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極端高溫成為新常態,種樹真的能為城市降溫?【獨立特派員】

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面對極端高溫頻傳與都市熱島效應加劇,傳統避暑模式已難因應。政府今年啟動跨部會「綠蔭倍增計畫」,攜手學界利用光達技術與微氣候監測,精準定位都市「綠蔭缺口」以營造都市林。研究證實濃密樹蔭能有效調降體感溫度達2至8度,同時結合智慧科技防範路樹倒伏風險。透過科學化種樹、數位模擬與永續養護,始能建構具抗熱韌性的永續城市。

極端高溫常態化 熱浪跨區蔓延中

檢視中央氣象署的長期氣候觀測資料,台灣近年受全球氣候變遷衝擊,極端高溫現象日益嚴峻。今年五月端午節前夕,台南市玉井區即錄得攝氏40.2度的極端氣溫,台北測站更刷新設站130年來的五月份最高溫紀錄,顯見高溫已打破傳統季節節奏,成為常態化的環境挑戰。

國立成功大學建築學系特聘教授林子平表示,當前台灣都市微氣候面臨的核心困境,在於傳統的熱量消散路徑因地表高度人工化而受阻。他說明,過往日間累積的熱風因無法順利吹導至海口,導致大量高溫熱氣在城市內部空間來回流動。此一現象在北台灣尤為顯著,新北市的土城區、樹林區與三峽區,往往因地形與建築密集而形成高溫核心,甚至會進一步擴散並延伸至桃園市八德區。

林子平進一步指出,都市熱島效應不僅在日間發酵,更深刻干擾了夜間的自然降溫機制。他解釋,原本預期在夜間發展的陸風,應能將都市內部的熱量帶往海洋,但在結構性阻礙下已難以發揮功效,使得大量高溫熱空氣滯留在新北市大漢溪上游流域來回推動,導致夜間城市溫度持續維持高檔。當次日清晨烈日再度曝曬時,整體都市空間就如同未曾熄火的滾水般持續被加熱,熱能跨區蔓延並拖累周邊區域。

分析近十年七月的平均溫度分布趨勢可以發現,台灣的熱區已呈現顯著的區域擴散特徵。在北台灣,熱島效應以台北盆地為中心向外擴散,東側蔓延至汐止形成基隆河谷高溫區,西側則在大漢溪河谷造就樹林與三峽熱區,並一路連通至桃園中壢,基北北桃四大都會區在彼此互相加熱下,高溫帶綿延達五十公里。中台灣方面,台中的烏日與大里熱區已擴散至鄰近的霧峰,並與彰化員林串接成大型高溫帶。南部地區則從台南的善化、玉井、永康,一路熱到高雄的鳳山與九如,熱量長期蓄積在高屏溪與荖濃溪河谷,高溫久久不散。

受訪的街頭民眾表示,在日常生活的真實體感中,確實發現氣候呈現一年比一年更加炎熱的趨勢。在缺乏遮蔽的柏油路面上行走極為曝曬,相較之下,唯有在樹木繁茂、綠意濃密的空間,才能感受到實質的舒適與涼爽。然而,這種尋求綠蔭庇護的傳統習慣,正受到都市熱島外溢的嚴重威脅。

 

林子平回應,過去民眾普遍認為山區是理想的避暑去處,但觀測數據證實,從海洋吹入的涼風在途經台北盆地時,會先被密集的人工構造物劇烈加熱,且因高樓阻擋而導致風速嚴重減慢。這股又熱又慢的風流動至土城、樹林、三峽等盆地邊緣時,初始溫度已顯著提高,最終導致大量熱空氣被迫蓄積在郊區的山腳下。他認為,除非前往海拔較高的深山,否則山腳邊緣的溫度實際上依然偏高,傳統避暑模式已面臨嚴峻挑戰。

 

成大研究室分析近十年北台灣夏季平均溫度分布趨勢圖。(圖/獨立特派員) 

 

校園生態跳島 跨部會推進都市林

為了系統性應對全台高溫蔓延的環境危機,行政院今年正式啟動跨部會「綠蔭倍增計畫」,整合中央部會、地方政府與民間社會企業多元資源,企圖將都市內部零星的綠地空間、社區林帶以及周邊的自然森林進行實質串聯,建構起點線面結合的陸域韌性綠網,透過國土綠化翻轉都市微氣候。

