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1、关于城市热岛效应的相关研究 建环1301班 张梦迪 摘要：在全球气候变暖和高速城市化的大背景下，世界上许多城市都出现了高强度的城市热岛效应城市热环境质量日趋恶化。分析和评价城市热岛效应已成为当前城市气候与环境研究的重要内容之一，也是全球变化研究的重要方面。本文剖析了城市热岛效应的成因及危害，并从当前城市热岛效应的现状出发探讨了改善城市生态环境，减低热岛强度的对策。 Abstract: the global climate warming and under the background of rapid urbanization, many cities in the world is a h
2、igh intensity of urban heat island effect urban thermal environment quality is deteriorating. Analysis and evaluation of urban heat island effect has become one of the important contents of the current urban climate and environmental research, is also the important aspect of global change research.
3、This paper analyzes the causes and harm of the urban heat island effect, and starting from the present situation of the current urban heat island effect to improve urban ecological environment is discussed, countermeasures of reducing heat island intensity.关键词： 城市热岛效应气候变化人类活动成因及措施 Keywords: urban he
4、at island effect climate change human activity causes and measures工厂搬迁对于一个企业来说，安全问题始终是第一位的，也是最基本的，过程中所涉及到的安全问题主要是人员的安全和设备拆装以及财产的安全。各部门经理和所有员工一定要以安全为核心，开展各项工作，职责到人、分工明确。一、引言 城市热岛效应也称“大气热污染现象”,是指当城市发展到一定规模,由于城市下垫面性质的改变、大气污染以及人工废热的排放等因素使城市温度明显高于郊区,形成类似高温孤岛的现象,在气象学上被形象地称为城市热岛。可见,城市热岛反映的是一个温差的概念,只要城市与郊区有
5、明显的温差,就可以说存在了城市热岛。 近年来,我国城市夏季伏天日气温在35以上的天数逐渐增多。 据报道，2005年夏季我国中东部和内蒙古中西部、新疆大部日最高气温高于或等于35度的日数一般在5天以上。其中华北南部、黄淮中西部、长江中下游大部及新疆东部、内蒙古西部、福建大部、广东北部、广西东部等地普遍持续高温10-15天。河北南部、山西南部、河南北部、安徽西北部、浙江大部、江西中北部等地达16-25天。很多城市日气温频频刷新当地气象纪录。城区高温化得背后就是越来越严重的城市热岛现象。针对上述现象，本文就以城市热岛产生的原因和改善措施作初步探讨。二、城市热岛效应的成因 1、城市下垫面性质改变 由于
6、城市“水泥森林”的发展，改变了下垫面的性质，同时也改变原有的自然地面的面积比例。城市建筑物和道路的材料改变了地表热交换和大气动力学特征，更易吸收大量热辐射，致使夜晚红外辐射的热量相应增多，如果这种建筑物贯穿于整个城市则可使城市上空温度升高。另外，城市由于参差不齐的建筑物，使城市的墙壁与墙壁、墙壁与地面之间进行多次反复吸收，这为城市“热岛”的形成奠定了能量基础。对太阳辐射影响反应由弱到强依次是:水体、草地、泥地、混凝。 2、人为热和大气污染 把城市人为热归纳为机动车辆、工厂车间、空调运转、居民烹饪及建筑物向外散发的热量。人为热排放对城市“热岛”的影响具有双重作用。一方面直接增加了城市的热量。据调
7、查，城市内人为释放的热量，在美国一般相当于地表所吸收的太阳净辐射热的10-15。城市内大量的人为释放引起城市地区局部升温，从而在温度空间分布图上出现一个个高温中心。据1984年统计。上海城区耗煤量为36874 6t/a km是近郊的1 .704倍。市区的耗油量为11533 6t/a km相当于郊区的1 .508倍。仅就此两项而论，市区每平方公里上空所获得的人为热相当于郊区的3.2倍强。如果再加上空凋排热等其他的人为热，市区与郊区人为热的差异更大。都市越大，现代化程度越高，热岛效应就越明显。另一方面，城市人为热排放的同时，也大量排放煤灰、粉尘及各种污染气体。其中较多的是CO、N0、H0、CH 、
8、CFC等温室气体。这些污染物善于吸收长波辐射能，尤以CO2吸收长波辐射的能力更强。且城市上空的污染物层如同保温层一样包围在城市上空，有效阻止长波辐射的逸出，增加大气逆辐射。使热岛效应在夜间尤为突出。可以说，城市热岛效应是城市化进程的副产物。 3、城市规模、形状和所处的地理位置 城市化的发展，使城内建筑的密度和高度都在不断增加。大量的高层建筑减低了风速，增加了热量水平交换难度。城市建筑密度越大，热岛强度愈大。建筑物高度对地表温度有着至关重要的影响。一方面高大建筑物的巨大阴影可降低地表温度，另一方面建筑物的每一个表面都能吸收太阳辐射和长波辐射，且高大建筑物有效阻止了太阳热辐射的逸出。研究者通过对城
