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城市热岛环流

城市热岛环流

城市热岛环流是由城乡温度差引起的局地风。造成城乡温度差的原因有城市人口集中、工业发达,居民生活、工业生产和汽车等,因为这些东西每天要消耗大量的石油、天然气等化石燃料,释放出大量的废热,导致城市的气温高于郊区,使城市犹如一个温暖的岛屿,人们称之为“城市热岛”。通常,城市的年平均气温比郊区高出0.5~1摄氏度。当大气环流微弱时,城市热岛的存在,引起空气在城市上升,在郊区下沉,在城市与郊区之间形成了小型的热力环流,称之为城市热岛环流。从周围农村来的气流不断流向城市补充,因此这种城市热岛环流的地面部分被称为“乡村风”。乡村风的风速一般只有1-2米/秒。

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什么是热岛环流?

热岛:

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以下是城市热岛环流解释:

城市人口集中、工业发达,居民生活、工业生产和汽车等交通工具每天要消耗大量的石油、天然气等化石燃料,释放出大量的废热,导致城市的气温高于郊区,使城市犹如一个温暖的岛屿,人们称之为“城市热岛”。通常,城市的年平均气温比郊区高出0.5~1摄氏度。当大气环流微弱时,城市热岛的存在,引起空气在城市上升,在郊区下沉,在城市与郊区之间形成了小型的热力环流,称之为城市热岛环流。

简述描述城市热岛环流的形成

城市热岛环流是市中心生产生活产生大量热量,膨胀上升(市中心近地面形成低压)。 市中心上空形成高压, 而郊区上空较之为低压,由高压指向低压。 同时在郊区上空开始堆积,堆积到一定数量时开始下沉.这时郊区近地面开始形成高压,由高指低(近地面的郊区指向市中心)。 这样的环状流向就叫城市热岛效应环流。 希望我的答案能够对你有所帮助。

城市热岛环流是怎么形成的?

城市热岛环流  城市还有它自己特有的风系-城市热岛环流。这是因为城市热岛中气流不断上升,从周围农村来的气流便不断流向城市补充。因为它们来自乡村,正像来自北方的风称为北风一样,这种城市热岛环流的地面部分被称为“乡村风”。乡村风的风速一般只有1-2米/秒。

上海是个特大城市,只要没有较大的风,而城市热岛又很明显(晴天)时,热岛环流也是很明显的。例如,1980年12月7日上海热岛很强,此时市区北部的宝钢和闵行在500米以下都吹偏北风,市区南部的龙华从地面到600米都是偏南风,即向市中心辐合。但在高空,宝钢、闵行在700米高度处开始转为南风,龙华则从900米高度开始变为北风,即形成了一个低层向市中心辐合,而高层从市中心向外辐散的完整热岛环流圈。从安放在市中心的气温自记仪器的自记纸上,常常可以发现气温变化曲线在夜间有一个个好似冷锋过境似的气温陡降现象。这就是冷凉的乡村风入侵城市的见证。从这里也可以知道城市热岛环流不是连续均匀地流动的,而是有明显的阵性。

城市里还有一种范围更小的风系,可以叫做“汽车风”。这是由于马路线两侧连续驶过相反方向高速车辆所造成。例如,1988年1月15日,广州市风速很小,日平均风速仅0.69米/秒。在南北走向的人民南路上,受不同方向车流的影响,在3米高的测点上,街道西侧盛行偏北风,西北风加上西北偏西风的频率和达到79.1%;东侧则盛行偏南风,东南和东南偏东风的频率和更高达86.9%。这一天汽车风共出现20-22小时之久。但这种汽车风不仅水平范围很小,而且会随离地高度增高而迅速消失。乡村风的成因和汽车风是不同的。前者是热力作用造成的,风速决定于城乡温差,而后者是机械摩擦作用所造成。汽车流量减小,或者车速减慢,汽车风就停了。

城市热岛效应白天吹什么风

三种常见的表现形式,分别是海陆风、山谷风和城市热岛环流。

1、热力环流的常见形式之——海陆风城市热岛效应

白天时候,陆地的升温速度很快,气温比较高,就形成了低压,而此时的海洋升温速度相比较陆地来说很慢,气温也较低,因而形成了高压,气流从高压向低压移动形成风,故而此时的风从海洋吹向陆地,形成海风;在夜晚时候,相反的是陆地由于降温快,于是气温低,形成了低压,而海洋则降温比较慢,气温较高,形成低压,故而此时的风就从陆地吹向了海洋,于是就形成了陆风。

2、热力环流的常见形式之——山谷风

在白天的时候,由于山坡的升温速度比较快,空气膨胀上升,因此山谷就会补充性的形成谷风;而在夜晚时候,山坡的降温速度也很快,空气就冷却下沉,因此就形成了山风。

3、热力环流的常见形式之——城市热岛环流

城市市区由于受到人为热源等多种因素的影响,气温普遍比较高,因此气流就会膨胀上升,形成了低压,而周边的郊区与城市相比较,气温就很低了,因此气压高,于是气流就从郊区流向城市,故而就形成了城市热岛效应

什么是城市的“热岛效应”?

