由于全球变暖与城市热岛效应（UHI）的协同作用，全球城市正在经历愈发严重的极端高温。根据Tuholske等人的研究，全球日最大湿球温度达到30°C的暴露率在1983年至2016年间增加了近200%。随着全球变暖和城市化的持续发展，极端高温的暴露率预计将进一步上升。为应对这一挑战，扩大城市树冠覆盖率（UTC）作为一种基于自然的热缓解方案越来越受到关注，因为树木能够提供显著的降温效果。在设定UTC目标时，管理者和决策者最关心的问题是“作者城市需要多少UTC覆盖率”？这个问题至关重要，因为城市通常用于绿化的空间有限。要回答这个问题必须结合社会、经济、政治和规划等多方面的考量。满足这一挑战的关键在于严谨的科学证据，特别是关于UTC的降温效果。然而，现有关于UTC影响的分析大多基于小于城市规模的空间单元（如社区），导致科学理解与规划实践需求之间存在尺度不匹配的难题。研究旨在通过提供工具帮助规划人员在整个城市尺度上量化单位UTC变化带来的降温效果，从而填补这一空白。
模式机理图（图片源自PNAS）
大量研究探讨了UTC变化的降温效果。例如，有研究表明，随着社区内UTC的增加，温度显著降低。在这些细尺度上，UTC每增加1%可能导致温度降低0.04到0.57度。然而，这些研究的结果无法回答整个城市尺度的问题，因为它们集中在更小的尺度上。虽然社区尺度的发现可以指导植树以改善局部的热舒适性和宜居性，但规划人员和决策者通常关注更大范围的区域，甚至整个城市尺度。较小尺度的结果能否外推到城市尺度尚未得到解决。确定社区尺度的降温效果能否外推至城市尺度是解决城市管理者和规划人员关注问题的必要步骤。
在研究中，作者在超越社区尺度的基础上采用了公认的冷却效率（CE）方法。通过量化不同尺度上的CE（即分析单元的大小），作者测试了CE是否存在统计稳健的尺度扩展关系，并是否在整个城市尺度上遵循可预测的幂律函数。作者的测试灵感来源于生物学、生态学和城市科学中广泛观察到的幂律尺度扩展关系。本研究的目的是确定幂律函数是否适用于城市尺度的外推。此外，作者探讨了在不同气候背景和夏季天气条件下，这些尺度扩展关系的一致性和稳健性。揭示CE与不同尺度之间的尺度关系对于理解城市植树的降温效果至关重要，并且可用于推动城市的UTC计划。
原文链接：
https://doi.org/10.1073/pnas.2401210121
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