城市环境物理--热岛效应
城市热岛效应及其对城市环境的影响
城市热岛效应及其对城市环境的影响随着城市化进程的快速发展,城市热岛效应成为城市环境中的一个重要问题。
城市热岛效应指的是城市与周边农村相比热岛区域温度较高的现象。
这种现象是由城市的人为活动和物质利用所引起的自然界和人类社会的相互作用的综合结果。
城市热岛效应对城市环境产生了广泛而深远的影响。
首先,城市热岛效应导致城市气温显著升高。
在夏季高温期间,城市的气温往往比周边地区高出2-5摄氏度。
这个温度差异会对城市中居民的生活产生不利影响。
高温不仅会给人们的健康带来风险,还会增加城市能源的消耗。
如何有效降低城市的热岛效应,成为了城市规划和建设中的重要课题。
其次,城市热岛效应还对城市空气质量产生了负面影响。
高温条件下,城市的空气中污染物扩散难度加大,造成空气污染物浓度上升。
这对住在城市中的居民的健康构成了潜在威胁。
研究发现,城市热岛效应与致癌物质排放强度之间存在一定的正相关关系。
因此,控制城市热岛效应可以有效减少城市空气污染,改善城市居民的健康状况。
此外,城市热岛效应还对城市生态环境造成了一定的影响。
高温条件、密集的建筑和水泥路面导致城市的绿地面积减少,植被覆盖度降低。
这种情况下,城市生态系统的稳定性变差,生物多样性受到威胁。
城市中的植被不仅可以帮助吸收二氧化碳,减缓全球气候变暖,还能提供人们生活的环境质量,改善城市空气湿度。
因此,保持城市绿地的数量和质量,减少城市热岛效应对城市生态环境至关重要。
在缓解城市热岛效应的过程中,采取一系列的措施至关重要。
一方面,可以采用绿色建筑的概念来设计和建设城市。
通过增加绿化覆盖率、利用屋顶花园和立体绿化等手段,减少城市的人工地面面积,提高城市的蒸发散发效应,从而降低城市的表面温度。
另一方面,城市规划中应注重保护和利用水资源。
研究发现,水体的存在可以显著降低城市热岛效应。
因此,增加城市中的水体面积,建设湖泊和河流等水体景观,可以有效调节城市气温,改善城市环境。
此外,人们还可以通过改变城市建筑材料的选择来减少城市热岛效应。
城市热岛效应及对策
城市热岛效应及对策城市热岛效应是指城市中由于人类活动和城市化进程导致的城市气温明显高于郊区和乡村地区的现象。
这一现象的主要原因包括城市建筑物的集中排列、大量的混凝土和玻璃建筑物吸收和储存热量、城市的工业污染和车辆尾气排放等。
城市热岛效应不仅会给人们的生活带来不便,还会对城市环境和生态系统造成严重的影响。
第一,城市热岛效应导致城市气温升高,给人们的生活带来不便。
夏季,城市中的气温常常高出郊区和乡村地区5-10摄氏度,给人们的生活和工作带来极大的不适。
第二,城市热岛效应会影响城市空气质量。
城市中的高温和污染物排放会导致有毒有害物质在空气中聚集,加重空气污染,对人们的健康造成威胁。
第三,城市热岛效应会加剧城市的水资源短缺问题。
高温会加速水资源的蒸发,导致城市的地下水位下降,进一步加剧城市的水资源紧缺问题。
第四,城市热岛效应会影响城市的生态系统。
高温和污染会影响城市中的植被生长和动物生存,破坏城市的生态平衡。
为了减缓城市热岛效应的影响,我们可以采取以下一些对策:第一,增加城市绿化覆盖率。
植树造林可以增加城市的植被覆盖率,减少城市的热岛效应,改善城市的生态环境。
第二,合理规划城市建设。
在城市规划建设中,应该考虑到城市热岛效应的影响,合理设计建筑布局和道路设置,减少城市建筑物和道路的热力吸收,降低城市的气温。
第三,推广绿色建筑。
绿色建筑采用环保材料和技术,减少能源消耗,降低碳排放,减少城市热岛效应的影响。
第四,提倡低碳出行。
减少机动车辆的使用,鼓励步行、骑行和公共交通出行,减少尾气排放,改善空气质量,降低城市热岛效应。
第五,加强城市热岛效应监测和预警。
建立城市热岛效应监测体系,及时掌握城市热岛效应的情况,采取有效措施应对城市热岛效应带来的问题。
综上所述,城市热岛效应是一个全球性的环境问题,需要政府、企业和社会各界的共同努力来解决。
通过增加城市绿化、合理规划城市建设、推广绿色建筑、提倡低碳出行等多种措施,可以减缓城市热岛效应的影响,改善城市环境和人民生活质量。
城市热岛效应及其应对措施研究
城市热岛效应及其应对措施研究随着城市化进程的加快和经济的不断发展,城市热岛效应日益严重,给城市环境、生态系统和人们的健康带来了诸多危害。
本文将从城市热岛效应的概念、成因、危害及其应对措施四个方面进行探讨。
一、城市热岛效应的概念广义上,城市热岛效应是指城市气温高于周围非城市地区的现象。
狭义上,城市热岛效应是指城市中心的气温高于市郊或城市周边的土地。
这是因为城市中心较密集的建筑和道路,以及较少的植被和裸露的土地,使城市中心的热效应更加明显。
二、城市热岛效应的成因城市热岛效应的成因主要是城市建设、土地利用、人类活动以及气候变化等方面的因素。
城市建设中,大量的高楼大厦、城市道路和人口集聚,使城市内部的太阳辐射吸收和热传递量增大,产生热岛效应。
土地利用方面,城市的大面积铺装和建筑物覆盖了大量的裸露土地,从而阻碍了水分的蒸发和土壤的渗透,增加了土壤、建筑和道路的热容量,加强了城市的热效应。
人类活动方面,城市交通、机械设施、空调设备、燃煤发电等活动也会增加热量和能量的释放,加剧热岛效应。
气候变化是在城市热岛彰显出来的重要因素,由于温室气体的排放和全球变暖的影响,使得城市热岛效应在不断加强。
三、城市热岛效应的危害城市热岛效应对城市环境、生态系统和人们的健康都会产生危害。
城市热岛效应加剧了城市空气污染的程度,城市热岛区通常会形成亚热带高压和逆温层,造成大气污染物的滞留和聚集,长期在此地区居住的人们容易患上呼吸系统疾病。
热岛区的高温和高湿也会对人体的身体机能和心理产生影响,导致中暑、心理疾病等。
同时,城市热岛效应还会对城市生态系统产生负面影响,破坏了生态平衡,减少了植被的覆盖面积和生态系统的多样性,促进了水循环难度,加剧了城市洪涝灾害。
四、城市热岛效应的应对措施城市热岛效应的对策主要包括改善城市建设和土地利用、增加绿化覆盖、节能减排和提高公众意识等。
改善城市建设和土地利用,以提升城市绿色基础设施建设和节能减排的方向为主。
