Zweten in de stad Gent: terreinobservaties versus modellering

U hebt het waarschijnlijk ook al ondervonden: tijdens een stralende, windstille dag voelt een stedelijke omgeving warmer aan dan het platteland wat verderop. Dit fenomeen waarbij de temperatuur hoger oploopt in de stad wordt het stedelijk hitte-eiland genoemd. Deze hogere stedelijke temperaturen zorgen ervoor dat mensen in de stad meer lijden onder de warmte als zich een hittegolf voordoet. Deze verhoogde temperaturen komen nog eens bovenop de opwarming ten gevolge van klimaatverandering. Hoe kunnen we onze steden hierop voorbereiden? Dit werd onderzocht met behulp van een hoog resolutie weermodel en data van zes weerstations in en rondom Gent.

Voorbije zomer lag u misschien, badend in het zweet, zich te ergerden aan het feit dat u niet in slaap kon vallen door de aanhoudende warmte. Dit fenomeen waarbij mensen hinder ondervinden ten gevolge van warmte noemen we hittestress. Voornamelijk kwetsbare groepen, zoals ouderen, ondervinden gezondheidsproblemen bij hittestress. Tijdens hittegolven kan extreme hittestress zelfs leiden tot de dood. Hittestress wordt vaker geobserveerd in steden dan op het platteland door de aanwezigheid van het stedelijk hitte-eiland. Het temperatuurverschil tussen de stad en het platteland is meestal het grootst net na zonsondergang. De mensen in de stad lijden op dat moment nog steeds onder de warmte, terwijl men op het platteland reeds kan genieten van een afkoeling.

De hitte in steden wordt intenser door de combinatie van de groei van steden en klimaatverandering. In het sterk verstedelijkte Vlaanderen is het daarom zeer relevant om te weten hoe we met dit door de mens geïnduceerde fenomeen kunnen omgaan. De levenskwaliteit in steden kan bijvoorbeeld worden behouden of zelfs verbeterd door gebruik te maken van de kennis die we hebben omtrent het stedelijke hitte-eiland fenomeen en de inperking ervan.

Verschillende factoren spelen een rol bij de temperatuur die we ervaren als we doorheen de straten wandelen. Menselijke activiteit, verharding, hoge gebouwen, smalle straten en de afwezigheid van water en groen zorgen er namelijk voor dat de warmte sterker blijft hangen in de stad dan op het platteland. Doordat stedelijke gebieden warmte langer vasthouden dan hun omgevende rurale gebieden ontstaat het stedelijk hitte-eiland effect. De intensiteit van het stedelijk hitte-eiland is afhankelijk van voorgenoemde factoren en is daarom verschillend op verschillende plaatsen in de stad.

 Deze variabiliteit in temperatuurverschillen wordt op vandaag in kaart gebracht met de weerstations van het MOCCA netwerk (Monitoring the City’s Climate and Atmosphere) te Gent. De temperatuurvariaties op dergelijke lokale schaal worden echter niet voorspeld door weermodellen die momenteel worden gebruikt voor onze weerberichten. Dit komt doordat een weermodel een vereenvoudiging is van de alles wat zich in de atmosfeer afspeelt om zo de tijdsduur van de berekeningen te beperken.

Er wordt echter heel wat onderzoek gedaan om die interactie tussen de stad en het weer in rekening te kunnen brengen bij weermodellen. De moeilijkheid hierbij is dat een weermodel de kenmerken van de stadsomgeving gedetailleerd moet kennen. Om stedelijke effecten te integreren in weersvoorspellingen is een weermodel met een hogere ruimtelijke resolutie nodig. Dit wil zeggen dat er een dichter netwerk van punten wordt gebruikt waarin berekeningen worden gedaan. Een dichter netwerk betekent meer punten en dit betekent op zijn beurt een langere rekentijd. Om de rekentijd te beperken moet zo’n hoge resolutie voorspelling tot een kleiner gebied beperkt worden. Je kan het voorgaande vergelijken met een digitale foto: hoe meer pixels, hoe hoger de resolutie en hoe gedetailleerder de foto, maar voor een gedetailleerdere foto heb je meer tijd en opslagcapaciteit nodig om de foto over te zetten op je computer.

Simulaties met een hoog resolutie weermodel werden gebruikt voor de zomer van 2016 om na te gaan of bepaalde veranderingen in het model zorgden voor een betere of slechtere nabootsing van de temperatuurobservaties van het MOCCA netwerk. Als een verandering in het model zorgt voor temperaturen die beter overeenkomen met de gemeten temperaturen over een bepaalde periode dan kan het weermodel worden geoptimaliseerd door deze verandering door te voeren.

Uit de studie volgde dat het model zeer gevoelig is aan wijzigingen in de bodembedekking, zoals water, groene en verharde oppervlakte. Daarnaast resulteerde de implementatie van bodembedekkingsgegevens met een hogere resolutie in een betere modellering van het stedelijk hitte-eiland. Daarom is het belangrijk om accurate bodembedekkingsdata te gebruiken bij de modellering van het stedelijk hitte-eiland. Bovendien vonden we dat een groter aandeel groene oppervlakte leidt tot een gemiddeld lagere temperatuur en dat een grotere fractie verharde oppervlakte leidt tot gemiddeld hogere temperaturen. De implementatie van nauwkeurigere gebouwhoogtes zorgde in mindere mate voor veranderingen in de resulterende temperaturen die het model produceerde.

Bijkomend werd gevonden dat het belangrijk is om rekening te houden met de grootte van het gebied rondom het meetstation die het stedelijk hitte-eiland beïnvloedt om dit verder te gebruiken in de modellering. Voor de zes meetlocaties in Gent kunnen we besluiten dat de nabije omgeving (tot straal van 100 m) belangrijk is om de geobserveerde temperaturen overdag te begrijpen en dat de lokale omgeving (tot straal van 600 m) belangrijk is om het stedelijk hitte-eiland tijdens de nacht te verklaren.

Uit dit onderzoek volgt dat groene ruimten in de stad belangrijk zijn om steden leefbaar te houden tijdens hittegolven aangezien bodembedekking een grote rol speelt bij de temperatuur die we waarnemen in de stad. Daarnaast zijn we op de goede weg om het stadsklimaat te begrijpen en te voorspellen. Hopelijk zijn we binnenkort in staat om te voorspellen of we nu die extra trui nodig hebben of niet voor een nachtelijk uitje in de binnenstad.

Geïnteresseerd in hoe sterk het weer op de verschillende locaties in Gent momenteel varieert? Neem dan een kijkje op de website: http://mocca.ugent.be.