城市热岛效应论文

远程教育学院本科生毕业论文（设计）题目论“城市热导效应”对人在城市生活的影响及缓解对策姓名与学号年级与专业土木工程(工程管理)(专本2(业余))学习中心合肥中心指导教师浙江大学远程教育学院本科生毕业论文（设计）诚信承诺书1.本人郑重地承诺所呈交的毕业论文（设计），是在指导教师的指导下严格按照学校和学院有关规定完成的。2.本人在毕业论文（设计）中引用他人的观点和参考资料均加以注释和说明。3.本人承诺在毕业论文（设计）选题和研究内容过程中没有抄袭他人研究成果和伪造相关数据等行为。4.在毕业论文（设计）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。毕业论文（设计）作者：2015年11月8日论文版权使用授权书本论文作者完全了解浙江大学远程教育学院有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江大学远程教育学院可以将论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文。毕业论文（设计）作者签名：2015年11月8日浙江大学远程教育学院本科毕业论文（设计）摘要I摘要城市热岛效应,就是因城市化的发展,导致城市中气温高于外围郊区的现象。在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,能比郊区高出6℃甚至更高,形成高强度的热岛。城市热岛影响着各个城市。尤其是大城市比如北京等。第一：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,这些物质能大量吸收环境中的热辐射能量,并增加大气对地面的长波逆辐射,产生众所周知的温室效应,引起了气温的进一步升温。第二：城市建成区、几何形状,与热岛强度存在着明显的关联。如果城市建筑走向设计、或几何形状不合理,则不易通风,造成因风速小而热量不易散发,导致局部气温过高。和一些别的因素叠加产生这种效应，将危害人体健康，加剧大气污染，会造成局部地区的自然灾害，导致气候与物候失常等危害，最终影响了人类和生物的发生发展。关键词城市热岛；温差；人体影响；浙江大学远程教育学院本科毕业论文（设计）目录2目录摘要...........................................................................错误!未定义书签。第1章、城市热岛效应现状........................................错误!未定义书签。1.1国内外研究现状.......................................................................错误!未定义书签。1.1.1国外研究现状........................................................................错误!未定义书签。1.1.2国内研究现状.....................................................................................................2第2章、城市热岛效应形成的原因及对人们生活的影响..........错误!未定义书签。2.1城市热岛效应的形成原因...............................................错误!未定义书签。2.2城市热岛效应对人们生活的影响...........................................错误!未定义书签。第3章、研究缓解城市热岛效应的方法与概要............错误!未定义书签。3.1研究的方法与概要...........................................................错误!未定义书签。参考文献...................................................................错误!未定义书签。致谢...........................................................................错误!未定义书签。浙江大学远程教育学院本科毕业论文（设计）第1章城市热岛效应现状3第1章城市热岛效应现状1.1国内外研究概况1.1.1国外研究现状城市热岛现象是人类活动对气候系统产生的最显著的影响之一。城市地表土地覆盖类型的改变使得城市局部大气和地表温度比周围的郊区温度高出好几度。城市热岛现象已经出现并被研究了一个多世纪。Howard的观测到伦敦城区平均温度比郊区高1.1℃，城区与郊区温差最高值出现在晚上，温差最高值为2.l℃，总体上，城市热岛效应在冬季最明显，而在春季最不明显。城市热岛在世界很多城市都已形成并被研究，大部分作者的结果与Howard的观测结果一致。Duckworth和Sandberg在SanFrancisco的大公园与市中心之间观测到10℃的温差。城市热岛的产生原因各不一样。大部分城市在夏季出现最明显的城市热岛，而不是冬季。分析了影响城市热岛的气象条件，发现风速是影响城市热岛的主要因素，风速越大，城市与郊区的温差越小，城市热岛的强度与城市的大小正相关。Rao首先利用热红外遥感来研究城市热岛，他利用ITOS一1热红外数据(10．2～12．