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真的好熱!解讀都市熱島效應

陳歆怡    

緩和都市熱島效應的最好方法,就是在都市裡創造綠洲。研究顯示,一處面積3公頃的綠地,就能讓周邊氣溫下降0.5℃以上,而1公頃的樹木,每年可吸收67噸灰塵。圖為位於台北市中心、占地25.894公頃的大安森林公園。(攝影/薛繼光)
6月端午節前,大家還在慶幸今年天候尚稱溫和舒適,怎知7月一到,溫度就一路狂飆,節氣「小暑」還未到,台北市就出現了連續5天超過37℃最高溫的熱浪,甚至還出現38.6℃的高溫,追平氣象史上7月的高溫紀錄。

事實上,世界各地包括印度、美國、中國,以及法、義、德、西等歐洲國家,今年已早台灣一步遭受熱浪襲擊。

為什麼會這麼熱?科學家們不約而同把矛頭指向「全球暖化」,然而,導致地球發燒的另一個重要因素則是「熱島效應」,這方面的研究在台灣起步甚晚,卻是亟待改善的課題。

中央研究院環境變遷研究中心主任劉紹臣指出,在增溫的絕對值方面,過去百年來台灣都會區的增溫(1.5℃)比北半球增溫(0.7℃)高出約2倍,顯示「全球暖化只是大背景,各國主要城市的增溫現象,明顯是受到熱島效應的影響。」

何謂「都市熱島效應」?

熱島效應是世界各大城市共通的區域性氣候異常現象,簡單來說便是,無論何時,都市溫度都比周邊地區異常的高(舉例而言,台北市夏日正午的溫度就比鄰近地區足足高出4.5℃)。

產生熱島效應的原因包括:(1)城市裡有大量的鋼筋水泥建築、磚石構造與柏油路面,這些人造物的熱傳導率和熱容量都很高,會吸收大量的太陽輻射;(2)由於水泥與柏油取代了植被空間,使得植物及土壤的「含水」乃至水分透過自然蒸散的降溫功能遽減;(3)高聳而縱橫交錯的建築物,降低了都市的通風效率;(4)汽機車與冷氣運轉時釋放大量廢熱;(5)汽機車製造的污染物質(懸浮微粒)容易在都市上空形成雲霧,雖在白天會有遮蔽陽光的效果(從而能局部降溫),卻在夜間阻礙熱氣的散逸,使得都市夜晚的增溫明顯。

熱島效應在台灣的影響程度及範圍有多大?根據劉紹臣與許乾忠、陳正平於2009年發表的台灣長期氣溫變化的研究,有3組數據可以具體說明:

首先,1980年以後,在台北、台中、台南3大都會區的增溫比3個中小城(花蓮、台東、恆春)高出約2倍,顯示都會區熱島效應最為嚴重。

持續加溫的台北

其次則是比較1961年至2005年,台灣各地「晚上極低溫高於25℃」的天數變化(見圖一);劉紹臣解釋,「夜間增溫」是熱島效應的特殊產物,因為白天所大量吸收的熱量會在夜間持續釋放,而夜晚極低溫高於25℃時則意味該晚需要開冷氣。

圖一顯示,過去50年來,全台不論何地「晚上需要開冷氣」的天數皆明顯增加,然而又以台北市的增加幅度最大(從1年35天增加至1年超過100天)。

其三,再看1961年至2005年,台灣各地「白天氣溫高於37℃」的天數變化:圖二顯示,大於37℃的天數只在台北市明顯增加(從每年低於5天增為超過12天),顯然是受到都市熱島效應的影響。

總體而言,「台灣可能是全世界都市熱島效應最嚴重的地區之一!」劉紹臣補充說明,台灣一年四季都受到海洋吸收熱能並釋放濕氣的調節,因此與同緯度的內陸城市相比,原本熱浪還不至於到「酷熱難耐」的地步,可嘆的是,由於台灣在過去40年來快速的都市化與工業化,西部平原大部分土地已被櫛比鱗次的建築、工廠及柏油路面取代,「即使在郊區,連原本能夠提供水汽蒸散功能、為周邊地區有效降溫的水稻田也在流失當中,」可以想見,未來熱島效應的影響範圍還會持續擴大,終至「吞噬」大部分的島嶼平地。


都市熱島效應使得全球暖化雪上加霜;科學家預測,如果人類繼續依照現在的速率排放溫室氣體,不出25年,我們的下一代將被迫生活在一個熱浪、旱災、暴雨、土石流輪番襲擊的世界。(攝影/薛繼光)

