Prispôsobenie sa tepelnému stresu v Antverpách (Belgicko) na základe podrobného tepelného mapovania

V rámci európskej zdravotnej služby programu Copernicus VITO uplatnilo svoj model mestskej klímy UrbClim na zmapovanie teplôt vzduchu a rozlohy mestských tepelných ostrovov (UHI) v 100 európskych mestách (vrátane Antverp) s horizontálnym rozlíšením 100 m. V prípade Antverp výsledky odhaľujú prítomnosť mestského teplotného ostrova s ročným priemerom 2 °C v centre mesta, ktorý môže počas letných večerov a nocí dosiahnuť až 9 °C. Vďaka UHI zažili Antverpy v rokoch 2008 – 2017 dvakrát viac vĺn horúčav (definovaných ako dni s maximálnou teplotou nad 30 °C a minimálnou teplotou nad 18 °C) ako vidiecke prostredie, čo vystavilo obyvateľov miest oveľa vyššej úrovni tepelného stresu v porovnaní s ľuďmi žijúcimi v blízkych vidieckych oblastiach.

Z analýzy budúcich klimatických prognóz (vykonaných v rámci projektov RAMSES a Climate-fit.city v rámci 7. RP) vyplýva, že podľa scenára RCP8.5 sa očakáva, že počet dní horúčav v Antverpách sa do konca storočia zvýši takmer desaťnásobne. Bez prípadných zmien vo využívaní pôdy sa očakáva, že intenzita teplotného ostrova v mestách zostane viac-menej na rovnakej úrovni, čím sa okrem vplyvu zmeny klímy zvýši tepelný stres v mestských oblastiach.

Mesto Antverpy, motivované výsledkami výskumu, sa rozhodlo zaviesť adaptačné opatrenia na riešenie problému tepelného stresu v meste. Ciele identifikovaného súboru opatrení sú: i) čo najviac znížiť miestny tepelný stres prostredníctvom zmien v zastavanom prostredí, ii) informovať občanov o probléme, iii) zapojiť ich do občianskych vedeckých kampaní a iv) minimalizovať vplyvy na zdravie pomocou systému predpovedania tepla a varovania zameraného na zraniteľné skupiny.

Na dosiahnutie optimálnych výsledkov sa adaptačné opatrenia vykonávajú súčasne na troch úrovniach: 1) celomesto, 2) miestna a 3) individuálna osoba. Vykonávanie tu opísaných adaptačných opatrení sa práve začalo alebo sa plánovalo. Úplné vykonávanie a celomestské výsledky budú trvať dlho a očakáva sa, že budú dokončené až do roku 2030.

Celomestský rozsah

Výstavba budov v meste Antverpy sa riadi stavebným predpisom, ktorý musia dodržiavať všetci obyvatelia a developeri pri renovácii alebo výstavbe budovy. V tomto kódexe boli pridané osobitné pokyny (9/10/2014) s cieľom pomôcť znížiť tepelný stres v meste v priebehu času:

• V prípade všetkých nových alebo zrekonštruovaných striech so sklonom menším ako 15 % a plochou väčšou ako 20 m2 je povinné namontovať na strechu zelenú strechu. To drasticky znižuje teplotu strechy a ochladzuje teplotu vzduchu zadržiavaním a evapo-transpiráciou dažďovej vody. Zelené strechy navyše poskytujú dodatočnú tepelnú izoláciu budovy, ktorá znižuje potrebu vykurovania a chladenia.
• Všetky novo inštalované súkromné záhrady a otvorené parkoviská musia byť zelené a priepustné. Iba 20m2 môže byť dláždené v záhradách <60m2 a len 1/3 v záhradách >60m2. Všetky vonkajšie súkromné parkoviská musia mať priepustný trávnatý povrch.
• Väčšina budov v centre mesta má historické omietkové fasády. Pri renovácii musia byť tieto čelá budov natreté pôvodným svetlom, najlepšie bielou farbou. Biele budovy odrážajú viac slnečného svetla a nezohrejú sa tak ľahko ako tmavé budovy, čím sa zníži tepelné žiarenie z týchto budov.

