城市降温举措或并未起到预期作用
时间:2017-12-07

  城市降温措施还是没有起到预期的作用 - 新闻 - 科学网

  沿着西班牙东南海岸线延伸的绿色房屋如此引人注目,以至于它们在卫星图像上依然如故。自20世纪70年代以来,当地农民已经扩大了阿尔梅里亚的这些建筑物的拼凑,种植西红柿,辣椒和西瓜等农产品出口。为了防止植物在夏天过热,他们用熟石灰涂在屋顶上,以反射太阳光线。

  这不仅仅是让农作物冷却下来。 30年来,周边地区已经升温了1℃,而绿色居民区的平均气温却下降了0.7℃。

  这是世界上所有城市都想效仿的效果。随着未来几十年地球气候的变化,全球气候变暖将冲击尤其是重灾区,因为它们的建筑物和道路容易吸收太阳并加热该地区,这就是所谓的城市热岛效应。在过去的三十年中,美国的高温死亡人数比极端天气造成的其他死亡人数还要多,Kim Knowlton,哥伦比亚大学健康专家说。

  炎热的天气很频繁

  2003年8月,空前的热浪连续10天席卷西欧,打破了5个世纪的纪录。法国巴黎白天气温飙升至40℃,同时夜间仍保持热度不减。截至8月底,全欧洲有超过7万人因脱水,过热,中暑和呼吸系统疾病而死亡,其中许多人在巴黎和俄罗斯莫斯科附近的城市地区死亡。

  这只是对即将到来的情况略微升值。区域气候模式显示,到2050年,东欧和西欧每10年和每15年就会出现一个与2003年8月相当的一周的高温天气。全球范围内,热浪的频率,持续时间和频率也有望增加。这是所有模型合在一起的极端事件之一。普林斯顿大学气候模型专家李丽说。

  在没有干预措施的情况下,热岛只会增加:到2050年,美国的城市面积预计会增加三分之一。与此同时,全球人口将达到96亿,其中三分之二居住在城市,现在只有一半以上生活在城市。所有这一切,加在一起,进一步提高了城市的吸热的可能性,并使更多的人暴露在高温,但是,尽管存在这些风险,但很少有城市制定了直接解决高温问题的计划。 ,亚特兰大佐治亚理工学院的一名城市科学家说,在美国,大多数城市都忽视了气候问题。

  不过,洛杉矶是个例外。自1878年以来,全市年平均气温已经上升了2℃以上,到上个世纪中叶,中心城区每年面临22天的高温天气(超过35℃),为了对抗气候变暖,洛杉矶计划到2017年将1万个深色屋顶变成凉爽的屋顶。通过与绿化和街道反射相结合,城市热岛效应预计到2035年将下降1.65°C。

  总部设在伊利诺伊州的芝加哥也成为这个问题的领导者:它想要阻止大规模死亡人数,类似1995年的城市五天热浪,当时有700人遇难。屋顶绿化,绿化屋顶,绿化屋顶,把草场改造成草坪,激励509栋建筑超过516,000平方米绿化屋顶。

  加拿大多伦多也在迅速赶上。它要求新建筑物6〜6层以上,屋顶面积2000多平方米的20%〜60%被植物覆盖。自2010年以来,多伦多增加了260个绿色屋顶,占地196,000平方米。

  见证绿色

  在多伦多大学建筑的屋顶上,大黄蜂在黄色的花朵之间掠过。这座城市中心大楼设有33个长方形花坛。有天然的草,花,或非本地景天植物,有蜡色的叶子,可以储存水分。每个花床都有不同的植物组合,土壤和灌溉技术,所有的花床都由270个传感器监测,测量气温,土壤温度,土壤湿度和径流。这些花坛是绿色屋顶创新技术实验室(GRIT实验室)的一部分,该实验室是加拿大唯一一个测试绿色屋顶性能和其他气候变化缓解策略的机构。