高空大气环流,直接影响着生活在陆地上的人们,他们时而感觉到临风扑面,时而又是在无风和微风的天气中度过。

尽管有时候风的作用在减少,但气流还是在不停地循环流动,这里的助推剂是:热量。一般来说,凡是太阳光照射的地方,温度就会慢慢地上升。气流在上升的温度中烘烤加热后,形成垂直的流动。热空气比重小,轻,它会往上升;冷空气比重大,沉,它往下降,填补热空气上升留下的空缺,形成气流的循环运动,这就是热力环流。

热力环流不同于水平流动的风,它是空气上下垂直的对流运动,冷与热激发出气流缓慢的运动,它跟风不一样,风能够改造局地环境的气候,而热力环流是气流运动的原始动力。

换句话说,凡是高低错落的或者是冷热分布不均的地方就存在着热力环流。城市里参差不齐的楼群、房屋、道路,都为热力环流创造了良好的形成条件,白天屋顶受热最强,热空气从屋顶上升,与屋顶同一高度上比较凉的空气就会流向屋顶,这样屋顶上空就形成了一个小规模的冷热空气的循环;街道两边背阴面与向阳面也一样产生这样的热力环流,向阳的一面暖空气上升,背阴面冷空气下沉,它们之间通过穿行的风来贯通热力循环。

城市聚热能力,来自于建设城市的钢筋水泥、土木砖瓦以及纵横交织的道路网,它们取代了原本能降低城市温度的树木和草地,这些密集的建造物,让城市接受更多的太阳热量,同时这些吸热面又散发和反射出巨大的辐射热能。城市的气温,在太阳能和各种辐射热能的烘烤下越来越高。据气象专家长期的观测:柏油路面能够吸收80%以上的热量,尤其是中午,马路表面的温度比百叶箱气温高出17.4℃。

城市的现代生活制造出巨大热量,工业生产的昼夜运转,家庭炉灶的明火烹饪,这些固定的热源每天排放的废气热量就占了全天热能的66.6%,柏油马路上的滚滚车轮,这些移动热源每天也释放着33.1%的热量,稠密人口释放出的生物热量占1%左右。种种热源像火炉一样直接烘烤大气,与此同时,空气中CO2对某些辐射波段有着强烈的吸收,也使得大气的温度上升很快。贴近地面的空气被加速烘热,整个城市宛如一个“热的岛屿”矗立在周围乡村较凉的“海洋”之上。

受热的空气膨胀起来,密度变小,轻盈地往上升,在城市上空形成了一个低压中心,同时产生了指向城市的气压梯度力,使得周围低层较冷的空气——乡村风,从四面八方,源源不断地涌向城市,填补进来的冷空气遇热又会上升,这样城市和周围乡村之间的冷热空气就流动起来,形成一个冷热交换的环流系统,这是气象学上的“中尺度”运动,专家叫它“热岛效应”或“城市热岛”。

气象专家们将多次观测到的城市热岛,绘成一幅城乡气温图,高峰值与乡村气温的悬差,就是城市热岛的强度。热岛强度是衡量乡村风涌入城市的指标,差值大涌入城市的乡村风就大,差值小吹进城市的乡村风就会很小。

“城市热岛”的变化还是有一定的规律。一天中变化最大的时候在夜间,到了白天和午后反而差异不明显。这是因为午后城市和乡村的气温差别不大;日落以后,空旷的乡村让大气散热很快,而城市里蓄积了白天大量热能的建筑物,散发出大量的辐射热,烘烤着大气,形成了夜间城市热岛,尤其在日落以后的3~5小时里表现得最强。

