Een rechterhand voor klimaataangepaste stadsplanning

Hittestress en luchtvervuiling treffen steden steeds vaker. In een nieuw Horizon Europe-project gaan onderzoekers een digitale tweeling ontwikkelen die beleidsmakers helpt veerkrachtige stedelijke gebieden te ontwerpen die bestand zijn tegen de klimaatverandering. Onderzoekers van de TU Delft en 18 andere partners ontvingen de Horizon Europe-subsidie ​​voor hun UrbanAIR-project.

Het instrument moet een krachtig instrument worden voor gemeenten en stedenbouwkundigen om wijken te ontwerpen die veilig, prettig en gezond zijn voor bewoners. “We maken een tool die straks echt bruikbaar zal zijn als prototype, zodat we als samenleving gepast kunnen reageren op klimaatverandering”, zegt Femke Vossepoel, hoogleraar Earth System Simulation en wetenschappelijk coördinator van UrbanAIR.

Door verschillende scenario’s te simuleren zal de digital twin straks informatie opleveren over bijvoorbeeld de wind die waait in een hoogbouwappartementencomplex of de hittestress die op bepaalde plekken in de stad zal optreden. “Soms kunnen een net iets andere inrichting van een gebouw, groen en de juiste materiaalkeuze een groot verschil maken in het comfort van bewoners”, zegt Clara García-Sanchéz, universitair docent Architectuur en Gebouwde Omgeving.

Een divers en complex model

Het team richt zich op drie aandachtsgebieden binnen de digital twin. “Dit maakt het project niet alleen uitdagend maar ook uniek”, zegt Vossepoel. “Eerst brengen we modellen van de mondiale atmosfeer naar het lokale niveau. Ten tweede modelleren we het gedrag van burgers en ten derde evalueren we zowel menselijke als natuurlijke criteria bij stedelijke besluitvorming.” De resulterende digitale tweeling kan verschillende scenario’s ontwikkelen en verschillende belangen afwegen op het gebied van financiën, milieu of sociale gelijkheid. Daarom kan dit instrument de rechterhand van beleidsmakers worden.

Op maat van bewoners

Agent-gebaseerde modellering, waarbij het gedrag van mensen wordt meegenomen, is ook innovatief. Wat doen ze als het warm is? Ze gaan naar het park? Naar een gaaf kantoor? De TU Delft loopt voorop in het ontwikkelen van simulatiemodellen van samenlevingen die uit duizenden individuele actoren bestaan. “De ambitie van UrbanAir is om dit naar een hoger niveau te tillen”, leggen Amineh Ghorbani en Tatiana Filatova van de afdeling Multi-Actor Systems uit. “We gaan klimaatveranderingsscenario’s koppelen aan vragenlijsten onder bewoners om te onderzoeken wanneer en hoe zij hun gedrag aanpassen om met de hitte om te gaan.”

Weermodellen op straatniveau

Om het klimaat te modelleren, zullen onderzoekers werken vanuit een bestaande mondiale digitale tweelingbroer van de atmosfeer van de aarde (Destination Earth) naar een veel kleiner schaalmodel. “We creëerden een cascade van weermodellen tot op stedelijk en zelfs straatniveau”, zegt Vossepoel. “We meten temperatuur, wind en luchtvervuiling heel lokaal met sensoren in meerdere steden. Dit vormt een grote uitdaging, omdat meten in de stad lastig is. We hebben relatief weinig metingen voor zo’n variabel gebied. “We gaan dus experimenteren met hoe we via data-assimilatie de beschikbare data optimaal kunnen benutten.”