مناخ المدينة | مراقبة الطقس في الوقت الحقيقي
رصد مناخ المدينة الحديثة للمدن الذكية
"يجب بناء المدن في الريف، لأن الهواء أفضل"- هنري مونير (1799-1877)
لاحظ الناس وجود الاختلافات بشكل واضح في جودة الهواء بين المدينة ومحيطها في القرن التاسع عشر. و تتمتع المدينة بمناخ مختلف ، و هو ما يسمى بالمناخ الحضري ، والذي يختلف عن المنطقة المحيطة من حيث درجة الحرارة والرياح والرطوبة ومتغيرات الأرصاد الجوية الأخرى. اليوم ، حيثتتزايد هذه الاختلافات المناخية بسبب تغير المناخ.
يمكّن نظام مراقبة المناخ الجديد للمدن meteoblue المدن من تطوير بنية تحتية ميسورة التكلفة لقياس مناخها والتنبؤ به ونمذجته بدقة في غضون أقل من عام. و هذا يخلق قاعدة معلومات موثوقة لمخططي المدن وصناع القرار والمواطنين.
تم اختبار النظام في سويسرا منذ عام 2019 ، وتطور بسرعة في عام 2020 في التنمية المشتركة مع الجامعات والمدن الشريكة الأخرى ، وهو الآن متاح تجاريًا لمدن أخرى.
و قامت مدينتا بازل وزيورخ السويسريتان بتنفيذ نظام رصد مناخ المدينة meteoblue:
حصل هذا المشروع على تمويل من "برنامج البحث والابتكار Horizon 2020" التابع للاتحاد الأوروبي بموجب اتفاقية المنحة 101004112.
مدننا مع خرائط الحرارة
ما أهمية إدارة مناخ المدينة؟ و ما فائدة ذلك؟
يعيش أكثر من نصف سكان العالم في مناطق حضرية ، وهذا العدد مستمر في الارتفاع. و تتطلب الكثافة السكانية المتزايدة في المدن المزيد من مساحة المعيشة والمزيد من البنية التحتية. و مع زيادة كثافة البنية التحتية ، من المحتمل أن تكون هناك زيادة في درجات الحرارة المحلية و هذا تتطلب التخفيف أيضًا في المدن . إن المراقبة المنهجية لمناخ المدينة بتفاصيل ذات مغزى هي الأساس للحفاظ على جودة الحياة أو تحسينها من خلال التدابير المناسبة والتخطيط الحضري. من خلال الوصول إلى معلومات مناخ المدينة ، يمكن للوكالات البلدية تقديم خدمات أكثر فاعلية للتحكم في حركة المرور ، وإدارة الطرق والبناء ، وإدارة المياه ، وما إلى ذلك. وعوامل أخرى.
قضية تغير المناخ هي قضية واقعية، و الآن هو أفضل الأوقات للتحرك و التصرف. يمكّن نظام مراقبة المناخ meteoblue في المدينة المدن من معالجة:
إدارة موجات الحر
جزر حرارية حضرية
تحذيرات الفيضانات و الثلوج
تلوث الهواء
سيناريوهات تغير المناخ
سيناريوهات تخطيط المدن
إدارة على أرض الواقع " واقعية"
الميزات
دقة عالية
يُظهر التحقق الدؤوب من النماذج المناخية للمدينة خطأً في النموذج قيمته أقل من 1 درجة مئوية لدرجات الحرارة المحسوبة بين محطات الطقس. و لدينا توقعات لدرجة حرارة الهواء على مدار 24 ساعة بدقة 1.2 درجة مئوية ، مما يوفر تنبؤات الطقس بشكل فعل و بأكبر قدر من الدقة الممكنة.
دقة عالية
تتميز نماذج مناخ المدن بدقة أفقية تبلغ 10 أمتار وتحل التباين الجزئي الكامل لدرجة حرارة الهواء ومجالات سرعة الرياح ، مما يجعل معلومات الطقس في متناول الجميع.
ذكاء اصطناعي
يستخدم نظام مراقبة المناخ في المدينة meteoblue ذكاء اصطناعيًا خاصًا للجمع بين قياسات الأرصاد الجوية في الموقع مع بيانات الأقمار الصناعية ونماذج التنبؤ الرقمية من أجل إنتاج بيانات دقيقة مع الحد الأدنى من أجهزة الاستشعار بأكثر الطرق اقتصادياً.
