城市气候特征 作业

浅析城市化与气候变化关系

由于城市化使得城市区域形成一种特殊的局地气候状况和特点。城市的发展，改变和破坏了原来的自然条件。如绝大部分的自然植被被建筑物、沥青或水泥马路所代替；人们的生产活动和生活活动增加了额外的热源；城市工业排放出的大量烟尘和气溶胶等。气候发生了一些微小的变化。呈现出了城市气候。

城市气候是城市地理环境的重要组成要素。在生产力水平还十分低下的时代，农业文明基础上的城市与自然环境基本保持和谐共生的状态，城市气候未表现出受人类活动影响的明显特殊性。工业革命后，城市工业的发展以及规模的扩张，造成原有的城市空间结构解体。城市下垫面的改变、人为热的释放以及大气污染都是特殊城市气候产生的条件与根本原因。现代城市环境和原始状态的自然环境与古代城市环境相比发生了巨大的改变，使得城市内部的风、气温等方面的特性都发生了巨大的改变。

城市气候主要表现为以下几个特征：

1.气温高。由于城区地面反射率小于农村，以水泥、砖石、沥青为主的下垫面具有较大的导热率和热容量，房屋等建筑物又增大了受热面积，这样，在白天使城区比农村吸收并积蓄了更多的太阳辐射能；城市排水好，下垫面大都不吸水、不透水，地面含水量小，这使城市的蒸发耗热小；城市风速小；城市生产和生活排放热量等。这些因素，超过了由于城市上空烟尘较多使太阳辐射减弱的效应，使城市气温比周围农村高，形成了"城市热岛"。一般说来，大城市年平均气温比郊区高0.5～1.0℃，冬季平均最低气温高出1～2℃，尤其在晴夜小风的天气条件下，一般可以高出6℃，个别情况下，可高出12～13℃。所以城区的严寒日数和霜冻比郊区少，无霜期比郊区长10％左右，有时还发生市区降雨而郊区降雪的情况。

2.白天湿度低，夜晚湿度大。城市中由于下垫面多为建筑物和不透水的路面，蒸发量、蒸腾量小，所以城市空气的平均绝对湿度和相对湿度都较小。但由于城市下垫面热力特性，边界层湍流交换以及人为因素均存在日变化，因此，城市绝对湿度的日振幅比郊区大，白天城区绝对湿度比郊区低，形成“干岛”，夜间城市绝对湿度比郊区大，形成“湿岛”。

3.风速小。城市的建筑群增大了地面粗糙度，因此风速一般小于郊区。例如年平均风速一般比郊区小20～30％，最大阵性风速减少10～20％，静风频率则增加5～20％。此外,由于热岛效应,市区的气压比郊区低,因而在没有其他天气系统的影响下，一般大城市周围多出现由郊区向市区辐合的特殊风系，称热岛环流，又称城乡风。热岛环流的风速一般不大。以北京地区为例，如果冬春季风速达5～6米/秒、夏季达2～3米/秒时，则热岛环流被淹没而不明显。

4.太阳辐射弱。由于城市上空烟尘杂质较多，使年平均太阳辐射总量大约比郊区减少10～15％，在太阳高度角较低的情况下，大城市市区的紫外线甚至可减少30％，日照时数大约减少5～15％。

5.能见度差。城市大气中由于大量烟尘粒子对光线的散射和吸收，以及城区大气凝结核浓度大，雾日多，均使大气能见度降低。城市多雾，虽然雾中的相对湿度偏低，但因为城市大气中含有较多的吸湿性微粒，所以甚至在70％左右的相对湿度下，也能使水汽在其上发生凝结。据上海市的统计，市区的雾中相对湿

度只有80～86％,甚至有时低达67％,而郊区的相对湿度一般在98％以上。但有些观测证明，因为城区相对湿度低，凝结核多，不易形成大雾滴，因此浓雾日数反而有所减少。

6.降水多。城市的热岛效应增强了空气的热对流，城市的粗糙地面增强了大气湍流，它们都使城市空气的上升运动加强；城市大气中具有较多的能起冰核作用的凝结核；这些都是增加城市降水的有利条件。但是，也有人认为，城市大气中一般的凝结核和起冰核作用的凝结核太多时，水汽过于分散，云内只能形成大量的小云滴，使形成大雨滴的碰并作用削弱，不利于形成足以降到地面的大雨滴，这是降水的不利条件（见云和降水微物理学）。不过，多数人认为，总的说来，城市是增加降水量的。例如：根据欧洲和北美洲的研究结果，许多大城市的雨量，约比郊区多5～10％，小于5毫米的降水日数增加10％。而由于城市气温较高,降雪比郊区少5～10％。城市雨量最多的地区，常常发生在盛行气流的下风方向。

城市的各个方面影响了它的小气候。我们必须采取一定的措施来减缓城市化对气候的影响。总共有以下点。

1.风是热岛效应的“天敌”。当风刮起来的时候，热岛就失去了存在的条件，通过大气环流，热岛与周围地区的空气进行交换，以此降低自身的温度。但城市风的影响因素比较复杂，在很大程度上要受到大气环流的限制，因此，城市新建与改建之前，有必要开展气候可行性论证，为城市布局、城市建筑的朝向以及道路的走向提供科学规划依据;同时，建筑要低层化和合理分散化，市内道路要宽敞，从而畅通城市的“通风道”。

2.恢复和发展城市湿地，彰显其生态功能湿地可调洪滞流，补充地下水，吸收和降解污染物，调节气候生物多样性，缓解城市热岛现象。常德城区内河网交织、水系纵横，是天然的生态湿地，在过去的建设活动中由于保护不到位，很大部分都被人为填埋了。建议结合穿紫河的治理过程，利用环城水系水面尚保持原生态的优势，在江北城区预留一个大型的湿地生态公园，用以改善生态系统、调节城市小气候、保护生物多样性。还可通过开挖新河道和湖泊，增加城区水域面积，改善城区气候和空气环境。

3.推行城市立体绿化，建设生态文明常德立体绿化是突破常德城市绿化瓶颈的好办法，充分利用空间，在房顶、墙壁、阳台、窗台、棚架等处栽种攀缘植物，以增加绿化覆盖率，改善居住环境。立体绿化占地少、覆盖面大、造价低、见效快，不仅能弥补平地绿化与家庭绿化的不足，丰富绿化层次，还有助于恢复生态平衡，增加城市建筑的艺术效果，同时达到有效减缓城市“热岛效应”的目的。据科学统计，每公顷绿地平均每天可从周围环境中吸收81.8 MJ热量，相当于189台空调的制冷作用;平均每天吸收1.8 t的COZ，显著削弱了温室效应。此外，每公顷绿地可以年滞留粉尘2. 2 t，将环境中的大气含尘量降低50%左右，有效抑制大气升温。

6适时开展人工增雨，缓减城市高温热浪人工增雨的目的在于开发利用云中潜在的降水资源，通过飞机、大炮、火箭等对局部大气云层施加催化剂，促使云中更多的水分形成雨滴降落下来。常德有几十年人工影响天气的经验，可以考虑在盛夏季节，设置固定炮台和流动车载火箭相结合的方式对城市附近实施人工增雨作业，以直接缓解高温热浪，削减城市热岛效应。

我国越来越向城市化方向发展，城市化虽然给经济带来了很多影响，但是只要这个问题可以得到重视可以有共多方法可以缓解问题带来的后果。