Våra städer blir hetare på grund av värme som frigörs av mänskliga aktiviteter. Detta förvärras av värmeböljor som uppstår oftare på grund av klimatförändringar, förändra energibalansen i tätorter och därmed påverka den lokala miljön och invånarnas hälsa.

Städer är mycket varmare än omgivningarna eftersom urbana strukturer absorberar och fångar in mer sol- och termisk strålning än jordar eller vegetation. Dessutom, luftkonditioneringssystem, trafikutsläpp och industri tillför värme till stadsklimatet, hjälpa till att skapa UHI-effekten (urban heat island).

Värme som härrör från mänskliga aktiviteter är känt som det antropogena värmeflödet (QF). Det EU-finansierade projektet URBANFLUXES tog sig an utmaningen att bekämpa värme i städer genom att använda jordobservation (EO) för att identifiera rumsliga mönster för urban energibudget (UEB). Både stadsplanering och jordsystemvetenskap kräver rumsligt uppdelade UEB-data, på lokal (d.v.s. kvarter/områden större än storleksordningen 100 m x 100 m) och stadsskala. Dock, sådan information är praktiskt taget omöjlig att härleda genom punktin-situ flödesmätningar.

Satelliter hjälper till att identifiera hot spots

Projektpartners undersökte lämpligheten av EO för att fastställa UEB, stöds av enkla meteorologiska mätningar på marken. Forskare studerade stadsklimatet i tre europeiska städer (London, Basel och Heraklion) och beräknade de separata bidragen från stadsstrukturer, luftkonditionering, grönområden och rörlighet till stadsvärme. "Syftet var att utveckla en EO-baserad metodik, som lätt kan överföras till alla stadsområden och kan tillhandahålla QF -riktmärkesdata för olika applikationer, " säger projektkoordinatorn Dr. Nektarios Chrysoulakis.

Huvudfrågan för forskare var om EO kan ge tillförlitliga uppskattningar av QF under satellitinsamling genom hämtning av UEB-spatiala mönster. Konsortiet utvecklade framgångsrikt en metod som kan härleda UEB från nuvarande och framtida EO-system baserat på data från Copernicus-programmets Sentinels-uppdrag.

Tack vare det arbete som utförts av forskargruppen, forskare kunde för första gången använda satellitdata för att bestämma energibalansen och dess tidsfördelning. "Vi kan nu uppskatta mycket koncentrerade värmeområden och höga nivåer av antropogen värme i lokal skala, " säger Dr Chrysoulakis.

Planerar för svalare städer

URBANFLUXES kommer att öka värdet av EO-data för vetenskapliga analyser genom att utnyttja den förbättrade datakvaliteten, täckning och återbesökstider för Copernicus Sentinels. Projektet kommer också att stödja strategier som är relevanta för begränsning och anpassning av klimatförändringar i städer.

Nya tillämpningar som stadsplanering och begränsning och anpassning av klimatförändringar på lokal/regional nivå kommer att dra nytta av den ökade kunskapen om effekterna av UEB-mönster på UHI-effekten, och därmed på stadsklimatet. Enligt Dr Chrysoulakis:"Planeringsverktyg som stadsklimatkartor kommer att berikas med information om UEB-mönster. Kartläggning ger visualisering av bedömningar av dessa fenomen för att hjälpa planerare, utvecklare och beslutsfattare fattar bättre beslut om begränsning av och anpassning till stadsvärme." Detta kommer att leda till utvecklingen av hållbara planeringsverktyg och strategier för att mildra dessa effekter, förbättra termisk komfort och energieffektivitet i städer genom minskade QF-hot spots.