什么是城市热岛效应？

夏天，站在城市的人行道上会感觉闷热难耐，相比之下，躺在空旷、微风习习的田野里，躺在阴凉的树下则会感觉闷热难耐。由于城市热岛效应，城市地区的温度可能比周围地区高出 7 到 9 华氏度（4 到 5 摄氏度）。这种热岛效应是我们设计和建造城市时无意造成的后果。

对于城市居民来说，城市热岛效应会带来严重的健康风险，包括引发与高温相关的疾病，甚至死亡。随着气候变暖，气温升高正在加剧城市热岛效应。但我们可以调整城市结构，以减轻城市热岛效应，并应对气温上升和极端高温带来的日益严重的危险。 

什么是城市热岛效应？

城市热岛效应是指城市建成区比周边农村地区温度更高的现象。这是因为城市挤满了建筑物、材料和人类活动，这些因素会缓慢地吸收、储存和释放热量。相比之下，农村地区往往拥有更多的植被、树木和空地，可以提供遮荫并帮助降低空气温度。 

试想一下，站在阳光直射的黑色沥青路面上，比站在草坪公园的树下要热得多。同样的原理在整个城市中以更大的规模呈现，并导致城市热岛效应。对于生活在较热城市地区的人们来说，这意味着他们要忍受闷热的步行去杂货店，彻夜难眠，待在室内的时间更长，身心健康也承受着更大的压力。

城市热岛效应在不同社区之间可能存在差异。在历史上政府对绿地和降温建筑材料投入较少的社区，城市热岛效应会加剧。历史上的一些建筑实践，例如修建穿过社区的高速公路，也会增加该地区的热量，减少绿地面积。这些差异导致了不同社区受热程度的差异，并由此产生了与热相关的风险。

什么原因造成城市热岛效应？

城市热岛效应是城市设计和发展的产物，而非气候变化。从建筑物的形状和建筑材料的特性，到绿地的缺乏以及高热排放的生活方式，城市的设计和建设都导致了城市热岛效应。以下是四个主要因素：

建筑材料

砖块、沥青和混凝土等常见建筑材料具有较高的热质量，这意味着它们在白天吸收大量热量，然后缓慢释放，尤其是在夜间。这种延迟的热量释放是城市在日落后仍能保持温暖的原因之一。

许多此类建筑材料的颜色也较深，这使得它们的反照率较低。反照率指的是表面反射阳光的程度。深色、低反照率的材料反射的阳光很少，反而会吸收大部分阳光，从而进一步增加热量。

建筑形状和位置

当我们建造高大宽阔、紧密排列的建筑物时，它们会聚积热量，阻碍空气流通，从而阻止冷空气循环，使热量滞留在该区域。这种密集的设计形成了城市峡谷——建筑物之间的狭窄空间阻碍了空气流通，导致热量积聚。

研究人员识别城市峡谷的一种方法是通过天空视野系数（sky view factor），即衡量从地面可见天空面积的指标。在建筑物高大密集的地区，天空视野系数较低，这意味着更少的热量能够散发出去，并被困在地表附近。这种被遮挡的天空会导致热量滞留、通风不良和温度升高。

树木和植被

树木、公园和其他绿地的面积大小是造成城市热岛效应的原因之一。植被通过提供遮荫并通过名为蒸散的自然过程释放水蒸气，从而帮助城市降温。蒸散是指植物通过根部吸收水分，然后通过叶片释放水分。城市的植被往往比乡村或自然景观少得多。由于树木和绿地较少，城市缺乏自然降温过程。

人类活动

我们在城市中的生活、工作和出行方式都会加剧城市热岛效应。汽车、工厂、空调和其他机器都会散发热量，因为它们的发动机会产生热量，这会增加城市的温暖。 

城市热岛效应有哪些影响？

城市热岛效应加剧了与高温相关的风险和影响。高温是目前最致命的天气灾害。在美国，高温造成的死亡人数比飓风、龙卷风、洪水、冬季风暴或任何其他极端天气事件都要多。 

随着全球气候变化导致气温上升，高温相关风险日益加剧，而城市热岛效应在某些地区进一步加剧了这种风险。据估计，在极端高温期间，城市热岛效应会使死亡风险增加45%以上，在某些热浪中，其导致的死亡人数占比高达50%以上。 

