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屋顶降温策略在极端高温下的降温潜力分析

屋顶降温策略,极端高温

通过改变屋顶材质、调整辐射和能量平衡以达到降温目的的屋顶降温策略被可能是缓解城市过热的有效方法。但不同策略在不同气候背景下的降温潜力存在不确定性。以绿色屋顶为例，不同植被种类的冷却效果差异明显，在不同气候区仍有争议。本研究在亚热带城市广州开展了为期一年的冷（白色）屋顶和绿色屋顶的对比观测实验，其中绿色屋顶同时包括草本、灌木以及混合植被三种类型，重点探讨了2022年夏季高温热浪过程中不同屋顶策略的降温潜力。分析结果表明：（1）植被屋顶在春季出现了1.15~1.95°C的显著降温效果，而在夏季的中午时段，在30~60 cm高度处出现了0.54~0.97°C的增温，但在午后时段和其它垂直高度上，植被屋顶的降温效果逐渐恢复。（2）植被屋顶通过调节气孔机制实现对环境气温的改变，当环境温度在29~34°C之间，植物气孔导度逐步上升达到0.6mol/m2·s的最大值，此时的降温效果最佳；当温度大于34°C时，植物气孔开始关闭，气孔导度降低，降温效果受限。同时，植被增加了地表粗糙度，导致了近地面风速下降了约0.35 m/s，热量被困在植物冠层，因而出现了增温的反效果。（3）冷屋顶通过将表面反照率增大到约0.5从而实现降温，其降温集中在白天时段，能稳定达到0.85~1.15°C。研究结果为深入认识屋顶降温措施的潜力提供了观测依据。