Klima ve městě | Monitorování počasí v reálném čase
Moderní monitorování městského klimatu pro chytrá města
„Města by měla být budována v přírodě; vzduch je zde lepší.“ - Henry Monnier (1799 - 1877)
Lidé si uvědomovali rozdíly v kvalitě ovzduší mezi městem a jeho okolím již v 19. století. Město má jiné podnebí, takzvané městské podnebí, které se liší od okolního prostředí, co se týče teploty, větru, vlhkosti a dalších meteorologických proměnných. Dnes se tyto klimatické rozdíly v důsledku změny klimatu ještě zvětšují.
Nový systém pro monitorování klimatu ve městě meteoblue umožňuje městům vyvinout cenově dostupnou infrastrukturu pro přesné měření, předpovědi a modelování klimatu ve městě za méně než rok. Tím vytváří spolehlivou informační základnu pro plánování rozvoje měst, osoby s rozhodovací pravomocí a občany.
Systém je od roku 2091 testován ve Švýcarsku, v roce 2020 proběhl rychlý vývoj společně s univerzitami a dalšími partnerskými městy a nyní je komerčně dostupný pro další města.
Švýcarská města Basilej a Curych již zavedly systém monitorování klimatu ve městě meteoblue:
Tento projekt získal finanční prostředky z „Programu výzkumu a inovací Horizont 2020“ Evropské unie v rámci grantové dohody 101004112.
Naše města s teplotními mapami
Proč je důležité monitorovat podnebí ve městě? Jaké to má pro město výhody?
Více než polovina světové populace žije v městských oblastech a tento podíl stále roste. Rostoucí počet lidí ve městech vyžaduje větší životní prostor a více infrastruktury. Se zvyšující se hustotou infrastruktury je pravděpodobné další zvýšení místní teploty, které může vést k nutnosti dalšího zmírnění také ve městech, kde to dosud nebylo nutné. Systematické monitorování podrobných údajů o městském klimatu je základem pro udržení nebo zlepšení kvality života prostřednictvím vhodných opatření a územního plánování. Díky přístupu k informacím o klimatu ve městě mohou městské úřady poskytovat efektivnější služby pro řízení dopravy, správu silnic a staveb, vodní hospodářství atd. Plánovači měst, organizátoři akcí a pojišťovny mohou těžit z lepšího hodnocení rizik tepla, srážek, větru a dalších faktorů.
Změna klimatu je reálná, nyní nastal čas jednat. Systém monitorování klimatu ve městě meteoblue umožňuje městům řešit:
Řízení vln vedra
Tepelné ostrovy ve městech
Varování před povodněmi a krupobitím
Znečištění vzduchu
Scénáře klimatických změn
Scénáře územního plánování
Monitorování v reálném čase
Funkce
Vysoká preciznost
Pečlivé ověření našich klimatických modelů měst ukazuje chybu modelu pod 1 °C pro teploty vypočítané mezi meteorologickými stanicemi. Naše 24hodinová předpověď teploty vzduchu vykazuje přesnost 1,2 °C, což účinně poskytuje nejpřesnější možnou předpověď.
Vysoké rozlišení
Naše městské klimatické modely poskytují horizontální rozlišení 10 m a řeší úplniu variabilitu polí teploty vzduchu a rychlosti větru v mikroskopickém měřítku. Přinášejí tak informace o počasí jako na dlani.
Umělá inteligence
Systém pro monitorování klimatu ve městě meteoblue využívá proprietární umělou inteligenci ke kombinování meteorologických měření na místě se satelitními daty a numerickými modely předpovědi a umožňuje tak co nejekonomičtěji produkovat přesná data s minimem senzorů.
Několik meteorologických proměnných
Nabízíme měření různých meteorologických proměnných (teplota vzduchu, relativní vlhkost, srážky) a poskytujeme modelovanou rychlost a směr větru s vysokým prostorovým rozlišení pro širokou škálu využití.
Hladký přechod od historie k předpovědi
Nabízíme historická data, aktualizace v reálném čase a 7denní předpověď pro jakékoli místo ve městě. Dále používáme klimatické projekce k odhadu teploty a srážek vzduchu pro různé budoucí časové horizonty (např. do roku 2050) v různých emisních scénářích.
Různá rozhraní
Naše produkty jsou dostupné přes API, FTP server, web a mobilní aplikace, což vám umožňuje snadný přístup plug-and-play pro širokou škálu využití.
Plug&play přístup pro moderní města
Moderní síť pro měření ve vysokém rozlišení
Prvním krokem k vývoji městského klimatického systému je instalace sítě meteorologických senzorů (teplota vzduchu, relativní vlhkost, srážky atd.) ve městě. Společnost meteoblue vyvinula několik nástrojů k hodnocení nejlepších umístění senzorů ve městě a v okolních oblastech. Jakmile jsou senzory nainstalovány, lze meteorologická data přijímat v reálném čase přes API, web, FTP nebo mobilní aplikaci. Meteorologická data jsou kontrolována a korigována, např. chyby měření záření. Síť senzorů je klíčem k poskytování spolehlivých informací pro řízení opatření ke zmírnění změn klimatu ve městě.
