Afgelopen zomer sliepen Nilusha Welegedara en haar familie in hun gehuurde herenhuis in Edmonton, afhankelijk van airconditioning en ventilatoren om het leven draaglijker te maken.

Zonder bomen voor schaduw en het wonen naast een zonovergoten parkeerplaats, bood zelfs naar buiten gaan weinig verlichting, herinnert de onderzoeker van de Universiteit van Alberta zich.

Maar toen verhuisden ze naar een wijk vol volwassen bomen, vlakbij de riviervallei van de stad.

"Het is nu totaal anders", zegt Welegedara. "We gebruiken nooit ventilatoren en moeten in de zomer soms zelfs dekens gebruiken, het is zoveel koeler. Dus het is een grote opluchting."

Het verschil komt niet als een verrassing voor de postdoctorale fellow, wiens ervaring uit de eerste hand haar onderzoeksresultaten weerspiegelt dat er verbanden zijn tussen verschillende landschappen in Edmonton en hotspots die bekend staan ​​als stedelijke hitte-eilanden, ook wel UHI's genoemd.

Het onderzoek van Welegedara en Sandeep Agrawal in de Faculteit der Natuurwetenschappen van de Universiteit van A en A is gericht op de vraag of wintersteden zoals Edmonton extreme hitte ervaren die vaker voorkomt in tropische landen. Hun werk laat zien dat er stedelijke hitte-eilanden zijn rond de stad die zowel in de zomer als in de winter hogere temperaturen hebben dan de omliggende landelijke gebieden.

In de afgelopen 20 jaar zijn de landtemperaturen van de stad - hoe heet de grond aanvoelt - zelfs met tussen de zes en 12 graden Celsius gestegen in vergelijking met landelijke gebieden, zegt Welegedara.

Hogere stadstemperaturen kunnen leiden tot een zonnesteek of uitputting en verhogen de gezondheidsrisico's voor kwetsbare groepen zoals mensen die buitenshuis werken, oudere volwassenen, jonge kinderen en mensen met onderliggende hart- of ademhalingsproblemen. Extreme hitte kan een zware tol eisen, waaronder meer dan 600 doden in British Columbia in 2021.

"UHI's verergeren de impact van hittegolven en gaan verder dan de comfortzone van mensen", zegt Welegedara.

"Met intensievere en frequentere hittegolven zal extreme hitte de komende jaren waarschijnlijk toenemen, dus het is belangrijk om meer publieke actie te ondernemen om het UHI-fenomeen aan te pakken."

Het milieu wordt ook getroffen door de hoge temperaturen veroorzaakt door hotspots door het toenemende energieverbruik om ventilatoren en airconditioners te laten draaien, voegt ze eraan toe, wat resulteert in een hogere uitstoot van broeikasgassen.

Beton en asfalt dragen bij aan hotspots

Om de stedelijke hitte-eilanden in Edmonton te bestuderen, analyseerde Welegedara satellietbeelden die het hele jaar door tussen 1999 en 2021 zijn gemaakt en nam daarbij 402 buurten in overweging, waaronder industriële gebieden, woonwijken, de riviervallei en de Anthony Henday Drive-snelweg.

De hotspots, die in de zomer het meest intens zijn, worden veroorzaakt door het verlies van schaduwgevende bomen en andere vegetatie voor stedelijke ontwikkeling, zo bleek uit de analyse.

"Bebouwde" gebieden zoals gebouwen, wegen, parkeerplaatsen, trottoirs en zelfs daken dragen bij aan hogere oppervlaktetemperaturen door het gebruik van beton en asfalt. De materialen absorberen en slaan de warmte van de zon op, en geven deze vervolgens langzaam af, waardoor de temperatuur hoog blijft, zegt Welegedara.

Fysieke kenmerken zoals hoge bevolkingsdichtheid en woningen, wegennetwerken en gemiddelde dagelijkse verkeersvolumes leidden ook tot hotspots.

Commerciële en industriële gebieden van de stad vertoonden de hoogste hitte-intensiteit, zegt Welegedara, en bleken het laagste aantal bomen, struiken of ander groen te hebben, in sommige gevallen minder dan 5% van deze gebieden.

De noordkant van de stad en sommige stadsdelen met lage vegetatie hadden hogere temperaturen dan de zuidkant van Edmonton, die koeler was vanwege de riviervallei en oudere buurten met kenmerken zoals boulevardbomen.

Nieuwe woonwijken gebouwd op voorheen onontgonnen, bebost land vertoonden de afgelopen twee decennia ook een aanzienlijke toename van stedelijke hitte-eilanden.

