PNAS: Приоритет адаптации к теплу городской инфраструктуры на основе нескольких результатов: комфорт, здоровье и энергия
В работе оценивается, как три города в разных климатических условиях (Финикс, Торонто и Майами) могут лучше всего адаптироваться к всё более распространённым и интенсивным волнам тепла. Оцениваются влияние уличных деревьев, прохладных крыш (крыш с нанесённым на поверхность кровли специальным жидким составом), зелёных крыш, солнечных панелей на крышах и отражающих тротуаров на наружный тепловой стресс, потребление энергии для кондиционирования воздуха и вентиляцию загрязненного воздуха во время современных и будущих волн тепла. Уличные деревья затеняют пешеходов, снижая тепловой стресс в четыре раза эффективнее, чем любая другая стратегия. Солнечные панели на крыше с накоплением энергии могут генерировать достаточно энергии для систем кондиционирования воздуха. Прохладные и зелёные крыши умеренно улучшают результаты, в отличие от прохладных тротуаров. Там, где влияние выбросов на качество воздуха на уровне улицы вызывает меньше беспокойства, сочетание уличных деревьев и солнечных панелей на крыше является оптимальным во всех исследованных городах.
Во всём мире города сталкиваются с растущей экстремальной жарой, влияющей на комфорт, здоровье людей и потребление энергии. Стратегии адаптации к теплу на основе инфраструктуры могут улучшить эти результаты, но каждая стратегия имеет уникальное сочетание преимуществ и недостатков. Здесь авторы применили урбанизированную метеорологическую модель (WRF) с новой интегрированной многослойной моделью уличных деревьев BEP-Tree для динамического даунскейлинга прогнозов модели земной системы и трёхмерную модель микроклимата (TUF-Pedestrian) для воспроизведения радиационной среды уличного масштаба, влияющей на пешеходов. Оценивалась эффективность пяти стратегий адаптации к теплу (уличные деревья, прохладные крыши, зелёные крыши, фотоэлектрические элементы на крышах и отражающие покрытия) во время экстремальных тепловых явлений в трёх городах с контрастным фоновым климатом (Торонто, Финикс и Майами) в современных и прогнозируемых на конец века климатических условиях на основе трёх показателей: тепловой стресс на открытом воздухе, энергопотребление для кондиционирования воздуха и вентиляция загрязнения воздуха транспортными средствами. Ни одна отдельная стратегия адаптации не улучшает все три результата. В то время как уличные деревья подавляют вентиляцию, они снижают наружный тепловой стресс в четыре раза эффективнее, чем следующая лучшая стратегия за счёт затенения, полностью компенсируя увеличение теплового стресса в климатическом сценарии с высоким уровнем выбросов в конце века во всех исследуемых городах. Прохладные крыши и зелёные крыши умеренно снижают тепловой стресс и потребление энергии. В качестве альтернативы, фотоэлектрические панели на крыше с накоплением энергии могут генерировать достаточно энергии для охлаждения пространства, но оказывают незначительное влияние на тепловой стресс. Светоотражающие покрытия наименее эффективны по всем показателям. Там, где вентиляция выбросов на уровне улицы вызывает меньшую озабоченность, полученные результаты явно подтверждают сочетание уличных деревьев и фотоэлектрических панелей на крыше как весьма взаимодополняющее и эффективное средство адаптивного смягчения в разных климатических условиях и с разной плотностью населения.
