歐陽(yáng)海燕

(益陽(yáng)市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)院，湖南益陽(yáng) 413000)

邵陽(yáng)市城市熱島效應(yīng)研究

歐陽(yáng)海燕

(益陽(yáng)市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)院，湖南益陽(yáng) 413000)

通過(guò)對(duì)邵陽(yáng)市區(qū)城、郊57個(gè)特征點(diǎn)氣溫的測(cè)量，運(yùn)用Arcgis，SPSS等專業(yè)軟件對(duì)氣溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)邵陽(yáng)市熱島效應(yīng)的存在，并進(jìn)一步作出邵陽(yáng)市城市熱島效果分布圖、熱島強(qiáng)度圖，據(jù)此分析了邵陽(yáng)市熱島的時(shí)空分布特點(diǎn)和局部小氣候特征，探究了熱島的形成機(jī)制及其對(duì)邵陽(yáng)市所產(chǎn)生的影響，提出了切實(shí)可行的緩解邵陽(yáng)市城市熱島效應(yīng)的對(duì)策與建議。

城市熱島效應(yīng)，時(shí)空分布，對(duì)策

0 引言

自1833年Lake Howard發(fā)現(xiàn)倫敦市中心的氣溫比郊區(qū)高而提出“城市熱島”的概念以來(lái)，城市熱環(huán)境問(wèn)題逐漸受到人們的廣泛關(guān)注。此后的1958年Manley便首次提出“城市熱島效應(yīng)UHI”的概念，指出“城市熱島效應(yīng)是在不同區(qū)域氣候背景下，在人類活動(dòng)特別是城市化因素影響下形成的一種特殊小氣候，是生態(tài)環(huán)境失調(diào)引起的一種城市中心氣溫比郊區(qū)氣溫高的一種現(xiàn)象”［1］。新時(shí)代下隨著全球工業(yè)化與城市化進(jìn)程的不斷加快，城市熱島效應(yīng)已逐步成為一個(gè)全球性的問(wèn)題，受到了各國(guó)政府與相關(guān)學(xué)者的高度重視與廣泛關(guān)注［2］。2012年，邵陽(yáng)市區(qū)人口達(dá)到67.3萬(wàn)人，市區(qū)城市建設(shè)用地面積58 km2。全市公路里程達(dá)到20 473 km，民用車擁有量達(dá)到47.8萬(wàn)輛?；剂洗罅肯?，機(jī)動(dòng)車輛劇增，人們的生產(chǎn)活動(dòng)釋放了大量的人為熱。此外，在1951年—2012年的近60年間，邵陽(yáng)市區(qū)交替出現(xiàn)了4個(gè)寒冷期與4個(gè)溫暖期，但就整體表現(xiàn)來(lái)說(shuō)，邵陽(yáng)市的氣候是變暖的，氣溫年較差逐漸遞減，再加上從1998年開始的暖期至今未結(jié)束(呂校華.邵陽(yáng)市區(qū)60年冷暖分析)，從而在一定程度上造成和加劇了邵陽(yáng)市城市熱島效應(yīng)以及相應(yīng)環(huán)境問(wèn)題的產(chǎn)生［3］。因而對(duì)邵陽(yáng)市區(qū)城市熱島效應(yīng)的形成與對(duì)策的研究就顯得極為重要與緊迫。

1 邵陽(yáng)市區(qū)熱島效應(yīng)表現(xiàn)

對(duì)于城市熱島效應(yīng)，一般定義為城市溫度高于郊區(qū)溫度的現(xiàn)象，其表現(xiàn)在城區(qū)與郊區(qū)近地面溫度變化上則為:從郊區(qū)到城中心溫度逐漸上升，而由城區(qū)向郊區(qū)延伸時(shí)，其溫度又逐漸下降，從而形成城中心溫度高而兩邊郊區(qū)低的分布形態(tài)［4］。通常具備這種氣溫分布形態(tài)的城市氣候我們就可以認(rèn)為有城市熱島效應(yīng)存在。

圖1 邵陽(yáng)市城市熱島剖面圖

從圖1可以得出，邵陽(yáng)市區(qū)是有熱島效應(yīng)存在的。圖1中顯示城區(qū)中心與遠(yuǎn)郊?xì)鉁氐牟钪颠_(dá)到將近3℃左右，這反映出邵陽(yáng)市區(qū)的熱島強(qiáng)度(指城區(qū)與郊區(qū)某時(shí)刻氣溫差值的大小)還是很明顯的。

