Onze steden worden heter door de warmte die vrijkomt bij menselijke activiteiten. Dit wordt verergerd door hittegolven die vaker voorkomen als gevolg van klimaatverandering, verandering van de energiebalans van stedelijke gebieden en daarmee van invloed op het lokale milieu en de gezondheid van de bewoners.

Steden zijn veel warmer dan hun omgeving, aangezien stedelijke structuren meer zonne- en thermische straling absorberen en vasthouden dan bodems of vegetatie. Bovendien, airconditioning systemen, verkeersemissies en industrie zorgen voor warmte in het stadsklimaat, helpen bij het creëren van het stedelijk hitte-eiland (UHI) effect.

Warmte als gevolg van menselijke activiteiten staat bekend als de antropogene warmteflux (QF). Het door de EU gefinancierde project URBANFLUXES ging de uitdaging aan om de hitte in steden te bestrijden door aardobservatie (EO) te gebruiken om ruimtelijke patronen van het stedelijke energiebudget (UEB) te identificeren. Zowel de stedenbouwkundige als de aardsysteemwetenschappelijke gemeenschappen hebben ruimtelijk uitgesplitste UEB-gegevens nodig, op de lokale (d.w.z. buurt / gebieden groter dan de orde van 100 m x 100 m) en stadsschalen. Echter, dergelijke informatie is praktisch onmogelijk af te leiden uit punt-in-situ fluxmetingen.

Satellieten helpen bij het identificeren van hotspots

Projectpartners onderzochten de geschiktheid van EO voor het bepalen van UEB, ondersteund door eenvoudige meteorologische metingen op de grond. Onderzoekers bestudeerden het stadsklimaat in drie Europese steden (Londen, Basel en Heraklion) en berekende de afzonderlijke bijdragen van stedelijke structuren, airconditioning, groene ruimten en mobiliteit naar stedelijke warmte. "Het doel was om een ​​op EO gebaseerde methodologie te ontwikkelen, die gemakkelijk kan worden overgedragen naar elk stedelijk gebied en in staat is om QF-benchmarkgegevens te leveren voor verschillende toepassingen, " zegt projectcoördinator Dr. Nektarios Chrysoulakis.

De belangrijkste vraag waarmee wetenschappers werden geconfronteerd, was of EO betrouwbare schattingen van QF kan geven tijdens het verwerven van satellieten door het ophalen van ruimtelijke patronen van het UEB. Het consortium heeft met succes een methode ontwikkeld waarmee het UEB kan worden afgeleid van huidige en toekomstige EO-systemen op basis van gegevens van de Sentinels-missies van het Copernicus-programma.

Dankzij het werk van het onderzoeksteam, wetenschappers konden voor het eerst satellietgegevens gebruiken om de energiebalans en de tijdverdeling ervan te bepalen. "We kunnen nu op lokale schaal zeer geconcentreerde warmtegebieden en hoge niveaus van antropogene warmte nauwkeurig inschatten, " zegt Dr. Chrysoulakis.

Planning voor koelere steden

URBANFLUXES zal de waarde van EO-gegevens voor wetenschappelijke analyses verhogen door gebruik te maken van de verbeterde gegevenskwaliteit, dekkings- en bezoektijden van de Copernicus Sentinels. Het project zal ook strategieën ondersteunen die relevant zijn voor de beperking van en aanpassing aan de klimaatverandering in steden.

Opkomende toepassingen zoals stadsplanning en mitigatie en aanpassing van klimaatverandering op lokaal/regionaal niveau zullen profiteren van de toegenomen kennis van de effecten van UEB-patronen op het UHI-effect, en daarmee op het stadsklimaat. Volgens Dr. Chrysoulakis:"Planningstools zoals stedelijke klimaatkaarten zullen worden verrijkt met informatie over UEB-patronen. Mapping biedt visualisatie van beoordelingen van deze verschijnselen om planners te helpen, ontwikkelaars en beleidsmakers nemen betere beslissingen over de mitigatie van en aanpassing aan stedelijke hitte." Dit zal leiden tot de ontwikkeling van duurzame planningsinstrumenten en strategieën om deze effecten te mitigeren, verbetering van thermisch comfort en energie-efficiëntie in steden door minder QF-hotspots.