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

Le città non sono solo collezioni di edifici e strade; sono macchine complesse che interagiscono con il sole e l'aria in modi che cambiano il clima locale. Quando il suolo naturale coperto da terra e piante viene sostituito da cemento, asfalto e tetti, la superficie cambia il modo in cui assorbe e trattiene il calore. La vegetazione raffredda l'aria attraverso un processo simile al sudore, in cui l'acqua evapora dalle foglie, mentre il terreno nudo e le superfici pavimentate assorbono l'energia solare e la rilasciano lentamente, rendendo spesso l'area significativamente più calda rispetto alla campagna circostante. Questo fenomeno, noto come isola di calore urbana, è una preoccupazione crescente per gli urbanisti e i residenti, poiché l'aumento delle temperature può mettere sotto sforzo i sistemi energetici, peggiorare la qualità dell'aria e minacciare la salute umana. Comprendere come questi modelli termici si evolvono richiede di guardare alla città non solo come una mappa di strade, ma come una superficie vivente che respira, si scalda e si raffredda in risposta alla terra sottostante.

Nel cuore dell'Himalaya, la città di Pokhara, in Nepal, sta attraversando una rapida trasformazione che offre una visione chiara di questo processo. Uno studio recente si è concentrato sul nucleo urbano della città, una zona specifica di circa 37 chilometri quadrati dove lo sviluppo è più intenso. I ricercatori si sono posti l'obiettivo di capire come il passaggio dai terreni agricoli agli edifici abbia alterato la temperatura del suolo nell'ultimo decennio. Hanno esaminato immagini satellitari scattate nel 2014, 2019 e 2024 per tracciare i cambiamenti nella copertura del suolo. Utilizzando strumenti informatici avanzati, hanno mappato la posizione di colture, foreste, acqua e insediamenti, e hanno poi misurato la temperatura effettiva della superficie del terreno in quegli stessi anni. Hanno anche utilizzato un modello matematico per proiettare l'aspetto della città nel 2030, permettendo loro di vedere come questi cambiamenti potrebbero influenzare i futuri livelli di calore.

I risultati dipingono l'immagine di una città che si sta scaldando mentre cresce. Nel 2014, l'area di studio era dominata dalla coltivazione, con le colture che coprivano quasi il 78 percento del territorio, mentre gli insediamenti occupavano solo circa il 20 percento. Entro il 2024, l'equilibrio si era spostato drasticamente. L'area coperta dagli insediamenti, inclusi strade, edifici e infrastrutture aeroportuali, era cresciuta fino a quasi il 38 percento, mentre il terreno destinato all'agricoltura era diminuito a circa il 56 percento. Questa perdita di spazio verde e coltivato è stata sostituita da superfici impermeabili che non raffreddano l'aria. Con il cambiamento della copertura del suolo, la temperatura del terreno è aumentata bruscamente. La temperatura media della superficie nell'area di studio è passata da poco meno di 30 gradi Celsius nel 2014 a quasi 37,5 gradi Celsius nel 2024. I punti più caldi, che raggiungevano temperature superiori ai 36 gradi nel 2014, sono saliti oltre i 44 gradi nel 2024.

Lo studio ha confermato che il tipo di copertura del suolo è il principale motore di queste differenze di temperatura. Le aree coperte da foreste e vegetazione densa sono rimaste le più fresche, mentre il terreno arido, il suolo esposto e i cantieri sono diventati i più caldi. Anche gli insediamenti, con il loro mix di edifici e strade, hanno registrato temperature molto elevate, spesso rivaleggiando con la terra nuda. I ricercatori hanno scoperto che, con l'espansione della città, i frammenti di vegetazione verde sono diventati più frammentati, interrompendo l'effetto di raffreddamento continuo che i grandi campi e le foreste forniscono. Questa frammentazione ha significato che l'influenza di raffreddamento delle piante è stata ridotta, permettendo al calore di accumularsi più facilmente nelle nuove aree sviluppate. I dati hanno mostrato un legame chiaro: laddove l'indice di vegetazione diminuiva, la temperatura del terreno aumentava.

Per garantire l'accuratezza delle loro misurazioni, i ricercatori hanno confrontato i dati satellitari con altre fonti. Hanno verificato le letture della temperatura al suolo confrontandole con i dati di un diverso sistema satellitare che fornisce viste più ampie e a bassa risoluzione, riscontrando una forte concordanza tra i due. Hanno inoltre esaminato i registri della temperatura dell'aria di una stazione meteorologica locale per vedere se le tendenze coincidessero. Sebbene la temperatura del suolo misurata dai satelliti fosse naturalmente più alta della temperatura dell'aria misurata a due metri dal suolo, le tendenze erano coerenti, dimostrando che la superficie si stava effettivamente riscaldando in sintonia con la crescita della città. Questo controllo incrociato ha dato ai ricercatori la certezza che le loro mappe del calore fossero affidabili.

Guardando al futuro, i ricercatori hanno utilizzato un modello informatico per simulare il futuro della città basandosi sulle tendenze osservate nell'ultimo decennio. Il modello suggerisce che, se gli attuali schemi dovessero continuare, l'area degli insediamenti si espanderà fino a coprire più della metà della zona urbana centrale, lasciando meno della metà per la coltivazione. Questa proiezione indica che anche le aree che sperimentano l'intensità di calore più elevata cresceranno. Il modello prevede che, entro il 2030, più della metà dell'area di studio potrebbe ricadere nelle categorie di intensità di calore alta o estremamente alta. Queste zone calde dovrebbero concentrarsi attorno al denso nucleo urbano, all'aeroporto e ai principali corridoi di trasporto, creando un paesaggio in cui il calore è la caratteristica dominante.

I risultati fungono da avvertimento e da guida per il futuro. Lo studio evidenzia che la rapida conversione di terreni agricoli e spazi aperti in aree edificate è direttamente responsabile dell'intensificazione del calore a Pokhara. Suggerisce che, senza interventi, la città continuerà a riscaldarsi, con le zone più calde che si espanderanno per coprire la maggior parte del nucleo urbano. I ricercatori sottolineano che proteggere gli spazi verdi rimanenti, gestire le superfici esposte e integrare strategie di raffreddamento nella pianificazione urbana sono passi essenziali per mitigare questa tendenza. Utilizzando i dati satellitari per monitorare questi cambiamenti, gli urbanisti possono identificare le aree più a rischio e dare priorità agli sforzi per reinserire la vegetazione nel tessuto urbano, garantendo che la città rimanga vivibile mentre continua a crescere.