当空气中的水蒸气在表面凝结时，就会形成露水。在某些情况下，积累的液态水量相当于降雨或雾气的量[1]、[2]。因此，在干旱地区，露水被视为一种收集大气水分以供人类使用的解决方案[3]、[4]、[5]、[6]、[7]、[8]、[9]。理论上每晚最多可收集约1升/平方米的水分，但实际上由于夜间冷却能力有限，实际收集量更接近0.8升/平方米或0.5升/平方米[4]、[11]。
露水形成受多种天气因素影响，包括空气湿度，以及环境的热学、辐射和空气动力学特性[12]、[13]。在风力较小且大气湿度充足的晴朗夜晚，露水形成更为容易[14]。低云量有助于夜间辐射冷却（入射长波辐射较少），从而降低表面温度，促进露水形成[10]、[15]。
以往的研究已在多种气候条件下量化了露水形成潜力。特别是在饮用水获取困难的地区（如岛屿[4]、[10]或半干旱/干旱地区[2]、[8]）进行了相关研究。此外，也有人在大陆地区（包括沿海、山区和山谷地带[1]、[10]、[16]、[17]）进行了研究。Vuollekoski等人[15]绘制了全球各地冷凝器上的露水形成潜力图，发现大多数地区都具备有利于露水形成的条件。不过，不同地区的露水形成潜力存在差异，且不同季节的适宜程度也有所不同。
露水形成潜力可以通过多种指标来评估：每晚平均露水量、每年露水出现次数、每年露水量或与可用水资源的比较[2]、[4]、[15]。
大多数研究集中在利用冷凝器收集露水方面。为了最大化收集水量，可以优化收集系统。例如，Beysens等人[16]研究了最佳的冷凝器倾斜角度，Clus[18]则致力于开发具有更高红外发射率的创新材料（以促进辐射冷却）并优化表面纹理。Sharan等人[8]展示了利用露水生产瓶装水的可行性。
在适宜条件下，任何类型的表面（无论是人造的还是天然的）都可能形成露水。如果未及时收集凝结水，它将自然蒸发。这两种现象——凝结和蒸发——会影响局部热平衡（伴随着水相变化过程中的潜热释放和吸收）。这些表面上的热交换也会对中观/区域尺度产生影响[19]、[20]。此外，表面上的水膜会改变其发射率，从而影响辐射交换[21]、[22]。
与农村地区相比，城市环境中的露水形成较少[13]、[17]、[23]、[24]、[25]。城市中适合形成露水的地点较少，因为建筑物和铺装材料会储存热量[26]。然而，较高的城市表面温度并非唯一原因；较低的湿度、更快的径流速度、较少的植被以及较低的风速（导致表面与空气之间的对流热传递系数较低）也是原因之一[13]。
Lin等人[22]指出，在澳大利亚的不同气候条件下，屋顶上也可能出现露水，这会影响建筑物的能耗。在比较不同类型的涂层（传统涂层和冷却涂层）时，露水的热效应尤为显著[27]、[28]、[29]、[30]。尽管已有许多研究关注雨水膜对人造屋顶的影响[27]、[28]、[29]、[30]，但露水对屋顶的影响仍较少被研究。
快速评估露水形成潜力及其热效应的方法是数值模拟。文献中有多种模型可用于描述表面上的凝结现象：热量和质量守恒方程[1]、简化的空气动力学模型[11]、计算流体动力学（CFD）模型[8]、[18]以及神经网络[2]。为了考虑屋顶凝结对能耗的影响，已将半解析的露水模型集成到EnergyPlus?建筑能耗模型中[22]。一些城市地表模型也包含了露水凝结和蒸发过程[20]、[21]。然而，据作者所知，尚未有研究使用城市微气候模型来量化露水形成潜力及其对微气候的影响。
根据现有研究现状，我们发现了两个主要的研究空白：1/ 关于露水对屋顶影响的全面研究仍然较少；2/ 尚无研究量化露水潜力及其对微气候的影响。
因此，本研究将露水的物理过程整合到了SOLENE-Microclimat城市微气候模型中。选择该模型是因为它已经能够研究社区尺度上的户外舒适度以及建筑物与其环境之间的热相互作用[31]。此外，作为一个开源模型，它具有多种现有或新开发的子模块，具有很高的研究价值。这种方法可以估算城市表面（屋顶和人造地面）上的露水形成情况，以及其对建筑物能耗、水资源收集潜力及城市微气候的影响。
本文结构如下：第2节介绍SOLENE-Microclimat模型及其为纳入露水形成所做的修改；第3节描述了新加坡一个工业区的案例研究及现场仪器设置；第4节分析了结果，包括露水潜力及其热效应，并讨论了露水预测对输入数据的敏感性和测量误差；第4节还指出了本研究的主要局限性和其在其他情况下的适用性。
