Urbà

#a2a2a0
Referència

Ventura, Sergi and Miro, Josep Ramon and Segura, Ricard and Chen, Fei and Martilli, Alberto and Liu, Changhai and Ikeda, Kyoko and Mendez, Gara, Determining the Intensity of Future Heatwave Episodes at Urban Scales: The Case Study of the Metropolitan Area of Barcelona.

Autors/es

Sergi Ventura Caballé, Ricard Segura Barrero, Josep Ramon Miró, Alberto Martilli, Fei Chen, Changhai Liu, Kyoko Ikeda, Gara Villalba Méndez

Fitxa elaborada per

Combinar cobertes blanques i verdes és la millor estratègia per mitigar la calor urbana

Average: 1 (2 votes)
bcn
2024
Objectiu

Els estudis realitzats responen a dos objectius principals: 

  1. Projectar a mitjans i finals de segle els períodes d’onada de calor que hem viscut al llarg del darrer període climàtic (1991-2020). 
  1. Avaluar tres possibles estratègies de mitigació de calor i analitzar-ne els efectes que podrien tenir en el clima del futur. 
Mètodes bàsics

Zona d'estudi: àrea metropolitana de Barcelona

La metodologia emprada en aquest estudi se separa en dos blocs: (1) la projecció de les onades de calor al futur i (2) la modelització dels diversos escenaris de mitigació. 

  • Projecció de les onades de calor: la projecció dels períodes d’onada de calor s’ha elaborat mitjançant la metodologia “Pseudo Global Warming”. S’han seleccionat tots els períodes d’onada de calor compresos al llarg del darrer període climàtic (1991-2020), considerant onada de calor aquell període que, durant tres o més dies, les temperatures màximes superen el percentil 95 dels dies d’estiu meteorològic (juny, juliol i agost). Les dades meteorològiques de reanàlisi utilitzades per aquest període provenen d’ERA5, elaborades pel European Centre for Medium Forecasts (ECMWF), i s’han projectat al futur utilitzant el conjunt de 100 models climàtics LENS2, elaborats pel National Centre for Atmospheric Research (NCAR).

    La metodologia bàsica emprada es basa en calcular les diferències en múltiples variables meteorològiques (com ara la temperatura, humitat o el vent) entre les projeccions de LENS2 futures i les de 1991-2020 de la mateixa base de dades. Aquestes diferències són aplicades a les dades inicials del model (ERA5) per tal d’obtenir les dades meteorològiques que van succeir en aquest període històric però pertorbades amb condicions de canvi climàtic. Tot això sota l’escenari de canvi climàtic de conflictes regionals SSP370. 

  • Modelització: la modelització dels períodes d’onada de calor s’ha realitzat mitjançant el model Weather and Research Forecasting (WRF) a 1 km de resolució, juntament amb les parametritzacions urbanes BEP+BEM. Aquestes parametritzacions urbanes permeten estimar amb més detall l’efecte d’illa de calor al considerar, entre d’altres efectes, la morfologia urbana en tres dimensions, l’escalfament radiatiu dels diferents materials i els fluxos i turbulències que es generen dins l’entramat urbà. S’han considerat tres escenaris de mitigació de calor: l’aplicació de cobertes vegetals a les cobertes potencials, l’aplicació de cobertes blanques i l’aplicació de l’escenari d’usos del sòl previst pel Pla Director Urbanístic metropolità. A més, s’ha considerat la importància de la irrigació en la vegetació al simular amb i sense aquesta.
Resultats principals

Els resultats obtinguts mostren importants increments de temperatura i reduccions de la humitat relativa a mitjans (2041-2070) i finals (2071-2100) de segle. 

