CityAirSim: Visualisering och modellering av urban luftkvalitet - påverkan av vegetation, bebyggelsestruktur och trafikemissioner

Forskningsprojekt, 2018 – 2022

Visionen för framtidens städer är att förena hållbarhet och grönska med förtätning. Mer grönska i städer ger fördelar som ökad komfort och välbefinnande, biologisk mångfald, minskad översvämningsrisk, ökad deposition och upptag av luftföroreningar och växthusgaser. Genom förtätning kan användningen av tillgängliga ytor och infrastruktur effektiviseras. Dock finns en risk att både tät bebyggelse och tät vegetation minskar ventilationen av luften i gaturumen och därmed hindrar utspädning av luftföroreningar. Då fler människor ska få plats på mindre yta finns även risk för ökade utsläpp av luftföroreningar om trafik och andra förorenande aktiviteter ökar. Denna kombination kan ge en försämrad luftkvalitet, men genom noggrann stadsplanering kan de negativa effekterna begränsas eller undvikas helt.

I många av Sveriges städer överskrids idag tillåtna halter av luftföroreningar. Det är därför viktigt att skapa medvetenhet och engagemang hos såväl stadsplanerare som medborgare för att stödja beslut och agerande som kan bidra till en bättre luftmiljö.. De verktyg som finns tillgängliga idag för att utforska, visualisera och kommunicera luftkvalitet i städer är ofullständiga, ofta  svåra och tidskrävande att använda och förstå. Därför får luftkvalitet ofta otillräckligt inflytande i stadsplaneringen och information om luftkvalitet når endast en begränsad publik bland allmänheten.För att förhindra dålig luftkvalitet i städer kan man i planeringen använda spridningsmodeller för att simulera halten av luftföroreningar orsakade av utsläpp från trafik och andra källor. Genom att i modellerna variera exempelvis byggnadsstruktur och trafikmängd kan de mest fördelaktiga förhållandena hittas. Dessa modeller saknar dock förmågan att på ett trovärdigt sätt representera effekten av stadsvegetation på luftkvalitet. Effekten av stadsvegetation är komplex eftersom halterna av luftföroreningar kan öka då ventilation och utspädning begränsas av växtligheten, men även minska genom deposition till växternas ytor. Avsaknaden av en helhetsbild där samverkan av alla betydelsefulla faktorer beaktats gör det svårt att balansera de olika aspekterna för att nå en hållbar stadsutveckling med god luftkvalitet.

Ett första steg i vårt projekt är att förbättra möjligheterna att inkludera effekterna av vegetation vid simulering av luftkvalitet. Resultaten integreras i scenarier där vi undersöker den totala påverkan av vegetation, bebyggelse och trafik på luftkvaliteten i städer. Vi vill besvara frågor som hur vegetation och bebyggelsestruktur kan optimeras för att gynna god luftkvalitet i gröna och täta stadsmiljöer och hur stor påverkan vegetation har på luftkvaliteten jämfört med bebyggelsestruktur och trafikreglering. Det övergripande syftet är att öka kunskapen om hur vi kan ta vara på alla de fördelar som både en ökad växtlighet och förtätning kan ge, utan att riskera en försämrad luftkvalitet i framtidens städer. För att säkerställa att denna kunskap kommer till nytta, vill vi i ett andra steg skapa användarvänliga och interaktiva verktyg för att utforska, visualisera och kommunicera information om luftkvaliteten och hur den påverkas av vegetation, bebyggelsestruktur och trafikåtgärder. Dessa verktyg skall kunna användas i planeringsarbete, i undervisning exempelvis i miljövetenskap och samhällsbyggnad samt i kommunikation med allmänheten i utställningsmiljöer genom  t ex vetenskapscentra i en lättillgänglig och engagerande digital miljö där barn och vuxna kan utforska konsekvenserna av olika handlingsalternativ för städernas framtida luftmiljö. En ökad förståelse och medvetenhet om luftkvalitet och hälsoeffekter ökar incitament för beteendeförändringar som leder till minskad exponering, och därmed förbättrad hälsa, motivera hållbara val när det gäller exempelvis transport och konsumtion, och öka acceptans för de åtgärder som krävs för att nå god luftkvalitet. Det visualiseringsverktyg som utvecklas är flexibelt och kan användas för att utforska luftkvaliteten och hur den påverkas av vegetation, bebyggelsestruktur och trafikåtgärder i både utbildningssyfte för framtidens stadsutvecklare, samt i stadsplanering för att undersöka hur specifika platser skulle påverkas av förändringar i dessa faktorer. För dessa målgrupper ska verktyget kompletteras med generella riktlinjer för hur vegetation, bebyggelse och trafik i staden kan kombineras för att minimera risken för dålig luftkvalitet.