过去几年，一项新的夏季传统已经形成：创下地球上最热一天的新纪录。据 NASA 称，今年的最高纪录已经两次被打破。第一次新高出现在 7 月 21 日，随后在 7 月 22 日进一步上升。它打破了 2023 年 7 月创下的先前纪录。
但是，如果你所在的城市今年夏天热到可以在人行道上煎鸡蛋，那不仅仅是因为温度计里的水银柱不断上升，还因为城市设计选择让大都市成为热磁体。结果就是城市热岛效应，它导致居住在人口稠密地区的人们所经历的温度显著升高。
什么是城市热岛？
并不是每天都有 100 华氏度的气温，而且不同地方的气温感觉肯定不同。乡镇和大城市可能都处于同一个阳光下，但城市的某些地方可能会感觉更热。这些温度较高的区域被称为热岛，它们很大程度上是由人为环境造成的。
你知道用放大镜聚焦太阳光来灼伤蚂蚁的比喻吗？你可以把城市基础设施想象成放大镜的替代品，人类则是蚂蚁。不，这里没有人被灼伤，但我们在城市景观中看到的许多标准结构都有吸收和重新发射太阳热量的倾向。
其结果是，城市区域的空气温度会比周边地区高出 20°F。
阳光最灿烂的地方
气候中心最近的一项研究分析了美国 65 个主要城市的热岛效应，这些城市的人口超过 5000 万。研究发现，受热岛效应影响，近 70% 的受研究人口平均暴露在 8°F 或更高的温度下。
但这种炎热并非均匀地覆盖整个城市。哥伦比亚大学的研究人员最近发现，历史上受红线政策影响的城市地区（红线政策是一种歧视性的住房政策，使边缘社区的成员无法在社区居住）的夏季比富裕社区更炎热。
“设计选择通常会以城市衰败的名义影响低收入社区和有色人种社区，”Blistery 首席执行官、纽约时报学院可持续发展和城市规划课程前教师富兰克林福布斯解释道。
他以纽约市林肯中心为例，那里的绿地被剥离，金属外墙的工业建筑拔地而起，导致热量增加。“在芝加哥、明尼苏达州和新奥尔良等城市，他们修建了将黑人和棕色人种社区一分为二的高速公路，”福布斯说。“这些高速公路增加了交通拥堵、汽车、汽车产生的碳排放以及铺装道路产生的热量，加剧了热岛效应。”
其他因素，包括居住在隔热性能较差、冷却系统过时的建筑中，以及医疗保健服务和健康状况的差异，都使得这些承受热岛效应大部分影响的社区在暴露于极端高温时更加致命。
城市建设地点的选择也会导致更高的高温暴露。内华达大学拉斯维加斯分校建筑与城市规划教授兼城市未来实验室主任斯特芬·莱曼表示，全球有 10 亿人生活在沙漠城市。由于这些城市周围的气候，极端高温暴露很常见，而城市结构的条件加剧了这种情况。
“其中一些沙漠城市是世界上发展最快的城市，”他指出，例如阿联酋的迪拜、秘鲁的利马和美国的拉斯维加斯。虽然这些城市发展迅速，但它们的设计和建筑决策也存在风险，这些决策会加剧城市热岛效应。
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我们怎么会到这里？
造成城市孤岛效应的因素有很多，但其中几个因素的影响最为显著。其中最主要的是建筑密度和规模，它们会将热量困在狭小的空间内，并将人们聚集在这些较热的区域。
“许多城市规划师以勒·柯布西耶为标准，遵循他的‘光辉城市’理念，即分离商业区和住宅区，并需要更多规模和高度的多样性，”福布斯解释道。“这导致城市及其市中心区域出现热区，而市中心区域外的低密度住宅区出现冷区。”
这些建筑的材料也很重要。你可能听说过有一座城市被称为“混凝土丛林”，这个名字很贴切，因为所有这些混凝土都有助于创造热带地区的温度。“这座城市就像一个烤箱，储存、捕获和吸收太阳辐射，”莱曼解释道。“最糟糕的东西就是黑色沥青，”它通常用于停车场和道路，但也用于混凝土屋顶。
