为什么同一座城市不同街区的气温会有所不同?

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  • 今年印度经历了酷热的夏季。

  • 城市热岛效应使城市地区尤其容易受到热浪影响。

  • 但是,为什么有些街区比其他街区凉爽?

2022年夏季,印度各地酷热难耐,持续不断的热浪表明气候系统正在发生变化。印度气象局有122年记录以来,3月被宣布为最热的月份,而且4月是自1901年以来第三热的月份,热浪的消息因此广受关注。

然而,气温升高并非一次性事件,尤其是在城市地区,这与一种名为城市热岛效应(UHI)有关,该效应指的是“与周边乡村地区相比,城市相对更温暖”。

截至2020年,全球有56.2%的人口居住在城市地区。城市的构成——所用材料及其吸收或反射热量的能力、城市空间的设计和几何形态(可让热量通过或阻挡热量)、树木、公园、湿地和水体等生态基础设施的有无,以及人为热的来源——都在城市空间升温过程中发挥着重要作用。

随着城市发展,每个街区中各种促成城市热岛效应的因素及其占比各不相同,因此会导致气温差异,这种差异不仅存在于城市与周边地区之间,也存在于同一座城市内部。

为了说明这一现象,我们收集了孟买和德里不同街区的数据,包括2021年一个普通夏日特定时段记录到的地表最高和最低温度。

德里三个社会经济和自然条件各异的街区地表最高和最低温度Image: Alisha Vasudev/Mongabay

2021年5月3日,德里在尼赫鲁广场、戈文德普里和大凯拉什二期记录了气温。“戈文德普里通常是一个收入非常低的地区,”剑桥大学建成环境可持续发展副教授罗妮塔·巴尔丹说。“在戈文德普里,气温达到45摄氏度会致命;而大凯拉什二期是一个收入较高的街区,那里气温达到45摄氏度,致命性就不如戈文德普里,”她说。

她进一步解释说,在大凯拉什二期,人们有条件使用空调为住宅降温。然而,机械通风排出的热量会人为抬高室外温度,形成热点,加重城市贫困人口(如戈文德普里居民)的负担。她还指出,如果所有人都打开空调为室内降温,那么即使是在街道两旁绿树成荫、公园众多的高收入街区,气温也会进一步升高。

城市中的绿地和水域减少时

植被和水体能够调节城市气温,因此绿地和水域覆盖减少可能是加剧城市热岛效应的因素。印度人类住区研究所环境与可持续发展学院副院长阿米尔·巴扎兹介绍了城市地区自然覆盖减少的情况。“工作机会在城市。人们迁往城市,因此农村收入没有大幅增长。代际之间的志向也发生了变化——越来越多人选择到城市寻求更高收入,而不再从事农业,”他解释道。“城市是机遇的熔炉,也是思想交汇、创新发生的地方。人们因此增加收入。那么,如果人们涌向城市,我们要在哪里建房?”他反问道,并指出建成环境不断扩张,侵占绿地和水域。

在孟买,选取的两个地点(马哈拉施特拉自然公园和班德拉-库尔拉综合区)彼此相距很近,分处米蒂河两岸,但各自特征迥异。马哈拉施特拉自然公园是一片人工林,建在昔日垃圾倾倒场上,米蒂河沿岸的红树林环绕其周;而班德拉-库尔拉综合区则是繁忙的商业和政府办公区,建在低洼地带,沿米蒂河一带缺乏完善的地表排水设施。

孟买两个街区的气温变化Image: Alisha Vasudev/Mongabay

根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)的说法,在缺乏植被和水体的城市,城市热岛效应会进一步加剧;植被和水体都能显著促进局部降温。IPCC《全球升温1.5ºC特别报告》进一步预测,“城市热岛往往会放大热浪的影响”,对此报告给出了高度确信度。

巴尔丹解释了城市发展对城市热岛效应的影响:“我们必须首先接受,城市化会让城市日益密集,这是不可避免的。我们不能一味抵制,也不应该抵制,否则发展如何实现?我们可以科学规划建筑布局,合理设计街区,创造热量疏散通道。”

建筑材料占排放量的10%,而50%的排放来自运行能耗。巴尔丹认为,应优化材料与设计的组合,以减轻城市的热负担。她总结道:“从物理原理来看,既要阻止室外热量进入室内,也要在室内创造空间或制定通风策略,让室内热量排出去。”

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