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撰文 | 蕾切爾 · 伯科威茨（Rachel Berkowitz）

翻譯 | 曾欣欣

1927 年 5 月的一個早晨，威廉 · 施密特（Wilhelm Schmidt）將水銀溫度計(jì)掛在車門上，在維也納駕車 3 個小時，他同時還記錄了溫度計(jì)顯示的氣溫。施密特最終繪制的溫度分布圖顯示，溫度更高的區(qū)域對應(yīng)著市中心建筑密集區(qū)，而溫度更低的區(qū)域則主要對應(yīng)的是樹木繁茂的地方、草地公園和水路。這是首次繪制出的 " 城市熱島 " 圖，其中 " 島嶼 " 的氣溫較高，而 " 島嶼 " 周圍的 " 海 " 則表現(xiàn)出相對較低的氣溫。

2003 年歐洲遭遇熱浪，英國部分地區(qū)約 50% 的高溫相關(guān)死亡，以及巴黎老年人的死亡人數(shù)增加都與城市熱島有關(guān)。美國環(huán)境保護(hù)局（EPA）也指出，美國在 2004 年至 2018 年間，平均每年有 702 人因高溫死亡，其中城市熱島是主要因素。目前，世界一半以上的人口都居住在城市，全球變暖對當(dāng)?shù)鼐用竦挠绊憰黠@惡化，而且情況還會變得越來越糟。

伊娃 · 馬克斯（Eva Marques）是法國圖盧茲大學(xué)的氣象學(xué)研究員，馬克斯和同事正在使用現(xiàn)代方法更新施密特曾使用的方法，以此繪制有風(fēng)險(xiǎn)的高溫區(qū)。他們試圖利用聯(lián)網(wǎng)私家車中的溫度計(jì)，有效繪制城市里一些街區(qū)的溫度變化。這些數(shù)據(jù)可以幫助城市規(guī)劃者在沒有精密儀器的地方制定緩解熱島效應(yīng)的政策。

當(dāng)天然的土地覆蓋（land cover）被柏油、混凝土等能夠吸收和儲存更多熱量的材料取代時，就會產(chǎn)生城市熱島效應(yīng)，使這些地區(qū)的氣溫更高，尤其是在晚上。此外，熱島效應(yīng)還會影響濕度和大氣污染物在大氣中的分布，從而影響城市的空氣質(zhì)量。馬克斯表示：" 隨著熱浪等極端事件不斷加劇，城市規(guī)劃者需要重新思考如何設(shè)計(jì)城市空間。"

許多城市缺乏能夠全面監(jiān)測熱島的氣象站網(wǎng)，于是馬克斯和同事把目光投向了正在成為汽車標(biāo)配的聯(lián)網(wǎng)傳感器。首先，研究人員收集了來自法國圖盧茲市車載溫度傳感器的測量數(shù)據(jù)，并且研究了氣流等因素對車載溫度計(jì)的影響。值得一提的是，這座城市擁有高精度氣象站，因此可以對比檢驗(yàn)不同來源的數(shù)據(jù)。

接下來，研究人員利用來自車載傳感器的數(shù)據(jù)庫（包含數(shù)百萬份數(shù)據(jù)）繪制了幾個西歐城市的氣溫分布圖。這些數(shù)據(jù)是出于保險(xiǎn)的原因由制造商在 2016 到 2018 年間收集的。研究人員每隔 10 秒讀取一次數(shù)據(jù)，這可以使數(shù)據(jù)更加精細(xì)，從而將溫度的空間分辨率有效提升至邊長為 200 米的正方形網(wǎng)格。

除此之外，這種方法還能使研究人員繪制沿著街道的氣溫分布圖，而街道上的氣溫往往會因?yàn)槿祟惢顒印⒊鞘腥S形態(tài)和氣流出現(xiàn)區(qū)域差異。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《美國氣象學(xué)會公報(bào)》（Bulletin of the American Meteorological Society）雜志上。

