问题研究热岛效应

城市绿地是城市中的主要自然因素， 城市绿地是城市中的主要自然因素，因此大力发 是城市中的主要自然因素 展城市绿化，是减轻热岛影响的关键措施。 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， 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， 环境温度的热量大大减少。绿地中的园林植物，通过蒸腾作 不断地从环境中吸收热量，降低环境空气的温度。 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 兆焦耳的热量， 顷绿地平均每天可从周围环境中吸收 当于189台空调的制冷作用。园林植物光合作用，吸收空气中 台空调的制冷作用。 当于 台空调的制冷作用 园林植物光合作用， 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 的二氧化碳，一公顷绿地，每天平均可以吸收 吨的二氧化 削弱温室效应。此外，园林植物能够滞留空气中的粉尘， 碳，削弱温室效应。此外，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% 每公顷绿地可以年滞留粉尘 吨，降低环境大气含尘量 左右，进一步抑制大气升温。 左右，进一步抑制大气升温。
人类活动对气候的影响， 人类活动对气候的影响，在城市气候中表 现最为突出。城市人口密集，高楼密集， 现最为突出。城市人口密集，高楼密集，高速 公路密集，工厂、汽车、 公路密集，工厂、汽车、空调及家庭炉灶和饭 店等大量消耗能源，除造成大气污染外， 店等大量消耗能源，除造成大气污染外，还释 放出废热进入大气， 放出废热进入大气，使城市年平均气温比郊区 可高1度 甚至更多 在温度的空间分布上,城市 甚至更多,在温度的空间分布上 可高 度,甚至更多 在温度的空间分布上 城市 犹如一个温暖的岛屿。城市密集高大的建筑物， 犹如一个温暖的岛屿。城市密集高大的建筑物， 是气流通行的障碍物，使城市风速减小， 是气流通行的障碍物，使城市风速减小，由于 城市热岛效应市区与郊区形成了一个昼夜相反 的热力环流。近年来， 的热力环流。近年来，由于城市建设的飞速发 城市热岛效应越来越明显。 展，城市热岛效应越来越明显。
研究表明： 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， 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 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 覆盖率大于 ， 明显。规模大于3公顷且绿化覆盖率达到 公顷且绿化覆盖率达到60% 明显。规模大于 公顷且绿化覆盖率达到 以上的集中绿地， 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， 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， 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。 憩活动的优良环境。
热岛效应的危害： 热岛效应的危害：
城市气候舒适度变差； 城市气候舒适度变差； 加重能耗； 加重能耗； 的电力消费用于降温目的， 如目前美国1/6的电力消费用于降温目的， 亿美元。 为此每年需付电费400亿美元。 加重空气污染； 加重空气污染； 增加水资源消耗； 增加水资源消耗； 增加病菌繁殖的条件； 增加病菌繁殖的条件； 影响城市生存物种的生态平衡。 影响城市生存物种的生态平衡。
楼面墙体覆盖植物 小区采用蜂窝状路面
城市的主要发热源有： 城市的主要发热源有：
交通工具、工业活动、商业活动、 交通工具、工业活动、商业活动、居住生活排 放的热量和温室气体（ 烹饪、取暖、降温等） 放的热量和温室气体（如：烹饪、取暖、降温等）
城市散热慢的原因有： 城市散热慢的原因有：
空气中粉尘保留和反射城市表面释放的热（城市 空气中粉尘保留和反射城市表面释放的热（ 空中的粉尘量一般比郊区高10倍以上 倍以上）； 空中的粉尘量一般比郊区高 倍以上）； 水泥墙面、硬化路面、 水泥墙面、硬化路面、楼房屋顶对太阳的热量进 行吸收并向环境释放； 行吸收并向环境释放； 城市建筑密集而引起正常的空气流动不畅（ 城市建筑密集而引起正常的空气流动不畅（风速 一般减少20-30%）； 一般减少 ）； 城市的无风天气比郊区多20%。 城市的无风天气比程 的加剧，许多城市的规模迅速膨胀、 的加剧，许多城市的规模迅速膨胀、人口急 剧增长、建筑物越来越密集、 剧增长、建筑物越来越密集、机动交通工具 越来越多，加上工业生产等， 越来越多，加上工业生产等，已经造成了严 重的城市热岛效应，特别是夏季， 重的城市热岛效应，特别是夏季，高热酷暑 已经影响人们的正常生活和工作，成为人民 已经影响人们的正常生活和工作， 生活质量进一步提高和城市进一步发展的制 约因素。因此， 约因素。因此，研究削减城市热岛效应的技 术方法，采取各种措施缓解热岛效应的影响， 术方法，采取各种措施缓解热岛效应的影响， 对于提高人民的生活质量， 对于提高人民的生活质量，维持城市可持续 发展具有重要的意义。 发展具有重要的意义。
