de calor eran fiables.

Mirando hacia el futuro, los investigadores utilizaron un modelo computacional para simular el futuro de la ciudad basándose en las tendencias observadas durante la última década. El modelo sugiere que, si los patrones actuales continúan, el área de asentamientos se expandirá para cubrir más de la mitad de la zona urbana central, dejando menos de la mitad para el cultivo. Esta proyección indica que las áreas que experimentan la mayor intensidad de calor también crecerán. El modelo predice que, para 2030, más de la mitad del área de estudio podría caer en las categorías de alta o extremadamente alta intensidad de calor. Estas zonas calientes se espera que se concentren alrededor del denso núcleo urbano, el aeropuerto y los principales corredores de transporte, creando un paisaje donde el calor es la característica dominante.

Los hallazgos sirven como una advertencia y una guía para el futuro. El estudio destaca que la rápida conversión de tierras de cultivo y espacios abiertos en áreas edificadas es directamente responsable del aumento del calor en Pokhara. Sugiere que, sin intervención, la ciudad continuará calentándose, y las zonas más calurosas se expandirán para cubrir la mayoría del núcleo urbano. Los investigadores enfatizan que proteger los espacios verdes restantes, gestionar las superficies expuestas e integrar estrategias de enfriamiento en la planificación urbana son pasos esenciales para mitigar esta tendencia. Al utilizar datos satelitales para monitorear estos cambios, los planificadores urbanos pueden identificar las áreas con mayor riesgo y priorizar los esfuerzos para reintegrar la vegetación en el tejido urbano, asegurando que la ciudad siga siendo habitable a medida que continúa creciendo.