八年级上册物理“热岛效应”
分析“热岛效应”及措施现在有一种叫做“热岛效应”的温度,我并不明白什么是“热岛效应”,于是通过查资料,有了进一步的了解。
“热岛效应”简单地说就是一个地区的气温高于周围地区的现象。
用两个代表性测点的气温差值(即热岛强度)表示。
主要有两种:城市热岛效应和青藏高原热岛效应。
“热岛效应”的产生原因:气候条件是造成城市热岛效应的外部因素,而城市化才是热岛形成的内因。
1、是城市与郊区地表面性质不同,热力性质差异较大。
城区反射率小,吸收热量多,蒸发耗热少,热量传导较快,而辐射散失热量较慢,郊区恰相反2、是城区排放的人为热量比郊区大3、是城区大气污染物浓度大,气溶胶微粒多,在一定程度上起了保温作用。
大气污染在城市热岛效应中起着相当复杂特殊的作用。
来自工业生产、交通运输以及日常生活中的大气污染物在城区浓度特别大,它像一张厚厚的毯子覆盖在城市上空,白天它大大地削弱了太阳直接辐射,城区升温减缓,有时可在城市产生“冷岛”效应。
夜间它将大大减少城区地表有效长波辐射所造成的热量损耗,起到保温作用,使城市比郊区“冷却”得慢,形成夜间热岛现象。
减少“热岛效应”的措施: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.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。
3.建筑物淡色化以增加热量的反射。
4.提高能源的利用率,改燃煤为燃气。
5.形成环市水系,调节市区气候。
6.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。
7.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。
8.城市人口稠密,绿化面积较少,应多种植树木。
9.还需控制工厂的排放。
城市热岛效应的物理原理
城市热岛效应的物理原理城市热岛效应是指城市中心区域气温比郊区或乡村地区高的现象,是城市化过程中一个常见的环境问题。
城市热岛效应对人们的生活和健康产生重要影响,因此了解其物理原理对于环境和城市规划具有重要意义。
城市热岛效应的物理原理主要有以下几个方面:1. 室外表面温度的增加:城市大面积的硬质地表,如混凝土和沥青,能够吸收和储存更多的太阳辐射能量。
相比之下,郊区和乡村地区的植被覆盖更多,能够通过蒸腾作用和蒸发散发热量,降低地表温度。
因此,城市地表的热容量较小,更容易受到热源的影响,导致室外表面温度升高。
2. 建筑物的热量释放:城市中高层建筑、工厂和交通等活动释放的废热,与郊区和乡村地区相比较大,较少有绿化植被和水体来吸收和散发热量。
这些热量会积聚在城市中心区域,增加了城市的气温。
3. 热辐射和热传导:城市中大量的建筑物和硬化道路表面吸收了太阳辐射,这些吸收的能量在形式上主要表现为热辐射和热传导。
热辐射是指地表吸收太阳辐射后再辐射出去的热量,热传导则是指热量通过建筑物、道路等导体传导到城市内部。
这两种形式的热量都导致了城市内部的温度升高。
4. 空气污染的影响:城市中大量的交通和工业活动产生了大量废气和颗粒物,这些污染物会吸收太阳辐射并转化为热量。
此外,污染物还会阻碍地表和大气之间的能量交换,使城市中心区域的温度升高。
除了上述的物理原理,人类活动也对城市热岛效应产生了重要影响。
例如,城市中大量的机动车和工业排放物会增加大气中的温室气体浓度,进一步加剧了城市热岛效应。
为了减缓和缓解城市热岛效应,可以采取以下措施:1. 增加绿地和水体:增加城市绿化覆盖和湖泊、河流等水体,能够提供蒸腾作用和蒸发的散热通道,从而降低城市地表和空气温度。
2. 提高建筑物热环境设计:采用高反射率和隔热性能的材料,减少建筑物吸收太阳辐射的能力,降低室内和室外温度。
此外,合理设计建筑物的遮阳设施、通风系统等措施也能减少建筑物释放废热。
城市热岛效应与能源消耗分析
城市热岛效应与能源消耗分析随着全球城市化进程的加速,城市热岛效应成为了一个备受关注的问题。
城市热岛效应是指城市相对于周边地区温度升高的现象。
这种现象对城市的能源消耗产生了不可忽视的影响。
本文将探讨城市热岛效应与能源消耗之间的关系,并分析其中的原因和解决办法。
城市热岛现象是由城市人口快速增加、建筑物密集、绿地减少、人为热释放和环境扰动等因素引起的。
由于人为的建筑活动和城市中大量的热源不断释放,城市温度往往比周边地区高出几摄氏度甚至更多。
这种升温现象会导致城市内能量的紧缺和能源消耗的增加。
首先,城市热岛效应会导致城市内能量的紧缺。
城市中建筑物、人群和交通带来了大量的释放热能,这些能量会被吸收并储存在城市的表面,形成热岛现象。
这个过程中会产生大量的热能,使得城市内缺乏热量的物理能量供应,从而增加了城市的能源消耗。
其次,城市热岛现象也会引起城市能源消耗的增加。
城市热岛效应使得城市内部温度升高,这就要求城市居民和企业增加空调的使用,以降低室内温度。
而空调的使用大量消耗电力,增加了城市的能源需求。
据统计,空调在部分地区竟然占据了城市总用电量的三分之一。
城市热岛现象也会使得城市的供水压力增加,对供热、制冷设施的要求也更高,导致能源消耗的增加。
针对城市热岛效应和能源消耗问题,有一些解决办法是可行的。
首先,增加城市的绿化覆盖率可以有效降低城市热岛效应。
植被可以吸收太阳辐射,并通过蒸发作用降低周围的温度。
因此,在城市规划和建设过程中,可以增加公园、绿地和人工湖等绿色空地,以减缓热岛效应。
其次,改善建筑设计和材料选择也可以降低能源消耗。
建筑物的设计和材料的选择都可以影响城市的能源消耗。
通过采用高效的绝热材料,可以降低建筑物散热量,减少空调的使用。
此外,适当利用太阳能和地热能源,也可以降低对传统能源的依赖,减少能源消耗。
最后,政府和公众的共同努力也是减少城市热岛效应和能源消耗的关键。
政府可以采取一系列的行动,如设立环保法规,提供经济上的激励措施,推广低碳生活方式等,来引导和推动人们减少能源消耗。
城市热岛效应对人体健康的影响
城市热岛效应对人体健康的影响城市热岛效应是指城市相对于郊区和农村地区而言,其气温较高、能量消耗较大、污染物排放较多的现象。
