(CNN)——在芝加哥进行的一项研究发现，一种被科学家称为“地下气候变化”的现象正在使城市地下的地面变形。
根据这项研究，这种城市地下土地的转移可能会给建筑物和基础设施带来问题，威胁到它们的长期性能和耐久性。
地下气候变化在技术上被称为“地下热岛”，是指我们脚下的地面变暖，这是由建筑物和地铁系统等地下交通工具释放的热量引起的。
该研究的主要作者、伊利诺伊州埃文斯顿西北大学土木与环境工程助理教授亚历山德罗·罗塔·洛里亚说:“城市人口越密集，地下气候变化就越剧烈。”
土壤、岩石和建筑材料在受到温度变化的影响时会变形。例如，建筑物下面的地面在加热时会收缩，造成不必要的沉降，罗塔·洛里亚说。
他说:“地下气候变化造成的变形规模相对较小，但它们在不断发展。”“随着时间的推移，它们对建筑地基、挡水墙、隧道等民用基础设施的运行性能会变得非常重要。”
芝加哥大学地球物理科学教授大卫·阿彻(David Archer)说，地下气候变化与我们所认为的大气气候变化不同，大气气候变化主要是由温室气体驱动的，影响深远。
“称之为气候变化似乎有点牵强附会，”阿彻说，他没有参与这项研究。
然而，“地下气候变化”一词并不是为这项研究创造的——它已经被使用了一段时间，这种现象也是研究的主题。
“无声的危险”
对过去25年的研究表明，地下气候变化可能导致地下水污染或地下铁路问题，使轨道容易弯曲或导致乘客因过热而生病。然而，根据Rotta Loria的说法，在这项研究之前，它对民用基础设施的影响还没有被探索过。
这项研究于本月发表在《通信工程》(Communications Engineering)杂志上。研究人员在芝加哥卢普区安装了150个温度传感器，包括地上和地下，以及地下室、隧道和停车场等不同地方。传感器也被放置在格兰特公园沿着密歇根湖来比较温度从一个未建成的区域，没有多余的热量来自建筑或运输。
数据是在三年多的时间里收集的，结果显示，Loop地下的温度比公园地下的温度高18华氏度(10摄氏度)。
洛里亚说:“我们发现了地下建筑，比如地下室，那里的气温非常高。”“这样做的结果是，至少有一部分热量会随着时间的推移向地面扩散，这就是这种现象的起源。”
然后，研究人员利用这些数据建立了芝加哥环线的计算机模型，并模拟了从20世纪50年代到2050年气温上升对地面的影响。他们发现，根据土壤成分的不同，地面对变暖的反应是不均匀的，并且可以膨胀和收缩，尽管人类无法察觉，但这可能会给建筑物带来问题。
洛里亚说:“重要的是要强调地下气候变化不会威胁到人们的安全，也不会威胁到建筑物和建筑物的倒塌。”“这确实对结构的功能和耐久性构成了潜在的挑战，因为过度的地面变形会导致扭曲、倾斜和潜在的开裂。”
因此，水可能更容易流入破裂的结构，可能导致钢筋混凝土等材料的腐蚀。
罗塔·洛里亚说:“这就是我所说的无声危险。”“那些更容易出现问题的建筑，因为它们是用过时的方法设计和建造的，也是对地下气候变化贡献最大的建筑，因为它们缺乏适当的隔热材料，因此向地下注入了最多的热量。”
收获的热量
然而，根据罗塔·洛里亚的说法，这并不全是厄运和悲观。他说:“这项研究可以让我们意识到，我们正面临着一个机会——我们可以采取行动，以不同的方式。”
未来的建筑不会显著增加这种现象，因为现代建筑技术和法规要求更好的隔热和能源效率。罗塔·洛里亚说，对于那些已经存在的结构，了解地下热量提供了机会。
他说:“我们可以采取行动，对地下建筑外壳进行隔热，以尽量减少进入地下的废热。”“但如果出于某种原因，我们无法对建筑物进行隔热以提高能源效率，我们至少可以在建筑物下方或旁边部署地热技术，以吸收产生的废热，并将其用于供暖和制冷。”
英国达勒姆大学(Durham University)危害、风险和恢复研究所(Institute of Hazard, Risk and Resilience)的工程学教授兼联合主任David Toll说，这项研究很重要，因为城市地下地面热运动的影响并不是很多研究的重点。
“我从这项研究中得出的结论是，对于芝加哥环路，我们现在知道这些已经发生的热运动，以及那些预测在不久的将来发生的热运动，还不足以引起人们的关注。这是一个非常有用的发现，”托尔说，他没有参与这项研究。
“然而，这并不是说，这种温度变化低于其他城市，具有不同的地面条件，可能没有潜在的问题。”
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