City Climate

Мониторинг климата современного города для умных городов

"Города должны строиться в сельской местности, там воздух лучше." - Генри Монье (1799 - 1877)

Люди узнали о различиях в качестве воздуха между городом и его окрестностями еще в 19 веке. В городе существует другой климат, так называемый городской, который отличается от окружающей местности температурой, ветром, влажностью и другими метеорологическими переменными. Сегодня эти климатические различия увеличиваются в связи с изменением климата.

Новая система мониторинга климата города, разработанная meteoblue, позволяет городам развивать доступную инфраструктуру для точного измерения, прогнозирования и моделирования своего городского климата менее чем за год. Это создает надежную информационную базу для градостроителей, директивных органов и горожан.

Испытания системы проводились в Швейцарии с 2019 года, в 2020 году она быстро развилась в сотрудничестве с университетами и другими городами-партнерами, и в настоящее время доступна для коммерческого использования в других городах.

В швейцарских городах Базель и Цюрих уже внедрена система мониторинга климата города meteoblue:

Цюрих

Базель

Почему важно мониторить климат города? Каковы преимущества для города?

Более половины населения мира проживает в городских районах, и эта цифра продолжает расти. С растущим числом людей в городах растет и потребность в большей жилой площади и большей инфраструктуре. С ростом плотности инфраструктуры, вероятно, произойдет дальнейшее повышение местной температуры, и, возможно, потребуется смягчение последствий также и в городах, где до сих пор в этом не было необходимости. Систематический детальный мониторинг городского климата является основой для поддержания или улучшения качества жизни с помощью приемлемых мер и городского планирования. Имея доступ к информации о городском климате, муниципальные органы могут предоставлять более эффективные услуги по контролю за дорожным движением, управлению дорогами и строительством, водными ресурсами и т.д. Градостроители, организаторы мероприятий и страховые компании могут извлечь выгоду из более точной оценки рисков, связанных с жарой, осадками, ветром и другими факторами.

Изменение климата - это реальность, пришло время действовать. Система мониторинга климата города meteoblue позволяет решать следующие проблемы городов:

Управление волнами жары

Городские острова тепла

Предупреждения о наводнениях и граде

Загрязнение воздуха

Сценарии изменения климата

Сценарии городского планирования

Мониторинг в режиме реального времени

Функции

Высокая точность

Тщательная проверка наших моделей климата города показывает погрешность модели ниже 1°C для температур, рассчитанных между метеорологическими станциями. Наш прогноз суточной температуры воздуха имеет точность 1.2°C, эффективно обеспечивая наиболее точный прогноз.

Высокое разрешение

Наши модели городского климата имеют горизонтальное разрешение 10м и определяют всю микромасштабную изменчивость полей температуры воздуха и скорости ветра, доводя информацию о погоде до каждого человека.

Искусственный интеллект

Система мониторинга климата города meteoblue использует специальный искусственный интеллект для совмещения метеорологических измерений на месте со спутниковыми данными и моделями численного прогноза с целью получения точных данных с минимальным количества датчиков наиболее экономичным способом.

Многочисленные метеорологические переменные

Мы предлагаем измерения различных метеорологических переменных (температура воздуха, относительная влажность, осадки) и предоставляем смоделированные скорость и направление ветра с высоким пространственным разрешением для широкого применения.

Последовательно от истории до прогноза

Мы располагаем архивными данными, обновлениями в режиме реального времени и 7-дневным прогнозом для любого местоположения в пределах города. Кроме того, мы используем климатические прогнозы для оценки температуры воздуха и осадков для различных будущих временных горизонтов (например, до 2050 года) при различных сценариях выбросов загрязнителей.

Несколько интерфейсов

Наши продукты доступны через API, FTP-сервер, веб- и мобильные приложения, что дает вам легкий доступ к системе plug-and-play для широкого применения.

Подход Plug&play для современных городов

Современная измерительная сеть высокого разрешения

Первым шагом в развитии городской климатической системы является установка сети метеорологических датчиков (температура воздуха, относительная влажность, осадки и т.д.) в пределах города. meteoblue разработал несколько инструментов для оценки наилучших местоположений датчиков в городе и в его окрестностях. После установки датчиков, метеорологические данные могут быть получены в режиме реального времени через API, веб, FTP или мобильное приложение. Метеорологические данные проходят контроль качества и проверяются, например, на наличие ошибок в измерениях излучения. Сеть датчиков является ключом к получению надежной информации для управления мерами по смягчению последствий изменения климата в городе.

Картирование местных климатических зон в любом городе мира

meteoblue предоставляет карты местных климатических зон для любого города мира. Карта климатической зоны формируется на основе спутниковых изображений с горизонтальным разрешением 10м. Информация о локальных климатических зонах является основой для размещения датчиков, статистического анализа, а также утверждения и улучшения моделей.

