“Sa mạc bóng râm” đô thị 

Bóng râm, một không gian quan trọng để giảm gánh nặng nhiệt lên cư dân đô thị vẫn thường bị bỏ quên trong các quy hoạch thành phố.

Ở đô thị, mái che nhỏ gọn, dễ lắp đặt tại các trạm dừng xe buýt, trở thành giải pháp đơn giản để chiếu sáng và che mát cho những hành khách đang chờ đợi. Nhưng các trạm dừng xe buýt ấy gợi ý cho một vấn đề lớn hơn: hầu hết các thành phố không cung cấp đủ bóng râm cho cư dân. Và ở đô thị, các cộng đồng có thu nhập thấp và yếu thế có xu hướng bị ảnh hưởng nhiều nhất, bởi vì họ thường sống ở các khu vực đô thị nóng nhất và thiếu các nguồn lực đối phó, chẳng hạn như điều hòa không khí. 

Bóng râm được tạo ra rất đơn giản, chỉ cần bằng cách trồng cây cối, bóng của tòa nhà, mái đón, mái che cánh buồm, mái hiên hoặc tường bao… nhưng hóa ra lại dễ bị bỏ qua nhất trong các chiến lược quy hoạch đô thị và ứng phó với biến đổi khí hậu. Các thành phố đang thiếu bóng râm trên vỉa hè, tại các trạm dừng giao thông công cộng, bên ngoài nơi làm việc và trong các sân chơi trường học. ‘Sa mạc bóng râm’ đô thị — những nơi thiếu bóng râm cần thiết để giảm ‘gánh nặng nhiệt’ và bảo vệ sức khỏe con người ở ngoài trời — là một vấn đề nghiêm trọng đối với các cộng đồng thu nhập thấp và làm gia tăng gánh nặng về sức khỏe.

Đo lường “gánh nặng nhiệt“

Bóng râm là giải pháp giảm nhiệt thường được tìm kiếm: gần 40% người trưởng thành ở Hoa Kỳ tìm kiếm bóng râm khi ở ngoài trời. Bóng râm có tác dụng làm mát hiệu quả vì bảo vệ cơ thể khỏi bức xạ sóng ngắn của Mặt trời, gồm tia cực tím và ánh sáng khả kiến ​​- yếu tố chính quyết định sự thoải mái về nhiệt của con người trong điều kiện nắng nóng ngoài trời. Nó cũng bảo vệ cơ thể khỏi các bề mặt nóng và nhiệt mà chúng tỏa ra. Bóng râm có thể giảm tổng ‘gánh nặng nhiệt’ từ môi trường của một người bằng cách giảm nhiệt độ không khí, độ ẩm khí quyển, tốc độ gió và tổng mức phơi nhiễm bức xạ. Các nghiên cứu ở các vùng khí hậu khô hạn, ôn đới và nhiệt đới trên toàn thế giới đã phát hiện ra rằng ‘gánh nặng nhiệt’ dưới bóng râm thấp hơn tới 20–40 °C so với các khu vực không có bóng râm gần đó. Ví dụ, một người đứng dưới ánh nắng mùa hè ở Phoenix, Arizona, khi nhiệt độ không khí là 35 °C sẽ chịu ‘gánh nặng nhiệt’ (heat burden) lên cơ thể ở mức 80 °C trong khi một người ở trong bóng râm sẽ được hưởng nhiệt độ tương tự như nhiệt độ không khí. 

Đáng lẽ, các thành phố cần đo lường và lập kế hoạch cho bóng râm trên cơ sở kiến thức về nhiệt độ không khí và và nhiệt độ của cơ sở hạ tầng. Nhưng hiện nay các nhà nghiên cứu và chính quyền đô thị còn rất thiếu hiểu biết hoặc ít quan tâm đo lường gánh nặng nhiệt.

Các thành phố thường gánh chịu hiện tượng ‘đảo nhiệt đô thị’ – nóng hơn khu vực nông thôn rất nhiều, do mật độ xây dựng dày đặc, và vật liệu trong các cơ sở hạ tầng thường giữ nhiệt. Dựa trên khái niệm này, nhiều thành phố trên thế giới đang cố gắng áp dụng các loại giải pháp cách nhiệt như mái cách nhiệt, hay mặt đường sơn màu trắng hoặc kết hợp các vật liệu phản xạ năng lượng Mặt trời để tránh hấp thụ nhiệt. Nhưng các giải pháp chống lại đảo nhiệt đô thị kiểu này lại giống như vá chỗ này thủng chỗ khác – tuy giảm nhiệt độ bề mặt một cách hiệu quả, nhưng năng lượng phản xạ từ sáng sớm đến chiều muộn có thể làm tăng thêm ‘gánh nặng nhiệt’ cho cơ thể con người trong khi tác động do nhiệt độ không khí là không đáng kể. 

