Tillsammans med forskare från Empa, ETH-professor Jan Carmeliet studerade den senaste värmeböljan i juni förra året. ETH News frågade honom var är den trevligaste platsen att vara i Zürich på sommaren, och vilka strukturella åtgärder som bör vidtas för att skydda städer från extrema värmehändelser.

ETH Nyheter:Professor Carmeliet, varför är städer så mycket varmare än landsbygden under sommaren?

Jan Carmeliet:Städer görs med mycket betong och asfalt. Dessa material är relativt mörka och är särskilt effektiva för att absorbera solstrålning; de värmer upp under dagen och lagrar värmen. På natten, byggnader och gator fungerar då som radiatorer, frigör den värme som lagras under dagen och värmer upp miljön. Byggnader i städer blockerar också vinden, och städer innehåller mindre växtlighet än landsbygden. Vind genom borttagning av varm luft och växter som avdunstar vatten har en kylande effekt.

Tillsammans med forskare från Empa, du undersökte den senaste värmeböljan i slutet av juni i Zürich. Hur mycket varmare var staden?

Skillnaden mellan stad och landsbygd – inom vetenskapen talar vi om urban värmeöintensitet – uppgick till 6 grader på natten den 22 juni i Zürich. Vi hade höga nivåer av solstrålning under dagen innan. Natten var då molnfri, vilket innebar att på landsbygden, mycket värme rann ut och luften svalnade. I stadens centrum, dock, byggnaderna och gatorna utstrålade mycket värme, så nattkylan var mycket mer begränsad. Sex grader är ett högt värde – under sommaren 2015 värmebölja, skillnaden mellan stad och landsbygd nådde bara maximalt 4,5 grader.

Du använde en datorsimulering för att modellera temperaturer för Zürich med hög upplösning. Var var det varmast i Zürich under den senaste värmeböljan?

Varmast var det nära centralstationen och längs järnvägsspåren. De mörka spåren och mörkt grus tog upp mycket värme. Det var också väldigt varmt i Unterstrass och mellan Letzigrund stadion och Altstetten.

Och var var de behagligaste temperaturerna?

Nära sjön – i Seefeld, Bürkliplatz och Enge – natttemperaturerna var lägre. Luftcirkulationen förde svalare luft från sjön in i staden. Temperaturerna var också behagliga i Hirslanden och Schwamendingen, som gynnades av vindar som kom ner från Adlisbergs och Zürichbergs kullar.

Vad hoppas du uppnå med denna datormodellering?

Vi vill bättre förstå värmeböljor i städer i lokal skala. Eftersom det inte är praktiskt att täcka en hel stad med ett mycket tätt nätverk av temperaturmätstationer, vi arbetar med simuleringsmodeller. Vi använder de uppmätta temperatur- och vindvärdena från väderstationer som randvillkor och beräknar sedan temperaturen för Zürich och dess omgivningar till en upplösning på 250 meter. För simuleringen, vi kompletterade en befintlig vädermodell med information om byggnader, material som används och växtlighet. Vi kan också använda sådana modeller för att undersöka värmeböljornas inverkan på stadens invånares hälsa och välbefinnande – eftersom de har ett stort inflytande. Många äldre och sjuka har problem med extrema temperaturer. Deras ämnesomsättning anpassar sig långsamt, Om överhuvudtaget, till höga temperaturer.

I slutet av detta århundrade, klimatforskare förutspår att vi bör förvänta oss en betydande ökning av extrema värmenivåer, särskilt i södra Europa men även i Schweiz. Måste vi sluta göra våra städer så täta?

När vi ökar tätheten i våra städer, vi måste göra det intelligent och låta luften cirkulera. Stadskvarter med en inhägnad innergård utan vegetation eller skugga resulterar i lokala hot spots. Städer bör ha ventilationsbanor. Och det är viktigt, till exempel, att bygga mer öppet kring sjöar och andra vattenförekomster. Stängda rader av byggnader längs stranden hindrar svalare luft från att strömma in i staden.

I din forskning, du behandlar också frågan om hur vi bättre kan skydda våra städer från mer frekventa värmeböljor. Vilka alternativ finns det?

Urban infrastruktur kan inte lätt ändras, men åtgärder skulle kunna genomföras vid hotspots. Att introducera skugga och kyla med vatten är båda effektiva åtgärder. Utsatta vägar kan skuggas med textilstrukturer. Regnvatten – från sommarens åskväder, till exempel – kan lagras lokalt och sprayas under varma dagar. Eftersom träd både ger skugga och avdunstar vatten, de är också mycket effektiva. Det finns också en betydande potential i utvecklingen av nya byggmaterial.

På vilket sätt?

Ta vägytor som exempel:i Schweiz, många gator, trottoarer och öppna ytor är belagda med asfalt, vilket gör dem lätta att underhålla. Dock, asfalt har också en stor nackdel, eftersom dess mörka färg gör det till ett mycket absorberande material för värme. Det vore bättre att ha lättare och mer porösa ytor som absorberar vatten när det regnar eller som kan bevattnas. Jag sysslar med utvecklingen av sådana ytor i ett av mina forskningsprojekt.