Witte daken: bewezen strategie om stedelijke hitte te reduceren en klimaatverandering te mitigeren

Het witverven van gebouwdaken heeft het potentieel om steden significant af te koelen en te helpen tegen globale opwarming te vechten, een nieuw onderzoek toont aan.

Dit computermodellingsonderzoek is de eerste die de wereldwijde impact van witte daken op stedelijke gebieden simuleert, en biedt veelbelovend bewijs voor het concept.

Onder leiding van wetenschappers van het National Center for Atmospheric Research (NCAR) in Boulder, Colorado, waarschuwt de studie dat diverse praktische uitdagingen blijven voordat witte daken een wijdverspreid klimaatmitigatie-instrument kunnen worden.

"Ons onderzoek toont aan dat witte daken, tenminste in theorie, een effectieve methode kunnen zijn voor het reduceren van stedelijke hitte," zegt NCAR-wetenschapper Keith Oleson, hoofdauteur. "Of het werkelijk haalbaar is voor steden om deze aanpak te adopteren, wordt nog onderzocht, maar het idee verdient nader onderzoek."

De bevindingen zullen later deze winter verschijnen in het American Geophysical Union (AGU) tijdschrift Geophysical Research Letters.

Het werk werd gefinancierd door de National Science Foundation (NSF), NCAR's sponsor. "Onderzoek naar klimaatverandering mitigatie is een extreem belangrijk onderwerp," zegt NSF-programmadirecteur Steve Nelson. "Of het nu over witte daken gaat of andere mitigatie-onderwerpen, het is essentieel om de vele feedbacks en complexiteiten te overwegen die dit onderzoek uitdagend maken."

Steden zijn vooral kwetsbaar voor klimaatverandering omdat ze warmer zijn dan omliggende landelijke gebieden.

Asfaltwegen, dakpappen en andere kunstmatige oppervlakken absorberen zonnewarmte, wat een stedelijk hitte-eiland creëert dat temperaturen kan verhogen met 2-5 °F (1-3 °C) of meer ten opzichte van landelijke zones.

Witte daken reflecteren een deel van die hitte terug naar de ruimte, analoog aan een wit hemd dragen op een zonnige dag.

Het onderzoeksstuk ontwikkelde een nieuw computermodel om te kwantificeren hoeveel zonnestraling stedelijke oppervlakken absorberen of reflecteren.

Simulaties - die geïdealiseerde versies van steden wereldwijd vertegenwoordigen - tonen aan dat het witverven van elk dak het stedelijke hitte-eilandeffect kan verminderen met tot 33%, steden gemiddeld afkoelt met ongeveer 0,7 °F, met name overdag en in de zomer.

Auteurs benadrukken dat dit een hypothetisch scenario is; daadwerkelijke daken in een gegeven stad zijn misschien niet volledig geverfd of kunnen donkerder worden door stof en verwering.

Witte daken verlagen ook binnentemperaturen, potentiëel verminderend de energie nodig voor verwarming of airconditioning. Afhankelijk van lokaal klimaat, kan dit het koelvoordeel versterken of deels compenseren.

"Het is niet zo simpel als daken witverven en een stad direct afkoelen," zegt Oleson.

De studie geeft aan dat voordelen variëren per stadskenmerken, inclusief dakdichtheid, gebouwconstructie en klimaat. Bijvoorbeeld: dichtbij elkaar gelegen daken leveren meer afkoeling; daken met minimale isolatie geleiden meer hitte naar binnen, wat externe afkoeling vermindert; en witte daken hebben een groter effect in warme, zonnige regio's.

Het model voorspelt dat het New York metropolitan gebied bijna een 2 °F daling in zomermiddagen zou kunnen zien.

Het stedelijke canyon model simuleert temperatuurveranderingen in stadslandschappen, vastlegend de invloed van daken, muren, straten en groene ruimtes op lokale microklimaten.

Oleson koppelde het stedelijke canyon model aan het NCAR-gebaseerde Community Climate System Model, wat studies van wereldwijde klimaatverandering impact op stedelijke gebieden mogelijk maakt.

Hoewel het model niet elke stad's exacte architectuur kan repliceren, gebruikt het abstracties gebaseerd op bevolkingsdichtheid, stedelijk ontwerp en gebouwconstructie.

Oleson en collega's plannen om het model verder te verfijnen om beleidsmakers actiegegevens te geven over het beschermen van stedelijke bevolkingen tegen hittegolven en andere klimarisico's.

"Begrijpen hoe klimaatverandering kwetsbare stedelijke gebieden zal beïnvloeden, die het merendeel van de wereldbevolking huisvesten, is cruciaal," zegt NCAR-wetenschapper Gordon Bonan, co-auteur van het papier.

The National Science Foundation (NSF) is een onafhankelijke federale agentschap die fundamenteel onderzoek en onderwijs over alle velden van wetenschap en engineering ondersteunt. In fiscale jaar (FY) 2010 is het budget ongeveer $6,9 miljard. NSF fondsen bereiken alle 50 staten via subsidies aan bijna 2.000 universiteiten en instellingen. Elk jaar ontvangt NSF meer dan 45.000 competitieve verzoeken om financiering, en maakt meer dan 11.500 nieuwe toekenningen. NSF toekent ook meer dan $400 miljoen in professionele en dienstcontracten per jaar.

Een bouwteam verft een wit dak in downtown Washington, D.C.
Credit en Grotere Versie