Hitte-eilanden

De hitte-eilanden van Brussel in kaart gebracht

Focus – Actualisering: februari 2020 

In de zomer liggen de luchttemperaturen in het centrum van het Gewest gemiddeld 3°C hoger dan in de landelijke omgeving rondom. Met name 's nachts zijn de minimumtemperaturen hoger. Bovendien zijn er in het centrum van Brussel gemiddeld 3 keer zoveel periodes van grote hitte dan in de landelijke omgeving van de stad. De schaduw die dicht bebladerde loofbomen bieden, idealiter in combinatie met ‘blauwe elementen’, maakt het mogelijk om koelte-eilanden te creëren ... maar dan enkel heel lokaal. 

Wanneer onze stad met grote hitte te maken krijgt, kan de atmosfeer er snel verstikkend worden. En dat heeft gevolgen voor het milieu en de gezondheid. Door de klimaatveranderingWijst op trage variaties van de klimaatskenmerken mettertijd, op een welbepaalde plaats: opwarming of afkoeling. Sommige vormen van luchtvervuiling, veroorzaakt door menselijke activiteiten, zijn een bedreiging voor het klimaat in de zin dat er een globale opwarming zou kunnen ontstaan. Dit verschijnsel kan belangrijke schade veroorzaken: stijging van de zeeniveaus, verergering van de uiterste klimaatsverschijnselen (droogtes, overstromingen, wervelstormen, enz.), destabilisatie van de bossen, bedreiging voor de zoetwatervoorraden, moeilijkheden voor de landbouw, woestijnvorming, vermindering van de biodiversiteit, verspreiding van tropische ziekten, enz. zullen perioden van grote hitte waarschijnlijk frequenter, langer en intensiever worden (voor meer details over dit onderwerp, zie de focus Toekomstige evolutie van het klimaat in het Brussels Hoofdstedelijk Gewest en mogelijke aanpassingen). Bovendien hebben steden zwaarder te lijden van hittegolven dan andere gebieden. Dat komt door een fenomeen dat het ‘stedelijk hitte-eilandeffect’ wordt genoemd.

Hitte-eilanden in de stad 

Onder bepaalde specifieke omstandigheden kan de luchttemperatuur tijdens de nacht tot 10°C hoger zijn in steden dan in de omliggende landelijke of beboste gebieden of in vergelijking met de  gemiddelde regionale temperaturen. Dit fenomeen staat bekend als een stedelijk hitte-eiland (of UHI voor ‘urban heat island’). 

Illustratie van het karakteristieke thermische profiel van een stedelijk hitte-eiland

Volgens Akbari et al. (1992). ‘Cooling our communities – a guidebook on tree planting and light colored surfacing’, U.S. Environmental Protection Agency, Office of Policy Analysis, Climate Change Division, Berkeley: Lawrence Berkeley Laboratory

De vorming en intensiteit van een UHI is afhankelijk van verschillende factoren, te beginnen met de weersomstandigheden. De belangrijkste temperatuurverschillen tussen stad en land doen zich voor op heldere dagen met weinig wind. Ze zijn 's nachts over het algemeen meer uitgesproken.

Het ontstaan van stedelijke hitte-eilanden is te wijten aan de vervanging van begroeide en doorlaatbare bodems door gebouwen en ondoorlatende bodembedekking. We noemen enkele voorbeelden:

• de oppervlakte die de stralingsstroom van de zon opvangt, wordt vergroot door de afname van het plantendek en de toename van verticale muren;
• het gebruik van donkere materialen voor wegen en gebouwen (en dus een lager weerkaatsingsvermogen in stedelijke gebieden) zorgt voor een hogere absorptie van de invallende zonne-energie;
• de temperatuur in straatcanyons in het stadscentrum stijgt doordat zonnestralen er niet meer weg kunnen: gezien de driedimensionale structuur van de straat worden de weerkaatste stralen niet rechtstreeks teruggegeven aan de atmosfeer, maar blijven ze gevangen in de straat; de oriëntering en hellingsgraad van de straten (en hun blootstelling aan de zon en aan de bijhorende wind) beïnvloeden bovendien de temperatuurstijging;
• het vermogen van de directe omgeving om de dagtemperaturen te temperen door verdamping of evapotranspiratieRegenwater wordt in de bodem vastgehouden en verdampt vervolgens naar de atmosfeer. De aanwezigheid van planten versterkt dit fenomeen aanzienlijk. (water en planten) en door beschaduwing is beperkt. 

Die lokale temperatuurstijgingen zijn bovendien ook toe te schrijven aan menselijke activiteiten, die meer geconcentreerd zijn in de stad (uitstoot van verbrandingsgassen, uitstoot van warme lucht door airco-installaties, warm water in de riolering, enz.). 

Potentieel dodelijke hittegolven

Van alle extreme weersomstandigheden zijn hete perioden in Europa de dodelijkste. Door de grote bevolkingsdichtheid (risicogroepen) en door hun infrastructuur en economische activiteit zijn de steden het kwetsbaarst voor extreme weersomstandigheden. De toename van het aantal hittegolven, nog eens versterkt door het fenomeen van de ‘stedelijke hitte-eilanden’, heeft de neiging om meer dodelijke slachtoffers te eisen bij de stadsbevolking dan elders. 

