Steden in de problemen: Extreme hitte en luchtvervuiling leiden tot toenemende compound weersomstandigheden

Steden in de VS geconfronteerd met groeiende bedreigingen van extreme hitte en luchtvervuiling

Amerikaanse steden worden geconfronteerd met een toenemende bedreiging die verder gaat dan alleen warme temperaturen of vervuilde lucht. Nieuwe onderzoeken van de Universiteit van Oklahoma tonen aan dat “samengestelde gebeurtenissen” – periodes waarin hittegolven samenvallen met hoge luchtvervuilingsniveaus – steeds frequenter en intensiever worden in stedelijke gebieden in de Verenigde Staten.

Volgens de National Weather Service is extreme hitte het dodelijkste weerfenomeen dat het land treft, met meer doden per jaar dan enige andere weershazard. Chenghao Wang, Ph.D., een professor aan de School of Meteorology en de afdeling Geografie en Duurzame Ontwikkeling aan de OU, heeft de combinatie van extreme hitte en luchtvervuiling in stedelijke omgevingen bestudeerd. De bevindingen van Wang en zijn Sustainable Urban Futures (SURF) Lab, gepubliceerd in zusterstudies die zich richten op afzonderlijke vervuilingsbronnen, onthullen dat het land te maken heeft met toenemende hittebelasting en vervuiling, wat een significante bedreiging vormt voor de volksgezondheid en de duurzaamheid van steden.

“Samengestelde hitte- en luchtvervuilingsepisodes doen zich voor wanneer extreme hitte en hoge niveaus van vervuiling gelijktijdig optreden. Ze vormen een toenemende bedreiging voor de volksgezondheid, vooral voor stedelijke populaties,” aldus Wang.

Over het algemeen heeft Wang en zijn team ontdekt dat Amerikaanse steden vaker en intensiever te maken hebben met overlappen van extreme hitte met schadelijke luchtverontreinigende stoffen dan omliggende landelijke gebieden. Resultaten gepubliceerd in Urban Climate richtten zich specifiek op samengestelde hitte en ozonvervuiling. De studie toonde aan dat hoewel stedelijke hittegolven frequenter, intenser en langduriger waren dan hun landelijke tegenhangers, de ozonniveaus hoger waren in landelijke omgevingen. Wanneer hitte- en ozonegebeurtenissen samen voorkwamen, zagen 88,8% van de steden hogere cumulatieve hitte- en ozonintensiteiten dan landelijke gebieden.

In een andere studie, gepubliceerd in Environmental Research, onderzochten Wang en zijn team 23 jaar aan gegevens over hitte en fijnstofvervuiling, een periode die hen een breed overzicht geeft van trends die kortere studies mogelijk missen. “Fijnstof, of PM2.5, is klein genoeg om diep in het ademhalingssysteem door te dringen en in de bloedbaan te komen, en blootstelling is geassocieerd met nadelige gezondheidsuitkomsten zoals luchtweginfecties en hart- en vaatziekten,” zei Jessica Leffel, een masterstudent aan de School of Meteorology en SURF Lab, en de hoofdauteur van dit werk.

Wanneer hittegolven en PM2.5-episodes gelijktijdig voorkwamen, ervoer bijna 98% van de steden meer frequente en intense samengestelde gebeurtenissen, en meer dan de helft had te maken met langere duur. De ruimtelijke patronen kwamen nauw overeen met die van PM2.5-episodes, wat suggereert dat luchtvervuiling een dominante rol speelt in het veroorzaken van deze overlappen. PM2.5-vervuiling en dagen met samengestelde gebeurtenissen zijn de afgelopen jaren in het westen van de VS toegenomen, deels als gevolg van rook van bosbranden.

“PM2.5 gerelateerd aan bosbranden wordt vaak uitgesloten van de luchtkwaliteitsbeoordelingen onder de EPA’s Exceptional Events Rule, wat de werkelijke gezondheidslast van deze episodes kan verdoezelen,” zei Leffel. “Het integreren van PM2.5 gerelateerd aan bosbranden in luchtkwaliteitevaluaties zou het beleid beter kunnen afstemmen op de risico’s voor de volksgezondheid.”

Een belangrijke veroorzaker van deze gevaarlijke samengestelde gebeurtenissen is het stedelijke hitte-eiland effect, een fenomeen waarbij steden warmer zijn dan de omliggende landelijke gebieden door factoren zoals ondoorlatende oppervlakken, minder bomen en dichte gebouwen die warmte vasthouden. Terwijl landelijke gebieden ’s nachts afkoelen, blijven steden lange tijd na zonsondergang warm, omdat bestrating en gebouwen opgeslagen warmte blijven uitstralen.

Even belangrijk zijn de verhoogde vervuilingsuitstoot van transport, industrie en energieverbruik in steden, die de uitdagingen van de luchtkwaliteit verergeren en omstandigheden creëren waarin hitte en verontreinigende stoffen elkaar versterken en gezondheidsrisico’s intensiveren.

Door dergelijke omgevingsverschillen zal het bestrijden van dit probleem specifieke, regionaal aangepaste strategieën vereisen die rekening houden met de lokale factoren rondom samengestelde gebeurtenissen. Stadspecifieke veranderingen kunnen onder andere stedelijke bomen, groene daken of reflecterende materialen omvatten. Toch, in landelijke gebieden waar grote hoeveelheden bestrating geen bijdragende factor zijn in samengestelde gebeurtenissen, zijn andere vormen van mitigatiestrategieën en beleidsbescherming noodzakelijk.