“城市热岛”的季节变化并没有一定的模式,对于我国来说,副热带和温带的气候条件,城市热岛表现为冬季和秋季最强,夏季和晚春最弱。

处在南副热带上的广州,春、夏风速大,热岛强度弱不说,甚至还会出现凉岛。北副热带上的上海,秋季云量最少,秋高气爽,风速也小,热岛效应表现强。冬季的北京,温带的气候条件本身就非常有利于城市热岛效应的发展,再加上人工取暖的增多,12月和1月的热岛效应表现特别明显。

城市热岛当然并非一无是处,在冬季对于居民生活的影响是非常有利的,具体表现在凝结露、霜的机会比郊区小,下雪天比郊区少。春秋季节热岛中心上升气温的大幅度衰减,有利于形成对流云和降雨,降低城市的高温。可是夏季,城市热岛这个低压中心,加大了高温酷热的程度,烦躁的热气吸进鼻腔、喉咙,使人们的呼吸变得不畅和困难,还会造成体质虚弱人群的休克甚至是死亡。如何降低酷暑季节城市的热岛强度是城市规划中的重要举措之一。

对于城市来说,高楼、房屋、道路这些不透水面积的不断扩大,不利于城市降温,只有科学地增加绿化带和水面,增加透水面积,才能实现城市的防暑降温。北京市对居住密集区域进行了局地改造,拆除一部分危旧房屋,规划建设出大面积的绿化带和水面,改善城市热岛的强度。新建的皇城根遗址公园坐落在紫禁城的东边,全长3.4千米,占地面积7.5万平方米,其中90%的土地被绿地覆盖,10个造型各异的喷泉点缀其间,整个公园如同一个巨大的氧吧,清洗着紫禁城周围的空气,有效地降低了天安门周边的温度,使这一带的居民和游客感受到从未有过的清爽和舒适。

为了增加城市的绿地面积,各行各业都展现出各自的绝招,有些环保意识前卫的企业,索性把绿地搬到自己的屋顶上,花园屋顶、森林屋顶层出不穷。这样既美化了城市,增加了绿地,又有利于城市的防暑降温。

一座城市是一个“活”的系统,“热岛”是其中不可或缺的一环,它与城市环境和城市未来的发展密切相关。科学地处理“热岛效应”将有利于生活在城市里的人们,处理不好既影响城市的生活质量,又不利于污染物的驱散。

北京气象局的研究人员,利用先进的气球探空技术和数值模拟分析,对北京市进行了城市尺度的探测,专家对2000年和2010年进行了量化分析:自1980年以来,经过20年的飞速发展,到了2000年,建筑物不断地升高,热岛面积明显扩大,驱散污染物需要36分钟;2010年,依据北京市的总体规划,增加环城绿化带的建设,热岛面积缩小到接近于1980年的面积,而自身净化的能力也缩短在30分钟以内完成。

实际上城市热岛还遭遇一个夜间杀手——逆温层。它往往出现在日落之后,消失在日出之前那些大多数的无风日子里。这个无色透明的大气罩将污染物笼罩在城市的上空,久久不能散去,直接影响大气质量。热岛环流就像锅盖一样将城市罩住,使城市闷热。

白天,城市的气温被太阳和热岛环流“加热”升高,日落以后,城市失去了太阳烘烤,地表空气温度也会迅速地降下,那些白天蓄了热的“加热炉”还继续散发着剩余的热量,这些余热以极其缓慢的速度加热着冷空气,通过分子之间的相互接触,一个一个地传送着热量,这种分子间加热的地表气温比起200~300米高的气温还是凉了很多,因此出现的上升气流不是释放热量、逐渐降温,而是逐渐升温,于是形成了逆温层。逆温层如同一床巨大的被子悬浮在城市和郊区的上空,它抑制着空气的上下流动,也阻挡了乡村风的涌入。在这个穹顶形的温盖下面,那些本该被稀释的污染物越来越多地堆积在我们的周围。

在我国辽阔的版图上,身受“逆温层”之苦的城市不乏其例。甘肃省兰州市被群山环抱着,这里是一个几乎封闭的河谷盆地,东西狭长,南北较窄,黄河从中间穿过。受蒙古高压的控制,兰州市区风速小,天气稳定。特别是冬季,无风天出现的频率很高,降水量又少,干、热尤为突出,市区的热岛效应表现极强;厚厚的逆温层,如同锅盖一般,严严实实地罩在兰州城的上空,流通不起来的空气,没有能力稀释扩散被污染的大气。为此兰州市把“蓝天工程”放在城市规划建设的首位,加强城市绿化的建设,改变燃料构成和供热方式,用电、液化石油气、天然气等取代烟煤,大力开发利用以太阳能为主的新能源,减少不必要的人为污染。

