白色屋顶可以成功地为城市降温

一项新研究的结果表明，将建筑物的屋顶涂成白色有可能显着降低城市的温度并减轻全球变暖的一些影响。

这项研究是第一个模拟白色屋顶对全球城市地区影响的计算机建模研究，表明将屋顶变成白色的想法可能是有价值的。

但由科罗拉多州博尔德国家大气研究中心 (NCAR) 的科学家领导的研究小组警告说，白色屋顶的概念和实际使用之间仍然存在许多障碍。

“我们的研究表明，至少在理论上，白色屋顶可以成为减少城市热量的有效方法，”该研究的首席科学家 NCAR 科学家 Keith Oleson 说。 “城市将屋顶漆成白色是否真的可行还有待观察，但这个想法肯定值得进一步调查。”

研究结果将于今年冬天晚些时候在美国地球物理联盟 (AGU) 期刊地球物理研究快报上发表 .

这项工作由 NCAR 的赞助商国家科学基金会 (NSF) 资助。 “气候变化减缓研究是一个极其重要的话题，”美国国家科学基金会 NCAR 项目主任史蒂夫纳尔逊说。 “无论是在白色屋顶还是其他减缓气候变化的主题上，重要的是要考虑许多反馈和复杂的考虑因素，这使得该领域的研究变得非常复杂。”

城市特别容易受到气候变化的影响，因为它们比边远农村地区更温暖。

沥青路面、柏油屋顶和其他人造表面吸收太阳热量，形成城市“热岛效应”，与农村地区相比，平均气温可升高 2 至 5 华氏度（约 1 至 3 摄氏度）或更多.

白色屋顶会将部分热量反射回太空和凉爽的温度，就像在晴天穿白衬衫比穿深色衬衫更凉爽一样。

研究小组使用新开发的计算机模型来模拟城市表面吸收或反射的太阳辐射量。

模型模拟为科学家们提供了世界上不同类型城市的理想化视图，表明如果每个屋顶都完全漆成白色，城市热岛效应可降低 33%。

这将使世界城市平均降温约 0.7 华氏度，降温影响在白天尤其明显，尤其是在夏季。

作者强调，他们的研究应该被视为对典型城市景观的假设性观察，而不是任何一个城市的实际屋顶。

在现实世界中，冷却影响可能会小一些，因为灰尘和风化会导致白色油漆随着时间的推移而变暗，并且由于加热和冷却通风口等开口，部分屋顶将保持未上漆。

此外，白色屋顶会降低建筑物内的温度。因此，根据当地气候，用于空间供暖和空调的能源数量可能会发生变化，这可能会影响外部气温以及与全球变暖相关的石油和煤炭等化石燃料的消耗。

根据空调或暖气受到的影响更大，这可能会放大或部分抵消屋顶的影响。

“这并不像将屋顶涂成白色并为城市降温那么简单，”Oleson 说。

研究表明，根据城市的位置和设计等因素，一些城市会比其他城市从白色屋顶中受益更多。需要考虑的因素包括：

• 屋顶密度。屋顶密集的城市会更凉爽。
• 建设。允许大量来自太阳的热量穿透建筑物内部的屋顶（金属屋顶和几乎没有绝缘材料的屋顶可能会发生这种情况）如果涂成白色，则在冷却室外温度方面效果较差。
• 位置。在相对温暖的气候中，白色屋顶往往会产生更大的影响，这些气候全年都能获得强烈的阳光。

虽然该模型没有足够的细节来捕捉单个城市，但它确实显示了较大都市地区的温度变化。例如，纽约地区夏季下午的温度会降低近 2 华氏度。

研究小组使用了一种由 Oleson 及其同事开发的新计算机模型，该模型旨在评估气候变化对城市人口的影响，并探索应对气温上升的方案。

这个城市峡谷模型模拟了城市景观中的温度变化，捕捉了屋顶、墙壁、街道和绿地对当地温度的影响等因素。

Oleson 成功地将城市峡谷模型与全球气候的计算机模拟、基于 NCAR 的社区气候系统模型联系起来，从而使研究人员能够研究全球气候变化与城市地区之间的相互作用。

新模型还没有能力复制特定城市的建筑和设计。相反，研究团队使用人口密度、城市设计和建筑施工等类别在模型中创建了城市的抽象。

Oleson 和他的同事计划继续完善该模型，以便为关心保护城市人口免受热浪和其他气候变化相关风险的决策者提供更多信息。

“了解气候变化将如何影响脆弱的城市地区至关重要，这些地区是世界上大多数人口的家园，”该论文的合著者、NCAR 科学家戈登博南说。

美国国家科学基金会 (NSF) 是一个独立的联邦机构，支持所有科学和工程领域的基础研究和教育。在 2010 财年 (FY)，其预算约为 69 亿美元。 NSF 基金通过向近 2,000 所大学和机构提供赠款，覆盖了所有 50 个州。每年，NSF 都会收到超过 45,000 份竞争性资金申请，并颁发超过 11,500 份新的资助奖励。 NSF 每年还授予超过 4 亿美元的专业和服务合同。

一名建筑工人在华盛顿市中心粉刷白色屋顶
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