你了解什么是“城市热岛效应”

　　城市热岛效应 - 概况

　　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。

　　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”。

　　城市热岛效应 - 原因

　　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。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。

　　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。

　　城市热岛效应 - 影响

　　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，因为该原因死亡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容易患上消化系统或神经系统疾病，且神经系统患病率达30%，主要表现为神经官能症、失眠、烦躁不安、记忆力下降、忧郁压抑感等。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。

　　城市热岛效应 - 防治

　　气象规划

　　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、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。

　　城市绿化

　　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。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。

　　科学研究表明，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。

　　低温路面

　　美国研究人员建议把灰、黑色的路面改为亮色系以减少路面吸收的太阳热能，借此降低室外温度，减缓都市的热岛效应及全球变暖。一般城市地表有35%至50%是道路，通常为灰色或黑色的柏油路面，并在吸热后形同巨大的热源。

　　美国加州劳伦斯柏克莱国家实验室的“热岛小组”研究员吉伯特说，黑色柏油路面几乎把阳光中的热能完全吸收，使路面和四周空气升温，加剧都市热岛效应。

　　以“低温屋顶”为例，亮色系屋顶能反射大量阳光，从而降低室内和室外的温度。研究人员把实验室停车场的部分停车格上色，比较各色路面的吸热效果。亮色系的“低温路面”能反射30%至50%的阳光，相比之下，新铺的柏油路仅能反射5%，较旧的柏油路则能反射10%到20%。

　　低温路面可用传统混凝土材质搭配淡色颜料铺设，或以特殊涂料直接涂在原有路面上以增强反射阳光的能力。低温路面不仅能降低周围空气温度，还可减缓全球变暖和能源消耗。这些好处已经由多项科学模式证明，但实际效用仍有待更多实际研究加以确认。

　　其他方法

　　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。因此在城市建筑物规划时，要结合当地的风向，不要把楼房全部建设成为东西走向的，要建设成为便于空气流通的模式;同时，最好将一些单位的高院墙拆掉，建成栅栏式，增加空气流通。

　　城市热岛效应 - 代表城市

　　2012年9月，民盟北京市委员会调研显示，北京市“热岛效应”呈加剧趋势，1961年至2000年，城区与郊区日均温差已经达到3.3℃。同时专家指出，热岛中心地区居民神经系统方面的损害较严重，主要表现为神经官能症、失眠、烦躁不安、记忆力下降、精神萎靡、忧郁压抑感等。