متغيرات أرصاد جوية مختلفة
نقدم قياسات لمتغيرات الأرصاد الجوية المختلفة (درجة حرارة الهواء ، والرطوبة النسبية ، وهطول الأمطار) ونوفر نموذجًا لسرعة الرياح واتجاهها بدقة مكانية عالية لمجموعة واسعة من التطبيقات.
تنقل بسلاسة من السجل إلى صفحة التنبؤات
نحن نقدم بيانات تاريخية وتحديثات في الوقت الفعلي وتوقعات جوية لمدة 7 أيام لأي موقع داخل المدينة. بالإضافة إلى ذلك ، نستخدم الإسقاطات المناخية لتقدير درجة حرارة الهواء وهطول الأمطار لآفاق زمنية مختلفة في المستقبل (على سبيل المثال حتى عام 2050) في ظل سيناريوهات مختلفة.
واجهات متعددة
منتجاتنا متاحة عبر API وخادم FTP والويب وتطبيق الهاتف المحمول ، مما يمنحك وصولاً سهلاً للتوصيل والتشغيل لمجموعة واسعة من التطبيقات.
استراتيجية التوصيل و التشغيل للمدن الحديثة
شبكة قياس حديثة عالية الدقة
تتمثل الخطوة الأولى لتطوير نظام مناخ المدينة في تركيب شبكة استشعار للأرصاد الجوية (درجة حرارة الهواء ، والرطوبة النسبية ، وهطول الأمطار ، وما إلى ذلك) داخل المدينة. طورت meteoblue عدة أدوات لتقييم أفضل مواقع أجهزة الاستشعار داخل المدينة وفي المناطق المحيطة. بمجرد تثبيت المستشعرات ، يمكن تلقي بيانات الأرصاد الجوية في الوقت الفعلي عبر API أو الويب أو FTP أو تطبيق الهاتف المحمول. يتم مراقبة جودة بيانات الأرصاد الجوية وتصحيحها على سبيل المثال :أخطاء قياس الإشعاع. تعد شبكة المستشعرات مفتاحًا لتوفير معلومات موثوقة لإدارة تدابير التخفيف من آثار تغير المناخ في المدينة.
تصميم خرائط لمناخ المناطق المحلية لأي مدينة في العالم
يوفر meteoblue خرائط مناطق مناخية محلية لأي مدينة في العالم. يتم إنشاء خريطة المنطقة المناخية من صور الأقمار الصناعية بدقة أفقية تبلغ 10 أمتار. معلومات المنطقة المناخية المحلية هي الأساس لوضع أجهزة الاستشعار والتحليل الإحصائي والتحقق من صحة النموذج وتحسينه.
النمذجة على نطاق صغير لمتغيرات الأرصاد الجوية
تحسب meteoblue حقول متغيرة للأرصاد الجوية على نطاق صغير للمدن بدقة أفقية تبلغ 10 أمتار لكل خطوة زمنية قياس مدتها 15 دقيقة. نماذج مناخ المدينة meteoblue تقحم المواقع بين مواقع الاستشعار مع تقنيات خاصة لحساب البيانات من الأقمار الصناعية وكذلك نماذج السطح والارتفاع الرقمية. يتم تقييم درجة حرارة الهواء وهطول الأمطار وسرعة الرياح واتجاه الرياح في أي مكان في المدينة ، و تجعل معلومات الطقس في متناول الجميع. بناءً على مجال درجة حرارة الهواء على نطاق صغير ، تم الكشف عن جزر الحرارة الحضرية وكذلك التدفقات الباردة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن إنشاء تحذيرات من الفيضانات والبرد للمدينة على أساس بيانات هطول الأمطار عالية الدقة. يتم تقييم تلوث الهواء تلقائيًا عن طريق الجمع بين مصادر تلوث الهواء المحلية وحساب مجال الرياح ثلاثي الأبعاد.
حصل هذا المشروع على تمويل من "برنامج البحث والابتكار Horizon 2020" التابع للاتحاد الأوروبي بموجب اتفاقية المنحة 101094070.
قوة حسابية عالية من مجموعة ميتيوبلو عالية الأداء
تدير meteoblue نماذج مناخية للمدينة بدقة أفقية جيدة جدًا تصل إلى 0.5 متر (انظر عامل عرض السماء على اليمين). يعبر عامل عرض السماء عن نسبة السماء المرئية من نقطة على سطح ما. تمتلك أودية الشوارع أو المناطق المغطاة بالأشجار عامل رؤية منخفض للسماء على عكس عامل الرؤية المرتفع للسماء للأماكن المفتوحة وأسطح المباني. تتطلب حسابات النموذج قوة حسابية كبيرة. يتم احتساب البيانات التاريخية ، والتنبؤ الآني ، والتنبؤات لمدة سبعة أيام بالإضافة إلى التوقعات المناخية لأي نقطة في المدينة ويتم تخزينها في مجموعة meteoblue.
