Clima urbano | Monitoraggio meteorologico in tempo reale
Monitoraggio climatico delle città moderne per città intelligenti
"Le città dovrebbero essere costruite in campagna; l'aria è migliore". - Henry Monnier (1799-1877)
Le persone hanno riconosciuto le differenze nella qualità dell'aria tra la città e i suoi dintorni già nel 19° secolo. Una città ha un clima diverso, il cosiddetto clima urbano, che è diverso dall'area circostante per quanto riguarda la temperatura, il vento, l'umidità e altre variabili meteorologiche. Oggi, queste differenze climatiche sono in aumento a causa dei cambiamenti climatici.
Il nuovo sistema di monitoraggio del clima urbano di meteoblue consente alle città di sviluppare un'infrastruttura economicamente sostenibile per misurare, prevedere e modellare con precisione il clima della città in meno di un anno. Ciò crea una base di informazioni affidabili per gli urbanisti, i responsabili delle decisioni e i cittadini.
Il sistema è stato testato in Svizzera dal 2019, si è evoluto rapidamente nel 2020 in co-sviluppo con università e altre città partner, ed è ora disponibile commercialmente per altre città.
Le città svizzere di Basilea e Zurigo hanno già implementato il loro sistema di monitoraggio del clima della città di meteoblue:
Questo progetto ha ricevuto finanziamenti dal "Horizon 2020 Research and Innovation Programme" dell'Unione europea in base alla convenzione di sovvenzione 101004112.
Le nostre città con mappe di calore
Perché è importante monitorare il clima urbano? Quali sono i vantaggi per la città?
Più della metà della popolazione mondiale vive nelle aree urbane e questo numero continua a crescere. Il numero crescente di persone nelle città richiede più spazio abitativo e più infrastrutture. Con l'aumentare della densità delle infrastrutture, sono probabili ulteriori aumenti della temperatura locale che potrebbero richiedere mitigazioni anche nelle città dove finora non è stato necessario. Il monitoraggio sistematico del clima della città con dettagli significativi è la base per mantenere o migliorare la qualità della vita attraverso misure adeguate e pianificazione urbana. Con l'accesso alle informazioni sul clima della città, le agenzie municipali possono fornire servizi più efficaci per il controllo del traffico, la gestione delle strade e delle costruzioni, la gestione delle risorse idriche, ecc. Gli urbanisti, gli organizzatori di eventi e le compagnie assicurative possono beneficiare di una migliore valutazione del rischio per calore, precipitazioni, vento, e altri fattori.
Il cambiamento climatico è reale, ora è il momento di agire. Il sistema di monitoraggio del clima della città di meteoblue consente alle città di affrontare:
Gestione delle ondate di calore
Isola di calore urbana
Allerta su inondazioni e grandine
Inquinamento dell'aria
Scenari di cambiamento climatico
Scenari di pianificazione urbana
Monitoraggio real-time
Caratteristiche
Alta precisione
La verifica accurata dei nostri modelli del clima urbano mostra un errore del modello inferiore a 1°C per le temperature calcolate tra le stazioni meteorologiche. La nostra previsione della temperatura dell'aria a 24 ore ha una precisione di 1,2°C, fornendo così la previsione più precisa possibile.
Alta risoluzione
I nostri modelli climatici urbani hanno una risoluzione orizzontale di 10m e risolvono l'intera variabilità su microscala dei campi della temperatura dell'aria e della velocità del vento, portando le informazioni meteorologiche porta a porta.
Intelligenza artificiale
Il sistema di monitoraggio del clima della città di meteoblue utilizza un'intelligenza artificiale proprietaria per combinare misure meteorologiche in situ con dati satellitari e modelli di previsione numerica al fine di produrre dati precisi con un minimo di sensori nel modo più economico.
Molteplici variabili meteorologiche
Offriamo misurazioni di varie variabili meteorologiche (temperatura dell'aria, umidità relativa, precipitazioni) e forniamo velocità e direzione del vento modellate ad alta risoluzione spaziale per una vasta gamma di applicazioni.
Dalla storia alle previsioni senza fatica
Offriamo dati storici, aggiornamenti in tempo reale e previsioni a 7 giorni per qualsiasi località all'interno di una città. Inoltre, utilizziamo le proiezioni climatiche per stimare la temperatura dell'aria e le precipitazioni per diversi orizzonti temporali futuri (ad esempio fino al 2050) in diversi scenari di emissione.
Interfacce multiple
I nostri prodotti sono disponibili tramite API, server FTP, web e app mobili, offrendo un facile accesso plug-and-play per una vasta gamma di applicazioni.
Approccio plug&play per città moderne
Moderna rete di misurazione ad alta risoluzione
Il primo passo per lo sviluppo di un sistema climatico urbano è l'installazione di una rete di sensori meteorologici (temperatura dell'aria, umidità relativa, precipitazioni, ecc.) all'interno della città. meteoblue ha sviluppato diversi strumenti per valutare le migliori posizioni dei sensori all'interno di una città e nelle aree circostanti. Una volta installati i sensori, i dati meteorologici possono essere ricevuti in tempo reale tramite API, Web, FTP o app mobili. I dati meteorologici sono controllati e subiscono un processo di controllo della qualità, ad es. errori nella misura della radiazione solare. La rete di sensori è fondamentale per fornire informazioni affidabili per la gestione delle misure di mitigazione dei cambiamenti climatici di una città.
