朱駿+趙珊珊+吳建磊
摘 要:城市熱島效應(yīng)是當(dāng)前城市環(huán)境與氣候主要研究內(nèi)容之一,本文對(duì)1991-2010年麻城老站全年平均氣溫、年平均最高氣溫、年降水、年濕度進(jìn)行分析計(jì)算,研究其成因,探索麻城市未來的氣候變化。研究結(jié)果表明:近20年麻城氣溫在升高,降水、濕度在減小,預(yù)測未來麻城市的熱島效應(yīng)越來越明顯。
關(guān)鍵詞:麻城 熱島效應(yīng) 措施
中圖分類號(hào):X16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-9082(2017)10-0-02
一、引言
城市熱島效應(yīng)(the urban heat island effect)是指城市中的氣溫明顯高于外圍郊區(qū)的現(xiàn)象。在近地面溫度圖上,郊區(qū)氣溫變化很小,而城區(qū)則是一個(gè)高溫區(qū),就像突出海面的島嶼,由于這種島嶼代表高溫的城市區(qū)域,所以就被形象地稱為城市熱島。城市熱島的氣候變化既包括自然變化過程,也有人類活動(dòng)的影響。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,汽車空調(diào)的普及、工業(yè)的發(fā)展、道路高樓的密集使太陽輻射升溫快、散熱慢,與郊區(qū)形成鮮明對(duì)比,熱島效應(yīng)越來越明顯。人們懷疑全球增溫可能主要原因并非來自溫室氣體效應(yīng),而是來自城市熱島效應(yīng),這就促使了對(duì)城市熱島效應(yīng)的研究。
二、調(diào)查過程
1.調(diào)研地說明
麻城市位于湖北省東北部,鄂豫皖三省交界的大別山中段南麓,屬于亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候。年平均氣溫16.7℃,年均日照2021.7小時(shí);年均降水量1268.9毫米;四季分明,冬季盛行西北風(fēng),低溫少雨,夏季盛行東南風(fēng),炎熱多雨,春季溫度多變,秋季涼爽干燥。
2.調(diào)查方法
本文將城區(qū)平均溫度與郊區(qū)平均氣溫的差值定義為城市熱島強(qiáng)度,用UHI表示,即 UHI=T城市—T郊區(qū)。為確定麻城是否存在熱島效應(yīng),故隨機(jī)抽取麻城三天(6.27,6.28,6.29)城郊(麻城老站和麻城站)溫度各時(shí)段值,研究其UHI。兩地均提前十分鐘放置好電子溫度計(jì),在離地面1.5米的位置測量,同時(shí)讀數(shù),注意風(fēng)向、遮陽。
3.測量數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理(單位:℃)
經(jīng)計(jì)算,麻城市存在熱島效應(yīng)且熱島強(qiáng)度日變化明顯,夜間強(qiáng)度大于白天強(qiáng)度,日熱島強(qiáng)度最大值達(dá)到2.6℃,已經(jīng)達(dá)到強(qiáng)的熱島指標(biāo)(2.5 三、研究資料及方法 由于麻城市區(qū)位優(yōu)越,交通便捷,再加上資源富集,物產(chǎn)馳名,城市化得以迅速發(fā)展,但這期間出現(xiàn)了一些惡劣性天氣,可能是由于熱島效應(yīng)引起,故選取麻城老站(Q9129)1991-2010年的年平均氣溫、年平均最高氣溫、年降水量、年相對(duì)濕度氣象資料進(jìn)行研究分析。具體方法如下: 用Xi表示樣本量為n的某一氣候變量,ti表示Xi所對(duì)應(yīng)的時(shí)間,建立Xi與ti的一元線性回歸方程Xi=a+bti (i=1,2,3,4,……n)對(duì)序列Xi及相應(yīng)的ti,回歸系數(shù)b及回歸常數(shù)a的最小二乘估計(jì)為 回歸系數(shù)b的符號(hào)表示氣候變量的趨勢傾向,b>0時(shí),x隨時(shí)間t的增加呈上升趨勢。