Het onderzoek naar het stadseffect met behulp van weeramateurdata is inmiddels bijna afgerond. Het definitieve onderzoeksrapport zal echter nog even op zich laten wachten. Daarom op deze pagina alvast de belangrijkste (voorlopige) resultaten van het onderzoek tot nu toe.

Onderzoeksmethodes
Van in totaal meer dan 200 weeramateurs zijn meetgegevens verzameld. Uit al deze meetlocaties is een selectie gemaakt, op basis van stationskenmerken en meetlocatie. Stations zijn bijvoorbeeld niet gebruikt wanneer ze zich te dicht bij een muur of een gebouw bevinden, omdat dit de metingen kan beïnvloeden. Het urban heat island (UHI) is bepaald door te kijken naar het temperatuurverschil tussen het weeramateurstation en het dichtstbijzijnde KNMI-weerstation buiten de stad. Omdat dit KNMI-station de landelijke situatie in hetzelfde gebied moet beschrijven, zijn in het onderzoek alleen weeramateurstations gebruikt die zich op minder dan 15 km van het dichtstbijzijnde KNMI-station bevinden. Uiteindelijk bleven op deze manier 19 stations over (Figuur 1).


Figuur 1: Satellietbeeld van Nederland, met locaties van de weeramateurstations die voldoen aan de gestelde selectiecriteria. Bron: Google Earth.

Verband bevolkingsdichtheid en temperatuur
Voor alle weeramateurstations in Figuur 1 is de bevolkingsdichtheid (het aantal inwoners per vierkante kilometer) opgezocht in de wijk of buurt waarin het station zich bevindt (deze gegevens zijn afkomstig van het CBS). Vervolgens hebben we gekeken wat het verband is tussen deze bevolkingsdichtheid en het gemiddelde UHI gedurende de zomer van 2010. Figuur 2 toont hiervan het resultaat. Niet alle 19 stations zijn aanwezig in deze figuur, doordat stations alleen zijn gebruikt wanneer in 85% van de periode gegevens beschikbaar waren. In Figuur 2 is langs de verticale as het zomergemiddelde UHI uitgezet, bepaald als het temperatuurverschil tussen het weeramateurstation en het dichtstbijzijnde KNMI-station. De horizontale as toont de bevolkingsdichtheid. Elk weeramateurstation is weergegeven als een punt. Uit deze figuur blijkt dat het UHI toeneemt met toenemende bevolkingsdichtheid. Stations in buurten met een lage bevolkingsdichtheid (dit zijn stations op het platteland of in kleine dorpen) tonen een UHI dicht bij nul, stations in woonwijken in de stad, met een hogere bevolkingsdichtheid, tonen een UHI tussen grofweg 0,5°C en 1,0°C. Hoewel het verband duidelijk positief is, zien we dat de spreiding tussen stations met een vergelijkbare bevolkingsdichtheid vrij groot is. Dit komt door verschillen tussen de meetomstandigheden op de locaties, en natuurlijk ook doordat het UHI door méér dingen wordt bepaald dan alleen de bevolkingsdichtheid.


Figuur 2: Scatterplot van gemiddeld UHI geduren de de zomer van 2010. Stippellijn: lineare trendlijn.

Een toenemend UHI bij een toenemende bevolkingsdichtheid is wat je zou verwachten. Hoe meer inwoners, des te intensiever is de stelijke bebouwing. Interessant is dat door middel van statistiek een lineair verband af te leiden is (de stippellijn in Figuur 2). Aan de hand van dit verband is voor woonwijken in Nederland op basis van de bevolkingsdichtheid een ruwe schatting te maken van de sterkte van het UHI. Voor zover bij ons bekend, is een dergelijk verband nog niet eerder afgeleid.

Variatie van het UHI als functie van de tijd en het weertype
Uit de wetenschappelijke literatuur weten we dat het UHI heel erg afhankelijk is van het weertype. In eerder onderzoek bleek bijvoorbeeld dat het UHI vaak 's nachts het sterkst is, en in situaties met weinig wind sterker is dan in situaties met veel wind. Ook was al bekend dat het UHI meestal 's zomers sterker is dan 's winters. In hoeverre deze verbanden ook in Nederlandse steden gelden, wisten we nog niet. Figuur 3 toont het verband tussen het UHI op de 6 weeramateurstations in stedelijk gebied verspreid over het land, en de tijd van de dag, de windsnelheid, de wolkenbedekkingsgraad en de luchtdruk.


