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更轻的路面真的可以给城市降温

沿街行走的建筑工人

一名道路工作人员在洛杉矶的一条街道上涂上了一层旨在减少热量的涂料。

约翰本人/媒介新闻集团

当热浪来袭时,人们开始寻找任何可能降低温度的东西。一个解决方案就在我们的脚下:人行道。

想想当你在黑暗的人行道或沥青路面上行走时,鞋底会有多热。炎热的街道不仅让人摸起来很热,还会使周围的空气温度升高。

研究表明,建筑颜色较浅、反光性更强的道路有可能将气温降低2.5华氏度以上在这个过程中,美国城市的热浪频率降低了41%。但是反光表面的使用必须有策略——错误的放置会使附近的建筑升温而不是降温。

作为研究人员在麻省理工学院的混凝土可持续发展中竞彩足球app怎么下载心在美国,我们一直在对这些表面建模,并确定适当的平衡,以降低热量,帮助城市减少温室气体排放。下面是反光路面的工作原理以及城市需要考虑的问题。

为什么表面会升温

所有表面,取决于它们吸收或反射的辐射量,都会影响城市的空气温度。

在城市地区,大约40%的土地是铺砌的路面吸收太阳辐射。路面中吸收的热量逐渐释放,使周围环境变暖。这可能会使情况恶化城市热岛并加剧了热浪的影响。这也是为什么城市经常数度夏季比附近的农村地区和绿叶茂盛的郊区要多。

华盛顿特区及其一些郊区的地图,显示市中心的热岛。

2018年8月28日,华盛顿特区的城市热岛效应NOAA Climate.gov

路面上的反射材料可以防止热量的积聚,并通过将太阳辐射反射回大气层顶部来帮助抵消气候变化。白色屋顶可以有同样的效果。

为了估计路面的反射率,我们使用一种叫做反照率的测量方法。反照率指光线被一个表面反射的比例。一个表面的反照率越低,它吸收的光就越多,因此,它吸收的热量也就越多。

在洛杉矶,该市一直在试验一种更冷的沥青涂层,在使用涂层的地方地面本身更冷,但在离地面几英尺的地方,温度上升。

通常,地表颜色越深,反照率越低。传统的沥青路面的反照率只有大约0.05-0.1,这意味着它们只能反射接收到的光线的5%到10%,而吸收的光线多达95%。

当路面使用更明亮的添加剂、反光集料、反光表面涂层或混凝土等较轻的路面材料时,反照率可以增加两倍,将更多的辐射送回太空。

尽管反光路面的好处在全国400万英里的道路上不尽相同,但总的来说,它们是巨大的。麻省理工学院(MIT)的CSHub模型估计,增加美国所有道路的路面反照率,可以减少用于冷却的能源消耗,并减少相当于400万辆汽车一年的温室气体排放。如果材料是本地采购的,比如浅色粘结剂或集料、碎石、砾石或其他混凝土中的硬质材料,这些道路也可以节省资金。

位置很重要

但并不是所有的铺面都是理想的凉爽道路。在城市内部,甚至在城市社区内部,好处是不同的。

当明亮的路面将辐射反射到建筑物上时,也就是所谓的“入射辐射”,它们可以在夏天给附近的建筑物供暖,实际上增加了空调的需求。这就是为什么注意位置很重要。

建筑的插图,文字描述了不同季节的不同效果。

反光道路在夏季和冬季可能会产生不同的效果,具体取决于周围的建筑//麻省理工学院

考虑波士顿和菲尼克斯的差异

波士顿密集的市中心狭窄的街道上有高大的建筑物,在一天中的大部分时间里,光线都无法直接照射到人行道上。反光路面既不会有多大帮助,也不会造成多大伤害。但波士顿畅通无阻的高速公路和郊区将会从将大部分入射阳光反射到大气顶部中获得净效益。通过模型,我们发现,将城市道路的传统反照率加倍,可以将夏季最高温度降低1至2.7华氏度。

凤凰城可能会进一步降低夏季气温——2.5至3.6华氏度——但其市中心部分地区的影响是复杂的。在一些低矮、稀疏的市中心社区,我们发现反射式路面会增加对冷却的需求,因为建筑物上的入射辐射会增加。

洛杉矶市一直在试验一种更凉爽的涂料在沥青上,研究人员发现了另一个需要考虑的影响。当这种涂层被用于人们行走的地方时,地面本身的温度要低11华氏度,但在离地面几英尺的地方,由于太阳光线的反射,温度会上升。结果表明这种涂料在道路上比在人行道或操场上更好。

如果使用得当,这是一种优雅的解决方案

城市需要考虑所有这些影响。

反光路面是一种优雅的解决方案,可以改变我们每天使用的减少城市变暖的东西。全生命周期的道路排放,包括它们使用的材料,必须考虑在内。但随着城市考虑如何应对气候变化的影响,我们认为战略性地优化路面是一种明智的选择,可以使城市核心更加宜居。谈话

这篇文章是从谈话在知识共享许可下。

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