城市與全球氣候變化

城市消耗瞭世界2/3的能源和70%的溫室氣體排放

關註城市的氣候風險：

• 由於世界上一半以上的人口和經濟活動都集中在城市，城市尤其受到氣候變化後果的影響
• 酷熱（Canicule）與熱浪（Vagues de chaleur），特別是城市熱島效應的形成
• 幹旱，缺水與水質問題
• 城市和沿海地區的洪水
• 城市地區對海平面上升、河流洪水和強降雨的脆弱性
• 健康風險
• 特別是與臭氧有關的空氣污染（哮喘的來源）和傳染病的發展
• 城市的適應措施可以基於保護性基礎設施的建設或現有設施的發展（所謂的 "硬 "適應措施）
• 組織上的變化，如建立警告和疏散系統
• 預防運動（所謂的 "軟 "適應措施）或基於植物的解決方案
• 在某些極端情況下，可能需要采取措施將活動轉移到不太脆弱的地區

城市的脆弱性與復原力因素：城市系統不同的關鍵組成部分的相互依賴和接近，特別是集中瞭城市脆弱性主要因素的基礎設施的相互依賴和接近

• 排水系統
• 運輸網絡（暴露在洪水和熱浪中）
• 電信和能源網絡
• 人口密度和老齡化
• 對城市外系統的相互依賴（食物、水等）
• 靠近海岸線或洪水區

闡明城市生態系統的生物物理組成部分

城市周邊自然環境因基礎設施的建設而改變，城市生態系統也隨之改變。

城市生態系統的入口與出口：

氣候平衡有內部和外部輸入：來自外部的氣溶膠，攜帶污染物；可攜帶污染物的水

污染物如何產生污染，改變瞭城市（大氣）上空的輻射平衡？

在人口密度最高的地方，溫室氣體排放量最高（北半球），有更多的工業化和城市化地區。

城市峽谷：Canyon urbain

聖保羅Sao Paulo（巴西）：一個城市街區的形態多樣性和表面條件的例子

• 地形對城市上空空氣學和大氣的影響。
• 地表狀態：LULC（土地利用土地覆蓋）=土地利用和土地覆蓋+海洋，所以是人為利用或相對自然狀態

愛爾蘭都柏林的一個小公園的鳥瞰圖

• 2個不同的城市景觀

a) 巴塞羅那附近的例子 => 峽谷（將包含熱流的街道）。

b) 邁阿密郊區=>街道和公共空間的植被。

空調導致的城市熱力條件的根本改變：以新加坡的一條街道為例——安裝瞭空調，改變瞭街道上的氣候，就像在外面有一個烤箱——室內空調=外部熱足跡（不包括能源使用）Climatisation intérieure = empreinte thermique externe (sans compter l'utilisation énergétique)

• 溫度升高和城市熱污染（特別是維護不善的設備）——弱勢群體壓力增加

空調導致的城市熱力條件的根本變化：城市公共設施的例子（Al-Janoub體育場，卡塔爾）

東京澀谷河的例子，不僅結合瞭水和植被，還結合瞭空調和各種外墻材料（城市峽谷、空調、污染的水等......）

——河流的冷卻能力的重要性：清溪城內河道修復後，首爾某社區的熱成像變化

城市峽谷中的交通，以開羅為例

城市規劃師的研究方法：

• “天空視角系數 "或SVF的概念——天空視角系數(SVF)是用於評估城市街道內微氣候條件和熱舒適度的基本物理參數之一
• ”魚眼 "攝影法La méthode de photographie en “fish eye”
• 分析 "城市天幕 "的技術和測量：整個覆蓋物 Technique et messure qui permet d’analyser “la canopée urbaine”: ensemble de la couverture
• 對空間的簡化，以研究城市氣候
• 地方氣候區（LCZ）的分類，根據其對改變當地城市氣候的感知能力（根據Stewart和Oke）

土地覆蓋對降水（100%）在一年內的蒸發、滲透、滲濾和徑流之間分佈的影響示意圖

如何將水引入城市，因為它從建築物中移除能量

數值模擬對研究 "城市峽谷 "效應的作用

街道形態對通風的影響，因此，溫度和氣溶膠/污染物分佈的影響

除瞭氣體排放，城市基質也會排放出大量的能量，這取決於表面條件（建築、道路、停車場等）

隻要有熱梯度，就會出現：

-->壓力梯度-->風的產生

熱梯度來自於輻射梯度

但每個城市都是一個特殊的、具體的案例

有瞭具體的機制和解決方案

一個古老而緊湊的城市，但具有明顯的小氣候的例子：尼斯——熱帶之夜：最低溫度超過20攝氏度

尼斯的案例——全球變暖，地中海溫度升高——濱海阿爾卑斯的地中海沒有上升流，所以海洋不會降溫——非山谷地區溫度明顯高，因為山谷晚上吹涼爽的陸風

格勒諾佈爾的氣候——逆溫

城市中的水和綠墻：普羅旺斯地區艾克斯的例子

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草坪在陽光下加熱的程度要低得多，其較低的散射率（吸收或歸還熱量的能力）限制瞭儲存效果

