Antwerpenin (Belgia) lämpörasitukseen sopeutuminen yksityiskohtaisen lämpökartoituksen perusteella

Copernicus-ohjelman eurooppalaisen terveyspalvelun puitteissa VITO sovelsi kaupunki-ilmastomalliaan UrbClim kartoittaakseen ilman lämpötilat ja kaupunkien lämpösaarekkeen (UHI) laajuuden 100 eurooppalaisessa kaupungissa (mukaan lukien Antwerpen) 100 metrin horisontaalisella erotuskyvyllä. Antwerpenin tapauksessa tulokset osoittavat, että kaupungin keskustassa on kaupunkilämpösaari, jonka vuotuinen keskilämpötila on 2 °C ja joka voi nousta jopa 9 °C:seen kesäiltoina ja -öinä. UHI: n vuoksi Antwerpen koki vuosina 2008-2017 kaksi kertaa niin monta lämpöaaltopäivää (määritelty päivinä, joiden enimmäislämpötila on yli 30 ° C ja vähimmäislämpötila yli 18 ° C) kuin maaseutuympäristössä, mikä altistaa kaupunkilaiset paljon suuremmalle lämpöstressille kuin läheisillä maaseutualueilla asuvat ihmiset.

Tulevien ilmastoennusteiden analyysi (joka tehtiin seitsemännen puiteohjelman RAMSES-ohjelman ja Horisontti 2020 -puiteohjelman Climate-fit.city-hankkeiden yhteydessä) viittaa siihen, että Antwerpenin helleaaltopäivien määrän odotetaan kasvavan lähes kymmenkertaiseksi vuosisadan loppua kohti RCP8.5-skenaariossa. Ilman mahdollisia maankäytön muutoksia kaupunkien lämpösaarekkeiden intensiteetin odotetaan pysyvän suurin piirtein samalla tasolla, mikä lisää lämpöstressiä kaupunkialueilla ilmastonmuutosvaikutuksen lisäksi.

Tutkimustulosten motivoimana Antwerpenin kaupunki päätti toteuttaa sopeutumistoimenpiteitä kaupungin lämpöstressiongelman ratkaisemiseksi. Määriteltyjen toimenpiteiden tavoitteena on i) vähennetään paikallista lämpöstressiä mahdollisimman paljon muuttamalla rakennettua ympäristöä, ii) tiedotetaan kansalaisille ongelmasta, iii) otetaan heidät mukaan kansalaisten tiedekampanjoihin ja iv) minimoidaan terveysvaikutukset heikossa asemassa oleville ryhmille suunnatulla lämpöennuste- ja varoitusjärjestelmällä.

Optimaalisten tulosten saavuttamiseksi sopeutumistoimenpiteet toteutetaan samanaikaisesti kolmella asteikolla: 1) koko kaupunki, 2) paikallinen ja 3) yksittäinen henkilö. Tässä kuvattujen sopeutumistoimenpiteiden täytäntöönpano on juuri aloitettu tai suunnitteilla. Täysimääräinen täytäntöönpano ja kaupunginlaajuiset tulokset vievät kauan, ja niiden odotetaan valmistuvan vasta vuoteen 2030 mennessä.

Kaupunginlaajuinen mittakaava

Rakennusten rakentamista Antwerpenin kaupungissa säännellään rakennuskoodilla, jota kaikkien asukkaiden ja rakennuttajien on noudatettava kunnostettaessa tai rakennettaessa rakennusta. Tähän koodiin lisättiin erityiset ohjeet (9.10.2014) kaupungin lämpöstressin vähentämiseksi ajan mittaan:

• Kaikkien uusien tai kunnostettujen kattojen, joiden kaltevuus on alle 15 prosenttia ja pinta-ala yli 20 m2, päälle on asennettava viherkatto. Tämä alentaa merkittävästi katon lämpötilaa ja jäähdyttää ilman lämpötilaa sitomalla ja haihtumalla sadevettä. Lisäksi viherkatot tarjoavat rakennukselle ylimääräisen lämpöeristyksen, mikä vähentää lämmityksen ja jäähdytyksen tarvetta.
• Kaikkien uusien asennettujen yksityisten puutarhojen ja avointen pysäköintialueiden on oltava vihreitä ja läpäiseviä. Vain 20m2 voidaan päällystää puutarhoissa <60m2 ja vain 1/3 puutarhoissa >60m2. Kaikilla yksityisillä ulkopysäköintialueilla on oltava läpäisevä ruohopinta.
• Suurimmassa osassa kaupungin keskustan rakennuksista on historialliset kipsijulkisivut. Kunnostuksen yhteydessä nämä rakennuksen julkisivut on maalattava alkuperäisellä valolla, mieluiten valkoisella värillä. Valkoiset rakennukset heijastavat enemmän auringonvaloa eivätkä lämpene yhtä helposti kuin tummat rakennukset, mikä vähentää näiden rakennusten lämpösäteilyä.