  1. Pel que fa a les temperatures, s’esperen increments mitjans de les temperatures màximes de 2.1°C i de les mínimes de 1.9°C a mitjans de segle i de 3.9°C i 3.5°C a finals de segle. Aquests increments poden ser superiors per les temperatures màximes en zones urbanes, on l’efecte d’illa de calor es pot veure amplificat, arribant a tenir increments de més de 5°C a finals de segle. Les simulacions obtingudes ens mostren, per una onada de calor de 2019, valors generals superiors als 40°C en zones interiors. Quan aquesta mateixa onada de calor és projectada al futur, obtenim valors generals superiors a 42°C a mitjans de segle i superiors a 44°C a finals de segle.  
  2. Pel que fa a la humitat relativa, s’han obtingut reduccions generals properes al 4% a mitjans de segle i properes a 6% a finals de segle. S’ha detectat que la zona del Garraf és una zona especialment sensible, amb reduccions de fins a 16.2% en la humitat relativa a finals de segle. Cal fer un anàlisi més profund del comportament de les brises per entendre aquesta reducció. 

 Les estratègies de mitigació de calor proposades tenen comportaments diferenciats per cada cas. 

  1. L’escenari de cobertes blanques és el que funciona millor quan analitzem únicament la reducció de temperatura, amb reduccions de fins a 1.62°C en zones urbanes a finals de segle i reduccions mitjanes superiors a 0.5°C a tota l’AMB. 
  2. L’escenari de cobertes verdes mostra reduccions de fins a 0.87°C en zones urbanes i reduccions mitjanes superiors a 0.21°C a tota l’AMB. 
  3. Pel que fa a l’escenari del Pla Director Urbanístic metropolità, es preveu una reducció de les zones boscoses del 26.9 al 25.3% de l’AMB i increments de zones de conreu (8.2 al 10.8%), àrees urbanitzades (40.1 a 40.4%) i parcs urbans (3.5 a 4.7%). Aquests canvis generarien reduccions en zones on apareixen nous parcs urbans de fins a 0.39°C però mitjanes a l’AMB que pujarien 0.16°C per l’eliminació de zona de bosc. Si s’aplica irrigació als parcs urbans i zones de conreu, les reduccions poden ser més importants, de fins a 0.7°C. 
Conclusions

L’estudi mostra increments de temperatura a l’AMB, especialment en zones urbanes durant les hores de màxima radiació solar degut l’escalfament de materials de construcció. És important tenir en compte que aquestes projeccions s’han fet seguint un escenari de canvi climàtic mitjà-negatiu de conflictes regionals, on la reducció de gasos d’efecte hivernacle no és la principal preocupació. A més, també cal tenir en compte que les simulacions a 1 km, tot i ser una resolució molt elevada per estudis d’aquesta temàtica, no permeten veure efectes més locals que certs canvis en la morfologia o l’ús del sòl podrien provocar. La simulació a major resolució podria mostrar majors canvis de temperatura obtinguts per l’aplicació de les estratègies de mitigació proposades.

És important destacar que hi ha una estratègia de mitigació que funciona millor que la resta pel que fa la reducció de temperatura, que és l’aplicació de cobertes blanques. Aquesta estratègia busca reflectir part de la radiació solar a l’incrementar l’albedo, fent que els materials no absorbeixin tanta radiació i per tant no s’escalfin tant. Cal destacar que aquesta és una estratègia barata i efectiva de ràpida aplicació, però que requereix d’un manteniment si es vol mantenir l’albedo elevat. L’aplicació de vegetació, a part de reduir la temperatura en menor mesura, aporta altres beneficis a la població com ara en termes de qualitat de l’aire, beneficis socials o de salut mental. Per tant, proposem que la combinació de les cobertes blanques amb l’increment de zones verdes com a estratègia més efectiva.

Finalment, la irrigació de la vegetació és un factor important a l’hora d’incrementar l’efecte de refredament que aquesta pot aportar, gràcies a l’increment de l’evapotranspiració. Cal tenir en compte que, un cop introduïda la vegetació, s’hauria de mantenir mínimament irrigada si el que es busca és reduir la temperatura. Tot i així, donat que el clima mediterrani restringeix l’accés a l’aigua, cal buscar espècies resistents que requereixin un menor consum.