簡析城市熱島效應

1、簡析城市熱島效應 【摘要】目前，隨著城市化水平的提高，尤其是大城 市規(guī)模區(qū)域擴大，城市熱島現(xiàn)象日益明顯，直接影響到人們 的生產與生活，城市熱島效應被各大城市所關注。本文主要 就城市熱島效應的成因及解決措施進行了分析。 【關鍵詞】城市熱島效應；成因；危害；措施 一、城市熱島效應及其危害 城市熱島效應是指由于城市化的發(fā)展導致城區(qū)氣溫高 于外圍郊區(qū)的現(xiàn)象，郊外的廣闊地區(qū)氣溫較低、氣溫變化較 小，形同一個平靜的海面，而城區(qū)則呈現(xiàn)出一個明顯的高溫 區(qū)，形同一個突出海面的“島嶼” ，由于這種“島嶼”代表 著高溫的城市區(qū)域，所以被形象地稱為城市熱島。城市熱島 反映的是一個溫差的概念，只要城市與郊區(qū)有明顯的溫

2、差， 就可以說存在了城市熱島。全球城市只占據(jù)地球1%的土地 面積，但卻是導致氣候變化的重要因素。 目前，全球大約 50% 的人口居住在城市里，城市消耗了全球大約75%的能源，產 生了 80%的溫室氣體排放量， 城市中排放的二氧化碳占全世 界排放總量 75%以上。據(jù)預測，到 2025 年，全球 60% 的人 口將居住在城市里。隨著世界各地城市的發(fā)展和人口的稠密 化，“城市熱島效應”變得日益突出。 熱島效應已成為城市 氣候最明顯的特征之一。 快速城市化和人口急劇膨脹產生的熱島效應，強烈影響 著城市居民生活、工作的舒適度，是一種環(huán)境惡化的表現(xiàn)。 它不僅造成城市上空污染物質的聚集；還使城市地面散發(fā)的

3、熱氣形成近地面暖氣團，將城市煙塵罩在下面不得流通，形 成對人體有害的煙塵污染， 導致咽炎、 氣管炎等呼吸道疾?。?產生城區(qū)降雨量的減少等各種環(huán)境問題；導致城市區(qū)域內動 植物行為特征的改變；同時對居民生活和消費也構成影響。 近年來，隨著城市建設的高速發(fā)展，我國城市熱島效應也變 得越來越明顯，引起人們越來越多的關注。 二、城市熱島效應的成因 全球變暖的氣候條件是造成城市熱島效應的外部因素， 而城市化才是熱島形成的內因。一般認為城市熱島效應是由 以下三個原因造成的： 2.1 城市下墊面的特殊性。 城市內有大量的人工構筑物，如混凝土、柏油路面，各 種建筑墻面等，改變了下墊面的熱力屬性，這些人工構筑物

4、吸熱快而熱容量小。白天，在相同的太陽輻射條件下，它們 對太陽光的吸收率比自然下墊面（綠地、水面等）高，升溫 快，因而其表面溫度明顯高于自然下墊面。如夏天里，草坪 溫度32C、樹冠溫度30C的時候，水泥地面的溫度可以達 到57 C，柏油馬路的溫度更高達63C，這樣的下墊面強烈 地吸收太陽輻射能量，然后再將其中的大部分以輻射的方式 傳送給大氣，使空氣得到過多的熱量，氣溫急劇升高；到了 晚上，大氣又發(fā)揮其保溫的效應，使得城市與郊區(qū)的溫差更 加明顯。 2.2 自然大氣的成分組成改變。 正常的空氣中含 21% 氧氣和 78% 氮氣，還有 1%是其他 物質。而城市中由于大量的機動車、工業(yè)生產以及居民生活

5、等人為因素的影響，城區(qū)大氣中CO、SO2、NOx 等有毒氣 體濃度大，總懸浮顆粒物密集，溫室氣體的含量高。其中對 城市熱島效應影響最顯著的是城市大氣總懸浮顆粒物與溫 室氣體的影響?？倯腋☆w粒物是指懸浮在空氣中，空氣動力 學當量直徑在0100卩m的固體顆粒物(Particles)和液體 小滴(Droplets ),包括 PM10 (粒徑范圍在 010卩m )和 PM2.5 (粒徑范圍在10100卩m)。研究認為，總懸浮顆粒 物(Total Suspended Particles, TSP)在城市熱島效應中起重 要的作用。總懸浮顆粒物加劇城市熱島強度，降低晝夜間溫 度波動幅度，使城市大氣增溫、改變

