高溫警示！「都市熱島」現象讓每年夏天是餘生最涼的夏天

文／林子平

一、比氣候變遷更早被發現的「都市熱島」

「都市熱島」這種市區氣溫比郊區高的現象，可不是最近才被注意到的，它被發現的時間甚至比我們耳熟能詳的「氣候變遷」、「全球暖化」都還要早 註1。在距今200年前的1818年，英國的盧克．霍華德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℃，當時大家對這個現象及造成的原因都很好奇，霍華德則是把這個現象主要歸因於倫敦市區嚴重的煙霧（smog）──這是個結合了煙（smoke）和霧（fog）兩個字所產生的新字。

霍華德是個傳奇的人物，他的本職其實是位製藥學家，氣象雖只是他業餘的興趣，但他被公認是都市氣候研究的先趨。而他在氣象領域中最廣為人知的貢獻，是將雲分類並命名的第一人，這個分類系統一直沿用至今。很多人稱他為雲之教父，德國文學家哥德甚至還寫了一首詩，讚揚他為捉摸不定的雲起了各種名字呢！

從霍華德第一次發現都市熱島現象迄今，200年來世界各地有許多學者針對不同都市的熱島現象、成因、對策進行探索。尤其近年來熱島現象在氣候變遷、全球暖化的影響下，惡化的速度更是急劇加速，建立大眾對都市熱島議題的認識和思考，已是刻不容緩的任務。

都市熱島急劇惡化程度高於氣候變遷

聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）在歷次的評估報告中指出，人類活動為影響氣候變遷的主要成因，2016年聯合國成員國也簽署了《巴黎氣候協定》，協定的其中一個目標是要將地球的上升溫度控制在2℃以內，並致力於限制到1.5℃以內。在一些影片中，我們看到北極的冰山因為暖化問題正逐漸融解，北極熊得要長途跋涉，游更長的距離去尋找食物。看著瘦弱不堪的北極熊，愈來愈多人願意改變對於環境及資源的使用方式，也改變自己的生活模式，來減少二氧化碳的排放。

但其實早在200年前倫敦市區的氣溫就比郊區高了2℃以上，2008年一個倫敦研究更指出，市區及郊區的溫差已經到了令人難以置信的8.6℃ 註2，遠高於《巴黎氣候協定》對世紀末溫度控制的目標。當我們試圖做出努力，減少全球溫度升高，解救北極熊的同時，是否曾經想過，享受著現代都市生活種種好處的自己，其實也正付出相對的代價，承受著前所未有的高溫化衝擊（如圖1-1）。

二、一座飄忽不定但影響甚巨的「島」

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註3。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（如圖1-2）。都市在同一時間下最高溫區及最低溫區的氣溫差異，就是「都市熱島強度」。

隨時變化且不易定義的都市熱島強度

都市熱島強度可以用來描述熱島的嚴重性，例如上一節提到倫敦市區及市郊的溫差在1818年是2.1℃，到了2008年溫差則達到8.6℃，我們可以說倫敦的都市熱島強度在這200年間劇烈地升高了，代表這個都市高溫化的問題愈來愈嚴重。

都市熱島強度的定義看來很單純，就是把都市中的最高溫及最低溫相減，但實際上，這可比計算一個都市的海拔高差複雜多了！首先是都市中最高溫及最低溫的地點及數值，並不像山川、平原地形一樣，位於固定位置，有固定的高度，它會隨著不同年度、季節、時段一直在改變。以台南為例，白天最高溫常出現在東南側的內陸區，而夜間最高溫卻是位於西北側的沿海區。另外，都市最高溫區很容易指認，通常是在車站、市中心，或發展密集的區域，但低溫位置卻很難定義。低溫區應該選擇在都市開發密度高低變化的邊界處，且海拔高度應該與高溫區接近較為合理，例如台北市的低溫區若選擇海拔高、氣溫低的陽明山，那就不夠客觀。

熱島影響人們的不只是氣溫上升的感受

都市熱島造成的氣溫上升，會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。如果又依賴空調來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，大幅增加的電費也會讓我們荷包失血。台灣的用電量仍有八成依賴火力發電，一度電會排放0.51公斤二氧化碳註4。因此當用電量增加時，二氧化碳的排放量也會升高，是導致全球暖化的關鍵因素之一。

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註5。而密集街區的風速較低，若都市的交通量及空調使用量增加，汙染物卻不容易擴散，就會招致空汙濃度增加註6。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註7。

在雨量方面，以台灣西部沿海為例，原本海風帶來的豐沛水氣會降雨在山區，然而，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。這顯示都市熱島會改變區域的大氣條件，造成降雨量及降雨位置的不確定性，此結果隱含了熱島效應對水資源分布的重要影響註8。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註9。

三、不易察覺且難以量測的都市發燒

然而，都市氣溫總是早上升溫、夜間降溫，如果不是新聞報導（或是你家的電費單）提醒你，或許不太容易察覺每年夏季的最高氣溫正逐漸升高、高溫日數逐漸增加、都市的高溫區慢慢擴大。不像淹水的問題民眾都看得到，都市熱島像溫水煮青蛙，平常不容易察覺，等都市出現症狀的時候，通常已經造成嚴重的問題及損失。

正因環境高溫不易察覺，都市居民對都市發燒的症狀沒有病識感，因此需要有正確且充足的氣候資訊來檢驗目前的症狀，了解高溫或其它氣候特徵出現的位置、時間及頻率。有了這些資訊，才能透過專業者診斷，了解造成這些高溫現象的病因，並提出可行且有效的處方，幫都市退燒。

僅量測表面溫度，難以檢驗都市發燒現象

發燒時我們量測的是人體的表面溫度，如額溫、耳溫等，因為它量值的數值很接近人體的核心溫度。然而，在都市中我們關心的是人們主要活動的高度──也就是距離地面1.5公尺處的行人層空氣有多熱（如圖1-3），因此要量測的是空氣溫度，也就是我們在氣象播報中看到的數值。氣溫必須要在有遮蔽且通風的環境中量測，標準的方式是將氣溫計放置在氣象儀器專用的百葉箱中，以避免受到太陽光的輻射及箱內的蓄熱所影響註10。因此，如果我們使用正確的方式量測氣溫，那麼樹蔭下及鄰近空曠處的氣溫其實會是相同的。

由政府或專業機構設置的氣象測站，具有儀器精確、維護良好、數據可靠的特性，為都市熱島研究重要基礎。然而，由於其設置及維護成本較高，一個都市內設置的氣象測站數量有限，氣溫很難呈現小範圍街區內的細微變化。再則，氣象測站大都是設置在比較不受人為影響的空曠草地或屋頂，資訊無法呈現都市複雜的地表鋪面蓄熱、空調交通人工排熱、密集建築物阻風等因素影響下的微氣候及都市熱島特徵。因此，較理想的都市熱島觀測，應該是要設計一套特別的氣溫量測系統，將儀器設置於都市街區或公園廣場之中，才能呈現出都市發展特徵下的實際氣溫，並可搭配郊區的政府部門氣象測站，來提供穩定的背景氣候資訊。

儘管隨著熱影像拍攝及處理技術的進步，只憑小型紅外線攝影機或人造衛星的少數幾張影像訊息，我們就可以觀察到大範圍內變化萬千的土地、水域、植栽、鋪面、建築的表面溫度，十分便利。然而，由於從表面溫度推估空氣溫度的準確性會受到地點、表面材料等條件影響註11，因此表面溫度只能當作都市熱島背景之參考，無法用來檢驗都市中人們所處環境的實際氣溫分布狀況。

●本文摘選自商周出版之《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》。