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Take Home Message
●發生「都市熱島」的原因在於進入市區的熱量多，又沒有充裕的流通路徑及妥善設計，使熱量排出受限。
●都市的降溫策略應與政府共同提前部署，如水綠降溫、通風散熱、遮蔭涼適、建築節能等，都是都市熱島的降溫解方。
●成大曾與直轄市府合作建構「都市風廊系統」、「基地降溫指標及都市設計準則」等，將科學研究實踐於都市退燒政策。

 
我猶豫地看著汽車鑰匙，不知道該不該在連續假期開車出門。但當車子開出家門後，就立刻後悔了。眼前的市區道路上不僅有當地居民的車輛，還湧入了大量觀光客的車輛，再加上市區內道路多為狹窄的單行道，人車更顯得擁擠難行。
 
除了車多之外，夏天的午後更是高溫難耐。建築及路面被太陽曬到發燙，釋放出令人暈眩的熱氣;家家戶戶緊閉門窗，冷氣全力運轉，持續排放高溫廢熱;建築物緊密排列、棟距狹窄，讓這些熱氣都流不出城市，只能被侷限在狹窄的街道中，讓溫度持續上升。
 
若我們比對都市塞車和都市高溫的現象，會發現兩者有類似的特性。進入市區的車輛多，又沒有寬闊的道路及良好管制，車輛移動受阻，就會造成塞車;進入市區的熱量多，又沒有充裕的流通路徑及妥善設計，熱量排出受限，就會造成都市高溫。
 
每個城市的塞車現象不盡相同，必須個別檢視才能了解問題。同樣的，我們也得了解都市熱島的現象和成因，以及各個城市的關鍵問題，才能對症下藥並幫都市降溫。
 

都市熱島的現象及成因

 
市區的氣溫高於郊區的狀況，稱為「都市熱島效應」（urban heat island effect）。以臺北市今（2023）年7月8日下午1點的氣溫分布圖為例（圖一），位於臺北盆地的萬華、中正、大同等密集市區，溫度比南港郊區高了約2~3°C左右。這個溫差稱為「都市熱島強度」，也就是都市在同一時間點最高溫區及最低溫區的氣溫差異。此溫差愈大，代表都市高溫化的問題愈嚴重。
 
這些熱究竟是從哪來的?如同都市的車輛來自本地及外地一樣，都市的熱量其實也可以分為來自外部及內部這兩種源頭。都市外部的熱源就是太陽輻射熱，它以能量較強、波長較短的「短波輻射」進入都市中;當短波輻射被地表及建築吸收後，它們的表面溫度會上升，釋放出能量較弱、波長較長的「長波輻射」。長波輻射便是導致都市高溫化的關鍵，大量的建築物、道路、鋪面等人工構造物就像是巨大的吸熱怪獸，白天拚命吸收短波輻射，到了夜間就會逐漸釋放長波輻射，導致都市升溫。
 
都市內部的熱源則包含交通、工廠、機具等，不過對（亞）熱帶地區的都市而言，空調排熱才是最關鍵的熱源。在炎熱的地區，為了使室內溫度維持舒適，人們總會開啟空調來降低室溫。空調吹出的冷空氣並非憑空生成，而是把室內的熱量「搬運」到戶外所交換得來的，因此當這些熱量排入都市後，就會造成都市氣溫上升。

圖一：臺北市熱島分布圖

盆地像是易蓄熱的大碗公

 
為了長期觀測臺灣都市的熱島現象，成功大學建築與氣候研究室（BCLab）將無線的溫溼度感測器架設於都市的路燈桿上，在臺北、新北、桃園、臺中、臺南、高雄等六個都會區建置高密度氣溫量測網（HiSAN）。合計約有250 處微氣候站，設置地點多為都市街道、公園廣場、郊區農地等。同時結合物聯網（Internet of Things， IoT）技術，全面掌握都市氣溫的變化資訊。
 
在分析收集到的都市氣溫訊息後，BCLab 發現都市熱島其實和地型、地貌之間有密切的關係。位於雙北市及臺中市距海較遠的地區，都市高溫區多分布於盆地區域，除了前面提過的臺北盆地外，大里、烏日、霧峰西側構成的臺中盆地也具有類似特徵。
 
盆地就如同一個大碗公，涼爽氣流不易進入、熱氣也不容易散出去，造成這些都市內部又熱又溼。

臺南市夏季(a)日間及(b)夜間的各點氣溫相對於平均溫度的值差圖。紅色代表高於平均氣溫的區域,藍色為低於於平均氣溫的區域,統計期間為 2016 年 8 月。
(作者提供)

臨海的臺南和高雄則受到海洋調節，白天及夜間的熱島有明顯差異。以臺南為例，白天時強勁的海風由西往東側的山區吹，使高溫空氣從海邊被推移到較內陸的位置（圖二 a）;夜間時因海水溫度較內陸高，高溫空氣便從陸地移往海邊（圖二 b）。高溫空氣在一天內繞著臺南移動了一圈，形成「移動的熱島」，此特徵也與東京的熱島特徵十分相近。
 
都市熱島造成氣溫上升，直接影響人們待在戶外的感受，也就是熱舒適性，這將影響人們對環境的滿意度及空間利用率，對都市生活品質十分重要。如果又依賴空調減緩戶外高溫造成的室內悶熱，不僅會排放大量廢熱使戶外再升溫，造成惡性循環，還會大幅增加電費、讓我們的荷包失血。此外，臺灣目前的用電量仍有八成依賴火力發電，使用一度電約排放0.495公斤的二氧化碳，因此用電量增加也會造成二氧化碳的排放量升高。

都市熱島的降溫解方

 
當都市氣溫已經開始上升時，使用路面潑水的方式應急也為時已晚、效益不大。因此我們必須提前部署降溫策略以防患於未然，以下是四個可供都市使用可行的降溫對策:
 

1.水綠降溫

 
綠地和水是最基本且有效的降溫手法。當植物進行光合作用時，會透過葉片蒸散水分，同時蒸發土壤和水域中的水分，並透過潛熱傳遞將環境的熱量帶走。例如在城市中增建公園、湖泊、河流等綠地和水域，可以有效地降低都市高溫。
 

2. 通風散熱

 
風是都市散熱的重要助手，因此我們必須維護自然的風道，從城市周圍引入涼爽的氣流。同時也要設計適當的都市風道，避免密集的建築物阻礙氣流，讓氣流能夠順暢無阻。例如在都市中保留寬廣的道路和街道，清除建築物的障礙以利風的流通。
 

3. 遮蔭涼適

 
利用遮蔭確保都市中的人們感到舒適。我們可以透過茂密的綠植或輕便的遮蔽設施，例如樹木、騎樓、迴廊、頂棚等，在都市中創造大量的陰影減少太陽輻射，同時也有助於減少夜間地面輻射熱、緩解夜間都市高溫的問題。
 

4. 建築節能

 
節能的建築設計能夠減少都市高溫惡化的影響。首先要確保室內舒適，採用隔熱、遮陽、通風的設計，降低空調使用時間。並且選擇高效能的空調系統，以減少空調排熱。
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