Deze zomer alleen intense hittegolven zijn verantwoordelijk voor minstens 11 doden in Japan, een recordbrekende temperatuur van 45,9 graden Celsius in Frankrijk, en een hitteadvies dat 147 miljoen mensen aan de oostkust van de VS treft. Vermoedelijk als het "nieuwe normaal, " deze extreme luchttemperaturen kunnen ons lichaam verwarmen, zonnesteek of zelfs orgaanschade veroorzaken.

Een nieuwe studie door onderzoekers van het Lawrence Berkeley National Laboratory van het Department of Energy (Berkeley Lab) toont aan dat als elk gebouw in Californië tegen 2050 "koele" daken zou hebben, deze daken zouden helpen om stedelingen te beschermen tegen de gevolgen van deze gevaarlijke hittegolven. hun studie, "Interactieve implicaties van klimaatverandering, bevolkingsdynamiek, en stedelijke hittebeperking voor toekomstige blootstelling aan extreme hitte, " is onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Brieven voor milieuonderzoek .

De onderzoekers voorspellen dat hittegolven tegen het midden van de eeuw waarschijnlijk twee tot tien keer vaker zullen voorkomen in de staat. Maar als koele daken werden toegepast in de dichtstbevolkte gebieden van Californië, de San Francisco Bay Area, Los Angeles, San Diego, en Sacramento - tegen 2050 zouden deze reflecterende daken de blootstelling aan hittegolven (gedefinieerd als elke keer dat een persoon een hittegolf ervaart) met 35 miljoen per jaar kunnen verminderen, vergeleken met naar schatting 80 miljoen hittegolfgevallen in 2050 zonder toename van het gebruik van koeldaken. Dit is het nieuwste voorbeeld van Berkeley Lab's onderzoek naar de mogelijkheden van reflecterende daken, muren, en trottoirs om stedelijke hitte te verminderen, het gebruik van airconditioning verminderen, en water besparen.

"Stedelijke ruimtes zijn een klein deel van de wereld, maar daar wonen de meeste mensen, " zei Pouya Vahmani, een postdoctoraal onderzoeker in Berkeley Lab's Climate and Ecosystem Sciences Division en hoofdauteur van de studie. "Als we die gebieden ook maar een beetje kunnen koelen, het kan een enorme impact hebben op de gezondheid en de significante effecten van klimaatverandering terugdraaien."

Toekomstige hittegolven voorspellen

Stadsbewoners zijn kwetsbaarder dan hun landelijke tegenhangers voor de negatieve effecten van een hittegolf. Door het stedelijk hitte-eilandeffect luchttemperaturen pieken enkele graden hoger in steden dan in omliggende begroeide gebieden. Gebouwde oppervlakken absorberen gemakkelijk de warmte van overdag en geven deze 's nachts weer af, steden ook 's nachts warmer te houden.

Als de nachttemperaturen hoog blijven, menselijke lichamen worstelen om af te koelen en te herstellen van de verzengende hitte van de dag. In de zomer, wanneer de effecten van het stedelijke hitte-eiland piekeren, gezondheid van de mens ernstig in gevaar kan komen. Voeg een hittegolf toe aan deze toch al door hitte gestresste omgeving, en effecten verergeren.

In deze nieuwe studie de onderzoekers van Berkeley Lab hadden twee doelen. Eerst, ze wilden het optreden van hittegolven voorspellen in de 29 grote stedelijke provincies van Californië tussen nu en 2050. Ze gebruikten regionale klimaatomstandigheden tussen 2001 en 2015 als uitgangspunt om het klimaat van het midden van de eeuw te simuleren onder twee scenario's voor opwarming van de aarde.

Door deze klimaatomstandigheden te combineren met satellietbeelden met hoge resolutie konden ze stedelijke kenmerken zoals gebouwen, wegen, en vegetatie, die warmte opnemen en afgeven, en voor nauwkeurigere toekomstige klimaatvoorspellingen. Vervolgens, de onderzoekers gebruikten bevolkingsschattingen op provinciaal niveau voor 2050 om de blootstelling van de bevolking aan toekomstige hittegolven te beoordelen.

