Klimaatonderzoekers voorspellen dat de mondiale temperatuur tegen 2050 met maar liefst 2 graden zal stijgen als gevolg van toenemende concentraties van broeikasgasemissies in de atmosfeer van de planeet.

Maar voor veel van de stedelijke gebieden in de wereld, een temperatuurstijging door de verbranding van fossiele brandstoffen is niet de helft daarvan.

Een nieuwe studie van de Yale School of Forestry &Environmental Studies (F&ES) voorspelt dat de groei van stedelijke gebieden in de komende decennia zal leiden tot "extra" opwarming als gevolg van een fenomeen dat bekend staat als het stedelijk hitte-eilandeffect (UHI). Volgens hun bevindingen door stadsuitbreiding zal de gemiddelde zomertemperatuur in deze gebieden met ongeveer 0,5 tot 0,6 graden Celsius stijgen, maar op sommige plaatsen tot 3 graden Celsius.

Deze opwarming, ze laten zien, zal het risico op extreme hitte verhogen voor ongeveer de helft van de toekomstige stedelijke bevolking van de wereld, vooral in tropische gebieden op het zuidelijk halfrond, waar klimaatmodellen al een sterkere opwarming voorspellen door de uitstoot van broeikasgassen en waar er minder aanpassingsvermogen is. In deze kwetsbare regio's de auteurs beweren, beleid dat stedelijke uitbreiding beperkt of herverdeelt en planningsstrategieën die UHI's verminderen, zijn nodig om de effecten op de menselijke gezondheid te verminderen, energiesystemen, ecosystemen, en stedelijke infrastructuur.

"We weten dat tegen het midden van de eeuw 60 tot 70 procent van de wereldbevolking in stedelijke gebieden zal wonen, " zei Kangning Huang, een PhD-kandidaat bij F&ES en hoofdauteur van het artikel gepubliceerd in Brieven voor milieuonderzoek . "Dus als je de verandering in stedelijk hitte-eiland niet kent en je alleen focust op klimaatverandering door de uitstoot van broeikasgassen, dan onderschat je het niveau van opwarming en hitte waaraan tweederde van de wereldbevolking zal worden blootgesteld."

Het papier is co-auteur van Karen Seto, de Frederick C. Hixon Professor of Geography and Urbanization Science aan F&ES, evenals Xia Li van de East China Normal University in Shanghai en Xiaoping Liu van de Sun Yat-Sen University in Guangzhou, China.

Volgens de auteurs is dit onderzoek is een belangrijke stap in de richting van inzicht in de toekomst van verstedelijking. Hoewel de World Urbanization Prospects van de VN een schat aan gegevens over toekomstige stedelijke bevolkingsgroei heeft opgeleverd, het ontbreekt aan specifieke informatie over hoe die groei zal worden verdeeld binnen landen en de veranderingen in landgebruik.

Bovendien, hoewel de rapporten van het Intergouvernementeel Panel over klimaatverandering van de VN modelleringsstudies bevatten over toekomstige opwarming als gevolg van de uitstoot van broeikasgassen, ze bieden geen wereldwijde projecties van opwarming als gevolg van toenemende UHI's.

Het stedelijk hitte-eilandeffect is een fenomeen waarbij stedelijke gebieden aanzienlijk warmer zijn dan het omliggende platteland, lokale klimaateffecten teweegbrengen die de mondiale effecten van de uitstoot van broeikasgassen verergeren.

In de nieuwe studie de auteurs voorspellen de waarschijnlijke verdeling van de stedelijke bevolkingsgroei op basis van een reeks factoren, waaronder economische groei, topografie, en transportnetwerken uitgaande van een voortzetting van historische trends in stedelijke uitbreiding. Vervolgens, met behulp van wiskundige modellen, ze voorspellen de intensivering van het stedelijk hitte-eilandeffect tot op lokale en regionale schaal. (Het model levert ruimtelijke resultaten op met een resolutie van vijf vierkante kilometer.)

"Als je een uitgebreide beoordeling wilt maken van het risico op opwarming, u moet deze informatie hebben, " Huang zei. "Klimaateffecten zijn afhankelijk van de locatie; het zal anders zijn, bijvoorbeeld, van Florida tot Californië. Het is dus belangrijk om te weten waar mensen wonen en wat de omvang van de stedelijke gebieden is."

Hetzelfde, eventuele toekomstige beleidsbeslissingen zullen afhankelijk zijn van lokale en regionale omstandigheden, hij zei. Hoewel de krant geen beleidsaanbevelingen doet, het biedt beleidsmakers en wetenschappers over de hele wereld een kijkje in hoe de toekomst eruit zou kunnen zien in hun regio's, en een kans om beleid te ontwikkelen dat op die prognoses inspeelt.

Onder andere bevindingen, ze melden dat meer dan 70 procent van de nieuwe stedelijke gebieden zich zullen concentreren in de meer vochtige gematigde en tropische zones. In Noord-Amerika en Europa, stadsuitbreiding vindt plaats in gematigde en koude zones, terwijl in China, het grootste deel van de expansie zal plaatsvinden in gematigde zones in de oostelijke en zuidelijke delen van het land. In Latijns-Amerika, Zuid-Oost Azië, en Sub-Sahara Afrika, het merendeel van de nieuwe stedelijke gebieden komt in tropische zones te liggen.

Hoewel de UHI-effecten van deze stedelijke landuitbreiding sterk zullen variëren tussen klimaatzones en regio's, de heetste kernen van middelgrote stedelijke clusters (gedefinieerd als 100 tot 5, 000 vierkante kilometer) zullen op sommige plaatsen in de zomer dagelijks een temperatuurstijging van 1 tot 3 graden Celsius zien. (Volgens hun bevindingen, de stijging van UHI neigt het sterkst te stijgen naarmate stedelijke gebieden elk 100 vierkante kilometer groot zijn en vervolgens een plateau van ongeveer 5, 000 vierkante kilometer:met andere woorden, grote steden hebben doorgaans hun "hitte-eiland"-plateau al bereikt.) Veel van deze middelgrote steden, de auteurs merken op, kan in vergelijking met grotere steden niet het vermogen hebben om zich aan te passen aan sterkere opwarming.

De auteurs schatten ook dat stedelijke gebieden tussen 2015 en 2050 met wel 1,3 miljoen vierkante kilometer zullen toenemen, een toename van 171 procent ten opzichte van de wereldwijde stedelijke voetafdruk in 2015. Dit zou het equivalent zijn van het bouwen van een nieuwe stad ter grootte van New York City om de acht dagen voor de komende 35 jaar. Meer dan 70 procent van de nieuwe stedelijke gebieden zal geconcentreerd zijn in vochtige gematigde en tropische zones, voornamelijk in Azië en Afrika.

Deze bevindingen zullen een aanvulling vormen op een groeiend aantal onderzoeken naar de mogelijke effecten van een warmer, meer verstedelijkte wereld, zei Seto.

"Dit is de eerste en enige studie die stedelijke landuitbreiding tot 2050 wereldwijd projecteert. Het vult een kritische kennislacune in het begrijpen van de vraag naar hulpbronnen van toekomstige verstedelijking, zoals voor grond, energie, materialen, "zei ze. "Tegelijkertijd, deze studie helpt ons ook te begrijpen hoe steden hun lokale omgeving kunnen aanpassen om de effecten van stedelijke veranderingen in lokale en regionale temperaturen te verminderen."