Mappatura delle zone climatiche locali per qualsiasi città del mondo
meteoblue fornisce mappe delle zone climatiche locali per qualsiasi città del mondo. Una mappa della zona climatica viene generata da immagini satellitari con una risoluzione orizzontale di 10 m. Le informazioni sulla zona climatica locale sono la base per il posizionamento del sensore, per l'analisi statistica e per la validazione e il miglioramento del modello.
Modellazione su piccola scala delle variabili meteorologiche
meteoblue calcola le variabili meteorologiche su piccola scala per le città con una risoluzione orizzontale di 10 m ogni 15 minuti. I modelli climatici della città di meteoblue interpolano i punti tra i sensori di temperatura, vento etc..con tecniche speciali che tengono conto dei dati provenienti dai satelliti, nonché dei modelli digitali di elevazione. La temperatura dell'aria, le precipitazioni, la velocità del vento e la direzione del vento sono valutate per qualsiasi posizione in città, portando le informazioni meteorologiche porta a porta. In base al campo della temperatura dell'aria su piccola scala, vengono rilevate isole di calore urbane e afflussi di aria fredda dalle zone limitrofe. Inoltre, è possibile creare avvisi di alluvione e grandine per la città sulla base di dati di precipitazione ad alta risoluzione. L'inquinamento atmosferico viene valutato automaticamente combinando le fonti locali di inquinamento atmosferico con un calcolo tridimensionale del campo eolico.
Questo progetto ha ricevuto finanziamenti dal "Horizon 2020 Research and Innovation Programme" dell'Unione europea in base alla convenzione di sovvenzione 101094070.
Elevata potenza computazionale dal cluster di calcolo ad alte prestazioni di meteoblue
meteoblue gestisce modelli climatici delle città con una risoluzione orizzontale molto fine fino a 0,5 m (vedere lo sky view factor a destra). Lo sky view factor esprime la proporzione di cielo visibile da un punto sulla superficie. I canyon urbani, ossia le strade o le aree coperte da alberi hanno uno sky view factor basso in contrasto con uno sky view factor molto alto di luoghi aperti o tetti. I calcoli del modello richiedono una notevole potenza computazionale. I dati storici, nowcast, una previsione a sette giorni e le proiezioni climatiche sono tutti calcolati per qualsiasi punto della città e memorizzati nel cluster meteoblue.
Alta precisione dei modelli climatici delle città
I modelli climatici delle città di meteoblue hanno errori inferiori a 1°C per la tecnica di interpolazione spaziale, con un errore decrescente quando si utilizzano più stazioni. Siamo in grado di calcolare il numero di stazioni necessarie per ottenere l'accuratezza desiderata dei dati modellati. Sulla base delle nostre verifiche esistenti, per le nostre previsioni 24 ore si può prevedere una precisione di 1,2°C per la temperatura dell'aria.
Q&A (domande e risposte)
Che cos'è "city climate"?
Il clima urbano è definito come "clima locale che differisce da quello nelle aree rurali limitrofe, a causa dello sviluppo urbano". Ciò significa che la temperatura dell'aria, le precipitazioni, la concentrazione di inquinanti atmosferici e la velocità del vento spesso differiscono dalle aree circostanti. Le differenze di temperatura dell'aria tra una città e le aree circostanti possono arrivare fino a 10°C di notte. Sono inoltre documentati gli effetti della città sull'intensità delle precipitazioni e sui campi eolici.
Perché le città si scaldano ma non si raffreddano tanto?
Le città sono caratterizzate da aree densamente edificate e impermeabilizzazione della superficie. Ciò porta a temperature dell'aria più elevate e velocità del vento ridotte. Gli edifici e le strade immagazzinano l'energia della radiazione solare durante il giorno e rilasciano questa energia sotto forma di calore durante la notte. La velocità del vento, e quindi la ventilazione della città, è spesso ridotta dagli edifici. Vegetazione come alberi o spazi verdi che potrebbero fornire ombra e raffreddamento per evaporazione possono essere rari o del tutto assenti.
Quali sono le conseguenze?
Le ondate di calore colpiscono in particolare gli anziani e i malati, poiché le malattie cardiovascolari aumentano il rischio di morte durante il caldo. L'aumento delle temperature aumenta anche il numero di forti eventi di precipitazione nelle città, causando inondazioni il cui impatto è molto più grave nelle città che in aperta campagna: le superfici impermeabili della città aumentano il deflusso delle acque e impediscono la fuoriuscita di acqua piovana nel terreno. Il sistema fognario fornisce solo un buffer limitato per l'acqua piovana e può traboccare se le precipitazioni sono elevate. La maggiore probabilità di forti precipitazioni ed eventi di grandine può richiedere servizi assicurativi aggiuntivi a causa dell'enorme danno che possono causare in una città.
Come è possibile prevedere meglio il clima della città e i suoi effetti?
Il primo passo per comprendere meglio il clima di una città e i suoi possibili cambiamenti futuri è installare una moderna rete di sensori in posizioni adeguate all'interno della città per misurare e memorizzare i dati orari per la temperatura dell'aria, le precipitazioni e altre variabili. Sulla base di questi dati, speciali modelli climatici delle città forniscono dati molto accurati per tutti i punti , anche dove non c'è un dato misurato e generano un sistema completo di informazioni. Questo sistema può quindi produrre mappe e valutazioni dei rischi, nonché previsioni, avvertenze e scenari di pianificazione. Il sistema può essere utilizzato per informare i cittadini, supportare i decisori e aiutare a sviluppare piani per migliorare il clima della città.
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