校園在此政策中被視為最易見效的示範基盤。以新北市永和區秀朗國民小學為例,校內原種植整排陰香樹的土地,先前因不幸罹患俗稱「樹木癌症」的褐根病而被迫全面剷除。校方在專家建議下決定進行植被重建,藉由科學復育手段重新建立土地生態系統。

新北市永和區秀朗國民小學學生黃品皓表示,在校園內重新種植樹木,最直接的效益就是能為師生提供遮蔽烈日的乘涼空間。同校學生邱于恩說明,重植林木除了發揮乘涼調適的實用降溫功能外,繁茂的綠意同時具有美化景觀與供人欣賞的環境美學價值。

新北市永和區秀朗國民小學校長曾秀珠回應,學校推動植被重建的遠景,期盼等這批樹苗順利長大成林、樹蔭茂密後,能發揮實質的降溫成效,提供學童一個在樹蔭下休息、休憩與安心玩耍的優質戶外環境。

從都市整體生態路徑的角度來看,校園所扮演的角色遠比想像中更具戰略價值。樹經濟社會企業創辦人陳宇華認為,與其耗費龐大行政與財務成本去重新開發土地種樹,全面善加利用都市中既有的校園空間,是整體阻力最低且效益最顯著的綠化路徑。他說明,各級校園若能落實綠化,就能在水泥叢林中轉化為極具生態價值的都市生態跳島,加速韌性綠網的成形。

在中央政策規劃層面,環境部氣候變遷署副署長張根穆表示,政府已擘劃為期八至十年的中長期都市林計畫。他說明,政策的長遠願景是積極借鏡新加坡的綠色城市經驗,期盼未來能做到民眾跨出捷運站後,方圓五百公尺的步行路網內皆有綠蔭掩映,完全免受烈日直射。為落實此目標,政府將優先提升公共空間的遮蔭率,雖然遮蔭手段包含天然植栽與人造設施兩種,但基於氣候調適與生態永續,政策上仍將天然遮蔭列為首要的可行性評估考量。

 

新北市秀朗國小學童齊心種下樹苗,協力復育校園土地生態。(圖/獨立特派員)

 

科學量測降溫感 天然綠蔭如大傘

關於天然綠蔭究竟能為發燙的都市島嶼帶來多少實質涼感,林子平研究團隊透過長年在校園進行的戶外微氣候監測工作,給出了嚴謹的數據實證。研究團隊利用風速計、太陽輻射儀與黑球溫度計等精密儀器,將空間體感徹底數據化。

林子平表示,當科學監測儀器移動到濃密樹蔭的正下方時,由於該區域的植物葉面積密度極高,能有效阻絕太陽輻射,實測顯示體感溫度可立刻調降至攝氏33.5度。為了形成客觀對照,研究團隊在同一時間、相同背景環境下,分別在樹葉較稀疏的雨豆樹下,以及完全暴露於烈日下的無遮蔭空曠處進行同步量測。

觀測結果顯示,在樹葉分布稀疏、偶有陽光灑落的雨豆樹下,量測到的體感溫度為攝氏35.4度;然而,職守移出樹蔭外僅三步距離、完全沒有任何遮蔽物的通道處,因承受強烈的太陽直射與地表輻射,體感溫度當場飆升至攝氏38度。這項數據實證指出,無遮蔭處與濃密樹蔭下的體感溫差高達攝氏四點五度,充分彰顯了都市林的控溫效益。

林子平說明,透過長期、系統性的微氣候觀測與數據分析,團隊已明確證實樹蔭對優化戶外行人體感具有顯著的降溫功效。他認為,當夏季面臨極端高溫侵襲時,發燙的城市迫切需要建構遮蔽系統,而自然界中的樹木,就是那把最具生態效益的天然大傘。根據研究室多年的實測統計發現,在優良的樹蔭遮蔽之下,行人的體感溫度至少可獲得調降兩度的基本效果,而在輻射強烈的極端條件下,卓越的天然綠蔭最高甚至能創造調降達八至十度的降溫幅度。

 

台北市植物園路段具備良好綠帶,可提供實質的遮蔭降溫效益。(圖/獨立特派員)

 

