芝加哥居民在2012年热浪中有三位数温度的斗争。

芝加哥居民在2012年热浪中有三位数温度的斗争。AP照片/米斯宾塞尔绿色

我们能降低城市热岛的温度吗?

使用公民科学志愿者,研究人员更准确地测量城市热点与其凉爽的环境之间的温差。随着热浪强化,现在正在使用结果来制定一系列创新的城市规划战略。

志愿者们从各个城市散开波士顿檀香山今年夏天,他们在车辆上安装了类似微型潜望镜的廉价热监测器,以收集街道温度数据。他们的汽车上挂着“科学项目进行中”的标牌,解释了他们缓慢的速度——每小时不超过30英里,以捕捉从绿树成荫的公园到阳光灿烂的停车场再到摩天大楼林立的市中心的巨大温差。

这些公民科学家的工作是研究城市热岛效应的新方式的一部分,近年来志愿者在全球范围内映射了两次城市。过去的城市热岛研究 - 其中大都市区的经验明显高于周围环境 - 依靠卫星数据,测量温度反映在屋顶和街道上。但是,俄勒冈州波特州立大学的城市研究和规划教授和领先该项目的研究员,盛尔克·桑德斯表示,城市热岛效应比卫星数据更加复杂,副标题表示。

山达斯说:“这座城市有很多微妙之处。“我们发现,一个城市里有15到20华氏度的差异。事实上,一个城市在某一地区的气温读数可能与农村或森林地区相同。”

在地面数据清楚地证明了低收入社区与较高温度之间的相关性。

通过详细了解热点所在的地方,城市可以解决极端热邻域,从各种策略中选择包括去除或粉刷黑色沥青或屋顶表面,添加更多的树木树木,要求开发商改变新建筑的高度以增加空气流通,并开放更多的公共空调空间。

使用Shandas的研究,波特兰,第一个城市盛大和他的团队调查,提出分区代码修正案策略以城市热量为目标,包括限制社区铺设的停车场和增加树木的空间。此外,市政府官员说,盛大的现场数据清楚地显示出了一种相关性在低收入社区和高温地区之间。官员们说,山达斯的研究还显示,低收入者经常工作的地方,比如波特兰河流沿岸的工业区,温度也高于平均水平。

其他城市热岛研究表明,大都市地区最热门的地方往往是贫困,少数民族社区,少数树木,这项研究可以为城市规划者提供框架来解决这个问题。

研究人员Vivek Shandas绘制了全球24个城市的街道温度地图。

研究人员Vivek Shandas绘制了全球24个城市的街道温度地图。由波特兰州立大学提供

盛大和他的团队已经绘制了美国和世界范围内的24个城市的地图,包括阿尔伯克基;温哥华大都市区的部分地区;香港;卡塔尔多哈;埃莫西约,墨西哥。在过去,城市热岛研究依赖于卫星或固定传感器的数据,但盛达似乎是第一个使用移动传感器收集温度数据的首批士兵。

研究人员有研究城市热岛的影响在每个主要国家澳大利亚,政府研究警告热浪死亡2050年将四重奏, 至中国,这些城市拥有超过40万人的城市。在全球范围内,热量是第一天气相关杀手每年造成的死亡人数超过了洪水、龙卷风和飓风。极端的热可以直接杀死人经由中暑而间接通过心脏病发作和中风的风险增加。气候模型表明,在某些城市的高热日的数量2040年可以加倍

今年夏天在欧洲的热量波,温度飙升到法国南部的录制46摄氏度(115摄氏度),杀死了1500人仅在法国,法国卫生部长本周表示。俄罗斯官员报告说,2010年热浪杀死了11,000人在莫斯科。全球气温的上升导致了极端高温事件,包括连续几天的高温,的可能性更大。缓解极端热量,最近的一项研究说,会拯救生命。

从19世纪开始出现众多城市开始出现城市热群岛,但盛达和其他人的研究揭示了一个复杂的热点和凉爽的斑点,在一天期间改变,并由城市设计决定。例如,卫星数据显示Midtown Manhattan是一个下午的热点。但是映射揭开了不同的图片。

Shandas说:“当你真正走到地面上,在那里人们正在行走,生活正在发生,你会发现这不是同一个信号。”

“最终,我们试图调整景观以应对频率增加和热浪强度,”一位专家说。

例如,曼哈顿摩天大楼的长长的阴影可以在夏天的夏天制造那些自治市镇的部分,而不是女王的一些社区,这通常具有低层建筑。另一方面,曼哈顿中城保留了热量,并开始了较温暖的日子,因为在当天的建筑物,屋顶,街道和人行道吸收的热量并不在晚上消散。

“这是我们真正试图了解的建设环境,因为最终,我们试图调整景观以应对这种增加的频率,强度和热波持续时间,”兰斯斯说。“我们正在尝试获得更精确的数据。并且有很多惊喜。“他说,例如,一大堆水,例如没有浇水的草,也可以像混凝土一样热。

兰德公司的研究员Jaime Madrigano研究了城市热量他赞扬了Shandas和他的同事使用公民科学志愿者的方式,“让社区参与到有关极端高温的问题中来……我认为有很多城市正在努力做出这些改变。”这类数据对研究非常重要。”

