Cơn nóng chết người đang làm nóng các thành phố. Đây là cách làm mát chúng

Nếu bạn từng lái xe từ nông thôn vào thành phố và ngạc nhiên với việc nhiệt độ tăng đột ngột, bạn đã trải nghiệm hiệu ứng hòn đảo nhiệt đô thị. Những con đường và tòa nhà của một thủ đô hấp thụ năng lượng mặt trời vào ban ngày và từ từ trả nó vào ban đêm. Môi trường xây dựng về cơ bản tự nung nấu chính mình và nhiệt độ có thể tăng đến 20 độ Fahrenheit so với vùng nông thôn xung quanh, nơi được lợi ích từ những khu rừng cây “đổ mồ hôi,” thoát hơi nước và làm lạnh không khí.

Khi nhiệt độ toàn cầu tăng nhanh chóng, các nhà khoa học, chính phủ và nhà hoạt động đang nỗ lực tìm cách chống lại hiệu ứng hòn đảo nhiệt đô thị. Theo Tổ chức Y tế Thế giới, số người phải đối mặt với đợt nóng đã tăng 125 triệu người từ năm 2000 đến năm 2016. Nhiệt độ cực đoan làm chết nhiều người Mỹ hơn bất kỳ thiên tai tự nhiên nào khác, và đặc biệt nguy hiểm đối với những người có bệnh mãn tính như hen suyễn.

Đến năm 2050, bảy trong mười người sẽ sống trong các thành phố, theo Ngân hàng Thế giới. Đó sẽ là một lượng lớn con người đang phải chịu đựng trong cảnh nóng bức. “Tôi thực sự xem các thành phố như một loại tình huống như loài chim mồi trong mỏ than, nơi bạn có một chút điềm báo về những gì phần còn lại của hành tinh có thể trải qua,” nhà khoa học chuyên về thích nghi với khí hậu của Đại học Portland State, Vivek Shandas, người đã nghiên cứu hiệu ứng hòn đảo nhiệt đô thị ở hơn 50 thành phố ở Mỹ.

Nghiên cứu của Shandas đã chỉ ra rằng ngay cả trong các thành phố, một khu phố có thể nóng hơn khu phố khác tới 15 độ, và sự chênh lệch này tương ứng với bất công thu nhập. Một chỉ số dự báo lớn cho nhiệt độ của khu phố là mức độ diện tích xanh mà nó có. Phần giàu có của thành phố thường có nhiều cây xanh hơn, trong khi phần nghèo hơn có nhiều bề mặt bê tông; chúng được phát triển mạnh mẽ và đầy cửa hàng lớn, cao tốc, và các cơ sở công nghiệp hấp thụ năng lượng mặt trời. Một cảnh quan bằng bê tông làm giữ nhiệt rất tốt, thậm chí nó sẽ giữ ấm qua đêm. Khi mặt trời mọc, một khu phố nghèo đã nóng hơn một khu phố giàu có.

Các nhà khoa học chỉ mới bắt đầu nghiên cứu xem họ có thể làm giảm nhiệt độ của cấu trúc trong thành phố bằng cách triển khai các mái, tường và lớp phủ 'mát mẻ'—những lớp màu sáng và phản chiếu ánh nắng mặt trời đi. Bề mặt sáng phản chiếu nhiều hơn tia bức xạ của mặt trời so với bề mặt tối. (Hãy nghĩ về cảm giác của bạn khi mặc đồ màu đen thay vì màu trắng vào một ngày nắng. Hiệu ứng albedo này cũng là một phần lý do vì sao Bắc Cực đang nóng lên nhanh chóng.) Nhưng trong khi cơ học nhiệt độ học là dễ hiểu, việc triển khai bề mặt mát mẻ lại phức tạp đáng kỳ lạ.

Hãy xem xét vấn đề làm mát mái nhà, nhà kỹ sư môi trường George Ban-Weiss nói, ông nghiên cứu về hạ tầng mát của Đại học Nam California. Về lý thuyết, việc sơn màu trắng hoặc xám nhạt trên các mái nhà to, phẳng của các tòa nhà thương mại là đơn giản. Chủ nhà dân có thể chọn các viên gạch lợp màu sáng—thậm chí chỉ cần gạch thông thường làm từ đất sét, thực tế đã phản chiếu ánh nắng mặt trời khá tốt. Những điều chỉnh này sẽ làm mát không khí từ mái nhà, cũng như cấu trúc chính nó, có nghĩa là người sử dụng sẽ không cần sử dụng máy điều hòa không khí thường xuyên. Nếu tòa nhà có thể chịu được trọng lượng thêm, chủ nhân có thể tạo ra một khu vườn trên mái đầy cây cối, từ đó làm mát toàn bộ khu vực bằng cách thải hơi nước.