دقة عالية لنماذج مناخ المدينة
تعمل نماذج مناخ المدينة meteoblue بشكل أفضل من ° لتقنية الاستيفاء المكاني ، مع انخفاض الخطأ عند الاستعانة بالمزيد من محطات الرصد الجوي. و يمكننا حساب عدد المحطات اللازمة لتحقيق الدقة المطلوبة للبيانات النموذجية. استنادًا إلى عمليات التحقق المتوفرة لدينا حالياً ، يمكن توقع دقة تصل إلى 1.2 درجة مئوية لدرجة حرارة الهواء للتنبؤ الذي رصدناه على مدار 24 ساعة.
أسئلة و أجوبة
ما هو مناخ المدينة؟
يعرف مناخ المدينة بأنه "مناخ محلي يختلف عن المناخ في المناطق الريفية المجاورة نتيجة للتطور الحضري". هذا يعني أن درجة حرارة الهواء وهطول الأمطار وتركيز ملوثات الهواء وسرعة الرياح غالبًا ما تختلف عن المناطق المحيطة. يمكن أن تصل الاختلافات في درجة حرارة الهواء بين المدينة والمناطق المحيطة بها إلى 10 درجات مئوية في الليل. كما تم توثيق تأثير جو المدينة على كثافة هطول الأمطار وحقول الرياح.
لم ترتفع درجة حرارة المدن و لا تنخفض بمقدار ارتفاعها؟
تتميز المدن بمناطق كثيفة البناء ناطحات سحاب. هذا يؤدي إلى ارتفاع درجات حرارة الهواء وانخفاض سرعة الرياح. و تخزن المباني والشوارع طاقة الإشعاع الشمسي أثناء النهار وتطلق هذه الطاقة على شكل حرارة في الليل. غالبًا ما تقل سرعة الرياح ، و هذا يسمح بتهوية المدينة ، يقل أو يندر وجود النباتات مثل الأشجار الحضرية أو المساحات الخضراء التي يمكن أن توفر الظل والتبريد عن طريق التبخر بسبب العمران.
ما هي العواقب؟
تؤثر موجات الحر بشكل خاص على كبار السن والمرضى ، لأن أمراض القلب والأوعية الدموية تزيد من خطر الوفاة أثناء الحر. تؤدي زيادة درجات الحرارة أيضًا إلى زيادة نسبة حدوث هطول الأمطار الغزيرة في المدن ، مما يؤدي إلى حدوث فيضانات يكون تأثيرها أكثر حدة في المدن منه في الريف المفتوح: تزيد الأسطح المغلقة للمدينة من جريان المياه وتمنع تسرب مياه الأمطار إلى الأرض. يوفر نظام الصرف الصحي طريقة محدودة فقط لمياه الأمطار ويمكن أن تفيض إذا كان هطول الأمطار مرتفعًا. يمكن أن تتطلب زيادة احتمالية هطول الأمطار الغزيرة وحوادث البرد خدمات تأمين إضافية بسبب الأضرار الهائلة التي يمكن أن تسببها في المدينة.
كيف يمكننا تنبؤ مناخ المدينة و التأثيرات المترتبة عليه بشكل أفضل؟
تتمثل الخطوة الأولى لفهم مناخ المدينة بشكل أفضل وتغيره المحتمل في المستقبل في تثبيت شبكة استشعار حديثة في مواقع مناسبة داخل المدينة لقياس وتخزين البيانات بالساعة لدرجة حرارة الهواء وهطول الأمطار والمتغيرات الأخرى. بناءً على هذه البيانات ، تملأ النماذج المناخية الخاصة بالمدينة الفجوات بين القياسات وتولد نظامًا شاملاً للمعلومات المناخية للمدينة. حيث يمكن لهذا النظام بعد ذلك إنتاج خرائط وتقييمات للمخاطر ، بالإضافة إلى التنبؤات والتحذيرات وسيناريوهات التخطيط. و يمكن استخدام النظام لإعلام المواطنين ودعم صناع القرار والمساعدة في وضع خطط لتحسين مناخ المدينة.
شركاء
شركاء في العلم
مجسات الأرصاد الجوية
شريك في زيورخ
شريك في بازل
شريك في تالين
