Boven de stad is het nóg heter

Hitte-eiland Een stad wordt warmer dan het buitengebied, door al die stenen en een gebrek aan wind. Maar tot hoe hoog gaat dat ‘hitte-eiland’ door? Onderzoekers deden unieke proeven, in hartje Amsterdam.

Wetenschapper Bert Heusinkveld laat vanaf de Dam een weerballon op om de warmte boven Amsterdam te meten.
Wetenschapper Bert Heusinkveld laat vanaf de Dam een weerballon op om de warmte boven Amsterdam te meten. Foto Robin van Lonkhuijsen / ANP

Midden op de Dam in Amsterdam vullen ’s avonds laat twee onderzoekers van de Universiteit Wageningen (WUR) een biologisch afbreekbare ballon met helium. Een touwtje eromheen geeft de maximale omtrek aan. Aan de ballon komt een piepschuimen koffiebekertje te hangen, met daarin sensoren om temperatuur, luchtdruk, vochtigheid en locatie te meten. Vanaf dinsdagavond zijn hier twaalf ballonnen opgelaten. Iedere twee uur één. „De ballonnen drijven met de wind mee, dus samen met de plaatsbepaling kunnen we ook de windsnelheid meten”, legt WUR-onderzoeker Bert Heusinkveld uit.

Met de metingen wil de WUR samen met het Amsterdam Institute for Advanced Metropolitan Solutions (AMS) achterhalen tot welke hoogte het stedelijk hitte-eilandeffect optreedt. Een stad houdt veel meer warmte vast dan het omliggende buitengebied. Er is meer steen, minder vegetatie en de meestal verkoelende wind wordt in de stad geblokkeerd door de bebouwing.

Om het stadsklimaat echt goed te begrijpen, moeten er ook verticale metingen bijkomen. „We willen weten hoe de temperatuur zich boven de stad gedraagt, maar ook wat er in de menglaag gebeurt”, aldus Heusinkveld. Dat is de luchtlaag vanaf de grond waarin de atmosfeer mengt met alles wat er aan de grond gebeurt, zoals luchtvervuiling, warmteafgifte door gebouwen of verdamping uit planten of water. Daarboven bevindt zich de vrije atmosfeer.

Lees ook: Woon jij in een verhitte buurt?

De huidige hittegolf verbrak de afgelopen dagen al vele warmterecords in heel Europa. Een uitstekende gelegenheid om de verticale metingen, die al even op de planning stonden, op het juiste moment uit te voeren, vonden de onderzoekers.

Eenmaal losgelaten vliegt dinsdagavond de ballon schuin in de wind ophoog. Het is inmiddels middernacht, het is de tweede ballon in de reeks. Hij gaat kort naar het oosten, dan stijgt-ie snel op en slingert-ie de andere kant op. „Moet je zien hoe lokaal de wind hier op het plein is!” roept Heusinkveld.

Op wat oogt als een paar meter na scheert het kleine meetstation langs de koepel van het Koninklijk Paleis, richting de westelijke havens. „We laten de ballon de sonde afstoten op ongeveer 1.500 meter hoogte. Met 7,5 meter per seconde valt het koffiebekertje dan naar beneden. De impact is zo minimaal, dat kun je rustig op je hoofd krijgen”, aldus Heusinkveld.

Satelliet

Voor hitte-eilandtemperatuurmetingen worden vaak satellieten gebruikt, maar die meten alleen de temperatuur aan het aardoppervlak en niet op verschillende hoogten in de lucht, zoals weerballonnen doen. Een probleem daarbij is dat het niet altijd is toegestaan om een weerballon boven de stad op te laten. Zo moet de afstand tot luchthaven Schiphol ten minste 8 kilometer zijn en mag het gewicht aan de ballon niet te zwaar zijn. Mede daardoor zijn de meest recente systematische temperatuurmetingen van de lucht boven stedelijk gebied inmiddels vijftig jaar oud. „Dat gebeurde toen met een helikopter in New York”, zegt Heusinkveld. „Er zijn in de tussentijd heus wel metingen gedaan, maar niet zo systematisch als wij nu doen in Amsterdam.” De wetenschappelijke literatuur verwijst volgens de onderzoeker nog steeds naar die oude temperatuurprofielen.

„Het grootste temperatuurverschil tussen de stad en het buitengebied, in de buurt van Vinkeveen, is naar verwachting zo’n twee uur na zonsondergang te meten”, legt collega-onderzoeker Maarten Krol de volgende ochtend uit uit. „Het buitengebied koelt dan al af, terwijl de stad nog heel lang warmte vasthoudt. Het verschil kan oplopen tot wel 7 graden.”

Asfalt en gebouwen

De stadslucht wordt vooral van onderaf opgewarmd door asfalt, straatstenen en gebouwen. De warme lucht stijgt net zo lang op tot de lucht eromheen dezelfde temperatuur heeft. Op die manier kan de menglaag ’s ochtends heel vroeg maar 200 meter dik zijn, en aan het einde van de dag naar 2 kilometer zijn gegroeid.

Op hun meegebrachte laptop kijken de onderzoekers naar een grafiek waarop te zien is hoe de temperatuur boven Amsterdam verandert met de hoogte. Duidelijk is waarom die ‘menglaag’ zo interessant is. Je denkt dat de temperatuur afneemt als de hoogte toeneemt. Maar de menglaag, die als een deken over de stad ligt, zorgt er vooral ’s nachts voor dat het precies andersom is. Het ‘deksel’ op de stad zorgt ervoor dat de temperatuur toeneemt hoe hoger je komt. Pas op grotere hoogte daalt de temperatuur weer.

De menglaag is ook interessant om te begrijpen hoe de luchtvervuiling zich opstapelt. „Een paar dagen achter elkaar van heet weer zorgen ervoor dat je steeds viezere lucht krijgt, omdat de uitlaatgassen in die menglaag blijven hangen”, aldus Heusinkveld. In die menglaag vinden allerlei chemische reacties plaats. Krol: „Het UV-licht reageert met uitlaatgassen, en vormt deze dagen bijvoorbeeld veel ozon. Het RIVM heeft daarom ook een waarschuwing gegeven voor smogvorming.”