De seizoensafhankelijkheid van het stedelijk hitte-eiland in België
•Download as PPTX, PDF•
0 likes•438 views
Thermisch comfort buitenshuis is essentieel voor ons welzijn, dat van onze omgeving en van ons milieu. In de laatste 200 jaar is de globale populatie verzevenvoudigd wat resulteerde in sterke groei van steden. De daaruit voortvloeiende veranderingen in het landschap heeft geleid tot drastische klimaatswijzigingen behorend tot de meest significante menselijke invloeden op de omgeving. Het meest opvallende is dat hogere temperaturen worden waargenomen in steden dan in de nabije natuurlijke gebieden. Dit fenomeen - bekend als het stedelijk warmte-eiland - brengt ernstige gezondheidsrisico’s met zich mee voor de vele mensen in de stad. Vooral in grote steden worden hogere sterftecijfers waargenomen tijdens hittegolven, zoals die van de Europese zomer van 2003. Terzelfdertijd verwacht men van de klimaatsverandering dat steden meer en meer blootgesteld worden aan extreme weersomstandigheden, inclusief de stijging van het aantal sterke hitte golven. Ook de toename van droogtes, overstromingen, en luchtvervuiling zullen de leefbaarheid van steden meer en meer in het gedrang brengen. Met de toename van het aandeel van stadsbewoners worden burgemeesters geconfronteerd met de grote uitdaging tot mitigatie van klimaatsverandering en tot adaptie van hun steden hieraan blootgesteld. Simulaties met het regionaal klimaatsmodel CCLM gekoppeld aan de stedelijke oppervlakteparameterisatie TERRA-URB voor België hebben geleid tot een beter inzicht in de oorzaken van het stedelijk warmte-eiland en hun seizoensafhankelijkheid op regionale schaal. Zowel stedelijke opbouw, anthropogene warmte, als hun interactie blijken de seizoensverandering van het stedelijk warmte-eiland te bepalen. Opvallend is dat de gemiddelde bijdrage van stedelijke opbouw tot het nachtelijk warmte-eiland voor steden in en rond België (+0.41 K voor Brussel) kleiner is dan deze van antropogene warmte (+1.24 K) tijdens de winter. Daarentegen domineert de bijdrage van stedelijke opbouw (+1.97 K) deze van de anthropogene warmte (+0.68 K) tijdens de zomer. De respectievelijke bijdragen werken mekaar meestal tegen tijdens de zomer (−0.21 K), terwijl deze mekaar versterken tijdens de winter (+0.25 K). Binnen de algemene beoordeling van projecties voor klimaatsverandering, landgebruikscenario’s en mitigatie van stedelijk klimaat bevelen we aan om de impact van zowel stedelijke opbouw, anthropogene warmte, hun interacties en hun seizoensafhankelijkheid op het regionale klimaat in rekening te brengen. Hierbij moeten ook de respectievelijke invloeden op het stedelijk thermisch comfort - zowel in de positieve als negatieve zin - beschouwd worden. Tot slot verwachten we dat het in voege brengen van beleidsmaatregelen op vlak van stedelijke aanpassing, die nodig zijn voor mitigatie en adaptatie van klimaatverandering op globale schaal, ook het stedelijk klimaat zullen beïnvloeden op regionale schaal.
De seizoensafhankelijkheid van het stedelijk hitte-eiland in België
- 1. 16/07/2014 De verbetering van stedelijke parametrisatie in regionale klimaatsmodellen Doctoraatsverdediging Hendrik Wouters
- 2. 16/07/2014 2 © 2014, VITO NV Veranderingen in de globale samenleving » Werelpopulatie: » 1800 -> 2014 » 1 -> 7 miljard » De welvaart is toegenomen
- 3. 16/07/2014 3 © 2014, VITO NV Resultaat: uitbreiding van steden!
- 4. 16/07/2014 4 © 2014, VITO NV Stedelijke uitbreiding figure from Poelmans and Van Rompaey., 2009
- 5. 16/07/2014 5 © 2014, VITO NV figure from Poelmans and Van Rompaey., 2009
- 6. 16/07/2014 6 © 2014, VITO NV Sterke stedelijke groei! Figure from Van de voorde et al., 2013.
- 7. 16/07/2014 7 © 2014, VITO NV Sterke stedelijke groei! Figure from Van de voorde et al., 2013.
