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热岛效应是什么,城市热岛是怎么形成的

城市热岛效应是由于人们改变城市地表而引起小气候变化的综合现象,是城市气候最明显的特征之一.由于城市化的速度加快,城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的热容量和吸热率,使得城市地区储存了较多的热量,并向四周和大气中大量辐射,造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温,高温的城区处于低温的郊区包围之中,如同汪洋大海中的岛屿,人们把这种现象称之为城市热岛效应.大城市散发的热量可以达到所接收的太阳能的2/5.从而使城市的温度升高,这就是常说的热岛效应.

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久居都市的你肯定有过这样的体验,当你从酷暑的闹市中突然来到绿树成荫的郊外,迎面吹来的习习凉风,顿时使你觉得清爽透骨,暑意尽消。而如果你再从这清凉世界返回城区,感觉又如何呢?是不是扑面一股热浪,重归火海的感觉?城市里,热!这就是越来越经常听到的那个词枣城市热岛效应。

城市热岛效应,通俗地讲就是城市化的发展,导致城市中的气温高于外围郊区的这种现象。在气象学近地面大气等温线图上,郊外的广阔地区气温变化很小,如同一个平静的海面,而城区则是一个明显的高温区,如同突出海面的岛屿,由于这种岛屿代表着高温的城市区域,所以就被形象地称为城市热岛。在夏季,城市局部地区的气温,能比郊区高6℃甚至更高,形成高强度的热岛。


可见,城市热岛反映的是一个温差的概念,只要城市与郊区有明显的温差,就可以说存在了城市热岛。因此,一年四季都可能出现城市热岛。但是,对于居民生活的影响来说,主要是夏季高温天气的热岛效应。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℃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,并且频繁的热浪冲击,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,高温还加快光化学反应速率,从而使大气中O3 浓度上升,加剧大气污染,进一步伤害人体健康。

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那么,城市热岛是怎么形成的呢?或者说是什么原因导致了城市热岛呢?城市热岛的形成,显然是与城市化的发展密不可分的,其形成的直接原因有以下四个:

首先,是城市下垫面(大气底部与地表的接触面)特性的影响。城市内大量人工构筑物如铺装地面、各种建筑墙面等,改变了下垫面的热属性,这些人工构筑物吸热快而热容量小,在相同的太阳辐射条件下,它们比自然下垫面(绿地、水面等)升温快,因而其表面的温度明显高于自然下垫面。比如夏天里,草坪温度32℃、树冠温度30℃的时候,水泥地面的温度可以达到57℃,柏油马路的温度更高达63℃,这些高温物体形成巨大的热源,烘烤着周围的大气和K8凯发的生活环境,怎么能不热呢?

第二个主要原因是城市大气污染。城市中的机动车辆、工业生产以及大量的人群活动,产生了大量的氮氧化物、二氧化碳、粉尘等,这些物质可以大量地吸收环境中热辐射的能量,产生众所周知的温室效应,引起大气的进一步升温。

第三个主要原因是人工热源的影响。K8凯发、机动车、居民生活等,燃烧各种燃料、消耗大量能源,无数个火炉在燃烧,都在排放热量!

第四个原因是,城市里的自然下垫面减少了。城市的建筑、广场、道路等等大量增加,绿地、水体等自然因素相应减少,放热的多了,吸热的少了,缓解热岛效应的能力就被削弱了。

随着我国经济的高速发展和城市化进程的加剧,许多城市的规模迅速膨胀、人口急剧增长、建筑物越来越密集、机动交通工具越来越多,加上工业生产等,已经造成了严重的城市热岛效应,特别是夏季,高热酷暑已经影响人们的正常生活和工作,成为人民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,对于提高人民的生活质量,维持城市可持续发展具有重要的意义。

既然城市中人工构筑物的增加、自然下垫面的减少是引起热岛效应的主要原因,那么在城市中通过各种途径增加自然下垫面的比例,便是缓解城市热岛效应的有效途径之一。

城市绿地是城市中的主要自然因素,因此大力发展城市绿化,是减轻热岛影响的关键措施。绿地能吸收太阳辐射,而所吸收的辐射能量又有大部分用于植物蒸腾耗热和在光合作用中转化为化学能,用于增加环境温度的热量大大减少。绿地中的园林植物,通过蒸腾作用,不断地从环境中吸收热量,降低环境空气的温度。每公顷绿地平均每天可从周围环境中吸收81.8 兆焦耳的热量,相当于189台空调的制冷作用。园林植物光合作用,吸收空气中的二氧化碳,一公顷绿地,每天平均可以吸收1.8吨的二氧化碳,削弱温室效应。此外,园林植物能够滞留空气中的粉尘,每公顷绿地可以年滞留粉尘2.2吨,降低环境大气含尘量50%左右,进一步抑制大气升温。

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。

除了绿地能够有效缓解城市热岛效应之外,水面、风等也是缓解城市热岛的有效因素。水的热容量大,在吸收相同热量的情况下,升温值最小,表现出比其他下垫面的温度低;水面蒸发吸热,也可降低水体的温度。风能带走城市中的热量,也可以在一定程度上缓解城市热岛。

目前,各级政府和广大群众都非常重视城市环境质量的提高,正在开展城市绿化、污染控制等生态建设活动,相信通过全体人民的努力,在不远的将来,K8凯发将逐远离热岛效应的困绕,迎来一个环境优美、生态良好、更加适合人们生活的现代城市。


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