我們都知道,在海洋里被水環(huán)繞、面積比大陸小的陸地或者江河湖泊里四面環(huán)水的陸地稱為“島”。把城市也稱之為“島”,是感覺城市與周圍的巨大反差。城市高密度的人口、高密度的建筑群、高水準(zhǔn)的能量消耗導(dǎo)致了城市氣溫的反常上升,干、濕狀況大反差更替,酸雨以及空氣透明度急劇下降。有人形象地說,城市成為氣象學(xué)中的“熱島”、“干島”、“酸雨島”、“混濁島”。
熱 島
在晴朗無風(fēng)的夜晚,如果你從鄉(xiāng)下的姥姥家回到城區(qū),你會(huì)感覺氣溫會(huì)明顯升高。如果你居住在城中心你會(huì)感覺到氣溫高出郊區(qū)很多。資料統(tǒng)計(jì)顯示,上海在冬夜和夏夜曾出現(xiàn)過城、郊?xì)鉁刈畲蟛钪捣謩e為6.8℃和4.8℃的記錄。穿城而過,再至郊區(qū),氣溫又陡降,在氣溫分布圖上呈現(xiàn)出清晰的“城市熱島”。
由于城市人口密集,工業(yè)發(fā)達(dá),居民生活、工業(yè)生產(chǎn)和汽車等交通工具每天要消耗大量的煤、石油、天然氣等燃料,釋放出大量的人為熱。因而導(dǎo)致城市的氣溫高于郊區(qū),特別是當(dāng)天氣晴朗無風(fēng)的夜晚。在氣溫的空間分布上,城區(qū)氣溫高,好像一個(gè)“熱島”矗立在農(nóng)村較涼的“海洋”上,這種現(xiàn)象稱為城市熱島效應(yīng)。如果沒有太大天氣形勢影響,由于城市熱島的存在,城市中形成一個(gè)低壓中心,并出現(xiàn)上升氣流。郊區(qū)近地面的空氣乃從四面八方流入城市。從熱島中心上升的空氣在一定高度上又流向郊區(qū),在郊區(qū)下沉,形成一個(gè)緩慢的熱島環(huán)流,這就是城市風(fēng)。在近地面層由郊區(qū)向城區(qū)會(huì)合的風(fēng)稱為鄉(xiāng)村風(fēng)。
干島、濕島
在白天太陽照射下,地面的蒸發(fā)和植物蒸騰過程把水汽帶到低層空氣中,城區(qū)小于郊區(qū),特別是在盛夏季節(jié),郊區(qū)農(nóng)作物生長茂密,城、郊之間自然蒸發(fā)的水汽的差值更大。城區(qū)由于建筑群密集、高低不齊,又有熱島效應(yīng),其上升和水平流動(dòng)都比郊區(qū)強(qiáng)。城區(qū)低層水汽向上層空氣的輸送量又比郊區(qū)多,這導(dǎo)致城區(qū)近地面的水汽壓小于郊區(qū),形成“城市干島”。到了夜晚,風(fēng)速減小,郊區(qū)氣溫下降快,飽和水汽壓減低,有大量水汽在地表凝結(jié)成露水,存留于低層空氣中的水汽量少,水汽壓迅速降低,城區(qū)因有熱島效應(yīng),其凝露量遠(yuǎn)比郊區(qū)少,夜晚湍流弱,與上層空氣間的水汽交換量小,城區(qū)近地面的水汽壓乃高于郊區(qū),出現(xiàn)“城市濕島”。
混濁島
城市大氣中的污染物質(zhì)比郊區(qū)多;城市低云量和以低云量為標(biāo)準(zhǔn)的陰天日數(shù)遠(yuǎn)比郊區(qū)多;城區(qū)的能見度小于郊區(qū)。投射到地表的太陽輻射,可以分為兩部分:一部分是以平行光線方式射來的直接陽光,稱為太陽直接輻射;另一部分是太陽輻射經(jīng)過地球大氣圈時(shí),因?yàn)槭艿娇諝夥肿?、懸浮顆粒物和云粒的散射作用而向四面八方散射出的光亮,稱為散射輻射。在相同強(qiáng)度的太陽輻射下,混濁空氣中的散射粒子多,其散射輻射比干潔空氣強(qiáng),直接輻射則大為削弱。城市中因工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸和居民爐灶等排放出的煙塵污染物比郊區(qū)多。這些污染物又大都是善于吸水的凝結(jié)核。城市中空氣垂直運(yùn)動(dòng)比較強(qiáng),因此有利于低云的發(fā)展。大量觀測資料證明,城區(qū)的低云量多于附近郊區(qū),這就使得城市的散射輻射比郊區(qū)強(qiáng),直接輻射比郊區(qū)弱,大氣的混濁度顯著大于郊區(qū)。
雨 島
1997年8月23日下午13時(shí)20分在蘇州市區(qū)東部發(fā)生了小范圍狂風(fēng)大雨和降雹天氣。一小時(shí)雨量大到70多毫米,新區(qū)一帶未下雨,蘇州市南部的長橋一帶僅下了1.3毫米。這種暴雨最大強(qiáng)度的落點(diǎn)位于市區(qū)及其下風(fēng)方向,與城市“雨島”效應(yīng)有關(guān)。城市熱島效應(yīng),有利于熱島中心產(chǎn)生熱對流誘導(dǎo)最大暴雨的落點(diǎn)出現(xiàn)在市區(qū);城市能源消耗多,排放至空氣中污染物多,凝結(jié)核比郊區(qū)多,有促進(jìn)成云致雨的作用;城市高低建筑群,引起大氣運(yùn)動(dòng),并對移動(dòng)緩慢的降水天氣系統(tǒng)有阻礙作用,使之降水時(shí)間延長等,從而導(dǎo)致城市陣雨、暴雨和總降水量比郊區(qū)要多,又稱“雨島效應(yīng)”。一到盛夏,建筑物空調(diào)、汽車尾氣更加重了熱量的超常排放,使城市上空形成熱氣流,熱氣流越積越厚,也最終導(dǎo)致降水形成。
今后,也許人們把住在城里的人叫“島”上的人了。
編輯/李章