光達技術定位 精準補足綠蔭缺口

面對都市林的空間佈局,環境部強調資源必須精準投放,拒絕盲目亂種,首要任務是精確掌握城市「綠蔭缺口」的具體位置。張根穆說明,若審視目前全台灣的都市林現況,由於過往缺乏系統性的全面普查與數據統計,現階段尚無法給出精確的全國總量數字。他表示,環境部的具體策略是透過新一代遙測技術,將盤點出的低遮蔭率弱勢區域資料,完整提供給各地方政府與承辦部會,使其在執行植樹綠化工程時能具備明確的科學優先順序。

為提供精準的國土圖資,國立成功大學測量及空間資訊學系教授王驥魁與林子平展開跨領域合作,利用地面與空載光達(LiDAR)技術,為台灣的都市林進行全面性的數位盤點。王驥魁說明,地面光達儀器在完成初始化設定後,可由科研人員揹負進行移動式掃描。當雷射模組持續旋轉發射雷射光束時,只要圍繞著目標樹木步行繞行一圈,儀器就能藉由雷射光碰撞枝葉後反射的時間差,收集到高密度的空間點雲數據,並在後台即時建構出精細的三維樹形影像,進而精確解算出特定樹種的樹冠幅與樹葉量。

王驥魁進一步說明,相較於地面光達的局部量測,利用飛航載具執行的空載光達更能突破複雜地形與建築阻隔,執行大規模的國土觀測。這項技術原本屬於內政部地政司固定執行的國土量測業務,通常每六至八年才會完成一次全台掃描,傳統上主要用於分析地形變遷與災害防救。他解釋,在過往以防災為核心的地理資訊處理中,樹木往往被視為干擾地形辨識的「雜訊」而必須予以過濾,但在當前推動都市林與調適熱島的全新思維下,樹木的空間結構數據已躍升為最珍貴的「資訊」。

這項創新的科技應用,源自兩位教授偶遇閒聊時的靈感激盪,成功將王驥魁的精密空間測量技術,與林子平的微氣候穿透率演算法進行深度結合。林子平說明,透過光達圖資解算特定步行路徑後發現,部分街道的遮蔭率竟然僅有15%,代表行人在百公尺的街道中僅有十五公尺能免於曝曬。他回應,綠蔭倍增計畫的核心,就是希望運用科技將遮蔭率翻倍提升至30%至40%,以建構出符合人體舒適度的優質親行空間。

將空載光達圖資與氣象署的高溫熱區資料進行空間套疊後,台北市的綠蔭弱點隨之浮現。林子平表示,台北市地形屬於盆地,萬華區、中正區與大同區因坐落於碗底中央,熱蓄積最為嚴重。實際比對發現,雖然台北植物園周邊的綠帶發展良好,但一旦延伸至萬華區萬大路時,綠帶便出現嚴重斷層。

檢視萬大路現況,除學校周邊外幾乎不見行道樹,行人必須長期忍受柏油地表散發的輻射熱。林子平指出,數據證實萬大路特定路段遮蔭率僅有10%,意即高達九成皆屬綠蔭缺口,未來必須依據此一科學定位進行精準補強。

 

成大團隊利用地面光達掃描路樹,精準解算三維結構趨勢圖。(圖/獨立特派員)

 

智慧感測防倒伏 科學修剪保安全

都市林的推廣除了講求精準種植,如何妥善管理路樹傾倒引發的公共安全問題,亦是檢驗政策成敗的關鍵。高雄市政府工務局局長楊欽富表示,高雄市的都市道路網結構較為特殊,早期多採用同心圓放射狀的幾何設計。這種空間配置導致颱風侵襲市區時,強風行進的路徑往往會與南北向的縱向道路產生高度同步,在狹管效應下造成局部風力劇增,進而大幅提升路樹傾倒的風險。因此,工務局特別將南北向核心路段列為科技防災的重點觀測對象。

為提升防災預警效能,高雄市政府工務局與國家地震工程研究中心合作研發智慧傾斜儀,並委託國立嘉義大學進行黃花風鈴木、鳳凰木及掌葉蘋婆等樹種的現地拉拔力學實驗。楊欽富回應,實測數據證實,當路樹受外力吹襲產生傾斜時,在2.5度的彈性範圍內仍具備自行恢復的能力。一旦傾斜角度超過2.5度,樹木根系與內部纖維便會遭受不可逆的結構性破壞,面臨極高的倒伏風險。高市府自2024年起全面試辦此項智慧監測,目前已於重要路段的樹幹上安裝350組儀器,至今共成功捕捉到15起達到黃金警戒值的異常個案,並搶先依法移除了兩棵具即時危險的脆弱路樹,成效斐然。

