整个世界正在变得越来越热,而由于城市热岛效应,全球人口聚集的大城市变得更加炎热,换句话说,城市地区往往比周围的郊区、农村地区的平均温度更高,因为建筑材料如混凝土和沥青会吸收热量。

严峻的热岛效应

城市热岛效应是指大都市的温度高于边远地区,这个效应在夏季的影响最为明显。柏油的道路、停车场和建筑物在白天吸收并保留热量,并将热量辐射回周围的空气中,高度发达城市的午后气温可能比植被较多、开发较少的边远地区高6摄氏度。

以美国为例,热岛效应最明显的五个城市分别是新奥尔良、新泽西州纽瓦克、纽约、休斯顿和旧金山。这些城市往往拥有更紧凑的历史建筑和更高的建筑物,这些因素增加了城市热岛效应的强度。

造成热岛效应的关键因素是太阳反照率,反照率是指城市表面能够反射多少阳光,同时吸收多少阳光。其他因素包括不透水表面的数量,例如建筑物、车道、人行道、道路和停车场,要知道,坚硬、干燥的表面比自然景观提供的遮荫和湿度更少,所以会导致更高的温度。

城市极端高温对公共健康构成了严重的威胁,这一点对于全世界的大型和超大型城市来说都是一个很严峻的问题。与此同时,热岛效应还加剧了空气污染,并为户外工作或居住在没有空调的建筑物中的人们增加了患热射病的风险。

热岛效应在中国

我国的城市热岛效应真正引起关注是从上个世纪末开始的,随着城市化进程越来越快,1984年至2014年间,北京市区的平均气温上升了5摄氏度,在这30年间,北京城市热岛效应的范围和强度在2004年至2014年期间增长最为剧烈。

而相对应的,是这段时期里,北京市区的不透水面积扩张尤为迅速,所谓的不透水面积就是建筑物、道路和停车场。研究人员用气候模型计算出的结果是,北京市区的不透水面积占总面积的近百分之70,而绿化面积仅占百分之20。

研究人员还分析了1984年、1994年、2004年、2009年和2014年拍摄的五张卫星图像,图像显示了北京城市热岛效应如何随时间变化。1984年,受城市热岛影响最严重的地区是城市西端和东城区,但到了1994年,受影响最严重的地区已转移到海淀、朝阳和丰台。

解决城市热岛效应最有效的办法就是增加绿地面积,而在北京,增加绿地最有效的地方是商业区、道路沿线和住宅区,工业区的绿地产生的冷却效果较小。由于绿化面积比例较低的原因,北京南部地区的地表温度其实是行政区中最高的,因为那里老旧建筑区更多。

城市热岛效应有什么后果?

气温上升无疑会让人们的生活更加不舒服,但城市热岛效应带来的问题不仅限于此,额外的热量会带来许多其他有害后果。首先是能源消耗,因为当温度高的时候,人们势必会开空调以保持建筑物凉爽。然而,空调会消耗大量电力,并在给某个区域降温的过程中产生更多热量。

随着气温的升高,对空调的需求也随之增加,这就形成了一个恶性循环,越热越开空调,越开空调越热。其次,空气污染加剧是城市热岛效应的另一个症状。正如之前提到的,使用电力来减少热量的周期性性质会增加需求,从长远来看会造成更多的环境破坏。

简单来说就是发电站需要更加努力地工作以满足城市电力需求,从而导致进一步的温室气体排放,从而降低城市的空气质量并导致烟雾,而这些烟雾就会成为城市上空的热层,这种热层会进一步升高城市温度。

最后,城市气温上升其实也会损害水质,覆盖整个城市的不透水表面会吸收热量,当下雨时,这些表面聚集的水在排入下水道时会升温,温暖的水随后便会流入自然水体,扰乱自然生态系统。

有科学研究指出,城市热岛引起的温度变化,哪怕再微小,也可能对水生生物造成毁灭性影响。因为它可以加速细菌、藻类和其他物种的生长和繁殖,这反过来可能会给鱼类和其他水生生物带来压力,甚至致命。

最有效地减少城市热岛效应的办法就是增加绿色基础设施,树木和植被可以创造阴凉,降低空气温度,并减少城市吸收热量的面积。植被还可以冷却雨水,在此过程中保护水道和野生动物。增加公园也是效果显著的方法,植树、布置有绿植的阳台也都有助于抵御炎热。

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