这种现象使得城市环境与自然环境有着明显的差异,对人体健康造成了一定的影响。
首先,城市热岛效应导致城市内部的温度升高。
由于城市地表大量使用沥青和混凝土覆盖,以及大规模的建筑物群,这些表面可以吸收并保留更多的太阳能,从而使城市的气温较郊区和农村地区高出数度。
高温环境使得人们更容易受到热应激的影响,导致中暑、脱水等问题的发生,特别对老年人、儿童和患有慢性疾病的人群更加危险。
其次,城市热岛效应也导致了空气质量的恶化。
高温天气下,汽车尾气和工厂排放的污染物与高温气候相互作用,形成臭氧和细颗粒物等空气污染物,这对人体健康构成了潜在威胁。
空气污染与心脑血管疾病、呼吸系统疾病以及过敏原的释放等相关,对长期处于污染环境中的居民产生了不可忽视的影响。
此外,城市热岛效应还会对人们的心理健康产生一定的影响。
在夏季高温天气中,人们身处高楼林立、亮灯不熄的城市,常感到闷热、不透气,加上交通拥堵和噪音干扰,给人们的心理带来负面影响。
长时间处于这种环境中,容易产生烦躁、易怒以及抑郁等情绪,进而影响人的精神状态和心理健康。
要缓解城市热岛效应对人体健康的不良影响,需采取一系列的措施。
首先,可以通过城市规划来减缓热岛效应的形成。
增加绿化面积、建设城市公园和广场,利用湿地和水体调节城市温度,以及提高建筑物的热性能等,都可以有效地降低城市的热岛效应。
其次,可以通过室内空调和通风设备等手段来改善人们的生活环境。
室内空调可以有效地调节室内温度,减少人们过度暴露在高温天气下的风险。
同时,人们可以选择通风良好的公共场所和住所,避免在高温时段长时间外出。
此外,科学宣传和健康教育也是缓解城市热岛效应带来健康问题的重要手段。
政府和媒体应加强对公众的宣传教育,提高市民的意识,并引导人们采取合理的防护措施,如避免暴露在高温中,多喝水,合理安排户外活动时间等。
漫谈城市热岛效应
漫谈城市热岛效应作者:杨元俊来源:《物理教学探讨》2008年第02期所谓的城市热岛效应是指由于城市中密集的人口和众多的工厂每天产生大量的热,使气温升高,造成温度高于周围地区的现象。
同时,晚间工厂排出的大量烟尘微粒和二氧化碳,就象被子一样阻止城市热量的扩散,致使城市比郊区气温高,如同一个在温度空间分布图上,城市好象一个温暖的岛屿,所以称为热岛。
这也是在城市里,感到酷署难当,来到乡村却能够感受到迎面吹来的习习晾风,顿感觉清爽透骨,署意尽消的原因所在。
可见,城市热岛效应反映的是温度差的概念。
只要城市与郊区有明显的温度差,就可以说存在着城市热岛。
因此,一年四季都可能存在着城市热岛。
但对于居民生活的影响来说,主要是夏季高温天气的热岛效应。
医学研究表明,环境温度与人体生理活动密切相关,环境温度高于28℃时,人们会感到不舒适;温度再高就容易导致烦躁、中署、精神紊乱;气温高于34℃时,还可引发一系列疾病,特别是心脏、脑血管和呼吸系统疾病的发病率上升,死亡率明显增加。
此外高温还会加快光化学反应的速率,从而使大气中浓度上升,加剧大气污染,进一步伤害人体健康。
城市热岛形成与城市的发展是密不可分的,其形成的主要原因有以下四个:1 城市上空污染城市中大量机动车辆、工业生产以及大量的人群活动,产生了大量的二氧化碳、粉尘等这些物质可以大量地吸收环境中热辐射的能量,产生温室效应,增加了大气的逆辐射,引起大气的进一步升温。
2 城市建筑物和道路的建材发挥地表热交换,更易大量吸收辐射热城市内大量的建筑物和道路都是由水泥、混凝土和柏油马路所组成,这些人工建筑物吸热快而比热容小,在相同的太阳辐射的条件下,比绿地、水面升温快。
因此,其表面的温度明显高于绿地、水面的温度。
如夏天草地温度32℃时,水泥地面的温度可以达到57℃,柏油路上的温度更高达63℃。
这些高温物体形成的巨大热源,辐射大量的热,使城市温度明显升高。
3 城市大量高层建筑减低风速,使热量平衡的水平输送相对困难城市里高楼林立,降低了大气中空气的流动速度,减慢了城市内的热空气和郊区的凉空气的热交换以及空气中液体的蒸发速度,使热量平衡的水平输送相对困难。
城市热岛效应的成因,影响及防治措施-概述说明以及解释
城市热岛效应的成因,影响及防治措施-概述说明以及解释1.引言1.1 概述城市热岛效应是指城市内部相对于周围农田和郊区而言,温度更高的现象。
随着城市化进程的不断加快,城市热岛效应现象变得越来越普遍。
城市的建筑和道路的热辐射是造成城市热岛效应的主要原因之一。
当夜晚城市表面和建筑物、道路等物体收集了白天的太阳能后,这些物体会释放出热能,导致城市的温度普遍升高。
城市热岛效应会带来许多不良影响。
首先,气温的上升会导致城市内的热不适感增加,给居民的生活带来困扰。
其次,城市热岛效应还会加剧空气污染问题。
由于热岛效应使大气稳定层变浅,污染物的扩散困难,容易形成雾霾天气。
此外,城市热岛效应还会增加能源消耗,加剧城市的能源压力。
为了减缓城市热岛效应带来的负面影响,可以采取一系列防治措施。
首先,绿化城市是缓解城市热岛效应的有效方法之一。
通过种植大量树木、草坪以及建设湖泊等绿色空间,可以有效地降低城市的气温,增加空气湿度,提高空气质量。
其次,建设可持续发展城市也是重要的防治措施之一。
采用可再生能源,推广节能环保的建筑设计和交通工具,减少碳排放和能源浪费,有助于降低城市热岛效应。
综上所述,城市热岛效应是城市化进程中的一个普遍问题,对城市和居民的生活带来了诸多负面影响。
通过绿化城市和建设可持续发展城市等防治措施,可以减轻城市热岛效应带来的负面影响,实现城市的可持续发展。
1.2文章结构1.2 文章结构本文分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分,我们将概述城市热岛效应的相关背景并介绍文章的结构和目的。
在正文部分,我们将详细探讨城市热岛效应的成因、影响和防治措施。
成因方面,我们将着重讨论城市化进程和建筑、道路的热辐射对城市热岛效应的影响。
影响方面,我们将探讨气温升高和空气污染加剧对城市环境和人民生活的影响。
防治措施方面,我们将提出绿化城市和建设可持续发展城市等措施来减轻城市热岛效应的影响。
最后,在结论部分,我们将总结一些重要观点和建议,以便更好地理解城市热岛效应并采取相应措施进行防治。
