Samen met wetenschappers van Empa, ETH-hoogleraar Jan Carmeliet bestudeerde afgelopen juni de laatste hittegolf. ETH News vroeg hem waar 's zomers de meest aangename plek is om in Zürich te zijn, en welke structurele maatregelen moeten worden genomen om steden te beschermen tegen extreme hitte.

ETH-nieuws:professor Carmeliet, waarom zijn steden in de zomer zoveel heter dan het platteland?

Jan Carmeliet:Steden worden gemaakt met veel beton en asfalt. Deze materialen zijn relatief donker en zijn bijzonder effectief in het absorberen van zonnestraling; ze warmen overdag op en slaan de warmte op. 's Nachts, gebouwen en straten fungeren dan als radiatoren, het vrijgeven van de warmte die gedurende de dag is opgeslagen en het opwarmen van de omgeving. Gebouwen in steden blokkeren ook de wind, en steden bevatten minder vegetatie dan het platteland. Wind door afvoer van warme lucht en planten die water verdampen hebben een verkoelend effect.

Samen met wetenschappers van Empa, u onderzocht de laatste hittegolf eind juni in Zürich. Hoeveel warmer was de stad?

Het verschil stad-platteland – in de wetenschap spreken we van stedelijke hitte-eilandintensiteit – bedroeg op 22 juni in Zürich 6 graden 's nachts. De dag ervoor hadden we veel zonnestraling. De nacht was toen onbewolkt, wat betekende dat op het platteland, er ontsnapte veel warmte en de lucht koelde af. In het stadscentrum, echter, de gebouwen en straten straalden veel warmte uit, dus de nachtelijke koeling was veel beperkter. Zes graden is een hoge waarde – tijdens de hittegolf van de zomer van 2015 het verschil stad-platteland bereikte slechts een maximum van 4,5 graden.

Je hebt een computersimulatie gebruikt om temperaturen voor Zürich met hoge resolutie te modelleren. Waar was het het heetst in Zürich tijdens de meest recente hittegolf?

Het was het heetst in de buurt van het centraal station en langs de spoorlijnen. De donkere sporen en het donkere grind namen veel warmte op. Het was ook erg warm in Unterstrass en tussen het Letzigrund-stadion en Altstetten.

En waar waren de meest aangename temperaturen?

Bij het meer – in Seefeld, Bürkliplatz en Enge – de nachttemperaturen waren lager. De luchtcirculatie bracht koelere lucht uit het meer de stad in. Ook in Hirslanden en Schwamendingen waren de temperaturen aangenaam, die profiteerde van de wind die naar beneden kwam van de heuvels van Adlisberg en Zürichberg.

Wat hoop je te bereiken met deze computermodellering?

We willen hittegolven in steden op lokale schaal beter begrijpen. Aangezien het niet praktisch is om een ​​hele stad te bestrijken met een zeer dicht netwerk van temperatuurmeetstations, we werken met simulatiemodellen. We gebruiken de gemeten temperatuur- en windwaarden van weerstations als randvoorwaarden en berekenen vervolgens de temperatuur voor Zürich en omgeving tot een resolutie van 250 meter. Voor de simulatie, we hebben een bestaand weermodel aangevuld met informatie over gebouwen, de gebruikte materialen en vegetatie. Met zulke modellen kunnen we ook kijken naar de invloed van hittegolven op de gezondheid en het welzijn van de stadsbewoners, want die hebben wel degelijk een grote invloed. Veel ouderen en zieken hebben last van extreme temperaturen. Hun metabolisme past zich langzaam aan, als al, tot hoge temperaturen.

Tegen het einde van deze eeuw, klimaatwetenschappers voorspellen dat we een aanzienlijke toename van extreme hitteniveaus mogen verwachten, vooral in Zuid-Europa maar ook in Zwitserland. Moeten we stoppen onze steden zo dicht te maken?

Als we de dichtheid van onze steden vergroten, we moeten het intelligent doen en lucht laten circuleren. Stadsblokken met een omsloten binnenplaats zonder begroeiing of schaduw zorgen voor lokale hotspots. Steden moeten ventilatiekanalen hebben. En het is belangrijk, bijvoorbeeld, opener te bouwen rond meren en andere waterlichamen. Gesloten rijen gebouwen langs de kust voorkomen dat koelere lucht de stad instroomt.

Bij je onderzoek je houdt je ook bezig met de vraag hoe we onze steden beter kunnen beschermen tegen frequentere hittegolven. Welke opties zijn er?

Stedelijke infrastructuur kan niet gemakkelijk worden veranderd, maar er zouden maatregelen kunnen worden genomen op hotspots. Het introduceren van schaduw en koeling met water zijn beide efficiënte maatregelen. Blootliggende wegen kunnen worden overschaduwd met textielstructuren. Regenwater - van zomeronweersbuien, bijvoorbeeld - kan lokaal worden opgeslagen en op warme dagen worden gespoten. Omdat bomen zowel schaduw bieden als water verdampen, ze zijn ook zeer efficiënt. Er is ook een aanzienlijk potentieel in de ontwikkeling van nieuwe bouwmaterialen.

Op welke manier?

Neem als voorbeeld wegdek:in Zwitserland, veel straten, trottoirs en open plekken zijn geplaveid met asfalt, waardoor ze gemakkelijk te onderhouden zijn. Echter, asfalt heeft ook een groot nadeel, omdat zijn donkere kleur het een zeer absorberend materiaal voor warmte maakt. Het zou beter zijn om lichtere en meer poreuze oppervlakken te hebben die water opnemen als het regent of die kunnen worden geïrrigeerd. Ik behandel de ontwikkeling van dergelijke oppervlakken in een van mijn onderzoeksprojecten.