Il fenomeno delle “isole di calore” interessa da sempre maggiormente i grandi agglomerati urbani più che le periferie rurali. Si tratta della creazione, all’interno di aree urbane cittadine, della creazione di microclimi più caldi rispetto, appunto, a zone più periferiche o rurali, divenendo anzi più rilevante al crescere delle dimensioni dell’insediamento.
Tale fenomeno, tuttavia, non si limita ad interessare solo ed esclusivamente la superficie, ma anche alcuni strati del sottosuolo (e con esso le falde). Le cause derivano da vari fattori, come la densità di popolazione, l’impermeabilizzazione della superficie, la radiazione termica degli edifici, le emissioni dell’industria, dei trasporti e così via, come del resto, spesso, una vegetazione carente. L’antropizzazione ha quindi risvolti sulle temperature dell’aria, della superficie e del sottosuolo delle città moderne.
All’interno di una regione geografica, queste anomalie termiche possono contribuire all’inquinamento atmosferico e all’aumento della mortalità durante i periodi torridi in estate. La maggiore temperatura delle acque di falda influenza poi gli ecosistemi sotterranei e potrebbe favorire la crescita dei patogeni nei corpi idrici. Ma le isole di calore sotterranee hanno anche alti potenziali per l’approvvigionamento energetico e la protezione del clima: il calore delle falde acquifere a bassa profondità può essere utilizzato per il riscaldamento invernale e raffrescamento estivo con l’aiuto di pompe di calore geotermiche. Secondo alcuni studi, se questo potenziale geotermico venisse debitamente utilizzato, parte del crescente consumo energetico delle città potrebbe essere coperto senza l’ausilio di combustibili fossili. Ciò ridurrebbe le emissioni di gas serra e, quindi, contrastare il riscaldamento globale.
Le isole di calore superficiali e sotterranee sono collegate principalmente per conduzione termica. Finora, gran parte della ricerca scientifica sull’argomento, ha studiato le singole isole di calore separatamente, le une dalle altre, e questo ha fatto sì che ben poco fosse noto circa i meccanismi di interazione e relazione tra questi due sistemi. Un gruppo di scienziati dell’Istituto di Geoscienze Applicate (AGW) e dell’Istituto di meteorologia e ricerca sul clima (IMK-ASF) del Karlsruhe Institute of Technology (KIT) nonché del Swiss Federal Institute of Technology di Zurigo (ETHZ) hanno recentemente analizzato queste dinamiche in quattro grandi città in Germania, pubblicando i risultati sulla rivista "Environmental Science & Technology".
I ricercatori del KIT e ETH, utilizzando rilevazioni satellitari, hanno confrontato le temperature in superficie e delle isole di calore sotterranee nelle quattro città di Berlino, Monaco, Colonia, e Karlsruhe, evidenziando una correlazione spaziale fino al 80%. La correlazione nelle città più grandi, come Colonia, supera quella nei centri relativamente più piccoli come Karlsruhe. Ma anche la vetustà architettonica influisce sulle dinamiche: le zone più antiche (centri storici) hanno temperature sotterranee maggiori delle periferie e delle nuove urbanizzazioni. Nel 95% delle aree studiate sono state rilevate temperature superiori a quelle della falda superficiale. Gli scienziati hanno attribuito questo fenomeno a fonti supplementari di calore sotterranei di origine antropica, come le cantine di edifici, fognature, o punti di reiniezione di acqua di raffreddamento.
Quindi, la temperatura superficiale rilevata per via satellitare, misurata da sola, non è sufficiente per una stima attendibile della temperatura delle acque sotterranee. Per questo motivo, gli scienziati hanno considerato anche la densità e le temperatura delle cantine, riuscendo a stimare temperature sotterranee regionali con un errore medio assoluto di 0,9 gradi Kelvin. "Questo metodo può essere applicato per una prima valutazione di isole di calore sotterranee e, di conseguenza, delle condizioni ecologiche nelle acque sotterranee e del potenziale geotermico” ha detto Philipp Blum, professore di Geologia presso il Karlsruhe Institute of Technology.
