Kølige tage kan hjælpe med at beskytte Californiens byer mod hedebølger

Alene denne sommer intense hedebølger har været skyld i mindst 11 dødsfald i Japan, en rekordstor temperatur på 45,9 grader Celsius i Frankrig, og en varmerådgivning, der berører 147 millioner mennesker på den amerikanske østkyst. Formodet som "den nye normale, "Disse ekstreme lufttemperaturer kan opvarme vores kroppe, forårsager solstik eller endda organskader.

En ny undersøgelse foretaget af forskere ved Department of Energy's Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) viser, at hvis hver bygning i Californien havde "seje" tage i 2050, disse tage ville bidrage til at beskytte bybefolkningen mod følgerne af disse farlige hedebølger. Deres studie, "Samvirkende konsekvenser af klimaændringer, befolkningsdynamik, og varmedæmpning i byer for fremtidig eksponering for ekstreme varme, " blev for nylig offentliggjort i tidsskriftet Miljøforskningsbreve .

Forskerne forudser, at hedebølger sandsynligvis vil blive to til 10 gange hyppigere i hele staten i midten af ​​århundredet. Men hvis kølige tage blev vedtaget i Californiens mest folkerige områder - San Francisco Bay Area, Los Angeles, San Diego, og Sacramento – i 2050 kunne disse reflekterende tage reducere hedebølgeeksponeringer (defineret som hver gang en person oplever en hedebølge) med 35 millioner hvert år, sammenlignet med anslået 80 millioner hedebølgetilfælde i 2050 uden nogen stigning i brugen af ​​køligt tag. Dette er det seneste eksempel på Berkeley Labs forskning i potentialet for reflekterende tage, vægge, og fortove for at afbøde byvarme, reducere brugen af ​​aircondition, og spar på vandet.

"Byrum er en lille del af kloden, men de er der, hvor de fleste mennesker bor, " sagde Pouya Vahmani, en postdoc-forsker i Berkeley Labs Climate and Ecosystem Sciences Division og hovedforfatter af undersøgelsen. "Hvis vi er i stand til at køle disse områder en lille smule, det kan have en enorm indvirkning på sundheden og rulle betydelige virkninger af klimaændringer tilbage."

Forudsigelse af fremtidige hedebølger

Byboere er mere sårbare end deres landlige kolleger over for en hedebølges negative virkninger. På grund af den urbane varmeø-effekt, lufttemperaturen stiger flere grader højere i byer end i omkringliggende bevoksede områder. Byggede overflader absorberer let varme i dagtimerne og afgiver den om natten, at holde byerne varmere natten over.

Når nattemperaturerne forbliver høje, menneskekroppe kæmper for at køle ned og komme sig efter dagens brændende varme. I sommers, når by-varmeø-effekterne topper, menneskers sundhed kan blive alvorligt kompromitteret. Tilføj en hedebølge til dette allerede varmestressede miljø, og påvirkninger forværres.

I denne nye undersøgelse, Berkeley Lab-forskerne havde to mål. Først, de ønskede at forudsige hedebølgeforekomster i Californiens 29 store byamter mellem nu og 2050. De brugte regionale klimaforhold mellem 2001 og 2015 som udgangspunkt for at simulere klima fra midten af ​​århundredet under to scenarier for global opvarmning.

Kombinationen af ​​disse klimaforhold med højopløselige satellitbilleder gjorde det muligt for dem at inkorporere bymæssige funktioner som bygninger, veje, og vegetation, som absorberer og afgiver varme, og for mere præcise fremtidige klimaforudsigelser. Derefter, forskerne brugte befolkningsestimater på amtsniveau for 2050 til at vurdere befolkningens eksponering for fremtidige hedebølger.

"Vi ønskede at få et bedre billede af fremtidige klimaændringsrisici for Californiens bymiljøer og tilpasningsmuligheder, " sagde Andrew Jones, en videnskabsmand i Berkeley Labs Climate and Ecosystem Sciences Division og medforfatter af undersøgelsen. "At lave sådanne raffinerede og realistiske forudsigelser kan hjælpe byplanlæggere og borgere med at forberede sig på varmebegivenheder i en mere og mere varm fremtid."

Deres undersøgelse viste, at hedebølger med lufttemperaturer over 35 grader Celsius (95 grader Fahrenheit) og varer mindst tre på hinanden følgende dage bliver to til 10 gange hyppigere under fremtidige scenarier for global opvarmning. Med den ekstra byrde, at bycentre bliver mere folkerige, forskerne forventer, at der i 2050 vil være 80 millioner tilfælde af hedebølgeeksponering i Californien hvert år, sammenlignet med et gennemsnit på 37 millioner tilfælde årligt under de nuværende klimaforhold.

"Det er mere end det dobbelte af de tilfælde, vi har set under de nuværende klimatiske forhold, " sagde Vahmani.

Også, regioner som downtown Los Angeles og Santa Clara, Alameda, og Orange Counties, der historisk har nydt godt af kølige havbrise vil opleve hyppigere, mere intense hedebølger i midten af ​​århundredet. "Det er vigtigt, "Vahmani sagde, "fordi mange af disse regioner ikke er parate til at håndtere den ekstreme varme."

Cool tage til undsætning

Belægning af tage hvide eller installation af sollysreflekterende tegl i byklynger kunne være en løsning, ifølge forskerne.

"Det er ikke nødvendigvis en kompliceret eller dyr teknologi, " sagde Vahmani. "Men fede tage, generelt, er mere effektive, hvis alle adopterer dem."

Det andet mål med deres undersøgelse var at analysere effektiviteten af ​​kølige tage til at afbøde hedebølgepåvirkninger. At gøre det, forskerholdet gentog de samme højopløselige regionale klimasimuleringer, kun denne gang udskiftning af alle eksisterende bygningstage med kølige tage. Specifikt, de ville vide, om den øgede solreflektans kunne beskytte bybefolkningen mod hedebølger.

De fandt ud af, at hvis hver bygning i Californien havde kølige tage i 2050, det kunne bringe det årlige antal hedebølgeeksponeringer i Californien ned til 45 millioner fra 80 millioner.

Dette afbødningspotentiale overraskede holdet. "Selvom en lille procentdel af Californiens jord er by, Jeg var overrasket over, hvor effektive kølige tage kunne være til at skubbe risikoen for ekstreme varme tilbage, " sagde Jones.

Ud over reduceret eksponering for hedebølger og tilhørende sundhedsrisici, denne undersøgelse forudsiger, at en udbredt anvendelse af kølige tage kan reducere energibehovet drastisk ved at reducere brugen af ​​klimaanlæg.

Jones erkender, at 100 % konvertering til kølige tage i 2050 kan være udfordrende. Mens byer som Los Angeles kræver kølige tage til nye konstruktioner, eftermontering af eksisterende bygninger kan være dyrt.

Holdet ønsker nu at finde den mindste kølige tagdækning, der er nødvendig for at opnå fordele svarende til dem, der er rapporteret i undersøgelsen.

Men den positive effekt af kølige tage vil være begrænset til at reducere dagtemperaturer, når tagene reflekterer sollys. Om natten, når veje og tætpakkede bygninger langsomt afgiver varme, disse tage er ikke i stand til direkte at give kølefordele.

"Det, de kan gøre, er at reducere mængden af ​​varme, byer absorberer i løbet af dagen, " sagde Jones, "som indirekte kan sænke den varme, der er tilgængelig for frigivelse om natten."