當(dāng)夜幕降臨,人們結(jié)束一天的工作,只想讓舒服的晚風(fēng)吹散一身疲憊。殊不知,城市里的 " 殺手 ",正在悄無(wú)聲息地靠近。密集的高樓大廈,黝黑的瀝青鋪路,是 Ta 強(qiáng)大的能量來(lái)源。

圖 1 夜幕降臨的城市景象
(圖片來(lái)源:賈根鎖拍攝)
每到夏季,一次次高溫預(yù)警讓我們關(guān)注到白天熱浪的存在。然而,夜間熱浪也在日漸加劇。夜晚沒(méi)有大太陽(yáng)怎么會(huì)有熱浪?它的高溫來(lái)自哪里,又是如何影響我們的生活?今天,我們來(lái)一睹這一 " 殺手 " 的真面容。
沒(méi)太陽(yáng)也有熱浪?確實(shí)有!還很狡猾
夜間熱浪顧名思義就是在夜間發(fā)生的高溫?zé)崂耍匆归g溫度持續(xù)偏高。雖然其看似莫名其妙,但武力值和破壞值卻不容忽視。TA 擅長(zhǎng)用夜晚的漆黑來(lái)迷惑人們,使人們對(duì)其掉以輕心,隨即釋放大量熱量。

圖 2 夜間熱浪角色卡信息
什么是高溫?zé)崂耍?/strong>
我國(guó)一般把日最高氣溫達(dá)到或超過(guò) 35 ℃稱為高溫,連續(xù)數(shù)天(3 天以上)的高溫天氣過(guò)程稱之為高溫?zé)崂?[ 1 ] 。世界氣象組織 ( WMO, World Meteorological Organization ) 建議高溫?zé)崂说臉?biāo)準(zhǔn)為日最高氣溫高于 32 ℃,且持續(xù) 3 天以上。但是,這些標(biāo)準(zhǔn)也都有待完善。
首先,熱浪的定義是需要考慮人體的感知情況。在同樣溫度下,當(dāng)北方小伙伴可以開(kāi)開(kāi)心心打傘出門玩耍時(shí),處于濕度大的南方小伙伴卻仿佛置身于桑拿房,悶到窒息。于是加以濕度判別,則可以分為干熱型和濕熱型。
其次,熱浪的定義需要細(xì)化,白天和夜晚的熱浪是不一致的。可能只有白天很熱,或者只有夜晚很熱,或者可能一整天都特別熱。白天本身就比夜晚的平均溫度高,所以通常需要用日最高溫來(lái)定義白天的極端高溫,用日最低溫來(lái)定義夜間的極端高溫。
夜晚沒(méi)有太陽(yáng),何談熱量?夜間熱浪是哪來(lái)的呢?
白天不僅不懂夜的黑,白天還不懂夜的熱。白天和夜間極端高溫二者的關(guān)系既不一致也不互斥,造成白天和夜間高溫的物理機(jī)制與陸氣相互作用和氣象條件有關(guān) [ 2 ] 。
通常我們認(rèn)為,日落后氣溫就會(huì)自然降低,但實(shí)際白天累積的能量在夜間才開(kāi)始慢慢釋放。白天在大氣邊界層(地表向上 1-2km 的大氣層,是地表向上與大氣直接作用的關(guān)鍵氣層)內(nèi)積累的熱量 , 可以保存至夜間 , 所以白天高溫可以持續(xù)至夜間。

