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1、城市熱島效應(yīng)中文名稱:城市熱島效應(yīng)英文名稱:urbanheatisland定義:指城市溫度高于郊野溫度的現(xiàn)象。由于城市地區(qū)水泥、瀝青等所構(gòu)成的下墊面導(dǎo)熱率高,加之空氣污染物多,能吸收較多的太陽能,有大量的人為熱進(jìn)入空氣;另一方面又因建筑物密集,不利于熱量擴(kuò)散,形成高溫中心,并由此向外圍遞減。城市熱島效應(yīng)形成的原因主要是城市內(nèi)擁有大量鍋爐、加熱器等耗能裝置以及各種機(jī)動車輛)。這些機(jī)器和人類生活活動都消耗大量能量,大部分以熱能形式傳給城市大氣空間。據(jù)統(tǒng)計(jì),香港每年散耗能量占輸入能量的39%,達(dá)76×l09MJ,特別是寒冷地區(qū)的冬季,每年都要燃燒大量礦石燃料(在我國北方主要是燃煤采
2、暖)對城市大氣環(huán)境質(zhì)量和局部氣候的影響更大。這時人為熱源甚至可達(dá)到與來自太陽輻射的熱量相等或是更大的程度。有人估計(jì)冬季莫斯科的人為散熱大于同期太陽輻射熱的3倍。城區(qū)大量的建筑物和道路構(gòu)成以磚石、水泥和瀝青等材料為主的下墊層:這些材料熱容量、導(dǎo)熱率比郊區(qū)自然界的下墊層要大得多,而對太陽光的反射率低、吸收率大;因此在白天,城市下墊層表面溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于氣溫,其中瀝青路面和屋頂溫度可高出氣溫8℃~17℃·此時下墊層的熱量主要以湍流形式傳導(dǎo),推動周圍大氣上升流動,形成"涌泉風(fēng)",并使城區(qū)氣溫升高;在夜間城市下墊面層主要通過長波輻射,使近地面大氣層溫度上升。由于城區(qū)下墊層保水性差,水分蒸發(fā)
3、散耗的熱量少(地面每蒸發(fā)1g水,下墊層失去2.5kJ的潛熱),所以城區(qū)潛熱大,溫度也高。城區(qū)密集的建筑群、縱橫的道路橋梁,構(gòu)成較為粗糙的城市下墊層、因而對鳳的阻力增大,風(fēng)速減低,熱量不易散失。-在風(fēng)速小于6m/s時,可能產(chǎn)生明顯的熱島效應(yīng),-風(fēng)速大于11m/s時,下墊層阻力不起什么作用,此時熱島效應(yīng)不太明顯。城市大氣污染使得城區(qū)空氣質(zhì)量下降,煙塵、S02、,N0x,C0,含量增加,這些物質(zhì)都是紅外輻射的良好吸收者,至使城市大氣吸收較多的紅外輻射而升溫。由于熱島中心區(qū)域近地面氣溫高,大氣做上升運(yùn)動,與周圍地區(qū)形成氣壓差異,周圍地區(qū)近地面大氣向中心區(qū)輻合,從而在城市中心區(qū)域形成一
4、個低壓旋渦,結(jié)果就勢必造成人們生活、工業(yè)生產(chǎn)、交通工具運(yùn)轉(zhuǎn)中燃燒石化燃料而形成的硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、碳?xì)浠衔锏却髿馕廴疚镔|(zhì)在熱島中心區(qū)域聚集,危害人們的身體健康甚至生命。一方面,大量污染物在熱島中心聚集,濃度劇增,直接刺激人們的呼吸道粘膜,輕者引起咳嗽流涕,重者會誘發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病,尤其是患慢性支氣管炎、肺氣腫、哮喘病的中老年人還會引發(fā)心臟病,死亡率高,如英國倫敦在1952年12月份,因?yàn)檫@個原因死亡4000余人。另一方面,大氣污染物還會刺激皮膚,導(dǎo)致皮炎,甚而引起皮膚癌。有的物質(zhì)如鉻等,若進(jìn)入眼內(nèi)會刺激結(jié)膜,引起炎癥,重者可導(dǎo)致失明。汞的含量較多,可損害人的腎臟,
5、引起劇烈腹痛、嘔吐。汞慢性中毒還會損害人的神經(jīng)系統(tǒng)。第三方面,長期生活在熱島中心區(qū)的人們會表現(xiàn)為情緒煩躁不安、精神萎靡、憂郁壓抑、記憶力下降、失眠、食欲減退、消化不良、潰瘍增多、胃腸疾病復(fù)發(fā)等,給城市人們的工作和生活帶來說不盡的煩惱。在中國,素有“火爐城市”之稱的南京、武漢、重慶等許多大城市在發(fā)展中都不同程度地出現(xiàn)了以上這些現(xiàn)象,所以,城市熱島效應(yīng)已成為城市發(fā)展中應(yīng)正確面對、亟待解決的問題。1、控制使用空調(diào)器,提高建筑物隔熱材料的質(zhì)量,以減少人工熱量的排放;改善市區(qū)道路的保水性性能。2、建筑物淡色化以增加熱量的反射。3、提高能源的利用率,改燃煤為燃?xì)狻?、此外,“透水性公路鋪
6、設(shè)計(jì)劃”,即用透水性強(qiáng)的新型柏油鋪設(shè)公路,以儲存雨水,降低路面溫度。5、形成環(huán)市水系,調(diào)節(jié)市區(qū)氣候。