智慧感測系統的即時通報機制,也大幅優化了公部門的應變效率。高雄市政府工務局公園處副總工程司李淑美表示,一旦傾斜儀後台偵測到異常數據,系統便會自動將巡檢通知派發至第一線同仁的通訊群組,應變小組保證在兩小時內趕赴現地勘查。

李淑美以市區編號B0100的黃連木為例,該樹因樹冠偏向道路側生長導致重心偏移,經儀器警示傾斜已逾2.5度臨界線。他說明,此類傾向大馬路的樹木極易在車流震動或強風中傾倒,危及用路人生命安全,且因2.5度的偏轉幅度極小,一般人的肉眼根本無法察覺,必須完全仰賴科技儀器進行精準判讀。

全高雄市目前擁有約32萬棵受管路樹,而單組智慧傾斜儀的安裝與維護成本高達新台幣一萬元。儘管相較於路樹倒伏傷人後動輒新台幣五萬至二十餘萬元的國家賠償及龐大社會代價,科技預警顯然更具經濟效益,但受限於財政資源,目前仍無法達到每樹一儀器的目標。

針對未安裝儀器的龐大路樹族群,常態性的科學修剪成為維持公共安全的核心手段。高雄市政府工務局公園處景觀工程科股長陳冠文表示,第一線維管人員在巡查或接獲通報後,會針對路樹過於繁重、導致整體重心偏移的特定枝葉結構進行策略性修剪。藉由力學原理減輕該側的局部重量,理論上便能引導路樹的後續生長態勢朝向良性方向改善,從根本降低結構傾斜的潛在風險,在落實都市綠化的同時,兼顧市民的親行安全。

 

數位孿生擬綠蔭 全民認養抗酷暑

在解決種樹與通風的科學平衡上,都市林的樹冠與底層空間配置需更為細緻。林子平說明,根據團隊進行的雨豆樹氣流模擬分析顯示,都市微風具備穿透枝葉的能力,因此濃密樹蔭下仍能維持合理風速。

然而,林子平指出,台灣許多都市綠地習慣在喬木下方密植整排灌木綠籬,這種上下交疊的結構反而會阻擋通風。他建議,都市林底層應減少過於低矮密集的灌木,並定期修剪內部交疊的分支,維持空氣流動,才能有效放大綠蔭的實質散熱綜效。

綜觀未來台灣都市林的永續發展,若要建構真正具備自我調適能力的韌性城市,政策推動必須從政府單向的硬體投入,深化為全民共同參與的社會運動。張根穆表示,環境部目前正大力倡導「一人一樹」的永續參與模式,期盼未來能引導每位市民皆主動認養並悉心照顧一棵社區樹木,將氣候調適的公共責任內化為日常的生活實踐。

張根穆坦言,在推動全民參與的綠化過程中,過去最大的挑戰在於植物生長的時間落差。一棵新植的樹苗往往需要耗費長達十年的漫長光陰方能長成大樹,這種時間上的遞延容易導致一般民眾在短期內缺乏實質的獲得感,進而對綠化政策產生冷漠與疏離。

為突破此一心理藩籬,環境部正規劃將都市林計畫與尖端的「數位孿生」虛擬建模技術進行深度融合。張根穆解釋,透過導入這項新世代數位科技,科研人員能夠在虛擬的三維都市空間中,精準模擬出特定樹種在社區實植後的生長歷程。透過科技系統的運算,能將未來十年該區域的綠蔭擴展範圍、遮蔭率提升數值,乃至於預期可為社區實質降低的環境體感溫度,以極具視覺衝擊力的科學數據形式提前呈現。此舉不僅能為公共政策提供精準的決策依據,更能讓參與認養的市民在小樹苗成長初期,便能具體預見未來的清涼成果,大幅提升市民認養與維管社區綠林的長期黏著度。

雖然廣植新樹是改善都市熱島的中長期關鍵,但面對當前迫在眉睫的極端酷暑,如何妥善對待、珍惜並養護都市中現有的綠蔭資源,更是不可忽視的當務之急。環境部與專家學者共同呼籲,唯有秉持科學精神落實既有林木的疾病防治與結構維護,做好日常的精細養護,台灣的都市空間才能在極端高溫常態化的夏日考驗中,積蓄更深厚的生態底氣,攜手市民共同跨越熱浪蔓延的氣候危機。

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