- 8. 16/07/2014 8 © 2014, VITO NV En dat zullen ze blijven doen Figure from Van de voorde et al., 2013. (MOLAND land-use change model)
- 9. 16/07/2014 9 © 2014, VITO NV Grote verandering in het landschap » Drastische lokale klimaatswijzigingen …. hogere temperaturen! » Stedelijk warmte-eiland
- 10. 16/07/2014 10 © 2014, VITO NV Grote verandering in het landschap » Drastische lokale klimaatswijzigingen …. hogere temperaturen! » Stedelijk warmte-eiland » Hoofdzakelijk het resultaat van twee processen 1 2
- 11. 16/07/2014 11 © 2014, VITO NV
- 12. 16/07/2014 12 © 2014, VITO NV Voelbare warmte atmosfeer Opslag in de grond
- 13. 16/07/2014 13 © 2014, VITO NV Voelbare warmte Opslag in de grond atmosfeer
- 14. 16/07/2014 14 © 2014, VITO NV Voelbare warmte Opslag in de grond atmosfeer
- 15. 16/07/2014 15 © 2014, VITO NV Gevangen zonnestraling Droog oppervlak: geen verdaming voelbare warmte Efficiënte omzetting efficiënte opslag in de bouwmaterialen atmosfeer Voelbare warmte Opslag in de grond Atmosfeer
- 16. 16/07/2014 16 © 2014, VITO NV sensible heat sensible heat Efficient conversion stored efficiently in builing materials atmosphere gevangen infraroodstraling Stored in ground atmosphere Gevangen zonnestraling Droog oppervlak: geen verdaming
- 17. 16/07/2014 17 © 2014, VITO NV Gevangen infraroodstraling sensible heat stored Efficiently in builing materials atmosphere sensible heat atmosphere Stored in ground Very hot surface!! Gevangen zonnestraling Droog oppervlak: geen verdaming Efficiënte omzetting
- 18. 16/07/2014 18 © 2014, VITO NV proces Afgifte tijdens De nacht Veel Opgeslagen warmte atmosfeer Stored in ground Hot Surface is cooling sensible heat atmosphere 1 1
- 19. 16/07/2014 19 © 2014, VITO NV Hot Surface is cooling 1Afgifte tijdens De nacht Veel Opgeslagen warmte atmosfeer sensible heat atmosphere Stored in ground
- 20. 16/07/2014 21 © 2014, VITO NV
- 21. 16/07/2014 22 © 2014, VITO NV 2. Menselijke activiteit
- 22. 16/07/2014 23 © 2014, VITO NV 2. Menselijke activiteit 2->energieverspilling -> de lucht in!
- 23. 16/07/2014 24 © 2014, VITO NV Vb. warmte-eiland van Parijs Wouters et al., 2013 Parijs 21
- 24. 16/07/2014 25 © 2014, VITO NV Stedelijk warmte-eiland… Big deal? » Verlengd bloeiseizoen » Aangenamere temperaturen » Infrastructuur
- 25. 16/07/2014 26 © 2014, VITO NV » energieconsumptie (air-co) » infrastructuur » Evenementen » Luchtkwaliteit » Extra slachtoffers in steden tijdens hittegolven Stedelijk warmte-eiland… Big deal?
- 26. 16/07/2014 27 © 2014, VITO NV + Globale klimaatsverandering!
