热岛效应为何夜晚强于白天

1热岛效应为何夜晚强于白天？城市热岛效应的强度存在明显的日变化特点，尤其是在日落后的3—5小时左右达到最强。原因可从以下几个角度考虑。一、城乡蓄热量的差异。在人口高度密集、工业集中的城市区域，由人类活动排放的大量热量与其他自然条件的共同作用致使城区气温普遍高于周围乡村。在白天，城市比乡村储存了更多的热量，这里不再赘述。二、城乡保温作用的差异。相比于郊区，城市的上空大气比较混浊，S02、，N0x，C02等温室气体含量较高，使其吸收地面长波辐射的能力增强，从而增强了大气逆辐射，产生了明显的保温作用。而郊区温室气体含量较少，保温作用不明显，日落后迅速降温。三、城乡反射率的差异。城市中建筑物参差错落，形成许多高宽比不同的“城市街谷”，“天穹可见度”比郊外小得多，地面长波辐射热量在墙壁地面间多次反射，从而使得地面向宇宙空间散失的热量大大减少。而郊区空旷，反射率比城市大10%—15%左右，降温率比城市大，使得热岛效应在日落后增强。四、城乡风速的差异。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面，因而对风的阻力增大，风速减低，热量不易散失。（不过，不少研究也发现，城市夜晚的风速很多是大于乡村的）简单地说就是，在白天，城市的气温就比乡村要高；日落后，城市气温没有多少变化，而乡村气温则迅速下降，温差继续扩大。因此一般来说，前半夜的热岛效应强度是一天中最大的时段。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。城市热岛效应使城市年平均气温比郊区高出1°C，甚至更多。夏季，城市局部地区的气温有时甚至比郊区高出6°C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。由于城市热岛效应，城市与郊区形成了一个昼夜相反的热力环流。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。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。此外，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。当然，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；气温持续高于34°C，还可导致一系列疾病，特别是使心脏、脑血管和呼吸系统疾病的发病率上升，死亡率明显增加。此外，气温升高还会加快光化学反应速度，使近地面大气中臭氧浓度增加，影响人体健康。2城市热岛效应形成的原因主要是：1.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。2.城区大量的建筑物和道路构成以砖石、水泥和沥青等材料为主的下垫层：这些材料热容量、导热率比郊区自然界的下垫层要大得多，而对太阳光的反射率低、吸收率大；因此在白天，城市下垫层表面温度远远高于气温，其中沥青路面和屋顶温度可高出气温8℃～17℃·此时下垫层的热量主要以湍流形式传导，推动周围大气上升流动，形成涌泉风,并使城区气温升高;在夜间城市下垫面层主要通过长波辐射,使近地面大气层温度上升。3.由于城区下垫层保水性差，水分蒸发散耗的热量少（地面每蒸发1g水，下垫层失去2.5kJ的潜热），所以城区潜热大，温度也高。4.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、因而对凤的阻力增大，风速减低，热量不易散失。-在风速小于6m/s时，可能产生明显的热岛效应，-风速大于11m/s时,下垫层阻力不起什么作用，此时热岛效应不太明显。5.城市大气污染使得城区空气质量下降，烟尘、S02、，N0x，C0，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。那么，我们应该如何防止“热岛效应”呢？一、从绿化城市及周边环境方面：1．选择高效美观的绿化形式、包括街心公园、屋顶绿化和墙壁垂直绿化及水景设置，可有效地降低热岛效应，获得清新宜人的室内外环境。2．居住区的绿化管理要建立绿化与环境相结合的管理机制斌且建立相关的地方性行政法规，以保证绿化用地。3．要统筹规划公路、高空走廊和街道这些温室气体排放较为密集的地区的绿化，营造绿色通风系统，把市外新鲜空气引进市内，以改善小气候。4．应把消除裸地、消灭扬尘作为城市管理的重要内容。除建筑物、硬路面和林木之外，全部地表应为草坪所覆盖，甚至在树冠投影处草坪难以生长的地方，也应用碎玉米秸和锯木小块加以遮蔽，以提高地表的比热容。5．建设若干条林荫大道，使其构成城区的带状绿色通道，逐步形成以绿色为隔离带的城区组团布局，减弱热岛效应；二、在现有的条件上，应考虑：1、控制使用空调器，提高建筑物隔热材料的质量，以减少人工热量的排放；改善市区道路的保水性性能。2、建筑物淡色化以增加热量的反射。3、提高能源的利用率，改燃煤为燃气。4、此外，“透水性公路铺设计划”，即用透水性强的新型柏油铺设公路，以储存雨水，降低路面温度。5、形成环市水系，调节市区气候。因为水的比热大于混凝土的比热，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。此外，市区人口稠密也是热岛效应形成的重要原因之一。所以，在今后的新城市规划时，可以考虑，在市中心只保留中央政府和市政府、旅游、金融等部门，其余部门应迁往卫星城，再通过环城地铁连接各卫星城。综上所述，热岛效应给人们带来的危害的确不小，但若能够正确的利用已有的技术，控制城市的过快发展，合理规划城市，这个问题并非不可解决。