CITIES GEOGRAPHICAL PATTERNS IN A CHANGING CLIMATE, A perspective on Latin-American settlements from outer space

Abstract

La forma en què habitem el territori condiciona la nostra relació amb el medi ambient, amb conseqüències potencialment importants per a la mitigació i adaptació al canvi climàtic . Per tal d'entendre millor aquestes dinàmiques, aquesta tesi avalua com els patrons geogràfics de les ciutats llatinoamericanes configuren els desafiaments climàtics que enfronta la regió. Per fer-ho, s'articula una perspectiva empírica sobre dos debats climàtics: (1) En quina mesura l'expansió espacial de les ciutats redueix les emissions de CO2 i indueix un canvi cap a sistemes urbans baixos en carboni? (2) En quina mesura la verdor de la coberta del sòl de les ciutats redueix la vulnerabilitat davant fenòmens meteorològics extrems i influeix en la capacitat d'adaptació al canvi climàtic? Aquestes investigacions es basen en una metodologia nova que combina observacions de la Terra amb una definició de ciutats basada en la distribució espacial de la població. Això permet constituir una mostra única de més de 600 ciutats repartides a set països llatinoamericans. Les anàlisis estadístiques indiquen que un patró d'expansió més compacte -caracteritzat per un augment de la densitat juntament amb una expansió suburbana continguda- pot limitar significativament les emissions de CO2 urbà a la regió. Aquesta tesi també evidencia que els efectes negatius de les precipitacions extremes sobre l'activitat econòmica urbana –mesurada mitjançant llums nocturnes– es redueixen substancialment a les ciutats que presenten una coberta de sòl més verda. Aquests resultats posen en relleu el paper fonamental que exerceixen les polítiques de planificació urbana i territorial -que proporcionen els instruments per (re)configurar els patrons geogràfics de les ciutats- per reduir tant les emissions de CO2 com la vulnerabilitat climàtica. Es pretén ampliar així l'horitzó del debat climàtic i promoure una anàlisi sistèmica de la relació entre éssers humans i sistema terrestre. Aquest enfocament recalca els profunds canvis estructurals que es requereixen per poder navegar per un món més fluctuant.

La forma en la que habitamos el territorio condiciona nuestra relación con el medio ambiente, con consecuencias potencialmente importantes para la mitigación del cambio climático y la adaptación al mismo. Con el fin de entender mejor estas dinámicas, esta tesis evalúa cómo los patrones geográficos de las ciudades latinoamericanas configuran los desafíos climáticos que enfrenta la región. Para ello, se articula una perspectiva empírica sobre dos debates climáticos: (1) ¿En qué medida la expansión espacial de las ciudades reduce las emisiones de CO2 e induce un cambio hacia sistemas urbanos bajos en carbono? (2) ¿En qué medida el verdor de la cubierta del suelo de las ciudades reduce su vulnerabilidad ante fenómenos meteorológicos extremos e influye en su capacidad de adaptación al cambio climático? Estas investigaciones se basan en una metodología novedosa que combina observaciones de la Tierra con una definición de ciudades basada en la distribución espacial de la población. Esto permite constituir una muestra única de más de 600 ciudades repartidas en siete países latinoamericanos. Los análisis estadísticos indican que un patrón de expansión más compacto -caracterizado por un aumento de la densidad junto con una expansión suburbana contenida- puede limitar significativamente las emisiones de CO2 urbano en la región. Esta tesis también evidencia que los efectos negativos de las precipitaciones extremas sobre la actividad económica urbana -medida mediante luces nocturnas- se reducen sustancialmente en las ciudades que presentan una cubierta de suelo más verde. Estos resultados ponen de relieve el papel fundamental que desempeñan las políticas de planificación urbana y territorial -que proporcionan los instrumentos para (re)configurar los patrones geográficos de las ciudades- para reducir tanto las emisiones de CO2 cómo la vulnerabilidad climática. Se pretende así ampliar el horizonte del debate climático y promover un análisis sistémico de la relación entre seres humanos y sistema terrestre. Este enfoque recalca los profundos cambios estructurales que se requieren para poder navegar por un mundo más fluctuante.

The way we occupy the territory drives our relationship with the environment, with potentially important consequences for climate change mitigation and adaptation. To better understand these dynamics, this thesis assesses how the geographical patterns of Latin-American cities shape climate change challenges. To do so, it articulates an empirical perspective on two climate debates: (1) Whether and to what extent the spatial expansion of cities reduces CO2 emissions and enables a shift towards low-carbon urban systems? (2) Whether and to what extent the greenness of the land cover reduces cities’ vulnerability to extreme weather events and influences their capacity to adapt to climate change? These investigations rely on a novel methodology combining Earth Observations with a population-based definition of cities. This allows me to assemble a unique sample of more than 600 cities across seven Latin American countries. Findings indicate that altering the spatial distribution of urban population to promote a compact expansion pattern -characterized by simultaneous increases in density together with contained suburban sprawl- can significantly reduce regional urban CO2 emissions. Likewise, this thesis founds that the negative effects of extreme rainfalls on urban economic activity -proxied through nighttime lights- are substantially reduced in cities displaying a greener land cover. Overall, this thesis sheds light on the pivotal role that urban and spatial planning policies -which provide the policy tools to shape cities’ geographical patterns- play to curb CO2 emissions and reduce climate vulnerability. In doing so, it intends to broaden the scope of climate discussions by promoting a system-perspective on the relationship between humans and the Earth system. This approach underscores the deep structural shifts that are required to navigate a more fluctuating world.