Адаптиране към топлинния стрес в Антверпен (Белгия) въз основа на подробно топлинно картографиране

В рамките на европейската здравна услуга по програма „Коперник“ VITO приложи своя модел за градски климат UrbClim, за да картографира температурите на въздуха и обхвата на градския топлинен остров (UHI) на 100 европейски града (включително Антверпен) с хоризонтална разделителна способност от 100 m. В случая на Антверпен резултатите разкриват наличието на градски топлинен остров със средна годишна температура от 2 °C в центъра на града, който може да достигне до 9 °C през летните вечери и нощи. Благодарение на UHI през периода 2008—2017 г. Антверпен преживя два пъти повече дни на горещи вълни (определени като дни с максимална температура над 30 °C и минимална температура над 18 °C) от селските райони, излагайки градските жители на много по-високи нива на топлинен стрес в сравнение с хората, живеещи в близките селски райони.

Анализът на бъдещите прогнози за климата (извършени в рамките на РП7 RAMSES и проектите Climate-fit.city по „Хоризонт 2020“) показва, че броят на дните с горещи вълни в Антверпен се очаква да нарасне почти десетократно към края на века при сценария RCP8.5. Без евентуални промени в земеползването интензивността на градските топлинни острови се очаква да остане повече или по-малко на същото равнище, което ще увеличи топлинния стрес в градските райони в допълнение към ефекта от изменението на климата.

Мотивиран от резултатите от изследванията, град Антверпен реши да приложи мерки за адаптиране, за да се справи с проблема с топлинния стрес в града. Целите на набелязания набор от мерки са: i) намаляване на местния топлинен стрес във възможно най-голяма степен чрез промени в застроената среда, ii) информиране на гражданите за проблема, iii) ангажирането им чрез граждански научни кампании и iv) свеждане до минимум на въздействието върху здравето чрез система за прогнозиране на топлината и предупреждение, насочена към уязвимите групи.

За да се постигнат оптимални резултати, мерките за адаптиране се прилагат едновременно в три мащаби: 1) на територията на целия град, 2) на местно равнище и 3) на отделния човек. Прилагането на описаните тук мерки за адаптиране току-що е започнало или е било планирано. Пълното изпълнение и резултатите за целия град ще отнемат много време и се очаква да бъдат завършени едва до 2030 г.

Мащаб за целия град

Строителството на сгради в град Антверпен се регулира от строителен кодекс, към който всички жители и предприемачи трябва да се придържат при санирането или изграждането на сграда. В този код бяха добавени конкретни инструкции (9.10.2014 г.), за да се спомогне за намаляване на топлинния стрес в града с течение на времето:

• За всички нови или реновирани покриви с наклон по-малък от 15 % и площ над 20 m2 е задължително да се монтира зелен покрив отгоре. Това драстично понижава температурата на покрива и охлажда температурата на въздуха чрез задържане и изпускане на дъждовна вода. Освен това зелените покриви осигуряват допълнителна топлинна изолация за сградата, намалявайки необходимостта от отопление и охлаждане.
• Всички нови инсталирани частни градини и открити паркинги трябва да бъдат зелени и пропускливи. Само 20 m2 могат да бъдат павирани в градини <60m2 и само 1/3 в градини >60m2. Всички външни частни паркинги трябва да имат пропусклива затревена повърхност.
• По-голямата част от сградите в центъра на града имат исторически гипсови фасади. Когато се реновират, тези фасади на сгради трябва да бъдат боядисани в оригиналната светлина, за предпочитане в бял цвят. Белите сгради отразяват повече слънчева светлина и няма да се затоплят толкова лесно, колкото тъмните сгради, като по този начин намаляват топлинната радиация от тези сгради.

Локален мащаб

Редовно се реновират големи площади, паркове и квартали в града. По време на фазата на планиране градската администрация включи оптимизирането на положението с топлинния комфорт като нов фактор, който трябва да бъде взет предвид. За да се даде възможност за целенасочени действия, е необходима подробна информация за местния микроклимат. По съвет на VITO град Антверпен реши да използва показателя за температурата на мократа крушка (WBGT) при оценката и оптимизирането на въздействието на топлинния стрес на плановете за саниране. WBGT, за разлика от обикновените температурни измервания, отчита радиационния товар (късовълново и дълговълново), влажността и скоростта на вятъра, които оказват влияние върху топлинния комфорт на човека. VITO проведе няколко подробни проучвания за моделиране (с разделителна способност 1 m), за да определи количествено местните стойности на WBGT и да оцени потенциалното въздействие на планираните мерки за адаптиране. Това доведе до включването на зелено-сини инфраструктурни мерки (напр. дървета, пропускливи повърхности, водни басейни, фонтани) в плановете за саниране.

Моделирането беше допълнено от кампания за измерване на гражданската наука през лятото на 2018 г. в рамките на проекта „H2020 Ground Truth 2.0“. Около 20 жители на квартал Синт-Андрийс бяха ангажирани с измерването на WBGT на различни видове места. Освен валидирането на резултатите от модела, тази кампания повиши осведомеността за проблема с топлинния стрес и стимулира дискусия относно възможните мерки за адаптиране.