6、大氣的穩(wěn)定性及垂直運 動，影響大范圍內的大氣環(huán)流和水文循環(huán)，促進溫室效應的 形成影響城市氣候變化的溫室氣體有二氧化碳 ( CO2 ) 、甲烷 ( CH4 ) 、氧化亞氮( N2O ) 、氫氟碳化物、全氟化碳、六氟 化硫等。 大量溫室氣體的存在， 使城市的熱島效應更加顯著。 2.3 人工熱源的影響。 工廠生產、交通運輸以及居民生活都需要消耗各種燃 料，把大量的廢熱排放到城市大氣中。隨著經濟快速發(fā)展， 城市化進程的加快，人口、生產、交通集中，在工業(yè)生產、 家庭爐灶、內燃機等方面消耗能源的同時，廢熱排放增多， 使城市區(qū)域增加許多額外的熱量輸入。 三、城市熱島效應的治理措施 3.1 2.采用新型的城市

7、規(guī)劃與設計理念 啟用合理的城市開發(fā)、交通、綠地生態(tài)規(guī)劃模式8 3。 建筑物是城市下墊面的重要組成部分，它對城市氣溫的影響 很大，要合理布局城市建筑物，根據(jù)城市地理環(huán)境（包括緯 度、地形、風向、風速、日照、輻射條件等）確定道路網(wǎng)的 方位、寬度，建筑物朝向、 間距以及建筑物的形體等。 liLtt ， 還應開辟城市風道，規(guī)劃建設中應考慮設置一定長、寬的東 南、西北等方向風道，引風人城，適當分散高層建筑物，降 低建筑物密度，減少建筑物表面的粗糙度，便于下墊面的長 波輻射散熱和自然通風。 3.2 提高城市綠地覆蓋率 城市植被是城市生態(tài)系統(tǒng)中的重要組分，當一個區(qū)域的 植被覆蓋率達到 30% 時，綠地對熱島

8、效應即有較明顯的削 弱作用；相反，植被減少則是 UHI 形成的首要貢獻因子 。 綠地的面積、形狀、垂直結構、破碎度、連接度和郁閉度不 同，治理熱島效應的效果也不一樣 。綠色屋頂改變了建筑 的習性，能降低太陽輻射、外部溫度、風速等，有效削減 UHI 強度。在制定城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃時，不僅要考 慮每年 的擴綠面積，還應著重考慮綠地的合理分布和植物配置。利 用有限的空間，大力發(fā)展垂直綠化，加強綠化廊道建設，增 加綠化總量，逐步改善城市大量建筑物等下墊面的輻射吸收 和散熱狀況，達到減少城市熱島的效果。 3.3 限制工業(yè)企業(yè)的大氣污染物排放 采取多種方式方法限制大氣污染物的排放。如利用低負 荷燃燒，適宜的

9、燃燒空氣比，二次燃燒，水或蒸汽噴射等措 施減低氮氧化物的排放；使用含硫量少的燃料，使用干式或 濕式脫硫設備等措施減低二氧化硫的排放；防止有機化合物 從儲存器中泄露，不使用含有機化合物的油墨，安裝適當?shù)?排氣處理設備等措施減低有機化合物的排放； 禁止在新、 改、 擴建和技改項目中使用淘汰的工藝和設備，超過限期的，要 堅決取締。 3.4 改善能源結構，提高能源效率 減少和減輕熱污染的有效方法是節(jié)約能源和直接利用 太陽能。最有廣泛使用前景的是太陽能利用技術，它主要是 通過特定的構造和材料來利用太陽能，應用范圍相當廣泛， 而且不產生任何熱污染。大力發(fā)展天然氣、水電、可再生能 源、新能源等清潔能源，發(fā)展清潔燃料公共汽車和電動公共 汽車，號召有效利用工廠排出的熱能，提高空調系統(tǒng)、能源 消費機器的效率，積極利用國外油氣資源，努力降低煤炭在 一次能源消費中的比重； 在適宜地區(qū)大力發(fā)展沼氣、 節(jié)能灶、 太陽能、風能等，改善能源結構；工廠要有效地回收排出的 熱能，提高空調系統(tǒng)、能源消費機器的效率。 3.5 大力倡導清潔生產 清潔生產是指不斷采取改進設計、使用清潔的能源和原 料、采用先進的工藝技術與設備、改善管理、綜合利用等措 施，從源頭削減污染，提高資源利用效率，減少或者避免生 產、服務和產品使用過程中污染物的生產和排放，以減輕或 者消除對人類健康和環(huán)