City Climate

Monitoramento do clima urbano para cidades inteligentes

"Cidades deveríam ser construídas no campo; o ar é melhor" - Henry Monnier (1799 - 1877)

Já no século XIX, as diferenças na qualidade do ar entre a cidade e seus arredores foram reconhecidas. Uma cidade tem um clima diferente, o chamado clima urbano, que difere da área circundante no que diz respeito à temperatura, vento, umidade e outras variáveis ​​meteorológicas. Hoje, essas diferenças climáticas estão aumentando devido ao câmbio climático.

O novo sistema meteoblue de monitoramento do clima urbano permite que as cidades desenvolvam uma infraestrutura acessível em menos de um ano, para medir, prever e modelar o clima da cidade com precisão. Isso cria uma base de informações confiável para os planejadores da cidade, tomadores de decisão e cidadãos.

O sistema foi testado na Suíça desde 2019, evoluiu rapidamente em 2020 em co-desenvolvimento com universidades e outras cidades parceiras e agora está disponível comercialmente para outras cidades.

As cidades suíças de Basileia e Zurique já implementaram seu sistema de monitoramento climático de cidade meteoblue:

Por que é importante monitorar o clima urbano? Quais são os benefícios para a cidade?

Mais da metade da população mundial vive em áreas urbanas e esse número continua aumentando. O número crescente de pessoas nas cidades exige mais espaço para morar e mais infraestrutura. Com o aumento da densidade da infraestrutura, aumentos de temperatura locais adicionais são prováveis ​​e podem exigir mitigação também em cidades onde até agora isso não foi necessário. O monitoramento sistemático do clima urbano em detalhes significativos é a base para manter ou melhorar a qualidade de vida por meio de medidas adequadas e planejamento urbano. Com acesso a informações sobre o clima da cidade, as agências municipais podem fornecer serviços mais eficazes para controle de tráfego, gestão de estradas e construção, gestão de água, etc. Os planejadores da cidade, organizadores de eventos e seguradoras podem se beneficiar de uma melhor avaliação de risco de calor, precipitação, vento, e outros fatores.

O câmbio climático é real, agora é hora de agir. O sistema de monitoramento climático urbano de meteoblue permite que as cidades abordem:

Gerenciamento de ondas de calor

Ilhas de calor urbanas

Alertas de inundação e temporais

Poluição do ar

Cenários de câmbio climático

Cenários de planejamento urbano

Monitoramento em tempo real

Serviços adicionais

Alta precisão

A verificação diligente de nossos modelos de clima urbano mostra um erro de modelo abaixo de 1°C para temperaturas calculadas entre as estações meteorológicas. Nossa previsão de temperatura do ar em 24 horas tem uma precisão de 1,2°C, efetivamente fornecendo a previsão mais precisa possível.

Alta resolução

Nossos modelos de clima urbano têm uma resolução horizontal de 10m e resolvem toda a variabilidade em micro-escala dos campos de temperatura do ar e velocidade do vento, trazendo informações meteorológicas para cada porta.

Inteligência artificial

O sistema de monitoramento climático urbano de meteoblue usa inteligência artificial proprietária para combinar medições meteorológicas in-situ com dados de satélite e modelos de previsão numérica, a fim de produzir dados precisos com um mínimo de sensores da maneira mais econômica.

Variáveis meteorológicas múltiplas

Oferecemos medições de várias variáveis meteorológicas (temperatura do ar, umidade relativa, precipitação) e fornecemos modelos de velocidade e direção do vento em alta resolução espacial para uma ampla gama de aplicações.

Da história à previsão, continuamente

Oferecemos dados históricos, atualizações em tempo real e uma previsão de 7 dias para qualquer local dentro de uma cidade. Além disso, usamos projeções climáticas para estimar a temperatura do ar e a precipitação para diferentes horizontes de tempo futuros (por exemplo, até 2050) em diferentes cenários de emissão.

Múltiplas interfaces

Nossos produtos estão disponíveis via API, servidor FTP, aplicativo web e portátil, oferecendo acesso plug-and-play fácil para uma ampla gama de aplicativos.

Abordagem plug & play para cidades modernas

Rede de medição moderna de alta resolução

O primeiro passo para desenvolver um sistema climático urbano é a instalação de uma rede de sensores meteorológicos (temperatura do ar, umidade relativa, precipitação, etc.) na cidade. meteoblue desenvolveu várias ferramentas para avaliar as melhores localizações dos sensores dentro de uma cidade e nas áreas circundantes. Uma vez instalados os sensores, os dados meteorológicos podem ser recebidos em tempo real via API, web, FTP ou aplicativo portátil. Os dados meteorológicos são controlados para qualidade e corrigidos para, por exemplo, erros de medição de radiação. A rede de sensores é fundamental para fornecer informações confiáveis ​​para o gerenciamento das medidas de mitigação das mudanças climáticas de uma cidade.

