城市气候

城市气候

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象名词

城市气候是指大都市特有且与周围郊区有异的

各种气候条件。城市气候相对郊区农村气候来

说是个气候岛。例如，城市热岛、干岛、雨岛、

烟霾岛、雾岛等。城市环境对城市气候的影响

很大，城市气候是人类活动影响小气候的明显

表现。

目录

••形成原因

••环境影响

••变异因素

••表现

••共同特征

[显示全部]

城市气候-形成原因

城市气候是人类活动影响小气候的明显表现。城市面积虽小，但人口密集，工业集中，是人们生活的重要舞台。由于这种高度集中，造成空气污染，大量人为热量的释放和特殊的下垫面条件，使城市和农村的气候产生了明显的差异，形成了独具特点的城市小气候。城市气候的形成原因主要是：

①现代城市以钢铁、水泥、砖瓦、土

石、玻璃为材料的各种建筑物下垫面

的刚性、弹性、比热等物理特性与自

然地表不同，从而改变了气候反射表

面和辐射表面的特性，也改变了表面

附近热交换和表面气体动力粗糙度。

②工业生产、交通运输、取暖降温、

家庭生活等活动释放出的热量、废气

和尘埃，是城市内部形成了一个不同

于自然气候的人工气候环境。

③由于巨量气体和固体污染物排入空

城市气候

深圳热岛

气中，明显地改变了城市上空的大气组成。城市气候不同于周围地区主要表现是：年平均气温和最低温度普遍较高(形成“城市热岛”)；年平均相对湿度和冬、夏季相对湿度都较低；多尘埃和云雾；辐射较少；风速较低，多静风；降水量较多等。

城市气候-环境影响

城市环境对城市气候的影响很大，具体表现在以下几个方面：

1、总辐射减弱，日照减少。由于空气污染，尘块增多，大气混浊度增加，于是使到达地面的太阳辐射大为减少。据对比观测发现，市区的总辐射约比郊区少10-20%。冬季太阳高度角较小时减弱尤甚，有时甚至可减少到50%。同时，日照时数也逐渐减少。一般，城市和农村环境相比，日照要少5-15%。据观测，近50年里东京年日照时数已下降约70-80小时左右。

2、市内呈现高温，存在热岛效应，城

市好象一个温暖的岛屿。市区温度高，

郊区温度低，等温线呈圆形分布。这

种现象叫做热岛效应。据观测，城市

热岛效应一般可使市区的年平均温度

比郊区高0.5-1.0℃。但不同季节、不

同的天气条件下，市区与郊区的气温

差的大小也不同。如1979年冬季一次

晴朗天气条件下，在上海的对比观测

发现市中心温度比郊区高6℃。热岛效

应的形成，与城市上空污染物质的保

温作用、地面蒸发耗热量的减少、风

速小、减少热量水平输送、人为热量的释放和与生物体的热交换等因素有关。

3、出现热岛环流伴随着热岛效应，产生热岛环流，尤其是夏季，城市中心气流上升，到一定高度则向四周流散，而地面则是郊区空气流向城市中心。

4、低湿、多雾、降水增加。市区由于排水良好，地面较干燥，蒸发很少，所以绝对湿度较郊外低，差值一般在1毫巴以下。相对湿度则因市区温度高，以致偏低更多一些。据欧洲观测，年平均相对湿度城市与郊区相差4-6%。

城市上空因凝结核多，雾日显著增加。从19世纪末到20世纪初，东京年雾日数平均增加20-30天，上海则增加了15天左右。城市与郊区相比，冬季市区雾日数可比郊区多100%，夏季多30%。城市降水也有增加。观测表明，城市年降水量比郊区多5-10%。另外，微雨日数(0.1-1.0毫米/日)也有显著增加。据东京观测，市中心比郊区多20日左右。

城市气候-变异因素

城市热岛卫星监测图

城市气候在形成以后，因为受到人为活动的影响会产生变异，影响城市气候变异的因素主要是：

人造建筑因素：城市众多的砖石、钢骨水泥建筑物及沥青和水泥道路取代了天然的植被与土壤，影响了城市的气温、湿度等气候条件。某些建筑物取代了自然地形，影响了城市局部地区的风向、风速、热量等，例如大厦、沥青及水泥路；有些类型的建筑物则影响了雨水的径流。例如停车场、沥青及水泥路等。