邵陽(yáng)市區(qū)的熱島效應(yīng)除在城區(qū)與郊區(qū)有明顯表現(xiàn)外，還表現(xiàn)在整個(gè)市區(qū)的氣溫分布上。由邵陽(yáng)市城市熱島效應(yīng)分布圖可以看出熱島中心位置(溫度最高的分布區(qū)域)基本分布在邵陽(yáng)市紅旗路與東風(fēng)路附近，溫度在29℃左右，其次便是西湖路與寶慶中路的十字交叉地帶，溫度在28℃以上。

2 熱島的形成機(jī)制與產(chǎn)生的影響分析

城市熱島作為城市化最顯著的表征幾乎存在于每個(gè)城鎮(zhèn)(Landsberg，1981)，但是每個(gè)地方表現(xiàn)又有所不同，從而對(duì)其相關(guān)形成機(jī)理的分析與研究就得結(jié)合試驗(yàn)地的實(shí)際情況與特點(diǎn)，做到具體情況具體分析［5］。

針對(duì)邵陽(yáng)市區(qū)的特點(diǎn)與性質(zhì)，其導(dǎo)致熱量平衡變化的因素主要包括以下幾點(diǎn):

1)氣象氣候因素。

邵陽(yáng)市所處的地區(qū)，在夏季易受到副熱帶高氣壓的控制而以下沉氣流為主，氣壓場(chǎng)較穩(wěn)定，多靜風(fēng)天氣。從而使得城郊的反射率差異與長(zhǎng)波輻射差異較明顯，而有利于熱島的形成。此外，在邵陽(yáng)地區(qū)從1998年開始的暖期至今未結(jié)束，其也在一定程度上加劇了邵陽(yáng)市城市熱島的形成。

2)城市下墊面性質(zhì)改變。

據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，邵陽(yáng)市區(qū)目前建成區(qū)面積達(dá)到58 km2，其綠地面積只占到20%左右。而多以水泥、鋼筋混凝土為主的城區(qū)下墊面其導(dǎo)熱率與熱容量都比郊區(qū)大，在太陽(yáng)輻射下，城市吸收的熱量更多，從而促使了城區(qū)熱島效應(yīng)的形成。此外，隨著近幾年邵陽(yáng)市區(qū)城市化進(jìn)程的不斷加快，如江北新城的規(guī)劃建成與邵水河以東地區(qū)佘湖山新城的不斷規(guī)劃拓展，會(huì)直接導(dǎo)致城市中心區(qū)的進(jìn)一步擴(kuò)大以及帶來(lái)更多的人為熱和溫室氣體的排放，從而進(jìn)一步加快城市熱島效應(yīng)的形成。此外，邵陽(yáng)市區(qū)在城市功能布局上表現(xiàn)為以資江以南地區(qū)為主的城市中心區(qū)積聚了大量的商業(yè)與居民分布區(qū)，如紅旗路、東風(fēng)路。該區(qū)域建筑物多、高并且密集，街區(qū)道路縱橫交叉分布，密不通風(fēng)，從而使得溫室氣體與局域熱量不能快速擴(kuò)散，進(jìn)而導(dǎo)致溫度的快速升高。而相比之下的郊區(qū)，其綠地、水域等分布廣泛，再加上空氣流通迅速，利于散熱，從而使得其溫度明顯低于城區(qū)。

3)人為熱的釋放。

隨著邵陽(yáng)市城市居民的不斷增加，其生產(chǎn)生活所產(chǎn)生的大量人為熱源對(duì)城區(qū)的大氣起到了加熱作用，而工業(yè)活動(dòng)集中的地方大量灰塵與氣體的集中排放，促使了城市熱島效應(yīng)的形成。此外，市區(qū)居民高比例的小車擁有量與使用量(如在周六與周日下午，紅旗路段便被私家車堵得水泄不通)也進(jìn)一步加劇了邵陽(yáng)市城市熱島效應(yīng)的形成。

4)其他因素。

主要包括邵陽(yáng)市所處的地理環(huán)境因素。邵陽(yáng)市東南、西南、西北三面環(huán)山，中東部為衡邵丘陵盆地，再加上該地區(qū)處于我國(guó)季風(fēng)氣候較明顯的亞熱帶季風(fēng)區(qū)，且四周遠(yuǎn)離湖泊海洋，因而這些因素條件在一定程度上也促進(jìn)了邵陽(yáng)市熱島效應(yīng)的形成與發(fā)展。

城市熱島效應(yīng)作為一種城市氣候現(xiàn)象，其主要通過(guò)產(chǎn)生的熱島環(huán)流以及對(duì)相應(yīng)大氣環(huán)境的改變而影響人類生活環(huán)境。

