Ny datadrevet global klimamodel giver fremskrivninger til bymiljøer

Byer indtager kun omkring 3% af Jordens samlede jordoverflade, men de bærer byrden af ​​de menneskelige oplevelser af globale klimaændringer, sagde forskere. Globale klimamodeller er sat op til analyse af store billeder, efterlader byområder dårligt repræsenteret. I en ny undersøgelse, forskere ser nærmere på, hvordan klimaforandringer påvirker byer ved at bruge datadrevne statistiske modeller kombineret med traditionelle procesdrevne fysiske klimamodeller.

Resultaterne af forskningen ledet af University of Illinois Urbana Champaign -ingeniør Lei Zhao er offentliggjort i tidsskriftet Naturens klimaforandringer .

Hjem for mere end 50% af verdens befolkning, byer oplever mere varmestress, vandmangel, luftforurening og energisikkerhed end forstæder og landdistrikter på grund af deres layout og høje befolkningstæthed, undersøgelsesrapporterne.

"Byer er fulde af overflader fremstillet af beton og asfalt, der absorberer og bevarer mere varme end naturlige overflader og forstyrrer andre biofysiske processer i lokal skala, "sagde Zhao, en professor i civilingeniør og miljøteknik og tilknyttet National Center for Supercomputing Applications. "At inkorporere disse typer af små variabler i klimamodellering er afgørende for at forstå fremtidens byklima. Men at finde en måde at inkludere dem i modeller i global skala medfører stor opløsning, skala og beregningsmæssige udfordringer. "

Globale klimamodeller projekterer fremtidsscenarier ved at modellere, hvordan processer i større skala som drivhusgasemissioner tvinger det globale klima til at reagere. Ved at kombinere denne teknik med en statistisk model, der efterligner en kompleks og detaljeret klimamodel for bylandskaber, Zhaos team konfronterede by-til-globalt informationsgab.

Teamet anvendte sin byklimaemuleringsteknik til data fra 26 globale klimamodeller under mellemliggende og høje emissioner. Denne fremgangsmåde gjorde det muligt for forskere at modellere output i fremskrivninger på byniveau af temperatur og relativ luftfugtighed gennem år 2100, tillader klimaændringer og usikkerhedskvantificering.

Modellen forudsiger, at ved udgangen af ​​dette århundrede, den gennemsnitlige opvarmning på tværs af globale byer vil stige med 1,9 grader Celsius med mellemliggende emissioner og 4,4 C med høje emissioner, med god overensstemmelse mellem eksisterende klimamodeller i visse regioner, Sagde Zhao.

Fremskrivningerne forudsagde også et næsten universelt fald i relativ luftfugtighed i byer, gøre overfladefordampning mere effektiv og antyde, at tilpasningsstrategier som byvegetation kan være nyttige.

"Vores resultater fremhæver det kritiske behov for globale fremskrivninger af lokale byklimaer for klimafølsomme byområder, "Dette sagde Zhao." Dette kan give byplanlæggere den støtte, de har brug for for at tilskynde til løsninger som f.eks. Grøn infrastrukturindgriben for at reducere byens varmestress i store skalaer. "

I øjeblikket, fremskrivningerne tager ikke højde for virkningerne af den fremtidige byudvikling. Imidlertid, forskerne antager, at de kan udvide deres strategi til at kompensere for dette. "Metoden, samlet set, er meget fleksibel og kan justeres til at fange ting som finere tidsskalaer og kan endda anvendes på andre økosystemer, som skove og polarområder, for eksempel, "Sagde Zhao.