Tuy nhiên, mặc dù những thay đổi này sẽ làm cuộc sống trở nên dễ chịu hơn đối với những người ở trong mỗi tòa nhà được điều chỉnh, nếu đủ nhiều chủ nhân làm theo, ở một số khu vực có thể xảy ra một hiệu ứng phụ không nguyên dự tính. Ở một thủ đô ven biển như Los Angeles, sự ấm áp của thành phố thường tương phản với sự lạnh của biển, sự chênh lệch đó tạo ra cơn gió biển đáng tin cậy. Khi nhiệt độ trên đất liền và biển gần nhau hơn, có thể sẽ ít hơn gió. “Vì vậy có nghĩa là ít không khí sạch đến thành phố hơn, điều đó có thể làm tăng nồng độ chất ô nhiễm,” Ban-Weiss nói, cộng với việc mất đi cơn gió giữ cho người dân mát mẻ.

Một bức tường mát mẻ tuân theo cùng nguyên lý, chỉ khác là bề mặt thẳng đứng. Nhưng điều này cũng có thể có hậu quả không nguyên dự tính: Ánh sáng chiếu từ tường có thể chiếu vào người đi bộ đi ngang, làm ấm họ thay vì làm ấm cho toà nhà. Và các kỹ sư như Ban-Weiss cũng gặp phải vấn đề tương tự trong các thí nghiệm của họ với lớp phủ phản chiếu trên lớp phủ bề mặt mát mẻ. Điều này thực sự làm giảm nhiệt độ bề mặt của con đường—nhưng nó phản chiếu một phần của năng lượng đó trở lại người đi bộ.

“Đó là một cuộc chiến kéo co,” Ban-Weiss nói. “Bạn có sự giảm nhiệt độ không khí mà có thể làm cho người ta thoải mái hơn. Nhưng sau đó, bạn có sự gia tăng của bức xạ mặt trời được hấp thụ từ người đi bộ có thể làm cho họ không thoải mái hơn. Và vì vậy câu hỏi là: Cái nào sẽ thắng? Người có thoải mái hơn hay không khi sử dụng bề mặt mát mẻ? Và câu trả lời không rõ ràng lắm.” Ít nhất là vào ban ngày—vào ban đêm, việc phản chiếu không còn là vấn đề.

Các dự án sớm bắt đầu cung cấp một số dữ liệu. Vào tháng 9, các quan chức ở Phoenix công bố kết quả từ năm đầu tiên của Chương trình Thử nghiệm Bề mặt Đường Phủ Mát của thành phố, trong đó các đoạn đường được xử lý bằng lớp phủ phản chiếu. Các nhà nghiên cứu từ Đại học Arizona đã thực hiện đo nhiệt độ bốn lần mỗi ngày và so sánh đường đã được xử lý với những con đường chưa xử lý. Họ phát hiện ra rằng bề mặt đường đã được xử lý lạnh hơn trung bình từ 10.5 đến 12 độ Fahrenheit vào buổi chiều. Nhiệt độ bề mặt khi bình minh lạnh hơn 2.4 độ, cho thấy lớp phủ làm giảm một phần nhiệt từ ngày này sang ngày khác.

Tuy nhiên, độ phản chiếu—hoặc lượng ánh sáng có thể quay lại đập vào người đi bộ—cũng tăng lên, điều mà các nhà khoa học đã đo bằng một thiết bị phát hiện ánh sáng gọi là một spectroradiometer. “Điều này có thể là một sự đánh đổi cần thiết, vì nếu chúng ta muốn giảm nhiệt độ bề mặt bằng một bề mặt phản chiếu, điều đó sẽ xảy ra dù có bất kỳ điều gì,” Jennifer Vanos, nhà khoa học về khí hậu và sức khỏe tại Đại học Arizona, người đã thực hiện nghiên cứu, nói. “Tuy nhiên, liệu mọi người có đi giữa đường không? Hy vọng là không.”

Có một giải pháp khác có vẻ đơn giản mà các thành phố có thể triển khai ở bất kỳ nơi nào không nằm trong tuyến đường của ô tô: Trồng thêm nhiều sinh vật sống. Nếu thực hiện đúng, một khu vực xanh sẽ tạo ra nhiều lợi ích: Nó làm mát khu vực và làm đẹp nó, đồng thời cũng làm như một bọt biển để hút nước lũ. Nó cung cấp bóng mát cho mọi người trú ẩn trong những đợt nắng nóng, và nó cũng tốt cho sức khỏe tinh thần. Xây dựng không gian này tạo ra việc làm, cũng như duy trì nó. Và nhiệt độ thấp giảm nhu cầu về điều hòa không khí, điều này là nguồn phát thải chính, cũng như làm giảm nhiệt do tất cả không khí nóng mà máy móc thải ra khi hoạt động. Elizabeth Sawin, cộng tác viên chính của Climate Interactive, một tổ chức phi lợi nhuận tập trung vào sự giao điểm của biến đổi khí hậu và bất bình đẳng, gọi điều này là “multisolving.”

