City Climate

Moderne stad klimaatmonitoring voor slime steden

"Steden moeten op het platteland gebouwd worden; de lucht is er beter." - Henry Monnier (1799 - 1877)

Reeds in de 19e eeuw erkende men verschillen in luchtkwaliteit tussen de stad en haar omgeving. Een stad heeft een ander klimaat, het zogenaamde stadsklimaat, dat verschilt van het omliggende gebied wat temperatuur, wind, vochtigheid en andere meteorologische variabelen betreft. Vandaag de dag nemen deze klimatologische verschillen toe als gevolg van de klimaatverandering.

Het nieuwe meteoblue-systeem voor stadsklimaatmonitoring stelt steden in staat een betaalbare infrastructuur te ontwikkelen om het klimaat in hun stad binnen een jaar nauwkeurig te meten, voorspellen en modelleren. Dit creëert een betrouwbare kennisbasis voor stadsplanners, besluitvormers en de burgers.

Het systeem wordt sinds 2019 getest in Zwitserland, is in 2020 snel ontwikkeld in samenwerking met universiteiten en andere partnersteden. Het is nu commercieel beschikbaar voor andere steden.

De Zwitserse steden Basel en Zürich hebben hun meteoblue-systeem voor stadsklimaatmonitoring al in gebruik genomen:

Waarom is het belangrijk het stadsklimaat te monitoren? Wat zijn de voordelen voor de stad?

Meer dan de helft van de wereldbevolking woont in stedelijke gebieden, en dit aantal blijft toenemen. Het stijgende aantal mensen in steden vereist meer leefruimte en meer infrastructuur. Met de toenemende dichtheid van de infrastructuur zijn verdere lokale temperatuurstijgingen waarschijnlijk en zullen wellicht ook in steden waar dit tot nu toe niet nodig was, maatregelen moeten worden genomen. Een systematische en gedetailleerde monitoring van het stadsklimaat vormt de basis voor het behoud of de verbetering van de levenskwaliteit door middel van passende maatregelen en stadsplanning. Met toegang tot informatie over het stadsklimaat kunnen gemeentelijke instanties effectiever diensten verlenen voor verkeerscontrole, wegen- en bouwbeheer, waterbeheer, enz. Stadsplanners, organisatoren van evenementen en verzekeringsmaatschappijen kunnen profiteren van een betere risicobeoordeling van hitte, neerslag, wind en andere factoren.

Klimaatverandering vindt echt plaats en het is nu tijd om te handelen. Het meteoblue-systeem voor stadsklimaatmonitoring helpt steden bij het aanpakken van:

Beheer van hittegolven

Stedelijke hitte-eilanden

Waarschuwingen voor overstromingen en hagel

Luchtverontreiniging

Scenario's voor klimaatverandering

Stadsplanningsscenario's

Monitoren in realtime

Functies

Hoge nauwkeurigheid

Zorgvuldige controle van onze stadsklimaatmodellen toont een modelfout van minder dan 1°C voor temperaturen berekend tussen weerstations. Onze 24-uurs luchttemperatuurvoorspelling heeft een nauwkeurigheid van 1,2°C en biedt daarmee de nauwkeurigst mogelijke voorspelling.

Hoge resolutie

Onze stadsklimaatmodellen hebben een horizontale resolutie van 10 m en lossen de volledige microschaalvariabiliteit van luchttemperatuur en windsnelheidsvelden op, waardoor weersinformatie tot bij elke huisdeur komt.

Kunstmatige intelligentie

Het meteoblue-systeem voor stadsklimaatmonitoring maakt gebruik van eigen kunstmatige intelligentie om in-situ meteorologische metingen te combineren met satellietgegevens en numerieke voorspellingsmodellen, zodat met een minimum aan sensoren op de meest economische manier nauwkeurige gegevens kunnen worden geproduceerd.

Meervoudige meteorologische variabelen

Wij bieden metingen van diverse meteorologische variabelen (luchttemperatuur, relatieve vochtigheid, neerslag) en leveren gemodelleerde windsnelheid en -richting met hoge ruimtelijke resolutie voor een breed scala van toepassingen.

Naadloos van geschiedenis naar voorspelling

We bieden historische gegevens, realtime updates en een 7-daagse voorspelling voor elke locatie binnen een stad. Daarnaast gebruiken we klimaatprojecties om de luchttemperatuur en neerslag te schatten voor verschillende toekomstige tijdshorizonten (bv. tot 2050) bij verschillende emissiescenario's.

Meerdere interfaces

Onze producten zijn beschikbaar via API, FTP-server, web en mobiele app, zodat u gemakkelijk plug-and-play toegang heeft voor een breed scala aan toepassingen.

Plug&play-aanpak voor moderne steden

Modern hoge-resolutie meetnetwerk

De eerste stap van de ontwikkeling van een stadsklimaatsysteem is de installatie van een meteorologisch sensornetwerk (luchttemperatuur, relatieve vochtigheid, neerslag, enz.) binnen de stad. meteoblue heeft verschillende hulpmiddelen ontwikkeld om de beste sensorlocaties binnen een stad en in de omliggende gebieden te beoordelen. Zodra de sensoren zijn geïnstalleerd, kunnen meteorologische gegevens in realtime worden ontvangen via API, web, FTP of mobiele app. Meteorologische gegevens worden op kwaliteit gecontroleerd en gecorrigeerd voor bijvoorbeeld stralingsmeetfouten. Het sensornetwerk is essentieel om betrouwbare informatie te verstrekken voor het beheer van de maatregelen van een stad ter beperking van de klimaatverandering.

