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在曼哈顿中城邮局参观时，蟋蟀在景天花上鸣叫，蜜蜂在花间飞舞，这是一个完美的纽约秋日。在一个覆盖了大部分城市街区的广阔屋顶上，已经铺设了一个类似公园的地方，吸收二氧化碳和其他空气污染物，过滤雨水，使其酸性降低。
根据2月11日发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上的新研究，这种绿色的屋顶可能构成一种有效策略的一部分，既可以冷却建筑物，又可以帮助应对气候变化。研究中引用的其他解决方案包括将更多阳光反射回太空的白色屋顶或结合了白色和绿色（或种植）屋顶各方面的混合屋顶。
亚利桑那州立大学的可持续发展科学家马泰·乔治斯库（Matei Georgescu）领导了这项研究，他说，足够多的此类屋顶可以“完全抵消城市扩张造成的变暖，甚至可以抵消未来大规模区域范围内的温室效应。”该结论与斯坦福大学研究人员先前的发现相矛盾，他们发现反射屋顶实际上可能会加剧全球变暖。
屋顶很快成为一个棘手的话题，一些人（例如美国前能源部长朱棣文）将其吹捧为解决全球变暖的方案之一。那是因为城市是炎热的地方。随着建筑物取代森林或草原，当地温度升高，即所谓的城市热岛效应。据美国环境保护署开发的模型预测，到2100年，美国的城市土地面积将增加多达261,000平方公里，比目前的250,000平方公里增加一倍以上。
这相当于科罗拉多州的大小，每公顷土地至少有一栋房屋。根据这项新的研究，到本世纪末，美国的一些“大都会”区域的当地平均温度可能会升高多达3摄氏度，此外还会有全球变暖带来的影响。
例如，纽约市拥有约100平方公里的屋顶，其中大部分是焦油或其他黑色屋顶材料，吸收热量，并有助于使建筑物以及整个城市在夏季更加炎热。一些城市的屋顶温度高达70摄氏度，这归咎于它们的黑色，导致冷却成本高昂，更不用说当地温度升高了一摄氏度或更多。
作为被称为“凉爽屋顶”项目的一部分，纽约市的志愿者一直在将黑色屋顶漆成白色，到目前为止已经覆盖了超过50万平方米的屋顶，但这还不到可能面积的百分之一。美国能源部认为，这种反射性屋顶可以使给定屋顶比周围的传统屋顶凉爽30摄氏度。劳伦斯·伯克利国家实验室的新研究表明，基于对22个商业屋顶项目的研究，白色屋顶是最便宜的屋顶选择。该实验室的研究证实了亚利桑那州的发现，即白色屋顶可以减少全球变暖，由于反射了所有阳光，因此在应对气候变化方面比绿色屋顶有效三倍。
但是，在《PNAS》上发表的新研究表明，这种白色屋顶在不同地方会产生不同的影响。因此，在纽约市，夏季空调的任何能源节省都被冬季供暖使用量的增加所抵消（尽管可以通过最佳的屋顶设计或具有可调节反射率的屋顶来解决此问题）。白色屋顶还可以通过减少温暖潮湿的空气上升来减少降水，从而减少云的形成和最终的降雨。“适应城市引起的气候变化取决于特定的地理因素，”乔治斯库补充道，他指出白色反射性凉爽屋顶在加利福尼亚州效果很好，但可能会减少从佛罗里达州到美国东海岸的降雨量。“在一个地理区域行之有效的方法，可能不适用于另一个地区，”他说。
例如，绿色屋顶可能更适合纽约市，因为它们在冬季提供更好的隔热效果，并在夏季提供冷却效果。植物的水分蒸发会降低总体温度，并向空气中释放更多的湿度。而且，它们还提供了辅助好处，例如为疲惫的城市居民提供绿色空间。
以下是绿色屋顶的工作原理：一层毛毡为景天或某些草等耐寒植物保留水分，并覆盖着约一英寸的“土壤”，实际上是一种由多孔页岩和粘土组成的人造基质。关键是要有一个坚固的屋顶，足够坚固以承受其在水中的重量。但是，尽管价格昂贵，但与白色屋顶相比，耗资500万美元的种植屋顶除了应对气候变化外，还提供了其他好处。在纽约市，雨水的pH值约为4.2（酸性很强），但在经过绿色屋顶过滤后，pH值为6.2或更高（pH值越高，酸性越低）。屋顶提供的蒸发冷却还将当地温度降低了约2摄氏度。
但是，PNAS的发现与某些其他研究不符。2011年，斯坦福大学的研究人员发现，白色屋顶将提供一些局部冷却，但代价是更多的全球变暖，这主要是因为这种冷却意味着较少的热空气上升，因此形成的云层较少。缺乏云层会导致下风方向的变暖加剧。根据计算机模型模拟，反射的阳光也会照射到城市上方大气中常见的更多烟尘和其他污染物，这也会加剧变暖。斯坦福大学的科学家认为，覆盖有光伏板的屋顶会做得更好，因为它们产生的电力可以避免对更多燃烧化石燃料的发电厂的需求。
许多科学家不同意斯坦福大学的分析，包括劳伦斯·伯克利的另一个研究团队，他们发现，全球每栋建筑物上的白色屋顶可以抵消约440亿吨温室气体排放的影响，或超过一年全球气候变化的污染。至少有一位斯坦福大学的气候建模师认为，从未证明局部冷却会造成全球变暖。“我不否认存在这种情况的可能性，”斯坦福大学的气候建模师肯·卡尔迪拉（Ken Caldeira）在2011年写道，当时最初的研究表明白色屋顶可能会加剧气候变化。“我高度怀疑这种情况会很常见，”卡尔迪拉补充道，他为了冷却目的，在自己家的一部分安装了白色屋顶。
无论如何，反射性甚至绿色屋顶的空间是有限的。城市地区覆盖了全球不到1％的面积（尽管这个数字在未来几十年可能会增加），而其中不到一半的面积是适合美白的屋顶或道路顶部。它也未能捕捉到城市环境的复杂性，例如用建筑物代替树木如何影响地下水位和风速。“城市化不仅影响地表反照率，”耶鲁大学林业与环境学院的城市环境研究员凯伦·塞托（Karen Seto）说，她没有参与任何研究。新的PNAS研究“是创新性的第一步，但在他们研究的影响方面受到限制，”她补充说。
同时，黑色屋顶仍然危害人类健康。在1995年致命的芝加哥热浪中，根据随后的分析，住在带有黑色屋顶的建筑物顶楼的人最有可能死亡。“应该禁止黑色屋顶，”哥伦比亚大学拉蒙特-多赫蒂地球观测站的地球化学家韦德·麦吉利斯（Wade McGillis）在参观邮局绿色屋顶时告诉我。“如果你要安装屋顶，就不要安装黑色的。”