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城市降温举措或并未起到预期作用   

2015-09-01 05:50:17|  分类: 环境灾难 |  标签: |举报 |字号 订阅

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随着地球气候在未来几十年发生变化,全球变暖将使都市区域尤其遭受重创,因为它们的建筑物和道路很容易吸收阳光,并且使当地温度升高。这是一种被称为城市热岛效应的现象。


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去年,洛杉矶规定,新建和整修的房子必须拥有“降温屋顶”。图片来源:Franckreporter/Getty

 

  沿西班牙东南部海岸线延伸的绿色住宅是如此的夺目,以至于它们在卫星图片上隐约可见。自上世纪70年代起,当地农民在阿尔梅里亚省扩建这种拼凑而成的建筑物,以种植诸如西红柿、辣椒、西瓜等农产品用于出口。为防止植物在夏天过热,他们在屋顶涂上熟石灰以反射阳光。

  这不仅仅是让农作物降温。过去30年里,周边地区变暖了1℃,但绿色住宅区域的平均气温下降了0.7℃。

  这是一种全球各城市都想模仿的效应。随着地球气候在未来几十年发生变化,全球变暖将使都市区域尤其遭受重创,因为它们的建筑物和道路很容易吸收阳光,并且使当地温度升高。这是一种被称为城市热岛效应的现象。于是,城市更有可能经历会致人死亡的极端炎热天气。“过去30年里,美国同高温相关的死亡人数超过所有极端天气导致的其他类型死亡人数。”哥伦比亚大学健康专家Kim Knowlton表示。

  炎热天气频发

  2003年8月,一场史无前例的热浪连续10天席卷欧洲西部,打破了5个世纪以来的纪录。法国巴黎白天的温度猛升到40℃,而夜晚仍保持着热度不减。到8月底,整个欧洲因脱水、过热、中暑和呼吸道疾病而死亡的人数超过7万,其中很多死亡事故发生在巴黎和俄罗斯莫斯科附近的城市地区。

  这只是稍微“领略”了一下将要到来的状况。地区气候模型显示,到2050年,与2003年8月那次事件程度相当的长达一周的炎热天气,可能每10年和每15年便会在欧洲东部和欧洲西部各发生一次。在全球,热浪的次数、持续时间和频率预计也在增加。“这是仅有的所有模型都彼此契合的极端事件之一。”普林斯顿大学气候模型专家Dan Li表示。

  在干预措施缺位的情况下,热岛将只会增加:到2050年,美国城市面积预计增加三分之一。与此同时,全球人口将增至96亿,其中三分之二生活在城市地区,而现在只有超过一半的人生活在城市中。所有这些合起来进一步增强了城市吸收热量的潜力,并且使更多人受到极端炎热的影响。然而,尽管有这些风险存在,但很少有城市将直接解决高温问题的计划落实到位。亚特兰大乔治亚理工学院城市科学家Brian Stone Jr介绍说,在美国,“大多数城市正在忽视气候问题”。

  不过,洛杉矶是个例外。自1878年起,该城市的年平均温度上升了超过2℃。到上世纪中期,其市中心每年面临着22天的极端炎热天气(超过35℃)。为对抗变暖问题,洛杉矶计划到2017年将1万个深色屋顶转变为降温屋顶。通过此举与街道绿化和反光路面结合,到2035年城市热岛效应有望减少1.65℃。

  在该问题上,位于伊利诺伊州的芝加哥也成为领先者:它希望能阻止类似1995年该市在5天热浪中经历的大量人员死亡事件(当时有700人死亡)。自那场灾难起,芝加哥增加了降温屋顶、绿色屋顶和街道绿化,并且将沥青操场改造成草地。激励性措施帮助引发了509座建筑物上超过51.6万平方米绿色屋顶的建设。

  加拿大多伦多也正在迅速迎头赶上。它要求超过6层且屋顶空间多于2000平方米的新建筑物中,20%~60%的屋顶有植物覆盖。自2010年起,多伦多已增加260个绿色屋顶,覆盖面积达19.6万平方米。

  见证绿色

  在多伦多大学建筑学院大楼的屋顶上,大黄蜂在黄色的花朵间掠过。这座位于城市中心的建筑物,拥有由33个凸起的矩形花坛拼凑而成的屋顶。上面种有当地草类、花卉或者非本地的景天属植物——拥有能储存水分的蜡色叶子的植物。每个花坛拥有不同组合的植物、土壤和灌溉技术,而所有花坛都由270个测量气温、土壤温度、土壤湿度和雨水径流的传感器监控。这些花坛是绿色屋顶创新技术实验室(GRIT Lab)的一部分,而GRIT Lab是加拿大测试绿色屋顶性能和其他减缓气候变化策略的唯一机构。