Miestna mierka

Pravidelne sa renovujú veľké námestia, parky a štvrte v meste. Počas fázy plánovania mestská správa zahrnula optimalizáciu situácie tepelnej pohody ako nový faktor, ktorý treba zvážiť. Na umožnenie cielených opatrení sú potrebné podrobné informácie o miestnej mikroklíme. Na základe odporúčania organizácie VITO sa mesto Antverpy rozhodlo použiť ukazovateľ teploty mokrých žiaroviek (WBGT) pri posudzovaní a optimalizácii vplyvu tepelnej záťaže plánov obnovy. WBGT, na rozdiel od jednoduchých meraní teploty, zohľadňuje zaťaženie žiarením (krátke aj dlhé vlny), vlhkosť a rýchlosť vetra, ktoré všetky ovplyvňujú tepelnú pohodu človeka. VITO vykonal niekoľko podrobných modelovacích štúdií (v rozlíšení 1 m) s cieľom kvantifikovať miestne hodnoty WBGT a posúdiť potenciálny vplyv plánovaných adaptačných opatrení. To viedlo k začleneniu zeleno-modrých opatrení v oblasti infraštruktúry (napr. stromy, priepustné plochy, vodné nádrže, fontány) do plánov obnovy.

Modelovanie doplnila občianska vedecká meracia kampaň počas leta 2018 v rámci projektu H2020 Ground Truth 2.0. Približne 20 obyvateľov štvrte Sint-Andries sa zaoberalo meraním WBGT na rôznych typoch miest. Okrem validácie výsledkov modelu táto kampaň zvýšila povedomie o probléme tepelného stresu a podnietila diskusiu o možných adaptačných opatreniach.

Individuálna stupnica

V Belgicku sa na základe predpovedí teplôt vo vidieckom prostredí spúšťajú „akčné plány pre zdravie tepla“. To vedie k podceneniu tepelného stresu v mestách, ako sú Antverpy, kde značný efekt mestského tepelného ostrova spôsobuje dvakrát viac dní horúčav v mestských oblastiach ako vo vidieckom prostredí. S cieľom poskytnúť presnejšiu prognózu tepelného stresu pre Antverpy zriadila spoločnosť VITO systém krátkodobej (5-dňovej) predpovede tepla založený na kombinácii pravidelného európskeho predpovedného modelu ECMWF a modelu UrbClim. Systém poskytuje prognózu pre každú štvrť Antverp, pričom zohľadňuje efekt mestského tepelného ostrova. To umožňuje efektívne nasadenie zdrojov pomoci zameraných najmä na zraniteľné staršie osoby a deti na miesta, kde sú najviac potrebné. Mesto Antverpy okrem toho vytvorilo webovú platformu na vydávanie varovaní pred vlnou horúčav pre zdravotníckych pracovníkov a iné príslušné zainteresované strany vrátane poradenstva, čo robiť v prípade vlny horúčav. Systém je aktívny počas teplých mesiacov roka v Belgicku (apríl – september) a spravuje ho mestská správa.

Medzi mestskou správou a zainteresovanými spoločnosťami (VITO, UNESCO IHE, inteligentná zóna Antverpy) sa začal spoločný tvorivý prístup na vytvorenie a testovanie alarmu predpovede tepla a webovej platformy. Uskutočnilo sa niekoľko seminárov pre občanov, na ktorých mestská správa a výskumníci predstavili problém tepelného stresu a diskutovali o možných adaptačných opatreniach. Zúčastnení občania sa zapojili do hodnotenia a testovania prvých prototypov alarmu na predpovedanie tepla a webovej platformy. Občania okrem toho zmapovali tepelný stres a chladné miesta v jednej z mestských štvrtí a zároveň vypracovali stratégie na zlepšenie tepelnej pohody vo svojom susedstve so zameraním na zraniteľné obyvateľstvo.

