Så snabbt växer världens största städer

KTH-professorn Yifang Ban har tillsammans med en rad forskarkollegor tagit fram ny teknik baserad på satellitbilder för att studera hur urbaniseringen ser ut i bland annat Kina. Därmed finns det effektiva verktyg för att samla in information om städers tillväxt samt analysera hur denna påverkar miljön både i Kina och på andra ställen i världen.

Tekniken behövs. För två decennier sedan levde mindre än 20 procent av Kinas befolkning i landets städer. Idag är samma siffra 50 procent, det vill säga hälften av alla kineser bor i urbana miljöer. Till år 2030 beräknas ytterligare 400 miljoner människor i Kina ha flyttat från landsbyggden till städerna.

Detta får givetvis konsekvenser, men i vilken omfattning har hittills i mångt och mycket varit höjt i dunkel. Yifang Bans och hennes kollegors verktyg ändrar på den saken.

– Genom att tekniken ger oss vetskap om hur snabbt urbaniseringen går, och var den sker, så kan vi studera de konsekvenser som urbaniseringen får. Informationen är avgörande för att kunna genomföra en hållbar stadsplanering, säger Yifang Ban, professor i geoinformatik på KTH.

Hon berättar att hon tillsammans med de andra forskarna bland annat använt Syntetisk aperturradar (SAR) som är helt okänslig för dåligt väder och moln, tid på dygnet, smog, sandstormar och andra saker som kan störa informationsinsamlandet. Resultatet från SAR har sedan slagits ihop med andra satellitbilder.

– Vår lösning går ut på att slå ihop en bild som exempelvis är 10 år gammal med en bild från idag. Vi kan sedan direkt se skillnaden genom en ny, tredje bild som tekniken skapar, säger Yifang Ban.

Därmed går det att se hur mycket en stad brett ut sig under den aktuella tidsperioden. Konsekvenser för miljön, kan därefter beräknas utifrån detta.

– Det finns naturligtvis en ständigt pågående debatt om vilka mått som ska användas när det kommer till miljökonsekvenser. Vi använder oss bland annat av måttet ”Förlust av ekosystemtjänsters värde översatt i reda pengar” när skog och odlad mark bebyggs, och att förlusten kan användas som ett mått på konsekvenserna för miljön, säger Yifang Ban.

Exempel på ekosystemtjänster är för övrigt pollinerande insekter, vattenrening via våtmarker eller musslor, naturliga skadedjursbekämpare och att bördig jord bildas. Ett miljörelaterat problem i dessa städer som hon och hennes forskarkollegor identifierat är ett fenomen som de kallar ”Urban heat island”.

– Så kallade ”Urban heat island” är områden i städer som är betydligt varmare än omliggande landsbygd. Medeltemperaturen i luften i en stad med en miljon innevånare är 1 till 3 grader varmare än utanför staden. På eftermiddagen kan skillnaden vara så stor som 12 grader varmare. Sådana här ”värmeöar” påverkar samhället på många sätt. Bland genom ökad energiförbrukning för luftkonditionering, ökade utsläpp och luftföroreningar, värmerelaterade sjukdomar och dödsfall och vattenkvalité, säger Yifang Ban.

Varför är då tekniken bra?

– Man kan studera urbaniseringen på många olika sätt. Det här är dock det mest kostnadseffektiva, det snabbaste och mest tillförlitliga sättet att övervaka urbaniseringen, säger Yifang Ban.

Hon tillägger att med teknikens hjälp kan de ny studera urbaniseringen över hela jorden. Stockholm och Toronto är exempel på industrialiserade städer som fortfarande växer, annars ser forskarna att den mest omfattande stadstillväxten och urbaniseringen sker i världsdelar som Asien, Afrika och Sydamerika.

– Just nu jobbar vi med tio storstäder, så kallade megacities. Städer med en befolkningsmängd runt 10 miljoner eller mer. Dessa är London, New York, Los Angeles,Mexiko city, São Paulo, Beijing, Shanghai, Tokyo, Moskva och Delhi, säger Yifang Ban.

Med en befolkning som hela tiden växer ökar förstås problemen som urbaniseringen skapar. Från och med nu fram till 2030 så förväntas ytterligare 2 miljarder människor att bosätta sig i städer.

Förutom Yifang Ban från KTH har även professorerna Peng Gong (Tsinghual University / UC Berkeley), Paolo Gamba (University of Pavia), Hannes Taubenböck (German Aerospace Center) och Peijun Du (Nanjing University) deltagit i forskningen. Även ett antal doktorander, bland annat från KTH, har deltagit i arbetet.

Forskningsprojektet har gått under namnet ”Satellite Monitoring of Urbanization in China for Sustainable Development” inom ESA/MOST:s Dragon 2-program mellan åren 2008 till 2012. Forskningen har nu expanderat till ett nytt forskningsprojekt under namnet ”Urbanization and Climate” inom Dragon 3-programmet för åren 2012 till 2016.