一辆载有布鲁克海文国家实验室传感器和激光的卡车正在城市中行驶，希望能收集有关人造城市环境如何受到变暖世界影响的宝贵数据。事实上，今年 7 月，美国许多州都经历了炎热的夏天，有四个州报告了有史以来最高的气温。
这个移动的临时实验室自去年以来一直在运行。布鲁克海文国家实验室多尺度应用传感中心的一个团队利用卡车去年 6 月在曼哈顿收集的数据，来了解阳光如何影响摩天大楼周围的气流，以及摩天大楼本身在城市街道污染物排放通风等方面发挥的作用。
在今年 7 月发布的一份更新的新闻稿中，布鲁克海文国家实验室表示，该卡车已从纽约州厄普顿行驶了 1700 英里到达德克萨斯州休斯顿，那里是该团队的下一个采样地点。
科学家们知道，与周围的农村地区相比，城市由于其混凝土人行道和钢结构建筑，往往更热。空气的流动，加上太阳的不均匀加热、风以及缺乏树荫，构成了城市热岛效应背后的科学基础。城市本质上变成了会聚集热量的“烤箱”。
“每个城市都有自己独特的城市环境，”布鲁克海文国家实验室的气候科学家兼该项目研究员 Katia Lamer 在一份新闻稿中表示。“纽约市有地铁系统，空气会通过地下隧道进出，而且纽约市是沿海的，所以它会受到海风的影响。相比之下，休斯顿没有地下地铁系统，建筑也比较小。因此，它应该有一个不同的城市大气结构。”
在这些城市内部，空间的设计以及围绕空间的建筑的几何形状都会影响气流，导致每个社区、每条街道，甚至建筑物内的每个楼层都可能经历各自的微气候。
“为了监测地表以上风的模式，研究团队使用了移动观测站的扫描多普勒激光雷达，这是一种激光系统，可以测量空气中颗粒物的运动，”布鲁克海文国家实验室在 7 月下旬的新闻稿中解释道。“来自鱼眼相机的实时数据指导了激光雷达的运行。”
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包括NASA在内的许多科学家一直在使用特殊类型的激光雷达技术来观测大气中的云层和气溶胶等微小颗粒。多普勒激光雷达尤其会向大气发射短脉冲的红外激光。当光线撞击灰尘、水、污染物等气溶胶时，其中一小部分会被散射回接收器，然后接收器会记录数据点。激光雷达以前曾被用于观测森林烟雾和污染物；一些版本的激光雷达也用于自动驾驶汽车。
除了激光雷达，卡车还配备了可以测量空气温度、空气质量、湿度等的仪器。而且，它还装有 32 个装有大气传感器的氦气球。
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“通常，我们在开阔的场地发射巨大的气象气球，以测量高达 24 英里高空的温度和湿度。城市空间不足以让巨大的气球在不撞到障碍物的情况下升空，而且它们可能会飞过可通行的空域并扰乱飞行交通，”Lamer 在一份新闻稿中说。“相反，我们尝试使用小型化的仪器，这些仪器可以由派对气球携带，它们的高度不如气象气球高，但足以捕捉到对人们影响最大的大气区域的数据。”
这些气球在上升过程中可以收集湿度、温度和风等信息，它们可以将这些数据通过无线电传回地面上的研究人员。
收集从社区到社区，甚至从街道到街道的微气候变化的更详细信息非常重要。它可以告知政府机构哪些社区将受到的气温升高影响最严重，并指出需要采取缓解措施的地方，例如增加绿地，或加强基础设施和能源支持。（例如，伦敦的交通基础设施在最近的热浪中不堪重负，而《华盛顿邮报》甚至设计了一个虚构的大都市来展示极端温度如何破坏城市。）
绘制城市微气候图还可以帮助科学家们了解城市热岛效应如何影响周围的天气——例如，聚集的上升湿气最终可能转化为降雨——这反过来又可以改进全球气候预测模型。
尽管这辆特殊的激光传感器卡车是独一无二的，但 Lamer 告诉《Wired》，她设想可以将移动实验室的组件安装到城市公交车上，以收集更广泛的数据并覆盖更多区域。
请观看下面的项目演示
