“热岛”如何变“凉岛”

早在19世纪初期，英国气象学家卢克·霍华德就观测到，伦敦的气温比它周围乡村的气温平均高出了2℃，这表明伦敦拥有一个相对封闭的局部气候。霍华德意识到，造成这种现象的原因可能来自于城市中的建筑材料，例如砖块和石板等，它们白天吸收太阳的热量，夜晚又将热量释放到空气中，这就形成了城市的“热岛效应”。“热岛效应”随着此后工业化进程的加快和城市建设的发展愈演愈烈。在今天，一个人口密集的城市，它的气温可以比周围乡村的气温高出12℃。

　　更为严重的是，全球变暖也给城市的“热岛效应”起了推波助澜的作用。根据美国自然资源保护委员会的估计，到本世纪末，极端的炎热天气将造成美国一线大城市每年的死亡人口增加3300人。事实上，这种可怕的灾害性天气已在10年前就让人领教过了。2003年夏天，欧洲大陆的大部分地区遭受了罕见的热浪袭击，那一年欧洲有3.5万人死于热浪，其中大部分人生活在城市，这是欧洲近50年来最大的一次自然灾害。

　　目前，全球有超过一半的人口生活在城市里，躲在空调房间里并不是逃避炎热的好方法，因为空调只是将热空气排到了城市的大街小巷里，它不仅没有解决城市炎热的问题，反而加重了城市的“热岛效应”。要打造舒适的清凉城市，人们必须另辟蹊径。

　　变身“凉岛”，各显神通

　　虽然蒙古国首都乌兰巴托的年平均气温接近冰点，但这里的夏天依然炎热，还伴有严重的空气污染。2011年11月，人们开始在乌兰巴托以北的一块土地上钻孔，这些孔在约30公顷的范围内形成了一个网状的分布。当冬季来临，孔中注满的水就冻成2米高的冰柱，这些冰柱会在夏天慢慢融化，融化的水流进附近的河流，灌溉田里的庄稼，同时也为乌兰巴托带来凉爽的夏天。

　　希腊科学家麦特奥斯·桑塔莫里斯和他的研究小组采用了另外的方法清凉城市，他们使用可反射热量的材料铺设城市的路面和屋顶。实验表明，安装这种屋顶的住户的确减少了空调的使用量。在2010年的一项研究中，科学家们得出结论说，假若在全世界所有城市的建筑物上都铺装这样的屋顶，那么全球城市的平均温度便能下降约0.6℃。

　　同样是在2010年，桑塔莫里斯还进行了另外一项城市实验，他在雅典的佛斯霍斯公园里使用一种新型的铺路板，这种铺路板是在传统建材中加入一些无机矿物颗粒后制成的，其作用是在红外波段上反射热量。科学家们在这座公园里使用了4500平方米的这种材料，结果他们的测量表明，在温度上，使用这种材料的路面比使用普通铺路板的路面低了12℃。

　　然而，热反射材料也有它难以解决的问题。去年，有研究显示，热反射的人行道容易将热量反射到了附近的建筑物上，这反而导致了建筑物中空调使用量的增加。另一项由美国斯坦福大学的研究显示，广泛地采用热反射材料实际上有可能导致全球气温的升高，而不是降低。另外，尽管热反射材料在一些炎热和日照强烈的地方很有效果，但在另一些属大陆性气候的地方，例如俄罗斯首都莫斯科和美国的丹佛，这种材料的使用会增加冬季供暖的成本。

　　“绿肺”与“冷湖”

　　也许公共绿地可以发挥比铺路板更好的效果。公共绿地通过蒸发冷却作用缓解城市热岛效应，树荫更可直接将气温降低7℃左右。然而，在拥挤的城市中可供公共绿地的空间少之又少，相比较而言，培植行道树、增加绿化房顶和墙壁更切合实际。什么植物最有效，需要多少这方面的绿化工作才能抵消由沥青和混凝土造成的气温升高，这还有待更多的研究性工作予以回答。

　　在有些地方，城市更新改造计划为科学家们提供了验证各类奇思妙想的绝佳平台。在台湾，台中市中央公园是一个针对老机场周边地区的重建改造项目，承接此项目设计的是法国景观设计师凯瑟琳·摩斯巴赫，她提出了一个名为“绿肺”的设计理念，其目的是吸引市民从空调房中走到户外来。

　　按照摩斯巴赫的设计，这个长达2.5千米的公园由一些小区域通过不同的方法调节公园的微气候。有的区域气温比其他地方更低，湿度更小，适合户外运动；另有区域依靠催化剂吸收光能以分解空气中的污染物质；还有区域尽量利用恒定的风以提供新鲜的空气。摩斯巴赫设计了一个18米长的平台，平台上的孔通向电抽湿机，形成所谓的“逆绿洲”，即通过抽湿机减少湿度，增加舒适度，使人们可感知的温度下降4℃。同样地，另一个名为“冷湖”的地方则使用冷水机将冷空气送到建筑物的不同层面。这些过程使用的能源都来自于一组风力发电机。

　　在阿尔巴尼亚，一个同样雄心勃勃的城市改造计划也正在地拉那的中心城区展开，负责这项工作的正是桑塔莫里斯等人。2012年，他们改造了一片大约2平方千米的地方，引进植物，营造树荫，并且使用了一项桑塔莫里斯的发明——热变色路面。这种路面包含一种能随着温度变色的热敏材料，它们在冬天是深色的，这样就能吸收更多的热量，使路面保持更高的温度，而随着气温的升高，它们的颜色又会变成黄色进而完全变成白色，这又使它们在夏天能反射更多的热量，使路面保持凉爽。

　　清凉城市，任重道远

　　城市拥有形形色色的建筑，它们构成了复杂的城市结构。英国雷丁大学的城市气象学家珍妮特·巴罗认为，城市中商场、房屋、办公楼的大小和分布能影响由建筑物构成的“街道峡谷”中风的流动。根据这位科学家的模拟，假若一条街道的宽度是建筑物高度的1.5倍，那么街道中产生的空气流动就能起到降低气温和吹散污染物的效果。

　　巴罗的这个理论将在另一个生态城市建设项目中得到应用，这就是正在葡萄牙北部实施的普兰尼特谷。这个计划目的是打造一个智能的生态城市，城中的温度、湿度、日照、二氧化碳、氧气等各种数据都由中央计算机统一运算和调控。按照计划，科学家们要把这座城市的布局设计得有利于在建筑物的顶部产生足够的风，从而推动那里的风力发电机。当然，这些持续的风也会让居民们感觉到非常舒适。

　　事实上，建筑物本身也能在调控城市环境中发挥重要作用。在阿联酋首都阿布扎比，科学家们设计了“包围”在巨大活动幕帘中的圆柱形建筑。那活动幕帘会跟着太阳移动，从而为建筑物“遮荫”。另外一些建筑物的墙面是由可变色的热敏材料建成的，它们通过改变颜色调节墙面的温度。科学家们还发明了能“出汗”的墙面，它们释放水分，从而将热量散发到空气中。

　　迄今为止，人们在调节城市环境方面的确想了很多办法，但上述实验和研究还仅仅是一个起步。可以预想，打造清凉城市的步伐将伴随全球气候变暖的进程而变得越来越紧迫。因为找到有效的办法清凉城市将变成事关生死的大事，而不再仅仅是一个“宜居”如否的问题了。