▲2023年7月4日,游客顶着烈日参观故宫。图片来源:Alamy
今年 6 月以来,国内多个城市正在遭受高温炙烤。中央气象台不仅连续 5天发布高温预警,在6月中旬,河南、河北、陕西、山西、新疆等地部分地区地表温度超过69℃,华北、黄淮部分地区气温达到了40℃以上。
气候变化正在让极端高温更常见、更有威力。上至千万人口的巨型都市,下到南亚、非洲的贫困村庄,热浪警讯频传,寰宇共此挑战。
假若升温愈演愈烈,热浪成为未来的日常,人们该如何应对?特别是人群密集聚居的城市,如何为所有居民抵御伤害?高温热浪这样的极端天气对经济、社会、生态等将带来一系列深远的影响,运用未来思维去预见、推演,能够帮助我们更好的规划与应对。
笔者对眼下世界各地应对极端高温热浪的各类措施进行了梳理——当中不乏有新技术、新做法,也有传统智慧,尝试据此归纳当下的主流趋势,并挖掘隐藏着新趋势可能性的有趣信号。基于这些扫描,再去运用未来学家Jim Dator开创的“另类未来”的方法开展模拟,尝试外推各种趋势在不同环境、社会语境中的组合,借以推导可能的未来图景。
通过推演那个更加酷热严峻的未来,笔者希望能让气候变化的负面影响变得更加真实可感、激发人们思考哪一种未来可能性是更值得追求的,同时对那些难以抵御热浪的脆弱地区和人群给予更多关注。
空调应付一切?
历史以来,暑热之地都有被动冷却的智慧:传统建筑拥有良好的通风、精心布局的窗户、沁凉隔热的石材、夯土,以及天井、水池、各类绿植、爬藤。街道则有着大树、骑楼、凉棚的庇护。例如在新疆、摩洛哥等地,老房子院落中依然凉爽。
但现代都市,在电力与制冷手段加持下,玻璃幕墙和室内空调才是主流。
但只要一直开着空调就能应付得夏季高温热浪吗?
问题来了。
第一,维持正常的生产、生活、社会交往都需要出门。城市有必要在公共空间为居民提供抵御热浪侵害的服务。
二是,世界上还有许多地方没有充足电力供应,即便最高大上的城市,用不起空调的人不在少数,他们如何得到保护?尤其是高温可能更严重的热带、亚热带、沙漠荒漠地带,又如何生存发展?
第三,炎热与干旱成对出现,可能会给电力供应带来额外的脆弱性考验。
2022 年,川渝地区的夏季热且无雨,在全城空调开足马力运转的夏季用电高峰,河流水位下降却导致水电吃紧,被迫限电、停产。对需要冷却的火电、核电来说,环境温度升高,冷却用水也升温,推高火电发电能耗,甚至威胁到电站的正常运行。
▲2022年8月,四川多个水电站由于水位过低而发电量锐减。图片来源:Tom Wang / Alamy
当时,欧洲的高温干旱,使得当地水电、火电、核电都出现供应紧张。高温如果再叠加静稳少风,还可能影响风电出力。光伏、光热发电应该受影响不大,但高温也可能降低效率。
对这些问题的回应,将指引我们选择应对更加炎热未来的路径。
当下:抵御热浪的热门手段
目前,我们已经有多种应对高温热浪的方法。
在城市规划层面,全球城市正在加大利用自然力量——风、水、树,同时尽力提供公共场所的荫凉,进一步发挥反射/遮蔽、蒸发/蒸腾、通风/换气等被动冷却的潜能。经过整理主要有如下几种:
大量植树,增加绿化:增加植被覆盖以降低局部温度,从建筑屋顶花园、立面爬藤,到增设林荫道、公园等等。无论在欧洲、亚洲还是南美,大量城市期待通过提升城市里的绿色守护带来更多荫凉。这个方案的好处在于,不费电,成本灵活。
▲德国的绿色屋顶。图片来源:efb-greenroof
风道建设:如斯图加特重新规划城市,打通从附近山丘引来山间凉风的通风走廊,东京都核心区的楼群间风道等。在国内,“火炉”武汉建设了一系列生态绿楔和20条人工风道,加强“新风系统”在城市内部的微循环,拆解中心城区集中连片的城市热岛。但此类措施通常建立在先进的风场测绘与数值模拟基础之上。