圖 3 城市熱島效應(yīng)示意圖
(圖片來(lái)源:Gosmartbricks 官網(wǎng) https://gosmartbricks.com/urban-heat-island/ 作者漢化)
相比于有較多植被的鄉(xiāng)村,城市里存在著熱島效應(yīng)。城市下墊面如混凝土和瀝青,由于它們的比熱容較小(意味著吸收相同熱量時(shí),溫度升得更高),在白天迅速升溫并存儲(chǔ)熱量,待晚上以長(zhǎng)波輻射的形式慢慢釋放。在夜間,城市內(nèi)部持續(xù)高溫的時(shí)間會(huì)更長(zhǎng),溫度下降緩慢。若是在濕潤(rùn)的氣象條件下 , 夜間有云層,像大棚的保暖罩一般蓋著,較強(qiáng)的向下長(zhǎng)波輻射也能造成夜間溫度較高。
其實(shí),夜間熱浪對(duì)人類社會(huì)的影響也不容小覷,因?yàn)橐归g溫度升高會(huì)降低人們的降溫能力,阻止人體從白天的高溫暴露中恢復(fù),從而增加中暑、心血管疾病和死亡的風(fēng)險(xiǎn)。尤其對(duì)于沒(méi)有安裝空調(diào)習(xí)慣的歐洲國(guó)家,近幾年來(lái)更是處于水深火熱之中。但是,目前很多關(guān)于高溫?zé)崂说念A(yù)警系統(tǒng)中,各項(xiàng)措施往往僅考慮了白天的情況,而忽略了夜間。這就是夜間熱浪的 " 狡猾 " 之處啊!
夜間熱浪在我國(guó)的 " 勢(shì)力范圍 " 越來(lái)越大 ……
的確,夜間熱浪并非等閑之輩,近幾十年來(lái)在中國(guó)大肆擴(kuò)張 " 勢(shì)力范圍 "。讓我們看看專業(yè)團(tuán)隊(duì)所呈現(xiàn)的證據(jù)。
中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所賈根鎖研究員團(tuán)隊(duì)利用氣象臺(tái)站觀測(cè)數(shù)據(jù)與遙感不透水面數(shù)據(jù),對(duì) 1980 — 2017 年中國(guó)區(qū)域夜間熱浪的時(shí)空變化特征進(jìn)行了評(píng)估 [ 3 ] 。這里,夜間熱浪事件的定義是每日最低氣溫至少連續(xù) 3 天超過(guò)其相應(yīng)歷史第 90 個(gè)百分點(diǎn)閾值的時(shí)期,重點(diǎn)關(guān)注以下四個(gè)熱浪指數(shù):
夜間熱浪事件次數(shù),全年發(fā)生夜間熱浪事件的次數(shù)。夜間熱浪強(qiáng)度,高于歷史 90% 閾值時(shí)的溫度異常,用于評(píng)估熱浪強(qiáng)度。夜間熱浪持續(xù)時(shí)長(zhǎng),溫度異常超過(guò)閾值后一直持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)度。夜間熱浪發(fā)生日期,一年中第一次夜間熱浪事件的發(fā)生日期。
研究揭示,全國(guó)所有站點(diǎn)平均夜間熱浪事件次數(shù)以每十年 0.31 次的速度增加,全國(guó)平均夜間熱浪事件的強(qiáng)度則以每十年 0.72°C的速度增大,夜間熱浪持續(xù)時(shí)長(zhǎng)以每十年 1 天的速度在延長(zhǎng),且這種持續(xù)時(shí)長(zhǎng)增加主要位于華東和華南的城市群。在一年中開(kāi)始發(fā)生的日期則時(shí)以每十年 15.8 天的速度在提前,很好對(duì)應(yīng)了春季夜間熱浪數(shù)量的增加了。