Маломасштабное моделирование метеорологических переменных

meteoblue вычисляет мелкомасштабные метеорологические переменные поля для городов с горизонтальным разрешением 10м для каждого 15-иминутного временного шага измерения. Модели городского климата meteoblue интерполируют местоположения между местоположениями датчиков с помощью специальных методик учета данных со спутников, а также цифровых моделей поверхности и высот. Температура воздуха, осадки, скорость и направление ветра оцениваются для любой точки города, доставляя информацию о погоде каждому человеку. На основе малого поля температур воздуха обнаруживаются городские острова тепла, а также поступления холода. Кроме того, на основе данных об осадках высокого разрешения могут быть сделаны предупреждения о наводнениях и граде в городе. Загрязнение воздуха оценивается автоматически путем совмещения местных источников загрязнения воздуха с трехмерным расчетом ветрового поля.

Высокая вычислительная мощность от высокопроизводительного вычислительного кластера meteoblue

meteoblue отображает модели городского климата с очень четким горизонтальным разрешением до 0.5 м (см. коэффициент видимости неба справа). Коэффициент видимости неба показывает пропорцию неба, видимого с точки на поверхности. Уличные каньоны или участки, покрытые деревьями, имеют низкий коэффициент видимости неба в отличие от высокого коэффициента видимости неба открытых площадок и крыш зданий. При расчетах модели требуется значительная вычислительная мощность. Исторические данные, текущий прогноз, семидневный прогноз, а также климатические прогнозы рассчитываются для любой точки города и хранятся на кластере meteoblue.

Высокая точность климатических моделей города

Модели городского климата meteoblue дают лучшие результаты, чем 1°C при использовании метода пространственной интерполяции, при этом погрешность уменьшается при использовании большего количества станций. Мы можем рассчитать количество станций, необходимое для достижения желаемой точности смоделированных данных. Основываясь на существующих проверках, в случае нашего 24-часового прогноза можно ожидать точность 1.2°C для температуры воздуха.

Вопросы и ответы

Что такое городской климат?

Городской климат определяется как "местный климат, который отличается от климата в соседних сельских районах в результате городского развития". Это означает, что там температура воздуха, осадки, концентрация загрязнителей воздуха и скорость ветра часто отличаются от окрестностей. Разница в температуре воздуха между городом и его окрестностями может достигать 10 °C ночью. Также документально подтверждено влияние города на интенсивность осадков и ветровые поля.

Почему в городах бывает очень жарко, но температура не спадает на столько же градусов?

Города отличаются плотно застроенными участками и уплотнением поверхности. Это приводит к повышению температуры воздуха и снижению скорости ветра. Здания и улицы накапливают энергию солнечного излучения днем и выделяют эту энергию в виде тепла ночью. Скорость ветра, а, следовательно, вентиляция города, часто снижается зданиями. Растительность, такая как городские деревья или зеленые зоны, которые могут обеспечить тень и охлаждение за счет испарения, может быть редкой или отсутствовать вовсе.

Какими бывают последствия?

Волны жары особенно сильно влияют на пожилых и больных, так как сердечно-сосудистые заболевания увеличивают риск смерти во время жары. Повышенная температура также увеличивает количество выпадающих сильных осадков в городах, вызывая наводнения, последствия которых в городах гораздо сильнее, чем в открытой сельской местности: уплотненные поверхности города увеличивают сток воды и предотвращают просачивание дождевой воды в почву. Канализационная система обеспечивает лишь ограниченный буфер для дождевых вод и может переливаться, если выпадет большое количество осадков. Повышенная вероятность сильных осадков и града может потребовать дополнительных страховых услуг в связи с огромным ущербом, который они могут нанести в городе.

Как лучше спрогнозировать климат города и его последствия?

Первым шагом к лучшему пониманию климата города и его возможных изменений в будущем является установка современной сети датчиков в подходящих местах в пределах города для измерения и хранения почасовых данных о температуре воздуха, осадках и других переменных. На основе этих данных специальные модели городского климата заполняют пробелы между измерениями и создают всеобъемлющую систему информации о климате города. Затем эта система может составлять карты рисков и оценки, а также прогнозы, предупреждения и сценарии планирования. Эта система может использоваться для информирования граждан, поддержки директивных органов и оказания помощи в разработке планов по улучшению климата города.

Partners

Научные партнеры

Метеорологические датчики

Партнер в Цюрихе

Партнер в Базеле

Хотите стать партнером по проекту?
Мы можем создать городскую климатическую систему и для вашего города!

Для получения дополнительной информации обратитесь по адресу info@meteoblue.com.