地下也有热岛效应，正在威胁建筑安全
城市街道、人行道和屋顶都会吸收热量，这会使一些城市的气温在白天比农村高出约3°C，在晚上高出约12°C。与此同时，随着城市吸收的热量向下扩散，这样的“城市热岛”效应会蔓延到地下。地下室、地铁隧道和其他地下基础设施也会不断向周围释放热量。
针对美国芝加哥市中心的一项新研究表明，城市建筑向地下释放的热量，可能也会威胁到它们自身：温度变化会导致土地的膨胀和收缩，从而威胁建筑的稳定性。美国西北大学的土木和环境工程师、该研究的作者亚历山德罗·F.罗塔·洛里亚（Alessandro F. Rotta Loria）表示：“在（没人）注意到的时候，芝加哥的市中心正在变形。”
罗塔·洛里亚称，研究发现，在地基比较软弱的城市中，一些基础设施正在面临“无声危机”——尤其是那些靠近水体的城市。他补充道：“发生在地下的气候变化可能已经给地基造成了结构性问题，而我们甚至还没有意识到这一点。”尽管这不会立刻威胁人类的生命，但这种从未被关注的地下影响表明，气候变化给地球带来的改变仍待挖掘。该研究结果已发表于《通讯·工程》（Communications Engineering）。
并不只有人类受到影响。加拿大萨斯喀彻温大学的工程地质学家格兰特·弗格森（Grant Ferguson，未参与这项研究）说：“对于地下的很多东西来说，我们有点‘眼不见，心不烦’。”但地下世界充满了各种各样的生物，包括蠕虫、蜗牛、昆虫、甲壳类动物和蝾螈，它们已经适应了地下的环境。德国马丁·路德-哈勒-维滕贝格大学的地球科学家彼得·拜耳（Peter Bayer，未参与这项研究）表示，这些生物已经习惯了“非常静态的环境”。他解释说，地表的温度通常会在一年中剧烈变化，然而地下的温度只会在年平均水平附近轻微波动。
弗格森说，与大气温度相比，地下“有独特的记忆”。由于气候变化和城市发展，地下曾经稳定的温度会上升，弗格森和拜耳等科学家正在密切关注这种温度变化对地下生态系统的潜在影响。例如，如果地下水温度过高，可能会引发水体的化学变化，杀死当地的生物或迫使它们离开，并滋生大量微生物。
但是，地下“热岛”如何影响基础设施的问题尚未得到全面研究。由于材料会随着温度的变化而膨胀和收缩，罗塔·洛里亚怀疑地下建筑和隧道释放的热量可能正在威胁建筑结构。他利用150多个传感器，收集了芝加哥市中心卢普区地下室、火车隧道和地下停车场三年来的数据。作为对比，他还在卢普区的一处大型公园——格兰特公园的地下安装了传感器。
研究发现，芝加哥的地表和地下温度每年会整体上升约0.14℃，而特定地下区域的温度最高可以比未受城市热岛效应影响的区域高出15℃。为了进一步了解这种差异会如何影响周围土壤的物理特性，罗塔·洛里亚利用计算机模型模拟了从20世纪50年代到现在的地下环境，并预测了从现在到2051年的变化。
他发现，到本世纪中叶，卢普区的一些地下区域可能会向上隆起12毫米或下沉8毫米，具体取决于该地区的土壤成分。这种程度的位移听起来可能微不足道，但罗塔·洛里亚说，这已经会破坏一些建筑物的地基和墙壁，并可能导致建筑物倾斜。他说，近几十年来，这种地下变化可能已经为维护正常土木结构带来了持续挑战，并提高了维护成本。
德国卡尔斯鲁厄理工学院的地球科学家凯瑟琳·门伯格（Kathrin Menberg，未参与这项研究）表示，这些位移预测值比她猜测的要高出几个数量级，可能与芝加哥土壤较软、黏土含量较高有关。门伯格指出，黏土材料特别敏感，对于全球所有建在黏土质地层上的城市来说，地下的温度变化都将是一个大问题。许多邻近海洋和河流的城市也包括在内，例如伦敦。弗格森也指出，建在坚硬岩石上的城市（如纽约市）不会受到那么强烈的影响。
就像地表以上的气候变化一样，地下的气候变化也是逐渐发生的。弗格森说：“这些影响会在几十年、甚至一个世纪的时间内逐渐积累。”他补充道，地下升高的温度同样需要很长时间才能自行消散：“我们可以立刻停止几乎一切城市活动，但地下的温度信号依然还会持续很长一段时间。”
但弗格森和其他研究人员表示，这些被浪费的热能也可以重新利用。地铁隧道和地下室可以采用地热技术进行改造，以捕获热量。例如，可以通过在地下高温区安装水管来吸收一些热能。尽管这些能量不足以将水转化为蒸汽并发电，但它仍然可以用于为建筑物和其他民用基础设施供暖。但门伯格表示，这种方法的前期成本高昂，并且只能满足当地的部分能源需求。
尽管如此，随着地表气候变化加剧地下的变暖趋势，关于成本的计算可能会发生变化。在一个更热的世界里，建筑物将需要更多的电力来保持凉爽，而这又会向外释放更多的热量、产生更多的能源浪费。尽管速度可能很慢，但这种热量将继续积聚在我们脚下。
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