为了应对极端高温,用饥饿、出汗的植物覆盖你的屋顶

绿色屋顶和白色涂料是降温的最佳拍档。

就像阵亡将士纪念日的烤香肠或独立日的烟花一样,融化的道路如今已成为夏天的标志。2013年,《BBC报道》称,由于沥青开始融化,警方关闭了绕伦敦市的M25高速公路的部分路段。2016年,一个病毒式传播的视频显示,印度古吉拉特邦的人们在灼热的路面上失去了凉鞋。2018年,澳大利亚也发生了同样的事情(那里南半球的夏季始于12月),当地媒体报道称,随着路面开始起泡,交通几乎停滞。

为了应对黏糊糊的道路、周期性的夏季死亡事件以及极端高温带来的其他危险副作用,城市正在寻求一种不同类型的“黑色路面”:你的屋顶。

Green Roofs for Healthy Cities extensive green extreme heat climate change
由Green Roofs for Healthy Cities颁发的2016年卓越奖授予了多伦多Bridgepoint Active Healthcare项目,以表彰其广阔的绿色屋顶。Diamond Schmitt Architects供图/Green Roofs for Healthy Cities

史蒂文·佩克(Steven Peck)是总部位于多伦多的组织Green Roofs for Healthy Cities的创始人,该组织致力于推广、展示和发展北美新兴的生命建筑领域。从最广义上讲,生命建筑模糊了有机和无机——植物和胶合板、鹌鹑和混凝土——之间的界限。佩克表示,生命建筑师工具箱中最有效的工具之一是“植被技术”,其中包括绿色屋顶和垂直花园等。

绿色屋顶用植物取代或覆盖沥青瓦、黑色覆层或其他材料。它们固然具有美学优势:绿色屋顶几乎被普遍认为具有吸引力。当办公室工作人员能够使用时,它们是热门的休闲场所。但这些系统也带来了一些严峻的环境效益。例如,植物能减缓雨水流至街面的速度,降低小规模洪水的可能性,同时还能过滤掉污浊的雨水。

它们在热浪中也很有用。现有的屋顶通常是黑色的,由易于产生热量的辐射材料制成。因此,阳光很容易被吸收,产生的热量会被传导到建筑物内部。但绿色屋顶被茂盛的植物覆盖,这些植物会贪婪地吸收阳光。通过用活体屋顶取代传统屋顶,下方的建筑物居民得以免受极端太阳热量的侵袭。

“如果你把这个黑色的屋顶换成绿色屋顶,你就消除了一个热源,[而且]你还引入了一个冷却源,”佩克说。这很重要,尤其是在城市和郊区,它们会经历臭名昭著的“城市热岛效应”。大量的路面、稀少的树木以及密集的热量吸收建筑群意味着城市比周边乡村地区更热。根据美国环保署的数据,白天的温差约为5摄氏度;夜晚则约为22摄氏度。而且,你不需要在市中心也能感受到影响。“现在,这已经不仅仅是城市了:而是整个大都市区,”佩克说。“它们开始形成自己的天气。”

在这些城市热岛条件下,道路、火车轨道甚至桥梁等基础设施都会变形。更令人担忧的是人类健康。我们人类的体温舒适度范围非常狭窄。研究表明,极端高温会增加心脏病发作、脱水、中暑和死亡的风险。特别脆弱的人群包括非常年幼的儿童、非常年长的老人以及患有慢性疾病的个体,还有那些无力承担空调(或运行空调的能源)等设施的人。虽然周密的准备是个人度过热浪的关键,但专家认为降低城市整体温度同样重要。

绿色屋顶有许多好处,但建造它们可能很昂贵,而且维护也并非总是容易。一种绿色屋顶被称为“广泛型”。这类屋顶轻便易排水,具有浅层种植介质和相对同质化的植物群,通常是多肉植物。广泛型绿色屋顶的维护频率可能低至每年两次。据明尼苏达大学称,这类屋顶的成本约为每平方英尺10美元。而另一端的“密集型”绿色屋顶则更重、更贵,需要更多维护,拥有更深的种植介质和更广泛的植物种类。该大学估计这类屋顶的成本为每平方英尺25美元。相比之下,最便宜的屋顶瓦片约为每平方英尺2.50美元。

市场上还有更便宜的降温方案。许多人选择买一罐白色油漆涂刷屋顶,而不是种植绿色屋顶。一项2014年的研究发现,白色屋顶比绿色屋顶更能有效地缓解极端高温,因为它们反射阳光而不是吸收阳光。虽然它们缺乏绿色屋顶的与水相关的优势,但白色屋顶——甚至白色涂料的路面——正在普及。例如,洛杉矶宣布计划在未来二十年内,通过将街道涂成浅灰色CoolSeal涂料来将其城市热岛效应降低3摄氏度。

Green wall Green Roofs for Healthy Cities design air filtration
绿色墙体,如埃德蒙顿联邦大楼的室内设计,并不能像绿色屋顶那样降低城市热岛效应。但它们能为办公室工作人员提供干净的空气。Kasian & Nedlaw Living Walls供图/Green Roofs for Healthy Cities

此外,许多城市正致力于恢复其日益减少的树冠覆盖。树冠是指从上方看,一个地方被树叶、树枝或树茎覆盖的百分比。美国城市的树冠每年减少约17.5万英亩。但是,对于重新种植并精心养护树木的社区来说,局部的城市热岛效应似乎会显著下降。

树木依靠太阳能生长,并提供遮挡其穿透性光线的阴影。而且,就像绿色屋顶上的植物一样,健康的树木提供一种叫做蒸腾作用的现象。当温度升高时,叶片会蒸腾——或者更通俗地说,出汗——有效地使植物降温。这会转移可能否则会加热周围区域的能量,并将水蒸气释放到空气中,这两者都具有降温效果。结合遮荫效应,美国环保署估计树木可以将夏季空气温度降低2到9摄氏度

无论城市采取何种降温方式,气候缓解显然始于“屋顶”。劳伦斯伯克利国家实验室的科学家阿瑟·罗森菲尔德(Arthur Rosenfeld)在2014年的声明中说:“在芝加哥1995年7月的热浪中,一个主要的死亡风险因素是居住在带有黑色屋顶建筑的顶层。政府有责任禁止或逐步淘汰黑色或深色屋顶的使用,至少在温暖的气候中,因为它们对健康构成巨大的负面风险。”接下来会选择绿色、白色还是其他什么,都取决于你。

 

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撰稿人

埃莉诺·卡明斯是一位自由科学记者,撰写关于死亡、灾难和保龄球的文章。在 2017 年至 2019 年期间,她在《大众科学》杂志工作,从实习生一路晋升为助理编辑。她是纽约大学科学、健康和环境报道项目的兼职教授。


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