城市热岛效应影响人类健康、活动和基础设施的热相关风险。

人类健康

对于某些健康状况的人来说，城市热岛效应会增加患上热衰竭或中暑等热相关疾病的风险，并加剧心脏病和呼吸系统疾病等现有疾病。城市热岛效应带来的高温还会引发应激反应，引起不适，扰乱睡眠，从而给我们的身心健康带来压力。对于孕妇、幼儿和老年人等弱势群体来说，额外的高温会对其健康造成更大的损害，并增加患上热相关疾病的风险。

人类生产力

城市热岛效应会扰乱我们的工作、学习和日常生活。气温升高会给从事户外和体力劳动的人们带来更危险、更低效的工作条件。据估计，截至 2024 年，美国每年因高温造成的劳动生产率损失约为 1000 亿美元。高温还会影响教育，损害儿童集中注意力和学习的能力，导致学习成绩下降、学习损失和旷课。

基础设施

城市热岛效应会损害基础设施。高温会降低发电厂的效率，增加制冷能源需求，并可能给电网带来压力，导致停电。在极端温度下，公路、铁路和桥梁也可能发生膨胀或弯曲，从而扰乱交通。 

城市如何应对城市热岛效应？

城市可以通过预防高温相关风险并随着气候变化而不断增长的风险进行调整来应对城市热岛效应。通过预防和调整，与高温相关的死亡和疾病是可以预防的。

以下是一些城市如何适应气温升高的例子：

• 扩大城市绿化。种植树木、增建公园、花园和绿色屋顶，可以为城市提供遮荫并释放湿气，从而自然地降低城市温度。
• 安装反光材料。在屋顶、道路和人行道上使用反光的浅色建筑材料可以提高反照率，反射更多阳光。这有助于建筑物和街道在白天吸收更少的热量，从而保持凉爽。
• 确保获得降温。在住宅、工作场所和学校提供空调等降温技术，可以预防与高温相关的疾病和死亡，尤其是在极端高温时期。
• 开放公共避暑中心。 图书馆、社区中心和博物馆等免费 空调场所，能在热浪来袭时为家中缺乏有效制冷设备的人们提供避暑和补水服务。
• 实施高温预警系统和社区外展活动。建立早期预警系统，并开展邻里互访等社区层面的行动，可以让人们在极端高温期间了解情况并得到保护。
• 提高气候知识素养。推广有关高温风险、预防策略和预警信号的教育，可以帮助人们在极端高温天气下保持安全并采取行动。

凤凰城、巴黎和艾哈迈达巴德的市政府正在采取多种适应策略来应对城市热岛效应带来的日益严重的高温风险：

• 亚利桑那州凤凰城。过去二十年来，凤凰城居民一直在努力应对不断上升的气温，极端高温和高温导致的死亡人数不断增加。为此，市政府大力加强了高温适应工作，投资建设了反射面、遮阳结构、植树造林、降温中心和预警系统。
• 法国巴黎。巴黎建筑密集，屋顶镀锌，绿地有限，尤其容易受到城市热岛效应的影响。为了降低与高温相关的风险，市政府开展了公众意识宣传活动，并重新规划了城市规划，包括沿林荫大道种植更多树木、增设屋顶花园，以及使用更凉爽的路面材料重新设计街道。
• 印度艾哈迈达巴德。快速的城市化、有限的基础设施以及居住在非正规住区（政府管控范围之外且缺乏结构坚固房屋的住宅区）的危险，使艾哈迈达巴德居民面临着日益严峻的高温挑战。为此，市政府启动了一项高温行动计划，并与当地社区组织合作，以提高公众意识，建立气候监测系统，并引入低成本的降温措施，例如在屋顶涂刷反光白漆。