圖 4:1980-2017 年中國(guó)夜間熱浪事件次數(shù)的時(shí)間序列及趨勢(shì)
(圖片來(lái)源:Shi, Z. et al., 2021)
簡(jiǎn)而言之,就是:夜間熱浪在中國(guó)發(fā)生頻率增加,強(qiáng)度增強(qiáng),持續(xù)時(shí)長(zhǎng)更長(zhǎng),發(fā)生日期提前。進(jìn)一步分析得知,雖然城鄉(xiāng)普遍都出現(xiàn)夜間熱浪增強(qiáng)的現(xiàn)象,但城鄉(xiāng)之間夜間熱浪特征的變化趨勢(shì)還是存在空間差異的。
中國(guó)東部城市地區(qū)夜間熱浪強(qiáng)度、頻率和持續(xù)時(shí)間增加較多,夜間熱浪發(fā)生日期提前。總體而言,快速城市化地區(qū)夜間熱浪強(qiáng)度、次數(shù)和持續(xù)時(shí)長(zhǎng)的增加幅度較大,城市群地區(qū)的城市化對(duì)夜間熱浪的影響普遍高于全國(guó)平均水平。例如,城市化對(duì)長(zhǎng)三角城市群日最低氣溫上升趨勢(shì)的貢獻(xiàn)率約為 30% [ 4 ] ( Yang et al., 2017 ) 。在華南地區(qū),福建省城鎮(zhèn)化對(duì)熱浪發(fā)生頻率的貢獻(xiàn)率約為 50% [ 5 ] ( Lin et al., 2018 ) 。
而中國(guó)西北和東北地區(qū)夜間熱浪的城鄉(xiāng)差異較小,城市地區(qū)夜間熱浪持續(xù)時(shí)間的增加反而小于農(nóng)村地區(qū),表明城市化對(duì)該地區(qū)夜間熱浪的負(fù)反饋?zhàn)饔谩?/strong>其實(shí)這是另一個(gè)現(xiàn)象,在干旱和半干旱氣候區(qū)城市化的這些負(fù)反饋?zhàn)饔帽淮_定為城市冷島,降低了城市地區(qū)的熱浪強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)長(zhǎng) [ 6 ] [ 7 ] (Peng, et al., 2011; Zhou et al., 2014)。因?yàn)樵谥袊?guó)西北部,農(nóng)村站一般分布在干旱地區(qū),而城市站主要位于綠洲地區(qū),城市灌溉綠地就可能誘發(fā)城市冷島效應(yīng)。這也反映了不同環(huán)境背景下的城市類型和城市化程度,所帶來(lái)的效應(yīng)是有所不同的,對(duì)待不同區(qū)域的城市化和熱浪間的關(guān)系還是要區(qū)分認(rèn)識(shí)和討論的。
城市的夜晚,到底是怎么熱起來(lái)?
考慮普遍的情況,城市化會(huì)加劇夜間熱浪。那么具體來(lái)講,城市化程度的提高是如何加強(qiáng)夜間熱浪的呢?
主要原因是兩點(diǎn):
(1)城市化導(dǎo)致蒸發(fā)量減少和風(fēng)力減弱,加強(qiáng)了熱島效應(yīng)。城市的快速發(fā)展會(huì)增加不透水表面覆蓋率,減少滲透和地下水補(bǔ)給,并減少植被的蒸騰作用。城市不透水面積與高層建筑的擴(kuò)張增加了地表粗糙度,加劇了摩擦阻力并降低了地表風(fēng)速,從而減少了來(lái)自周邊農(nóng)村地區(qū)的較冷空氣平流的冷卻。增加的蓄熱則加劇了夜間城市熱島強(qiáng)度。
(2)除了減少蒸發(fā)和風(fēng)外,城市(黝黑道路)比農(nóng)村(綠色植物)更低的反照率增加了白天的熱量?jī)?chǔ)存并增強(qiáng)了夜間的長(zhǎng)波熱量釋放。除了城市化率之外,城市形態(tài)(例如,綠地容積率、天空景觀、建筑密度等)在影響城市熱島方面也起著重要作用。
總的來(lái)說(shuō),不同發(fā)展程度的城市化對(duì)夜間熱浪的貢獻(xiàn)不同。城市的發(fā)展程度越高,下墊面鋪路越多,滲水能力越差,對(duì)應(yīng)著不透水表面積越大,地表蒸發(fā)減少卻又吸熱增多,最終則不斷地使城市熱起來(lái)。

圖 5 鄉(xiāng)村與城市地表特征及能量收支的區(qū)別
(圖片來(lái)源:https://www.ecori.org/green-tip/2019/8/9/cool-ideas-for-reducing-urban-heat-island-effect 作者漢化)
應(yīng)對(duì)夜間熱浪,人們能做些什么呢?
在生活中,如何應(yīng)對(duì)夜間熱浪呢?夜間高溫對(duì)人體的影響很大程度體現(xiàn)在睡眠上,高溫下人體難以入眠,可以采用提前開(kāi)風(fēng)扇或空調(diào)以降低室溫,使用透氣的竹制床上用品等等。在日夜兼熱的情況下,更要注意避免終日待在空調(diào)房導(dǎo)致缺氧引起頭疼等 " 空調(diào)病 "。同時(shí),飲食上可以清淡些,睡前避免吃大餐,因?yàn)橄澄锏倪^(guò)程也會(huì)引起體溫升高。
除此,還可以從根源上考慮如何緩解夜間熱浪。比如,在城市建設(shè)規(guī)劃中,對(duì)于鋪路和建筑材料的選取,房屋顏色的選擇,樓棟間的間隔和通風(fēng)等等的考慮。再者,提高對(duì)夜間熱浪的關(guān)注和警惕,可以借鑒對(duì)白天高溫?zé)崂说亩x方式同樣制定夜間熱浪的標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)警標(biāo)志,加大宣傳,讓大眾對(duì)這個(gè)隱藏的 " 殺手 " 有所認(rèn)識(shí)有所防范,讓我們更好地應(yīng)對(duì) " 炎炎夏夜 "。
原文地址:http://www.myzaker.com/article/62d9fbc7b15ec054f80b5cfe
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