Prilagodba toplinskom stresu u Antwerpenu (Belgija) na temelju detaljnog toplinskog mapiranja

U okviru europske zdravstvene usluge programa Copernicus VITO je primijenio svoj urbani klimatski model UrbClim za mapiranje temperatura zraka i opsega urbanog toplinskog otoka (UHI) od 100 europskih gradova (uključujući Antwerpen) s horizontalnom rezolucijom od 100 m. U slučaju Antwerpena, rezultati pokazuju prisutnost urbanog toplinskog otoka, s godišnjim prosjekom od 2 °C u središtu grada, koji može doseći do 9 °C tijekom ljetnih večeri i noći. Zbog UHI-ja Antwerpen je u razdoblju od 2008. do 2017. imao dvostruko više toplinskih valova (definiranih kao dani s maksimalnom temperaturom većom od 30 °C i minimalnom temperaturom većom od 18 °C) od ruralnog okruženja, što je urbane stanovnike izložilo mnogo višim razinama toplinskog stresa u usporedbi s ljudima koji žive u obližnjim ruralnim područjima.

Analiza budućih klimatskih projekcija (u okviru programa FP7 RAMSES i projekata Climate-fit.city u okviru programa Obzor 2020.) upućuje na to da se prema scenariju RCP8.5 očekuje da će se broj dana toplinskih valova u Antwerpenu povećati za gotovo deset krajem stoljeća. Bez mogućih promjena u korištenju zemljišta očekuje se da će intenzitet urbanih toplinskih otoka ostati više ili manje na istoj razini, čime će se povećati toplinski stres u urbanim područjima uz učinak klimatskih promjena.

Motiviran rezultatima istraživanja, grad Antwerpen odlučio je provesti mjere prilagodbe kako bi se riješio problem toplinskog stresa u gradu. Ciljevi su utvrđenog skupa mjera sljedeći: (i) smanjenje lokalnog toplinskog stresa u najvećoj mogućoj mjeri promjenama u izgrađenom okolišu, (ii) informiranje građana o problemu, (iii) njihovo uključivanje u okviru građanskih znanstvenih kampanja i (iv) smanjenje utjecaja na zdravlje s pomoću sustava predviđanja topline i upozoravanja usmjerenog na ranjive skupine.

Kako bi se postigli optimalni rezultati, mjere prilagodbe provode se istodobno na tri ljestvice: 1) cijeli grad, 2) lokalna i 3) pojedinačna osoba. Provedba ovdje opisanih mjera prilagodbe tek je započela ili je bila planirana. Potpuna provedba i rezultati na razini cijelog grada trajat će dugo i očekuje se da će biti dovršeni tek do 2030.

Ljestvica na razini cijelog grada

Izgradnja zgrada u gradu Antwerpenu uređena je građevinskim propisom kojeg se svi stanovnici i graditelji moraju pridržavati pri obnovi ili izgradnji zgrade. U ovaj kodeks dodane su posebne upute (9/10/2014) kako bi se pomoglo u smanjenju toplinskog stresa u gradu tijekom vremena:

• Za sve nove ili obnovljene krovove s nagibom manjim od 15% i površinom većom od 20m2, obvezno je postaviti zeleni krov na vrh. Time se drastično snižava temperatura krova i hladi temperatura zraka zadržavanjem i isparavanjem kišnice. Osim toga, zeleni krovovi pružaju dodatnu toplinsku izolaciju za zgradu smanjujući potrebu za grijanjem i hlađenjem.
• Svi novi instalirani privatni vrtovi i otvorena parkirališta moraju biti zeleni i propusni. Samo 20m2 se može popločiti u vrtovima <60m2 i samo 1/3 u vrtovima >60m2. Sva vanjska privatna parkirališta moraju imati propusnu travnatu površinu.
• Većina zgrada u središtu grada ima povijesne gipsane fasade. Kada se renoviraju, ti prednji dijelovi zgrade moraju biti obojeni izvornim svjetlom, po mogućnosti bijelom bojom. Bijele zgrade reflektiraju više sunčeve svjetlosti i neće se zagrijavati tako lako kao tamne zgrade, čime se smanjuje toplinsko zračenje iz tih zgrada.

