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新模型有助于解释城市热岛的季节性变化

科学家设计了一个简单的新模型,解释了城市热岛的不良影响如何随季节而变化。他们的研究结果可以帮助不同气候区域的城市设计减热策略。

与现有的城市气候模型需要大量信息并在计算上非常苛刻,新的粗粒度模型提供了有关降雨,太阳辐射和城市环境的植被状况的季节性变化如何影响城市环境强度和时间的一般见解。在整个城市范围内覆盖城市热岛。

伦敦大学学院环境工程学讲师加布里埃尔·马诺利(Gabriele Manoli)说:“只有两个方程,我们的模型就可以描述所有这些复杂的相互作用。”

“对于城市规划者来说,它提供了一种新方法,可以补充更详细的,针对特定城市的工具,并提供有关缓解热量的策略效果的一般准则,例如在不同的气候和一年中的不同时间增加绿地,”马诺利说。“由于其简单性,我们的框架可以应用于没有大量数据和详细模拟信息的城市。”

对于科学家而言,该模型提供了新的证据,表明城乡地面温度差异强度的季节性变化(到目前为止,尚未观察到但尚未清楚解释)受太阳辐射,温度和降雨之间的时滞控制,Manoli说过。

如果太阳辐射与水的供应一起发生,则夏季条件会由于周围农村地区的高蒸发冷却率而导致强烈的城市地表热岛强度。农村地区的气温升高了几度,而城市地区的不透水和吸热的表面会限制蒸发冷却的效果,而城市地区的气温升高了很多。这通常是我们在巴黎或伦敦这样的城市中看到的,这些城市的夏季相对潮湿。

杜克大学水文学和微气象学教授西奥多·S·库尔(Theodore S. Coile)著名教授加布里埃尔·卡图尔(Gabriel Katul)说:“这可能对当地的能源消耗,气候适应政策和公共卫生,尤其是与热有关的死亡率有重大影响。”

但是在诸如菲尼克斯或马德里这样的夏季降雨量很少的城市中,可能会产生相反的影响。降雨减少,植被减少以刺激降温,农村地区升温,城市经历了“绿洲效应”,尽管它可能仍会闷热不堪,但比周围的乡村要低一到两度。

这些变暖和降温的季节性模式对缓解热量的策略具有重要意义,因为城市绿地可以在夏季降低热岛强度,而反照率管理在冬季可能产生的负面影响(例如粉刷白色街道)则可以缓解。太阳辐射,”卡图尔指出。

他说,与气候变化有关的温度升高和降雨模式变化可能会改变未来几十年城市热岛的季节性。在这个方向上需要进一步的研究。

Manoli和Katul 与苏黎世联邦理工学院的Simone Fatichi和普林斯顿大学的Elie Bou-Zeid 合作开发了新模型。

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