Figuur 3: Gemiddeld verloop van het UHI in de zomer van 2010 als functie van de tijd van de dag (a.) en de gemeten windsnelheid (b.), wolkenbedekkingsgraad (d.) en luchtdruk (e.) voor de 6 geselecteerde weeramateurstations in `stedelijk' gebied.

Het verloop van het UHI over de dag (Figuur 1a.) is op alle stations vergelijkbaar. We zien dat het UHI 's nachts het sterkst is; 1-1,5°C. 's Ochtends net na zonsopkomst neemt het UHI sterk af tot ongeveer nul. Dit komt vermoedelijk door de lage zonnestand rond deze tijd. In de stad zorgen de gebouwen dan voor veel schaduw waardoor het (aan de grond) nog niet sterk opwarmt, terwijl dit in open gebied buiten de stad al wel gebeurt. In de loop van de ochtend en middag neemt het UHI weer toe. Dit verloop over dag stemt overeen met dat wat we meestal zien in de wetenschappelijke literatuur.

De respons van het UHI op de windsnelheid is ook begrijpelijk. Bij minder wind is het UHI op alle stations sterker. Er is dan minder aanvoer van lucht uit het buitengebied, en minder menging van lucht, waardoor de temperatuur meer wordt bepaald door de lokale oppervlakte-eigenschappen, die sterk verschillen tussen stad en platteland. Wat ook meespeelt, is dat het 's nachts vaak minder waait. Hierdoor zijn de situaties met weinig wind vaak nachtelijke situaties, waarvan we al hadden gezien dat ze een sterker UHI geven.

Verder zien we dat bij een lage wolkenbedekkingsgraad (Figuur 3d.), dus bij helder weer, het UHI sterker is. Bij minder wolken is er aan het aardoppervlak een sterkere invloed van straling (inkomende zonnestraling overdag, uitgaande infraroodstraling overdag en 's nachts), waardoor de verschillen in oppervlakte-eigenschappen tussen stedelijk en landelijk oppervlak meer invloed hebben.

Zowel het verband van het UHI met de windsnelheid als dat met de wolkenbedekkingsgraad, stemt overeen met het idee dat het UHI het sterkst is bij `mooi', helder zomerweer. Dit verband wordt bevestigd door de respons van het UHI op de luchtdruk (Figuur 3e.). Bij een hoge luchtdruk (dit geeft meestal een weertype met weinig wind en weinig wolken) is het UHI sterker dan bij een lage luchtdruk.


Figuur 4: Verloop van het maandgemiddelde nachtelijk UHI over de verschillende maanden van het jaar 2010, voor de 6 weeramateurstations in `stedelijk' gebied.

Figuur 4 toont het verloop van het (nachtelijk) UHI als functie van de tijd van het jaar. Ook dit verband is heel duidelijk. 's Zomers is het UHI het sterkst; 's winters is het gemiddeld gesproken dicht bij nul. Een dergelijk verloop over het jaar zien we vaker terug in de wetenschappelijk literatuur. Meestal zien je echter dat het UHI 's winters, hoewel zwakker, nog wel aanwezig is.

Conclusies/discussie
Uit de metingen van de weeramateurstations (in de zomer van 2010) blijkt dat het in steden warmer is dan op het platteland. Dit uit zich in een UHI dat toeneemt bij een toenemende bevolkingsdichtheid. Het UHI is 's zomers het sterkst tijdens de nacht, en bij rustig weer met weinig bewolking en weinig wind. Verder bleek dat het UHI 's winters veel zwakker is dan 's zomers.

De bovenstaande uitkomsten zien we terug op alle onderzochte stations in stedelijk gebied. Deze eenduidigheid vergroot ons vertrouwen in de representativiteit van de gebruikte meetlocaties. Wel gaat het hier om een vrij klein aantal stations (6 stations in stedelijk gebied), en maar een beperkte periode (één jaar) aan metingen. De uitkomsten van dit onderzoek zijn daarom vooral indicatief, en meer onderzoek is nodig. Verder bevinden alle gebruikte stations zich in woonwijken; we verwachten in stadscentra een nog wat hoger UHI dan uit dit onderzoek is gebleken. Mogelijk is in stadscentra óók 's winters een UHI aanwezig.