Enligt Singapores Meteorological Service har Singapore värmts upp dubbelt så snabbt jämfört med resten av världen.
På grund av effekterna av global uppvärmning, stigande stadsvärme och El Niño var 2023 det varmaste registrerade året i Singapore.
Temperaturökningar kan resultera i negativa klimateffekter som ökad frekvens av värmeböljor, torka, extrema regn och översvämningar.
En annan faktor som bidrar till stigande temperaturer är Singapores tätbebyggda stads- och stadsstrukturer som byggnader, vägar och fordon.
Stadsstrukturer kan fånga in och släppa ut värme i miljön, särskilt på natten.
Urban Heat Island-effekten (UHI) eller instängd stadsvärme förklarar varför det finns temperaturskillnader på upp till sju grader Celsius mellan de urbana och mindre bebyggda områdena i Singapore.
Konsekvenserna av stigande temperaturer kan vara fruktansvärda för människor.
Förutom termiska obehag kan hälsoproblem förvärras, till följd av värmestress eller överskottsvärme som fångas i kroppen.
Värmestress uppstår i händelse av att människokroppar inte kan kyla sig tillräckligt eller avleda den uppbyggda överskottsvärmen.
"I ett försök att kyla ner stadsvärmen inleddes Cooling Singapore 2.0-projektet 2021. Det här forskningsprojektet är i samarbete med ETH Zürich vid Singapore-ETH Centre," informerade forskningsassistent Graces Ching till Office of Research.
"Klimatforskning har varit mitt fokus sedan mina grundstudier. Sedan examen har jag varit involverad i att undersöka effekterna av träd och vegetation på att "slå värmen" i Singapore", tillade hon.
"När möjligheten att arbeta med Cooling Singapore 2.0-projektet presenterades för mig, tog jag den av tre anledningar. Min nyfikenhet för klimatforskning väcktes från mitt tidigare arbete. Jag hade också utvecklat ett intresse för att förstå interaktionerna mellan atmosfären, människor och miljön Och jag ville vara en del av teamet för att utveckla ett av Sydostasiens banbrytande beräkningsprojekt för att minska stadsvärmen, fortsatte hon.
"Fokus för Cooling Singapore 2.0 är att bygga ett Digital Urban Climate Twin (DUCT) system, som modellerar stadsrum med hjälp av ett system av modeller. Olika scenarier kan simuleras på systemet. Till exempel olika storlekar, former eller täthet av vegetation kan modelleras så att vi kan utveckla en djupgående förståelse för hur de olika scenarierna påverkar mikroklimatet i de omgivande områdena", utvecklade hon.
Digital Urban Climate Twin (DUCT) är i huvudsak en digital representation och en kopia av ett fysiskt klimatsystem.
DUCT innehåller alla relevanta beräkningsmodeller för att ta hänsyn till miljöfaktorer som vind och solljus, markytor, trafik, industri- och byggnadsenergimodeller, såväl som människors rörelser.
Det tar hänsyn till tidigare rön tillsammans med data och modeller för tillgänglig UHI och utomhus termisk komfort (OTC) forskning. Det kan också simulera tidigare historiska data till den aktuella data som samlas in. Detta säkerställer att de producerade modellerna är korrekta, giltiga och robusta.
DUCT kan användas för att isolera effekterna av stadsvärme. Den kan kvantifiera stadsvärme i utvalda områden så att klimateffekter som temperatur kan bestämmas. Den kan också kvantifiera medelstrålningstemperaturen, vilket är utbytet av värme mellan en människa och den omgivande miljön, luftfuktighet och vindhastigheter.
"Med tanke på att det är ett kraftfullt visualiseringsverktyg, ville vi designa och utveckla DUCT för stadsplanerare och beslutsfattare – för människor som är ansvariga för stadsplanering men som kanske inte har expertis eller djupgående kunskap om stadsvärme, så att de kan fatta sunda och välgrundade beslut för stadsplanering för att designa en miljö som är mer värmetålig och termiskt behaglig för invånarna i Singapore, säger Ching.
Fortsatte Ching, "Vi vill att de ska använda DUCT för att uppfinna, designa, simulera och testa olika scenarier för att minska stadsvärmen. Om scenarierna testar bra och det finns hög tilltro till att de kommer att fungera bra, då kan de gå vidare och bygga och vända scenarierna till verklighet."
Projektet fortskrider enligt plan. Nyligen släpptes en betaversion av DUCT för testning av stadsplanerare och beslutsfattare.
Förutom att samla in feedback från ett utvalt team av användare från de olika statliga myndigheterna i Singapore, har forskarna påbörjat nästa fas av projektet, som fokuserar på att bedöma värmeriskerna och inverkan av urban värme på ekosystemen för människa och biologisk mångfald.
En viktig insikt från forskningen hittills gäller effekten av träd och parker.
Även om trädplantering uppfattas som den perfekta lösningen för att minska stadsvärmen, verkar det finnas en mättnadspunkt där temperatursänkning observeras.
Dessutom kan dålig skötsel av träd, särskilt på grund av överbefolkning, minska vindhastigheter, öka luftfuktigheten och fånga in luftföroreningar. Detta resulterar i skadliga effekter på termisk komfort.
Som sagt, träd i en park bidrar till svalare temperaturer som kan kännas i Housing Development Board (HDB) fastigheter upp till 300 meter bort.
Denna effekt, känd som Park Cool Island-effekten, kan minska den genomsnittliga strålningstemperaturen under dagen när solen är som mest intensiv mellan kl. 11.00 och 15.00.
Träd ger också den nödvändiga skuggan från solen och hjälper till att kyla omgivande områden genom evapotranspiration, vilket är processen att dra värme från miljön och avleda den genom avdunstning.
Det har visat sig att träd och parker ger andra ekosystemeffekter, såsom förbättrat mentalt välbefinnande och kolbindning, vilket minskar utsläppen av växthusgaser.
Tillhandahålls av Singapore Management University