Paikallinen mittakaava

Säännöllisesti suuria aukioita, puistoja ja kaupunginosia kunnostetaan. Suunnitteluvaiheessa kaupunginhallinto otti uutena huomioon lämpöviihtyvyystilanteen optimoinnin. Jotta toimet voidaan kohdentaa, tarvitaan yksityiskohtaisia tietoja paikallisesta mikroilmastosta. VITOn neuvomana Antwerpenin kaupunki on päättänyt käyttää Wet Bulb Globe Temperature (WBGT) -indikaattoria arvioidessaan ja optimoidessaan kunnostussuunnitelmien lämpöstressivaikutuksia. WBGT, toisin kuin yksinkertaiset lämpötilamittaukset, ottaa huomioon säteilykuorman (sekä lyhyt- että pitkäaaltoinen), kosteuden ja tuulen nopeuden, jotka kaikki vaikuttavat ihmisen lämpömukavuuteen. VITO suoritti useita yksityiskohtaisia (1 metrin resoluutio) mallinnustutkimuksia paikallisten WBGT-arvojen kvantifioimiseksi ja suunniteltujen sopeutumistoimenpiteiden mahdollisten vaikutusten arvioimiseksi. Tämä johti vihreän sinisen infrastruktuurin toimenpiteiden (esim. puut, läpäisevät pinnat, vesialtaat, suihkulähteet) sisällyttämiseen perusparannussuunnitelmiin.

Mallinnusta täydennettiin kesällä 2018 toteutetulla kansalaistieteen mittauskampanjalla H2020 Ground Truth 2.0 -hankkeen puitteissa. Noin 20 Sint-Andriesin naapuruston asukasta osallistui WBGT: n mittaamiseen erityyppisissä paikoissa. Mallin tulosten validoinnin lisäksi kampanja lisäsi tietoisuutta lämpöstressiongelmasta ja herätti keskustelua mahdollisista sopeutumistoimenpiteistä.

Yksilöllinen asteikko

Belgiassa käynnistetään ”lämpöterveyttä koskevia toimintasuunnitelmia” maaseutuympäristön lämpötilaennusteiden perusteella. Tämä johtaa lämpöstressin aliarviointiin Antwerpenin kaltaisissa kaupungeissa, joissa huomattava kaupunkien lämpösaarekevaikutus aiheuttaa kaksi kertaa niin monta helleaaltopäivää kaupunkialueilla kuin maaseudulla. Antwerpenin lämpöjännitysennusteen tarkentamiseksi VITO perusti lyhyen aikavälin (5 päivän) lämpöennustejärjestelmän, joka perustuu ECMWF:n säännöllisen eurooppalaisen ennustemallin ja UrbClim-mallin yhdistelmään. Järjestelmä tuottaa kullekin Antwerpenin kaupunginosalle ennusteen, jossa otetaan huomioon kaupunkien lämpösaarekevaikutus. Näin voidaan käyttää tehokkaasti avustusresursseja, jotka kohdennetaan pääasiassa haavoittuvassa asemassa oleviin vanhuksiin ja lapsiin, paikkoihin, joissa niitä eniten tarvitaan. Lisäksi Antwerpenin kaupunki kehitti verkkoalustan, jolla annetaan helleaaltovaroituksia terveydenhuollon työntekijöille ja muille asiaankuuluville sidosryhmille, mukaan lukien neuvoja siitä, mitä tehdä helleaallon sattuessa. Järjestelmä on aktiivinen vuoden lämpiminä kuukausina Belgiassa (huhtikuu-syyskuu), ja sitä hallinnoi kaupungin hallinto.

Kaupungin hallinto ja mukana olevat yritykset (VITO, UNESCO IHE, Antwerpen Smart Zone) aloittivat yhteiskehittävän lähestymistavan lämpöennustehälytyksen ja verkkoalustan perustamiseksi ja testaamiseksi. Kansalaisille järjestettiin useita työpajoja, joissa kaupunginhallinto ja tutkijat esittelivät lämpöstressiongelman ja keskustelivat mahdollisista sopeutumistoimenpiteistä. Osallistujat osallistuivat lämpöennustehälytyksen ja verkkoalustan ensimmäisten prototyyppien arviointiin ja testaukseen. Lisäksi kansalaiset kartoittivat lämpöstressiä ja viileitä paikkoja yhdessä kaupungin lähiöistä ja laativat strategioita asuinalueensa lämpöviihtyvyyden parantamiseksi keskittyen haavoittuvassa asemassa olevaan väestöön.

