Ciudad vertical: ¿efectos sobre el clima?

Imagine, en un futuro cercano, que construimos ciudades verticalmente en lugar de horizontalmente. ¿Necesita un nuevo bloque de ciudad? Agregue algunos pisos más. Despreciar por el momento los problemas físicos de construcción que esto pueda presentar.

Mi pregunta se refiere a los efectos que tal ciudad tendría sobre el clima y el tiempo en el área inmediata. ¿Habría algún cambio en la formación de nubes, lluvia, patrones de viento, etc.? ¿Habría algún cambio en absoluto? Me interesan los efectos para las personas en todos los niveles de la ciudad, incluidos los niveles superior, medio y básico.

Suponga que las emisiones son más o menos las mismas que ahora.

¿Qué tan alto es la parte superior?
Bueno, podemos construir estructuras de 1 km en este momento, por lo que es razonable suponer que en un "futuro cercano" los edificios podrían ser de 5 km a 10 km.
¡Interesante pregunta! Las ciudades verticales son un elemento básico de la futurología y existen algunos conceptos increíbles, ¡pero esta es la primera vez que lo veo desde este ángulo!
@ Vincent Está en constante aumento. No soy un experto (o un aficionado) en la construcción de rascacielos, así que seguiré lo que dijo Freedo.
No puedo encontrar mi respuesta, pero en un momento presenté una respuesta a una pregunta relacionada: algunos de los edificios más altos, como los que tiene la NASA para el ensamblaje final del transbordador, son lo suficientemente grandes como para tener su propio clima interno. patrones debido a la temperatura y la humedad relativa. En días de alta humedad, esos edificios tienen lluvia dentro de ellos.
@Freedo ¿Podría señalarme algunas estructuras de 1 km?
@TommyMyron No pero muy cerca, Burj Khalifa con 829m a un costo de solo 1.500 millones de dólares y 5 años de construcción. Y su altura no está limitada por nuestra tecnología sino por el costo y la voluntad, en este momento no hay ninguna carrera para construir el edificio más alto del mundo, pero si quisiéramos, podríamos construir una estructura de 1 km en este momento, simplemente no hay razón para hacerlo. construir eso aparte de romper récords mundiales de altura. Pero pronto, con nuestra población alcanzando los 10 mil millones de humanos y todos los que quieren vivir en las ciudades, es razonable esperar más de 2 km de edificios cerca de 2050.
Y en este punto, probablemente tendremos la tecnología para construir edificios de más de 5 km, pero estaremos limitados por el costo, el tiempo y la voluntad nuevamente. ¿Por qué gastar 10 veces más para construir un solo edificio de 5 km cuando puedes construir muchos edificios de 2 km más rápido y más barato? Solo puedo ver la densidad de población extrema como una razón para forzar edificios de 5 km, así que creo que también deberías trabajar en este punto de la historia. ¿De qué altura quieres los edificios? ¿Y por qué construiríamos una ciudad llena de edificios de esta altura? El área metropolitana de Tokio ya tiene 34 millones de personas, pero el edificio más alto mide solo 634 m.
Hmm... Voy a hacer otra pregunta sobre por qué una población construiría una ciudad vertical. Podría ir con la expansión de la población si tuviera que hacerlo, pero con la premisa que tengo en mente, a la población podría resultarle un poco... difícil expandirse. :)
@Freedo: hablar como un físico que me suena total y completamente irrazonable. Tal vez 2 km dentro de los próximos doscientos años, si los materiales compuestos de nanotubos se abaratan... pero 5 km suena absolutamente loco.

Respuestas (3)

Realmente hay demasiadas variables para dar una respuesta real , pero puedo dar una sugerencia que, espero, tenga casi el mismo valor práctico. Trata un edificio como una montaña de la misma altura, una ciudad como una cadena montañosa. Eso debería darle muchos modelos del mundo real que serían algo creíbles. En realidad, por supuesto, depende de qué están hechos los edificios, cómo se maneja el aire acondicionado, la geometría exacta del edificio y el terreno circundante, etc., pero en mi humilde opinión, puede suponer que los diseñadores habrían "jugado a lo seguro" para evitar complicaciones invisibles.

Suma:

Dado que tanto Vincent como Spacemonkey mencionaron que el viento se aceleraba entre los edificios... Esto es cierto, pero algo o, en realidad, muy engañoso. Los edificios en realidad imponen una resistencia significativa al viento, por lo que si bien el viento entre los edificios puede acelerarse, en general el efecto estará dominado por el viento que se desacelera tanto delante como detrás de los edificios. Sobre todo detrás. Obviamente, todo esto depende de la geometría elegida. Pero en todos los casos el viento perderá energía al arrastrarlo, la única pregunta es cuánto.

En realidad, si estuviera construyendo megaedificios, usaría los efectos que tienen sobre los vientos locales para concentrar la energía eólica... Lo que aumentaría la resistencia.

¿Puedo suponer que las formaciones de nubes y los patrones de viento al menos serían rotos por las torres, si no bloqueados por completo?
Una torre o un pequeño grupo de torres crearía turbulencia con nubes que "fluirían a su alrededor". Una gran ciudad podría romper o bloquear el clima. Como dije, debería funcionar más o menos como un área montañosa de la misma altura y área. La geometría diferente limita la similitud para torres individuales o grupos pequeños, pero dado lo grande que es la mayoría del clima, no debería hacer una gran diferencia. Debería haber una sombra de lluvia y obviamente una cubierta de viento, si eso es lo que estás preguntando.

