Bij zomerse hitte, steden kunnen meer broeien dan nabijgelegen voorsteden en landelijke gebieden. En hoewel de omvang van dit stedelijke hitte-eilandeffect sterk varieert tussen de steden in de wereld, De intensiteit van het hitte-eiland kan grotendeels worden verklaard door het bevolkings- en neerslagniveau van een stad, onderzoekers rapporteerden in een paper dat op 4 september in het tijdschrift werd gepubliceerd Natuur .

Inzicht in het hitte-eilandeffect van een stad is van cruciaal belang voor het ontwikkelen van strategieën om het energieverbruik te verminderen en gevaarlijk hoge temperaturen te voorkomen, zei Elie Bou-Zeid, een van de auteurs van de studie en een professor aan de afdeling Civiele en Milieutechniek van Princeton. De analyse suggereert dat het koelen van steden door meer vegetatie te planten in drogere regio's effectiever kan zijn dan in nattere.

Met behulp van zomertemperatuurgegevens van meer dan 30, 000 wereldsteden, Bou-Zeid werkte samen met collega's van ETH Zürich en Duke University om een ​​nieuw model voor stedelijke hitte-eilanden te ontwikkelen. De nieuwigheid van het model is dat het bevolking en neerslag gebruikt als proxy's voor een complexe reeks factoren die betrekking hebben op klimaat, milieu en stedenbouw.

Een van de voordelen van het model is de eenvoud. Hoewel het geen details van individuele steden kan vastleggen, het kan planners een snel en algemeen nauwkeurig beeld geven van mogelijke oplossingen en hun effecten op de temperatuur van een stad.

"Er zijn een paar steden - New York, Londen, Baltimore - die intensief worden bestudeerd, en we weten niet veel over een groot aantal andere steden, " zei Bou-Zeid. "Met een gereduceerd model dat alleen informatie nodig heeft over neerslag en bevolking, we hopen een eenvoudig kader te bieden dat elke stad kan begeleiden bij het plannen van inspanningen om de hitte te verminderen.

Het hitte-eilandeffect, in de studie gedefinieerd als het oppervlaktetemperatuurverschil tussen stedelijke en landelijke gebieden, is iets groter voor steden met meer inwoners. Een belangrijke reden is dat deze steden over het algemeen grotere gebieden hebben, evenals meer hoogbouw die de warmte niet zo effectief afvoeren als lagere gebouwen.

De onderzoekers ontdekten ook dat het hitte-eilandeffect toeneemt naarmate de gemiddelde jaarlijkse neerslag in een stad toeneemt, omdat de omgeving groener en koeler wordt, maar slechts tot op zekere hoogte. Boven een neerslagniveau van ongeveer 100 centimeter per jaar - vergelijkbaar met dat van Washington, D.C. - de temperatuurstijging van een stad stijgt niet veel boven 2 graden Fahrenheit (1,25 graden Celsius). Dit heeft gevolgen voor de aanpak van het koelen van nattere steden.

Hoewel het planten van vegetatie de stadstemperatuur kan verlagen door verdamping, er zijn grenzen aan deze benadering. Zuidoost-Aziatische steden zoals Singapore hebben veel neerslag en grote gebieden met groen, maar hebben sterke stedelijke hitte-eilandeffecten omdat nabijgelegen regenwouden onvermijdelijk veel meer planten bevatten dan de stad. Anderzijds, drogere steden zoals Phoenix kunnen in de zomer zelfs koeler zijn dan de omliggende gebieden als irrigatie wordt gebruikt om planten in de stad te laten groeien.

"Op plaatsen die al nat en begroeid zijn, het toevoegen van meer vegetatie zal niet helpen, ", legt Bou-Zeid uit. Het verlagen van de zomertemperaturen in deze steden vereist andere oplossingen, zoals meer zonwering of ventilatie, of bouwen met nieuwe materialen. Nog altijd, alle steden kunnen andere voordelen halen uit groen, zoals een verbeterde luchtkwaliteit en mogelijkheden voor recreatie.

"Onze resultaten laten zien dat er geen one-size-fits-all oplossing is om de opwarming van de stad te verminderen, " zei Gabriele Manoli, een research fellow bij ETH Zürich en de hoofdauteur van de studie. "De efficiëntie van strategieën voor warmtebeperking varieert tussen geografische regio's, en elke inspanning die gericht is op het vergroenen en koelen van wereldsteden moet worden geplaatst in de context van lokale hydroklimatologische omstandigheden." Aangezien stedelijke gebieden te maken zullen krijgen met de gecombineerde effecten van wereldwijde klimaatverandering en bevolkingsgroei, deze resultaten kunnen richtinggevend zijn voor het klimaatgevoelige ontwerp van toekomstige steden.

Bou-Zeid en zijn collega's werken aan het uitbreiden van hun model om seizoensvariaties in het stedelijke hitte-eilandeffect te onderzoeken. Hun kader zou ook kunnen worden gebruikt om meer op maat gemaakte modellen voor specifieke regio's van de wereld te creëren.