- 27. 16/07/2014 28 © 2014, VITO NV Probleem… » Weer en klimaat simuleren met een veel gebruikt Europees regionaal klimaatmodel: » Gedetailleerd de temperatuur en neerslag voor de toekomst (België)? » Stedelijk warmte-eiland? globaal vs. regionaal
- 28. 16/07/2014 29 © 2014, VITO NV » Model aanpassen om in rekening te brengen, » met name de processen en » voor zowel zomer als winter » zo efficiënt mogelijk » Toepassing: nagaan welk van de processen en het meest bijdragen tot het huidige warmte-eiland voor Belgische steden, zowel voor zomer als voor winter Hoofddoel? 21 21
- 29. 16/07/2014 30 © 2014, VITO NV Hoofddoel? » Weten welke maatregelen belangrijk zijn om in de toekomst steden zo leefbaar, weerbaar en duurzaam mogelijk te maken! leefbaar slimme steden
- 30. 16/07/2014 31 © 2014, VITO NV Regionaal klimaatmodel? 2 componenten Landoppervlakmodel Atmosfeermodel Temperatuur, Neerslag, Wind Neerwaartse straling
- 31. 16/07/2014 32 © 2014, VITO NV Regionaal klimaatmodel: 2 componenten. Landoppervlakmodel Atmosfeermodel Voelbare warmte, verdamping, Opwaartse straling Afremming van de wind Temperatuur, Neerslag, Wind Neerwaartse straling
- 32. 16/07/2014 33 © 2014, VITO NV Regionaal klimaatmodel? 2 componenten. Landoppervlakmodel Atmosfeermodel Voelbare warmte, verdamping, Opwaartse straling Afremming van de wind Temperatuur, Neerslag, Wind Neerwaartse straling Wouters et al., (2012). Comprehensive parametrization of surface-layer transfer coefficients for use in atmospheric numeric models. Boundary-layer Meteorology Wouters et al., The impact of impervious water-storage parametrization on urban climate modelling. Urban Climate (in revisie) 21
- 33. 16/07/2014 34 © 2014, VITO NV Loskoppelen landoppervlakmodel! Landoppervlakmodel Atmosfeermodel Voelbare warmte, verdamping, Opwaartse straling Afremming van de wind Temperatuur, Neerslag, Wind Neerwaartse straling Wouters et al., (2012). Comprehensive parametrization of surface-layer transfer coefficients for use in atmospheric numeric models. Boundary-layer Meteorology Wouters et al., The impact of impervious water-storage parametrization on urban climate modelling. Urban Climate (in revisie) Observaties! 21
- 34. 16/07/2014 35 © 2014, VITO NV Loskoppelen landoppervlakmodel! Landoppervlakmodel Atmosfeermodel Voelbare warmte, verdamping, Opwaartse straling Afremming van de wind Temperatuur, Neerslag, Wind Neerwaartse straling Wouters et al., (2012). Comprehensive parametrization of surface-layer transfer coefficients for use in atmospheric numeric models. Boundary-layer Meteorology Wouters et al., The impact of impervious water-storage parametrization on urban climate modelling. Urban Climate (in revisie) Observaties! 21
- 35. 16/07/2014 36 © 2014, VITO NV Evaluatie energiebalans Weerkaatsing zonlicht Warmtestraling Voelbare warmte naar atmosfeer Water damp naar atmosfeer
- 36. 16/07/2014 37 © 2014, VITO NV Loskoppelen landoppervlakmodel! Landoppervlakmodel Atmosfeermodel Voelbare warmte, verdamping, Opwaartse straling Afremming van de wind Temperatuur, Neerslag, Wind Neerwaartse straling Wouters et al., (2012). Comprehensive parametrization of surface-layer transfer coefficients for use in atmospheric numeric models. Boundary-layer Meteorology Wouters et al., The impact of impervious water-storage parametrization on urban climate modelling. Urban Climate (in revisie) Observaties! 21
- 37. 16/07/2014 38 © 2014, VITO NV Regionaal klimaatmodel? 2 componenten. Landoppervlakmodel Atmosfeermodel Voelbare warmte, verdamping, Opwaartse straling Afremming van de wind Temperatuur, Neerslag, Wind Neerwaartse straling Wouters et al., (2012). Comprehensive parametrization of surface-layer transfer coefficients for use in atmospheric numeric models. Boundary-layer Meteorology Wouters et al., The impact of impervious water-storage parametrization on urban climate modelling. Urban Climate (in revisie) 21
- 38. 16/07/2014 39 © 2014, VITO NV Model configuratie globale voorspelling weer resolutie:12.5 km Regionaal klimaatsmodel resolutie: 2.8 km
- 39. 16/07/2014 40 © 2014, VITO NV Metingen stedelijk warmte-eiland » Antwerp Antwerpen “Aren’t we a bunch of modelers?”