"We wilden een beter beeld krijgen van toekomstige klimaatveranderingsrisico's voor de stedelijke omgevingen en aanpassingsopties van Californië, " zei Andrew Jones, een wetenschapper in de Climate and Ecosystem Sciences Division van Berkeley Lab en co-auteur van de studie. "Het maken van dergelijke verfijnde en realistische voorspellingen kan stadsplanners en burgers helpen zich voor te bereiden op hitte-evenementen in een steeds warmer wordende toekomst."

Uit hun onderzoek bleek dat hittegolven met luchttemperaturen van meer dan 35 graden Celsius (95 graden Fahrenheit) en ten minste drie opeenvolgende dagen twee tot tien keer vaker voorkomen in toekomstige scenario's voor opwarming van de aarde. Met de extra last van het steeds drukker worden van stedelijke centra, de onderzoekers verwachten dat er in 2050 in Californië elk jaar 80 miljoen gevallen van blootstelling aan hittegolven zullen zijn, vergeleken met een gemiddelde van 37 miljoen gevallen per jaar onder de huidige klimaatomstandigheden.

"Dat is meer dan het dubbele van de gevallen die we hebben gezien onder de huidige klimatologische omstandigheden, ' zei Vahmani.

Ook, regio's zoals het centrum van Los Angeles en Santa Clara, Alameda, en Orange Counties die in het verleden hebben geprofiteerd van een koele zeebries, zullen vaker last hebben van, meer intense hittegolven tegen het midden van de eeuw. "Dat is belangrijk, "Vahmani zei, "omdat veel van deze regio's niet voorbereid zijn op de extreme hitte."

Coole daken te hulp

Het wit coaten van daken of het plaatsen van zonlichtreflecterende tegels in stedelijke clusters zou een oplossing kunnen zijn. volgens de onderzoekers.

"Het is niet per se een ingewikkelde of dure technologie, " zei Vahmani. "Maar koele daken, in het algemeen, zijn effectiever als iedereen ze overneemt."

Het tweede doel van hun onderzoek was het analyseren van de effectiviteit van koele daken bij het verminderen van hittegolfeffecten. Om dat te doen, het onderzoeksteam herhaalde dezelfde regionale klimaatsimulaties met hoge resolutie, alleen deze keer alle bestaande gebouwdaken vervangen door koele daken. specifiek, ze wilden weten of de verhoogde zonnereflectie de stedelijke bevolking zou kunnen beschermen tegen hittegolven.

Ze ontdekten dat als elk gebouw in Californië tegen 2050 koele daken zou hebben, het zou het jaarlijkse aantal blootstellingen aan hittegolven in Californië kunnen terugbrengen van 80 miljoen tot 45 miljoen.

Dit mitigatiepotentieel verraste het team. "Hoewel een klein percentage van het land van Californië stedelijk is, Ik was verbaasd over hoe effectief koele daken kunnen zijn in het terugdringen van risico's van extreme hitte, ' zei Jones.

Naast verminderde blootstelling aan hittegolven en de bijbehorende gezondheidsrisico's, deze studie voorspelt dat wijdverbreide toepassing van koele daken de energiebehoefte drastisch zou kunnen verminderen door het gebruik van airconditioning te verminderen.

Jones erkent dat 100% conversie naar koele daken tegen 2050 een uitdaging kan zijn. Terwijl steden als Los Angeles koele daken verplichten voor nieuwbouw, Het renoveren van bestaande gebouwen kan duur zijn.

Het team wil nu de minimale dekking voor koele daken vinden die nodig is om voordelen te behalen die vergelijkbaar zijn met die in het onderzoek.

Maar het positieve effect van koele daken blijft beperkt tot het verlagen van de dagtemperaturen wanneer de daken zonlicht weerkaatsen. 's Nachts, wanneer wegen en opeengepakte gebouwen langzaam warmte afgeven, deze daken kunnen niet direct voor verkoeling zorgen.

"Wat ze kunnen doen, is de hoeveelheid warmte die steden overdag absorberen, verminderen, "Jones zei, "wat indirect de warmte kan verlagen die beschikbaar is voor release in de nacht."