美國最新研究首次量化“城市熱島”(UHI)效應
美國耶魯大學(xué)一項新研究發(fā)現,城市高能耗的市區通過(guò)對流過(guò)程釋放的熱量是白天熱島效應的主要因素,尤其在潮濕的氣候下,這可能對城市居民健康帶來(lái)威脅。該研究首次量化了“城市熱島”(UHI)效應。
“城市熱島”這個(gè)普遍現象使得世界城市地區的溫度比其周?chē)泥l村顯著(zhù)增高。研究人員對北美65個(gè)城市進(jìn)行分析,發(fā)現在城市高能耗的市區通過(guò)對流過(guò)程釋放的熱量是白天熱島效應的主要因素。這一發(fā)現挑戰了長(cháng)期持有的說(shuō)法,即認為這種現象驅動(dòng)的主要因素是由于植被損失減少了蒸發(fā)冷卻。
研究人員說(shuō),在潮濕的氣候下,這種受損的“對流效率”影響尤其嚴重。在城市里,如亞特蘭大、佐治亞和田納西州的納什維爾,獨此因素就導致白天平均溫度上升了3攝氏度。
據物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道,該研究報告作者之一、該所大學(xué)林業(yè)和環(huán)境研究學(xué)院氣象學(xué)教授李旭輝(音譯)說(shuō),當全球平均氣溫不斷升高,隨著(zhù)越來(lái)越多的人進(jìn)入城市,這種現象可能會(huì )對人類(lèi)健康產(chǎn)生深遠的影響。氣候條件和城市熱島之間存在協(xié)同關(guān)系。其表明,城市熱島效應將在潮濕氣候條件下,溫度影響加劇了高濕度,從而加劇熱浪對人體健康的壓力。這是從公共健康的角度來(lái)關(guān)注這個(gè)大問(wèn)題。
多年來(lái),科學(xué)家已經(jīng)認識到城市熱島效應的主要原因,除了對流效率和蒸發(fā)冷卻的變化,還包括建筑物、人行道和其他結構比植被和土壤儲存更多熱量的傾向;由人類(lèi)建造的工業(yè)系統產(chǎn)生的熱量;地球表面反照率的變化。
利用陸地表面溫度和從美國與加拿大覆蓋植被的衛星數據,研究人員計算出在城市中心及其周?chē)l村之間白天和夜晚的平均溫差。還利用氣候模型產(chǎn)生更復雜的變量范圍,從空氣密度到空氣阻力,然后將其用于量化每個(gè)城市熱島的驅動(dòng)力,如輻射、對流、蒸發(fā)、儲熱和人類(lèi)產(chǎn)生的熱量。
研究結果重申了一致的看法是,不考慮當地氣候,在夜間儲存在建筑物所釋放的熱量成為UHI的主要貢獻者。但研究人員發(fā)現,白天對流是主導因素,特別是在美國東南部更“潮濕”的城市建筑物和其他人為特征的光滑表面遠遠低于周?chē)h(huán)境中草木茂密地區的熱擴散??傮w而言,在潮濕的氣候城市對流效率降低58%。
研究人員說(shuō):“植物的‘粗糙’表面會(huì )引發(fā)動(dòng)蕩,其將熱量從地表帶到大氣層。但是,那里有一個(gè)更光滑的表面,對流更少,熱將被截留在其表面上。”
對流在少雨的城市也起著(zhù)關(guān)鍵的作用,結果卻截然不同。在這些背景下,在美國西南部地方周?chē)闹脖皇堑湫偷陌》泵?,農村地區是散熱效果較差的城市地區。其結果是,實(shí)際上城市景觀(guān)在去除熱量上比其農村環(huán)境效率高20%,可引發(fā)城市內1.5攝氏度的冷卻。
編輯:zhufei
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