衝擊1:健康不保

醫師指出,當人體長時期處於高溫環境以及強烈日光輻射之下,導致中樞神經體溫調節機制發生紊亂並衍生病變,稱之為「熱疾病」。

最常見的熱疾病包括「熱衰竭」與「中暑」。「熱衰竭」指的是人體在濕熱的環境裡,因大量排汗及流失電解質,而產生的輕微休克症狀,表現為暈眩、頭痛、全身衰弱、噁心等,有時還會因為體內鹽分分配失調而出現局部肌肉痙攣現象。此時患者的體溫通常還低於39℃,只要即時處理(包括補充水分及鹽分、移至陰涼處降溫)就能好轉。

「中暑」則是比熱衰竭更為嚴重的病程,此時患者體溫已升高超過40.5℃,由於身體已無法正常散熱,因此排汗稀少而皮膚乾燥發紅,其他症狀有:脈搏跳動快、全身抽筋甚至意識障礙等。而一旦體溫超過42℃以上,就有可能發生致死性肺水腫、心肺功能障礙或永久性腦部傷害。

研究顯示,老年人中暑的發生率是一般成人的3倍(原因包括身體調適能力差,或活動空間裡沒有冷氣)。此外,心血管疾病患者、肥胖者及酒癮患者也都是高危險群。

衝擊2:系統失靈

高溫炎熱除了依賴冷氣而不利節能減碳、與暖化形成惡性循環外,另一方面也可能導致各方面的「系統失靈」,對都市生活甚至生命財產造成威脅。

以全台飆高溫的7月3~4日而言,幸好這兩天適逢周休假日,用電量大的工廠都停工,所以瞬間用電量並未破錶。然而台電指出,2日的全台瞬間用電量已經超過民國97年與98年的紀錄,如果氣溫持續飆高,「缺電」噩運並非不可能發生。

又以今夏被熱浪襲擊的世界各地城市發生的危機為例:

在美國紐澤西州的紐瓦克,電線熱得鬆弛垂軟,鐵軌也受熱擴張,地鐵列車不得不減速,導致通勤列車誤點甚至取消。

在德國,有3列火車的空調系統因高溫發生故障,其中一輛列車距離車站遙遠,但是高科技設計的車窗又不能徒手打開,導致車內溫度升到50℃,有52人出現熱衰竭的症狀,必須緊急送醫治療。

高溫假?

由於酷暑現象已成常態,有些國家已將「高溫津貼」與「高溫假」視為必要:中國大陸從兩年前就將「高溫」列入「職業病防治法」中的職業病危害因素,各地政府要求企業於每年6~10月溫度在33℃以上時,要對「中低階層、無法在有冷氣降溫的環境下工作者」發放「高溫津貼」。


都市裡的水泥及柏油覆蓋過廣,汽機車、冷氣機、照明等所排放的熱氣又造成惡性循環。台灣人口密度高,加上重開發、輕保育的都市治理邏輯,很難不讓人憂慮未來只會越來越「悶」。(攝影/薛繼光)

近日台灣也有不少學者與勞工團體呼籲政府,應針對戶外勞動者制訂「高溫假」或調整工時。文化大學土地資源學系副教授楊之遠則進一步建議,氣象單位應先建立一套完整的熱浪預警程序,並和社會福利與衛生醫療單位配合提出應變機制,民眾的健康才有保障。

當務之急:都市改造

由於熱島效應的產生主要為都市設計規劃時未有周詳的環境考量,改善對策不僅包括街區建築的改造,也需要從都市規劃的法令層面加以檢討。

具體而言,從建築基地著手的改善措施包括:(1)獎勵建築基地及停車場的綠化;(2)推廣透水性的道路鋪面技術,並改善雨水的回收再利用系統;(3)推動屋頂綠化,或是在屋頂裝置隔熱磚或高反射性的塗料,以抑制建物屋頂的蓄熱。

從整體層面著手的對策則包括:(1)擴大對都市綠地、河川及農地等自然環境的保育;(2)規定新建築需符合一定程度的節能標準;(3)在都市計畫中的建築配置中,順應自然的地形及風向,以強化街區通風。

總之,唯有多管齊下、持之以恆,才有可能化熱島為綠洲!

【完整內容請見《台灣光華雜誌》八月號】


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