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。20世纪初,英国气候学家赖克·霍德华在《伦敦的气候》一书中把这种气候特征称为“热岛效应”。
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。
其次是人工热源的影响。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。
第三,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。
最后,城市中的大气污染也是一个重要原因。城市中的机动车、工业生产以及居民生活,产生了大量的氮氧化物、二氧化碳和粉尘等排放物。这些物质会吸收下垫面热辐射,产生温室效应,从而引起大气进一步升温。
原则上,一年四季都可能出现城市热岛效应。但是,对居民生活和消费构成影响的主要是夏季高温天气下的热岛效应。为了降低室内气温和使室内流通,人们使用空调、电扇等电器,而这些都需要消耗大量的电力。如目前美国1/6的电力消费用于降温,为此每年需付电费400亿美元。高温天气对人体健康与有不利影响。有关研究表明,环境温度高于28℃时,人们就会有不适感;温度再不可导致一系列疾病,特别是使心脏、脑血管和呼吸系统疾病。此外,气温升高还会加快光化学反应速度使垃地面大气中臭辙增加,影响人体健康。
由于热岛中心区域近地面气温高,大气做上升运动,与周围地区形成气压差异,周围地区近地面大气向中心区辐合,从而在城市中心区域形成一个低压旋涡,结果就势必造成人们生活、工业生产、交通工具运转中燃烧石化燃料而形成的硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、碳氢化合物等大气污染物质在热岛中心区域聚集,危害人们的身体健康甚至生命。
一方面,大量污染物在热岛中心聚集,浓度剧增,直接刺激人们的呼吸道粘膜,轻者引起咳嗽流涕,重者会诱发呼吸系统疾病,尤其是患慢性支气管炎、肺气肿、哮喘病的中老年人还会引发心脏病,死亡率高,如英国伦敦在1952年12月份,因为这个原因死亡4000余人。
另一方面,大气污染物还会刺激皮肤,导致皮炎,甚而引起皮肤癌。有的物质如铬等,若进入眼内会刺激结膜,引起炎症,重者可导致失明。汞的含量较多,可损害人的肾脏,引起剧烈腹痛、呕吐。汞慢性中毒还会损害人的神经系统。
第三方面,长期生活在热岛中心区的人们会表现为情绪烦躁不安、精神萎靡、忧郁压抑、记忆力下降、失眠、食欲减退、消化不良、溃疡增多、胃肠疾病复发等,给城市人们的工作和生活带来说不尽的烦恼。在中国,素有“火炉城市”之称的南京、武汉、重庆等许多大城市在发展中都不同程度地出现了以上这些现象,所以,城市热岛效应已成为城市发展中应正确面对、亟待解决的问题。
热岛效应(Urban Heat Island Effect)是指一个地区的气温高于周围地区的现象。用两个代表性测点的气温差值(即热岛强度)表示。主要有城市热岛效应和青藏高原热岛效应两种。
热岛效应是由于人为原因,改变了城市地表的局部温度、湿度、空气对流等因素,进而引起的城市小气候变化现象。该现象,属于城市气候最明显的特征之一。
城市热岛效应”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摄氏
度以上。夏季,城市局部地区的气温有时甚至比郊区高出6摄氏度以上。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,让人容易感觉“闷热”。
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,主要有以下原因:
首先是城市人工建筑物的影响。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,这些人工建筑物吸热快而热容量小,在相同的太阳辐射条件下,其表面温度明显高于绿地、水面等。
二是人工热源的影响。工厂生产、交通运输以及居民生活每天都燃烧各种燃料,向外排放大量的热量。
三是城市中绿地、林木和水体减少。随着城市化、工业化进程加快,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。
四是大气污染。城市每天产生了大量的氮氧化物、二氧化碳和粉尘等排放物,这些物质会吸收热辐射,产生温室效应,引起升温。
城市热岛效应(Urbanheatislandeffect)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