Anpassning till värmestress i Antwerpen (Belgien) baserat på detaljerad termisk kartläggning

Inom ramen för Copernicus europeiska hälsotjänst tillämpade VITO sin urbana klimatmodell UrbClim för att kartlägga lufttemperaturen och urbana värmeöar (UHI) i 100 europeiska städer (inklusive Antwerpen) med en horisontell upplösning på 100 meter. När det gäller Antwerpen avslöjar resultaten förekomsten av en urban värmeö, med ett årligt genomsnitt på 2 ° C i stadens centrum, som kan nå upp till 9 ° C under sommarkvällar och nätter. På grund av UHI upplevde Antwerpen under 2008-2017 dubbelt så många värmeböljedagar (definierade som dagar med en maximal temperatur över 30 ° C och en lägsta temperatur över 18 ° C) än landsbygden, vilket utsätter stadsborna för mycket högre nivåer av värmestress jämfört med människor som bor i de närliggande landsbygdsområdena.

Analysen av framtida klimatprognoser (som gjorts inom ramen för sjunde ramprogrammets RAMSES-projekt och Horisont 2020-projekten Climate-fit.city) tyder på att antalet värmeböljedagar i Antwerpen förväntas öka med en faktor på nästan tio mot slutet av århundradet enligt RCP8.5-scenariot. Utan eventuella förändringar av markanvändningen förväntas intensiteten på urbana värmeöar ligga kvar mer eller mindre på samma nivå, vilket ökar värmestressen i stadsområdena utöver klimatförändringarnas effekter.

Motiverad av forskningsresultaten beslutade staden Antwerpen att genomföra anpassningsåtgärder för att ta itu med problemet med värmestress i staden. Målen med de identifierade åtgärderna är att i) minska den lokala värmestressen så mycket som möjligt genom förändringar i den bebyggda miljön, ii) informera medborgarna om problemet, iii) engagera dem genom medborgarvetenskapliga kampanjer och iv) minimera hälsoeffekterna med ett värmeprognos- och varningssystem som riktar sig till utsatta grupper.

För att uppnå optimala resultat genomförs anpassningsåtgärderna samtidigt i tre skalor: 1) stadsomfattande, 2) lokal och 3) den enskilda personen. Genomförandet av de anpassningsåtgärder som beskrivs här har precis inletts eller planerats. Ett fullständigt genomförande och resultat för hela staden kommer att ta lång tid och förväntas vara slutfört först 2030.

Stadsomfattande skala

Byggandet av byggnader i staden Antwerpen regleras av en byggkod, som alla invånare och utvecklare måste följa när de renoverar eller bygger en byggnad. I denna kod lades särskilda instruktioner till (9 oktober 2014) för att bidra till att minska värmestressen i staden över tiden:

• För alla nya eller renoverade tak med en lutning på mindre än 15 % och en yta på mer än 20 m2 är det obligatoriskt att installera ett grönt tak ovanpå. Detta sänker drastiskt temperaturen på taket och kyler lufttemperaturen genom att behålla och evapo-transpirerande regnvatten. Dessutom ger gröna tak extra värmeisolering för byggnaden vilket minskar behovet av uppvärmning och kylning.
• Alla nya installerade privata trädgårdar och öppna parkeringsplatser måste vara gröna och genomsläppliga. Endast 20m2 kan asfalteras i trädgårdar <60m2 och endast 1/3 i trädgårdar >60m2. Alla utomhus privata parkeringsplatser måste ha en permeabel gräsbevuxen yta.
• Majoriteten av byggnaderna i stadens centrum har historiska gipsfasader. Vid renovering måste dessa byggnadsfronter målas i originalljus, helst vit färg. Vita byggnader reflekterar mer solljus och värms inte upp lika lätt som mörka byggnader, vilket minskar värmestrålningen från dessa byggnader.

Lokal skala

Regelbundet renoveras stora torg, parker och stadsdelar i staden. Under planeringsfasen inkluderade stadsförvaltningen optimeringen av den termiska komfortsituationen som en ny faktor att överväga. För att möjliggöra målinriktade åtgärder behövs detaljerad information om det lokala mikroklimatet. På VITO:s rekommendation har staden Antwerpen beslutat att använda Wet Bulb Globe Temperature (WBGT)-indikatorn vid bedömning och optimering av renoveringsplanernas inverkan på värmestressen. WBGT, i motsats till enkla temperaturmätningar, tar hänsyn till strålningsbelastningen (både kortvåg och långvåg), fuktighet och vindhastighet, som alla påverkar människans termiska komfort. Flera detaljerade (1 m upplösning) modelleringsstudier utfördes av VITO för att kvantifiera de lokala WBGT-värdena och bedöma den potentiella effekten av planerade anpassningsåtgärder. Detta ledde till att grönblå infrastrukturåtgärder (t.ex. träd, genomsläppliga ytor, vattendammar, fontäner) inkluderades i renoveringsplanerna.

Modelleringen kompletterades med en medborgarvetenskaplig mätningskampanj under sommaren 2018 inom ramen för projektet H2020 Ground Truth 2.0. Omkring 20 invånare i Sint-Andries-kvarteret var engagerade i att mäta WBGT på olika typer av platser. Förutom validering av modellresultaten ökade denna kampanj medvetenheten om värmestressproblemet och stimulerade en diskussion om möjliga anpassningsåtgärder.

