刊登于国际学术期刊“Nonlinear Processes in Geophysics”
夏季城市夜晚比农村格外炎热的原因已被科学证实。
国立釜庆大学表示,环境大气科学专业的Moon Useok教授研究团队的研究员Jeon Mijeong,近日发表研究成果,用简化的热力学模型解释了引发城市与郊外地区气温差异的城市热岛(Urban Heat Island)现象。
本次研究重点在于从物理机制上阐明城市热岛为何、以及何时最为强烈。城市热岛是指城市地区气温高于周边郊外地区的现象,是与高温热浪加剧、能源需求增加、健康风险扩大等相关的主要气候问题。
然而,既有研究多是罗列观测案例或依赖复杂的数值模式,在直观理解其核心原理方面存在局限。研究团队从“地表能量收支(Surface Energy Balance)”的视角切入城市气温变化,提出了由最少变量构成的简化热力学模型。
研究显示,城市在白天通过太阳辐射吸收大量热量,其中相当一部分被建筑、道路、混凝土等人工结构储存。这些储存的热量在夜间缓慢释放,导致城市比周边地区降温更晚,从而强化夜间热岛现象。
研究团队用数学上简化的模型来表达这一过程,展示了白天的热量积累与夜间的热量释放如何影响城市气温。由此明确说明,城市热岛并非只是“城市更热”这一表象,而是源于随时间推移不断累积与释放的热量在结构上的不对称性。
Moon Useok教授表示:“本研究的意义在于,不是借助复杂的大尺度气候模式,而是用仅需最少变量即可再现、但又可解释的简明模型来说明城市热岛。”他还称:“超越以往的经验性、统计性方法,本研究在城市如何储存和释放热量方面提供了根本性的理解,这是本次研究最大的成果。”
这一研究路径有助于更直观地理解城市气候,并有望在今后用于科学评估城市设计、绿地扩充、建筑材料选择以及高温热浪应对政策等实际缓解策略。
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