顶层绿化有何用?防城市中暑

　　

　　在全球变暖的大背景下,多种因素让人口高度密集和发达的城市形成强大的“热岛”。热岛效应不仅影响城市生态环境,还对居民健康产生威胁。屋顶绿化是降解城市热岛效应最常用和最有效的办法,可由于观念和经费方面的问题,北京屋顶绿化总面积还不到应绿化面积的1%

　　入夏以来频繁的雷暴导致北京首都机场航班大面积延误。无独有偶,5月底,连续的雷雨天气在美国密苏里州引发了龙卷风,造成136人死亡,是美国近60年以来单次致死人数最多的一次龙卷风袭击。雷雨天气正在城市里演变得更加暴烈。美国普渡大学为期两年的研究成果显示,造成城市雷暴天气增多的原因有多种,首当其冲的便是“城市热岛效应”。其次,城市中的高层建筑会改变风向,即所谓“地表粗糙效应”。此外,城市中较高的大气污染水平,也会对云层状况产生影响。实际上,地表粗糙效应与大气污染这两个因素,与城市热岛效应密切相关。热岛效应是造成城市很多异常气象的“祸首或帮凶”。国内学者认为,热岛效应会改变云雾的发展,增加闪电频率,带来暖冬、飓风和暴雨等。“热岛”的存在,使城区凝露量、结霜量、霜冻日数、下雪频率和积雪时间都小于郊区。

　　“发烧的”城市

　　长期以来,全球有50%的人口居住在城市。在最近20年里,这个数字上升到80%。城市是现代经济的命脉,同时也是一个“大锅炉”。由于热岛效应的影响,热浪引发的死亡率呈现迅速上升的趋势,尤其是夜间的热浪,更易致人死亡。

　　2003年8月的一场热浪,造成巴黎近5000人死亡,在当时引发了一场关于天气致死的课题研究。研究人员在美国航空航天局(NASA)的戈达德空间飞行中心利用卫星数据,比较了全球几千个城市不同的热量生成特点后发现,最强大最密集的热岛,仍绝大多数集中在高度密集的发达城市。在那些大城市里,置身于高温的夜间,尤其是连续几个晚上,就会使那些身体原本就虚弱的人的死亡风险加倍,尤其是一些特殊人群,如超过65岁的老人、婴幼儿或是有长期慢性病的人。

　　造成热岛效应的因素有很多。首先是城市下垫面性质的改变:道路、广尝建筑物等城市下垫面都是由砂石、沥青、钢筋混凝土、人为烧制的砖瓦和金属构件等组成。研究表明,城市下垫面反射率比郊区小10%～15%,而吸收率却较绿地和湿地大,这使得城市地表能够吸收较多的太阳短波辐射和红外长波辐射,表现出与岩石相类似的热特性,称为“城市建筑物岩石裸露化”现象。

　　其次,城市大气污染一般要比周围郊区更重,市区内释放的二氧化碳等温室气体都能吸收地面的长波辐射并以逆辐射的形式投向地表,使地表增温。城市大气中的悬浮颗粒物,尤其是气溶胶也会产生类似的温室效应。此外,在中高纬度城市,冬季排放大量的人为热也是“热岛”形成的一个重要原因。

　　研究者还发现,城市的建成率与建筑的几何形状,也会影响热岛效应的分布。城区中温度最高的区域往往与最深的城市街道相对应,即通常分布在市中心。如果街道走向设计或几何形状不合理,则密不通风,风速小,热量不易散发,温室气体也难于迅速扩散,导致局部气温过高。从这个意义上讲,科学的城市规划与交通布局,将对缓解热岛效应有重要意义。

　　此外,还有城市规模的影响。即使是1000人的小城镇,也能在长时间温度记录中观测到热岛效应的存在。可见,城市人口越多,规模越大,热岛效应越明显。据研究,1万人口城市的热岛强度为0.11℃,10万人口是0.32℃,100万人口的城市其热岛强度可达到0.91℃。

　　国内还有学者发现,高原城市的热岛强度要明显大于平原城市。根据云南楚雄师院地理系林萍等人于2003年的一项研究,在1981～1990年间,兰州市的热岛强度为3.30℃,西宁市为3.43℃,而与之纬度相差不多的平原城市济南市为1.40℃,郑州市为1.95℃。

　　“热岛”呼唤“绿岛”

　　在气候变暖的大趋势下,城市的热岛效应将会越来越突出。据美国能源部的估计,美国为缓解热岛效应每年要多花费高达100亿美元的能源成本支出。另一方面,热岛效应促使城市用于空调运转的耗能上升,从而导致温室气体排放大量增加,温室气体排放又直接加速全球变暖,气温进一步上升,反过来又加重热岛效应,这两者之间已经形成了恶性循环。

　　研究城市热岛效应的形成原因,有助于人们更好地应对。研究人员在对2003年欧洲热浪的研究中发现,同时期在拥有更多绿地的伦敦只造成了约600人死亡,而在巴黎,这一数字却高达4867人。这说明,温度的差异与绿化面积有关。根据模拟计算结果,植被覆盖每增长一个百分点,巴黎夏季正午的表面温度就下降0.2℃。

　　植物是最好的隔热材料,而屋顶绿化,即形成一个个“绿岛”,则是寸土寸金的大城市中增加绿化面积的最好办法。在下午2点时,裸露屋顶表面温度可高达70℃以上,而屋顶绿化后的屋面温度只有29℃,温差高达40℃以上。国外科学研究表明:当一个城市屋顶绿化总量达到城市建筑70%时,夏天的气温将下降5℃～10℃,热岛效应可基本消除。欧洲因而把屋顶绿化作为降解城市热岛效应最常用的办法。近20年来,德国通过立法强制推广屋顶绿化,使一些污染严重的城市生态环境发生巨大改善,并基本消除了热岛效应。

　　根据北京市屋顶绿化协会今年1月发布的消息,我国现有可绿化屋顶73亿平方米,上海、北京等大都市各有1亿平方米以上可绿化的屋顶。其中,北京中心城区可进行绿化的平屋顶约有6979万平方米,但在1983年～2007年间,北京屋顶绿化总面积只有约60万平方米,不到应绿化面积的1%。影响国内屋顶绿化发展的主要障碍是经费不足与理念落后。

　　来源:《中国新闻周刊》