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大都市影響千里之外的氣溫

都市中的建築物不斷在散發熱能,這張熱源觀測圖中可見房屋窗戶不斷有熱能(紅黃色區域)散逸。(圖片來源:Wikimedia Commons 作者Passivhaus Institut)

 

即使你居住的地方離最近的大城市有數千公里之遠,城市的運作仍然會影響你居住地點的氣候。

2013年1月的《自然:氣候變遷》(Nature Climate Change) 刊登了1篇人類活動如何影響大氣環境的研究,研究顯示大都市每日活動產生的熱能,會改變大氣中的噴射氣流(jet stream)與其他大規模的大氣系統,影響數千公里遠的地區,使部分地區顯著增溫或冷卻。

這些由建築物、汽車與其他北半球的大都市產生的額外「廢熱」(waste heat),造成北美與亞洲北部大範圍地區的暖冬現象,某些偏遠地區的氣溫上升了攝氏1度之多,同時卻使歐洲地區冷卻攝氏1度。

廢熱對全球平均氣溫的淨影響可說是微不足道,全球平均氣溫因廢熱只提高攝氏0.01度,這主要是因為廢熱總量只佔了高緯度地區藉由大氣與海洋環流傳輸的總熱能的0.3%。

但是,廢熱對於區域性的氣溫卻有顯著影響,可以用來解釋為什麼某些地區冬天的增溫幅度比電腦氣候模式預測的更大,研究小組建議這些氣候模式應當進行調整,將廢熱納入考量因素。

「燃燒石化燃料不只排放溫室氣體,也會直接影響到溫度,主要來自建築物與汽車等熱源,」研究員胡愛學(Aixue Hu)說道,「雖然廢熱大多數集中於大都市,它還是會改變大氣循環模式中許多地區的氣溫增加或減少。」

都市中的廢熱直接由運輸工具、加熱與冷卻裝置與其他活動產生,研究小組分析了從建築物到汽車因能源消耗產生的廢熱,並使用電腦模式運算,發現北半球86個都會區的廢熱會擴大大氣中的噴射氣流。

即便人為產生的廢熱只占自然界的極小部分,但因為其高度集中於都市地區,而且北半球許多都市直接位於大氣環流中的槽脊之下。

「世界人口最密集、能源消耗最集中的都會區,沿著北美洲與歐亞大陸東西沿岸分布,正好在最主要的大氣環流槽脊下方」研究人員說,「這些集中的廢熱散逸後,導致都市上方的大氣環流明顯受到干擾,進一步造成遠方地表溫度改變。」(本文由國科會補助「新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣」執行團隊撰稿)

本文原發表於行政院國家科學委員會科技大觀園「科技新知」。歡迎大家到科技大觀園的網站看更多精彩又紮實的科學資訊,也有臉書喔!

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關於作者

李柏昱

成大都市計劃所研究生,現為防災科普小組編輯。喜歡的領域為地球科學、交通運輸與都市規劃,對於都市面臨的災害以及如何進行防災十分感興趣。