Assessing the impact of urban vegetation on outdoor thermal comfort: a measurement campaign in Parco La Goccia, Milan

Urban heat constitutes an increasing challenge in European cities, particularly during heatwave events, motivating this thesis to experimentally evaluate the effectiveness of green infrastructure (GI) in mitigating outdoor thermal stress in Milan (IT). A field-based monitoring campaign was conducted at Parco La Goccia, employing four point pairs to assess the influence of solar exposure (full sun, light and dense shade) and ground surface material (asphalt, green and non-maintained grass) on key microclimatic variables (Ta, MRT, va, RH) as well as on the Universal Thermal Climate Index (UTCI). Results indicate that solar radiation is the primary driver of thermal stress under the studied conditions. Dense tree canopy over non-maintained grass reduced MRT by up to 40°C and UTCI by more than 11°C, effectively eliminating Extreme and Very Strong Heat Stress categories and introducing Thermal Neutrality for 27% of the season. In contrast, light shading over asphalt decreased MRT by 30°C, whereas UTCI reduction was more limited, around 8°C, and strongly dependent on three-dimensional canopy geometry relative to the solar path. The combination of dense shade with green grass further reduced UTCI by 2°C compared to light shading over asphalt, due to attenuated shortwave and longwave radiation. During heatwave events, shading effectiveness increased by 8-15% relative to seasonal conditions, highlighting the higher benefits of GI under extreme heat. Conversely, non-maintained grass and asphalt exposed to full sun assumed similar MRT and UTCI values, demonstrating that vegetation alone is insufficient to mitigate heat stress without appropriate maintenance. Additionally, instrumentation setup effects on Ta and Tg measurements were observed, particularly under sun-exposed asphalt surfaces. The study provides quantitative evidence supporting the role of GI in urban heat mitigation and underscores the importance of integrated strategies that consider tree placement, canopy density, ground surface properties, and vegetation maintenance to optimise thermal comfort.

Lo stress termico urbano rappresenta una sfida crescente nelle città europee, accentuata dagli eventi di ondata di calore, motivando questa tesi a valutare sperimentalmente l’efficacia delle infrastrutture verdi (GI) nella mitigazione dello stress termico all’aperto a Milano (IT). Una campagna di monitoraggio presso il Parco La Goccia ha analizzato quattro coppie di punti, considerando l’influenza combinata dell’esposizione solare (pieno sole, ombra leggera e ombra densa) e del materiale superficiale del terreno (asfalto, prato verde e prato non manutenuto) sulle principali variabili microclimatiche (Ta, MRT, va, RH) e sull’Universal Thermal Climate Index (UTCI). I risultati evidenziano che la radiazione solare è il principale fattore che determina lo stress termico. La presenza di una copertura arborea continua e densa riduce la MRT fino a 40°C e l’UTCI di oltre 11°C, eliminando le condizioni di calore estremo e introducendo la neutralità termica per il 27% della giornata. L’ombra leggera riduce la MRT di circa 30°C, ma il beneficio in termini di UTCI è più limitato, circa 8°C, e fortemente dipendente dalla geometria della chioma e dal percorso del sole. La combinazione di ombra densa e prato verde contribuisce a una riduzione aggiuntiva dell’UTCI di circa 2°C rispetto all’ombra leggera su asfalto, grazie alla minore emissione di radiazione diretta e a onde lunghe dalla vegetazione. Durante gli eventi di ondata di calore, l’efficacia delle strategie di ombreggiamento aumenta di circa l’8-15%, dimostrando che le GI offrono benefici relativi maggiori in condizioni di calore estremo. Al contrario, prato non manutenuto e asfalto esposti al sole producono valori simili di MRT e UTCI, evidenziando che la vegetazione da sola non è sufficiente senza adeguata manutenzione. Lo studio fornisce evidenze quantitative e orientate al progetto per la mitigazione del calore urbano, sottolineando l’importanza di strategie integrate che combinino posizionamento degli alberi, densità della chioma, materiali del suolo e manutenzione per ottimizzare il comfort termico.