解决城市热的方法因热带和干燥气候而异

在夏天，城市可能比附近的郊区和农村地区更热。研究人员在9月4日发表在《自然》(Nature)杂志上的一篇论文中称，尽管全球各城市的城市热岛效应的规模存在很大差异，但热岛强度在很大程度上可以用一个城市的人口和降水水平来解释。

该研究的作者之一、普林斯顿大学土木与环境工程系教授埃利布扎伊德(Elie bouzeid)说，了解一座城市的热岛效应，对于制定减少能源使用、避免危险高温的策略至关重要。分析表明，通过种植更多的植被来冷却城市，在干旱地区可能比在湿润地区更有效。

研究人员利用全球3万多个城市的夏季气温数据，建立了一个新的城市热岛模型，利用人口和降水作为涉及气候、环境和城市工程等一系列复杂因素的代理。在这张地图上，城市由与城市热岛效应强度相对应的彩色点标记——红色和橙色的点表示城市比周围地区热得多。

Image by Gabriele Manoli, illustration by Beatrice Trinidad

布扎伊德利用来自全球3万多个城市的夏季气温数据，与苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)和杜克大学(Duke University)的同事合作，开发了一个新的城市热岛模型。该模型的新颖之处在于，它使用人口和降水来代表一系列涉及气候、环境和城市工程的复杂因素。

该模型的优点之一是简单。虽然它不能捕捉单个城市的细节，但它可以让规划者迅速而广泛地准确地了解可能的解决方案及其对城市温度的影响。

布扎伊德说:“有几个城市——纽约、伦敦和巴尔的摩——得到了深入的研究，而我们对其他许多城市知之甚少。”“通过一个只需要降水和人口信息的简化模型，我们希望提供一个简单的框架，可以指导任何城市”规划降温努力。

研究中定义的热岛效应是城市和农村地区之间的表面温差，对于人口较多的城市，热岛效应要大一些。一个关键的原因是，这些城市往往有更大的面积和更多的高层建筑，它们的散热效果不如低层建筑。

研究人员还发现，随着城市年平均降水量的增加，热岛效应也会增加，因为城市周围的环境变得更加绿色和凉爽，但只是在一定程度上。除了每年约39英寸(100厘米)的降雨量——与华盛顿特区相似——一个城市的气温上升不会超过2华氏度(1.25摄氏度)。这对于如何给潮湿的城市降温有着重要的意义。

虽然种植植被可以通过蒸散降低城市温度，但这种方法存在一定的局限性。新加坡等东南亚城市降水量高，绿地面积大，但城市热岛效应强，因为附近的热带雨林不可避免地含有比城市多得多的植物。另一方面，像凤凰城这样干旱的城市，如果用灌溉来种植植物，夏天甚至会比周围地区更冷。

布扎伊德解释说:“在已经潮湿和植被繁茂的地方，增加更多的植被是无济于事的。降低这些城市的夏季气温需要不同的解决方案，比如增加遮阳或通风，或者使用新材料建造房屋。不过，所有城市都可以从绿色区域获得其他好处，比如改善空气质量和娱乐机会。

苏黎世联邦理工学院研究员、该研究报告的第一作者加布里埃尔·马诺利说:“我们的研究结果表明，要减少城市范围内的气候变暖问题，没有一个放之四海而皆宜的解决方案。”“不同地理区域的减热策略的效率不同，任何旨在绿化和冷却世界城市的努力都应该考虑到当地的水文气候条件。“鉴于城市地区将面临全球气候变化和人口增长的综合影响，这些结果可以为未来城市的气候敏感性设计提供指导。

布扎伊德和他的同事们正在扩展他们的模型，以研究城市热岛效应的季节变化。他们的框架还可以用来为世界上的特定地区创建更适合的模型。

除了boui – zeid和Manoli，论文的作者还有苏黎世联邦理工学院的Simone Fatichi、Markus Schlapfer、Kailiang Yu、Thomas W. Crowther、Naika Meili和Paolo Burlando;以及杜克大学的加布里埃尔·卡图尔。这项研究得到了美国国家科学基金会(National Science Foundation)和布兰科•韦斯(Branco Weiss)奖学金的部分支持。