通常我們所說(shuō)的熱島環(huán)流是指城區(qū)空氣上升后在上空向郊區(qū)四周擴(kuò)散，進(jìn)而在郊區(qū)受冷下降沉積，然后又輻合回流城區(qū)的大氣環(huán)流現(xiàn)象。而這一過(guò)程也直接導(dǎo)致從郊區(qū)吹向城區(qū)的城市風(fēng)系的形成，從表1中可看出這一現(xiàn)象。

表1 邵陽(yáng)市區(qū)南部的幾個(gè)測(cè)點(diǎn)風(fēng)速與風(fēng)向(2013年10月11日17:00)

而這一結(jié)果也直接導(dǎo)致了城區(qū)的廢棄灰塵等污染物不能向周圍地區(qū)擴(kuò)散稀釋，進(jìn)而加重了城區(qū)環(huán)境的污染。此外，熱島環(huán)流還會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)城區(qū)與郊區(qū)上空逆溫層的出現(xiàn)，即城區(qū)上升氣流不是在釋放熱量而是逐漸升溫，其一般多發(fā)生在日落之后。而正因?yàn)槟鏈貙拥拇嬖谑沟贸菂^(qū)上空空氣上下流動(dòng)受到抑制，從而阻擋了鄉(xiāng)村風(fēng)的進(jìn)入而使得城區(qū)溫度越加增高。而這一增溫對(duì)于冬季居民生活還是很有利的，其具體表現(xiàn)在城區(qū)出現(xiàn)露、霜的機(jī)會(huì)要比郊區(qū)小，氣候要溫暖舒適些。但對(duì)于炎熱的夏季，其直接會(huì)導(dǎo)致高溫酷熱程度的加強(qiáng)，進(jìn)而增加為緩解高溫而花費(fèi)的大量能源，如電力等(見圖2)。

圖2 邵陽(yáng)市區(qū)居民用電量（2006年—2010年）

從圖2中我們可以看出，邵陽(yáng)市區(qū)居民用電量在近幾年是持續(xù)增加，而這在一定程度上是因?yàn)槌鞘袩釐u效應(yīng)的存在而引起的。

3 緩解邵陽(yáng)市區(qū)城市熱島的對(duì)策

3.1 對(duì)城市進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃

樹立生態(tài)低碳城市理念，結(jié)合城市自身特色，處理好城市與自然環(huán)境的關(guān)系，運(yùn)用合理的城市結(jié)構(gòu)模式進(jìn)行城市整體布局，提升城市生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)和修復(fù)的能力，具體包括:

1)建筑物的布置應(yīng)充分考慮城市的主導(dǎo)風(fēng)向的影響，并考慮建筑群通風(fēng)設(shè)計(jì)，合理規(guī)劃設(shè)計(jì)城市高層建筑，控制城市開發(fā)強(qiáng)度;例如位于邵陽(yáng)市區(qū)西南部的寶慶電廠，處在城市主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向，避免了火電廠的高溫氣體對(duì)城區(qū)的影響。

2)科學(xué)合理進(jìn)行城市功能區(qū)布局。邵陽(yáng)市區(qū)整體地形平坦，對(duì)于工廠區(qū)要布局在遠(yuǎn)離城區(qū)居住區(qū)區(qū)域，盡量布局在城市盛行風(fēng)向的下風(fēng)向，而城市居民生活區(qū)應(yīng)布置在城市景觀資源比較好的區(qū)域。

3)對(duì)城市內(nèi)高能耗污染重的工業(yè)企業(yè)進(jìn)行關(guān)閉或遷移，優(yōu)化提升城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，城市建筑材料的選取應(yīng)盡量使用生態(tài)、環(huán)保的材料。

3.2 合理增加城市水域面積，有效調(diào)節(jié)局部小氣候

水體與陸地相比具有較好的導(dǎo)熱率和熱容量，水體的貯熱能力較強(qiáng)，升降溫緩和，能有效調(diào)節(jié)局部小氣候。邵陽(yáng)市區(qū)的邵水河和資江穿城而過(guò)，在充分保護(hù)天然水域的前提下，規(guī)劃結(jié)合現(xiàn)狀地形可適當(dāng)增加水域面積，利用山塘、水溪、湖泊等水體，調(diào)節(jié)城市氣溫，減輕城市熱島效應(yīng)。運(yùn)用海綿城市理念和建設(shè)手法，使雨水盡可能多的滲入地下，促進(jìn)空氣溫度降低，緩解城市熱島效應(yīng)［6］。