使用水来降温:巴黎尝试将塞纳河水引入核心区域地下管道、模拟类似天然洞穴的清凉效果,而这套建筑水冷系统即将在巴黎奥运会奥运村接受考验;武汉等不少城市最热的时候会用固定喷头、雾炮车向街道喷洒水雾降温;在印度,有创业公司开始尝试使用比中央空调便宜省电的建筑水冷、地热制冷方案。
表面刷白,浅色增加反射:屋顶、地面、向阳立面,都可以刷上浅色涂料,提高反射、减少对阳光热量的吸收。这个看似过于简单的做法,可能是当今性价比最高、最广泛适用的措施之一。
加强遮阳:这类措施同样丰俭由人。从最简单的办法,例如推动百叶窗、遮阳棚、爬藤植物等住宅楼窗户遮蔽,到更大规模的公共场所解决方案。其中一个新的技术趋势是智能电控或多功能的遮阳设施。比如特拉维夫制作了城市“遮阳地图”,并在甄别出的那些最晒的街道上,立起了结合了路灯功能、以太阳能驱动的遮阳“树”。而在沙特,建筑师们尝试在玻璃幕墙建筑的外立面使用可以像花瓣一样自动开闭的智能幕布。
设立“凉岛”或者“降温中心”(Cool Island, Cool Center):这是一种城市防暑公共服务理念,用意在于保护脆弱人群。即城市在高热天气中开放足够多的免费公共场所,以供人们喘息、降低体温,包括体育馆、博物馆、办事大厅这一类室内场所,以及公园绿地、游泳池、喷泉这样的户外场所。极端高温里,无论是家里没有空调,还是必须在户外活动,人们都能在此避险。巴黎还推出了APP,方便居民查询城市800余个凉岛的位置与开放情况。
“首席热浪官”(Chief Heat Officer):一些热浪愈加频繁的城市,比如雅典、迈阿密,开始从治理机制上作出整体响应——首席热浪官。该官员回在高温来临之前的脆弱性评估与规划、制作热浪地图、识别最易受伤害的人群和环节,准确及时的高温监测与预警,迎击热浪时的紧急响应措施,增强建筑、园林、水、电、交通等各类基础设施部门软硬件,居民教育与意识提升,热浪造成的产业冲击评估与适应,等等。
宏观之外,在建筑的微观层面上,主要趋势为被动低能耗方案与主动手段的结合。以卡特尔世界杯运动场为例子,它在设计层面融入了浅色顶部、减少阳光入射的小开口配合可伸缩屋顶,内部的冷却手段则采用“定向降温”冷风系统,并且启用由太阳能驱动、基于循环冷却水的方案。在资金较为充裕的地区,建筑也会选用新型贴膜/涂层、全自动遮阳、加上能够提升能效的室内智能温控设备等等。
在资金更有限的地区,也有替代方案,如用传统建筑智慧、或者新一代的亲自然、可持续设计,例如更好的通风设计,尺寸与位置更合理的窗户,隔热性能更高的天然建材,设置屋顶花园、爬藤、喷洒水雾等等。
在个人层面,在极端高温的户外仍需维持安全的核心温度,其中一种选择是可穿戴降温装备。如淘宝上买得到的专业空调衣,内置风扇,物美价廉,可葆酷暑中的野外工作者性命。
以上诸多手段,有高成本、高科技类型,也有低科技含量、相对廉价易行的;换一个视角来看,虽然是为适应极端高温,但有些技术本身伴随着潜在的高能耗、高排放问题(不是由可再生能源驱动的话),而有些则更绿色低碳。
成本、环境足迹特征会影响技术的应用、发展。同样面临炎热威胁,地区与社群经济条件、产业构成、科技水平有别,或将走上不同的道路。
未来:四种情景
十年后,假如夏天继续变热,对抗高温已成为人们的生活常态,未来可能是什么样的?从上面种种应对措施、趋势,笔者来做一把未来思维实验,大胆推想几种鲜明、典型乃至极端的未来。
1.超级都市情景:智能恒温堡垒
在资金充裕,但高温长期、严重威胁发展的地方,一些可能城市将用尽现代科技手段、为居民提供24小时不断的遮蔽与冷却建筑,例如玻璃高塔群。
