科技日报记者 颉满斌
在全球变暖与城市化进程加速背景下，极端热浪事件频发，城市热岛效应日益凸显，对能源安全、公共健康及城市可持续发展构成挑战。屋顶光伏（RPVPs）因其在能源转型与减排方面的巨大潜力备受瞩目。然而，其对局地气候究竟产生冷却还是增温效应，学界尚存争议。
记者12月2日从中国科学院西北生态环境资源研究院获悉，该院高晓清研究员团队聚焦我国典型复杂地形城市——兰州，在热浪事件背景下，利用国际先进的中尺度气象模型（WRF）并耦合城市建筑效应参数化与建筑能耗模型（BEP+BEM），精细模拟了不同覆盖率（25%、50%、75%、100%）下的屋顶光伏对城市热环境的多维度影响。相关研究成果发表在期刊《太阳能》上。
研究发现，屋顶光伏在白天和夜间均能有效降低城市气温，降温幅度在0.1K至0.8K之间。白天降温效果在城区东部更为显著，而夜间则集中在中心区域。此外，光伏覆盖率的提升能显著缓解城市热岛强度（UHII），尤其在午后（16:00-17:00BJT）效果最为突出。在100%覆盖情景下，热岛强度最大可降低0.71K。
研究表明，屋顶光伏能够有效调节空气湿度，缓解热浪期间的“城市干岛”效应（UDI），改善城市空气干燥状况，这一效果在14:00-18:00BJT之间尤为明显。此外，屋顶光伏通过降低热指数（HI），改善人体热舒适感。在最炎热的16:00-18:00BJT时段，热指数最大可降低约0.51K，且城区东部和南部的改善效益最佳。
该研究指出，屋顶光伏通过其遮阳效应和低热容特性，阻止了建筑屋顶吸收过量太阳辐射，是产生上述冷却效益的关键物理机制。这使其成为一种集“节能”（发电）与“宜居”（降温）于一体的高效城市气候减缓策略。
据悉，研究揭示了在复杂地形城市部署屋顶光伏（RPVPs）对热浪的减缓效应和机制，为干旱半干旱地区城市的可持续发展提供了新的科学视角，并为更广泛区域的城乡规划与能源政策提供了精准的科学依据。
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