Tegelijkertijd bleek uit de analyse dat mensen met een lager inkomen en eenoudergezinnen meer kans hadden om UHI's te ervaren.

"Mensen met een hoog inkomen wonen in meer begroeide gebieden rond het rivierdal en zijn minder blootgesteld aan hitte in vergelijking met mensen met een laag inkomen die de neiging hebben om in buurten met weinig vegetatie en een hoge dichtheid te wonen", zegt Welegedara.

Rook van bosbranden in de zomer bleek de effecten van hitte-eilanden te verergeren door de luchtkwaliteit te verlagen, wat een extra risico vormt voor mensen met gezondheidsproblemen, voegt ze eraan toe.

Het onderzoek bevestigde dat er in de winter hitte-eilanden bestaan, maar hoewel hun opwarmende effecten kunnen helpen om het bittere weer in de directe omgeving enigszins te verminderen of de thermostaten een paar graden lager te zetten, is er een nadeel voor het milieu, merkt Welegedara op.

"UHI's zijn op de lange termijn nog steeds schadelijk omdat ze de sneeuwlaag verminderen, wat droge omstandigheden kan creëren en de plantengroei kan beïnvloeden."

Planning voor extremen het hele jaar door

Over het algemeen laten de bevindingen zien dat wintersteden zoals Edmonton veel aandacht moeten besteden aan de opkomst van UHI's en dat ze dat in hun planning moeten opnemen, zegt Agrawal, directeur van de U of A's School of Urban and Regional Planning en hoofd van het Urban Environment Observatory laboratorium.

"Terwijl steden als Edmonton zich al lang concentreren op hun identiteit als wintersteden, geloof ik dat de identiteit van Edmonton verandert naarmate de temperatuur in de loop der jaren stijgt", zegt Agrawal.

"Dat betekent dat planners actief rekening moeten houden met zowel extreme winterse als warme zomeromstandigheden in hun beleid, plannen en richtlijnen."

Het aanplanten van meer stadsbossen, het behouden van volgroeide bomen tijdens ontwikkelings- en infillprojecten en het vergroten van de vegetatiebedekking, met name in industriële en commerciële gebieden, zijn allemaal manieren waarop stadsplanning hotspots kan vergemakkelijken, zegt Agrawal.

"Als de vegetatie in Edmonton en in elke buurt tot 20% toeneemt, kan de huidige UHI-intensiteit met een derde worden verminderd", schat hij. Maar, voegt hij eraan toe, "het is niet gemakkelijk om 20% van de openbare grond te vinden om begroeiing op te zetten, tenzij bomen en andere planten op privéterrein worden beschermd en uitgebreid."

Agrawal zegt dat ontwikkelingsplannen en bestemmingsplannen de bescherming van bomen op openbaar en particulier eigendom moeten verplichten, evenals het gebruik van warmtevriendelijke materialen zoals asfalt en teer moeten ontmoedigen en het gebruik van materialen moeten aanmoedigen die minder zonlicht absorberen voor verharde oppervlakken zoals opritten, parkeerplaatsen veel en trottoirs.

Steden als Edmonton met een rivier en een riviervallei zouden die natuurlijke kenmerken moeten benutten bij het plannen van stedenbouwkundig ontwerp en indelingen van onderverdelingen, voegt hij eraan toe.

"Dat zorgt voor een koele bries van het water in de zomer en een goed gebruik van valleiventilatie-effecten."

Het toevoegen of behouden van waterlichamen in ontwikkelingsplannen is ook van cruciaal belang, zegt Welegedara, wiens analyse aantoonde dat door de mens gemaakte en natuurlijke meren en regenwaterretentievijvers de ontwikkeling en het optreden van stedelijke hitte-eilanden verminderden.

Mensen kunnen ook hun steentje bijdragen om het effect van hitte-eilanden te verminderen door alledaagse handelingen te doen, zoals het gebruik van het openbaar vervoer of het uitschakelen van de airconditioning terwijl ze niet thuis zijn, voegt Agrawal toe.

Welegedara heeft zelf de verstikkende ellende van stedelijke hotspots gevoeld en hoopt dat het onderzoek helpt om een ​​waarschuwing te geven over hitte terwijl stadsbewoners ermee leren omgaan.

"We willen mogelijke ernstige gevolgen voor de gezondheid en het welzijn van Edmontonians verminderen." + Verder verkennen

De frequentie en sterkte van de hittegolf schatten:een casestudy uit Chicago