  绿色屋顶比传统的沥青或砾石屋顶反射更多的阳光,并获得植物和土壤湿度的大部分冷却能量。当叶子和土壤中的水分蒸发时,它会将热量带入大气中,降低附近的温度,正如运动员在汗蒸发时会冷却一样。在炎热的夏日,绿色的屋顶相当于40摄氏度的冷却器。绿色屋顶也起到绝缘体的作用,可以减少与冷却相关的能源消耗。

  GRIT实验室屋顶上最酷的试验台用水灌溉,并含有有机土壤和浓厚的景天植物。它的邻居拥有一个生长在干燥的箱子里的斑驳的草坪,里面铺满了广泛用于绿化屋顶的多孔岩石介质。 GRIT实验室负责人Liat Margolis表示,一箱盛开的Sedum植物比屋顶表面的空气凉4°C,而草甸草稀疏的盒子冷却14°C。 Margolis还表示,这样的测试证明,找到合适的基质,植被和灌溉技术来影响屋顶的温度是非常困难的。

  即使是最好的绿色屋顶,也没有人知道这种方法能为整个城市降温多少。只有几个模拟实验评估这个规模的绿色屋顶。 10年前在多伦多写的一篇报告显示,如果整个城市50平方公里的可用屋顶被改造成绿色屋顶,环境气温将降低0.5到2摄氏度。不过,由于有关条例生效,新增绿化屋顶面积不足多伦多现有屋顶面积的0.5%。

  冷却的副作用

  加州Martinez城市大气模拟专家Altostratus的总裁Haider Taha说,根据位置的不同,冷屋顶有一些不利的影响。如果反照率增加太多,会减慢当地的海风,降低空气质量或顺风地区。

  冷却屋顶也会降低雨水。在许多地区,白天地面变暖导致潮湿的空气上升,驱动云层形成和降雨。亚利桑那州立大学可持续发展专家Matei Georgescu在一项模拟研究中发现,如果从美国东北部的佛罗里达到城市地区广泛使用冷却屋顶,到2100年夏季降雨量将减少2-4毫米。

  尽管存在不确定性,但许多科学家认为,鉴于气候变化和城市扩张的严重性,该地区的城市仍然没有足够快的速度实施降温战略。支持者表示,在某些情况下,绿色屋顶和冷却屋顶都可以有所帮助,细致的实施可以提高两者的效率。哥伦比亚大学城市气候科学家斯图尔特·加芬(Stuart Gaffin)警告说,有关不良副作用(如降低云量和降水量)的详尽建模预测。他说,云是最复杂的建模对象之一,城市已经由于它们创建的粒子而增加了降水量。

  尽管未来城市面临所有与高温有关的风险,但只有少数城市实施了高温管理计划。斯通说,肯塔基州的路易斯维尔就是其中之一:它将很快成为全国第一个为城市热适应创造一个热区的大城市,这一举措是为了现实,在美国路易斯维尔拥有最快的城市热岛在世界范围内,自1961年以来,气温已经上升了4℃以上。部分问题是由于昆虫,冰雪灾害以及缺乏管理和照料,这个城市每年损失了5.4万棵树。

  目前,Stone正在收集大部分城市在采取降温措施之前所缺乏的基准数据。他正在访问路易斯维尔,调查森林覆盖率,发现热点地区,并确定居民最容易受到热袭击的地区。下一步是制定一个结合冷却屋顶,绿色屋顶,绿化和冷却道路材料的蓝图,这可以改变大多数城市最危险的居民的命运。

  如果路易斯维尔实施斯通的建议策略,这将成为揭示城市物理表面变化如何改变城市热岛的试验场,同时,这个开创性的项目将为其他城市我们已经跨越了非常敏感的门槛,斯通表示,在未来的10到20年内,城市将会考虑采取更为激进的举措并减缓气候变暖的速度(宗华)

  中国科学通报(2015-08-31第3版国际)

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  自然报告(英文)