《Journal of Urban Health》:Indoor Thermal Environments, Cooling Access, and Energy Burden in New Orleans, LA: Challenges and Opportunities for Heat Adaptation
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极端高温是全球城市地区日益严重的健康危害,尤其在美国东南部(Southeastern United States)。尽管大多数极端高温研究和干预措施聚焦于环境室外条件和社区环境,但最严重的热健康后果发生在室内居住环境中。本研究旨在表征室内热环境,并在当前热适应
极端高温是全球城市地区日益严重的健康危害,尤其在美国东南部(Southeastern United States)。尽管大多数极端高温研究和干预措施聚焦于环境室外条件和社区环境,但最严重的热健康后果发生在室内居住环境中。本研究旨在表征室内热环境,并在当前热适应措施和能源不安全问题背景下,识别路易斯安那州新奥尔良市热脆弱社区居民高温室内环境的预测因素。研究人员于2023年和2024年暖季期间,在两个热脆弱新奥尔良行政区的114户家庭中开展了包含开放式与封闭式问题的问卷调查,并进行了为期2周的监测。研究发现,空调(Air Conditioning, AC)类型与使用方式结合室外日最高气温是室内夜间最高温度的显著预测因素。结果表明,当室外日最高气温超过90华氏度时,没有空调、使用窗式空调或未能全程或大部分时间运行中央空调的家庭难以将夜间室内温度维持在80华氏度(一项 recent healthy homes ordinance 认定的适宜阈值)。与租房者相比,房屋所有权与更高的夜间室内温度、典型的空调使用模式更大的变异性,以及夏季月能源支出对空调使用模式差异的更大敏感性相关,这可能表明该群体正在实施能源限制行为。本研究丰富了美国东南部室内热环境的有限文献,并强调了住房与能源负担在热适应中的重要性。
研究背景与问题
极端高温已成为全球城市地区日益严峻的健康威胁,美国东南部尤甚。尽管现有研究多聚焦于室外热环境,但室内居住环境才是热健康危害最严重的场所。据统计,美国近半数高温相关死亡发生于受害者家中,而人们约90%的时间处于室内环境中。虽然住宅空调(Air Conditioning, AC)的普及是20世纪美国热相关死亡率下降的最主要因素,但即便在AC高渗透率的地区,贫困人群和固定收入的老年人等热敏感群体仍面临AC获取不足或"能源贫困"(energy poverty)的困境。这一矛盾——即干预措施集中于室外环境而致命热暴露发生在室内——促使政策制定者开始关注室内住宅制冷标准。美国多地包括路易斯安那州新奥尔良市已出台或正在推行室内住宅制冷标准,但这些标准的可行性、可执行性及实际影响尚不明确。新奥尔良市尤为值得关注,因其位列美国热浪趋势增幅最大的五大城市之列,且南部地区预计在2100年前将经历全国最为严重的热相关死亡率增长。
研究设计与方法
研究人员采用问卷调查与室内环境监测相结合的方法,于2023年暖季(佛罗里达、巴尼弗伦德和德西尔地区)和2024年暖季(霍利格罗夫/霍利格罗夫-迪克森地区)在新奥尔良两个行政区的热脆弱社区开展研究。样本队列来源为通过社区组织和数字平台招募的127名居民,最终114名参与者贡献了1,604人天的随访数据。主要技术方法包括:(1)基于Open Data Kit(ODK)移动数据采集平台的基线调查,收集人口统计学、住宅特征、制冷获取及自报能源成本信息;(2)使用Verizon关键资产传感器(Critical Asset Sensors, CAS)连续监测参与者卧室温湿度,每15分钟记录一次,采样期间为2周;(3)线性混合效应回归模型,分析室内夜间最高温度的预测因素,并纳入AC类型/使用与室外温度的交互项;(4)利用Localized Constructed Analogs 2(LOCA2)统计降尺度气候数据产品,在三种排放情景(SSP2-4.5、SSP3-7.0、SSP5-8.5)下投影2025至2075年新奥尔良高温天数。
研究结果
参与者特征
研究参与者主要为黑人或非裔美国人,来自低于新奥尔良市家庭收入中位数(55,580美元)的低收入家庭。女性占多数,约半数租房、半数为房主。近90%参与者报告在炎热天气始终或大部分时间运行AC,约四分之三使用中央空调。
室内夜间最高温度预测因素
线性混合效应模型显示,前一日室外日最高气温每升高1华氏度,室内夜间最高温度升高0.22华氏度(95% CI: 0.18, 0.27)。无AC、使用窗式AC或限制中央AC使用(即仅运行一半时间或更少)使室内温度比全程或大部分时间运行中央空调高3.49华氏度(95% CI: 1.13, 5.86)。AC类型/使用与室外日最高气温存在显著交互作用(p=0.007):当室外温度升高时,无AC、窗式AC或限制中央AC使用的家庭夜间室内温度上升更为陡峭。
制冷标准达标情况
对于无AC、窗式AC或限制中央AC使用的家庭,当室外日最高气温达到约90华氏度时,维持80华氏度以下的健康住宅制冷标准即出现困难。气候投影显示,2025至2075年间,新奥尔良日最高气温超过90华氏度的天数将显著增加,在低排放情景(SSP2-4.5)下每年额外增加25天,在高排放情景(SSP5-8.5)下额外增加50天,到2075年可达每年150天。
能源成本与住房权属差异
租房者的夏季月能源成本在AC类型和使用方式间无显著差异;但房主中,使用窗式AC或始终运行中央AC者比较少使用窗式AC者能源成本高约200美元。房主表现出更大的AC使用模式变异性及能源支出对使用模式的敏感性,提示可能存在能源限制行为。
讨论与结论
本研究揭示了室内热环境、制冷获取与能源负担之间的复杂关联。首先,AC的获取并非充分条件,类型和使用方式同样关键,这与纽约市和波士顿的小型研究结果一致,但本研究补充了美国东南部这一高脆弱区域的证据。其次,研究发现房主群体面临特殊的能源负担困境:尽管租房者在收入分布上更为弱势,但房主因维修、物业税等多重财务责任,可能更倾向于限制AC使用,导致更高的夜间室内温度。这一发现对新奥尔良市仅适用于租赁住宅的制冷标准具有重要政策含义——低收z入房主的需求被现有政策所忽视。
研究结论指出,在当前条件下,特别是未全程或大部分时间运行中央空调的家庭已面临维持制冷标准的挑战,而未来极端高温天数的增长将使这一挑战更为严峻。尽管AC在极端高温事件中具有保命作用,但全球AC使用的增长本身带来气候适应与减缓之间的矛盾:AC依赖化石燃料加剧温室气体排放,同时对电网造成压力可能导致停电。因此,AC虽是必要的,但并非长期系统性适应极端高温的可行唯一方案。研究强调,需要采取更综合的策略,包括住宅结构升级提高隔热性能、为租户和房主提供更全面的能源经济援助,以及探索自然通风结合辐射冷却等创新解决方案。随着更多城市考虑室内制冷标准,亟需进一步研究健康温度阈值及公平实施的需求与挑战,确保热适应措施的公平性和有效性。