Hittegolven behoren tot de dodelijkste en meest voorkomende milieu-extremen. Terwijl de aarde blijft opwarmen door de opeenhoping van broeikasgassen, hittegolven zullen naar verwachting heviger worden, vooral voor steden, waar beton en een gebrek aan bomen het zogenaamde stedelijke hitte-eilandeffect creëren.

Met behulp van een wereldwijd klimaatmodel, een team onder leiding van onderzoekers van Princeton University heeft gemeten hoe ernstig hittegolven interageren met stedelijke hitte-eilanden, nu en in de toekomst, in 50 Amerikaanse steden in drie klimaatzones.

In termen van relatieve temperatuurstijging, de hedendaagse oostelijke en zuidoostelijke steden worden zwaarder getroffen door hittegolven dan droge en semi-aride westelijke steden. Dit komt door de hoeveelheid ondoordringbare, betonnen oppervlakken en gebrek aan vocht in steden in het oosten en zuidoosten in vergelijking met hun landelijke omgeving. In tegenstelling tot, zowel landelijke als stedelijke droge omgevingen ervaren vergelijkbare temperatuurstijgingen, en beide hebben minder jaarlijkse regenval dan hun oostelijke en zuidoostelijke tegenhangers.

Echter, tegen 2100, dit zal naar verwachting omslaan. Droge steden zoals Phoenix worden broeinesten voor hittegolven in vergelijking met hun landelijke omgeving, terwijl steden aan de oostkust minder zwaar getroffen zullen worden door hittegolven dan die van hen. Dit komt omdat toekomstige droge steden waterbeperkt zullen blijven vanwege het ontbreken van doorlatende oppervlakken in steden, terwijl hun plattelandsburen naar verwachting niet langer "droog" zullen zijn als gevolg van meer regenval. Het overmatig gebruik van airconditioners geeft ook warmte af aan de stedelijke hitte-eilanden, een belangrijke rol spelen.

De bevindingen zijn gekoppeld aan de ontwikkeling van de stad en het platteland. De waterbeschikbaarheid van een stad, door regenval of irrigatie, dicteert zijn verdampingskoelingseffecten op de temperatuur, die de ernst van een hittegolf vermindert. Met andere woorden, steden met meer vocht zullen sneller afkoelen.

"Gezien het feit dat 50 procent van de wereldbevolking momenteel in steden woont, en dat percentage zal naar verwachting toenemen tot 70 procent in het jaar 2050, er is een dringende behoefte om te begrijpen hoe steden en landschappen worden beïnvloed door hittegolven, " zei Lei Zhao, een postdoctoraal onderzoeksmedewerker bij Princeton's Program in Science, Technologie, en Milieubeleid (STEP), die is gebaseerd op de Woodrow Wilson School of Public and International Affairs. "Onze studie verklaart waarom steden nog meer lijden tijdens extreme hitte en benadrukt de hitterisico's waarmee stadsbewoners nu en in de geprojecteerde toekomst worden geconfronteerd."

De bevindingen, gepubliceerd in Brieven voor milieuonderzoek , benadrukken het belang van strategieën voor warmtebeperking en infrastructuren zoals groene daken, waarbij vegetatie vocht van de aarde naar de atmosfeer transporteert door verdamping van water en transpiratie van planten.

Het onderzoeksteam gebruikte een wereldwijd klimaatmodel om de huidige omstandigheden (1975 tot 2004) en toekomstige scenario's (2071 tot 2100) te meten, zowel overdag als 's nachts. Ze beperkten hun analyse overdag tot elke dag in juni tot en met augustus tussen 13.00 en 15.00 uur, wanneer de temperatuur meestal piekt. Voor nachtelijke schattingen, ze gebruikten middernacht, wanneer de temperatuur het laagst is.

Van de 50 steden die voor het onderzoek zijn geselecteerd, 21 bevonden zich in gematigde klimaatzones, 14 waren in continentale klimaten, en 15 waren in droge klimaten. Gematigde klimaatzones ervaren het hele jaar door alle vier de seizoenen met een verscheidenheid aan temperaturen. Continentale klimaten - waar Chicago ligt, staan ​​bijvoorbeeld bekend als relatief droog met zeer hete zomers en zeer koude winters. Droge en droge klimaten zijn meestal woestijnachtig met weinig neerslag en grote temperatuurschommelingen, zowel dagelijks als per seizoen.

De onderzoekers concentreerden zich op gematigde en droge gebieden om de vochtigheidscontrasten tussen deze twee verschillende zones te tekenen. Ze maten continentale klimaten omdat ze ook dodelijke hitte ervaren, ondanks dat het zich in koudere klimaten bevindt.

Voor de bevindingen overdag, de onderzoekers toonden aan dat de gematigde steden van vandaag waterbeperkt zijn, terwijl hun landelijke tegenhangers veel water hebben door overvloedige regenval. Daarom, steden in gematigde zones ervaren vandaag meer ernstige hittegolven. De droge regio's van vandaag, zowel stedelijk als landelijk, zijn beide waterbeperkt, vonden de onderzoekers, omdat er in het algemeen minder regen valt.

tegen 2100, dit gaat omslaan. De verwachting is dat in de toekomst in beide klimaten de regenval zal toenemen, maar de beschikbaarheid van water zal naar verwachting beperkt zijn in droge steden als gevolg van ondoordringbare oppervlakken. Dit, gecombineerd met een aanzienlijk verhoogd energieverbruik voor airconditioning tijdens hittegolven, draagt ​​aanzienlijk bij aan de synergetische effecten tussen hittegolven en stedelijke hitte-eilanden.

's Nachts, de effecten zijn consistent in alle klimaatregio's en scenario's, wat zorgwekkend is. Hoge temperaturen 's nachts kunnen leiden tot meer hittegolfgerelateerde sterfgevallen, omdat stadsbewoners geen verlichting kunnen vinden.

Op het gebied van gezondheid, hittegolven die de nattere steden van vandaag treffen, verhogen het sterfterisico met 3,2 procent. Voor droge steden in de toekomst, het sterfterisico neemt toe met 2,4 procent.

"Gezondheidseffecten waren een belangrijke motivatie voor ons onderzoek. Extreme hitte heeft nadelige effecten op de menselijke gezondheid en verhoogt het risico op overlijden in verschillende regio's in de wereld, ' zei Zhao.

"Onze bevindingen onderstrepen het belang van het implementeren van warmtebeperkingsstrategieën vandaag. Ze benadrukken ook de noodzaak van meer van dit soort onderzoeken om ons een beter idee te geven van de steden en landschappen die nu en ook onder extra broeikasopwarming het meest worden getroffen, " zei mede-hoofdauteur Michael Oppenheimer, de Albert G. Milbank Professor of Geosciences and International Affairs en het Princeton Environmental Institute aan de Woodrow Wilson School en Department of Geosciences van Princeton.

De krant, "Interacties tussen stedelijke hitte-eilanden en hittegolven, " verscheen voor het eerst online als een geaccepteerd manuscript 6 december, 2017, in Brieven voor milieuonderzoek .