I sin doktorsexamen avhandling, EPFL -forskaren Martí Bosch föreslår en metod för att rumsligt kvantifiera effekterna av begränsande åtgärder - plantering av grönområden och användning av olika byggmaterial - på den urbana värmeöseffekten.

Under varmt väder, städerna är varmare än de omgivande landsbygden. Detta välkända fenomen-kallat urban heat island-effekten-är särskilt akut på natten när betong och asfalt släpper ut värmen som lagras under dagen. I centrala Lausanne, till exempel, nattemperaturen kan vara så mycket som 8 ° C högre än i förorten. Svaret på detta problem ligger i att planera gröna områden där det är möjligt och, på längre sikt, tar hänsyn till detta i stadsplanering. Martí Bosch, som just avslutat sin doktorsexamen i miljöteknik vid EPFL:s arkitekturskola, Civil- och miljöteknik (ENAC), använde sin avhandling för att undersöka sätt att mäta miljökonsekvenserna av stadsutbredning. Han föreslår ett verktyg för att rumsligt kvantifiera effekterna av begränsande åtgärder på urban heat island -effekten.

"De flesta undersökningar av den urbana värmeö -effekten har fokuserat på små stadsdelar eftersom simuleringsmodellerna är komplexa, "förklarar Bosch, som genomfört sin avhandling vid Urban and Regional Planning Community (CEAT), en EPFL -forskargrupp som leds av Jérôme Chenal. "Men vår enklare modell innebär att vi kan studera effekten i ett helt stadsområde, vilket gör det lättare att identifiera och mäta värmeöar. "

Första verkliga applikationen

Teamet började med att samla in all information de kunde, börjar med temperaturrekord från 11 övervakningsstationer över Lausanne. Som förväntat, forskarna fann nattliga variationer mellan stadens centrum och de yttre förorterna. Med tanke på den nästan 400 meter höga skillnaden mellan de lägsta och högsta punkterna i stadsdelen, de förväntade sig också att höjd skulle spela en roll. Förvånande, det hade nästan ingen effekt. "Vegetation är den viktigaste differentieringsfaktorn, "säger Bosch. Och det kommer som goda nyheter, eftersom det är lättare att plantera träd än att flytta en hel stad. Modellen tog inte hänsyn till den potentiella kylande effekten av Genèvesjön, dock.

Bosch nästa steg var att tillämpa en ännu oanvänd modell som utvecklats av Natural Capital Project, baserat vid Stanford University. Arbeta med modellens designteam, han visade hur det kan användas för att simulera effekterna av värmebegränsande åtgärder i staden - Lausanne - baserat på tre viktiga biofysiska mekanismer:trädskugga, evapotranspiration och albedo (hur väl en yta reflekterar solenergi).

"Vår forskning har metodiska begränsningar eftersom den använder ett förenklat tillvägagångssätt, "säger Bosch." Men modellen är ett användbart verktyg för att bedöma effekterna av planeringsförslag på stadsvärme, och för att se hur de kan mildra denna effekt. "

Hög- eller lågdensitetsutveckling?

Som en del av hans forskning, Bosch kvantifierade också spatiotemporala urbaniseringsmönster i tre schweiziska städer - Bern, Zürich och Lausanne - mellan 1980 och 2016. Hans slutsatser visar att, medan utveckling med låg densitet fortfarande dominerar i de yttre förorterna till Bern och Lausanne, samma zon runt Zürich är nästan lika tät som stadens centrum. Kommer de två andra städerna att följa en liknande väg? "Modellen kan användas för att bedöma konsekvenserna av framtida urbaniseringstrender-utveckling med låg densitet i de yttre förorterna eller utveckling med hög densitet i de inre förorterna-för stadens värmeö-intensitet, "förklarar Bosch. I slutändan, planerare överallt står inför samma känsliga balansgång:begränsar antalet människor som utsätts för stadens hetta utan att offra för mycket jordbruksmark. Boschs modell kan hjälpa till att informera deras beslut.