Lokalna razina

Redovito se obnavljaju veliki trgovi, parkovi i četvrti u gradu. Tijekom faze planiranja gradska uprava uključila je optimizaciju situacije toplinske ugodnosti kao novi čimbenik koji treba razmotriti. Kako bi se omogućile ciljane mjere, potrebne su detaljne informacije o lokalnoj mikroklimi. Uz savjetovanje VITO-a, grad Antwerpen odlučio je upotrijebiti pokazatelj temperature globusa mokre žarulje (WBGT) pri procjeni i optimizaciji učinka toplinskog stresa planova obnove. WBGT, za razliku od jednostavnih mjerenja temperature, uzima u obzir opterećenje zračenjem (kratkovalno i dugovalno), vlagu i brzinu vjetra, što sve utječe na toplinsku udobnost ljudi. VITO je proveo nekoliko detaljnih studija modeliranja (1 m rezolucija) kako bi kvantificirao lokalne vrijednosti WBGT-a i procijenio mogući učinak planiranih mjera prilagodbe. To je dovelo do uključivanja zeleno-plavih infrastrukturnih mjera (npr. drveća, propusnih površina, vodenih ribnjaka, fontana) u planove obnove.

Modeliranje je nadopunjeno kampanjom mjerenja građanske znanosti tijekom ljeta 2018. u okviru projekta Ground Truth 2.0 u okviru programa Obzor 2020. Oko 20 stanovnika četvrti Sint-Andries sudjelovalo je u mjerenju WBGT-a na različitim vrstama lokacija. Osim validacije rezultata modela, ova je kampanja podigla svijest o problemu toplinskog stresa i potaknula raspravu o mogućim mjerama prilagodbe.

Pojedinačna ljestvica

U Belgiji se „akcijski planovi za zdravlje topline” pokreću na temelju temperaturnih prognoza u ruralnim područjima. To dovodi do podcjenjivanja toplinskog stresa u gradovima kao što je Antwerpen, gdje znatan učinak urbanog toplinskog otoka uzrokuje dvostruko više dana toplinskih valova u urbanim područjima nego u ruralnom okruženju. Kako bi se osigurala točnija prognoza toplinskog stresa za Antwerpen, VITO je uspostavio kratkoročni (5-dnevni) sustav predviđanja topline, koji se temelji na kombinaciji redovitog europskog modela predviđanja ECMWF-a i modela UrbClim. Sustav daje prognozu za svaku četvrt Antwerpena, uzimajući u obzir učinak urbanog toplinskog otoka. Time se omogućuje učinkovito raspoređivanje sredstava za pomoć, uglavnom usmjerenih na ranjive starije osobe i djecu, na mjesta na kojima su najpotrebnija. Nadalje, grad Antwerpen razvio je internetsku platformu za izdavanje upozorenja o toplinskim valovima zdravstvenim djelatnicima i drugim relevantnim dionicima, uključujući savjete o tome što učiniti u slučaju toplinskog vala. Sustav je aktivan tijekom toplih mjeseci u godini u Belgiji (travanj – rujan), a njime upravlja gradska uprava.

Započeo je zajednički pristup gradske uprave i uključenih tvrtki (VITO, UNESCO IHE, Antwerpen Smart Zone) za postavljanje i testiranje alarma za prognozu topline i web platforme. Organizirano je nekoliko radionica za građane na kojima su gradska uprava i istraživači predstavili problem toplinskog stresa i razmotrili moguće mjere prilagodbe. Građani koji su sudjelovali bili su uključeni u evaluaciju i testiranje prvih prototipova alarma za prognozu topline i internetske platforme. Nadalje, građani su mapirali toplinski stres i hladna mjesta u jednoj od gradskih četvrti, a istodobno su razradili strategije za poboljšanje toplinske udobnosti u svojem susjedstvu s naglaskom na ranjivom stanovništvu.

