Volgens de Meteorologische Dienst van Singapore warmt Singapore twee keer zo snel op vergeleken met de rest van de wereld.

Als gevolg van de gevolgen van de opwarming van de aarde, de stijgende stedelijke hitte en El Niño was 2023 het warmste jaar ooit gemeten in Singapore.

Temperatuurstijgingen kunnen resulteren in ongunstige klimaateffecten, zoals een toename van hittegolven, droogtes, extreme regenval en overstromingen.

Een andere factor die bijdraagt ​​aan de stijgende temperaturen zijn de dichtbebouwde steden en stedelijke structuren van Singapore, zoals gebouwen, wegen en voertuigen.

Stedelijke structuren kunnen warmte vasthouden en aan de omgeving afgeven, vooral 's nachts.

Het Urban Heat Island (UHI)-effect of opgesloten stedelijke hitte verklaart waarom er temperatuurverschillen tot zeven graden Celsius zijn tussen de stedelijke en minder bebouwde gebieden van Singapore.

De gevolgen van stijgende temperaturen kunnen verschrikkelijk zijn voor de mens.

Naast thermisch ongemak kunnen gezondheidsproblemen verergeren als gevolg van hittestress of overtollige hitte die in het lichaam vastzit.

Hittestress ontstaat als het menselijk lichaam zichzelf niet voldoende kan koelen of de opgebouwde overtollige warmte niet kan afvoeren.

"In een poging om de stedelijke hitte af te koelen, werd in 2021 het Cooling Singapore 2.0-project gestart. Dit onderzoeksproject loopt in samenwerking met ETH Zürich in het Singapore-ETH Centre", informeerde onderzoeksassistent Graces Ching aan het Office of Research.

"Klimaatonderzoek is mijn focus sinds mijn bachelorstudie. Sinds mijn afstuderen ben ik betrokken geweest bij onderzoek naar de effecten van bomen en vegetatie op het 'verslaan van de hitte' in Singapore," voegde ze eraan toe.

"Toen mij de kans werd geboden om aan het Cooling Singapore 2.0-project te werken, greep ik die om drie redenen aan. Mijn nieuwsgierigheid naar klimaatonderzoek was gewekt door mijn eerdere werk. Ik had ook een interesse ontwikkeld in het begrijpen van de interacties tussen de atmosfeer, mens en milieu. En ik wilde deel uitmaken van het team dat een van de baanbrekende rekenprojecten van Zuidoost-Azië zou ontwikkelen om de stedelijke hitte te verminderen", vervolgde ze.

“De focus van Cooling Singapore 2.0 ligt op het bouwen van een Digital Urban Climate Twin (DUCT)-systeem, dat stedelijke ruimtes modelleert met behulp van een systeem van modellen. Op het systeem kunnen verschillende scenario’s worden gesimuleerd. Bijvoorbeeld verschillende maten, vormen of dichtheid van vegetatie kunnen worden gemodelleerd, zodat we een diepgaand begrip kunnen ontwikkelen van hoe de verschillende scenario's het microklimaat in de omliggende gebieden beïnvloeden", legt ze uit.

Over Digital Urban Climate Twin

De Digital Urban Climate Twin (DUCT) is in wezen een digitale representatie en een kopie van een fysiek klimaatsysteem.

De DUCT omvat alle relevante computermodellen om rekening te houden met omgevingsfactoren zoals wind en zonlicht, landoppervlakken, verkeer, industriële en energiemodellen voor gebouwen, evenals de bewegingen van mensen.

Het houdt rekening met eerdere bevindingen, samen met de gegevens en modellen van beschikbaar onderzoek naar UHI en thermisch comfort in de open lucht (OTC). Het kan ook historische gegevens uit het verleden simuleren met de huidige gegevens die worden verzameld. Dit garandeert dat de geproduceerde modellen accuraat, valide en robuust zijn.

De DUCT kan worden gebruikt om de effecten van stadswarmte te isoleren. Het kan de stedelijke warmte in geselecteerde gebieden kwantificeren, zodat klimaateffecten zoals de temperatuur kunnen worden bepaald. Het kan ook de gemiddelde stralingstemperatuur kwantificeren, wat de uitwisseling van warmte is tussen een mens en de omgeving, de vochtigheid en de windsnelheden.

"Aangezien het een krachtige visualisatietool is, wilden we de DUCT ontwerpen en ontwikkelen voor stadsplanners en beleidsmakers - voor mensen die verantwoordelijk zijn voor stadsplanning maar die misschien niet over de expertise of diepgaande kennis van stedelijke hitte beschikken, zodat ze kunnen goede en weloverwogen beslissingen nemen op het gebied van stadsplanning en een omgeving ontwerpen die hittebestendiger en thermisch comfortabeler is voor de inwoners van Singapore", aldus Ching.

Ching vervolgt:"We willen dat ze de DUCT gebruiken om verschillende scenario's voor het verminderen van de stedelijke hitte te bedenken, ontwerpen, simuleren en testen. Als de scenario's goed testen en er veel vertrouwen is dat ze goed zullen functioneren, dan kunnen ze doorgaan met bouwen en draaien. de scenario's werkelijkheid maken."

Voortgang van het onderzoek

Het project verloopt volgens schema. Onlangs is een bètaversie van DUCT vrijgegeven om te testen door stedenbouwkundigen en beleidsmakers.

Naast het verzamelen van feedback van een geselecteerd team van gebruikers van de verschillende overheidsinstanties in Singapore, zijn de onderzoekers begonnen aan de volgende fase van het project, die zich richt op het beoordelen van de hitterisico's en de impact van stedelijke hitte op ecosystemen van mens en biodiversiteit.

Inzichten uit het onderzoek

Eén belangrijk inzicht uit het onderzoek tot nu toe heeft betrekking op de impact van bomen en parken.

Hoewel het planten van bomen wordt gezien als de perfecte oplossing voor het terugdringen van de stedelijke hitte, lijkt er een verzadigingspunt te zijn waarop temperatuurverlaging wordt waargenomen.

Bovendien kan slecht beheer van bomen, vooral als gevolg van overbevolking, de windsnelheid verminderen, de luchtvochtigheid verhogen en luchtverontreinigende stoffen vasthouden. Dit heeft nadelige gevolgen voor het thermisch comfort.

Dat gezegd hebbende, dragen bomen in een park bij aan koelere temperaturen die voelbaar zijn in landgoederen van de Housing Development Board (HDB) tot op 300 meter afstand.

Dit effect, bekend als het park cool island-effect, kan de gemiddelde stralingstemperatuur verlagen gedurende de dag waarop de zon het meest intens is tussen 11.00 uur en 15.00 uur.

Bomen zorgen ook voor de nodige schaduw van de zon en helpen de omliggende gebieden af ​​te koelen door middel van verdamping, wat het proces is waarbij warmte aan de omgeving wordt onttrokken en door verdamping wordt afgevoerd.

Er is ontdekt dat bomen en parken andere ecosysteemeffecten hebben, zoals een verbeterd geestelijk welzijn en koolstofvastlegging, waardoor de uitstoot van broeikasgassen wordt verminderd.

Aangeboden door Singapore Management University