Tu ciudad no bloquearía los vientos, a menos que los edificios estén muy juntos como una pared. Los vientos deberían moverse entre los edificios causando turbulencia (con suerte, los ingenieros los construyeron para resistir esto). Los vientos se acelerarían pero se desacelerarán una vez que abandonen la ciudad.

Creo que las nubes se formarán como lo harían normalmente, a menos que sus edificios generen calor. De ser así, generaría pequeñas nubes o niebla.

No soy muy bueno con la física de las nubes, pero parece que la mayoría de las nubes lluviosas se formarían a menos de 10 km. El nivel inferior tendrá la mayor cantidad de precipitaciones. El nivel medio (2000-5000 m) también tendrá mucha lluvia, pero los de arriba no tendrán tanta. No solo la parte superior (por encima de los 5 o 6 km) estará seca, sino que es probable que las temperaturas estén siempre por debajo del punto de congelación. Si quieres saber cuál será la temperatura en una cierta latitud: por lo general, disminuye 6,5 °C por cada 1000 m. En realidad son 5°C si el aire está húmedo y casi 10°C si el aire está realmente seco.

"El nivel medio (2000-5000 m) también tendrá mucha lluvia, pero los de arriba no tendrán tanta". ¿Significa esto que los niveles más altos estarían por encima del nivel general de nubes? ¿O la lluvia simplemente caería como nieve a esos niveles?
@TommyMyron Normalmente, la lluvia ocurre cuando el aire sube y se enfría. La mayor parte del agua contenida en la atmósfera no llega tan alto. no está completamente seco por encima de eso, pero es mucho menos. En realidad, algunas nubes de gran altura pueden provocar lluvia, pero el agua se evaporará antes de llegar al suelo.
Entonces... las nubes estarían por debajo de los niveles más altos entonces, ¿sí? :)
@TommyMyron La mayoría de ellos sí.

Me encanta la pregunta!

El aspecto meteorológico es probablemente el que menos seguro me convence. Como dijo Vincent, estoy bastante seguro de que no cambiaría mucho a menos que los edificios sean bastante compactos.

1) Estoy tomando Montreal como ejemplo aquí (por lo que podría no ser el mejor ejemplo): Tome las áreas del centro de su ciudad actual, puede que no lo parezca necesariamente desde la planta baja, pero los edificios realmente no están tan cerca. juntos. En las pocas zonas que hay, también como decía Vincent, el viento se acelera por la falta de espacio. Me imagino que en tu ciudad del futuro, los edificios ESTARÁN muy juntos, por lo que definitivamente es algo a tener en cuenta (para cualquier balcón, etc.)

2) Si sus edificios no tienen todos la misma altura (con edificios de más de 1 km, supongo que la variedad en altura posiblemente se incremente, con algunos edificios de 500 m de altura, otros 1200, etc.) e incluso sin la variedad de altura, en un edificio que tiene más de un kilómetro de altura, es posible que no todos los desechos de ventilación y calefacción, etc., sean posibles de verter fuera del edificio desde su parte superior como generalmente lo hacen los rascacielos actuales. Si el 30 % de su ciudad arroja vapor de agua y calor a unos 500 m, y el 30 % de su ciudad está a más de 600 m, etc., puedo ver que se crean diferentes niveles de microclimas dentro de la ciudad misma. (Nuevamente, suponiendo que los edificios de la ciudad estén estrechamente agrupados), el suelo inferior tiene temperaturas de índice de mercurio más bajas pero menos viento (¿lo que resulta en temperaturas más altas percibidas?),

3) No está directamente relacionado con el clima. Pero no olvides la parte subterránea de tu ciudad. Nuevamente usaré Montreal como ejemplo. Todo el centro de la ciudad está conectado por complejos subterráneos con múltiples subniveles, como centros comerciales, líneas de tránsito, estacionamientos, patios de comidas, servicios públicos, etc. Y esas áreas también tienen su propio 'clima'. En una ciudad futurista de su alcance, me imagino que estaríamos hablando de incluso más subniveles (¿5-10+?) lo que afectaría aún más a la ciudad en general.

EDITAR: Busqué un poco en Google y pensé, y los edificios no solo serían más altos, sino que también serían más grandes. Así que creo que esto nuevamente probablemente disminuiría los cambios climáticos (clima exterior). Sin embargo, con edificios más grandes de alturas extremas, supongo que terminarías con edificios tipo arcología, cada uno con el objetivo de ser lo más autosuficiente posible. (Imagínese que tiene 300 pisos, cuánto tiempo llevaría conseguir comida en el almuerzo, o el tiempo de tránsito que agrega para ir a casa, etc.) Muchos Sci-Fi tienen tales edificios: el ejemplo más visual que se me ocurre (no el mejor pero más visual) son los edificios del 'Distrito' en la nueva versión de Judge Dredd.

Lo que me lleva a responder. El clima exterior no se vería notablemente afectado. Sin embargo, tendría 'clima' dentro de sus edificios, en reacción directa al clima exterior, así como a cualquier cosa que suceda en el interior. (Cualquiera que haya trabajado en un edificio grande sabe cómo los sistemas de calefacción/humedad/refrigeración pueden ser volubles y temperamentales, al menos en el que yo trabajo lo es. Cuanto más grande sea el área a regular, mayor será. Etc... )