数据中心废热抬升周边气温

亚利桑那州立大学（ASU）的研究人员在美国最炎热的都会区之一——菲尼克斯，首次对数据中心废热对周边社区空气温度的实时影响进行了实地测量。结果显示，数据中心排放的废热会让下风向社区的空气温度最高升高4华氏度。

研究首席作者、大卫·塞勒（David Sailor）表示，随着在不同天气和大气条件下的测量不断增加，他预计会观察到数据中心周边更明显的热影响。

容量激增带来的城市热风险

目前，许多城市已经有数百兆瓦级的数据中心在运行，未来还有数千兆瓦的项目正在规划或提案中。预计到2030年，美国数据中心总容量将超过当前水平的两倍。

塞勒和合著者指出，这种快速扩张叠加在城市本就存在的热岛效应之上，综合升温影响可能相当可观，而数据中心废热这一热危害在城市规划和行业决策中长期被忽视。他们希望这项研究能促使城市规划者和数据中心开发商重视这一问题，并推动减缓下风向热影响的解决方案。

单个数据中心的热排放规模

根据塞勒的介绍，单个大型数据中心产生的废热量，可能超过4万个家庭的排放总和。数据中心常用的空气冷却冷凝器阵列，会排出比周围环境高出14至25华氏度的热空气，形成明显的热羽流，并沿风向扩散到邻近社区。

“这些设施是极其集中的电力负荷点，因此热排放也高度集中，”塞勒说，“我们开始关注它们对本地以及下风向社区可能产生的影响。”

塞勒是亚利桑那州立大学教授，同时担任该校地理科学与城市规划学院院长。

首次直接实测上下风向温度差

此前有研究尝试利用卫星遥感数据，估算数据中心在历史尺度上的热影响。但这次ASU的工作，是首次在数据中心上风向和下风向直接测量空气温度，以记录废热对周边社区的即时影响。

这项研究由塞勒与合著者索鲁什·萨马雷·阿博哈萨尼（Soroush Samareh Abohasani）和伊莱·马丁（Eli Martin）共同完成，相关成果将发表在《可持续建筑与城市工程杂志》（Journal of Sustainable Architecture and Civil Engineering）。

实验设计：车载传感器环绕测量

研究团队在2025年6月18日至10月25日期间，将高精度、快速响应的温度传感器安装在多辆车辆上，围绕菲尼克斯地区的数据中心及其周边社区进行巡回测量。

使用多辆车的方式，使他们能够在同一时间段内，同时获取四个选定数据中心的上风向和下风向温度数据。这四个设施的规模从梅萨市一座36兆瓦的单栋数据中心，到钱德勒市一个169兆瓦的共置园区不等。

这些样本设施代表了典型的“超级规模”数据中心：拥有数千台服务器，主要采用空气冷却系统。

结果：平均升温1.3–1.6°F，最高4°F

测量结果显示，在数据中心下风向，空气温度平均比上风向高出1.3至1.6华氏度，在某些情况下最高可达4华氏度。

这种热影响在距离数据中心边界约三分之一英里（约五个街区）的范围内仍然可以被检测到。

塞勒指出，即便只是增加1至2华氏度，也足以对居民生活产生显著影响，尤其是在极端高温已构成严重公共健康威胁的地区。

热岛叠加效应与能源连锁反应

研究团队强调，哪怕空气温度仅上升1华氏度，也可能推动整个社区的空调使用量上升。空调运行增加不仅带来更高的电力需求，还会向室外排放更多热量，进一步加剧局部热岛效应，形成恶性循环。

在像菲尼克斯这样本就极端炎热的城市，这种额外的升温负担，对老年人、户外工作者以及缺乏良好制冷条件的群体而言，都是实质性的健康风险。

下一步：构建模型与评估缓解措施

塞勒和同事计划开展更大范围的后续研究，在更多时间段和更丰富的天气条件下收集数据。这些数据将用于构建更精确的大气模型，以评估不同缓解措施对下风向社区热影响的改善效果。

“数据中心本质上已经是我们社会的重要基础设施，未来只会更加不可或缺，”塞勒表示。他强调，研究的目标并非简单放大负面影响，而是与数据中心运营商及其他利益相关方合作，提供减少热污染所需的科学依据。

可能的工程与规划对策

研究团队提出，一些工程和规划层面的改进，可能在不影响数据中心正常运行的前提下，显著降低其热足迹。例如：

• 通过高分辨率微气候建模，优化数据中心建筑布局和冷却设备的布置方式，减少热羽流对居民区的直接冲击；
• 在数据中心与居民区之间设置绿地或公园，作为热污染缓冲带；
• 在数据中心选址和审批过程中，城市管理部门可将热影响评估纳入要求，并附带相应的缓解措施条件。

研究人员希望，这些基于实测数据和模型的建议，能够为未来数据中心的规划、设计和运营提供参考，使数字基础设施的发展与城市宜居性之间实现更好的平衡。