首先，是城市下垫面（ 首先，是城市下垫面（大气底部与地表 的接触面）特性的影响。 的接触面）特性的影响。 城市内大量人工构筑物如铺装地面、各 城市内大量人工构筑物如铺装地面、 种建筑墙面等，改变了下垫面的热属性， 种建筑墙面等，改变了下垫面的热属性，这 些人工构筑物吸热快而热容量小， 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、 太阳辐射条件下，它们比自然下垫面（绿地、 水面等）升温快， 水面等）升温快，因而其表面的温度明显高 于自然下垫面。比如夏天里，草坪温度32℃ 于自然下垫面。比如夏天里，草坪温度 ℃、 树冠温度30℃的时候， 树冠温度 ℃的时候，水泥地面的温度可以 达到57℃ 柏油马路的温度更高达63℃ 达到 ℃，柏油马路的温度更高达 ℃，这 些高温物体形成巨大的热源， 些高温物体形成巨大的热源，烘烤着周围的 大气和我们的生活环境. 大气和我们的生活环境
城市热岛效应， 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， 在气象学近地面大气等温线图上，郊外广 阔地区气温变化很小，如同一个平静的海面， 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， 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， 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， 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， 局部地区的气温， 能比郊区高6℃甚至更高， 能比郊区高 ℃甚至更高， 形成高强度的热岛。 形成高强度的热岛。
第四个原因是， 第四个原因是，城市里的自然下垫面 减少了。 减少了。 城市的建筑、广场、 城市的建筑、广场、道路等等大量 增加，绿地、水体等自然因素相应减少， 增加，绿地、水体等自然因素相应减少， 放热的多了，吸热的少了， 放热的多了，吸热的少了，缓解热岛效应 的能力就被削弱了。 的能力就被削弱了。
第二个主要原因是城市大气污染。 第二个主要原因是城市大气污染。 城市中的机动车辆、 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、 人群活动，产生了大量的氮氧化物、二氧化碳、 粉尘等， 粉尘等，这些物质可以大量地吸收环境中热辐射 的能量，产生众所周知的温室效应， 的能量，产生众所周知的温室效应，引起大气的 进一步升温。 进一步升温。 第三个主要原因是人工热源的影响。 第三个主要原因是人工热源的影响。 工厂、机动车、居民生活等， 工厂、机动车、居民生活等，燃烧各种燃 消耗大量能源，无数个火炉在燃烧， 料、消耗大量能源，无数个火炉在燃烧，都在排 放热量！ 放热量！
上 升 气 流
郊区
市区
城市与郊区之间的热力环流
郊区
上 升 气 流
郊区
市区
城市与郊区之间的热力环流
郊区
城市热岛反映的是一个温差的概念， 城市热岛反映的是一个温差的概念，只要城 郊有明显温差，就可以说存在了城市热岛。因此， 郊有明显温差，就可以说存在了城市热岛。因此， 一年四季都可能出现城市热岛。但是， 一年四季都可能出现城市热岛。但是，对于居民 生活的影响来说， 生活的影响来说，主要是夏季高温天气的热岛效 应。 医学研究表明， 医学研究表明，环境温度与人体生理活动密 切相关，环境温度高于28℃ 切相关，环境温度高于 ℃时，人们就会有不舒 适感；温度再高就易导致烦躁、中暑、精神紊乱； 适感；温度再高就易导致烦躁、中暑、精神紊乱； 气温高于34 且频繁的热浪冲击， 气温高于 ℃ ，且频繁的热浪冲击，还可引发 一系列疾病，特别使心脏、 一系列疾病，特别使心脏、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， 病的发病率上升，死亡率明显增加。此外，高温 还加快光化学反应速率，从而使大气中O 还加快光化学反应速率，从而使大气中 3 浓度上 加剧大气污染，进一步伤害人体健康。 升，加剧大气污染，进一步伤害人体健康。
除了绿地能够有效缓解城市热岛效应之 水面、 外，水面、风等也是缓解城市热岛的有效因 水的热容量大， 素。水的热容量大，在吸收相同热量的情况 升温值最小， 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。 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， 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。 上缓解城市热岛。