城市热岛效应的危害及其缓解措施
城市热岛效应的危害及其缓解措施城市热岛效应是指在城市中心区域形成的一种高温环境。
日益严重的城市热岛现象给城市环境带来了一定的威胁,不仅对城市居民的生活健康造成了威胁,也影响着城市的可持续发展。
本文将从城市热岛效应的危害及其缓解措施两个方面来进行讨论。
一、城市热岛效应的危害城市热岛效应的形成是由于城市的高度密集和大量的建筑物,以及其它人类活动所产生的热量,使得城市中心区域的温度要比周边地区高出2-5摄氏度。
这种高温环境会给城市环境带来很多危害。
首先,高温环境会加速大气污染物的扩散,所以城市热岛区域的空气质量要比周边地区差,甚至会导致严重的雾霾天气。
其次,热岛效应还会影响到城市的水循环系统,使城市降雨变得更为不稳定,容易引发水灾。
最后,高温环境对人类也有很大的危害。
在炎炎夏日,城市中心区域的温度常常高达40度以上,会给居民的身体健康带来威胁,甚至会导致中暑等症状。
二、城市热岛效应的缓解措施城市热岛效应给城市环境带来的威胁越来越大。
针对这个问题,有很多研究者进行了相关的探索,比如改善城市绿色植被、改善建筑透气性,提高屋顶反射率和热容量等方法。
以下是几种缓解城市热岛效应的措施:1、改善城市绿色植被城市绿地的作用不仅仅是为了美化城市环境,同时还可以起到吸收二氧化碳、制造氧气,调节气温、净化空气等作用。
因此,增加城市的绿色植被已经成为缓解城市热岛的一个重要途径。
特别是在城市天气炎热的时候,绿地可以起到一定的降温效果,减少在城市中心区域高温的存在。
2、改善建筑透气性城市中心区域的建筑密度较高,导致周围的热量难以散发。
而通过改善建筑物的透气性,可以增加热量的散发,降低周围环境的温度。
例如在城市中心区域增加通风设施、窗户和门等设施,让空气流通起来,让热量自然排除。
3、提高屋顶反射率和热容量如何让建筑物更好地吸收和反射阳光的热量也成为缓解城市热岛效应的一个重要途径。
例如,涂上高反射率的屋顶和墙壁,可以减少热量的吸收,而增加建筑物的热容量则可以降低周围环境的温度,减轻热岛效应对城市的影响。
城市热岛效应及其在城市规划中的应用
城市热岛效应及其在城市规划中的应用引言:城市热岛效应是指城市相对于周边乡村地区温度更高的现象。
随着城市化的快速发展,城市热岛效应已经成为一个全球性的环境问题。
对于城市规划者来说,了解和应对城市热岛效应至关重要。
本文将探讨城市热岛效应的原因、影响以及在城市规划中的应用。
一、城市热岛效应的原因城市热岛效应的形成原因复杂多样。
首先,城市地表的建筑和道路密度高,大量的建筑物和道路表面会吸收和储存太阳辐射能量,导致城市地表温度升高。
其次,城市中的人口密度高,人类活动产生的热量也会增加城市的温度。
此外,城市中的绿地面积相对较少,植被覆盖率低,导致城市地表无法有效地吸收和释放热量,进一步加剧了城市热岛效应。
二、城市热岛效应的影响城市热岛效应对城市环境和人类健康产生了广泛而深远的影响。
首先,高温和干燥的城市环境会导致空气污染物的积累,进一步加剧了城市的空气质量问题。
其次,城市热岛效应会增加城市的能耗,导致能源消耗量的增加。
此外,高温环境对人类健康产生了负面影响,容易引发中暑和其他热相关疾病。
因此,减轻城市热岛效应对于改善城市环境质量和保护人类健康至关重要。
三、城市规划中的应对策略为了减轻城市热岛效应,城市规划者可以采取以下策略:1. 增加绿地面积:增加城市中的绿地面积是减轻城市热岛效应的有效途径。
绿地可以吸收和释放热量,提供阴凉和舒适的环境。
城市规划者可以在城市中增设公园、花坛等绿地,并在建筑物上设置绿色屋顶和垂直绿化,以增加植被覆盖率。
2. 提高建筑物能效:改善建筑物的能效是减轻城市热岛效应的另一个重要策略。
城市规划者可以推广使用节能建筑材料,提高建筑物的隔热性能,减少空调和供暖系统的能耗。
此外,合理设计建筑布局和朝向,以最大程度地利用自然光和通风,减少室内外温差。
3. 优化交通系统:交通是城市热岛效应的重要影响因素之一。
城市规划者可以通过优化交通系统,减少车辆排放和交通拥堵,从而减少城市的热量排放。
推广使用公共交通工具、鼓励步行和骑行,以及建设更多的自行车道和人行道,可以有效地减少交通对城市热岛效应的负面影响。
北京城市热岛效应及缓解措施
北京城市热岛效应及缓解措施城市热岛效应是影响城市环境质量的重要因素,已经越来越引起了人们的重视,尤其是近年来,全球变暖的大环境转变和强烈的城市热岛效应,使城市的热环境更加恶化,特别是夏季,高热酷暑已经开始严重影响到人们的生活和工作。
北京作为我国的首都和国际大都市,热岛效应也已经发展到了相当严重的程度,城市绿化可以改变城市下垫面的热属性,减少热量的集聚,因此,城市绿化对于消减热岛效应具有关键的作用。
城市绿地对北京城市热岛的影响绿地改变了下垫面的性质,从而影响地表的热量平衡状况,绿地因反射和吸收部分太阳辐射,使得地表所得净辐射减少,而所得净辐射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,使增加环境温度的热量大大减少。
大面积绿地光合作用,吸收空气中的二氧化碳,可削弱城市温室效应,进一步缓解热岛效应。
1.城市绿地对下垫面热特性的影响不同性质的下垫面,具有不同的热属性,因此升、降温的速率也各不相同。
柏油马路、水泥路面等铺装地面升温速率大(分别为4.9摄氏度和4.0摄氏度,绿地类下垫面的升温速率最低为0.9摄氏度和0.7摄氏度;且柏油、水泥的升温速率高于降温速率,热量容易积累,绿地的降温速率低于升温速率,热量容易扩散。
可见,绿地下垫面缓解热岛的作用最好,沥青、水泥等其他下垫面则不仅不利于热岛效应的削减,而且是增强热岛效应的重要因素。
2.热岛强度与城市绿化覆盖率的关系研究表明,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。
由绿化覆盖率和强、次热岛辐射比例的关系可知:当覆盖率达到大于30%后,绿地对热岛有较明显的削弱作用;覆盖率大于50%,绿地对热岛的削减作用极其明显,且达到在其中生活舒适度令人满意的程度,如天坛等公园,绿化覆盖率高达85%以上,整个地域无二级以上热岛,消除了热岛现象。
