新加坡構建“數字孿生”模型應對高溫

來源:參考消息網

參考消息網6月5日報道據新加坡《海峽時報》網站6月3日報道，裕廊島上的發電廠會影響新加坡主島的氣溫嗎？電動汽車和林木植被會在多大程度上降低登加等社區的城市熱量？這些問題可能是城市規劃者在爲擁擠的城市地區降溫時需要考慮的一些問題；由於城市熱島效應，城區氣溫最高可能要比建築物不太密集的地區高出7攝氏度。

當局不必開展耗時的實驗或項目尋找答案，而是能夠通過虛擬世界迅速測試，就像玩電子遊戲一樣。過去四年間，20多位研究人員構建了新加坡“數字孿生”模型，用戶可以藉此模擬場景，尋找如何讓人們的生活空間在溫度上更加舒適的辦法。

這套稱作“數字城市氣候孿生項目”的虛擬系統是新加坡多家研究所開展的涼爽新加坡2.0研究項目下的王牌項目之一，旨在制定新加坡城市高溫問題解決方案。

該項目由新加坡-蘇黎世聯邦理工學院研究中心負責，合作機構包括新加坡管理大學、新加坡國立大學以及新加坡-麻省理工學院聯合科研中心。

這套虛擬系統(含有可創建各種場景的新加坡互動地圖)的核心是大量計算模型和數據庫。

數據庫包括全島植被覆蓋、交通模式、工業熱排放以及氣流等與天氣相關的數據。新加坡-蘇黎世聯邦理工學院研究中心的涼爽新加坡2.0研究項目經理安德爾·索薩亞說，“數字孿生”項目還利用了新加坡國家超級計算中心運行的複雜氣候模型信息。

5月30日，在位於新加坡國立大學的卓越研究和科技企業園區，“數字孿生”項目團隊向其他研究人員、一些公司和政府機構展示了這套系統的原型版本。

目前它正在尋求這些外部團體測試這套系統，進行各種模擬，並提供關於如何將這個數字工具提升爲可操作工具的信息反饋。

6月2日，涼爽新加坡2.0研究項目負責人克里斯蒂娜·奧雷霍尼希博士也在新加坡新達城國際會議展覽中心舉行的世界城市峰會上展示了“數字孿生”模型。

5月30日，爲展示“數字孿生”的能力，研究團隊進行了演示預測：2030年，如果三個森林覆蓋區變成工業園區或住宅區，全島氣溫將如何變化。

建築和空調是導致城市高溫的主要因素，而城市公園(視其規模與樹木覆蓋面積)或許可提供降溫作用。

在虛擬地圖上，以建築替代成片植被後，氣候建模者講解了基於新加坡綠色計劃的部分目標，2030年將會是什麼情形。

比如，道路上電動汽車增多將轉化爲高峰時段交通產生的廢氣熱量減少。

而由部分低碳電力進口和更多可再生能源組成的未來能源結構，可能意味着當地發電廠的發電量和熱量釋放略有下降。

建模者隨後在“數字孿生”模型上運行了2030年的情形，模擬熱浪天氣，預測三個建築密集區在酷熱天氣下的情形。

結果不出所料：在新建區域，特別是夜晚，城市熱島效應較強。

這套虛擬工具還具有可以幫助開發商開展實驗並找出如何優化建築項目中區域降溫系統的功能。

區域降溫技術涉及：在中央位置產生冷水，再通過一套網絡將冷水輸送到多個建築物，供空調使用。通過分擔製冷負荷，建築可降低碳排放並節省成本。

“數字孿生”項目團隊必須從零建立的一個關鍵數據庫(索薩亞說，這是一項艱鉅的任務)就是裕廊島電力和工業部門釋放的熱量數據。研究人員希望弄清：來自能源和化學品中心的熱量是否會影響全島氣溫。

工業和電力部門也恰好是新加坡兩大溫室氣體排放大戶。

索薩亞說，數據收集工作之所以具有挑戰性，是因爲大多數公司和機構並不公佈其熱量排放。團隊不得不採取創新辦法，這意味着必須搜索衛星數據和各公司的報告。它還不得不利用企業關於能源用量和碳排放的數據，仔細地計算並估測裕廊島的熱排放。

最終，研究人員基於裕廊島119家公司及其568個熱量和二氧化碳排放點建立了數據庫。（編譯/鄭國儀）