人口因素：城市居民大量增多多，其

日常生活及生产活动会增添大量热

源。比如某城市举办奥运会期间，因

为人口在短时间内的大量聚集导致城

市内局部地区温度升高。

污染物因素：城市上空的一个特点是

污染物浓度高，其中有一氧化碳、硫

和氮的氧化物、多种碳氢化物、氧化

剂和粉尘物质之类。其中微粒和烟尘

粒等污染物对城市气候条件如气温、

能见度和降雨量等甚有影响。污染物

大气污染

的来源主要是工业生产过程产生的废

料，例如炼油厂的化合物废气排放；

以及燃料的燃烧，例如交通工具的运行；住家和办公室的取暖等。城市空气污染的浓度取决于污染物放射源的大小和该城市的通风情况，即该城市的风速和其上空大气层的高度。若出现了污染物数日聚集在市区上空的情况，会出现一种叫逆温的天气现像，即“温度随高度增高而增大”。这种天气现像会防碍大气的混合，严重者会令城市居民有急遽的痛苦，甚至死亡。例如1952年12月，伦敦烟雾事件中，大气逆温使得逾8000人死於呼吸道疾病。

城市气候-表现

①气温高。以沥青、水泥和砖石等为

主的下垫面具有较大导热率和热容量,

房屋建筑物又增大受热面积,使城市

白天吸收和积蓄更多的太阳辐射能；

城市中排水迅速，下垫面大都不吸水，

不透水，使耗于蒸发的热量大为减少，

而耗于湍流交换的热量增加；城市生

产和生活活动释放热量；城市上空由

于尘粒、水汽和二氧化碳气体等的被

覆作用使夜间长波辐射减少，下垫面

冷却速度减慢。这些都使城市气温提

高。由于城市气温高于周围地区，使

北京城区与下风区降雨量变化

城市形成一个暖中心，称为城市热岛。

这种现象一年四季都存在，在中、高

纬度地区大城市的冬天尤为明显。因此，市区的严寒、霜冻日数比郊区少，无霜期长，有时还发生市区降雨、郊区降雪的情况。

②湿度低。城市的气温高（地面蒸发少，空气相对湿度比周围地区低。例如，东京、伦敦等市区年平均相对湿度比郊区低5％左右。就绝对湿度而言，市区一般只略低于郊区。

③风速小。市区建筑物密集，增大了下垫面粗糙度，风速一般小于郊区。通常市区年平均风速比郊区小20～30％，阵风(最大风速)减小10～20％，静风频率则增加5～20％。但是，城市中由于狭管效应造成的“弄堂风”可比自然风速大得多。由于热岛效应，市区气压比郊区低，在没有其他天气系统影响下，大城市周围常发生由郊区向市区辐合的特殊风系，这种风系称为热岛环流或乡村风。但是，当自然风速较大时，这种风便被破坏而消失。

④太阳辐射弱。由于市区大气中含有大量尘粒，使年平均太阳辐射总量约比郊区减少15～20％。高纬度冬季阳光斜射，这种影响尤其严重，使市区的紫外线比郊区甚至少30％，日照时数大约减少5～15％。

⑤能见度差。城市大气中含有大量尘粒，大气凝结核浓度大，雾日多，使市区大气能见度降低。城市大气中含较多的吸湿性微粒，在70％的相对湿度下，就能使水汽在其上发生凝结，雾日增多。例如，上海有雾时，郊区相对湿度一般在98％以上，而市区雾中仅80～86％。但是另一方面，市区凝结核多，不易形成大水滴，因此浓雾日数反有减少。

⑥降水多。城市热岛效应增强了空气的热对流，下垫面粗糙度大，增强大气湍流，使市区上升气流加强，加之城市大气中起冰核作用的凝结核多，这些都有利于增加城市的降水。但是，也有人认为，城市大气中凝结核过多，造成云多雾多，却不利于形成足以降到地面的大雨滴，这是降水的不利条件。根据欧洲和北美资料，许多大城市市区年降水量约比郊区多5～10％，小于5毫米的降水日数增加10％。由于市区气温较高，降雪比郊区少5～10％,城市雨量最多的地区，常发生在盛行气流的下风方向。