Koelte-zones opsporen

Het Brusselse Gewest is een stad met gevoelig minder groen in het centrum dan in de rand. Bovendien neemt de gemiddelde ondoorlaatbaarheidsgraad er toe (voor meer details over dit onderwerp, zie de focus Ondoorlaatbaarheid van brusselse bodems). Net zoals andere steden biedt Brussel dus de ideale context voor de ontwikkeling van een stedelijk hitte-eiland.

Een nieuwe studie, besteld door Leefmilieu Brussel en gerealiseerd door de Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek (VITO), heeft de hitte-eilanden en koelte-zones in het Brussels Hoofdstedelijk Gewest in kaart gebracht. Het doel van deze studie? De koelste zones identificeren en die tijdens periodes van grote hitte aanbevelen en te benadrukken waar zich de hitte-eilanden bevinden, dat wil zeggen zones die het grootste risico met zich meebrengen en waar concrete maatregelen met voorrang moeten worden genomen.

3°C warmer, 3 keer meer hete perioden

De resultaten van de studie tonen aan dat in de zomer de luchttemperaturen in het centrum van het Brussels Hoofdstedelijk Gewest gemiddeld 3°C hoger liggen dan in de landelijke omgeving rondom (in de periode 1987-2016). De hoogste temperaturen worden waargenomen in grote zones in de verstedelijkte binnenstad. De temperaturen zijn iets lager boven het water en in grote parken.

Hitte-eiland in Brussel: kaart met de gemiddelde temperaturen op 2 m tijdens de zomermaanden (juni - augustus) in de periode 1987-2016

Bron: VITO (2018)
Kaart gemaakt met behulp van het UrbClim stadsklimaatmodel, dat het lokale klimaat simuleert met behulp van gegevens van weerstations en gedetailleerde informatie over landgebruik, vegetatie en mineralisatie, met een resolutie van 100m x 100m.

Vooral de nachtelijke minimumtemperaturen liggen hoger, met negatieve gevolgen voor de nachtrust en de gezondheid van de inwoners. Zo liggen de temperatuurverschillen tussen het stadscentrum en het omliggende platteland in dezelfde periode om 23.00 uur (het tijdstip waarop het hitte-eilandeffect in de stad doorgaans het meest uitgesproken is) gemiddeld rond de 4,5°C, een aanzienlijk verschil.

Bovendien zijn er in het centrum van Brussel gemiddeld 3 keer zoveel  perioden van grote hitte dan in de landelijke omgeving van de stad. 

Schaduw en water

Een meer gedetailleerde simulatie van de thermische stress die in het kader van deze studie werd uitgevoerd, maakt het mogelijk om de koelte-eilanden te identificeren: via de gemiddelde ‘Wet Bulb Globe Temperature’. Deze kaarten houden niet alleen rekening met luchttemperatuur, maar ook met de blootstelling aan zonnestralen, de wind en de luchtvochtigheid, die een invloed hebben op de stress ten gevolge van de hitte. Ze zijn dus gedetailleerder en nuttiger dan kaarten waarop alleen de temperatuur wordt vermeld. Ze benadrukken dat de schaduw van bladrijke bomen, idealiter in combinatie met ‘blauwe elementen’ ( vijvers, fonteinen, waterlopen enz.), de meest efficiënte omstandigheden vormen om de stress die ontstaat door hitte in buitenruimten te verminderen. 

Gedetailleerde kaart van het hitte-eiland en de koelte zones in Brussel (voor het hele Gewest en in het centrum)

Bron: VITO (2018)
gebaseerd op modellering van de gemiddelde “Wet Bulb Globe Temperature’ over alle uren van een warme zomerdag die representatief is voor hittestress (24 augustus 2016), met behulp van gegevens over luchttemperatuur, wind en luchtvochtigheid (zoals berekend door het UrbClim-model), en blootstelling aan zonnestraling (gesimuleerd op basis van gegevens over vegetatie en gebouwhoogte), met een resolutie van 2m x 2m

Meer groene en blauwe maatregelen

Maar, zoals de kaart van het Brusselse stadscentrum laat zien, is het verkoelende effect van de ‘groene en blauwe elementen’ erg lokaal: een boom op een plein volstaat niet voor een verkoelend effect voor het hele plein. Het is daarom noodzakelijk om de ‘groene en blauwe’ maatregelen op grote schaal toe te passen en bij voorkeur te combineren. Het is niet altijd vanzelfsprekend om bomen aan te planten in de stad, maar het voordeel van dit soort maatregelen is dat ze eveneens een positief effect hebben op de levenskwaliteit en de aantrekkelijkheid van de stad (Voor meer informatie over de voordelen van vergroeningOpzettelijke handeling die tot doel heeft vegetatie in groenarme zones in te voeren., zie De stad verbeteren: gebaseerde oplossingen).