这是它可能的样子:玻璃高塔以太阳能驱动,大功率中央空调运转,幕墙上的智能叶片自动开合。普通建筑外墙则进行了特殊隔热处理、窗户有反射涂层,大量建筑整合了光伏发电与在地储能。
这个场景下,人们尽量不顶着烈日走出建筑与连廊遮蔽下的凉爽区域。如果要出去,要佩戴可穿戴、手持制冷设备。少量必要的户外公共场所会加装智能顶棚、定向制冷或冷水喷淋设备,水可以来自淡化海水。
适用地区:实力雄厚的中东沙漠城市、或人口密集且富庶的亚洲低纬度超级都市能支付得起这样的未来。
2.中低成本情景:传统智慧的清凉人居
在居住密度稍低的地方,有更多土地余裕来重新设计建筑、街道与社区,让居住环境得以更好的运用风、水流、大地和植物的力量,最大程度的发挥被动降温的潜力。
建筑本身或许可以更多的挖掘传统智慧,叠加新的可持续建筑、亲自然设计理念,如采纳水冷、石材、夯土、强调自然通风,并且大量运用各类绿植,营造室内荫凉有风、室外(包括屋顶与窗口)与街道上有绿植的场景。
房屋多是浅色的,如地中海岛屿的白,或北非村庄的浅蓝。玻璃幕墙建筑占比很低。制冷方面更多采纳耗电较少的中低成本方案,比如水冷、地源热泵。也可能会更多的使用由分布式光伏驱动的小型户用空调。
适用地区:对南亚这类不缺水、但总缺钱、或许仍然缺电的地方。
3.“热令时”情景:正午靠机器、日落而作的半夜行社会
人类适应天气调整作息这种事并不陌生。最南方的一些城市,夏季午休时间长达三个小时。早前有新闻报道称,越南稻农为避开正午日头,已经改为晚上才下田插秧。
按此发展,一种未来的可能性是,一些可以容纳工作时间表变化的行业与地区,户外工作小时可以调整到傍晚、夜间。人的生物钟也随之重拨。白天的时间可以用无人机作业——十年后无人机的成本也会进一步下跌。
这个未来情景中,一些严重依赖户外劳作的地区,将无法避免的遭受冲击、甚至面临产业迁出。若在热浪频袭之下,仍想要维持一定程度的平稳运转,或许得靠着某种“热令时”安排,并且善用无人机等机器,给于劳动者喘息、降温的空间,但也可能进一步带来人们就业与生计方面的损失。
4.不再宜居情景:放弃家园
不宜居,在笔者看来是个相对概念。尽管某些地区夏季每每达到四十多度,但持续时间短,且有电有空调保护,情况依然可以接受。
但一个极端的未来情景是,在某个范围内,超高温不止不休,叠加干旱缺水、林火等连带灾害,导致电力、供水、应急救助等基础设施系统性崩溃、无力再保护当地居民。
又或者,地方基础设施之薄弱,本来就无法应对长时间高温冲击,最终危及大量居民生存,那么就可能出现气候难民。人们被迫暂时向更凉爽更能活的“北方”去,一部分人不再归来。
2021年在发达国家澳洲发生的山火,尚且致数十万人流离失所。假如是更落后、难以从连续打击中恢复的国家呢?
水是个核心元素。干旱叠加反复热浪的组合,对贫困地区更为凶险,会将更多人送上成为难民、移民的艰难旅程。提升能源与供水系统的基础设施韧性,是这些地方挺过连绵高温的必需选择。
气候灾难带来大批气候移民,这条不稳定的道路通向更多动荡与纷争。对于一些国家和地区来说,这个最糟糕的未来已经在发生。
我们今日的选择推动世界线的变换。基于各种信号、考量因素的组合做出假设与推演,无非是为了当下的行动提供坐标系参考。
那么,你希望看到哪一个未来?
■作者李雁,以“蕾妮希雅”的笔名在个人公众号“生态船之夜”分享与生态和科幻、气候未来想象与叙事等主题相关的书评和心得。她生态学专业背景,曾在环保系统工作,后加入国际环保组织,长期追踪气候变化与能源转型相关议题。目前以创业团队的形态在探索气候领域的各种创新行动可能。
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