Nhưng việc trồng cây xanh cũng có thể có hậu quả không nguyên dự tính—đó được gọi là hiện tượng đô thị hóa xanh. Việc đầu tư vào đô thị thu hút sự chú ý của các nhà đầu tư, họ bắt đầu mua nhà ở các khu phố thu nhập thấp, làm tăng giá thuê nhà. “Sau đó những người ở trong khu phố mà đầu tư được thiết kế để giúp đỡ sẽ bị xua ra khỏi những nơi là những đảo nhiệt hoặc những loại khu vực rủi ro khí hậu khác,” Sawin nói.

Sawin nói rằng các kế hoạch tăng diện tích xanh nên liên quan đến cư dân địa phương ngay từ những giai đoạn sớm nhất. “Nó không thể là một cách tiếp cận riêng lẻ. Nó phải kết hợp với việc suy nghĩ trước về nhà ở giá cả phải chăng hoặc các quỹ đất sở hữu cộng đồng. Và điều này cần phải xảy ra từ trước khi dự án đào đầu tiên,” cô nói.

Shandas lưu ý rằng việc suy nghĩ về việc giảm nhiệt vẫn rất mới mẻ trong quy hoạch đô thị, ngay cả khi nhiệt độ tăng cao. “Không có một thành phố nào trong cả nước mà tôi biết đến đang yêu cầu xem xét về việc nhiệt độ tăng cao trong các hướng dẫn thiết kế hoặc quy định của họ,” Shandas nói. “Hiện nay các nhà phát triển đang xây dựng từ mép này đến mép kia trong các thành phố trên khắp đất nước, và họ không để lại bất kỳ không gian trên khu đất để trồng một hòn vườn nhỏ, chưa kể đến việc trồng cây to lớn.”

Và vì khoa học về nhiệt đô thị vẫn còn trẻ, không luôn rõ ràng chiến lược nào là tốt nhất để theo đuổi. Ví dụ: Cây nào hoạt động tốt nhất trong khí hậu nào? Hiệu ứng đảo nhiệt đã trở nên quá xấu ở một số nơi nào đó để hỗ trợ một số loài cây không? Và cây có thể tạo ra bao nhiêu sự làm mát thực sự? “Chúng ta chưa có cách tốt để hiểu mối quan hệ một cách kinh nghiệm giữa việc một loại thiết kế giảm nhiệt cụ thể hoạt động như thế nào trong bối cảnh các mức nhiệt độ mà chúng ta đã trải qua,” Shandas nói, “ví dụ như mùa hè này ở Northwest.”

Thành phố của tương lai có thể đồng thời cả mát hơn và xanh hơn, với cả hai chiến lược được sử dụng cùng nhau để làm giảm hiệu ứng đảo nhiệt. Nhưng trong việc làm mát, theo Ban-Weiss, việc đưa cây xanh vào không gian luôn là một lựa chọn tốt nhất khi chúng cung cấp nhiều lợi ích đồng thời. “Nếu bạn phải chọn một công nghệ, tôi luôn ủng hộ không gian xanh,” ông nói. “Nó giải quyết nhiều vấn đề khác nhau.”

• 📩 Tin tức mới nhất về công nghệ, khoa học và nhiều hơn nữa: Đăng ký nhận bản tin của chúng tôi!
• Đánh giá về lời hứa Công nghệ Lớn đối với người Mỹ gốc Phi
• Rủi ro ung thư vú từ rượu mà không ai muốn bàn
• Làm thế nào để gia đình bạn sử dụng một quản lý mật khẩu
• Một câu chuyện thật về những bức ảnh giả mạo tin tức
• Các ốp và phụ kiện tốt nhất cho iPhone 13
• 👁️ Khám phá Trí tuệ Nhân tạo như chưa bao giờ với cơ sở dữ liệu mới của chúng tôi
• 🎮 MYTOUR Games: Cập nhật các mẹo, đánh giá và nhiều hơn nữa
• 🏃🏽‍♀️ Muốn có công cụ tốt nhất để duy trì sức khỏe? Hãy xem xét lựa chọn của đội ngũ Gear của chúng tôi về các thiết bị theo dõi sức khỏe tốt nhất, trang thiết bị chạy bộ (bao gồm giày và tất), và tai nghe tốt nhất