3.3 增加城區(qū)綠化覆蓋率

綠地是城市的肺，具有涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)氣候的功能，城市綠地占城市建設(shè)用地的比例高低決定了城市環(huán)境品質(zhì)的好壞，綠化植被覆蓋率高能有效緩解城市熱島效應(yīng)［7］，這一點(diǎn)我們從城南公園的調(diào)查中可以總結(jié)出來(lái)。而在城市中我們可以通過(guò)綠廊建設(shè)、屋頂綠化、墻面立體綠化、城市公園建設(shè)等措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于邵陽(yáng)市而言，屋頂綠化，墻面立體綠化很少采用，以后應(yīng)加大這方面的投入，并對(duì)交通線兩旁的綠廊進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)。

3.4 改善交通，增加公共交通，提倡綠色出行

提倡公共交通，控制私人小汽車數(shù)量，邵陽(yáng)市近年來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，城市私家車也越來(lái)越多，在2013年已達(dá)到近60萬(wàn)輛，而近年來(lái)城市交通擁堵也是造成城市“變熱”的原因之一。20世紀(jì)90年代邵陽(yáng)把公共交通變賣給揚(yáng)子巴士公司，公共交通的投入一直很少，對(duì)此應(yīng)該進(jìn)行協(xié)調(diào)。另外，應(yīng)該大力提倡綠色出行，這一點(diǎn)可以向省內(nèi)城市株洲學(xué)習(xí)，大力發(fā)展電力公交和自行車租借系統(tǒng)。

3.5 改善能源結(jié)構(gòu)，降低熱排放量

合理確定城市人口規(guī)模，控制城市建設(shè)用地?zé)o序蔓延，改善能源結(jié)構(gòu)，大力推廣清潔能源，工業(yè)區(qū)采取集中供熱，居民生活區(qū)減少燃煤，集中供氣，減少人為熱排放，初步降低城市小熱源，同時(shí)大力發(fā)展風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能等可再生能源，保護(hù)好城市生態(tài)環(huán)境，有效緩解城市熱島效應(yīng)［8］。

3.6 提高環(huán)保意識(shí)

加大宣傳力度，增強(qiáng)市民環(huán)保節(jié)能意識(shí)，從小事做起，從生活的點(diǎn)點(diǎn)滴滴做起，只有讓每個(gè)邵陽(yáng)市民都行動(dòng)起來(lái)，這樣才能實(shí)現(xiàn)邵陽(yáng)的綠色健康可持續(xù)發(fā)展。

［1］ 何 萍，李宏波.楚雄市城市氣候特征分析［J］.地理學(xué)報(bào)，2003，58(5):712-720.

［2］ 周淑貞，張 超.上海城市熱島效應(yīng)［J］.地理學(xué)報(bào)，1982，37 (4):372-381.

［3］ 張景哲，劉繼韓.北京城市熱島的幾種類型［J］.地理學(xué)報(bào)，1984，39(4):428-435.

［4］ 彭少麟，周 凱.城市熱島效應(yīng)研究進(jìn)展［J］.生態(tài)環(huán)境，2005，14(4):574-579.

［5］ 謝苗苗，王仰麟.城市地表溫度熱島影響因素研究進(jìn)展［J］.地理科學(xué)進(jìn)展，2011，30(1):35-40.

［6］ 楊 萍，劉偉東.城市熱島效應(yīng)的研究進(jìn)展［J］.氣象科技進(jìn)展，2012，2(1):25-29.

［7］ 劉宇鵬，楊 波.基于遙感的長(zhǎng)沙市城市熱島效應(yīng)時(shí)空分析［J］.遙感信息，2011(6):73-78.

［8］ 李國(guó)棟.蘭州城市氣候效應(yīng)的時(shí)空特征及形成機(jī)制研究［D］.蘭州:蘭州大學(xué)，2009.

Research on the effect of heat island in urban area in Shaoyang city

Ouyang Haiyan

(Yiyang Urban Planning and Design Institute，Yiyang 413000，China)

Bymeasuring the temperature of the downtown and suburb in Shaoyang city in 57 feature points and using Arcgis，SPSSsoftware to analyze the temperature data，it’s found that the effectof heat island exists in Shaoyang city.And wemade the further layout drawing and heat island intensitymap about the urban heat island effecton Shaoyang city.On the basis of these data，we analyzed the characteristics of spatial and temporal distribution in the heat island and the local climate of Shaoyang city，to explore the formationmechanism of heat island and its influence on Shaoyang city，and put forward feasible countermeasures and suggestions of relieving Shaoyang city’s heat island effect.

effect of heat island in urban area，spatial and temporal distribution，countermeasures

P461

A

1009-6825(2015)29-0014-03

2015-08-07

歐陽(yáng)海燕(1983-)，女，工程師