Města jsou obzvlášť ovlivněna tepelným stresem, protože uzavřené povrchy a hustá zástavba akumulují teplo. Častější a silnější vlny veder představují rostoucí hrozbu pro zdraví obyvatel i městskou infrastrukturu.
Nový model umělé inteligence univerzity ve Freiburgu a Technologického institutu v Karlsruhe (KIT) poprvé vypočítává, jak se bude vyvíjet tepelný stres města na metr čtvereční.
Model pomůže městům přizpůsobit se změně klimatu. Poskytuje podněty pro městské plánování šetrnější k životnímu prostředí.
Nový model AI pro detailní předpovědi
Interdisciplinární výzkumný tým univerzity ve Freiburgu a KIT vyvinul model AI, který poprvé ve vysokém rozlišení a dlouhodobě vypočítává, jak se bude vyvíjet tepelný stres v městské oblasti na metr čtvereční. Freiburg posloužil výzkumníkům jako pilotní město pro jejich model.
Systém umělé inteligence kombinuje geodata, jako jsou výšky budov a vegetační struktury, s předpovědí počasí nebo daty z projekce klimatu, jako je teplota vzduchu či radiace. Model je vhodný pro předpovídání různých klimatických scénářů. Od klimatu, které se otepluje méně, až po výrazně teplejší klima s velmi vysokými emisemi skleníkových plynů.
Mohlo by vás zajímat
Drastický nárůst hodin s extrémním horkem
Pomocí modelu umělé inteligence vědci simulovali budoucí městské klima Freiburgu v období let 2070 až 2099 podle tří scénářů. Podle nejpesimističtějšího scénáře by dosahovalo až 307 hodin ročně se silným tepelným stresem nad 32 stupňů Celsia.
Ve sledovaném období mezi lety 1990 a 2019 to bylo přitom 135 hodin ročně. Počet hodin s velmi silným tepelným stresem nad 38 stupňů Celsia by se mohl dokonce zvýšit desetinásobně, a to na 71 hodin ročně v období 2070 až 2099 ve srovnání se sedmi hodinami ročně v referenčním období.
Pro srovnání, ve scénáři s nejnižším vývojem oteplování se počet hodin pod silným tepelným stresem zvyšuje na 149 za rok. Počet hodin velmi silného tepelného stresu v tomto scénáři činí dvanáct hodin.
Vliv tepelného stresu je různý
Vliv tepelného stresu ve městě se liší. „Faktory, jako je hustota zástavby, vegetace a cirkulace vzduchu určují, zda oblast zůstane relativně chladná, nebo se hromadí extrémní horko,“ vysvětluje Ferdinand Briegel, hlavní autor studie a výzkumný pracovník na Institutu meteorologie a klimatického výzkumu KIT.
Ve studii je tepelný stres měřený na základě reprezentativních městských oblastí Freiburgu – průmyslové oblasti, obytné čtvrti se starými stromy a historického centra. Výsledky ukazují, že hodiny horka mohou prudce stoupnout. Platí to zejména v průmyslových oblastech, kde převládá vysoká hustota a malé stínění.
„Hustě zastavěné plochy se starými stromy zajišťují nižší nárůst horkých hodin během dne v důsledku tvorby stínu. V noci však budovy a stromová konstrukce zpomalují chlazení a udržují teplo déle,“ říká Briegel.
Opatření pro každé město na míru
„S naším modelem AI můžeme analyzovat vývoj tepla ve Freiburgu doslova na každém prahu,“ říká environmentální meteorolog Andreas Christen. „Vzhledem k tomu, že každé město má své vlastní struktury s budovami, zelení a polohou, je klíčové vypočítat tepelný stres co nejpodrobněji. Jen tak lze vyvinout opatření na míru, která lépe ochrání lidi před extrémním horkem,“ pokračuje.
Po přizpůsobení konkrétním městským podmínkám lze model aplikovat na jakékoli město. V nadcházejícím období financování Helmholtzovy asociace tak bude poprvé ústředním tématem urbanistický výzkum. Spolupráce mezi KIT a univerzitou ve Freiburgu ukazuje, jak důležitý je propojený výzkum pro velká témata budoucnosti.