Индивидуална скала

В Белгия „плановете за действие в областта на здравето от гледна точка на топлината“ се задействат въз основа на прогнози за температурата в селските райони. Това води до подценяване на топлинния стрес в градове като Антверпен, където значителният ефект на градския топлинен остров причинява два пъти повече дни на горещи вълни в градските райони, отколкото в селските райони. За да се осигури по-точна прогноза за топлинния стрес за Антверпен, VITO създаде краткосрочна (5-дневна) система за прогнозиране на топлината, основана на комбинация от редовния европейски модел за прогнозиране от ECMWF и модела UrbClim. Системата предоставя прогноза за всеки квартал на Антверпен, като взема предвид ефекта на градския топлинен остров. Това позволява ефективно използване на ресурсите за помощ, насочени предимно към уязвимите възрастни хора и деца, на местата, където те са най-необходими. Освен това град Антверпен разработи уеб платформа за издаване на предупреждения за горещи вълни на здравните работници и други заинтересовани страни, включително съвети какво да се прави в случай на горещи вълни. Системата е активна през топлите месеци на годината в Белгия (април-септември) и се управлява от градската администрация.

Беше стартиран съвместен творчески подход между градската администрация и участващите дружества (VITO, UNESCO IHE, Antwerp Smart Zone) за създаване и изпитване на алармата за прогнозиране на топлината и уеб платформата. Бяха организирани няколко семинара за граждани, на които градската администрация и изследователите представиха проблема с топлинния стрес и обсъдиха възможни мерки за адаптация. Участващите граждани участваха в оценката и тестването на първите прототипи на алармата за топлинна прогноза и уеб платформата. Освен това гражданите картографираха топлинния стрес и хладните места в един от кварталите на града, като същевременно разработиха стратегии за подобряване на топлинния комфорт в своя квартал с акцент върху уязвимото население.

Основният успех на изследването на топлинния стрес и изменението на климата в Антверпен беше да се повиши осведомеността по тази тема на политическо равнище, като се генерира политическа воля (и финансиране) за справяне с този проблем. Освен това тези изследвания доведоха до адаптирането на строителния кодекс на Антверпен и бяха включени в плана на Антверпен за климата до 2030 г. — план за смекчаване на последиците от изменението на климата и адаптиране към него в рамките на Конвента на кметовете, който в момента се разработва.

Комуникацията се очертава като ключов въпрос в сътрудничеството между изследователите и градските специалисти. Това се отнася до комуникацията между отделните партньори (например за постигане на съгласие по целите на проекта), комуникацията между отделните участващи градски отдели и подходящите форми на комуникация между градските служители или учените и гражданите.

Изследователите също така се сблъскаха с някои технически проблеми, тъй като използването на данни в реално време все още не беше напълно включено в ИТ инфраструктурата на града.

Изследванията в областта на топлинния стрес и изменението на климата са финансирани главно от европейски проекти (7РП RAMSES и NACLIM, H2020 Climate-fit.city и Ground Truth 2.0), които също така покриват част от непаричните разходи за град Антверпен. Само едно специфично проучване за измерване и моделиране на топлинния стрес е финансирано от самия град Антверпен и струва около 70 000 евро.

Прилагането на мерки за адаптиране в целия град и на местно равнище (зелени покриви, дървета, неасфалтирани повърхности, езера, фонтани и др.) продължава, но най-вече все още е във фаза на планиране, така че е трудно да се определят количествено преките разходи и ползи.

Освен разходите в натура за град Антверпен, системата за прогнозиране на топлината и предупреждение е имала разходи за разработване около 20 000 евро и годишни разходи за поддръжка около 10 000 евро.

Съпътстващите ползи включват подобрена комуникация и сътрудничество между градските управления, увеличаване на топлинния стрес и осведомеността на политиците и гражданите относно изменението на климата, интегриране на мерките за адаптиране към топлинния стрес в градското планиране (които също имат благоприятно въздействие върху здравето, биологичното разнообразие, наводненията, сушата и др.).

Изследванията в областта на топлинния стрес и адаптирането към изменението на климата доведоха до конкретни промени в строителния кодекс на Антверпен , който урежда строителството на сгради в Антверпен. Той се използва и в плана на Антверпен за климата до 2030 г. — план за смекчаване на последиците от изменението на климата и адаптиране към него в рамките на Конвента на кметовете, който в момента се разработва.

Изследването на топлинния стрес и изменението на климата за град Антверпен започна през 2013 г. и все още продължава. Няколко компонента (напр. карти на топлинния стрес, кампании за измерване) бяха извършени в специални времеви интервали, които обикновено отнемат няколко месеца до една година.

Прилагането на мерки за адаптиране на местно равнище се оказва бавен процес и все още не са реализирани конкретни резултати в целия град. Пълното изпълнение и резултатите за целия град се очаква да бъдат завършени едва до 2030 г.

Системата за прогнозиране на топлината и уеб платформата са разработени и създадени за по-малко от година.

Описаните по-горе мерки (промени в строителния код, мерки за адаптиране на топлинния стрес, прогноза за топлинния стрес) са предназначени да бъдат дълготрайни, вградени в градските операции, и нямат определен времеви обхват или жизнен цикъл.

Dirk Lauwaet
VITO
Boeretang 200, 2400 Mol, Belgium
E-mail: dirk.lauwaet@vito.be 

Griet Lambrechts
Stad Antwerpen
Francis Wellesplein 1, 2018 Antwerpen, Belgium
E-mail: griet.lambrechts@antwerpen.be 

Проекти по „Хоризонт 2020“ Ground Truth 2.0 и „Хоризонт 2020“ Climate-fit.city