研究发现“摊大饼”让城市热岛效应更明显

随着规模扩张和人口密度增加，城市热岛效应日益成为一项严峻的环境挑战。 近日，复旦大学环境科学与工程系研究员余兆武团队一项覆盖全球一千多座城市的研究显示：城市越来越大未必越来越热，关键在于它怎么“长”。横着长，把“饼”摊大，地面会明显变热；竖着长，把楼房盖高，可明显减轻热岛效应。 “过去判断城市热岛效应只看建筑总量，通常认为建筑面积越大热岛效应越明显。”余兆武告诉《中国科学报》，“我们的研究发现，城市扩展中‘摊大饼’和‘盖高楼’两种建筑方式对地表升温影响巨大。我们完全可以用更合理的建筑类型减轻热岛效应的影响。”

AI制图 城市扩展中，“摊大饼”是把房子铺开，占用越来越多的土地；盖高楼，在原有地盘上把楼一层层加高。过去的研究把这两件事混在一起看，所以说不清楚城市变热，是“摊得大”还是“盖得高”影响更大。 为了弄清两种建筑模式对地表温度的影响，研究团队收集了2020年全球1480个城市的数据，他们结合建筑档案，把城市划分为1公里大小的方块，利用卫星遥感地面温度数据，分别计算出每小块的地面温度和当地的建房情况，然后把“建筑总量”拆成两个部分：一部分看土地被房子占了多少，另一部分看房子平均盖了多高。最后，分析同样增加一成的建筑量，分别看看地面温度会有什么变化，谁的“热度贡献”更大。 结果很明显，建筑多的地方，地面确实更热，将近四分之三的城市都呈现筑总量越大最热月份地面温度越高的规律。但真正有意思的是拆开之后的对比：增加同样多的建筑量，靠占地“摊大”出来的那部分，对应地面升温约是靠“盖高”那部分的数倍。 深入研究发现，建筑占地多的地方，树木、草地和水面就越少，硬邦邦的地面越多。而房子盖得高，常常伴随着更多的绿化和水面。当研究人员把绿化、植被这些因素加进去计算时，占地和升温的关联一下子减弱了很多。 “这说明，‘摊大饼’之所以让城市热，很大程度上就是因为它吞掉了绿色，阳光直接晒在光秃秃的水泥地上导致很快升温；高楼则把土地省下来留给树木和流水，高楼投下的阴影和形成的通风都能给城市降温。”余兆武说，“在超过六成的城市里，都出现了这种情况。也就是说，往增加同量的房子，‘平摊’开比‘叠加’热得多得多。” 为进一步了解环境、建筑和升温的关联，研究人员把卫星数据显示“平摊”升温更快、“盖高”升温更快和两种升温都很明显的城市进行归纳整理。发现在潮湿多雨的热带城市，“摊大饼”和“盖高楼”对升温影响的差别最大；而在干旱少雨的地方，两者的差别会缩小，有时甚至会出现轻微的反转。 “因此，不能说只要盖高楼就一定凉快，也不能说占地就一定热。具体情况还得看当地的植被、气候和地理条件。”余兆武说，“这项研究给城市建设提了个醒，城市要发展，房子要增加，但怎么增加是可以选择的。与其把房子越盖越宽，占据宝贵的绿地和水面，不如把楼往高了盖，把土地留给树荫和流水。高楼投下的阴影、留出的空间，会实实在在地帮城市降降温。” 尽管该研究使用的是一年的卫星温度数据，且地面温度也不完全等于人体感受到的凉热，但全球范围内的大方向已经很清楚。研究人员同时表示，该研究为全球范围的城市内部空间关联，不能据此推断单独提高建筑高度必然降温，或扩大建筑占地必然升温。后续仍需结合多年份建筑形态、更精细的热环境观测和过程模型，检验水平扩张与垂直生长对城市热环境的长期影响。