美國大氣研究中心（NCAR）的研究員阿曼達(dá) · 西姆斯 - 安德森（Amanda Siems-Anderson，未參與這項(xiàng)研究）表示：" 收集車載產(chǎn)品記錄的數(shù)據(jù)，從而獲得與氣象相關(guān)的信息 …… 這類微觀數(shù)據(jù)還沒有得到充分的利用。" 加拿大多倫多大學(xué)的城市氣候?qū)W研究員伊恩 · 斯圖爾特（Iain Stewart，未參與這項(xiàng)研究）補(bǔ)充道：" 這項(xiàng)研究工作展示了這類數(shù)據(jù)的一種全新用法。研究極具啟發(fā)性，指出了未來在城市中獲取數(shù)據(jù)的可能方式。"

西姆斯 - 安德森表示，工廠在車輛上安裝的傳感器可以提供與天氣和氣候相關(guān)的豐富數(shù)據(jù)。目前的挑戰(zhàn)在于，確保數(shù)據(jù)的一致性和質(zhì)量，以及建立健全的基礎(chǔ)設(shè)施，以便從足夠多的車輛中獲取數(shù)據(jù)。例如，NCAR 已經(jīng)能利用一套每 5 分鐘更新一次的系統(tǒng)，從車輛中收集數(shù)據(jù)，從而為天氣預(yù)報(bào)提供額外的數(shù)據(jù)。但西姆斯 - 安德森表示：" 這類項(xiàng)目通常只會收集來自十到數(shù)百輛車輛的數(shù)據(jù)，因此除非這些車輛分布在一個面積非常小的區(qū)域，否則就無法提供充足的數(shù)據(jù)。" 要想從試點(diǎn)研究發(fā)展到下一個階段，就需要大幅擴(kuò)大規(guī)模。此外，對隨機(jī)數(shù)據(jù)集的質(zhì)量控制也至關(guān)重要，因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)來自于偶然出現(xiàn)在對應(yīng)區(qū)域的車輛。

為此，很多機(jī)構(gòu)正在采取措施。在美國，地方、州和國家計(jì)劃安裝和運(yùn)營能夠收集和處理聯(lián)網(wǎng)車輛數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施，同時還計(jì)劃提高社區(qū)驅(qū)動的城市氣候研究的準(zhǔn)確性。例如，美國運(yùn)輸部已經(jīng)在紐約和懷俄明州等地，部署了用于監(jiān)測交通和天氣狀況的試點(diǎn)項(xiàng)目。最終，這些數(shù)據(jù)可以填補(bǔ)固定式氣象站無法覆蓋的區(qū)域所產(chǎn)生的空白，從而有利于測繪和監(jiān)測城市熱島。

馬克斯表示：" 我們的地圖可以幫助研究人員更好地理解綠地、新建筑和水體是如何影響當(dāng)?shù)貧鉁刈兓摹? 她的目標(biāo)是為決策過程提供城市氣候數(shù)據(jù)。例如，馬克斯的團(tuán)隊(duì)與圖盧茲市市政官員合作，推動校園綠化工程，并優(yōu)先安排社區(qū)居民使用可以有效冷卻建筑物的新設(shè)備。不過，合作方還沒有使用她所繪制的溫度分布圖。馬克斯表示，法國有一些小城市缺乏完善的氣象站網(wǎng)，而他們想使用她所繪制的圖來評估城市的氣溫狀況。馬克斯補(bǔ)充道：" 在未來幾年，眾包數(shù)據(jù)將是一種用于繪制溫度分布圖的新方式，它還非常便于與市政機(jī)構(gòu)共享。"

斯圖爾特指出，為城市規(guī)劃繪制高質(zhì)量的溫度分布圖非常困難，而且通過眾包的方式收集數(shù)據(jù)也處于早期階段。理想情況下，溫度分布圖還應(yīng)該包含除街道外的人群密集區(qū)。斯圖爾特表示：" 事實(shí)上，世界上低收入地區(qū)中炎熱且擁擠的城市是溫度分布圖的最大受益者。" 但是，歷史上卻未充分研究熱帶地區(qū)低收入城市的城市氣候。而且，其中的許多城市仍無法獲得那些已經(jīng)使世界上其他地區(qū)受益的工具，而這些城市又是最容易受到熱島效應(yīng)影響的地區(qū)。

為城市繪制更多詳細(xì)的溫度分布圖，有助于城市規(guī)劃者設(shè)計(jì)減緩和適應(yīng)氣候變化的策略，從而解決城市熱島中的高溫區(qū)。斯圖爾特表示：" 開發(fā)這種方法的有利條件在于汽車無處不在，因此好像整個世界就在你的指尖之間一樣。"