分别在使馆区、学院区(如北大、清华)和方庄小区等绿化效果好的地区进行分析,可以看出,当绿化状况较好时,由于绿地对热岛有明显的削弱作用,区域内很少有大范围的强热岛。
城市热岛
小组成员:陈红 陈天元 陈兴伟 孙东峰
LIST:
• • • • • • 概念 中外对比 成因 案例分析 危害 解决方案
பைடு நூலகம்
城市热岛效应:概念
城市热岛效应也称“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同一时期 ,城郊对比,气温城区明显高于郊区的现象。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。
• 在夏天草坪温度32℃、树冠温度30℃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℃,这些高温物体形 成巨大的热源。这样的下垫面强烈地吸收太阳辐射能量,然后再 将其中的大部分以辐射的方式传送给大气,使空气得到过多的热 量,气温急剧升高。
原因3:城市人工热源增加
• 工厂生产、交通运输以及居民生活都需要消耗 各种燃料,把大量的废热排放到城市大气中。随 着经济快速发展,城市化进程的加快、人口、生 产、交通集中,在工业生产、家庭炉灶、内燃机 等方面消耗能源的同时,废热排放增多,使城市 区域增加许多额外的热量输入。而大城市里面 高楼鳞次栉比,商业建筑与日增多,这些地方 热量不易于散发,人口集中,风扇,空调的耗 能更是惊人。
以西安为例:日变化
• 西安热岛效应的日变化较为明显。日变化 中存在两个明显的峰值,第一个峰值出现
在早上5时前后,随后热岛强度迅速减弱
,到11时达到最低值,自12时起热岛强 度缓慢增加,17时起热岛强度迅速增加, 至夜晚21时热岛强度达到第二个峰值。 • 白天向夜间过渡,城市热岛加强;夜间向 白天过渡,城市热岛减弱。夜晚的热岛强 度普遍高于白天,中午最弱。
盆地或凹地:以重庆为例
盆地或凹地:以重庆为例
城市热岛效应的科学解释
城市热岛效应的科学解释城市热岛效应(Urban Heat Island Effect,UHIE)是一种现象,表现为城市地区的温度显著高于周围乡村地区。
这种现象不仅影响当地的气候,还对人们的生活质量、能源消耗及环境产生深远影响。
本文将深入探讨城市热岛效应的科学解释,包括其成因、影响及应对措施。
1. 城市热岛效应的成因城市热岛效应的形成主要与城市的物理特征、建筑设计及人类活动有关,具体可归纳为以下几个方面:1.1 材料特性城市中普遍使用的建筑材料如混凝土、沥青和砖石等具有较高的热容量和导热性。
这些材料在白天气吸收大量的太阳辐射,到了晚上却又缓慢释放热量,从而导致城市地区的气温比周边乡村地区更高。
1.2 绿地缺失相对于乡村地区,城市中的绿地和水体面积较小。
植物通过蒸腾作用散发水分,降低周围气温,因此,缺乏绿地会导致城市温度上升。
此外,城市中树木数量的减少也直接影响了降温效果。
1.3 人类活动城市中的人类活动,如工业生产、车辆排放和空调使用等,都会释放大量的热量和废气。
这些活动产生的热量累积在城市环境中,加剧了热岛效应。
1.4 城市布局城市建筑的密集程度和高度也会影响局部气候。
在高楼大厦之间,热量无法有效散发,形成了“热岛”的高温区域。
2. 城市热岛效应的影响城市热岛效应不仅对气候造成影响,还对生活环境和人类健康有着直接的影响:2.1 健康问题高温会对人的健康产生显著影响,加剧心血管疾病、呼吸系统疾病的发生风险。
而老年人和儿童等特殊人群则更为脆弱,容易受到高温的威胁。
2.2 能源消耗由于城市温度上升,空调等降温设备的需求急剧增加,随之带来的是能源消耗的大幅提升。
这不仅增加了居民的经济负担,也加重了对环境的影响。
2.3 气候变化长期的城市热岛效应可能加剧地区乃至全球的气候变化。
城市的高温现象会导致降雨模式变化,影响水资源的分配与利用。
3. 应对城市热岛效应的措施为了缓解城市热岛效应,各国和地区采取了一系列的措施,这些措施基于减少热源、增加绿地和改善城市设计等方面:3.1 增加绿地和植被通过建设公园、屋顶花园和垂直绿化等方式,增加城市中的植被覆盖率,能够有效降低城市的温度。
城市热岛效应的研究进展与展望
城市热岛效应的研究进展与展望城市热岛效应的研究进展与展望引言:城市热岛效应是指城市相对于周围乡村和自然环境而言,温度明显升高的现象。
由于城市化进程不断加速,城市热岛效应在全球范围内变得越来越明显。
对于人类生活和城市发展而言,城市热岛效应已经成为一个重要的问题。
本文旨在回顾城市热岛效应的研究进展,并对未来的研究方向进行展望。
一、城市热岛效应的成因1. 城市建设和活动释放的热量:城市的建筑和交通活动释放了大量的热量,使城市温度升高。
2. 城市表面热容量和导热性的变化:城市表面主要由混凝土、沥青等材料构成,这些材料具有较高的热容量和导热性,导致城市比周围环境更容易吸收和储存热量。
3. 城市绿地缺乏:城市绿地覆盖率低,缺乏植被覆盖,绿色空间少,导致城市热岛效应进一步加剧。
二、城市热岛效应的影响1. 城市热岛效应对人类健康的影响:城市热岛效应导致城市内部温度升高,使城市居民面临着更高的热应激风险,特别是在夏季。
高温天气与心血管疾病、呼吸系统疾病等健康问题密切相关。
2. 城市热岛效应对能源消耗的影响:城市热岛效应使城市需求更多的空调和冷气设备,从而增加能源消耗和温室气体排放。
3. 城市热岛效应对城市气候和水循环的影响:城市热岛效应改变了城市气候和降水分布,影响城市内的气象条件和水资源利用。
三、城市热岛效应的研究进展1. 温度场测量与模拟:通过遥感技术、地面观测设备等手段,研究者们对城市热岛效应进行了大量的温度场测量与模拟研究,揭示了城市内不同区域的热岛特征和时空分布规律。
2. 影响因素分析:研究者们通过对城市口径变化、热特征、植被覆盖率、土地利用等因素的综合分析,深入研究了城市热岛效应的影响因素,为城市规划和设计提供了理论依据。
3. 热岛效应的生态修复:研究人员通过增加绿地、改善城市建筑材料等方式,探索了降低热岛效应的生态修复方法。