玻璃也会带来问题。阳光会透过玻璃，从而导致辐射热积聚。有一段时间，玻璃塔是大型建筑和摩天大楼的流行建筑选择，因为人们认为需要大量的玻璃和窗户来吸收自然光并提供更好的视野。“十年或二十年前，这里建造了许多玻璃塔，”莱曼说。“今天没人会这么做了。”
然而，城市面临的最大问题之一可能是随着道路修建和建筑拔地而起而导致的损失。为了利用更多空间，人们挖空并砍掉了绿地、树木和植被。这也可以部分归因于错误的城市规划。“罗伯特·摩西的规划和他修建的重要高速公路破坏了自然绿道和低密度住宅区，加剧了热岛效应，”福布斯说。
越来越多的人觉得，在城市里找到一个公园就像在沙漠里找到一片绿洲。这意味着许多城市错失了植物提供的蒸发冷却，并以气温升高为代价。
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由于热岛效应是由基础设施造成的，因此解决热岛效应并不是一个短期目标——它实际上是我们居住的许多地方的根基中固有的问题。我们用于缓解高温影响的许多工具都可能导致更极端的气温条件。
例如，空调是大多数城市抵御高温的标准前线。“自 20 世纪中叶以来，简单的解决方案就是空调，”莱曼说。虽然产生的冷空气有助于保护家中的人们免受酷热，但它也加剧了这个问题。“空调冷却器产生的废热只会让城市更加炎热，”莱曼说。
联合国发现，空调已经占全球温室气体排放总量的 7%。随着地球持续变暖，炎热夏季变得越来越普遍，预计到 2030 年空调使用量将翻一番，到 2050 年将翻三倍。这是一个不可持续的循环。天气越热，需要的制冷量就越多，使用的制冷量越多，天气就越热。“这是一个恶性循环，”莱曼说。
当前和未来的解决方案
热岛效应是解决这一问题的最佳时机之一，即城市规划期间。鉴于时间已过，现在就是解决问题的第二个最佳时机。幸运的是，现在有一些解决方案和技术既可以减轻过热的影响，又可以减少产生的热量。
莱曼表示，解决方案主要有两种：被动设计和主动设计。被动设计的目标是利用自然元素和建筑特色来缓解城市热浪，而无需使用空调等系统。
公园和植被等基于自然的解决方案是利用被动设计减少热量的方法，它们可以快速且经济高效地实施。“尽可能地整合植被和树木并创建公共公园可以降低城市的小气候，”莱曼解释说。“我们测量发现，绿化和植被的整合……可以使温差降低约 20°F，这是非常显著的。”
另一个简单的改变可以作为一种被动解决方案，那就是更多地考虑颜色。深色会储存太阳辐射并导致温度升高。“我们需要更明亮、反光的屋顶，”莱曼说。“我们需要使用‘凉爽的屋顶’和白色或浅色、反热表面的外墙。”
主动设计解决方案通常需要更加协调一致的努力才能实施，但随着时间的推移可以产生巨大的影响。莱曼强调了光伏太阳能屋顶，它不仅可以吸收阳光，还可以将其转化为清洁能源，使用时不会产生碳排放。安装在建筑物中的高效冷却系统还可以显著减少因保持人们凉爽而产生的温室气体量。例如，热泵可以减少高达 64% 的排放量。
莱曼还指出，纳米技术的发展取得了突破，这有助于开发“使金属件和建筑产品保持凉爽的新涂层”。这些突破可以利用所谓的反照率效应，即反射建筑物上的阳光，防止太阳辐射聚集并产生更多热量。
从长远来看，福布斯认为城市规划的基础需要改变。“在规划城市时，我们需要摆脱克罗布西耶和摩西的理想，转而致力于城市的‘绿色化’，减少汽车数量，改善城市规划，让城市在夜间保持凉爽，并使其符合人性化尺度，将低密度住宅和商业区融为一体，”他说。
最终，所有这些解决方案都需要用来缓解城市热岛效应。如果不采取行动，城市居民将无处可逃，无法摆脱日益严重的极端高温问题。
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