Strålningstemperatur uppmätt från satellit

Miljöförvaltningen har anlitat Geografiska Informationsbyrån (GIB) för framtagande av nya värmekartor för Stockholms stad som visar uppmätt maximal strålningstemperatur sommartid, perioden juni 2013 till september 2021. I projektet analyseras kopplingen mellan grönska, bebyggelsestruktur och värme, men även sårbara gruppers tillgång till svala områden.

Introduktion

Ett förändrat klimat med stigande medeltemperatur kommer medföra fler och längre värmeböljor. Värmeböljornas längd har stor betydelse för hälsan liksom den maximala temperaturen och förekomsten av svala nätter. Människor i städer riskerar i högre grad att utsättas för värmestress och värmerelaterade hälsoeffekter än människor bosatta utanför staden. Stadens olika områden blir vid värmeböljor olika varma, beroende på olika mängd trädkrontäckning, närhet till vatten och grad av hårdgjorda ytor.

Den fysiska planeringen är viktig för att anpassa samhället till ett förändrat klimat för att skydda liv, hälsa och samhällsviktig verksamhet. Detta innefattar lokalisering och utformning av verksamheter och planering av bebyggelse utifrån förväntade framtida klimatförhållanden. Även den befintliga stadsmiljön behöver klimatanpassas.

Miljöförvaltningen har, för att få fram bättre underlag avseende åtgärder för att kunna stärka stadens motståndskraft vid värmeböljor, under 2021-2022 genomfört projektet Temperaturanalyser från satellit över Stockholms stad.

Maximala strålningstemperaturer uppmätta under en nioårsperiod i Stockholms stad utgör grund för ett antal analyser. Dessa höga sommartemperaturer har erhållits från satelliten Landsat-8 och har sedan behandlats och sammanställts i flera GIS-skikt, som kan studeras via M-GIS. Vidare har analyser av kopplingar mellan grönska, bebyggelsestrukturer och värme gjorts, liksom analyser gällande tillgången till svalka i staden för sårbara grupper. Läs mer under avsnittet "Metodbeskrivning" nedan.

Medverkande konsulter i projektet
Geografiska Informationsbyrån (GIB), som underkonsult till Tyréns, anlitades för framtagande av nya värmekartor för Stockholms stad. Dessa baseras på satellitmätningar avseende maximal strålningstemperatur sommartid, perioden juni 2013 till september 2021, samt analyser baserade på temperaturmätningarna och andra tillgängliga datakällor.

Syfte

Syftet med de genomförda temperaturanalyserna för Stockholms stad var att:

Identifiera Värmeöar
Öka och fördjupa kunskapen om var i staden områden med särskilt höga temperaturer har uppmätts och kan förväntas vid kommande värmeböljor. Undersöka korrelationen mellan satellitmätningar av yttemperaturer med mätningar av lufttemperaturer vid markbaserade mätstationer (se avsnitt 4 i rapporten).

Analysera tillgänglighet till svalka
Analysera den producerade värmekartan med dynamiska analyser, med särskilt fokus på värmeöar/hot spots, lokalisering av verksamheter för sårbara grupper samt nytta av skuggande/svalkande strukturer i staden (se avsnitt 5 i rapporten).

Analysera värme i olika stadsmiljöer
Skapa en exempelsamling för olika typer av stadsmiljöer i staden och deras yttemperaturer vid värmebölja. Här undersöktes korrelationen mellan värmekarteringen och en rad variabler i olika typer av bebyggelse för att få en ökad förståelse för hur och varför yttemperaturen varierar inom och mellan olika bebyggelsetyper (se avsnitt 6 i rapporten).

Utsnitt från temperaturkartorna som visar temperaturkurvor till vänster och värmeöar till höger (områden med en maximal yttemperatur högre än 35°C).

Resultat - Sammanfattning

Resultaten från undersökningen sammanfattas i i rapporten Temperaturanalyser från satellit över Stockholms stad, vilken kan laddas hem här.

Kartskikt finns tillgängliga på miljöförvaltningens webbportal M-GIS. Kartskikten kommer även att finnas på Stockholms stads dataportal för Öppna data.

Värmemätningar från satellit kan användas för att:

• Skapa förståelse för nuläget avseende var i staden särskilt varma områden uppkommer vid värmeböljor.
• Ligga till grund för uppföljning av hur förändringar i stadsstrukturen kan leda till värmeökning eller -minskning.
• Bidra till planering och simulering av olika framtida scenarier i stadsutveckling.

Värmekarteringen visar att det förutom ett 60-tal små värmeöar med en storlek under en hektar, finns över 100 områden mellan en och 40 hektar som når maximala yttemperaturer på över 35°C. De största områdena är Bromma flygplats med 255 hektar, följt av Östberga (189 ha), Rinkeby-Tensta (174 ha) och Kista (160 ha). På femte plats kommer Stockholms innerstad med en yta om 126 hektar.

Analyser avseende kopplingen mellan värme, grönska och bebyggelsestruktur inom ett område visar att:

• Hög trädkrontäckning och lite hårdgjord yta bidrar till att skapa svala områden. Områden med krontäckning större än 30 % och där andelen hårdgjorda ytor är mindre än 30 % ser mer gynnsamma ut med avseende på yttemperatur.

• Sambandet mellan yttemperatur och marktäcke/markanvändning är tydligt. Det finns dock inget entydigt som säger hur stor andel krontäckning respektive hårdgjorda ytor som är lämpligt i ett bostadsområde.

• I områden med över 30 % krontäckning nås inte de högsta temperaturerna, även om området i övrigt kan vara relativt exploaterat med många hårdgjorda ytor. I områden med mindre än 30 % krontäckning pekar studien på att det spelar mindre roll hur markytan ser ut.

