研究发现，街道和建筑物的排列方式对热的形成有很大的影响
一项新的研究发现，城市有有序模式，就像大多数地图上看到的街道网格一样，城市热岛效应比那些无序模式的城市要大得多，比如右上角的区域。一项新的研究发现，城市有有序模式，就像大多数地图上看到的街道网格一样，城市热岛效应比那些无序模式的城市要大得多，比如右上角的区域。
研究人员发现，城市街道和建筑的布局在当地城市热岛效应中起着至关重要的作用，这使得城市比周围的环境更热。新的发现可以为城市规划者和官员提供新的方法来影响这些影响。
一些城市，比如纽约和芝加哥，在一个精确的网格上，就像水晶中的原子一样，而像波士顿或伦敦这样的城市则排列得更混乱，就像液体或玻璃中的无序原子。研究人员发现，与周围环境相比，“水晶”城市的热量积累要远多于“玻璃状”的城市。
研究发现，城市模式的这些差异(他们称之为“纹理”)是决定城市热岛效应的最重要因素。这项研究是由麻省理工学院和国家科学研究中心的高级研究员罗兰·佩尔伦克进行的，热岛效应几十年来都是众所周知的。这实际上是由于城市建筑材料，如混凝土和沥青，能够在白天吸收热量并在晚上辐射回来，远远超过植被覆盖的区域。这种效果可能非常显著，在亚利桑那州凤凰城(Phoenix, Arizona)等地的夜间气温增加了10华氏度。在这种情况下，这种效应会显著地增加炎热天气中的健康问题和能源消耗，因此更好地了解在一个越来越多的人居住在城市的时代，什么会产生它将是非常重要的。
Pellenq说，研究小组发现，利用数学模型来分析材料中的原子结构，提供了一种有用的工具，这就引出了一个简单的公式来描述城市的设计将如何影响其热岛效应。
“我们使用的是经典的统计物理工具，”他解释道。研究人员最初设计的公式是用来描述物质中的单个原子如何受到其他原子力的影响，并将这些复杂的关系集合简化为对相邻建筑物相对距离的更简单的统计描述。然后应用他们从卫星图像的建筑模式确定47个城市在美国和其他国家,最终结束了一个索引号为每个——称为局部有序参数介于0(总障碍)和1(完美的晶体结构),提供一个集群的统计描述最近的邻居的任何给定的建筑。
对于每个城市，他们必须收集可靠的温度数据，这些数据来自城市内部的一个站点，而另一个位于附近，然后决定两者的区别。
为了计算这个局部的顺序参数，物理学家通常需要使用一些方法，例如用中子轰击材料来定位原子内部的位置。但是对于这个项目，Pellenq说，“为了得到建筑的位置，我们不使用中子，只是谷歌地图。”他们利用他们开发的算法来确定城市地图上的参数，他们发现城市从0.5到0.9不等。
研究小组确定，加热效果的差异似乎是由于建筑物重新辐射的热量，然后被其他直接面对它们的建筑物重新吸收。
他说，特别是在中国这样的地方，新城市正在快速建设，而其他地区的城市正在迅速扩张，这些信息可能非常重要。在炎热的地方,城市设计可以减少额外的加热,但在寒冷的地方,效果可能实际上是一个优势,可以设计和城市。
“如果你正在计划一个新的部分的凤凰城,“Pellenq说,“你不想建立一个网格,因为它已经是一个非常热的地方。但在加拿大,一个市长可能说不,我们会选择使用网格,保持城市的温暖。”
的影响是显著的,他说。团队单独评估所有的州和发现,例如,仅在佛罗里达州城市热岛效应导致多余的成本估计为4亿美元空调。“这给城市规划者的策略,”他说。而在一般简单遵循一个网格模式,在放置公用线路,下水道和水管,和运输系统,在热的地方可能是一个严重的问题,它可以是值得额外的并发症更少的线性布局。
这项研究还表明,对建筑材料的研究可能提供了一种在城市历史市中心地区前进的正确管理热之间的交互建筑。
