反射性路面可能没有看起来那么凉爽 - 彭博社
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工人们在帕科伊马的街道上涂抹CoolSeal。洛杉矶街道服务局大约两个月前,阿里安娜·米德尔走在洛杉矶圣费尔南多谷的一个郊区社区——阳谷的空荡荡的街道上。那里的道路最近涂上了一种叫做CoolSeal的沥青混合物,它通过反射阳光的能量来降低空气温度,而不是储存它并将其转化为热量。
几个小时里,米德尔和一组研究人员将一个复杂的热传感器固定在一个园艺手推车上,沿着街道和人行道拖动,以获取气象数据。作为亚利桑那州立大学的一名气候科学家,米德尔所在的坦佩市的空气温度飙升至三位数,她并没有感到太热。但在处理数据后,她发现反射的阳光并没有消失:她可能吸收了它。
彭博社城市实验室圣保罗的Cortiços如何帮助庇护南美洲最大城市仅使用公共交通的跨洲竞赛悉尼中央火车站现在成为建筑目的地在住房成本高昂的情况下,民主党人精炼YIMBY信息根据她的传感器,在一个炎热干燥的日子里,与普通黑色沥青相比,一个人在“凉爽的路面”上(反射性道路的称呼)可能会感到超过7度的温暖。
这一发现意义重大。洛杉矶和许多其他城市一样,正在努力降温,市政官员一直寄希望于凉爽的路面作为解决方案的一部分。但如果它们让人们感到如此温暖,实际上可能会破坏城市的雄心勃勃的计划。夏天的日子对行人来说不会感觉更好。实际上,它们可能会感觉更糟。
科学家们几十年来一直在尝试通过凉爽的铺面来降低城市温度,自从识别出城市热岛现象以来。城市比农村地区更热,因为它们覆盖着深色、不透水的表面,这些表面的 反照率 或太阳反射率较低——这意味着它们吸收阳光的热量。它们变热,并加热上方的空气。然而,浅色表面则将更多的阳光反射回太空,从而使城市保持凉爽。
在1990年代,劳伦斯伯克利国家实验室的科学家们 计算 如果洛杉矶市中心的所有铺面和屋顶的反照率分别提高25%和35%,空气温度将下降近3度。如果整个城市都这样做,并结合其他努力,降温效果可能会 更大。自那以来,出现了更多的研究,预测各不相同。它们都一致认为:如果做得正确,凉爽的铺面可以帮助城市解决热岛问题。
虽然反射涂层现在在屋顶上相当普遍,但在道路上并没有得到广泛应用。这是由于对磨损和潜在眩光的担忧,亚利桑那州立大学城市气候研究主任大卫·赛勒(David Sailor)表示。(他并未参与米德尔的研究。)他说,凉爽的铺面更常见于寻求LEED认证的建筑的停车场。
洛杉矶然而热情地接受了这个想法。自2015年以来,该市已在约50个城市街区覆盖了各种反射涂层和密封剂。在四月,市长埃里克·加塞提宣布了一项计划,到2028年覆盖250条车道英里的城市道路。
行人在2015年8月洛杉矶的卡诺加公园区经过一个显示113华氏度的数字温度计。理查德·沃戈尔/AP尽管市官员多年来观察到凉爽路面的较低表面温度,但他们并未测量空气温度和人类舒适度的影响。在七月,米德尔和加州大学洛杉矶分校的城市规划师V.凯利·特纳研究了帕科伊马和阳谷的无阴影街道,记录了反射路面和传统沥青的读数。他们测量了空气温度、风速、湿度和辐射,持续了10小时,从早晨到日落。
结果令人担忧。在一个典型的洛杉矶夏季日子里,最高温度为88华氏度,他们发现反射道路可能让人感觉更热。就在中午之前,平均辐射温度——周围表面发出的热量的计算——在涂层路面上比其他地方高出超过7华氏度。那种温度,另一种衡量人类舒适度的方式,随着一天的推移而降低,但在下午,道路仍然感觉比其他地方高出超过3华氏度。
米德尔表示,这种温暖的感觉几乎完全归因于从道路反射的太阳辐射。通常,沥青会吸收它,并缓慢散发到空气中。然而,这些道路以每平方米130瓦的速度反射它——相当于增加10%的直接阳光。她说,这种反射在傍晚时分非常明显,正当人们下班回家时,眩光“真的很大”。
“这对人体有负面影响,毫无疑问,”生物气候学家拉里·卡尔克斯坦说。米德尔和特纳强调,这只是一个小样本。他们无法得出关于凉爽路面在其他情况下如何影响人类舒适度的结论,比如在阴天或多风的日子,或在洛杉矶更潮湿的冬季,甚至是在建筑风格不同、建筑物更高或树木更多的街道上。而且,他们指出,他们没有研究道路在夜间的表现,预计那时会有更大的降温效果。
尽管如此,洛杉矶并不缺乏干燥、阳光明媚的日子。而 这座城市缺乏阴凉。换句话说,米德尔和特纳研究的街道相当典型。正因如此,特纳所描述的初步发现的测量结果让其他科学家感到担忧。