Studierna gällande sårbara gruppers tillgång till svala områden visar att:

• Många av Stockholms förskolor har långt till svala områden. Endast 19 % av förskolorna har 300 meter eller kortare att gå till närmaste svala område som inte når en maxtemperatur över 30 grader. 17 % av förskolorna har längre än 1 kilometer att gå till ett svalt område (se figur nedan).
• Många stockholmare bor i områden där höga strålningstemperaturer uppmätts. Drygt 18 % av kommunens befolkning är bosatta i områden som nått 35°C i mätningarna. En övervägande majoritet, nära 70 %, är enligt studien bosatta i områden som når mellan 32°C och 34°C. Fördelningen ser ungefär likadan ut inom de mer sårbara grupperna barn (<5år) och äldre (>75år).

Figuren visar hur långt olika förskolor har till närmaste svala områden, uppdelat i avståndsklasser. "Svalt område" har definierats som en plats där uppmätt maxtemperatur ligger under 30 grader. Totalt antal förskolor är 1078 st.

I projektet har några inledande analyser av olika gruppers tillgänglighet till svalka genomförts, vilka redovisas ovan. Verktyget för att göra detta i större skala behöver utvecklas vidare, med avseende på stora datamängder och förbättrad visualisering, för presentation på bästa sätt (se vidare i avsnitt 5.4 i rapporten).

Analysen av hur olika bebyggelsestrukturer påverkar yttemperaturer visar att:

• Bebyggelsetyperna i sig har liten betydelse. Däremot kan olika bebyggelsestrukturer och täthet skapa förutsättningar för till exempel större eller mindre andel krontäckning, svalkande grönstruktur och inslag av vatten.

• Grad av krontäckning och hårdgjorda ytor påverkar yttemperaturen på ett tydligt sätt. Även höjden på byggnader påverkar yttemperaturen, men i mindre grad. Det finns förstås också en samvariation mellan andel krontäckt yta och andel hårdgjorda ytor.

Skillnader mellan olika stadsdelar

En leverans i projektet är också medel- och mediantemperatur per år och demografiska statistikområden (DeSO), samt maxtemperatur för hela perioden (se avsnitt 5.3 i rapporten).

Slutsatser och rekommendationer

För att på lång sikt åstadkomma en hållbar stadsmiljö bör man satsa på att öka krontäckningen i de mer värmeutsatta områdena. Det handlar om att lägga stor vikt vid att bibehålla den höga grönska som redan finns i högre grad än idag, men även med kompensation av grönstrukturen på andra sätt.

I många delar av världen har problemen med värmeböljor varit ett omdiskuterat faktum under lång tid. Man försöker på olika sätt även minska strålningsvärmen och dess effekter på människor genom olika naturbaserade lösningar, som bibehållen hög eller flerskiktad vegetation, svalkande vattenlösningar, eller genom alternativa byggmaterial, som ljusare markbeläggningar eller vita tak/fasader. Även detta är värt att beakta.

De värmedata som ligger till grund för analyserna är relativt grova, t ex ligger den geometriska upplösningen kring 100 meter. Det innebär att man inte kan se effekter av enstaka träd på gatumark eller nära en fastighet i de satellitbaserade temperaturmätningarna, även om dessa bevisligen ger god effekt på det lokala mikroklimatet. Detsamma kan gälla för tankar kring hur man byggt för att åstadkomma skuggning.

En tumregel för alla som arbetar med stadsgrönska har föreslagits av professor Cecil Konijnendijk van den Bosch (Nederländerna) om att implementera 3-30-300-regeln. Denna tumregel som kan användas vid planering och utformning av städer, säger att varje person ska se minst tre träd från sitt hem, skola och arbetsplats, varje kvarter ska ha minst 30-procentig krontäckningsgrad och varje person bör ha max 300 meter till ett grönområde som är minst ett hektar stort.

Metodbeskrivning

Indata till karteringen av strålningstemperaturer vid markytan är fritt tillgängliga satellitdata från den amerikanska satelliten Landsat-8, våglängdsband 10 TIRS, refererat till som ”värmeband”. Antalet användbara registreringar under perioden juli 2013 till augusti 2021 uppgår till 72, mellan 6 och 10 per sommar. Den geometriska upplösningen ligger kring 100 meter.

För att få bra underlag för planering har både den totala maxtemperaturen under hela perioden och maxtemperatur per enskilt år tagits fram och åskådliggjorts i GIS-skikt:

• Sammanvägning av maxtemperaturer från alla sommarbilder 2013 - 2021
• Maxtemperatur sommartid per enskilt år 2013-2021

(se vidare i avsnitt 3 i rapporten)

Värmekarteringen från satellit lämpar sig väl för statistiska analyser, särskilt när statistikområdena är lite större. För att analysera känsliga gruppers relation till särskilt varma områden (värmeöar) i Stockholm, nyttjades tillgänglig befolkningsdata nedbruten på demografiska statistikområden och jämfördes med kartorna över strålningstemperatur.

Tillgänglighet till svalka genomfördes med hjälp av Värmekarteringsdata, Stockholms stads GIS-skikt SBK Biotoper, samt nyttjande av funktionalitet i GIBs webbapplikation skolplanering.se (se avsnitt 5.4.3 i rapporten).

För analysen gällande bebyggelsestruktur och yttemperatur nyttjades data gällande yt-och maxtemperaturer mätt från satellit, byggnadspolygoner Stockholms stad, Nationella marktäckedata, samt Bebyggelsetypologi (framtaget i samband med rapporten ”Tätare Stockholm”, 2008) (se avsnitt 6 i rapporten).