Mapeamento de zonas climáticas locais para qualquer cidade do mundo

meteoblue fornece mapas de zonas climáticas urbanas para qualquer cidade do mundo. Um mapa da zona climática urbana é gerado a partir de imagens de satélite com resolução horizontal de 10m. As informações da zona climática urbana são a base para o posicionamento de sensores, para a análise estatística e para a validação e melhoria dos modelos, assim como para o cálculo de estratégias de melhoria.

Modelagem em pequena escala de variáveis ​​meteorológicas

meteoblue calcula campos de cada variável ​​meteorológica em micro-escala para cidades com uma resolução horizontal de 10m para cada intervalo de tempo de medição de 15 minutos. Os modelos climáticos urbanos de meteoblue interpolam entre os locais dos sensores com técnicas especiais de assimilação para dados de satélites, bem como superfície digital e modelos de elevação. A temperatura do ar, a precipitação, a velocidade e a direção do vento são avaliadas para qualquer local da cidade, trazendo informações meteorológicas a cada porta. Com base no campo de temperatura do ar em pequena escala, ilhas de calor urbanas são detectadas, bem como fluxos de frio. Além disso, avisos de inundação e temporais para a cidade podem ser criados com base em dados de precipitação de alta resolução. A poluição do ar é avaliada automaticamente combinando as fontes locais de poluição do ar com um cálculo tridimensional dos campos de vento.

Alto poder computacional do cluster de computação de alto desempenho meteoblue

meteoblue executa modelos climáticos urbanos em uma resolução horizontal muito fina até 0,5 m (veja o fator de “Skyview” ao lado). O fator Skyview expressa a proporção do céu visível de um ponto na superfície. Os desfiladeiros de rua ou áreas cobertas por árvores têm um fator de Skyview baixo em contraste com o fator alto de lugares abertos e tetos de prédios. Os cálculos do modelo requerem um poder computacional substancial. Dados históricos, previsão do tempo, previsão de sete dias, bem como projeções climáticas, são calculados para qualquer ponto da cidade e armazenados no cluster meteoblue.

Alta precisão dos modelos climáticos urbanos

Os modelos climáticos urbanos de meteoblue têm uma precisão com erro abaixo de 1°C para a técnica de interpolação espacial, com um erro decrescente ao usar mais estações. Podemos calcular o número de estações necessárias para alcançar a precisão desejada dos dados modelados. Com base em nossas verificações existentes, atingimos uma precisão de 1,2°C na previsão da temperatura do ar para 24 horas adiante.

Q&A

Qual é o clima da cidade?

O clima urbano é definido como “clima local diferente do das áreas rurais vizinhas, em decorrência do desenvolvimento urbano”. Isso significa que a temperatura do ar, a precipitação, a concentração de poluentes do ar e a velocidade do vento geralmente diferem das áreas circundantes. As diferenças na temperatura do ar entre uma cidade e seus arredores podem atingir até 10 °C à noite. Os efeitos urbanos na intensidade da precipitação e nos campos de vento também são documentados.

Por que as cidades esquentam, mas não esfriam tanto?

As cidades são caracterizadas por áreas densamente povoadas e impermeabilizações de superfície. Isso leva a temperaturas do ar mais altas e velocidades de vento reduzidas. Prédios e ruas armazenam a energia da radiação solar durante o dia e liberam essa energia em forma de calor à noite. A velocidade do vento e, portanto, a ventilação da cidade, são freqüentemente reduzidas por edifícios. A vegetação, como árvores urbanas ou espaços verdes que poderiam fornecer sombra e resfriamento por evaporação, pode ser rara ou totalmente ausente.

Quais são as consequências?

As ondas de calor afetam principalmente os idosos e os enfermos, pois as doenças cardiovasculares aumentam o risco de morte durante o calor. O aumento das temperaturas também aumenta o número de eventos de precipitação forte nas cidades, causando inundações cujo impacto é muito mais severo nas cidades do que no campo aberto: as superfícies vedadas da cidade aumentam o escoamento de água e evitam o vazamento da água da chuva para o solo. O sistema de esgoto fornece proteção limitada para a água da chuva e pode transbordar se a precipitação for alta. O aumento da probabilidade de chuvas fortes e eventos de granizo pode exigir serviços de seguro adicionais devido aos enormes danos que podem causar em uma cidade.

Como prever melhor o clima urbano e seus efeitos?

O primeiro passo para entender melhor o clima urbano de uma cidade e sua possível mudança futura é de instalar uma rede de sensores modernos em locais adequados na cidade para medir e armazenar dados de temperatura do ar, precipitação e outras variáveis de hora em hora. Com base nesses dados, modelos especiais de clima urbano preenchem as lacunas entre as medições e geram um sistema de informações climáticas abrangente para toda a cidade. Este sistema pode então produzir mapas e avaliações de risco, bem como previsões, avisos e cenários de planejamento. O sistema pode ser usado para informar os cidadãos, apoiar os tomadores de decisão e ajudar a desenvolver planos para melhorar o clima da cidade.

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