四、城市热岛效应的展望1. 城市规划与设计:未来的城市规划和设计应该更加重视城市热岛效应的问题,通过绿色建筑和景观设计等手段,降低热岛效应的强度和影响。
城市热岛效应解读城市发展对气温变化的影响以及如何应对城市热岛效应
城市热岛效应解读城市发展对气温变化的影响以及如何应对城市热岛效应随着城市化的快速发展,城市环境逐渐改变,其中一项重要的影响是城市热岛效应。
城市热岛效应是指城市相对于周围地区气温升高的现象,这种现象对城市生态环境和人类健康产生了不可忽视的影响。
本文旨在解读城市热岛效应对气温变化的影响,并探讨如何应对这一问题。
一、城市热岛效应的影响1.1 城市热岛效应的原因城市热岛效应主要是由城市的建筑布局、土地利用、污染排放和能源消耗等因素共同作用形成的。
高密度的建筑物和人工硬质表面导致热量的聚集,限制了热量的散发,使城市气温升高;大量的能源消耗和汽车尾气排放也会增加大气中温室气体的浓度,进一步加剧热岛效应。
1.2 气温变化对城市环境的影响城市热岛效应导致城市内部气温较周围农田和自然环境高出1-3摄氏度,甚至更高。
高温环境不仅引发了城市内交通堵塞、停电等问题,还对人体健康造成威胁。
高温还会对城市生态系统产生不利影响,导致植被疏散、土壤干燥等现象。
1.3 热岛效应对气候变化的影响城市热岛效应在一定程度上加剧了全球气候变暖的趋势。
高温环境导致城市能源消耗增加,由此产生的温室气体排放加剧了全球气候变化。
因此,应对城市热岛效应不仅是改善城市环境质量的问题,也是减缓全球气候变化的关键之一。
二、应对城市热岛效应的措施2.1 阳光热辐射控制城市建筑物应合理规划和设计,减少阳光直射建筑物表面的时间和范围。
通过合理设置建筑物遮阳设施、增加绿化覆盖率等降低城市热量吸收。
2.2 绿化提升增加城市绿化覆盖率是有效应对热岛效应的重要手段。
绿化可以增加蒸发量、降低地表温度,并且吸收大量的二氧化碳和其他有害气体,减少对气候变化的负面影响。
2.3 水体布局优化合理规划城市水体的分布和布局,增加城市内的湖泊、河流等水体面积,可有效降低热岛效应。
水体具有良好的吸热和释热能力,能够有效调节城市气温。
2.4 智能城市规划借助现代科技手段,通过合理规划城市建设、交通系统等,提高能源利用效率,减少单车排放等,降低城市热岛效应产生的温室气体排放。
都市热岛效应的空间分布与影响
都市热岛效应的空间分布与影响随着城市化的发展,城市中心地区的热岛效应越来越显著。
都市热岛效应是指城市中心地区相对于周边农田或自然环境而言,温度明显更高的现象。
这种温度差异在日间和夜间都存在,尤其在夏季特别明显。
都市热岛效应对城市环境和人类健康产生重要影响,因此,了解其空间分布和影响是我们认识城市气候环境的重要一步。
首先,让我们来看一下都市热岛效应的空间分布。
一般而言,城市中心地区是热岛效应最明显的地方。
高密度的建筑物和人口聚集,导致了大量的热能释放。
此外,城市中心地区的大量水泥、钢铁及其他热导材料的存在,也促使了热岛效应的加剧。
因此,城市热岛效应的中心一般位于商业地区或工业区。
除了城市中心地区,城市的扩展以及城市群的形成也进一步加剧了热岛效应。
在城市扩展过程中,大量的建筑采用了不透热材料以提高效能,这导致了更多的热能被吸收和储存。
例如,钢铁、混凝土和玻璃等材料具有较高的热导率,对太阳辐射和热能的吸收与释放很少。
这些因素都使得郊区和周边城市比起农田和自然环境来说,也出现了较高的温度。
除了城市中心和城市扩展区域,都市热岛效应在城市边缘以及周边环境中也具有一定的影响。
由于城市热岛效应产生的大气环流差异,周边农田和自然环境也受到了一定程度的影响。
这种影响主要表现为城市对周边地区微尺度风向和风速的改变。
研究表明,城市热岛效应会导致城市周边地区温度升高,风速降低,湿度增加,降水量减少。
这样的影响不仅会改变周边农田和生态系统的水量循环和生物多样性,也对农业生产以及生态环境产生了重要影响。
除了影响周边农田和自然环境,都市热岛效应也对人类健康产生了重要的影响。
高温和高湿度环境会对人的身体健康和心理状态产生不利影响。
长期暴露在较高温度的环境中,人体容易出现中暑、热衰竭等问题。
此外,高温还会影响人体的新陈代谢和免疫系统功能,增加心血管疾病和呼吸系统疾病的风险。
研究还发现,都市热岛效应与城市空气污染相互作用,增加了人群患上呼吸道疾病的风险。
城市热岛效应的观测与影响因素分析
城市热岛效应的观测与影响因素分析城市热岛效应是指城市地表温度高于周围农村地区的现象。
这个现象在大城市中尤为明显,主要是由于城市的人为建筑、交通、工业等活动引发的能量消耗和排放所致。
在各种研究中,科学家们已经证实了城市化导致的热岛效应对人类健康、气候变化和生态系统产生的影响。
本文将从观测城市热岛效应的方法和影响因素的分析两个方面,对城市热岛效应进行深入探讨。
一、观测城市热岛效应的方法观测城市热岛效应可以通过许多方法来进行,其中最常用的就是遥感技术。
遥感技术能够通过卫星、无人机或者其他设备获取地表温度数据,从而反映出城市与农村地区的温度差异。
这种方法具有高时空分辨率,可以全面准确地观测城市热岛效应的变化趋势和空间分布。
另外,地面观测也是观测城市热岛效应的重要手段之一。
地面观测可以通过设置温度计和湿度计等仪器来实时监测城市与农村地区的温湿度差异。
同时,还可以借助气象站等设施来获取其他气象参数,为分析城市热岛效应提供更多的数据支持。
二、城市热岛效应的影响因素分析城市热岛效应的形成与许多因素相关,主要包括以下几个方面:1. 建筑和道路结构:城市的高楼大厦、水泥路面等构成了城市热岛效应形成的物理基础。
这些结构能够吸收并储存大量的太阳辐射热量,导致城市地表温度升高。
2. 人为热源:城市中的工业生产、交通运输等活动会产生大量的热能,并通过烟囱、尾气等方式释放到环境中。
这些人为热源是城市热岛效应的重要原因之一。
3. 植被覆盖变化:城市化进程中,大量的绿地被建筑所代替,导致植被覆盖率下降。
植被具有调节温度的作用,其减少会导致城市热岛效应的加剧。
4. 风速和湿度:城市中高楼大厦的集中排列和人为建筑物的阻挡使得风速降低,湿度则相对较低。