Mapování místních klimatických zón v jakémkoli městě na světě
meteoblue poskytuje mapy místních klimatických zón pro jakékoli město na světě. Mapa klimatické zóny je generována ze satelitních snímků s horizontálním rozlišením 10 m. Informace o místní klimatické zóně jsou základem pro umístění senzorů, pro statistickou analýzu a pro validaci a vylepšení modelu.
Modelování meteorologických proměnných v malém měřítku
meteoblue vypočítává meteorologická proměnná pole malého rozsahu pro města s horizontálním rozlišením 10 m pro každý časový krok měření v intervalu 15 minut. Klimatické modely měst meteoblue interpolují místa mezi umístěními senzorů pomocí speciálních technik počítajících s daty ze satelitů i digitálními povrchovými a výškovými modely. Teplota vzduchu, srážky, rychlost větru a směr větru jsou vyhodnocovány pro jakékoli místo ve městě a přinášejí informace o počasí na jakémkoli místě ve městě. Na základě malého teplotního pole vzduchu jsou detekovány městské tepelné ostrovy i přítoky chladu. Kromě toho lze na základě údajů o srážkách s vysokým rozlišením vytvářet varování před povodněmi a krupobitím pro město. Znečištění ovzduší je hodnoceno automaticky kombinací místních zdrojů znečištění ovzduší s výpočtem trojrozměrného větrného pole.
Tento projekt získal finanční prostředky z „Programu výzkumu a inovací Horizont 2020“ Evropské unie v rámci grantové dohody 101094070.
Vysoký výpočetní výkon z vysoce výkonného výpočetního klastru meteoblue
meteoblue provozuje městské klimatické modely ve velmi jemném horizontálním rozlišení až 0,5 m (viz faktor viditelnosti oblohy vpravo). Faktor viditelnosti oblohy vyjadřuje podíl oblohy viditelné z bodu na povrchu. Pouliční kaňony nebo oblasti pokryté stromy vykazují nízký faktor viditelnosti oblohy na rozdíl od faktoru vysoké viditelnosti na otevřených místech či střechách budov. Modelové výpočty vyžadují značný výpočetní výkon. Historická data, aktuální předpověď, sedmidenní předpověď i klimatické projekce jsou vypočítávány pro jakýkoli bod ve městě a ukládají se do klastru meteoblue.
Vysoká přesnost městských klimatických modelů
Klimatické modely měst meteoblue fungují s přesností nižší než 1 °C pro techniku prostorové interpolace, s klesající chybou při použití více stanic. Dokážeme vypočítat počet stanic potřebných k dosažení požadované přesnosti modelovaných dat. Na základě našich stávajících ověření lze u naší 24hodinové předpovědi očekávat přesnost teploty vzduchu 1,2 °C.
Otázky a odpovědi
Co je to městské klima?
Městské klima je definováno jako „místní klima, které se liší od klimatu v sousedních venkovských oblastech v důsledku rozvoje měst“. To znamená, že teplota vzduchu, srážky, koncentrace látek znečišťujících ovzduší a rychlost větru se často liší od okolních oblastí. Rozdíly v teplotě vzduchu mezi městem a jeho okolními oblastmi mohou v noci dosáhnout až 10 °C . Rovněž jsou dokumentovány účinky města na intenzitu srážek a větrná pole.
Proč se města zahřívají, ale méně chladnou?
Města se vyznačují hustě zastavěnými oblastmi a utěsněním povrchu. To vede k vyšším teplotám vzduchu a snížené rychlosti větru. Budovy a ulice během dne akumulují energii slunečního záření a v noci uvolňují tuto energii ve formě tepla. Rychlost větru, a tedy větrání města, je často budovami snížena. Vegetace, jako jsou městské stromy nebo zeleň, která by mohla poskytnout stín a ochlazení odpařováním, může být nedostatečná nebo zcela chybí.
Jaké to má důsledky?
Vlny veder postihují zejména starší a nemocné, protože kardiovaskulární onemocnění zvyšují riziko úmrtí při horku. Zvyšující se teploty také zvyšují počet silných srážkových událostí ve městech, což způsobuje povodně, jejichž dopad je ve městech mnohem závažnější než v otevřené krajině: uzavřené povrchy města zvyšují odtok vody a zabraňují prosakování dešťové vody do země. Kanalizační systém zajišťuje pouze omezený odtok dešťové vody a v případě vysokých srážek může dojít k přetečení. Zvýšená pravděpodobnost silných srážek a krupobití může vést k nutnosti nákladnějšího pojištění kvůli obrovským škodám, které mohou ve městě srážky způsobit.
Jak lépe předpovídat městské klima a jeho důsledky?
Prvním krokem k lepšímu porozumění klimatu města a jeho možným budoucím změnám je instalace moderní senzorové sítě na vhodných místech ve městě pro měření a ukládání hodinových údajů o teplotě vzduchu, srážkách a dalších proměnných. Na základě těchto údajů vyplňují speciální modely klimatu města mezery mezi měřeními a vytvářejí pro město komplexní klimatický informační systém. Tento systém pak může generovat mapy rizik a hodnocení, stejně jako předpovědi, varování a scénáře plánování. Tento systém lze použít k informování občanů, podpoře osob s rozhodovací pravomocí a může pomoci vypracovat plány na zlepšení klimatu města.
Partneři
Vědečtí partneři
Meteorologické senzory
Partneři v Curychu
Partneři v Basileji
Partner v Tallinnu
