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一個國際科學家小組創(chuàng)建了一個新的模型，用于評估城市微氣候下屋頂光伏太陽能電池板（RPVSPs）的性能。

該模塊采用最新的天氣研究與預(yù)報（WRF）模型，并集成了建筑能源模型（BEM）和建筑效果參數(shù)化（BEP）模型。該模塊采用經(jīng)實驗驗證的模型，并經(jīng)過了印度加爾各答10個觀測站的驗證。
“雖然現(xiàn)有文獻報道了RPVSP對城市環(huán)境的影響，但大多數(shù)都是基于現(xiàn)場實驗或建筑尺度的模擬，缺乏全面的多城市尺度分析。這些研究也忽略了屋頂表面和太陽能電池板背面之間的對流熱傳遞，”學者們表示，“我們的研究通過納入RPVSPs的新參數(shù)化指標來解決這些差距，包括對流傳熱，從而使結(jié)果與其他考慮類似因素的研究更加一致。”

該組合方法被稱為WRF/BEP + BEM模型，可以計算穩(wěn)定大氣條件下建筑物與室外環(huán)境之間的熱交換、動量、濕度和湍流動能通量。該模型最初在印度加爾各答市進行了測試，隨后又在澳大利亞悉尼市、美國德克薩斯州奧斯汀市、希臘雅典和比利時布魯塞爾進行了驗證，以確保研究結(jié)果不局限于特定的氣候帶。

“我們進行了五項實驗，以評估在加爾各答當前熱浪月份廣泛部署RPVSPs的區(qū)域影響?？刂颇M使用了0.15的屋頂反照率，沒有RPVSPs，”該小組人員解釋道，“實驗探索了RPVSPs在城市屋頂上的覆蓋率分別為0.25、0.50、0.75和1.0的情景。包括反照率、轉(zhuǎn)換效率和發(fā)射率在內(nèi)的標準RPVSP參數(shù)分別設(shè)置為0.11、0.19和0.95。”

根據(jù)在加爾各答收集的數(shù)據(jù)，RPVSPs可以將白天的近地表氣溫最高提升1.5攝氏度，因為它們吸收了大約90%的太陽能，將最多約20%的太陽能轉(zhuǎn)化為電能，而其余的能量則使自身變暖。另一方面，在夜間，全城市光伏覆蓋可以使夜間最高近地表氣溫最多降低0.6℃。在高峰時段，屋頂表面溫度將最高提升3.2℃，夜間平均降溫1.4℃。

所有地區(qū)近地表的空氣溫度是相似的。悉尼夜間氣溫下降0.8攝氏度，日間氣溫上升1.9攝氏度；奧斯汀的夜間氣溫下降0.7攝氏度，日間氣溫上升1.8攝氏度，雅典的夜間和日間氣溫則分別上升0.4攝氏度和下降1.2攝氏度。布魯塞爾的結(jié)果顯示，其夜間氣溫下降0.3攝氏度，日間氣溫上升1.1攝氏度。

“我們的研究還表明，屋頂光伏太陽能電池板顯著改變了城市地表能量收支、近地表氣象場、城市邊界層動力學和海風環(huán)流，”該小組人員補充說，“由于RPVSPs的安裝，城市溫度升高，增強了低層大氣的混合，并將行星邊界層（PBL）的高度最多提升了615.6米，減少了地面污染。”PBL是大氣的最底層，直接受到地球表面的影響。

該發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《自然城市》雜志上的一項名為“屋頂光伏太陽能電池板使城市升溫和降溫”的研究中。這項研究由來自印度加爾各答大學、卡拉格普爾理工學院、賈達夫普爾大學、美國麻省理工學院（MIT）、德克薩斯大學奧斯汀分校、中國的中國科學院和澳大利亞新南威爾士大學的研究人員們進行。

原標題：屋頂光伏裝置可以使城市環(huán)境的日間溫度最高提升1.5攝氏度