Ihmisten muuttoliike maaseudulta kaupunkeihin jatkuu ja vuonna 2050 maailman ihmisistä arvioidaan asuvan kaupungeissa 69 %. Kaupunkialueiden kasvun myötä rakennetut pinnat korvaavat alueen alkuperäisiä, usein haihduttavia pintoja, jolloin kaupungistuneen alueen pinnan ja ilmakehän vuorovaikutusta kuvaava energiatase asettuu vastaamaan uutta tilannetta. Energiataseen muutokset leviävät ilmakehään taseen turbulenttisten voiden eli havaitun lämmön vuon ja latentin lämmön vuon (haihdunnan) välityksellä, mikä muuttaa virtaukseen liittyvää termistä turbulenssia. Lisäksi rakennetut, usein ilmavirtauksen kannalta tylpät elementit muokkaavat alueen mekaanista turbulenssia ja näiden yhteisvaikutuksesta kaupunki-ilman tuulettuminen muuttuu. Yhdessä muutokset muokkaavat kaupunkilaisten elinolosuhteiden lämpö- ja kosteusolosuhteita sekä hengitysilman hiukkaspitoisuuksia. Ihmisten muuttoliikkeen myötä tiedon, jolla voidaan arvioida kuinka kaupunkilaisten elinympäristö säilytetään mahdollisimman miellyttävänä, tarve kasvaa.
Tässä opinnäytteessä määriteltiin simuloimalla Kumpulan kampusaluetta, miten alueen energiataseen eri termit ja kaupunki-ilmakehän stabiilisuusindeksit muuttuvat, kun mallinnetun alueen pysäköintialue muutetaan osittain pysäköintitaloksi ja lehtimetsäksi (A-simulaatio). Lisäksi tutkittiin miten tilanne muuttuu vielä tästä, kun kaikkien rakennusten katot muutetaan viherkatoiksi (B-simulaatio). Näiden simulaatioiden tuloksia verrattiin vertailusimulaatioon (0-simulaatio), jossa erilaisten pintojen suhteelliset osuudet vastasivat vuonna 2010 Kumpulan kampuksella vallinneita pinta-alasuhteita.
Huomattavimmat erot nähtiin energiataseen turbulenttisten voiden muutoksissa. A-simulaatiossa havaittiin turbulenttisten voiden riippuvan lehtimetsän maaperän vesivajeesta. Jotta A-simulaation havaitun lämmön vuon muutos olisi keskipäivällä keskimäärin negatiivinen, tulisi lehtimetsän maaperän vesivajeen pysyä alle 38,5 %, mikä on reilusti tutkitun jakson keskimääräistä 54 % vesivajetta pienempi. B-simulaatiossa rakennusten katot katettiin kastellulla nurmella. B-simulaatiossa keskipäivien havaitun lämmön vuo laski keskimäärin 50 % ja latentin lämmön vuo kasvoi keskimäärin yli 100 %. Turbulenttisten voiden keskimääräisten vuorokautisvaihteluiden prosentuaalisten muutoksien suurimmat arvot havaitaan havaitun lämmön voiden muutoksissa ja ne ajoittuvat aamuyöhön, jolloin 0-simulaation vertailuarvo vaihtaa merkkiään negatiivisesta positiiviseen.
Stabiilisuusindeksien muutokset olivat suurimpia B-simulaatiossa, mutta muutokset eivät ajoittuneet niille keskipäivän tunneille, joina turbulenttisten voiden keskimääräiset muutokset olivat suurimmillaan. Stabiilisuusindeksien muutoksille ei löydetty yhteyttä mihinkään yksittäiseen, tässä tutkielmassa tutkittujen asioiden välille.