Glavni uspjeh istraživanja o toplinskom stresu i klimatskim promjenama u Antwerpenu bio je podizanje svijesti o toj temi na političkoj razini, generirajući političku volju (i financiranje) za rješavanje tog problema. Nadalje, to je istraživanje rezultiralo prilagodbom Antwerpenova zakona o gradnji i uključilo se u Antwerpenov plan za klimatsku politiku do 2030., odnosno plan za ublažavanje klimatskih promjena i prilagodbu njima u okviru Sporazuma gradonačelnika koji je trenutačno u izradi.

Komunikacija se pojavljuje kao ključno pitanje u suradnji između istraživača i gradskih praktičara. To se odnosi na komunikaciju između pojedinačnih partnera (npr. za dogovor o ciljevima projekta), komunikaciju među uključenim pojedinačnim gradskim odjelima i odgovarajuće oblike komunikacije između gradskih dužnosnika ili znanstvenika i građana.

Istraživači su se također suočili s određenim tehničkim problemima jer upotreba podataka u stvarnom vremenu još nije bila u potpunosti uključena u gradsku informatičku infrastrukturu.

Istraživanje o toplinskom stresu i klimatskim promjenama uglavnom se financiralo iz europskih projekata (FP7 RAMSES i NACLIM, H2020 Climate-fit.city i Ground Truth 2.0), kojima je obuhvaćen i dio troškova u naravi za grad Antwerpen. Samo je jednu specifičnu studiju mjerenja i modeliranja toplinskog stresa financirao sam grad Antwerpen i ona je koštala oko 70 000 eura.

U tijeku je provedba mjera prilagodbe na razini grada i na lokalnoj razini (zeleni krovovi, stabla, neasfaltirane površine, ribnjaci, fontane itd.), ali uglavnom još uvijek u fazi planiranja, pa je teško kvantificirati izravne troškove i koristi.

Osim troškova u naravi za grad Antwerpen, sustav za prognozu i upozoravanje na toplinu koštao je oko 20 000 eura, a godišnji trošak održavanja oko 10 000 eura.

Među koristima su bolja komunikacija i suradnja među gradskim upravama, povećanje toplinskog stresa i osviještenosti političara i građana o klimatskim promjenama, integracija mjera za prilagodbu toplinskom stresu u urbanističko planiranje (koje također imaju korisne učinke na zdravlje, bioraznolikost, poplave, sušu itd.).

Istraživanje toplinskog stresa i prilagodbe klimatskim promjenama dovelo je do konkretnih promjena u Antwerpenovu zakonu o gradnji, kojim se uređuje izgradnja zgrada u Antwerpenu. Doprinosi i Antwerpenovu planu za klimatsku politiku do 2030., planu za ublažavanje klimatskih promjena i prilagodbu njima u okviru Sporazuma gradonačelnika koji je trenutačno u izradi.

Istraživanje toplinskog stresa i klimatskih promjena za grad Antwerpen započelo je 2013. i još je u tijeku. Nekoliko komponenti (npr. karte toplinskog stresa, mjerne kampanje) provedeno je u namjenskim vremenskim okvirima, obično za nekoliko mjeseci do godinu dana.

Provedba mjera prilagodbe na lokalnoj razini pokazala se sporim procesom, a konkretne realizacije na razini cijelog grada tek se trebaju ostvariti. Očekuje se da će potpuna provedba i rezultati na razini cijelog grada biti dovršeni tek do 2030.

Sustav predviđanja topline i internetska platforma razvijeni su i uspostavljeni za manje od godinu dana.

Prethodno opisane mjere (promjene propisa o gradnji, mjere prilagodbe toplinskom stresu, predviđanje toplinskog stresa) trebale bi biti dugotrajne i ugrađene u rad grada te nemaju određeni vremenski raspon ili životni vijek.

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 i H2020 Climate-fit.city projekti