针对兰州市常年刮东风的特点,有专家大胆提议:通过改变这里的地形,增加通风量。将东部峡口附近的山头削平,并填入沟内,这样不足1千米的东部峡口被拓宽为4千米左右的平坦地区,盛行的东风被引进了市区,大大地改善市区的通风条件,降低热岛效应,改善逆温层的持续时间,减少大气污染。

对于城市热岛,只有当乡村风大范围的风速达到3米/秒以上时,才能加速城乡的热力环流,减轻城市空气的混浊程度,给城市不断注入清新凉爽的清风。要实现这个目标,大面积的设置绿地,不断地增加城市的透水面积,才能改善城市局部区域气候环境,减缓城市的“热岛效应”。

绿色植物与气温调节

绿色植物有调节气温的作用,常常被人称为“绿色空调”。绿色植物,尤其是树木在夏天进行光合作用和蒸腾作用的速度比较快,能迅速把水分释放到空气中,水分的蒸发带走了热量,草地或森林里就凉快下来了。

冬天,绿色植物的光合作用和蒸腾作用都慢吞吞的,热量很难散发出去,而且阳光直射进落叶或干枯的草地,也能增加地面温度。所以草地上或森林里会比较暖和。绿色植物不仅能调节自身的温度,还起到调节周围环境气温的作用。所以,绿色植物被人们称为大自然的“绿色空调”。

城市热岛环流是怎么形成的

所谓城市热岛效应,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。

热岛环流产生的原因是什么

城市人口集中,工业发到,居民生活,工业生产和汽车等交通工具每天要消耗大量的煤,石油,天然气等燃料,释放出大量的废热,导致城市的气温高于郊区,使城市犹如一个温暖的岛屿,人们称之为“城市热岛”。

城市热岛的存在,导致在城市热空气上升,郊区的冷空气向城市运动,所以形成热岛环流。

热岛环流产生的原因

热岛效应的形成

城市热岛的形成,与城市化的发展密不可分。北京市园林科学研究所高级工程师李延明将其形成的直接原因概括为四个方面:

一是城市下垫面(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我们的生活环境,怎么能不热呢?

二是城市大气污染。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。

三是人工热源的影响。工厂、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!

四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。

气象专家、南京大学余志豪教授说,受热面的大小,受热材料的差异,是造成城郊温差的主要原因。“同样一万平方米的地面,在郊区,可能是一望无际的田野,吸热慢,温度上升慢;而在市区,高楼密集,建筑物顶面和侧面都成受热面,受热面积要远远大于郊外。而钢筋、水泥等建材,热容量小,一旦受热,温度上升很快,并向四周大量散热,带动周边气温升高……”

现在气象学家在城市规划中暂时缺位。城市建设常常缺乏基本的生态设计常识,给城市的环境和生态带来了明显的负面影响,城市大面积的“水泥化”就是最典型的一种。“水泥化”是泛指使用混凝土、沥青、花岗岩、大理石、釉面砖、硅酸盐等建筑材料来硬化城市的现象,硬化的表面包括地面、墙面、屋顶和水体。这种硬化设计的初衷本是希望减少城市粉尘,增加建筑的美感,提高水体的清洁度等。然而,这类硬化设计带来的真实效果却是加重了城市的热岛效应,增加了粉尘治理的难度,使水体水质恶化,使雨水资源流失,使城市植被不健康,使城市的噪音污染加剧,使城市的居住舒适度变差。

与其他因素相比,“水泥化”给城市环境带来的问题所涉及的方面是最广、最为多样的:

(1)水泥化建材能吸收大量的太阳辐射热,在夏季的阳光下,混凝土平台的温度可比气温高8℃,屋顶和沥青路面高17℃,因此,水泥化会使城市热岛效应重,悬浮颗粒物沉降难,使空气质量难以改善。

(2)水泥化表面会反射辐射热和噪音,进而加重城市的热效应和噪音污染,直接影响城市居住的舒适度和居民的健康。

(3)水泥化衬砌河道、河岸和湖体会使水体生态系统受到毁灭性破坏,水体因此而丧失自净功能,其结果是水质下降,水体出现发绿发臭,甚至病菌和蚊蝇大量滋生等问题,使水体污染加重。

(4)水泥化铺路会使城市地面吸收雨水和雪水的机会被阻,城市的地下水位回升难。这样的地面不下雨时极为干燥、尘土飞扬,而一遇下雨就满地积水,地表径流污染严重,进入雨水排放口后,这些污染的径流会直接进入河道或湖体,从而污染河水、湖水。在冬季,水泥化地面易结冰,引发行路和行车的安全问题。为化雪需要大量使用融雪剂,使雪水受到污染。因此水泥化会严重危害城市的水资源。