9、市表层气温的空间分区特点分析了热岛效应的成因，认为城市热岛形成的原因主要是各个区域不同的建筑结构，几何结构和建筑材料所引起。城市中温度最高的区域往往与最深的城市街谷相对应，即通常分布在市中心。如果街道走向设计或几何形状不合理，则密不通风，风速小，热量不易散发，温室气体也难于迅速扩散，导致局部气温过高。即使是1 000人的小城镇也能在长时间温度记录中观测到热岛效应的存在。城市人口越多，规模越大，热岛效应越明显。 4、其他因素 热岛效应的成因非常复杂，影响热岛强度的因子是多种多样的。除了城市本身的内部原因以外，还需要外部的气象条件配合。如气压场必须稳定、气压梯度小、静风或微风、天气晴朗少云或无云、
10、大气层结构稳定、无自动对流上升运动等。我国大部分地区夏季受副热带高气压控制，以下沉气流为主，多静风天气，近地面热量不易散发，进一步加剧了热岛效应。三、城市热岛效应的危害在“热岛效应”的影响下，城市上空的云、雾会增加，使有害气体、烟尘在市区上空累积，形成严重的大气污染。人类有许多疾病就是在“热岛效应”下引发的。 医学研究表明，环境温度与人体的生理活动密切相关。环境温度高于28度时，人们就会有不舒适感；温度再高就易导致烦躁、中暑、精神紊乱；气温高于34度，并伴有频繁的热浪冲击，还可引发一系列疾病，特别是使心脏、脑血管和呼吸系统疾病的发病率上升，死亡率明显增加。此外，高温还可加快光化学反应速率，从而
11、提高大气中有害气体的浓度，进一步伤害人体健康。 在“热岛效应”的作用下，城市中每个地方的温度并不一样，而是呈现出一个个闭合的高温中心。在这些高温区内，空气密度小，气压低，容易产生气旋式上升气流，使得周围各种废气和化学有害气体不断对高温区进行补充。在这些有害作用下，高温区的居民极易患上消化系统或神经系统疾病，此外，支气管炎、肺气肿、哮喘、鼻窦炎、咽炎等呼吸道疾病人数也有所增多。 严重的城市热岛效应不但影响了人们正常的生活和工作，还成为人们生活质量进一步提高和城市进一步发展的制约因素。因此，研究削减城市热岛效应的技术方法，采取各种措施缓解热岛效应的影响，对于提高人们的生活质量，维持城市可持续发展具
12、有重要的意义。四、防治措施（1）绿化环境 研究表明：城市绿化覆盖率与热岛强度成反比，绿化覆盖率越高，则热岛强度越低，当覆盖率大于30%后，热岛效应得到明显的削弱；覆盖率大于50%，绿地对热岛的削减作用极其明显。规模大于3公顷且绿化覆盖率达到60%以上的集中绿地，基本上与郊区自然下垫面的温度相当，即消除了热岛现象，在城市中形成了以绿地为中心的低温区域，成为人们户外游憩活动的优良环境。 1选择高效美观的绿化形式，包括街心公园、屋顶绿化和墙壁垂直绿化及水景设置，可有效地降低热岛效应，获得清新宜人的室内外环境。 2居住区的绿化管理要建立绿化与环境相结合的管理机制并且建立相关的地方性行政法规，以保证绿化
13、用地。 3要统筹规划公路、高空走廊和街道这些温室气体排放较为密集的地区的绿化，营造绿色通风系统，把市外新鲜空气引进市内，以改善小气候。 4应把消除裸地、消灭扬尘作为城市管理的重要内容。除建筑物、硬路面和林木之外，全部地表应为草坪所覆盖，甚至在树冠投影处草坪难以生长的地方，也应用碎玉米秸和锯木小块加以遮蔽，以提高地表的比热容。 5建设若干条林荫大道，使其构成城区的带状绿色通道，逐步形成以绿色为隔离带的城区组团布局，减弱热岛效应。（2）减少排放 减少人为热的释放，尽量将民用煤改为液化气、天然气并扩大供热面积也是根本对策。提高能源的利用率，改燃煤为燃气。控制使用空调器，提高建筑物隔热材料的质量，以减
14、少人工热量的排放；改善市区道路的保水性性能。（3）城市规划从城市气象规划设计出发应考虑： 1、要保护并增大城区的绿地、水体面积。因为城区的水体、绿地对减弱夏季城市热岛效应起着十分可观的作用。 2、城市热岛强度随着城市发展而加强，因此在控制城市发展的同时，要控制城市人口密度、建筑物密度。因为人口高密度区也是建筑物高密度区和能量高消耗区，常形成气温的高值区。 3、建筑物淡色化以增加热量的反射。 4、此外，“透水性公路铺设计划”，即用透水性强的新型柏油铺设公路，以储存雨水，降低路面温度。 5、形成环市水系，调节市区气候。因为水的比热大于混凝土的比热，所以在吸收相同的热量的条件下，两者升高的温度不同而
15、形成温差，这就必然加大热力环流的循环速度， 而在大气的循环过程中，环市水系又起到了二次降温的作用，这样就可以使城区温度不致过高，就达到了防止城市热岛效应的目的。 6、提高人工水蒸发补给，例如喷泉、喷雾、细水雾浇灌。7、市区人口稠密也是热岛效应形成的重要原因之一。所以，在今后的新城市规划时，可以考虑，在市中心只保留中央政府和市政府、旅游、金融等部门，其余部门应迁往卫星城，再通过环城地铁连接各卫星城。五、结语城市热岛效应是城市化进程中难以避免的问题，缓解城市热岛效应是一项综合性的系统工程，需要各方面的密切配合和共同努力，才能建设真正的绿化生态城市，营造舒适和谐的人居环境。六、参考文献1、卢军,陈金花.山地城市热污染研究及治理对策J.四川环境,2007,01:95-99. 2、王艳霞,等. 城市绿地与城市热岛关系探讨. 亚热带植物科学,2005,34(4): 55-59 3、杨士弘,等。城市生态环境学第二版M. 北京: 科学出版社,2003 4、冯德成张鑫缓解城市热岛效应的城市路面铺装简介中外公路2010,8