  相较于传统的沥青或砾石屋顶,绿色屋顶能反射更多阳光,并从植物和土壤的水分中获得大部分冷却能力。随着叶子和土壤中的水分蒸发,它将热量携带到大气中,并且使附近的气温降低,正如运动员在汗水蒸发时会凉快下来。绿色屋顶在炎热的夏日相当于一个40℃的冷却器。绿色屋顶还扮演着绝缘体的角色,并且能减少同制冷相关的能量消耗。

  GRIT Lab屋顶上最凉爽的试验台由水灌溉,并且包含有机质土壤和厚厚的景天属植被层。它的邻居拥有一片生长在干旱箱子中的斑驳草甸草坪,而箱子中排列有被广泛用于绿色屋顶的多孔岩石介质。GRIT Lab主任Liat Margolis介绍说,在屋顶表面,长有景天属植物的箱子比气温凉爽4℃,但稀疏生长着草甸草的箱子能比气温高14℃。Margolis同时表示,此类试验证明了找到正确组合的基质、植被和灌溉技术以对屋顶的温度产生影响是多么的困难。

  即使用最好的绿色屋顶,也没人知道这种方法能在多大程度上使整个城市变得凉爽。仅有一些模拟实验在这一尺度上评估了绿色屋顶。一篇10年前为多伦多而写的报道显示,如果整个城市50平方公里的可用屋顶都被转变为绿色屋顶,那么周围的气温将降低0.5℃~2℃。不过,自相关条例生效起,增加的绿色屋顶面积不到多伦多可用屋顶空间的0.5%。

  降温的副作用

  加州马丁内斯气象公司——Altostratus总裁、城市大气模型专家Haider Taha表示,凉爽的屋顶会产生一些不利效应,而这取决于位置。如果反照率增加太多,会减缓当地的海风、降低空气质量或使下风向地区变暖。

  降温屋顶还会抑制降雨。在很多地区,白天地面变热导致潮湿空气上升,驱使云层形成和降雨。亚利桑那州立大学可持续性问题专家Matei Georgescu在一项建模研究中发现,如果降温屋顶被广泛用于从佛罗里达到美国东北部的城市地区,夏季日降水量到2100年会减少2~4毫米。

  尽管有不确定性存在,但很多科学家认为,考虑到气候变化和城市扩张的幅度,各城市在推行降温策略方面仍然前进得不够快。支持者表示,绿色屋顶和降温屋顶都能在一些情形中有所帮助,而细致的实施能改善两者的效率。哥伦比亚大学城市气候科学家Stuart Gaffin则对竭心尽智预测诸如减少云层覆盖和降水等不良负面效应的建模研究提出了警告。他表示,云层属于最复杂的建模对象,而城市因其产生的微粒已经增加了降水。

  尽管各城市未来面临着所有同高温相关的风险,但只有少数城市将高温管理计划落实到位。Stone介绍说,肯塔基州的路易斯维尔是其中之一:它很快将成为美国首个制定城区炎热适应计划的大城市。这一行动是为现实所迫。在美国,路易斯维尔拥有最快速变暖的城市热岛,而且那里的温度自1961年起攀升了超过4℃。部分问题在于该城市每年因昆虫、冰暴和缺少管护而丧失5.4万棵树。

  目前,Stone正收集大多数城市在采取降温措施前缺少的基线数据。他正在访遍路易斯维尔,测量林木覆盖率,发现热点地区并且确认居民最易遭受高温袭击的地区。下一步则是建立将降温屋顶、绿色屋顶、树木绿化和降温筑路材料结合起来的蓝图,而这会改变该城市处于危险中的大多数居民的命运。

  如果路易斯维尔实施了Stone推荐的策略,它将成为揭示一个城市物理表面的变化如何改变城市热岛的试验场。同时,这个具有开创性的项目会为其他城市指明效仿的路径。“我们已经跨过非常敏感的门槛。”Stone表示,各城市将考虑更加激进的举措,并且使未来10~20年内的变暖速率明显放缓。

来源:中国科学报

  更多阅读:http://www.yunzhitai.com/list-18.html

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