Antwerpenin lämpöstressiä ja ilmastonmuutosta koskevan tutkimuksen tärkein menestys oli lisätä tietoisuutta tästä aiheesta poliittisella tasolla ja saada aikaan poliittista tahtoa (ja rahoitusta) tämän ongelman ratkaisemiseksi. Lisäksi tämä tutkimus johti Antwerpenin rakennuslain mukauttamiseen, ja sitä hyödynnetään parhaillaan kehitteillä olevan kaupunginjohtajien energia- ja ilmastosopimuksen puitteissa laadittavassa Antwerpenin ilmastosuunnitelmassa 2030, joka on ilmastonmuutoksen hillitsemistä ja siihen sopeutumista koskeva suunnitelma.

Viestintä nousee keskeiseksi kysymykseksi tutkijoiden ja kaupungin toimijoiden välisessä yhteistyössä. Tämä koskee yksittäisten kumppanien välistä viestintää (esim. hankkeen tavoitteista sopimiseksi), viestintää asianomaisten yksittäisten kaupungin osastojen välillä sekä sopivia viestintämuotoja kaupungin virkamiesten tai tutkijoiden ja kansalaisten välillä.

Tutkijoilla oli myös joitakin teknisiä ongelmia, koska reaaliaikaisten tietojen käyttöä ei ollut vielä täysin sisällytetty kaupungin tietotekniseen infrastruktuuriin.

Lämpöstressiä ja ilmastonmuutosta koskevaa tutkimusta on rahoitettu pääasiassa eurooppalaisilla hankkeilla (seitsemäs puiteohjelma RAMSES ja NACLIM, Horisontti 2020 Climate-fit.city ja Ground Truth 2.0), jotka kattoivat myös osan Antwerpenin kaupungin luontoissuorituksista. Antwerpenin kaupunki on rahoittanut vain yhden erityisen lämpöstressin mittaus- ja mallinnustutkimuksen, joka maksoi noin 70 000 euroa.

Sopeutumistoimenpiteiden täytäntöönpano kaupungin laajuisesti ja paikallisesti (vihreät katot, puut, päällystämättömät pinnat, lammikot, suihkulähteet jne.) on käynnissä, mutta enimmäkseen vielä suunnitteluvaiheessa, joten välittömiä kustannuksia ja hyötyjä on vaikea määrittää.

Antwerpenin kaupungin luontoissuoritusten lisäksi lämpöennuste- ja varoitusjärjestelmän kehityskustannukset olivat noin 20 000 euroa ja vuotuiset ylläpitokustannukset noin 10 000 euroa.

Yhteishyötyjä ovat muun muassa parempi viestintä ja yhteistyö kaupunkien osastojen välillä, lämpöstressin ja ilmastonmuutostietoisuuden lisääntyminen poliitikkojen ja kansalaisten keskuudessa sekä lämpöstressiin sopeutumista koskevien toimenpiteiden sisällyttäminen kaupunkisuunnitteluun (joilla on myös myönteisiä vaikutuksia terveyteen, biologiseen monimuotoisuuteen, tulviin, kuivuuteen jne.).

Lämpöstressiä ja ilmastonmuutokseen sopeutumista koskeva tutkimus on johtanut konkreettisiin muutoksiin Antwerpenin rakennussäännöissä, joilla säännellään rakennusten rakentamista Antwerpeniin. Sitä hyödynnetään myös Antwerpenin ilmastosuunnitelmassa 2030, joka on parhaillaan kehitteillä olevan kaupunginjohtajien energia- ja ilmastosopimuksen puitteissa laadittava ilmastonmuutoksen hillitsemis- ja sopeutumissuunnitelma.

Antwerpenin kaupungin lämpöstressiä ja ilmastonmuutosta koskeva tutkimus alkoi vuonna 2013 ja on edelleen käynnissä. Useita komponentteja (esim. lämpöstressikarttoja, mittauskampanjoita) suoritettiin erityisissä aikaikkunoissa, yleensä muutamasta kuukaudesta vuoteen.

Sopeutumistoimien toteuttaminen paikallisella tasolla osoittautuu hitaaksi prosessiksi, eikä konkreettisia kaupunginlaajuisia toteutuksia ole vielä toteutettu. Täydellisen täytäntöönpanon ja koko kaupungin laajuisten tulosten odotetaan valmistuvan vasta vuoteen 2030 mennessä.

Lämpöennustejärjestelmä ja verkkoalusta on kehitetty ja otettu käyttöön alle vuodessa.

Edellä kuvatut toimenpiteet (rakennuskoodin muutokset, lämpöstressin sopeutumistoimenpiteet, lämpöstressiennuste) on tarkoitettu pitkäkestoisiksi osaksi kaupungin toimintaa, eikä niillä ole määritettyä aikaväliä tai käyttöikää.

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 

H2020 Ground Truth 2.0 ja H2020 Climate-fit.city -hankkeet