Individuell skala

I Belgien utlöses ”handlingsplaner för värmehälsa” på grundval av temperaturprognoser i landsbygdsmiljöer. Detta leder till underskattning av värmestress i städer som Antwerpen, där en betydande urban värmeöeffekt orsakar dubbelt så många värmeböljedagar i stadsområden än på landsbygden. För att ge en mer exakt värmestressprognos för Antwerpen inrättades ett kortsiktigt (5-dagars) värmeprognossystem, baserat på en kombination av den vanliga europeiska prognosmodellen från ECMWF och UrbClim-modellen, av VITO. Systemet ger en prognos för varje stadsdel i Antwerpen, med hänsyn till den urbana värmeöeffekten. Detta möjliggör en effektiv användning av biståndsresurser, som främst riktar sig till utsatta äldre och barn, till de platser där de behövs mest. Dessutom utvecklade staden Antwerpen en webbplattform för att utfärda värmeböljevarningar till hälso- och sjukvårdspersonal och andra berörda parter, inklusive råd om vad man ska göra i händelse av en värmebölja. Systemet är aktivt under årets varma månader i Belgien (april-september) och förvaltas av stadsförvaltningen.

Ett gemensamt kreativt tillvägagångssätt inleddes mellan stadsförvaltningen och berörda företag (VITO, UNESCO IHE, Antwerp Smart Zone) för att inrätta och testa värmeprognoslarmet och webbplattformen. Flera workshops för medborgare anordnades där stadsförvaltningen och forskare introducerade värmestressproblemet och möjliga anpassningsåtgärder diskuterades. Deltagande medborgare deltog i utvärderingen och testningen av de första prototyperna av värmeprognoslarmet och webbplattformen. Dessutom kartlade medborgarna värmestress och svala platser i ett av stadens grannskap, samtidigt som de utarbetade strategier för att förbättra värmekomforten i sitt grannskap med fokus på den utsatta befolkningen.

Den största framgången med forskningen om värmestress och klimatförändringar i Antwerpen var att öka medvetenheten om detta ämne på politisk nivå och generera den politiska viljan (och finansieringen) för att ta itu med detta problem. Denna forskning resulterade dessutom i en anpassning av Antwerpens byggregler och bidrar till Antwerpens klimatplan för 2030 – en plan för begränsning av och anpassning till klimatförändringarna inom ramen för det borgmästaravtal som för närvarande håller på att utarbetas.

Kommunikation framträder som en nyckelfråga i samarbetet mellan forskare och stadsutövare. Detta gäller kommunikation mellan enskilda partner (t.ex. för att komma överens om projektmål), kommunikation mellan enskilda berörda stadsavdelningar och lämpliga former av kommunikation mellan stadstjänstemän eller forskare och medborgare.

Forskare upplevde också vissa tekniska problem eftersom användningen av realtidsdata ännu inte var helt införlivad i stadens it-infrastruktur.

Forskningen om värmestress och klimatförändringar har huvudsakligen finansierats av europeiska projekt (FP7 RAMSES och NACLIM, H2020 Climate-fit.city och Ground Truth 2.0), som också täckte en del av naturakostnaderna för staden Antwerpen. Endast en specifik värmestressmätnings- och modelleringsstudie har finansierats av staden Antwerpen själv och kostade cirka 70 000 euro.

Genomförandet av anpassningsåtgärder i hela staden och på lokal nivå (gröna tak, träd, obelagda ytor, dammar, fontäner osv.) pågår, men de flesta befinner sig fortfarande i en planeringsfas, så det är svårt att kvantifiera direkta kostnader och fördelar.

Förutom naturakostnaderna för staden Antwerpen hade värmeprognos- och varningssystemet en utvecklingskostnad på cirka 20 000 euro och en årlig underhållskostnad på cirka 10 000 euro.

Andra fördelar är förbättrad kommunikation och samarbete mellan stadsförvaltningar, ökad värmestress och ökad medvetenhet om klimatförändringar bland politiker och medborgare, integrering av åtgärder för anpassning till värmestress i stadsplaneringen (som också har positiva effekter på hälsa, biologisk mångfald, översvämningar, torka osv.).

Forskningen om värmestress och klimatanpassning har lett till konkreta förändringar i Antwerpens byggregler, som reglerar uppförandet av byggnader i Antwerpen. Den bidrar också till Antwerpens klimatplan för 2030, en plan för begränsning av och anpassning till klimatförändringarna inom ramen för det borgmästaravtal som för närvarande håller på att utarbetas.

Forskningen om värmestress och klimatförändringar för staden Antwerpen inleddes 2013 och pågår fortfarande. Flera komponenter (t.ex. värmestresskartor, mätkampanjer) utfördes i särskilda tidsfönster, vilket vanligtvis tar några månader till ett år.

Genomförandet av anpassningsåtgärder på lokal nivå visar sig vara en långsam process, och konkreta genomföranden på stadsnivå har ännu inte förverkligats. Det fullständiga genomförandet och resultaten för hela staden förväntas vara slutförda först 2030.

Värmeprognossystemet och webbplattformen har utvecklats och satts upp på mindre än ett år.

De åtgärder som beskrivs ovan (byggnadskodändringar, värmestressanpassningsåtgärder, värmestressprognos) är avsedda att vara långvariga inbäddade i stadens verksamhet och har ingen angiven tidsperiod eller livslängd.

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 och H2020 Climate-fit.city-projekt