Boven veel steden valt beduidend meer neerslag dan op het omliggende platteland. En dat verschil is de afgelopen twintig jaar toegenomen. Dat blijkt uit een analyse van de neerslag in en om ruim 1.000 steden wereldwijd. De resultaten zijn deze week gepubliceerd in PNAS.
Het was al bekend dat de gemiddelde temperatuur in steden vaak enkele graden hoger ligt dan in hun omgeving – soms wel oplopend tot 7,8°C. De belangrijkste oorzaak van dit urban heat island-effect is het gebruik van door de mens gemaakte materialen zoals beton, baksteen en stoeptegels, die meer warmte vasthouden vergeleken met een kale of met vegetatie begroeide bodem. Ook restwarmte van energiegebruik draagt aan het effect bij.
Dat boven steden soms ook meer neerslag valt dan op het omliggende platteland, was al wel bekend voor bijvoorbeeld Mexico-Stad en Beijing. Maar nu hebben de auteurs een meer systematische analyse gemaakt, van steden in verschillende klimatologische en geografische omstandigheden. Ze gebruikten daarvoor neerslagdata van satelliet- en radarmetingen.
Van de 1.056 onderzochte steden valt in 665 (63 procent) meer regen dan in het aangrenzende rurale gebied. Dat verschil nam toe over de onderzochte periode, van 37 mm in 2001 to 62 mm in 2020. De onderzoekers spreken over een urban wet island-effect.
Ligging in het landschap
Ze vonden 17 steden waar het verschil in neerslag met de omgeving groot is, en boven de 200 mm neerslag per jaar uitkomt. Van die 17 lagen er 9 in Afrika. In Europa viel boven de steden Milaan, Napels en Barcelona beduidend meer regen dan in de omgeving.
Maar de onderzoekers vonden ook 12 steden met een sterk urban dry island-effect, waar dus een stuk minder neerslag viel dan in de omgeving. Van die 12 bevonden zich er 8 in Azië.
Bekeken in meer detail vonden de onderzoekers dat aan de benedenwindse kant van een stad vaak meer regen valt dan aan de bovenwindse kant.
Oorzaken van het verschil in neerslag tussen stad en omgeving kunnen te maken hebben met de klimaatzone, met de ligging van een stad in het landschap, of met kenmerken van een stad. In bergachtig gebied liggen steden vaak in een vallei, terwijl het rurale gebied bij of op berghellingen is gelegen, waar doorgaans meer regen valt. In vlakke hooglanden ontvangen steden juist meer regen dan hun omgeving. Verder is het verschil in neerslag tussen stad en omgeving vaak groter in steden die zich in een warm of vochtig klimaat bevinden.
Warmte en vervuiling
Ook bevolkingsdichtheid, de productie van luchtvervuiling (aerosolen) en warmte kunnen van invloed zijn. Aerosolen kunnen werken als kernen voor de vorming van wolken, die vervolgens uitregenen. Warmte uit de stad kan het opstijgen van warme lucht en wolkvorming stimuleren. Er is dus een relatie met het urban heat island-effect. Hoe groter de stedelijke bevolking, hoe groter vaak dat effect is, en hoe groter ook het verschil in neerslag tussen stad en omgeving, schrijven de onderzoekers.
Klimaatwetenschapper Geert Lenderink van het KNMI, die niet bij de studie betrokken was, noemt het „een gedegen en bijzondere” studie. Voor zover hij weet is het de eerste studie die op basis van één methode kijkt naar neerslagpatronen in en om steden wereldwijd. Dat levert nieuwe inzichten op. Bijvoorbeeld dat in een warm of vochtig klimaat het verschil in neerslag tussen stad en omgeving vaak duidelijker is.
Lenderink heeft zelf in het verleden onderzoek gedaan naar neerslagpatronen in en om Nederlandse steden. „Het lijkt erop dat benedenwinds van steden iets meer regen valt.” Dat gebeurt bijvoorbeeld ’s winters als het hard waait. De wind moet dan over de hoogbouw in de stad. „Het is vergelijkbaar met lucht die een berg over wil.” De lucht stijgt dan, en kan gaan condenseren. „Dan krijg je net iets meer neerslag”, zegt Lenderink. Maar in Nederland is dat effect niet heel sterk. Dat komt ook omdat Nederland zo dichtbevolkt en dichtbebouwd is. „Wat noem je hier stad, en wat is het rurale gebied?”
