都市熱島,迫在眉睫;改善策略亟需政府民間一起攜手

文/圖:林子平 成大建築系特聘教授

都市熱島是什麼「島」

在一個炎熱的夏天夜晚,你騎著車從安靜的郊區騎到熱鬧的市區。沿途你看到環境及活動逐漸改變,無形中影響都市熱量的吸收與釋放。地面及道路人工化增加,在日間蓄積更多太陽的熱量,並在夜間釋放大量我們看不見的紅外線熱量;自然綠地與空地減少,導致了蒸發散效果變差,無法透過潛熱釋放的方式較有效地帶走地面的熱量;建築物密度及高度增加,阻擋了都市中既有的風道,使得冷空氣不易進入,熱空氣不易排出;空調與交通的排熱更是關鍵,使得都市中的熱源不斷增加。

以上這些原因,使你感受到周圍的氣溫慢慢升高,這種市區的氣溫比郊區高的現象,我們就稱為「都市熱島現象」

它可不是近期才出現的,甚至比我們耳熟能詳的「氣候變遷」、「全球暖化」都還要早被發現。在距今200年前的1818年,英國的霍華德(Luke Howard)便已指出都市空氣溫度高於郊區的現象,他發現倫敦市中心在夜間的氣溫,比郊區足足高了約2.1°C,當時也還不知道這個現象的原因,只是猜想可能是倫敦市區嚴重的煙霧所造成。而直到1856年富特(Eunice Foote)、丁德爾(John Tyndall)等人才發現二氧化碳及水蒸氣對日光加熱能力的貢獻,揭開了氣候變遷的面紗,但這已經是都市熱島在倫敦被發現時間30年之後的事了。

你可能會好奇,為什麼要用「島」這個字來描述都市高溫的現象呢?這是因為都市的氣溫有高低起伏的變化,若畫出等溫度線圖,看來就很像島嶼的等高線圖。在這個虛擬的島上,高溫區像島上的山峰,而且往往不只一座;而低溫區如島上的平原,也可能是兩個山峰之間的山谷。都市在同一時間下最高溫區及最低溫區的溫差,就是「都市熱島強度」,上述的2.1°C就是倫敦當時的都市熱島強度。

都市氣溫的分布圖及剖面圖如同島嶼一樣地起伏。市中心是典型的高溫區,郊區則為低溫區,都市中公園綠地的氣溫也會略低一些。本圖中最高溫(36℃)與最低溫(30℃)的溫差為 6℃,即為都市熱島強度。
密集且棟距小的大樓容易造成都市通風阻礙,影響散熱

都市熱島有什麼影響

都市比郊區熱一點又如何,我們外出就做好防晒,室內就把冷氣開強一點不就行了?都市熱島造成的氣溫上升,造成的影響比你想像中還嚴重。

成大建築與氣候研究室(BCLab)以台南市不同區域的住宅為研究對象,為了維持室內舒適性,位在高溫市中心區的41坪住宅,會比位於低溫郊區的同樣規模住宅,每年多出約6400元的空調耗電。顯然,當你靠冷氣搬動室內熱量到戶外的同時,也把你荷包裡的錢搬動到電力公司的帳戶裡去了!

除了氣溫之外,都市熱島現象也直接或間接影響市區的氣候特徵。在空氣品質方面,都市熱島若發生在日射強烈的時段,常會伴隨著臭氧的發生機率及濃度提高的現象此外,沿海都市的高溫也會造成局部環流結構的改變,如白天海風增強,使得汙染物由都會區輸送至內陸山區,並累積於山區;夜間陸風減弱,則會造成汙染物的局部累積加劇。

在雨量方面,市中心的高溫及乾燥造成的大氣不穩定,會強化都市下風處的對流,可能使市區降雨量減少,或在都市下風處增加雨量。另外,熱島效應也使得午後落雷機會增加,對於都會區的交通設施及戶外活動也是重大的威脅。

缺乏遮蔭的人行道不僅造成鋪面蓄熱,也影響行人的熱舒適性

台灣的都市熱島有多嚴重

2020年台灣的民眾應該體驗到夏季時的極端高溫,6月29日台北出現38.9°C高溫,打破台北6月最高紀錄,位於台北盆地正中央的萬華龍山寺附近的氣溫,就比南港台北流行音樂中心附近高出3.5°C左右。而在一個月後的7月24日,台北市更出現了攝氏39.7°C的高溫,打破台北測站自1896年設站以來的紀錄,是124年來的最高溫。

而在高雄、台南,及台中,因受到海洋調節,過去白天內陸的高溫在夜間時尚能有效降溫。但近期位於內陸的台南市仁德、永康,高雄三民、鳳山、仁武,台中大里,在夜間溫度仍居高不下,導致隔天清晨的起始溫度逐步上升。

