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破解城市高温难题:数据创新如何帮助城市应对日益严重的威胁

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破解城市高温难题:数据创新如何帮助城市应对日益严重的威胁 2024年6月的一个炎炎夏日,游客们在北京故宫博物院的高墙下避暑纳凉。图片:Shutterstock

在法国巴黎,在上个月的滚滚热浪中,政府关闭了上千所学校和埃菲尔铁塔的顶层。在中国华东地区, 40.5℃的高温导致电力需求飙升,电网不堪重负。在英国,据公众健康研究人员估计,在短短五天内就有 500 人死于高温。

7月中旬刚过,在世界各地的城市,从布宜诺斯艾利斯到曼谷,居民和市领导们都已感受到高温带来的一系列严重影响,凸显出适应以夏季极端高温为特征的气候变化的必要性。

几十年来,城市高温热浪始终列于世界最富有城市的市长们的议程之上。在伦敦,科学家卢克·霍华德 (Luke Howard) 在 1810 年代首次观察和描述了城市热岛效应,现在采取的措施包括高温风险预警、针对弱势群体的宣传、纳凉空间网络、对新建物业的强制性过热风险评估等。

尽管城市气候研究是一门历史悠久的学科,但数据集和建模工具往往依照大学的研究预算而定,为世界上富有的城市贡献了数十项高质量的研究,但对气候影响加剧最快的低收入和中等偏下收入国家的相关研究则要少得多。

对于世界银行全球减灾和灾后恢复基金(GFDRR)及其城市韧性计划来说,弥合这一差距至关重要:将城市气候科研产生的洞见与低收入和中等偏下收入国家城市紧迫的气候适应需求联系起来。在上周召开的第十二届城市气候国际会议 (ICUC12)上,该计划举办了一场“城市高温黑客马拉松”,为的是帮助城市为应对不断上升的高温风险开发可扩展的方法。

从科研到韧性:让数据更努力地工作

在制定应对高温行动计划时,风险很大,细节也很重要。以新加坡为例,政府资助的“冷却新加坡” (“Cooling Singapore”)研究计划建立了关于热应激的原因及后果的证据基础。这些知识为政策和投资项目提供了决策依据,建成绿道绿廊 370 公里、建筑开发商增加绿地 300 公顷并推动了冷却涂料等建筑创新。

但是,低收入国家的大多数城市缺乏新加坡拥有的精细化数据和监测设备。改进建模是否仍能为他们提供关键问题的答案,比如哪些社区需要冷却投资,哪些建筑改造可以防止室内高温,热浪来袭时哪些人群最需要预警和宣传?

来自19 个国家包括博士生和教师在内的 24 名研究人员参加了城市高温黑客马拉松对此进行测试。

Image 城市高温黑客马拉松获胜团队与评审团成员合影(左起:Claire Gallacher、Flavia Ribeiro、Negin Nazarian、Ariane Middel、Tiago Silva、Felix Adebayo、Nicholas Jones)

 

挑战:利用快速发展的科技知识库来模拟城市极端高温风险和解决方案,然后应用于现实世界的行动,例如绿化干预措施、纳凉中心和公共健康风险预警。在此次黑客马拉松中,参与者聚焦于气候迥异地区的马里廷巴克图和菲律宾达沃市两个城市的案例研究。 

让城市适应极端高温是很复杂的问题,部分原因是最佳响应因气候类型(温带气候、干旱气候和热带气候)而异,而不同气候类型的季节模式、湿度水平和人口暴露度也各不相同。政策制定者需要掌握多个层面的数据:城市层面的数据以了解哪些社区的高温问题最严重;社区层面的数据以弄清哪些本土设计、绿化或材料变化最有效;建筑层面的数据以诊断住宅和学校的室内高温风险。

参与者使用组织者开发的数据集和入门代码,从城市、社区和建筑三个层面来破解廷巴克图和达沃市面临的挑战。

黑客马拉松的获胜者Claire Gallacher(英国)、Flavia Ribeiro(巴西)、Tiago Silva(葡萄牙)和 Felix Adebayo(尼日利亚)应用社区规模建模来提出对城市景观和公共健康的针对性的投资建议。评审团赞扬了他们切实可行的、以数据为依据的方法和明确的行动理由。

Image 主要组织者 Matthias Demuzere 做技术介绍。

 

为韧性城市搭建科学与实践之间的桥梁

就在两三年前,这种细节层次还是遥不可及的。而今天,全球可用的数据集、新的数据分层和改进的建模工具为帮助城市应对极端高温挑战开辟了新的可能性。

除了生成新的创意外,黑客马拉松还揭示出关键的差距和瓶颈。例如,建筑师通常使用建筑模拟工具来评估能源需求和室内温度,但这些工具背后的“天气文件”往往忽略了城市热岛效应。将未来的气候条件和城市效应融入这些工具,可以设计出更适应未来几十年气温上升的住宅、学校和工作场所。

在城市寻求将科学转化为行动之际,全球减灾和灾后恢复基金的城市韧性计划已在全球94个国家366个城市开展工作,帮助为世界银行投资超过80亿美元的城市韧性投资项目提供决策依据,此类举措为推进这些创新的规模化做好了准备。通过利用尖端数据和参与黑客马拉松的研究人员的专业知识,可以更快地将切实可行的极端高温解决方案推广到更多城市。 

Image 对获胜团队演示文稿的输出数据进行建模。

Nick Jones

Program Lead, Extreme Heat Resilience, World Bank

Matthias Demuzere

Urban Climate Resilience Specialist, World Bank

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