这会限制城市热岛效应的散热,导致城市地表温度升高。
三、城市热岛效应的影响1. 人类健康影响:城市热岛效应会导致城市中气温升高,使人们更容易受到热波和高温的威胁,增加了中暑和其他热相关疾病的风险。
走进“城市热岛效应”
走进“城市热岛效应”走进“城市热岛效应”适用范围:适合初中学生扩大自己的知识面,能够将学到的物理知识与实际生活相联系,同时也符合现在中考对学生应用知识解决实际问题的精神。
大家可能有过这样的体验:在城市里的时候,你会感到酷暑难当;但是当我们来到乡村却能够感受到迎面吹来的习习凉风,顿时使你觉得清爽透骨,暑意尽消。
为什么城市和乡村会存在这样大的温差呢?这是由于城市热岛效应引起的。
因此我们有必要走进“城市热岛效应”。
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。
可见,城市热岛反映的是一个温差的概念,只要城市与郊区有明显的温差,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,对于居民生活的影响来说,主要是夏季高温天气的热岛效应。
医学研究表明,环境温度与人体的生理活动密切相关,环境温度高于28℃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;气都在排放热量!第四个原因是,城市里的自然下垫面减少了。
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,放热的多了,吸热的少了,缓解热岛效应的能力就被削弱了。
既然城市中人工构筑物的增加、自然下垫面的减少是引起热岛效应的主要原因,那么在城市中通过各种途径增加自然下垫面的比例,便是缓解城市热岛效应的有效途径之一。
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。
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城市热岛效应学号:1263136125 姓名:亓鸣班级:城规2012摘要:从城市热岛效应概念入手,寻找其特征,探究热岛效应的形成原因和对城市环境的影响。
随着城市化的发展热岛效应越来越广泛,要以合理有效的措施尽量降低热岛现象带来的影响。
关键词:城市热岛效应;影响;措施引言:夏天在城市生活中会感觉到酷暑难耐,但是要是来到乡村有凉风吹来顿时使你觉得清爽透骨。
为什么会出现这样的现象呢?因此,我们有必要走进“城市热岛效应”。
1.城市热岛效应1.1城市热岛城市热岛效应是指城市因大量的人工发热、建筑物和道路等高蓄热体及绿地减少等因素,造成城市“高温化”。
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,就像是突出海面的岛屿,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。
通俗地讲就是城市中的气温高于周边郊区的现象,它反映的是一个温差的概念,只要城市与郊区有明显的温差,就可以说存在城市热岛效应。
热岛效应已成为城市气候最明显的特征之一。
城市化的加速和城市人口急剧膨胀导致的热岛效应,使大气污染加剧、城市环境恶化,给居民的生活和生存带来了极大的危害。
城市热岛最早见之于科学记载的,可能是1818年英国出版《伦敦气候》。
作者L·赫华德对城市气候的两大发现,就是伦敦市中心气温比郊外高(各月平均分别高0.5℃—1.2℃),以及城乡温差夜间比白天大。
随着世界各地城市的发展和人口的稠密化,“城市热岛效应”变得日益突出。
1.2城市热岛的形成原因据现有的资料分析可以看出,世界上几乎所有城市都存在热岛效应的现象,因此城市热岛效应是城市化的产物。
下面通过城市与郊区的对比来详细分析热岛效应形成的原因:(1)城市化进程的不断发展,建筑物的高度、密度不断增大,人工铺装的路面和广场也越来越多,城市内的绿化相对减少了,这个立体化的下垫面层能过比较去吸收更多的太阳辐射能,这是形成热岛的基本条件。
(2)城市立体化下垫面层比较去自然下垫面层的热容量要大,白天城市的得热量贮存在下垫面层中的那一部分要比郊区多,使得在日落之后城市下垫面层降温速度要比郊区小。
在夜间,城市因有热量补充,湍流显热交换的方向,仍然是地面提供热量给空气。
郊区因为地面冷却快,有接地逆温层出现,湍流的热交换的方向是空气向地面输送热量,这是形成城市热岛的另一重要原因。
(3)城市中的机动车辆、工业生产以及大量的人群活动,都会产生了大量的氮氧化物、二氧化碳、粉尘等大气污染物,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,引起大气的进一步升温。
特别是二氧化碳温室效应是形成城市热岛效应的主要因素之一。
(4)城市人口的密集化,向大气中排放大量地人为热量。
较多的人为热量进入大气特别是在冬季对中高纬度的城市影响很大,许多城市的热岛强度冷季比暖季大,星期一至星期五的热岛强度比周末大,就是这个原因造成的。
(5)城市中公路和广场等硬化较多,不透水面积大,降水后雨水很快就从人工排水管道流失,地面蒸发量小,再加上植被面积比郊区小,蒸腾量少城市下垫面层消耗于蒸散的热量远较郊区小。
而系统输送给空气的显热却比郊区大,这对城市空气增温起着很大的作用。
(6)城市建筑物的密度大,通风不良,不利于热量向外扩散,在大多数情况下风速都比郊区小。
城市气温比郊区高,即使在日落之后城市气温现将速度也往往比郊区小得多。
1.3城市热岛的特征(1)城市热岛是气温分布的一种特殊现象,其本质是城市气温高于郊区气温,在城市气温高的时候并非热岛强度一定强,城市气温低的时候城市热岛强度也不一定弱.(2)城市过摸越大,人口越多,城市热岛现象就越明显。
城市越大,下垫面立体化越严重;人口越多,产生的人为热量就越多,同时建筑物就越多,建筑高度和密度也会增加;并且交通硬化增加,空气污染严重,城市气温相对越高,热岛效应越严重。
(3)各地区各季节的热岛效应也不同。
对于中高纬度地区,其热岛效应表现为:冬季较强,夏季较弱,春秋季介于冬夏之间。