b<0時(shí)則反之。b值的大小反映了上升或下降的變化速率。 四、各氣象要素變化特征 1.平均氣溫變化 圖一是麻城老站1991至2010年年平均氣溫年際變化圖,從圖中趨勢可見,麻城老站的年平均氣溫大致1993年最低,而后整體呈持續(xù)上升的趨勢,1998年達(dá)到一個(gè)最高值后略有下降并且波動(dòng)較小,再到2007年達(dá)到20年的最高值,07到10年小幅下降。麻城平均氣溫呈整體上升趨勢正說明了熱島效應(yīng)逐步增強(qiáng)。 2.平均最高氣溫變化圖 最高氣溫是反映某地炎熱狀況最直接的指標(biāo)。圖二是麻城老站1991-2010年年平均最高氣溫年際變化圖,從圖中趨勢可見,麻城老站的年平均最高氣溫呈現(xiàn)穩(wěn)步上升趨勢,07年達(dá)到最高值23.2℃??梢婋S著城市化高速發(fā)展,熱島效應(yīng)越來越強(qiáng),年平均最高氣溫值不斷刷新。 3.降水變化特征 圖三中給出了麻城歷年平均年降水的變化曲線。20年來麻城年平均降水量整體呈下降趨勢,這也說明麻城城市近地面蒸發(fā)少,空氣含水量少,雨水天氣自然減少,熱島效應(yīng)增強(qiáng)。 4.相對(duì)濕度變化特征 由圖四可見,麻城歷年平均相對(duì)濕度總體呈明顯下降趨勢,由1991年的75%下降到2010年的69%。分析此現(xiàn)象與下墊面因素有關(guān)。白天在太陽照射下,城市下墊面蒸發(fā)少,進(jìn)入低層空氣的水汽量少,導(dǎo)致空氣濕度較低。同時(shí)在城市熱島效應(yīng)的影響下,城市上空的熱力湍流較強(qiáng),低層水汽通過湍流的垂直交換,不斷向上運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致城區(qū)近地面相對(duì)濕度較小。 五、結(jié)束語 近20年麻城氣溫在不斷升高,降水、濕度在減小,預(yù)計(jì)未來麻城熱島效應(yīng)會(huì)越來越明顯,分析可能原因主要有三點(diǎn): 城市下墊面特性。鋪裝地面、各種建筑墻面等,改變了下墊面的熱屬性,在相同的太陽能輻射條件下,比自然下墊面升溫快,因而其表面的溫度明顯高于自然下墊面。比如在夏天,草坪溫度為32℃,水泥地面的溫度則可以達(dá)到57℃,柏油馬路的溫度則更高,可達(dá)63℃[3]。 大氣污染影響?,F(xiàn)代城市代步工具如汽車、摩托等,汽油燃燒產(chǎn)生大量廢氣及煙塵。工業(yè)生產(chǎn)以燃煤為主,通過煙囪直接將燃燒廢氣排放到大氣中。而溫室氣體對(duì)太陽短波輻射具有高度的透過性,對(duì)地球長波輻射卻具有高度的吸收性,在城市上空形成一層“保護(hù)罩”,導(dǎo)致地球表面及大氣低層變暖。 城市布局不合理。隨著麻城城市化高速發(fā)展,高層建筑物越來越多,并且分布不規(guī)則,易在背風(fēng)區(qū)產(chǎn)生渦流,阻礙氣流運(yùn)動(dòng),降低近地面風(fēng)速,風(fēng)向變化幅度很大且不規(guī)則,積聚在城市中使熱島效應(yīng)更為明顯。數(shù)據(jù)表明,風(fēng)速小于6 m/s時(shí),可能產(chǎn)生明顯的熱島效應(yīng),風(fēng)速大于11 m/s時(shí),下墊層阻力不起什么作用,此時(shí)熱島效應(yīng)不太明顯[4]。而數(shù)據(jù)表明麻城歷年平均風(fēng)速遠(yuǎn)小于6 m/s,平均在2 m/s左右。 參考文獻(xiàn) [1]周淑貞,張超.上海城市熱島效應(yīng).地理學(xué)報(bào).1982,37(4):372-382 [2]城市熱島效應(yīng)評(píng)估技術(shù)指南 [3]朱正偉,王猛.城市熱島效應(yīng)的危害及對(duì)策.污染防治技術(shù).2009年4月,第22卷第二期 [4]林怡云,吳陽,曹慶,陳前火.城市熱島效應(yīng)的影響因素及防治措施.《福建輕紡》.2009(4):37-41