(5)水泥化铺路还会减少土地中微生物的生存机会,因而毁灭地表生态,减少地面土层补充有机质的机会,从而加重城市土地的沙化。

(6)水泥化铺路还阻断了城市地面的生物通道,对城市的生物物种和生物多样性十分有害。硬化的铺地方式会直接影响城市植被的根系发育。在栽种了树木的地面进行水泥化铺设会使树木最终因树根不能呼吸而死亡或倒伏。

(7)水泥化城市难以带来人与自然和谐共存的生态景观。

热岛效应的危害

环保专家余志豪说:“城区温度高,就容易造成空气上升,而郊区较冷的空气又流向市区。如果郊区有工厂,那工厂中排出的污染物就会一并集中到城市的中心。这种‘城市风’的出现会加重市区的大气污染程度。”

中国环境学会大气环境学委会副主任李宗恺认为,这种温差之大足以影响到市民的居住条件,使城市中心越来越不适宜生活。

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。天气变化的幅度正在加剧,出现的频率和灾害力度也令人关注。这主要是城市热岛效应强度增加而引起的关联气象效应。比如由“热岛效应”带来的城市“雨岛效应”、“雾岛效应”等等。

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℃,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有害化学气体不断对高温区进行补充。在这些有害气体的作用下,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。

用“绿岛”拯救“热岛”

国内外许多专家都在积极进行这方面的探索和研究,目前已有多种方法可供选择。例如可将城市建筑物表面颜色由深变浅,以减少对太阳辐射的吸收;在路边、花园和屋顶栽种上花草树木;加强城市规划,选择合理的城市结构模式,统筹安排工厂区和居民区;将城区分散的热源集中控制,提高工业热源和能源的利用率,减少热量散失和释放,也是一项很重要的措施。

专家呼吁:城市规划要增加气候论证,立体绿化更是治本之策。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,是缓解城市热岛效应的有效途径之一。

绿地是城市中最主要的自然因素,城市绿化覆盖率与热岛强度成反比,绿化覆盖率越高,热岛强度越低,因此,建立规模化的集中绿地是最能直接削弱城市热岛效应的做法。

据科学统计,每公顷绿地平均每天可从周围环境中吸收的热量,相当于189台空调的制冷作用;平均每天吸收1.8吨的二氧化碳,显著削弱温室效应的产生。此外,每公顷绿地可以年滞留粉尘2.2吨,将环境中的大气含尘量降低50%左右,可有效抑制大气升温。

“热岛”时代的城市绿化,不是一个简单的数量增加。中国林学会理事、南京林业大学汤庚国教授强调,一个城市绿化怎么样,不仅要看绿地率、人均绿地率以及绿地覆盖率,更要看绿量——树上每片树叶的面积之和。单纯追求绿地率,容易急功近利。“弄几吨草种撒一下,过几天,就能增加一大片绿地。”这样的“地毯”很漂亮,但从生态价值来看,难与树木相比,“十亩草相当于一亩树”。一个合理的城市绿化体系,应该层次丰富:在城郊建森林。上海、广州、南京等大城市,均已开始行动。南京在周边准备投入100多亿元,培植140万亩的连片林地。当然,这个森林物种搭配比例要合理。在29平方米空间内,一般栽1棵乔木,6棵灌木,20平方米草坪。汤庚国强调,各个城市一定要保护现有的大树。“像树冠很大的梧桐树,有的城市最多曾有2万株,因为给城市建设让路,现在只剩2000多株。这里面损失的绿量难以计算!”其次,城市中间,不仅要见缝插绿,而且尽量多栽树木,形成几百亩哪怕是几亩大的森林。绿化覆盖率达到30%以上,绿地才有缓解城市热岛效应的作用;绿化覆盖率达到40%以上,热岛面积可减少3/4;绿化覆盖率达到60%以上,热岛效应才能基本被控制。

南京大学大气科学系教授余志豪提出,“减少热量排放、增大绿化面积是减弱热岛效应的根本途径”。园林专家介绍说,立体绿化“能吸收大气污染物、增湿、滞尘、降噪,遏制‘热岛现象’加剧,变‘热岛’为‘绿岛’,降温效果好,如地毯式的屋顶或爬满常春藤和爬山虎的墙壁在盛夏可使室内温度下降2℃~4℃,节约空调耗电量20%~40%。经计算,屋顶绿化相当于地面绿化效益的60%。”

