城市热岛

城市热岛现象产生原因及解决对策目录一、城市热岛效应定义二、城市热岛效应带来的危害三、城市热岛现象产生的原因四、城市热岛现象的解决对策五、结束语据报道，今年5月26日开始，中国华北中南部、黄淮等地遭遇罕见高温天气。截至5月29日14时，河北中南部、北京、天津、黄淮大部、江淮大部、山西中部、宁夏北部、新疆南疆盆地及吐鲁番盆地、云南中部、广东中部等地有35℃以上的高温天气。其中，北京南部、河北南部、河南东北部、山东大部、吐鲁番盆地及南疆东部等地的部分地区最高气温37～39℃，局地可达40℃。很多城市日气温频频刷新当地气象纪录。城区高温化的背后就是越来越严重的城市热岛现象。背景一、城市热岛效应定义城市热岛效应(TheUrbanHeatIslandEffect)也称“大气热污染现象”,是指当城市发展到一定规模,由于城市下垫面性质的改变、大气污染以及人工废热的排放等因素使城市中的气温明显高于外围郊区,形成类似高温孤岛的现象,在气象学上被形象地称为城市热岛。城市热岛效应示意二、城市热岛效应带来的危害1、城市热岛效应造成恶劣的天气热岛效应会带来各种异常的城市气象，如暖冬、飓风及暴雨等，对城市气候带来很大的影响。热岛效应会引起局地环流，使得城市风场特征极为复杂。2、对降水的影响热岛效应影响着云的形成和运动，还可能通过流场的作用对冬夏季降水过程产生影响。一般认为，热岛可以增加城市的降水，但热岛效应只是增加了降水量而不会引起降雨，即它不会提高降雨次数。3、破坏大气环境由于热岛的存在，城市中盛行上升气流，上升的气流中含有大量的烟尘等微粒，因而城市上空容易形成以这些微粒为团粒结构的云团，造成城市地区近地层空气污染严重。4、加速能量消耗一方面：气温趋向两极化，导致家庭使用的空调、暖气等用电器急剧上升。另一方面，热岛效应促使城市用于空调，暖气运转的耗能量(包括建筑物内、交通工具内等)上升，从而导致温室气体排放大量增加，温室气体排放又直接加速全球变暖，气温进一步上升，反过来又加重热岛效应，这两者之间已经形成了恶性循环。5、改变生物习性热岛改变城市近地表热量结构，提高市区温度，使得生物物候、生理活动、区系组成、种群结构、分布范围以及繁殖活动等发生改变。由于市中心温度提高，植物发芽、开花时间提前，落叶时间延迟。6、危害居民健康在热岛中心长期居住的居民以消化系统疾病多见，表现为食欲减退、消化不良、溃疡病最多，胃肠道疾病的复发周期短，复发率高。热岛中心地区居民神经系统方面的损害也较严重，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。三、城市热岛现象产生的原因1、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、沥青路面、各种建筑墙面等，改变了地表热交换和大气动力学特征。这些材料热容量、导热率比郊区自然界的下垫面要大得多，而对太阳光的反射率低、吸收率大；2、人工热源的影响人口集中，风扇、空调的功率更是惊人，能源消耗大。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。城市内拥有大量锅炉、加热器等耗能装置以及各种机动车辆。这些机器和人类生活活动都消耗大量能量，大部分以热能形式传给城市大气空间。3、城市里绿地、林木和水体的减少随着城市化的发展，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。4、城市中大气污染的影响城市大气污染使得城区空气质量下降，粉尘、氮氧化物、二氧化碳、C0、S02等排放物含量增加，这些物质都是红外辐射的良好吸收者，至使城市大气吸收较多的红外辐射而升温。5、城市中通风受阻的影响城区密集的建筑群、纵横的道路桥梁，构成较为粗糙的城市下垫层、因而对风的阻力增大，风速减低，热量不易散失。街道走向设计或几何形状不合理也会降低风速，温室气体难于迅速扩散，从而导致局部气温过高。6、城市内建筑密度和高度的不断增加带来的影响城市建筑密度越大，热岛强度愈大。建筑物高度对地表温度有着至关重要的影响，一方面高大建筑物的巨大阴影可降低地表温度，另一方面建筑物的每一个表面都能吸收太阳辐射和长波辐射，且高大建筑物有效阻止了太阳热辐射的逸出。7、其他因素热岛效应的成因非常复杂，影响热岛强度的因子是多种多样的。除了城市本身的内部原因以外，还需要外部的气象条件配合，如气压场必须稳定，气压梯度小，静风或微风，天气晴朗少云或无云，大气层结构稳定，无自动对流上升运动等。我国大部分地区夏季受副热带高气压控制，以下沉气流为主，多静风天气，近地面热量不易散发，进一步加剧了热岛效应。四、城市热岛现象的解决对策1、保护并增大城区的绿地、水体面积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；水的比热容大于混凝土的比热容，所以在吸收相同的热量的条件下，两者升高的温度不同而形成温差，这就必然加大热力环流的循环速度，而在大气的循环过程中，环市水系又起到了二次降温的作用，这样就可以使城区温度不致过高，就达到了防止城市热岛效应的目的。2、控制城市人口密度、建筑物密度据研究,10万人口的城市热岛效应可达0.32℃，100万人口的城市热岛效应可达0.91℃。因此，必须对城市规模进行规划，将城市的人口数量控制在一定范围之内。3、合理利用风向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。而规划良好的“风道”，可以巧妙地利用城市道路以及高楼之间的间隔，让风和水汽通过“空中走廊”进入城市，打破高温的包裹。因此在城市建筑物规划时,要结合当地的风向，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。4、减少人为热的释放，降低设备能耗，合理规划城市能源。通过改进能源消耗设备构件，更新能源使用方法，提高能源使用效率，减少能源损耗。将城区分散的、低效率的小热源控制起来，大力推广集中供热，以提高能源利用率；等等。5、积极改善不透水下垫面层，利用透水性材料（透水砖等）有资料表明透水性水泥混凝土路面可降低路面温度约5℃。所以，城区中透水性铺装与城市水体蒸发及绿化体系的蒸腾作用一样,对改善城市市区热环境及形成局地风都有明显作用。6、提高建筑物隔热材料的质量，建筑物淡色化以增加热量的反射相关研究表明，物质反射率提高0.25，可以使表面温度降低10℃。白色的反射率最高，达到84%，意味着可以使表面温度降低30℃以上。随着色彩纯度提高，反射率也逐渐降低，黑色最低，仅为2.9%。7、控制大气污染一方面要降低机动车污染物排放量，强化机动车排气污染的管理。另一方面要减低氮氧化物、二氧化硫及有机化合物(VOC)的排放，严格控制高硫高灰份煤炭的开采和推行煤炭洗选，禁止在新、改、扩建和技改项目中使用淘汰的工艺和设备，超过限期的要坚决取缔。五、结束语21世纪环境和能源问题影响着城市形态和人们的社会生活，热岛效应对城市热环境的影响亟待解决。通过对热岛效应的研究，把握城市热效应分布与城市发展的关系，对促进城市规划和生态环境建设，推进城市可持续发展，提高人居环境质量具有重要的意义。谢谢欣赏