Het stadsklimaat van Amsterdam in beeld, wat kunnen we daarvan leren voor adaptatie?

Binnen het project Amsterdam Atmospheric Monitoring Supersite wordt het stadsklimaat van de gemeente Amsterdam nauwkeurig in kaart gebracht. Onderzoeker en Universitair Hoofddocent Gert-Jan Steeneveld van de Universiteit Wageningen vertelt wat we van de resultaten kunnen leren voor klimaatadaptatie in de stad.

Waarom is het nauwkeurig in kaart brengen van het stadsklimaat relevant?

“Het stadsklimaat beschrijft hoe het weer en het klimaat zich in de stad anders gedragen dan op het platteland. We kijken dan vooral naar temperatuur, luchtvochtigheid, windsnelheid, maar ook naar hoeveel broeikasgassen de stad uitstoot. Het stadsklimaat begrijpen is relevant om twee redenen. Ten eerste neemt de verstedelijking in de wereld toe, en dat zien we ook in Amsterdam. Ten tweede zorgt temperatuurstijging voor een grotere druk op steden: hitte in de stad is een steeds vaker voorkomend probleem. We verwachten dat dit probleem in de toekomst groter zal worden. Hitte heeft niet alleen nadelige gevolgen voor de gezondheid en arbeidsproductiviteit. Het zorgt ook voor een hogere energievraag voor de koeling van woningen en voor te hoge aflevertemperaturen van drinkwater. Naast hitte is ook de verminderde luchtkwaliteit tijdens warme zomerdagen een uitdaging in steden. Dit komt vaak omdat er dan weinig wind is en sprake van een zogenaamde inversie. Een inversie is bepaalde configuratie van luchtlagen, die ervoor zorgt dat alle luchtverontreiniging zich ophoopt.”

Wat brengen jullie precies in beeld en hoe doen jullie dat?

“We meten met vierentwintig weerstationnetjes de temperatuur, luchtvochtigheid en windsnelheid. Die stationnetjes hangen in verschillende wijken, verspreid over de stad. Met de metingen kunnen we bijvoorbeeld in beeld brengen hoe sterk de stedelijke hitte in Amsterdam is. Maar we kunnen dan ook inzicht krijgen in hoeverre de temperatuur afhangt van de stedelijke inrichting: Zijn er bijvoorbeeld verschillen tussen hoogbouw en laagbouw? En wat is de invloed van waterpartijen en groene vegetatie? Naast deze vierentwintig stations, hebben we ook een meetstation op het dak van een hotel aan het muntplein staan. Dit station meet onder andere de inkomende zonnestraling en verschillende broeikasgassen. Daarmee bereken we de potentie voor zonne-energie op de Amsterdamse daken en de ‘carbon footprint’ van de stad. Verder gaan we komende zomer - bij geschikt weer - gedurende een dag weerballonnen oplaten om ook boven de stad metingen te kunnen doen. Dat helpt ons om beter te begrijpen tot hoe hoog het stedelijk hitte-eiland reikt, dit is nog onbekend. Tot slot maken we op basis van de metingen en een geavanceerd weermodel ook dagelijks een weersverwachting voor Amsterdam.”

In Amsterdam zijn ook veel particulieren die een meetstationnetje in de tuin hebben staan. Maken jullie daar ook gebruik van?

“Binnen ons onderzoeksproject werken we met onze eigen meetstations: alle vierentwintig stationnetjes hebben we zelf neergezet. Wel doen we ook crowdsourcing studies. Meestal nemen we daarvoor data af bij de verkopers van deze amateur weerstationnetjes. Zij stellen de data gratis beschikbaar. De burgers merken er dus eigenlijk niets van, maar wij leren er wel veel van. Van deze privé weerstations hebben we bijvoorbeeld geleerd hoe verschillende soorten stadsopbouw, zoals hoogbouw of laagbouw, het stedelijk hitte-eiland beïnvloeden. Ook vonden we dat de binnentemperaturen in Nederlandse woningen kunnen oplopen tot tegen de dertig graden tijdens een hittegolf. Dat is veel meer dan we nu aannemen. Tot slot hebben we kunnen aantonen dat we met data van de lichtsensor van smartphones een inschatting kunnen maken van de wolkenbedekking.”

Welke resultaten zijn relevant voor klimaatadaptatie: wat kunnen we leren van de resultaten voor de inrichting van de stad of hoe we ons door de stad bewegen?