(4)白天热岛效应弱、晚间热岛效应强。
造成这种差异的原因是下垫面层的热容量有差异。
城市热容量较大,郊区较小。
(5)晴天无风时热岛强、阴天有风时热岛弱。
由表1-1可见,在同一个月份的晚上21点时,当为阴天且风速加大时,市区与郊区的温差只有17℃;当为晴天切风速较小时,温差达到6.9℃。
其原因在于在晴天时,城区立体化下垫面层才能发挥大量吸收贮存太阳辐射热能的机能,阴天时太阳能到达地面很少,当然就无法吸收太阳辐射热。
1.4热岛对城市生活的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。
表现在: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月份,因为这个原因死亡4000余人。
第二方面,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会表现为情绪烦躁不安、精神萎靡、忧郁压抑、记忆力下降、失眠、食欲减退、消化不良、溃疡增多、胃肠疾病复发等,给城市人们的工作和生活带来说不尽的烦恼。
在中国,素有“火炉城市”之称的南京、武汉、重庆等许多大城市在发展中都不同程度地出现了以上这些现象,所以,城市热岛效应已成为城市发展中应正确面对、亟待解决的问题。
1.5热岛对建筑热工设计的影响1.5.1对保温设计的影响在纬度较高的地区,冬季的热岛强度远远高于夏季;因而应考虑热岛效应对保温设计的影响。
建筑保温设计的基准是《民用建筑热工设计规范》。
《规范》对建筑外围护结构的保温设计,给出了三种方法。
基本的方法是最小总热阻法,即外围护结构的总热阻,不应小于确定的热阻值。
不论采用何种统计计算方法,总是根据累年气象台站提供的气象资料进行统计、分析、计算的。
而这些气象资料一般情况下所代表的是某一城市、某一地区的“乡村”气候(或郊外气候)。
亦即现行规范中所提供的冬季室外计算温度值,没有考虑热岛效应引起的温度升高。
故在城市中所做的热工设计,其结果是偏于保守的。
1.5.2对建筑防热设计的影响建筑防热设计是建筑热工设计的一个主要方面,城市热岛效应使得城市气温高手郊区气温,这对夏季城市建筑防热设计提出更高的要求。
1.5.2.1外围护结构的隔热隔热设计的主要途径是提高外围护结构的热阻。
当围护结构热阻确定之后, 夏季室外气温的升高,将使室内出现过热,这是因为热岛效应出现后,使得室外平均气温升高,每一时刻的瞬时气温亦升高,这对于夏季空调房间来说,室内得热量将增大,冷负荷增加;而对于自然通风房间,室外气温的升高,按线性叠加原理,意味着室内空气瞬时温度、平均温度、围护结构内表面温度都升高,特别是在高温季节,温度每升高 1℃,都将使室内热环境恶化许多。
由此,热岛效应的出现对外围护结构的隔热指标值要求更严,即外围护结构需要有更大的衰减度,更长的延迟时间。
1.5.2.3关于外表面浅色处理外表面浅色处理是现行夏季外围护结构隔热的一项措施,其基本思想在于利用浅色表面对太阳短波辐射反射系数较大,吸收系数较小的特性,将到达外围护结构外表面的太阳辐射进行反射,降低该单体建筑的外表面温度,达到防热降温的目的、这个思想的前提是将所考虑的单体建筑作为一独立系统,该系统处于无限大恒温的空气层中,因此只要太阳辐射不直接加热围护结构外表面,则可以认为对室内热环境无影响。
但对处于规模越来越大的现代化大都市中,则就不一定了。
这是因为太阳的短波辐射被多次反射后,又被周围建筑表面进行二次、三次反射。
如上所述, 最终从整个城市来看,反射系数是很小的;到达城市下垫面层的太阳辐射能量几乎全部用于加热城市覆盖层(包括建筑物与空气);所以从整体来看尽管每一建筑物都经过浅色处理,但不影响整个城市覆盖层内温度的升高,没有改善城市热环境,因为将到达外表面的太阳辐射热反射后加热市区空气,然后再向室内传热,因此起不到隔热的目的。
1.5.3对建筑防潮设计的影响城市热岛的出现伴随着市区覆盖层内空气湿度的降低。
因为在市区大量的人工铺装面降低了市区下垫面层的蓄水能力,雨水及生活废水排到郊外,“湿源”减少;其次绿色植被比例相对减少,下垫面层对水蒸汽的“呼吸”能力太差,导致了市区内空气的绝对湿度和相对湿度都比较低。
围护结构内部冷凝的多少,按内部冷凝检验判别方法,取决于实际水蒸汽分压力线与饱和水蒸汽分压力线的相交程度。
如果某建筑外围护结构在设计参数选定条件下(按现行规范选取)有可能出现内部冷凝,但由于城市热岛的出现,则可能会使冷凝现象消失,这是因为:(1)市区相对湿度的降低使得实际水蒸汽分压力线图下降(即每一点的实际水蒸汽分压力值减小);(2)市区温度的升高使得饱和水蒸汽分压力线图上升(即每一点温度升高引起饱和水蒸汽分压力值增大)。
1.6控制热岛的措施总的来说,城市热岛效应对城市环境的影响是害多利少,从城市建设和发展的角度来看,应控制和减小日趋严重化的热岛现象,改善城市的热湿现象。
1.6.1严格控制城市规模城市规模越大,人口越多,热岛越强。
现有资料表明,北京、上海等城市热岛最强。
在控制城市规模的同时,还应该防止城市人口密度和建筑物密度过高。
所以在城市规划设计中就应该避免人口密度和建筑密度较高的功能区连片布置。
1.6.2保持城市区域有充足的蒸发面积既然城市中人工构筑物的增加、自然下垫面的减少是引起热岛效应的主要原因,那么在城市中通过各种途径增加自然下垫面的比例,便是缓解城市热岛效应的有效途径之一。
城市绿地是城市中的主要自然因素,因而大力发展城市绿化,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。
1.6.3利用绿色植物,减缓城区热岛效应(1)加强绿廊建设。
由于道路处于交通污染严重的环境下,更应进一步加强对道路绿化的建设,道路绿化带及河流绿化带属于人类塑造的一种特殊的绿廊,直观地看,廊道(绿化带)的树冠阻挡了阳光和风,达成了微环境条件,除改变小气候外,还起分割屏障,连通的作用,在规划市区外缘,根据地形和可能条件,设置营造宽展的城市防护林带,并和邻县的农田防护林网相联结,在规划市区内,要在居住区、集团之间营造隔离林带,特别是工业区和居住区必须尽可能设置一定宽度的卫生防护林带。