5)研究美国大西洋中部沿海城市地表温度分布模式。Carlson利用AVHRR热红外(10．5一12．5um)白天和夜间的数据研究了LosAngeles地区地表温度分布模式，城市工业和商业区日夜温差大于植被覆盖度高的郊区。Price利用HCMM(HeatCapacityMappingMission)数据(10．5～12．5m)估算了美国西北部城市热岛效应的范围和强度。Byrne训发现气候相似区域的平均最小气温与HCMM估算出的夜间地表温度线性相关。Kidder利用AVHRR研究了St．Louis地区雪分布模式。Bailing&Braze利用AVHRR热红外数据(10．3—11．3p,m)研究了美国Phoenix地区的地表辐射温度，发现地表温度与土地覆盖类型相关，重工业区的地表温度比空地地表温度高5度，Carnahan&Larsonu副利用TM热红外数据(10．4～12．5p,m)发现印第安纳波利斯城市地表温度比周围的乡村地表温度低。Roth利用AVHRR热红外数据(10．5一11．5pLm)评估了美国西海岸几个城市的城市热岛强度，并发现白天地表温度与土地利用类型相关，工业区地表温度高于植被覆盖地区，而夜间城市与郊区的地表温度差异小。利用热红外遥感观测到的西班牙Valencia夜间地表温度分布模式与汽车观测到的气温剖面相似。浙江大学远程教育学院本科毕业论文（设计）第1章城市热岛效应现状4Gallo利用卫星数据计算了美国西雅图地区夏季植被指数和地表辐射温度，并与最小气温做了对比，发现NDVI与地表温度呈反比关系，尽管NDVI与地表辐射温度都与最小气温显著相关，但NDVI鸯最小气温相关性更好。，Gallo进一步对比了37个城市及其周围乡村地区的NDVI、地表辐射温度和最小气温，发现NDVI与观测到的城乡温度差异线性相关，地表辐射温度与城乡温差相关性略小些。NDVI指示了城乡地表性质的差异(蒸发量和热容量)，地表性质差异导致了城乡间最小气温的不同。但在冬季NDVI并不能很好的反映地表性质，因为冬季植被叶子不一定是绿色的，而且光合作用活动弱。1.1.2国内研究现状近20多年来各国学者围绕风速、云量、天气背景、城市规模等影响城市热岛的因子做了大量的研究，还对城市热岛的垂直结构进行了观察研究。城市热岛研究的区域也有一定拓展：早期城市热岛的研究多侧重于温带地区，现在对热带、副热带以及高纬寒带地区的城市也有了细致的研究工作。随着计算机技术的高速发展，国外学者还对城市热岛进行了大量的数值模拟研究。在诸多人类活动研究中，城市热岛效应就成为气候研究中的一个新热点，例如Peterson等研究了全球农村气温变化趋势，以区别城市热岛效应对全球增温的影响。Hughes等研究了城市对南非气温变化趋势的影响。Jones等评估了城市化对大陆气温序列的影响。Weng等根据城郊温度历史性的差异，分析了城市发展对城市热岛效应的影响，认为城市下垫面的扩张对城市热岛强度和地表温度变化具有巨大的影响。以DuckworthFS.等的城市上空出现郊外气温高于城区的“交叉效应”（Cross-overeffect）为代表，也开展了大量研究。另外，Lee于1992年运用遥测技术进行韩国主要都会区汉城（先首尔）及其邻近卫星城市的都市热岛研究。日本学者Fukuoka于1983年针对日本都市人口与热岛强度进行了相关分析。我国对热岛效应的研究早已开始，并取得了许多成果。对城市气候研究起步于20世纪80年代初，在上海、北京等大中城市已开展研究，并取得了不少研究成果。从大气环境角度先后开展了城市热岛强度、水平分布、垂直结构和影响因子的试验研究。我国学者在北京、上海、广州、南京、太原、沈阳、昆明等大中城市对城市热岛进行了观测和分析研究。迄今至少已有20多个城市开展过城市热岛效应研究，到80年代后对国内城市气候立体构造和数值模式的研究也逐步开展，但所模拟的垂直高度都在数百米至数千米，而对城市气候环境影响程度较大的、高度在100m以下的城市覆盖层和城市边界层下部的分析研究较少。另外，由于可供模拟起始边界条件和模拟验证的实际观测资料较少，给数值模拟研究带来了一定的局限性。另一方面，许多学者对城市大气立体分布浙江大学远程教育学院本科毕业论文（设计）第1章城市热岛效应现状5进行了实际观测，但在观测方法上却存在一些不足。如观测大多采用温度低空探空、小球测风，且测点较少。由于探空仪在近地面层（高度100m以下）观测精度较差，测点较少（如1-2个测点），使数据的代表性减弱，为正确分析城市近地层气候的立体特征带来影响。第1章浙江大学远程教育学院本科毕业论文（设计）第2章城市热岛效应形成的原因及对人们生活的影响6第2章城市热岛效应形成的原因及对人们生活的影响2.1城市热岛效应形成的原因及对人们生活的影响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。城市白天和黑夜的热岛效应，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℃，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。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空气流通，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目的，为此每年需付电费400亿美元。高温天气对人体健康也有不利影响。有关研究表明，环境温度高于28°C时，人们就会有不适感;温度再高还容易导致烦躁、中暑、精神紊乱等症状;气温持