Shandas在班加罗尔长大,在访问班加罗尔和印度其他城市期间,他开始思考城市是如何在发展中忽视了与气候变化有关的极端天气事件的日益增多,包括热浪。他的研究从工程学开始,利用美国国家科学基金会(National Science Foundation)的拨款,接触了帮助制造传输数据的手工仪器的工程师。在美国国家海洋和大气管理局的资助下,他首先绘制了地图波特兰在2015年。

今年夏天,一个移动传感器在萨克拉门托郊区收集温度数据。

今年夏天,一个移动传感器在萨克拉门托郊区收集温度数据。由Vivek Shandas提供

波特兰的早餐与Jeremy Hoffman一起接受了弗吉尼亚州科学博物馆的气候和地球科学家,导致了伙伴关系和公民科学项目绘制了里士满,巴尔的摩和华盛顿,D.C。

霍夫曼说,与当地群体的合作伙伴关系非常宝贵。霍夫曼说:“在创建映射路线时,”拥有本地视角“真的很有用。“每个人都去的公园在哪里?他们在接下来的几年里将在哪里重新开发?这种知识不仅使我们的竞选活动不仅是科学的,而且是公开的吸引力。人民自己参与其中;这不仅仅是科学家。“

这些研究将车辆传感器采集的数据与十分之一度进行了关联,这些车辆在清晨、午后和傍晚沿着一系列一小时的曲折路线行驶,由当地科学博物馆、大学和非营利组织招募的志愿者驾驶。15个团队映射里士满在2017年的夏季。沿着詹姆斯河的一个公园测量了87度F,距离四车道巷道几英里之外,而且是103度。

盛达和霍夫曼表示,他们的工作表明,极端热量是一个社会正义问题。在里士满的最热地区,他们发现更高集中的贫困和911次呼吁热情疾病。去年在华盛顿州的映射,D.C.和巴尔的摩发现了类似的相关性,在较低收入社区的温度较高的温度范围内大幅贫瘠,温度较低,在更富裕,树木阴影区域。盛达和霍夫曼最近完成了一篇论文,因为很快就会出版,比较红绿的社区 - 曾经被贷款人被非法指定的人,因为冒着家庭贷款 - 具有极端城市温度。“论文的大家庭点是红十字的92%的城市现在比他们评价的邻居更温暖,”霍夫曼说。“这似乎主要是由于缺乏绿色和灰色的主导地位。”

弗吉尼亚州里士满的早晨和下午温度的差异。

弗吉尼亚州里士满的早晨和下午温度的差异。由杰里米霍夫曼提供

里士满的贫困水平。低收入社区经常在城市体验最严重的热量。

里士满的贫困水平。低收入社区经常在城市体验最严重的热量。由杰里米霍夫曼提供

山斯说研究发现了影响城市温度的六件事。三个是活的——树冠的体积、树冠的高度和地面植被。三种是人为建造的——建筑的体积、建筑高度的差异和建筑的颜色。

他说,有一些惊喜。建筑物的体积可以具有消极和积极的效果。高层建筑,铸造阴影相对下午的温度,而大量的较短建筑物,如郊区的大型店铺,有助于产生较热的下午温度。地面植被并不一定会降低温度 - 这并不比沥青更冷 - 除非它浇水。盛达也发现,增加一个区域的建筑高度差异产生更多的空气循环,具有冷却效果。

创建冷却器城市并不一定意味着在较低的密度下建造。他说,有什么事,是建筑高度,树冠覆盖和街头宽度。“这不是没有建筑物和所有绿色,”他说。“这是关于更加思考的空间。”

一些城市已经利用详细的研究来指导决策。在里士满,有关住房、交通和气候行动计划的报告中出现了热图和脆弱性地图,显示了那些面临更大风险的人,城市的综合总体规划呼吁减少城市热量。里士满还没有投资植树,他补充说,但公民科学团体基础RVA.博物馆还开发了一些项目,比如在RVA投掷阴影,一个关于城市热量的计划教学,导致他们在当地高中种植桃树,为邻里巴士站设计着阴暗的结构。

近几十年来,一些致命的热浪发生在北方城市,那里的人们不习惯极端高温。

基础工作RVA的父母组织,基础美国,有资金扩大这项工作气候安全社区探索科罗拉多州丹佛市历史上以种族为基础的住房隔离与气候变化影响之间关系的项目;伊丽莎白,新泽西;加州里士满;罗德岛的波塔基特。

即使在高纬度地区,高温也是个问题。根据疾病控制中心,近几十年来的一些最致命的热浪在芝加哥等北方城市发生,人们不习惯极端的热量,更多的住所缺乏空调。1995年芝加哥的五天热浪导致了739人死亡。

在波特兰,盛大有创建热点图含有年龄,种族,教育,贫困等级的人口统计信息和教育。该市专注于努力在城市热群岛和脆弱性指标,包括低收入水平,重叠的地区。盛达的工作反映在波特兰的设计更好的住房分区更新,其中城市提出了分区修正案,以减少城市热岛的影响,包括限制住宅区的表面停车面积,并要求建筑物和街道之间的景观挫折,为树木提供更多空间。

他的下一步计划是到2020年将热岛图扩展到50个城市。他说,关键问题是,城市是否会开始做出必要的改变,以减少极端高温造成的死亡。

“这些是非常可预防的死亡,”兰斯塔斯说。“我们可以识别这些地点并改善一些效果。它最终归结为如何帮助这些人。我们有这项技术。