“We hebben gevonden dat Amsterdam net als andere steden in de vroege avond een substantieel stedelijk hitte-eiland heeft. Dat effect loopt op tot gemiddeld twee graden Celsius, en op warme zomerdagen zelfs tot vijf graden. Eerder was dat al in kaart gebracht door middel van een bakfiets met meetinstallaties. Maar het meetnet dat we nu gebruiken geef een meer betrouwbare uitkomst. Verder blijft het in de stad in de vroege ochtend juist koeler dan op het platteland doordat er boven de stad een dikkere atmosferische laag hangt. Dit kun je goed zien op de isoplethenkaart die we hebben gemaakt.

Verder was de warme zomer van 2018 een unieke testcase om te onderzoeken wat de effectiviteit van groene en blauwe maatregelen is. Door de waarnemingen van de weerstations in dicht bebouwd terrein te vergelijken met waarnemingen in de buurt van waterpartijen en groene vegetatie, kunnen we leren hoe effectief die maatregelen zijn in een lange warme zomer. Een opvallende bevinding van de zomer van 2018 was, dat vergroening nauwelijks voor verkoeling zorgde. Een station aan de Comeniusstraat met veel bomen was nauwelijks koeler dan het station aan de Lutmastraat waar de hoogste temperatuur werd gehaald, van ruim 36 graden in de middag. We vermoeden dat dit komt doordat de zomer van 2018 zo lang en droog was, waardoor het bodemvocht uitgeput raakte en niet meer kon verdampen. Ook was het bladerdek niet meer zo dicht als normaal waardoor de schaduwwerking minder werd.

Het station langs een gracht toonde wel een duidelijk gedempte dagelijkse temperatuurgang: het was daar overdag twee graden koeler dan bij de andere stations. ’s Nachts houdt het water de stad juist warm, met name in de tweede helft van de zomer. De verkoelende werking van het water overdag is te verklaren met de thermische traagheid van water. Dit is hetzelfde mechanisme als bij de Noordzee, die in het voorjaar langzaam opwarmt maar in de herfst ook langzaam afkoelt.

Daarnaast geeft het weersverwachting model dagelijks een update van de warme en koele plekken in de stad. Ook kan dit model de verspreiding van luchtverontreiniging voorspellen. Op basis daarvan is een fietsrouteplanner ontwikkelt die de burger van vertrek tot bestemming langs de gezondste route kan leiden, dat wil zeggen: langs de laagste temperatuur en de laagste concentraties verontreiniging. Deze voorspellingen zijn mogelijk dankzij de hoge resolutie van 100 m van het model. Ter vergelijking: het KNMI-model gebruikt nu 2,5 km voor heel Nederland. Dat is al fijnmazig maar voor steden nog te grof.”

Afbeelding: Isoplethenkaart van het gemiddeld stedelijk hitte-eiland van een weerstation in Amsterdam. De kaart toont het temperatuurverschil tussen de stad Amsterdam en de luchthaven Schiphol, die in het buitengebied staat. Dit verschil kun je aflezen voor elk uur van de dag (verticale as) en voor elke maand van het jaar (horizontale as).

Wat gaat de gemeente Amsterdam doen met jullie bevindingen?

"De Gemeente Amsterdam kan de resultaten gebruiken voor stadsplanning. Er moeten in Nederland tot 2040 nog circa een miljoen woningen worden gebouwd. Daarvan staan er 52.000 voor Amsterdam op de planning tot 2025. Bij het inrichten van deze nieuwe wijken moet er worden gestreefd naar een inrichting die de stad koel houdt. De inrichting van de locaties in ons meetnet die zich koeler ‘gedragen’ kunnen hier als voorbeeld worden gebruikt. Wel moet daarbij rekening worden gehouden met het feit dat het water ’s nachts verwarmend werkt en dat het verkoelend effect op de gevoelstemperatuur beperkt is. De precieze inrichting van het gebied en de waterpartij spelen een belangrijke rol in het verkoelend en verwarmend effect.  Daarnaast kan er met de gegevens een risicoanalyse worden gedaan, bijvoorbeeld of de warme plekken overeenkomen met locaties waar gevoelige groepen zich bevinden zoals ouderen en kinderen. Zo zijn er tal van toepassingen, maar er is nog geen concreet project geformuleerd nu."

Wat kunnen andere partijen van jullie bevindingen leren?

“De bevindingen uit dit project kunnen breder worden toegepast. Zo gebruikt het KNMI de waarnemingen uit Amsterdam al voor de validatie van hun weermodellen en om te begrijpen hoe verstedelijking langjarige temperatuurreeksen beïnvloedt. Verder hebben we het meetnet kunnen verbinden aan soortgelijke meetnetten in andere steden in Europa. We kunnen daarmee begrijpen hoe verschillende steden in verschillende Europese klimaatzones reageren op bijvoorbeeld een warme zomer als 2018”.