- 40. 16/07/2014 41 © 2014, VITO NV Stedelijk warmte-eiland van Antwerpen
- 41. 16/07/2014 42 © 2014, VITO NV Stedelijk warmte-eiland van Antwerpen » Mid-zomer 21/07/2012 -> 21/08/2012 » Mid-winter 21/07/2012 -> 21/08/2012 Uur van de dag
- 42. 16/07/2014 43 © 2014, VITO NV Stedelijk warmte-eiland van Antwerpen » Mid-zomer 21/07/2012 -> 21/08/2012 » Mid-winter 21/07/2012 -> 21/08/2012 Uur van de dag 21
- 43. 16/07/2014 44 © 2014, VITO NV Stedelijk warmte-eiland van Antwerpen » Mid-zomer 21/07/2012 -> 21/08/2012 » Mid-winter 21/07/2012 -> 21/08/2012 Uur van de dag 21
- 44. 16/07/2014 45 © 2014, VITO NV Stedelijk warmte-eiland van Antwerpen » Mid-zomer 21/07/2012 -> 21/08/2012 » Mid-winter 21/07/2012 -> 21/08/2012 Uur van de dag 21
- 45. 16/07/2014 46 © 2014, VITO NV Effect van warmteverlies in de stad? » Mid-zomer 21/07/2012 -> 21/08/2012 » Mid-winter 21/07/2012 -> 21/08/2012 Uur van de dag 21
- 46. 16/07/2014 47 © 2014, VITO NV Effect van warmteverlies in de stad? » Mid-zomer 21/07/2012 -> 21/08/2012 » Mid-winter 21/07/2012 -> 21/08/2012 Uur van de dag
- 47. 16/07/2014 48 © 2014, VITO NV Effect van warmteverlies in de stad? » Mid-zomer 21/07/2012 -> 21/08/2012 » Mid-winter 21/07/2012 -> 21/08/2012 Uur van de dag
- 48. 16/07/2014 49 © 2014, VITO NV geen stedelijke opbouw anthropogene warmte mid-zomer Middernacht (gemiddeld) 21 21 21
- 49. 16/07/2014 50 © 2014, VITO NV mid-zomer Middernacht (gemiddeld) 21 21 2121
- 50. 16/07/2014 51 © 2014, VITO NV mid-zomer middernacht 21 21 2121 21 21
- 51. 16/07/2014 52 © 2014, VITO NV mid-zomer middernacht 21 21 2121 21 21
- 52. 16/07/2014 53 © 2014, VITO NV mid-zomer middernacht 21 21 2121 21 21 21
- 53. 16/07/2014 54 © 2014, VITO NV stedelijke opbouw energieverspilling interactie mid-zomer middernacht 21 21 21
- 54. 16/07/2014 55 © 2014, VITO NV + + = totale impact mid-zomer middernacht 21 21 21 21 stedelijke opbouw energieverspilling interactie
- 55. 16/07/2014 56 © 2014, VITO NV + + = totale impact Waarden voor Brussel 1.97°C 0.68°C -0.21°C 2.44°C mid-zomer middernacht 21 21 21 21 stedelijke opbouw interactieenergieverspilling
- 56. 16/07/2014 57 © 2014, VITO NV + + = totale impact Waarden voor Brussel 0.41°C 1.20°C +0.25°C 1.90°C mid-winter middernacht 21 21 21 21 stedelijke opbouw interactieenergieverspilling
- 57. 16/07/2014 58 © 2014, VITO NV Besluiten » Zowel als en hun bepalen de intensiteit van het warmte-eiland van steden in België, en zijn seizoensafhankelijk » Zowel hun positieve als negatieve invloeden op het stedelijk thermisch comfort moeten in rekening gebracht worden i.k.v.: » Temperen van stedelijke hitte » Klimaatsverandering (vb…) » Landgebruiksverandering » we hebben een regionaal klimaatmodel ter beschikking dat in staat is om klimaat voor steden in de toekomst in kaart te brengen. 21 21
- 58. 16/07/2014 59 © 2014, VITO NV Bedankt voor uw aandacht! leefbaar slimme steden
Editor's Notes
- Licht en donker Rode gebieden zijn de verstelijkte gebieden
- OP één of andere manier willen we toch weten wat ons te wachten staat in de toekomst.
- Het hoofddoel van dit doctoraat is om een Europees computermodel, dat in staat is om het weer en klimaat te simuleren, aan te passen om de voornoemde fysische landkarateristieken van steden in rekening te brengen. Dit Europees model liet eigenlijk al toe om bijvoorbeeld temperatuur en neerslag voor de toekomst voor een bepaald geselecteerd gebied nauwkeuriger in kaart te brengen dan globale klimaatsmodellen. Echter kon dit het stedelijk hitte-eiland niet correct reproduceren. Zoals ik daarnet heb uitgelegd zijn er twee brontermen de verantwoordelijk zijn voor de temperatuursstijging in steden, nl. stedelijke opbouw versus warmteverlies. Als toepassing van het aangepast model, zal ik nagaan welke van de twee brontermen het meest bijdragen tot het huidige stedelijk hitte-eiland voor de Belgische steden. En dit zal ik doen zowel voor de zomer in 2012 als in de daaropvolgende winter. De verworven inzichten zullen toelaten om verstandigere beslissingen te kunnen nemen om het klimaat in steden zo comfortabel mogelijk te houden, dit in het kader van klimaatsveranderingen en stedelijke uitbreiding.