室外空调为世界杯降温——但这是可持续的吗?

2009年，卡塔尔竞标申办男子世界杯时，许多人不禁质疑，一个夏天温度可超过华氏110度的炎热国家，如何能够举办足球赛事。为了消除这些担忧，卡塔尔建造了配有空调的露天体育场。这一举措可能会激励其他体育场馆采用类似技术，以保护运动员和观众的健康。但专家表示，尽管努力利用绿色能源来驱动空调系统，这种解决方案并不可持续，是一种有缺陷的做法。将耗电量极大的空调系统安装在无顶的露天体育场中，也使卡塔尔陷入了长期争议的漩涡中（从涉嫌贿赂到被报道的人权问题）。东道国承诺，目前其8座世界杯体育场中7座使用空调系统的体育场，都是以可持续性为设计理念建造的。根据国际足联（FIFA）——全球足球管理机构的声明，这些露天空调将从太阳能板获取能量，并将冷气只输送给场内最需要的部分——即座位和足球场。但专家怀疑，露天体育场的空调系统是否真的能够实现可持续性。来自密歇根大学的可持续发展专家谢莉·米勒（Shelie Miller）曾研究过制冷和空调系统，她说空调系统是全球温室气体排放的主要来源。这与电力系统的负担以及制冷剂泄漏有关，这些制冷剂本身就是强效的温室气体。随着全球室内空调使用量的迅速增加，这一排放问题很可能会进一步恶化。在露天空调技术可得的情况下，这似乎可以成为体育赛事中因高温引发疾病问题的简单解决方案。这一问题曾困扰2020年东京奥运会，并会随着气候危机的持续影响更多赛事。但米勒表示，从能源角度来看，这个主意并不好，因为大量冷气会逃逸到开放的环境中。“这就是为什么我们在开空调时要关窗户。”得克萨斯A&M大学的体育生态学家杰西卡·默弗（Jessica Murfree）表示，提高体育场空调效率的一种办法是在封闭的场馆中使用空调，而不是像卡塔尔那样在露天顶棚的体育场中使用。但“很难想象一个所有体育活动都在室内进行的世界，”她承认。“对我来说，很难想象一个没有雨、没有雪、没有阳光、没有偶尔飞鸟落在球场上的足球赛季或棒球赛季。”米勒承认，卡塔尔的工程师们试图通过“局部冷却”技术，将冷气只输送给需要的部分，以提高空调系统的能源效率。但她说：“提高一个巨大电力负荷的效率，意味着你依然有一个巨大的电力负荷。”尽管卡塔尔承诺其空调系统将使用太阳能，米勒认为这还不够。“可再生能源技术所使用的材料并不是无限的——因此，我们利用可再生能源技术来生产能源仍然存在星球上的极限。”她说，“仅因为我们有可再生能源技术的可用性，并不代表我们可以在任何地方随意使用能源。”《科学美国人》联系的国际足联发言人未能说明卡塔尔体育场的空调系统是否完全由太阳能供电，还是只是部分使用。尽管如此，冷却技术对于在一个世界上最炎热的国家举办的世界杯来说仍然具有吸引力。虽然国际足联决定打破传统，将男子世界杯从卡塔尔酷热的夏季移至较凉爽的冬季，但在接下来的几周内，卡塔尔多哈的气温预计将相当高，大约在华氏70到80度之间。即使是温暖的气温，也可能对人们造成中暑的风险，非营利大学环境健康与风险评估专家斯蒂芬·刘（Stephen Lewandowski）说。刘解释说，中暑风险是随着温度升高而增加的。在风险谱的低端，炎热天气下的运动可能对心血管系统造成压力，并引发肾脏负担。而在极端情况下，“身体无法调节热量，核心体温上升，这就进入了危险的状况，从中暑发展到可能的热射病。”2022年4月20日，卡塔尔多哈贾努布体育场的冷却系统部分。该体育场将举办2022年FIFA足球世界杯比赛。图片来源：KARIM JAAFAR/AFP via Getty Images。然而刘指出，足球运动员身体素质较好，因此他们罹患中暑的风险比普通人要低。看台上年轻的儿童、老年人和有基础健康问题的观众，可能比球员更容易受到高温的影响。刘表示：“在球场内安装空调，可以降低温度，并且可能为球场提供更多的空气流动，这既能保护运动员避免热应激，也能为球迷和工作人员创造一个更舒适的比赛环境。”“每降低1度，都能减少中暑的风险。”除了保护人们的安全，体育场空调还可能帮助球员表现得更好，香港体育研究所的运动科学家兼生理学家卡尔·詹姆斯（Carl James）说。“大量研究表明，在气候温暖的环境下，足球运动员的体能表现会受到削弱，”他说。这可能导致战术上的变化：“球员会更少地冲刺，更倾向于传球，而且传球距离通常也会更短。”詹姆斯认为，使用空调应该会促使比赛节奏加快，使得球员更有信心冲刺并承担更大的风险。“在真正炎热的条件下，你不可能随意耗费那种能量，否则你会在比赛的下一阶段感到非常糟糕。”他说。但詹姆斯补充说，这种结果将取决于卡塔尔体育场空调系统的效率。他想知道：“球场上各个区域的气流是否一致？”以及“温度降低的程度有多大？”他说道。当《科学美国人》联系国际足联进行评论时，发言人并未对这些问题提供具体的答案。这些优势需要付出高昂的代价：在应对一个不断变暖的世界时，使用露天空调是非常昂贵的。默弗指出，这种解决方案只会使体育运动变得越来越难以普及。如果这些技术成为高等级竞技的标准配置，像空调这样的气候控制技术“需要更多的资源、金钱和时间来管理与维护，所以越来越少的人将能接触到体育运动。”她说。还有一些更经济、更可持续的替代方法可以保护运动员免受热应激的影响。詹姆斯表示，一个显著（且简单）的选择是为运动员提供时间以适应高温。人体具有很强的适应力，提前在炎热环境中生活和训练，有助于运动员在赛事中避免中暑。不幸的是，许多球员在11月世界杯前并没有太多适应期。“因为本届世界杯正好在欧洲足球赛季的中间举行，你看到的是人们直接从寒冷的欧洲冬天进入一个更温暖的气候环境。”詹姆斯表示。另一个不那么耗时的方案是刘建议的，在高温真正成为问题时，可以在比赛中增加更多休息时间。他同时提到一些其他简单的解决方案，可以帮助运动员缓解热应激。降温背心和类似服装通过冰袋或冷液体的循环来保持穿着者凉爽，尽管刘认为这些可能太笨重，无法在足球比赛中使用。还有“末梢降温”，比如在比赛前将手臂浸入冷水，可以帮助身体保持凉爽并维持表现，他解释道。当然，补水至关重要：目前正在进行的研究，旨在探究哪些类型的液体（例如冰沙）最有助于保持身体的凉爽。简而言之，有许多潜在的方法可以帮助运动员应对高温。理论上，体育场空调是其中一种方法——但其代价是对环境的高成本。米勒描述了“一个巨大的正反馈循环”，即“空调导致气候变化，而我们又需要空调来应对气候变化。”将巨大的露天体育场纳入这一问题只会使情况更糟。“如果我们要真正实现可持续的未来，那么对露天体育场进行降温并不是一条正确的道路，”米勒说。