Nghĩa là không có giải pháp nào thực sự hiệu quả nếu vẫn loại trừ tầm quan trọng của bóng râm cây xanh. Hơn nữa, đảo nhiệt xảy ra chủ yếu vào ban đêm, trong khi gánh nặng nhiệt cao nhất đối với con người và lợi ích lớn nhất của bóng râm xảy ra vào ban ngày. 

Chưa kể, cách đo lường gánh nặng nhiệt hiện nay vẫn chưa đầy đủ. Các thành phố vẫn đo lường đảo nhiệt đô thị đánh giá thông qua vệ tinh đo nhiệt độ bề mặt. Nhưng nơi có nhiệt độ bề mặt đô thị nóng nhất không nhất thiết chính là nơi mọi người cảm thấy nóng nhất, vì nó còn liên quan tới bóng râm. Một nghiên cứu ở Tel Aviv, Israel đã phát hiện ra rằng các khu dân cư có ít bóng râm (một số nơi chỉ có 12% bóng râm) nhưng lại có vẻ mát mẻ trên bản đồ nhiệt độ bề mặt do khu vực đó có nhiều cỏ. còn các khu vực có nhiều bóng râm ‘nhân tạo’ từ các tòa nhà cao tầng (với 52–64% bóng râm) lại nóng nhất trên bản đồ nhiệt độ bề mặt do đô thị có nhiều bề mặt giữ nhiệt.

Như vậy, thay vì tập trung vào nhiệt độ không khí hoặc các bề mặt, chính quyền đô thị nên theo dõi nhiệt độ bức xạ trung bình: sự trao đổi nhiệt ròng giữa cơ thể con người và môi trường xung quanh. Số liệu này thường được lấy từ các khu vực nhỏ bằng cách sử dụng kết hợp các phương pháp thực địa, mô hình hóa máy tính và mô phỏng. Các dữ liệu đó cần giao diện truy cập thân thiện với người dùng, với giá cả phải chăng hơn nhưng phải đủ độ phân giải không-thời gian để xác định các điểm nóng. Các nhà nghiên cứu cần chứng minh rằng sử dụng nhiệt độ bức xạ trung bình làm thước đo đặc trưng cho mức độ tiếp xúc với nhiệt của con người chính xác hơn so với các thước đo khác và phát triển các phương pháp để cải thiện khả năng tiếp cận dữ liệu. 

Việc đo lường tình trạng “sa mạc bóng râm” còn phản ánh một vấn đề nữa: sự bất bình đẳng trong xã hội – càng nghèo càng ít được hưởng bóng râm và chịu gánh nặng nhiệt lớn nhất. Một nghiên cứu năm 2019 tại 25 thành phố trên khắp thế giới, cho thấy các khu vực nóng thường tập trung ở những khu dân cư nghèo nhất, phần lớn là do thiếu tán cây. Ở Mỹ, người ta đo lường chỉ số Forests Tree Equity Score – một chỉ số quốc gia về sự chênh lệch phân bổ cây xanh đô thị – cho thấy những khu vực dân cư nghèo nhất sinh sống có tán cây ít hơn 41% so với những khu vực giàu có nhất, người da màu thường sống ở những khu vực có bóng râm chỉ bằng 1/3 so với những khu vực có đa số cư dân là người da trắng.

Các nghiên cứu về tán cây cho thấy rằng các cộng đồng yếu thế luôn là nơi thiếu bóng râm nhất. Một báo cáo của The New York Times sử dụng chỉ số Tree Equity Score cho thấy những người Mỹ giàu có với thu nhập hơn 100.000 USD sống ở những khu vực có nhiều tán cây hơn 50% so với những người nghèo. Chưa kể, bóng râm dù ít ỏi vẫn là không gian gắn liền với sinh kế hoặc để nghỉ ngơi của các nhóm lao động kỹ năng thấp ở các đô thị. Một nghiên cứu ở Hyderabad, Ấn Độ, đã phát hiện ra rằng những người bán hàng rong phải dựa vào bóng cây để kiếm sống, nhưng quá trình chỉnh trang đô thị đã đẩy họ ra khỏi những con phố có nhiều bóng mát. 

Kế hoạch hạ tầng bóng râm

Bóng râm từng là một phần không thể thiếu trong thiết kế đô thị trong nhiều thế kỷ. Người La Mã đã thiết kế những ngôi nhà có sân trong để cung cấp bóng râm và đài phun nước để làm mát không khí xung quanh. Các tòa nhà ở những vùng nóng thường kết hợp sân trong và ô văng, và ở một số thành phố, đường phố được định hướng để chắn Mặt trời. Nhưng sự ra đời của điều hòa không khí, điện giá rẻ và sự phụ thuộc ngày càng nhiều vào ô tô hơn là đi bộ, khiến cho bóng râm không còn là ưu tiên hàng đầu trong các thiết kế đô thị hiện đại. 

