你在的小区有多热？为了弄清，他们连接了城市的汽车
图片来源：Pixabay
撰文 | 蕾切尔·伯科威茨（Rachel Berkowitz）
翻译 | 曾欣欣
1927年5月的一个早晨，威廉·施密特（Wilhelm Schmidt）将水银温度计挂在车门上，在维也纳驾车3个小时，他同时还记录了温度计显示的气温。施密特最终绘制的温度分布图显示，温度更高的区域对应着市中心建筑密集区，而温度更低的区域则主要对应的是树木繁茂的地方、草地公园和水路。这是首次绘制出的“城市热岛”图，其中“岛屿”的气温较高，而“岛屿”周围的“海”则表现出相对较低的气温。
2003年欧洲遭遇热浪，英国部分地区约50%的高温相关死亡，以及巴黎老年人的死亡人数增加都与城市热岛有关。美国环境保护局（EPA）也指出，美国在2004年至2018年间，平均每年有702人因高温死亡，其中城市热岛是主要因素。目前，世界一半以上的人口都居住在城市，全球变暖对当地居民的影响会明显恶化，而且情况还会变得越来越糟。
伊娃·马克斯（Eva Marques）是法国图卢兹大学的气象学研究员，马克斯和同事正在使用现代方法更新施密特曾使用的方法，以此绘制有风险的高温区。他们试图利用联网私家车中的温度计，有效绘制城市里一些街区的温度变化。这些数据可以帮助城市规划者在没有精密仪器的地方制定缓解热岛效应的政策。
当天然的土地覆盖（land cover）被柏油、混凝土等能够吸收和储存更多热量的材料取代时，就会产生城市热岛效应，使这些地区的气温更高，尤其是在晚上。此外，热岛效应还会影响湿度和大气污染物在大气中的分布，从而影响城市的空气质量。马克斯表示：“随着热浪等极端事件不断加剧，城市规划者需要重新思考如何设计城市空间。”
许多城市缺乏能够全面监测热岛的气象站网，于是马克斯和同事把目光投向了正在成为汽车标配的联网传感器。首先，研究人员收集了来自法国图卢兹市车载温度传感器的测量数据，并且研究了气流等因素对车载温度计的影响。值得一提的是，这座城市拥有高精度气象站，因此可以对比检验不同来源的数据。
接下来，研究人员利用来自车载传感器的数据库（包含数百万份数据）绘制了几个西欧城市的气温分布图。这些数据是出于保险的原因由制造商在2016到2018年间收集的。研究人员每隔10秒读取一次数据，这可以使数据更加精细，从而将温度的空间分辨率有效提升至边长为200米的正方形网格。
除此之外，这种方法还能使研究人员绘制沿着街道的气温分布图，而街道上的气温往往会因为人类活动、城市三维形态和气流出现区域差异。相关研究结果发表在《美国气象学会公报》（Bulletin of the American Meteorological Society）杂志上。
美国大气研究中心（NCAR）的研究员阿曼达·西姆斯-安德森（Amanda Siems-Anderson，未参与这项研究）表示：“收集车载产品记录的数据，从而获得与气象相关的信息……这类微观数据还没有得到充分的利用。”加拿大多伦多大学的城市气候学研究员伊恩·斯图尔特（Iain Stewart，未参与这项研究）补充道：“这项研究工作展示了这类数据的一种全新用法。研究极具启发性，指出了未来在城市中获取数据的可能方式。”
西姆斯-安德森表示，工厂在车辆上安装的传感器可以提供与天气和气候相关的丰富数据。目前的挑战在于，确保数据的一致性和质量，以及建立健全的基础设施，以便从足够多的车辆中获取数据。例如，NCAR已经能利用一套每5分钟更新一次的系统，从车辆中收集数据，从而为天气预报提供额外的数据。但西姆斯-安德森表示：“这类项目通常只会收集来自十到数百辆车辆的数据，因此除非这些车辆分布在一个面积非常小的区域，否则就无法提供充足的数据。”要想从试点研究发展到下一个阶段，就需要大幅扩大规模。此外，对随机数据集的质量控制也至关重要，因为这些数据来自于偶然出现在对应区域的车辆。
为此，很多机构正在采取措施。在美国，地方、州和国家计划安装和运营能够收集和处理联网车辆数据的基础设施，同时还计划提高社区驱动的城市气候研究的准确性。例如，美国运输部已经在纽约和怀俄明州等地，部署了用于监测交通和天气状况的试点项目。最终，这些数据可以填补固定式气象站无法覆盖的区域所产生的空白，从而有利于测绘和监测城市热岛。
马克斯表示：“我们的地图可以帮助研究人员更好地理解绿地、新建筑和水体是如何影响当地气温变化的。”她的目标是为决策过程提供城市气候数据。例如，马克斯的团队与图卢兹市市政官员合作，推动校园绿化工程，并优先安排社区居民使用可以有效冷却建筑物的新设备。不过，合作方还没有使用她所绘制的温度分布图。马克斯表示，法国有一些小城市缺乏完善的气象站网，而他们想使用她所绘制的图来评估城市的气温状况。马克斯补充道：“在未来几年，众包数据将是一种用于绘制温度分布图的新方式，它还非常便于与市政机构共享。”
斯图尔特指出，为城市规划绘制高质量的温度分布图非常困难，而且通过众包的方式收集数据也处于早期阶段。理想情况下，温度分布图还应该包含除街道外的人群密集区。斯图尔特表示：“事实上，世界上低收入地区中炎热且拥挤的城市是温度分布图的最大受益者。”但是，历史上却未充分研究热带地区低收入城市的城市气候。而且，其中的许多城市仍无法获得那些已经使世界上其他地区受益的工具，而这些城市又是最容易受到热岛效应影响的地区。
为城市绘制更多详细的温度分布图，有助于城市规划者设计减缓和适应气候变化的策略，从而解决城市热岛中的高温区。斯图尔特表示：“开发这种方法的有利条件在于汽车无处不在，因此好像整个世界就在你的指尖之间一样。”
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