城市環境中的一些適應案例：工業化的 "SEDUM "屋頂或未鋪設的草毯；植物屬SEDUM = Crassulaceae科（北半球有400多種多肉植物）：巖石植物或小灌木

優點：空氣過濾器；管理液壓系統很容易做到

限制因素：建築結構的設計沒有考慮到屋頂綠化的問題；可再生能源和生物多樣性

傾向於低技術而不是高科技的設施（絕緣、可再生能源）

通過城市的土壤和植被管理水循環

促進重點地下水道的重新開放和重新凈化

所謂的UHI（城市熱島，法：ICU，Ilot de chaleur urbain）是指 ：土地利用和大氣之間的相互作用影響瞭夜間的熱變化（即晝夜循環）；在夜間，是城市和地面成為熱量的散發者

在IDF地區的范圍內：2003年，城市 "內部 "和周邊地區之間有4至5攝氏度的差異。通過與監測有關的遙感進行監測

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柏林的例子：通信路線也顯示瞭UHI，並給它一個星形的形狀

倫敦：我們說的是一個星系（在主要城市范圍外建設UHI）

沒有 "單一配方"......每個案例都是具體的（地形、形狀、城鄉對比、活動、植被、水等）

UHI，在地方范圍內的機制和變化仍然未知

這是一種熱穹頂效應（Dôme de chaleur），創造瞭一個城市小氣候，溫度明顯高於周邊地區

一個多標準的現象，根據氣候變化，但也根據城市化的演變而演變

城市排放的污染物在城市上空積聚成一個穹頂，然後形成一個人工的本地溫室效應

1. 當區域流量低時，要麼是城市穹頂（城市穹頂）。

2. 或者當城市內部的氣流被區域性的同步氣流所吸收時（城市羽流）——所以：城市風道 Urban Ventilation Channel

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當幾個因素結合在一起時，為毗鄰山脈的城市化沿海平原開發海/陸風系統的實例

熱慣性Inertie thermique

為什麼晚上的UHI比白天大？

1. 在城市周邊地區，大部分的太陽能被植被用於其功能（土壤水和蒸發）。

2. 剩餘的大部分能量被用來加熱空氣（白天的空氣比晚上的更暖和）

3. 在城市地區，不透水的表面和建築物也會加熱空氣，溫暖自己並儲存大量的能量

4. 在夜間，農村的空氣將迅速冷卻，而較溫暖的城市表面將限制這種冷卻。

5. --> 因此，UHI的產生不是因為城市空氣升溫更快，而是因為它降溫更慢

在城市地區，大氣邊界層被稱為城市邊界層（UBL），它是在表面影響下的空氣層

UBL的厚度根據一天中的時間和季節的不同而變化。它在熱量、水分和濕度的交換中發揮著重要作用。

南半球與北半球是不一樣熱的——北半球陸地多，溫度高，當然冬天也比南半球的冬天更冷

提醒大傢註意一些海洋的特征。

海洋占地球表面的71%，包含世界上97%以上的水，由於其深度，對海洋的運作至關重要。

海洋有三個基本參數：溫度、鹽度和深度壓力

- 水的比熱是空氣的4倍：因此，海洋的最初幾米可以吸收與它上面整個空氣柱一樣多的熱量。

一種材料的比熱是指將1公斤質量的該材料提高1攝氏度所需的熱量（能量）。

海洋=巨大的熱庫，但需要多年才能移動（升溫）

鹽延遲瞭沸騰和蒸發=>淡水減緩瞭鹽度，從而改變瞭海洋和洋流的行為。

通過修改鹽度，我們修改雲度

第一個凝結核是海鹽

表面溫度的變化也取決於深度。

溫躍層Thermocline：冷水和暖水之間的區域

底棲生物Benthique：冷水區（變暖並擾亂海洋生物多樣性的區域。

深層（冷）水和較暖的表層水之間的邊界（熱不連續）。