2021年台灣經歷了半世紀來最嚴重的乾旱,5月11日在長期無雨且受太平洋高壓偏強影響下,南部山區在中午就出現極高的氣溫,如台南市北寮高達39.3°C、高雄市月眉也達38.4°C。這顯示在地型特徵與氣候變遷趨勢下,持續加劇的都市熱島現象可能造成中南部都市近山區的氣溫逐漸攀升。

台北市都市氣溫分布圖,統計時間為2020年7月24日14:00。

熱島要退燒其實不難

熱島現象既然是人為所造成的,也代表人們並非束手無策,而是有對應的解方來達到退燒的效果。「降溫、通風、遮蔭」是三個都市熱燒的簡單概念,其關鍵作法分別是「增綠多留藍、讓路給風走、遮蔭供人行」。

「增綠多留藍」是都市降溫的根本之道,除了地面密植的樹木之外,並盡可能維持地面的透水性增加地表蒸發冷卻的效果。「讓路給風走」是避免建築物以其正面迎風造成風阻,讓建築物「側身」面對常年的風向或潛在有風的區域,例如河道、公園、廣場、道路,並且要加大建築物之間的距離,使涼爽空氣可流進都市每個角落。「遮蔭供人行」是利用遮蔽物來阻擋太陽日射,可以提高人們行走及活動的熱舒適性。除了植栽之外,騎樓、迴廊、頂棚都是很好的遮蔽設施,讓日間行走舒適,也能使夜間地面輻射熱減少,可以緩和夜間都市高溫化問題。

民眾及政府如何回應都市降溫的議題

近期從媒體的報導及民眾的回應都顯示了,人們不再視都市高溫為炎熱夏季時的理所當然,也理解到都市高溫有很大的成分是人為造成的。他們想進一步知道都市哪裡最高溫、什麼因素導致高溫、政府應該要如何改善、生活必須如何因應。當政府釋放出國民中小學全面裝設冷氣的政策,也有許多專業者提醒了廣設冷氣排放的廢熱可能造成都市熱島加劇,並關心孩子們長時間待在全空調的舒適環境下,是否將失去了適應氣候的能力。

然而,令人擔憂的是,台灣目前的中央法令對於高溫化的對應仍嚴重不足。在「災害防救法」有風災、水災、寒害,卻沒有熱災的定義,也就是高溫化沒有法令規範也無主管機關。「國土計畫法」雖已揭示將因應氣候變遷及國家永續發展列為重要目標,仍未充分考量高溫化對於空間發展與成長管理計畫及土地利用管制。「建築技術規則」有日照權,但只有基本室內通風規範卻無受風權的確保。同時,現行法令中廣場上的遮陽頂棚,大樓間的連通走廊,小學內的風雨球場,居然都需要計入建築開發面積中,在寸土寸金的都市裡,增加了設計遮蔽設施的阻力。

所幸,許多地方政府已經開始針對都市退燒提出對策。台中市已將基地通風率納入都市更新制度,並揭示都市熱島、都市風廊需列入縣市的國土計畫法中;台北市於南港車站、南港軟體園區、台北流行音樂中心周邊規劃空橋系統,打造南港綠廊提供良好的綠化、遮蔭、透水的路徑,也在市民大道兩側納入風廊及遮蔭的對應,針對棟距及騎樓的深度開始進行規劃。新北市板橋江翠北側,也針對建築物各幢立面最大寬度與送審基地平均寬度的比例進行管制,以確保沿河的建築物有足夠間距引風進入街廓。

要改變舊思維來推動都市退燒,實屬不易。其中一個原因是,都市熱島包含了很複雜的跨領域知識,民眾不容易理解,設計者不方便參考,政府也難以擬定適合政策。

因此,在2021年的夏天,我將都市熱島的現象、理論、成因、對策,寫成科普的書籍,希望以簡單有趣的方式讓人能夠理解。傳遞知識固然重要,但引起興趣更是關鍵。當你翻閱這本書時,會專心查看溫度分布圖確認你是否住城市高溫熱點上,會好奇插畫內的北極熊、蝙蝠、冰箱、咖啡杯、天平、洗手槽到底與都市熱島有什麼關聯,會想像降溫、通風、遮蔭這麼簡單的幾個策略要如何幫都市退燒、讓行人舒適。那麼,這代表你對都市熱島議題的已產生了關心與興趣,你不再視每年盛夏的都市高溫為尋常,願意進一步了解這個在極端氣候變遷及高度都市化下的重要議題。我相信,唯有充分了解,才能促成對話;唯有深入對話,才能促成改變。

備註

本文主要參考摘錄自:林子平,2021,都市的夏天為什麼愈來愈熱?:圖解都市熱島現象與退燒策略,商周出版。文中關於都市熱島對於用電量、空氣品質、降雨量、落雷影響為引用自林奉怡、莊振義、林傳堯、鄭朝陽、鄭芳怡、彭啟明之著述或訪談,詳細之內容請參閱該書之備註。


《都市的夏天為什麼愈來愈熱?圖解都市熱島現象與退燒策略》

作者:林子平 
出版社:商周出版
出版日期:2021/06/03
語言:繁體中文  

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