Forebyggelse af varmeøer er en prioritet for fremtiden for vores byer

Sommeren 2022 var uden fortilfælde:rækken af ​​hedebølger mellem juni og august gav et glimt af, hvordan klimaændringer vil gøre byer til stadig mere besværlige steder at bo i sommermånederne. Det gælder især i de tættest befolkede områder, hvor tætpakkede bygninger og allestedsnærværende beton- og asfaltoverflader kan drive temperaturen op og hurtigt forvandle byblokke til ovne. Derudover har de mørkere farver, der bruges til bystrukturer, tendens til at tiltrække og absorbere varme. Disse tætte byområder er kendt som varmeøer, og det er, hvad to studerende ved EPFL Fakultet for Arkitektur, Civil- og Miljøteknik (ENAC) - Clara Gualtieri og YueWanZhao Yuan - valgte at studere til deres kandidatprojekt i miljøteknik. De udførte vigtig forskning om varmeøer, og hvad der kan gøres for at afbøde virkningerne.

Varmeøer vil blive et stadig mere alvorligt problem, efterhånden som planeten bliver varmere. Det meste af verdens befolkning bor nu i byer, og klimaændringer betyder, at de vil blive konfronteret med flere og flere af de direkte konsekvenser af ekstreme temperaturer. Disse temperaturer mindsker ikke kun folks sundhed og velvære:de kan også være potentielt dødelige for visse risikokategorier, såsom ældre, kronisk syge og hjemløse. Og de metoder, de fleste mennesker bruger til at køle af – som aircondition og store blæsere – kræver meget strøm og genererer endnu flere drivhusgasemissioner, hvilket giver næring til den onde cirkel af klimaændringer.

For at udføre deres forskning på varmeøer analyserede Gualtieri og Yuan overfladetemperaturer i to Geneve-kvarterer (Les Vernets og Pointe-Nord) baseret på data indsamlet på jorden, bygningsfacader og hustage. Disse to kvarterer gennemgår en storstilet transformation og har forskellige byudviklingsprojekter i gang som en del af PAV-programmet (Praille-Acacias-Vernets). De to studerende udviklede et sæt indviklede 3D-computermodeller for hvert kvarter, der beskriver kvarterets aktuelle temperaturprofil, den mest sandsynlige temperaturprofil i 2050, hvis der ikke foretages ændringer, temperaturprofilen under IPCC's worst-case scenario (RCP 8.5, hvor Udledningen af ​​drivhusgasser fortsætter i samme tempo, hvilket fører til det maksimale niveau af global opvarmning), og temperaturprofilen, hvis bylandskabet tilpasses for at reducere lokale temperaturer.

En stigning på 10 grader celsius

Den højeste jordoverfladetemperatur, som eleverne fandt i de to kvarterer, var omkring 35 grader Celsius, men deres modeller forudsagde, at denne temperatur i gennemsnit kunne stige med 10 grader Celsius og i nogle tilfælde endda med 15 grader Celsius i juli og august baseret på deres forskellige scenarier.

Modellerne viste også, at afbødningsstrategier som plantning af træer og anden vegetation for at skabe flere grønne områder kan sænke jordoverfladetemperaturen med omkring 5 grader Celsius i begge kvarterer. De opdagede, at især planter kan være effektive, da den skygge, de producerer, har mere indflydelse end græs blot plantet i jorden. Gualtieri og Yuan bemærker også to yderligere foranstaltninger, der er værd at studere:albedo-effekten - evnen til lysere farver til at reflektere varme - og genoplivning af floder eller andre vandområder for at afkøle den omgivende luft betydeligt.

De studerendes resultater er resultatet af en omhyggelig proces, hvor de meget præcist kortlagde hvert kvarter for at generere de mest mulige komplette 3D-modeller. Deres modeller inkorporerer en enorm mængde information, herunder den lokale morfologi og topografi, overfladen af ​​alle byggede strukturer (f.eks. hustage, bygningsfacader og veje og mindre strukturer som afsatser og autoværn) – inklusive strukturernes størrelse, hældning og termiske temperatur. egenskaber – gademøbler, de forskellige anvendte materialer, grønne områder, skyggefulde områder og mere. "Vores simuleringer endte med at inkorporere mere end 100.000 overflader," siger Gualtieri.

'Et stort problem'

Gualtieri og Yuan indhentede deres data fra eksisterende datasæt, herunder det schweiziske føderale register over bygninger og boliger og vejrdatabaser. Eleverne kørte derefter forskellige applikationer, nemlig Rhino, et stykke 3D-modelleringssoftware, og CitySim, et simuleringsprogram udviklet på EPFL specifikt til byplanlæggere. CitySim lader byplanlæggere vurdere bygningers termiske og fysiske egenskaber og deres strømbehov, hvilket er værdifuld information til at designe strategier til at minimere brugen af ​​fossile brændstoffer.

"Gualtieri og Yuans forskning viser, at varmeøer vil blive et stort problem i 2050, hvis vi ikke begynder at skære ned på emissioner af fossile brændstoffer," siger Kavan Javanroodi, en postdoc ved EPFL's Solar Energy and Building Physics Laboratory (LESO-PB) . "Byplanlæggere skal begynde at tage fat på dette problem tidligt i deres projekter. Denne forskning fremhæver også, hvad visse strategier kan opnå med hensyn til varmereduktion, og giver dermed Geneves byplanlæggere et udgangspunkt for at bekæmpe temperaturtoppe og ekstreme mikroklimaforhold i byens udvikling. kvarterer." + Udforsk yderligere

NASA's ECOTRESS ser gaderne i Las Vegas skrue op for varmen