科學(xué)知識--熱島效應(yīng)

《科學(xué)知識--熱島效應(yīng)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、熱島效應(yīng)原理熱島效應(yīng)城市人口密集、工廠及車輛排熱、居民生活用能的釋放、城市建筑結(jié)構(gòu)及下墊面特性的綜合影響等是其產(chǎn)生的主要原因。熱島強度有明顯的日變化和季節(jié)變化。日變化表現(xiàn)為夜晚強、白天弱，最大值出現(xiàn)在晴朗無風(fēng)的夜晚，上海觀測到的最大熱島強度達(dá)6℃以上。季節(jié)分布還與城市特點和氣候條件有關(guān)，北京是冬季最強，夏季最弱，春秋居中，上海和廣州以10月最強。年均氣溫的城鄉(xiāng)差值約1℃左右，如北京為0.7～1.0℃，上海為0.5～1.4℃，洛杉磯為0.5～1.5℃。城市熱島可影響近地層溫度層結(jié)，并達(dá)到一定高度。城市全天以不穩(wěn)定層結(jié)為主，而鄉(xiāng)村夜晚多逆溫。水平溫差的存在使

2、城市暖空氣上升，到一定高度向四周輻散，而附近鄉(xiāng)村氣流下沉，并沿地面向城市輻合，形成熱島環(huán)流，稱為“鄉(xiāng)村風(fēng)”，這種流場在夜間尤為明顯。城市熱島還在一定程度上影響城市空氣濕度、云量和降水。對植物的影響則表現(xiàn)為提早發(fā)芽和開花、推遲落葉和休眠?！　〕鞘袩釐u效應(yīng)是城市氣候中典型的特征之一。它是城市氣溫比郊區(qū)氣溫高的現(xiàn)象。城市熱島的形成一方面是在現(xiàn)代化大城市中，人們的日常生活所發(fā)出的熱量；另一方面，城市中建筑群密集，瀝青和水泥路面比郊區(qū)的土壤、植被具有更大的函授比熱容（可吸收更多的熱量），而反射率小，使得城市白天吸收儲存太陽能比郊區(qū)多，夜晚城市降溫緩慢仍比郊區(qū)氣溫高

3、。城市熱島是以市中心為熱島中心，有一股較強的暖氣流在此上升，而郊外上空為相對冷的空氣下沉，這樣便形成了城郊環(huán)流，空氣中的各種污染物在這種局地環(huán)流的作用下，聚集在城市上空，如果沒有很強的冷空氣，城市空氣污染將加重，人類生存的環(huán)境被破壞，導(dǎo)致人類發(fā)生各種疾病，甚至造成死亡?！　釐u效應(yīng)的定義熱島是由于人們改變城市地表而引起小氣候變化的綜合現(xiàn)象，是城市氣候最明顯的特征之一。由于城市化的速度加快，城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊區(qū)的土壤、植被具有更大的熱容量和吸熱率，使得城區(qū)儲存了較多的熱量，并向四周和大氣中幅射，造成了同一時間城區(qū)氣溫普遍高于周圍的郊區(qū)氣溫

4、，高溫的城區(qū)處于低溫的郊區(qū)包圍之中，如同汪洋大海中的島嶼，人們把這種現(xiàn)象稱之為城市熱島效應(yīng)?！盁釐u效應(yīng)”的成因　　氣候條件是造成城市熱島效應(yīng)的外部因素，而城市化才是熱島形成的內(nèi)因。一般認(rèn)為熱島成因有三：　　一是城市與郊區(qū)地表面性質(zhì)不同，熱力性質(zhì)差異較大。城區(qū)反射率小，吸收熱量多，蒸發(fā)耗熱少，熱量傳導(dǎo)較快，而輻射散失熱量較慢，郊區(qū)恰相反；　　二是城區(qū)排放的人為熱量比郊區(qū)大；　　三是城區(qū)大氣污染物濃度大，氣溶膠微粒多，在一定程度上起了保溫作用?！　〈髿馕廴驹诔鞘袩釐u效應(yīng)中起著相當(dāng)復(fù)雜特殊的作用。來自工業(yè)生產(chǎn)、交通運輸以及日常生活中的大氣污染物在城區(qū)濃度特別大

5、，它像一張厚厚的毯子覆蓋在城市上空，白天它大大地削弱了太陽直接輻射，城區(qū)升溫減緩，有時可在城市產(chǎn)生“冷島”效應(yīng)。夜間它將大大減少城區(qū)地表有效長波輻射所造成的熱量損耗，起到保溫作用，使城市比郊區(qū)“冷卻”得慢，形成夜間熱島現(xiàn)象。城市熱島　　在近地面等溫線圖上，郊區(qū)氣溫相對較低，而市區(qū)則形成一個明顯的高溫區(qū)，如同出露水面的島嶼，被形象的稱之為“城市熱島”。城市熱島中心，氣溫一般比周圍郊區(qū)高1℃左右，最高可達(dá)6℃以上。在城市熱島作用下，近地面產(chǎn)生由郊區(qū)吹向城市的熱島環(huán)流。城市熱島增強空氣對流，空氣中的煙塵提供了充足的水汽凝結(jié)核，故城市降水比較去多。對歐美許多大城

6、市研究發(fā)現(xiàn)，城市降水量一般比郊區(qū)多5%~10%。"城市熱島"的成因　　近年來，隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，城市熱島效應(yīng)也變得越來越明顯。城市熱島形成的原因主要有以下幾點:　　首先，是受城市下墊面特性的影響。城市內(nèi)有大量的人工構(gòu)筑物，如混凝土、柏油路面，各種建筑墻面等，改變了下墊面的熱力屬性，這些人工構(gòu)筑物吸熱快而熱容量小，在相同的太陽輻射條件下，它們比自然下墊面（綠地、水面等）升溫快，因而其表面溫度明顯高于自然下墊面?！　×硪粋€主要原因是人工熱源的影響。工廠生產(chǎn)、交通運輸以及居民生活都需要燃燒各種燃料，每天都在向外排放大量的熱量?！　〈送猓鞘欣镏芯G地、林木

7、和水體的減少也是一個主要原因。隨著城市化的發(fā)展，城市人口的增加，城市中的建筑、廣場和道路等大量增加，綠地、水體等卻相應(yīng)減少，緩解熱島效應(yīng)的能力被削弱。　　當(dāng)然，城市中的大氣污染也是一個重要原因。城市中的機動車、工業(yè)生產(chǎn)以及居民生活，產(chǎn)生了大量的氮氧化物、二氧化碳和粉塵等排放物。這些物質(zhì)會吸收下墊面熱輻射，產(chǎn)生溫室效應(yīng)，從而引起大氣進一步升溫?！　≡瓌t上，一年四季都可能出現(xiàn)城市熱島效應(yīng)。但是，對居民生活和消費構(gòu)成影響的主要是夏季高溫天氣下的熱島效應(yīng)。為了降低室內(nèi)氣溫和使室內(nèi)空氣流通，人們使用空調(diào)、電扇等電器，而這些都需要消耗大量的電力。如目前美國1/6的電

8、力消費用于降溫目的，為此每年需付電費400億美元。高溫天氣對人體健康也有不利影響