风、水面等自然因素也可有效缓解城市的热岛效应。风是热岛效应的“天敌”,当风刮起来的时候,热岛就失去了存在的理由,通过大气环流,热岛与周围地区的空气进行交换,以此降低自身的温度。水面不仅构成了城市美丽的景观,当温度升高时,它的蒸发作用能冷却空气,使环境温度降低。因此,使建筑低层化和合理分散化、市内道路宽敞,从而畅通城市的“通风道”,并尽可能扩大城市水面,是改善热岛效应的有效途径。

缓解热岛效应是一项长期的、综合性的系统工程,需要各方面的努力和配合。加强城市规划,选择合理的城市结构模式,树立城市生态学观念,尤其是要加强绿化,增加植被面积,通过植物吸收热量来改善城市小气候,河湖净化、空气质量监测等生态建设活动,一样都不能少。

城市热岛的形成原因是什么?

城市热岛是指城市气温高郊区气温低的现象,产生原因主要是城市生产生活排放的废热多,且不易散失,造成气温升高;解决措施主要是城市增加绿地和水面面积,减小城市规模,减少污染等可以有效地缓解城市热岛效应。

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规,以保证绿化用地。

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。

城市热岛环流的原因是什么?

晴朗无风的夏日,海岛上的地面气温,高于周围海上气温,并因此形成海风环流以及海岛上空的积云对流,这是海洋热岛效应的表现。近年来,由于城市人口集中,工业发达,交通拥塞,大气污染严重,且城市中的建筑大多为石头和混凝土建成,它的热传导率和热容量都很高,加上建筑物本身对风的阻挡或减弱作用,可使城市年平均气温比郊区可高2摄氏度,甚至更多,在温度的空间分布上,城市犹如一个温暖的岛屿,从而形成城市热岛效应。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,在冬季最为明显,夜间也比白天明显,是城市气候最明显的特征之一。

气候条件是造成城市热岛效应的外部因素,而城市化才是热岛形成的内因。一般认为热岛成因有三:一是城市与郊区地表面性质不同,热力性质差异较大。城区反射率小,吸收热量多,蒸发耗热少,热量传导较快,而辐射散失热量较慢,郊区恰相反;二是城区排放的人为热量比郊区大;三是城区大气污染拖物浓度大,气溶胶微粒多,在一定程度上起了保温作用。

大气污染在城市热岛效应中起着相当复杂特殊的作用。来自工业生产、交通运输以及日常生活中的大气污染物在城区浓度特别大,它像一张厚厚的毯子覆盖在城市上宛,白天它大大地削弱了太阳直接辐射,城区升温减缓,有时可在城市产生“冷岛”效应。夜间它将大大减少城区地表有效长波辐射所造成的热量损耗,起到保温作用,使城市比郊区“冷却”得慢,形成夜间热岛现象。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)如北京市位于平原中部,三面环山。由于山谷风的影响,盛行南、北转换的风向。夜间多偏北风,白天多偏南风。因此,在扩建新市区或改建旧城区时,应适当拓宽南北走向的街道,以加强城市通风,减小城市热岛强度。

(4)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。

城市热岛效应(Urban heat island effect)是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。在近地面温度图上,郊区气温变化很小,而城区则是一个高温区,就象突出海面的岛屿,由于这种岛屿代表高温的城市区域,所以就被形象地称为城市热岛。城市热岛效应使城市年平均气温比郊区高出1°C,甚至更多。夏季,城市局部地区的气温有时甚至比郊区高出6°C以上。此外,城市密集高大的建筑物阻碍气流通行,使城市风速减小。由于城市热岛效应,城市与郊区形成了一个昼夜相反的热力环流。

近年来,随着城市建设的高速发展,城市热岛效应也变得越来越明显。城市热岛形成的原因主要有以下几点:

首先,是受城市下垫面特性的影响。城市内有大量的人工构筑物,如混凝土、柏油路面,各种建筑墙面等,改变了下垫面的热力属性,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,因而其表面温度明显高于自然下垫面。

另一个主要原因是人工热源的影响。工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料,每天都在向外排放大量的热量。

此外,城市里中绿地、林木和水体的减少也是一个主要原因。随着城市化的发展,城市人口的增加,城市中的建筑、广场和道路等大量增加,绿地、水体等却相应减少,缓解热岛效应的能力被削弱。

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