Nhưng bối cảnh khí hậu nóng lên toàn cầu hiện nay đòi hỏi nhiều thành phố cần có chiến lược rõ ràng để cung cấp đủ bóng râm, bao gồm bộ tiêu chí đánh giá và người chuyên trách chịu trách nhiệm thực hiện. 

Với các đo lường và bản đồ gánh nặng nhiệt chính xác hơn, chính quyền đô thị cần chuyển trọng tâm từ phản xạ ánh sáng Mặt trời sang ngăn chặn bằng bóng râm, làm giảm năng lượng Mặt trời chiếu tới các bề mặt và bị phản xạ. Bởi vì các khu vực được che khuất ánh nắng mặt trời thì không cần tạo ra các bề mặt phản xạ.

Kể từ những năm 1990, các nhà nghiên cứu, quản lý về y tế công cộng đã kêu gọi việc đưa bóng râm vào kế hoạch phòng ngừa ung thư da do tia cực tím. Các nhóm y tế công cộng ở nhiều nơi trên thế giới đã xuất bản các hướng dẫn về quy hoạch và thiết kế bóng râm cho các thành phố. Ví dụ, chính sách tạo bóng râm năm 2007 của Viện Sức khỏe Môi trường Úc khuyến nghị cung cấp bóng râm dọc theo tuyến đường dành cho xe đạp và trong công viên, sân chơi và khu vực ăn uống ngoài trời bằng cách sử dụng cây cối, mái nhà và cấu trúc tạo bóng râm.

Phoenix, nơi thường trải qua gần 200 ngày trên 32 °C, đã nhận ra tầm quan trọng của bóng râm và là thành phố đầu tiên công bố kế hoạch tổng thể về cây và bóng râm từ năm 2010, ban đầu kêu gọi tăng 25% diện tích tán cây, nhắm mục tiêu đến các cộng đồng dễ bị tổn thương do nhiệt. Một số thành phố, như Tel Aviv, Abu Dhabi và Singapore, đã làm theo. Singapore yêu cầu các kế hoạch không gian công cộng phải đạt ít nhất 50% tổng diện tích và chỗ ngồi được che nắng vào lúc 9 giờ sáng, 12 giờ trưa và 4 giờ chiều vào giữa mùa hè. Bóng râm cũng đã được tích hợp vào các chính sách khác của thành phố, chẳng hạn như trong chương trình quản lý lũ lụt tại Tucson, Arizona, nhằm thúc đẩy cây xanh và các thảm thực vật khác. 

Trong các quy hoạch của các thành phố lớn của Hoa Kỳ có đề cập đến bóng râm, 75% bao gồm cây xanh như một chiến lược tạo bóng râm, 10% bao gồm các cấu trúc che nắng và không đề cập đến các tòa nhà, tường hoặc các đặc điểm xây dựng khác. Ví dụ, thành phố Tempe đã giới thiệu các tấm pin năng lượng mặt trời tại Đại học Arizona State để che nắng cho ô tô và con người, đồng thời tạo ra điện. Và tại Freetown, Sierra Leone, nhà chức trách đã lắp đặt các tấm che nắng cho phụ nữ làm việc ở các khu chợ ngoài trời.

Một số nơi đang bắt đầu thiết lập các tiêu chuẩn chi tiết hơn về bóng râm. Hướng dẫn thiết kế công cộng của Abu Dhabi khuyến nghị cần “bóng râm liên tục” cho 80% lối đi chính và 60% lối đi phụ, bóng râm cho các vị trí dừng nghỉ và 100% bóng râm cho tất cả các cấu trúc vui chơi trong công viên công cộng. Nguyên tắc quy hoạch bóng râm của Tel Aviv đề xuất ‘bóng râm liên tục’ trên 80% đường phố công cộng, ngõ và lối đi bộ, và 50% bóng râm trong sân chơi trường học. Quận Maricopa tại Arizona quy định các tuyến đường dành cho người đi bộ cần có độ che phủ tối thiểu là 20%, sao cho ai đó đi bộ trong 20 phút có thể vẫn an toàn trong 90% buổi chiều mùa hè.

Những nỗ lực này là một sự khởi đầu, nhưng điều cần thiết là các hướng dẫn cụ thể hơn và mức độ ứng dụng phổ quát hơn. □

Cao Hồng Chiến lược thuật 

Nguồn: Nature 619, 694-697 (2023)

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-02311-3