“这对人体有负面影响,毫无疑问,”迈阿密大学的生物气候学家拉里·卡尔克斯坦说,他并未参与米德尔和特纳的研究。他表示,他们的发现所暗示的额外热量会使人们出汗更多,并迫使他们喝更多水。对于最脆弱的人群,如老年人、无家可归者和肥胖者,这可能导致呼吸衰竭、心脏病发作、中暑,甚至在极端情况下导致死亡。
这些结果是在本月晚些时候由美国气象学会发布之前,专门提供给CityLab的,可能是任何美国城市中由凉爽路面引起的人类舒适度或不适的首个真实世界的实证评估。这并不完全是个惊喜。建模研究已经 预测反射的能量可能被行人吸收,并在炎热、干燥的城市中使人们感到更热。一个这样的 研究,为洛杉矶郊区埃尔蒙特进行,建议如果行人在阴凉树木的保护下,并且距离道路超过16英尺,他们可以避免这些热效应。乔治·班-韦斯,合著者之一,也是南加州大学的环境工程师,正在独立于米德尔和特纳测量洛杉矶的凉爽路面。
尽管对行人的影响,城市官员仍在继续推进该项目。凉爽的铺面是 市长计划的一部分,旨在到2035年将城市热岛效应降低3度。支持者对潜在的降温效果感到兴奋。此外,洛杉矶是典型的美国公路城市,覆盖着成千上万英里的沥青道路。它们是对城市热影响的重要象征性场所。
“作为一个气候变化组织,我们希望洛杉矶的街道在未来看起来有实质性的不同,”气候解决组织的主任乔纳森·帕尔弗里说,该组织正在帮助测试四种凉爽铺面解决方案,包括水泥复合材料、丙烯酸涂料和陶瓷喷雾。他表示,由于这些体温结果而停止该项目将是一个失去的机会——这一观点得到了科学家的认同,如特纳和班-韦斯,他们表示,城市的社区规模安装是进行测量和研究的机会,而这些研究之前没有人做过。
从管理的角度来看,凉爽的铺面提供了许多好处。材料相对便宜——CoolSeal每平方英尺的成本约为30到40美分,大批量时更便宜。尽管由于交通导致反射性下降,维护工作相对重要,但这是可预测的。
“创建这样的项目有其吸引力和整洁性,”洛杉矶环保非营利组织TreePeople的研究主任艾迪丝·德·古兹曼说。她与赛勒、卡尔克斯坦和帕尔弗里一起,组成了一个名为洛杉矶城市降温合作组织的跨学科小组,研究与热相关的死亡率。“这是一个可以购买的产品,并且可以与制造商达成协议,你可以量化它的大小,以及它的反射性,并且它有一个特定的单位成本。”
屋顶公司BioNeighbors的詹姆斯·彼得森在2010年为费城的一栋排屋涂抹Acrymax涂层。马特·鲁尔克/AP凉爽的屋顶具有相同的环境效益,但对行人没有影响——但它们对关注气候的市民来说并不可见。德古兹曼表示,这对于吸引人们参与并让他们认可至关重要。“你想展示你做了些什么,”她说。“这创造了一个讨论问题的机会,思考它,并询问,这对我的社区有什么影响?”
没有人否认洛杉矶需要重新考虑其大量的铺装,这些铺装在整个城市中保持热量。然而,问题是如何使用凉爽的铺装,以便城市能够降低空气温度而不伤害人们。它们已经在重新设计以鼓励步行和骑行的街道上安装,例如南洛杉矶的一条两街区的干道和市中心的保护自行车道。该市在卡诺加公园也有类似的快速公交车道计划。但如果这些街道在夏天的某一天感觉温度高达7度,卡尔克斯坦表示人们应该完全避免这些街道。
在某些情况下,铺装将与新的街道树配对,科学家怀疑这可能会抵消体温效应。加州大学洛杉矶分校的规划师特纳打算对此进行研究。但如果树木阻挡了道路,那么就没有阳光可以反射,这可能会使凉爽的铺装失去效果。
在某些情况下,凉爽的铺面将与新的街道树木配对,科学家怀疑这可能会抵消身体热量的影响。种植树木是否会成功也不清楚。城市街道部门的可持续发展主任Greg Spotts表示大规模种植遮荫树木是困难的,因为它们需要多年才能成长,而种植成熟树木的替代方案则很昂贵。树木必须浇水直到成熟,这在干燥的环境中是个问题。Spotts部门的一位发言人表示,他们正在与大学研究人员合作,利用“新兴研究”来完善道路项目,研究与人类健康和舒适之间的联系。
如果广泛的遮荫树种植失败,新研究表明,凉爽的铺面可能会使这些街道变得更热,更具惩罚性,而城市继续追求全市的气温降温。事实上,这可能会对城市的棕色和黑色人群产生不成比例的影响,因为深色皮肤吸收的太阳辐射比白色皮肤多,Sailor说。(深色和浅色衣物也是如此。)
市长的气候计划呼吁优先考虑那些城市热量最严重的社区——被混凝土覆盖,缺乏树冠,人口密集。在这里安装凉爽的铺面,科学家们想知道它们是否在行人不多的社区会更有效。例如,Dodger Stadium的停车场——一个通常在白天空荡荡的巨大沥青碗,Middel和Turner观察到热量效应。然而,私有化将剥夺城市的一个重要杠杆:在公共土地上安装这些表面的能力,而无需与土地所有者谈判。
“没有灵丹妙药,”德·古兹曼说。“我们需要尽我们所能,集体上,我们需要聪明地应对。”