Het in kaart brengen van lokale klimaatzones voor elke stad ter wereld

meteoblue biedt lokale klimaatzonekaarten voor elke stad ter wereld. Een klimaatzonekaart wordt gegenereerd via satellietbeelden met een horizontale resolutie van 10 m. Informatie over lokale klimaatzones vormt de basis voor het plaatsen van sensoren, statistische analyse en modelvalidatie en -verbetering.

Kleinschalige modellering van meteorologische variabelen

meteoblue berekent kleinschalige meteorologische variabele velden voor steden met een horizontale resolutie van 10 m voor elke meettijdstap van 15 minuten. De meteoblue stadsklimaatmodellen interpoleren locaties tussen sensorlocaties met speciale technieken die rekening houden met gegevens van satellieten en met digitale oppervlakte- en hoogtemodellen. Luchttemperatuur, neerslag, windsnelheid en windrichting worden beoordeeld voor elke locatie in de stad, waardoor weersinformatie tot bij elke huisdeur komt. Op basis van het kleinschalige luchttemperatuurveld worden stedelijke hitte-eilanden en koude instromen gedetecteerd. Bovendien kunnen waarschuwingen voor overstromingen en hagel voor de stad worden aangemaakt op basis van neerslaggegevens met hoge resolutie. Luchtvervuiling wordt automatisch beoordeeld door lokale luchtvervuilingsbronnen te combineren met een driedimensionale windveldberekening.

Hoog rekenvermogen van de meteoblue High Performance Computing Cluster

meteoblue voert stadsklimaatmodellen uit met een zeer fijne horizontale resolutie tot 0,5 m (zie de sky view factor rechts). De sky view factor drukt uit welk deel van de hemel zichtbaar is vanaf een punt op een oppervlak. Straatcanyons of boomrijke gebieden hebben een lage sky view factor in tegenstelling tot de hoge sky view factor van open plaatsen en daken van gebouwen. De modelberekeningen vergen aanzienlijke rekenkracht. Historische gegevens, een nowcast, een zevendaagse voorspelling en klimaatprojecties worden allemaal berekend voor elk punt in de stad en opgeslagen op het meteoblue-cluster.

Grote nauwkeurigheid van stadsklimaatmodellen

De meteoblue stadsklimaatmodellen presteren beter dan 1°C voor de ruimtelijke interpolatietechniek, met een afnemende fout naarmate meer stations worden gebruikt. We kunnen het aantal stations berekenen dat nodig is om de gewenste nauwkeurigheid van de gemodelleerde gegevens te bereiken. Op basis van onze bestaande verificaties kan voor onze 24-uurs voorspelling een nauwkeurigheid van 1.2 °C voor de luchttemperatuur worden verwacht.

V&A

Wat is stadsklimaat?

Stadsklimaat wordt gedefinieerd als "plaatselijk klimaat dat verschilt van het klimaat in aangrenzende landelijke gebieden, als gevolg van stedelijke ontwikkeling". Dit betekent dat de luchttemperatuur, neerslag, concentratie luchtverontreinigende stoffen en windsnelheid vaak verschillen van die in de omliggende gebieden. Verschillen in luchttemperatuur tussen een stad en de omliggende gebieden kunnen 's nachts oplopen tot 10 °C. Stadseffecten op neerslagintensiteit en windvelden zijn eveneens geobserveerd.

Waarom warmen steden op maar koelen ze minder af?

Steden worden gekenmerkt door dichtbebouwde gebieden en oppervlakteafdichting. Dit leidt tot hogere luchttemperaturen en lagere windsnelheden. Gebouwen en straten slaan overdag de energie van zonnestraling op en geven deze energie 's nachts weer af in de vorm van warmte. De windsnelheid, en dus de ventilatie van de stad, wordt vaak verminderd door gebouwen. Vegetatie zoals stadsbomen of groene ruimten die schaduw en verkoeling door verdamping kunnen bieden, zijn zeldzaam of ontbreken helemaal.

Wat zijn de gevolgen?

Hittegolven treffen vooral bejaarden en zieken, aangezien hart- en vaatziekten het risico op overlijden tijdens de hitte verhoogt. De stijging van de temperatuur verhoogt ook het aantal hevige neerslagsituaties in de steden, waardoor overstromingen ontstaan waarvan de gevolgen in de steden veel ernstiger zijn dan op het open platteland: de verharde oppervlakken van de stad laten het water sneller wegstromen en verhinderen dat het regenwater in de bodem sijpelt. Het rioleringssysteem biedt slechts een beperkte buffer voor regenwater en kan bij hevige neerslag overstromen. Door de grotere kans op hevige neerslag en hagelbuien kunnen extra verzekeringsdiensten nodig zijn, gezien de enorme schade die zij in een stad kunnen aanrichten.

Hoe kunnen we het stadsklimaat en de gevolgen ervan beter voorspellen?

De eerste stap voor een beter inzicht in het klimaat van een stad en de mogelijke toekomstige verandering daarvan is het installeren van een modern sensornetwerk op geschikte locaties in de stad om gegevens per uur voor luchttemperatuur, neerslag en andere variabelen te meten en op te slaan. Op basis van deze gegevens vullen speciale stadsklimaatmodellen de leemten tussen de metingen op en genereren zij een uitgebreid klimaatinformatiesysteem voor de stad. Dit systeem kan dan risicokaarten en beoordelingen creëren, evenals voorspellingen, waarschuwingen en planningsscenario's. Het systeem kan worden gebruikt om burgers te informeren, besluitvormers te ondersteunen en helpen bij het ontwikkelen van plannen om het stadsklimaat te verbeteren.

Partners

Wetenschappelijke partners

Meteorologische sensoren

Partner in Zürich

Partner in Basel

Wilt u projectpartner worden?
Wij kunnen ook voor uw stad een stadsklimaatsysteem opzetten!

Neem contact op met info@meteoblue.com voor meer informatie.