城市热岛的成因及控制

城市热岛的成因及控制城市热岛的成因及控制导读：“城市热岛效应”也称“大气热污染现象”，是指城市市区气温高于郊区气温，高温城区处于低温郊区的包围之中，在用等温线表示的气温分布图上，形成内高外低的岛屿形式，故称为“城市热岛效应”。环保专家认为,“热岛效应”80%的因素归咎于绿地和湿地的减少，城市热量的排放因素只占20%，所以城市热岛效应的控制重点是绿地和湿地的建设。而卫星热红外遥感技术能有效、全面地探测到下垫面的温度特征，周期性、动态地监测城市热环境变化趋势，是研究城市热岛效应的有效手段。关键词：城市热岛效应，城市热环境，成因，控制一、城市热岛效应“城市热岛效应”也称“大气热污染现象”，是指城市市区气温高于郊区气温，高温城区处于低温郊区的包围之中，在用等温线表示的气温分布图上，形成内高外低的岛屿形式，故称为“城市热岛效应”。城市热岛效应使城市年平均气温比郊区高出1℃以上，夏季城市局部地区的气温有时甚至比郊区高出6℃以上。在全球高速城市化的背景下，城市热岛已经成为影响城市环境的要素之一，对城市公共健康、空气质量、能源消耗等方面构成了严重威胁。二、城市热岛效应成因分析城市热岛效应的形成与许多因素有关，城市化是形成热岛现象的主要原因。1、下垫面的变化城市微气候的形成与城市人工构筑的下垫面有着密切的关系。由于城市与郊外的下垫面不同,形成各自的热环境和热平衡(图1、图2)。图1郊外的热平衡图2城市内的热平衡城市地表无机化，越来越多的地表被建筑物、混凝土和柏油所覆盖，绿地和水面的减少使蒸发作用减弱，大气得不到冷却;同时，这些人工构筑物热容量小,在相同太阳辐射条件下,比自然绿地、水面等升温快。2、人工热源的影响城市中大量的人为热排放也是产生热岛的重要原因。工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料,每天都在负外排放大量的热量。3、城市中的大气污染城市中的机动车,工业生产以及居民生活所产生的氮氧化物、二氧化碳和粉尘待排放物,这些物质会吸收城市中人工构筑物的热辐射,产生温室效应,从而引起大气进一步温升。在城市热岛现象的影响下,城区气温比周围郊区的农村高,城市地区的热空气上升,并在高空向四周扩散,周围郊区的较冷空气流入城区,这样就形成城市特有的热岛环流。城郊工厂排出的污染物可随热岛环流由低空吹向城区,使城市污染物浓度升高,进一步增强了城市的热岛效应。4、城市建筑物密度和负荷高密度的建筑物增加了太阳辐射的直接吸收和太阳辐射反弹吸收,城市中高层建筑物林立，影响风的自然流动，也是导致城市热岛效应的原因之一。5、城市能耗城市大量的能耗增加了表面大气的温度,也使热岛效应增强。特别是夏季高温天气下的建筑空调负荷大大增强了热岛效应，反过来，城市热岛效应又增加了空调能耗，形成恶性循环。此外,城市建成率、几何形状、城市规模和城市地理位置也与热岛效应存在明显的相关关系。三、城市热岛效应的控制绿地和水面是有效缓解城市热岛效应，调节和改善城市微气候环境的最有效因素。环保专家认为,“热岛效应”80%的因素归咎于绿地和湿地的减少，城市热量的排放因素只占20%，所以城市热岛效应的控制重点是绿地和湿地的建设。1、大力推广城市立体绿化植物对太阳辐射的吸收率高，透过率低;植物可通过蒸腾作用带走大量热量，提高空气湿度;特别是树木通过遮挡阳光可以大量减少辐射热。植物对太阳辐射的反射率一般为10%～20%，对红外线的反射率高达70%以上。研究表明,当一个区域的绿化覆盖率达到30%,热岛强度明显减弱;绿化覆盖率大于50%,热岛缓解现象极其明显。植物因为进行光合作用，可以产生良好的环境效益，这对缓解全球温室效应，补救臭氧层空洞都会起到非常重要的作用。在城市绿化中应进行合理的乔灌草搭配,尤其是乡土树种的种植。应舍弃一味种植草坪和名贵树木的不合理做法。。由于城市用地紧张，城市绿化中除了进行水平方向森林规划外，应向立体绿化方向发展。城市有大量的水泥或混凝土屋顶、墙体、立交和边坡，这些裸露表面为立体绿化提供了可能。发展立体绿化是缓解城市热岛效应的重要方法。建筑物的屋面是建筑与大气接触的重要界面。而城市中屋面的面积占去了整个城市面积的50%左右。增加屋顶绿地覆盖面积,不仅可以降低空调能耗,而且还能调节室外气温.具有减缓城市热岛效应的作用，生态效益显著。2、保护自然湿地，努力构建人工湿地水体热容量大，水分蒸发多，增温降温缓和，城市内水面的存在，可在一定程度上缓解城市热岛现象。城市化导致大量的城市农田、水塘、湖泊、内河、沼泽等湿地减少或消失，不透水混凝土建筑、道路和广场，使大量的降水直接通过排水网流失。湿地的减少或消失，天然降水的白白流失，致使城市失去了通过蒸发带走城市热量，降低热岛效应的机会以及水通过促进林木生长，间接降低热岛效应的可能性。要在大力保护原有湿地的基础上(包括城郊湿地的保护)，在城市进行