Hlavným úspechom výskumu tepelného stresu a zmeny klímy v Antverpách bolo zvýšenie informovanosti o tejto téme na politickej úrovni, čím sa vytvorila politická vôľa (a financovanie) na riešenie tohto problému. Okrem toho tento výskum viedol k prispôsobeniu antverpského stavebného zákona a prispieva k antverpskému plánu v oblasti klímy do roku 2030 – plánu na zmiernenie zmeny klímy a adaptáciu na ňu v rámci Dohovoru primátorov a starostov, ktorý sa v súčasnosti pripravuje.

Komunikácia sa javí ako kľúčová otázka v spolupráci medzi výskumnými pracovníkmi a odborníkmi z praxe v mestách. Týka sa to komunikácie medzi jednotlivými partnermi (napr. na účely dohody o cieľoch projektu), komunikácie medzi jednotlivými zainteresovanými mestskými oddeleniami a vhodných foriem komunikácie medzi mestskými úradníkmi alebo vedcami a občanmi.

Výskumní pracovníci sa takisto stretli s určitými technickými problémami, keďže používanie údajov v reálnom čase ešte nebolo úplne začlenené do IT infraštruktúry mesta.

Výskum tepelného stresu a zmeny klímy bol financovaný najmä z európskych projektov (7. RP RAMSES a NACLIM, H2020 Climate-fit.city a Ground Truth 2.0), ktoré pokrývali aj časť nepeňažných nákladov mesta Antverpy. Len jedna špecifická štúdia merania tepelného stresu a modelovania bola financovaná samotným mestom Antverpy a stála približne 70 000 EUR.

Vykonávanie adaptačných opatrení v celom meste a na miestnej úrovni (zelené strechy, stromy, nespevnené plochy, rybníky, fontány atď.) prebieha, ale väčšinou je stále vo fáze plánovania, takže je ťažké vyčísliť priame náklady a prínosy.

Okrem vecných nákladov pre mesto Antverpy stálo predpovedanie tepla a varovný systém vývoj približne 20 000 EUR a ročné náklady na údržbu približne 10 000 EUR.

Medzi súvisiace prínosy patrí lepšia komunikácia a spolupráca medzi mestskými oddeleniami, zvýšenie tepelného stresu a informovanosti politikov a občanov o zmene klímy, začlenenie opatrení na adaptáciu na tepelný stres do mestského plánovania (ktoré majú aj priaznivé účinky na zdravie, biodiverzitu, záplavy, suchá atď.).

Výskum tepelného stresu a adaptácie na zmenu klímy viedol ku konkrétnym zmenám v antverpskom stavebnom zákone, ktorým sa upravuje výstavba budov v Antverpách. Prispieva aj k antverpskému plánu v oblasti klímy do roku 2030, ktorý je plánom na zmiernenie zmeny klímy a adaptáciu na ňu v rámci Dohovoru primátorov a starostov, ktorý sa v súčasnosti pripravuje.

Výskum o tepelnom strese a zmene klímy pre mesto Antverpy sa začal v roku 2013 a stále prebieha. Niekoľko zložiek (napr. mapy tepelného stresu, meracie kampane) sa vykonalo vo vyhradených časových oknách, ktoré zvyčajne trvali niekoľko mesiacov až rok.

Ukazuje sa, že vykonávanie adaptačných opatrení na miestnej úrovni je pomalý proces a konkrétne realizácie na úrovni celého mesta sa ešte len musia uskutočniť. Očakáva sa, že úplné vykonávanie a celomestské výsledky sa dokončia až do roku 2030.

Systém tepelných predpovedí a webová platforma boli vyvinuté a zriadené za menej ako rok.

Opísané opatrenia (zmeny stavebných predpisov, opatrenia na adaptáciu na tepelný stres, prognóza tepelného stresu) majú byť dlhodobo začlenené do prevádzky mesta a nemajú stanovený časový rozsah ani životnosť.

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 

Projekty H2020 Ground Truth 2.0 a H2020 Climate-fit.city