城市热岛效应的危害及对策Hazards and countermeasures of the urban heat island
effect
目录
一．引言 (Ⅴ)
二．热岛效应形成的原因 (Ⅵ)
2.1．城市下垫面性质改变 (Ⅵ)
2.2．人为热和大气污染 (Ⅵ)
2.3．城市规模、形状和所处的地理位置 (Ⅵ)
2.4. 其他因素 (Ⅵ)
三．城市热岛效应的危害 (Ⅶ)
3.1．城市热岛效应造成恶劣的天气 (Ⅶ)
3.2. 对降水的影响 (Ⅶ)
3.3. 破坏大气环境 (Ⅶ)
3.4. 改变生物习性 (Ⅷ)
3.5. 加速能量消耗 (Ⅸ)
3.6. 危害居民健康 (Ⅹ)
四.热岛效应的特征 (Ⅺ)
4.1. 强度的时间变化 (Ⅺ)
4.2. UHI强度的空间变化 (Ⅺ)
五．城市热岛效应效应的治理与对策 (Ⅺ)
5.1. 提高城市绿地覆盖率 (Ⅻ)
5.2．采用新型的城市规划与设计理念 (Ⅻ)
5.3．减少人为热的排放量 (Ⅻ)
5.4．预防和治理大气污染 (Ⅻ)
5.5．保留城区水域面积，增加喷水洒水设施 (Ⅻ)
6．采用高反射率的地表材料 (ⅩⅢ)
六．参考文献 (ⅩⅣ)
内容摘要
随着世界性城市化、工业进程的加快，城市热岛效应越来越强烈，并极大地影响城市生态环境的安全和居民的日常生活，缓解城市热岛已是迫切需要解决的问题。阐述了城市热岛效应的特征、成因和危害，主要分析了缓解城市热岛效应的措施。在总结当前研究的基础上，探讨了城市热岛未来。
关键词
城市生态；城市热岛；气候变化；人类活动
Summary
With the acceleration of worldwide urbanization, industrial process, the urban heat island effect is more intense, and greatly affect the safety of the city's ecological environment and the daily life of residents, to alleviate the urban heat island is an urgent need to address the problem. Described the characteristics, causes and hazards of the urban heat island effect, mainly measures to ease the urban heat island effect. On the basis of summing up the current research to explore the future of the urban heat island.
Keyword
Urban ecology; urban heat island; climate change; human activities
Zusammenfassung
Mit der Beschleunigung der weltweiten Verst?dterung, industrielle Verfahren, ist die st?dtische W?rmeinsel-Effekt intensiver, und gro?en Einfluss auf die Sicherheit der Stadt ?kologische Umwelt und das t?gliche Leben der Bewohner, um die st?dtische W?rmeinsel zu lindern ist eine dringende Notwendigkeit, das Problem anzugehen. Beschrieb die Merkmale, Ursachen und Gefahren der st?dtischen W?rmeinsel-Effekt, vor allem Ma?nahmen zur Verbesserung der st?dtischen W?rmeinsel-Effekt zu erleichtern. Auf der Grundlage der Zusammenfassung der aktuellen Forschung, um die Zukunft der st?dtischen W?rme-Insel zu erkunden.
Stichwort
Stadt?kologie; st?dtische W?rmeinsel, Klimawandel, menschliche Aktivit?ten
引言
1833年，英国气候学家Lake Howard对伦敦城市中心的温度比郊区高的现象进行文字记载，并把这种气候特征称为“热岛效应”?。Manley于1958年首次提出城市热岛(UHI)的概念。UHI效应是在不同区域气候背景下，在人类活动特别是城市化因素影响下形成的一种特殊小气候，是生态环境失调引起的一种城市中心气温比其郊区气温高的一种自然现象。随着世界性城市化、工业化进程的
加快，城市不断“摊大饼”一样的蔓延扩大及农村人口进一步向城市集中，UHI 现象变得越来越严重。热岛强度令人震惊，已经极大地影响着城市生态环境和城市居民的日常生活，引起了各国政府的高度重视和广泛关注。因此，对UHI的研究已成为应对全球气候变化的前沿热点之一，同时研究UHI对城市规划、城市预警、城市经济发展和市民的身体健康有着重要的指导意义。
Introduction
In 1833, the British climatologist Lake Howard on the temperature of the London city center suburb phenomenon written records, and climatic characteristics known as the "heat island" ... Manley in 1958 first proposed the concept of the urban heat island (UHI). UHI effects of human activities in the context of different regional climate, especially the factors of urbanization formation of a special micro-climate, ecological imbalance caused by an urban center temperature is higher than its suburbs temperatures is a natural phenomenon. As the worldwide urbanization, industrialization process
Accelerated urban "pie" the spread of the rural population further expand and to cities, the UHI phenomenon is becoming increasingly serious. Heat island intensity shocking and has greatly affected the daily life of the city's ecological environment and urban residents, has aroused great attention and widespread concern of Governments. Therefore, research on UHI has become the forefront of tackling global climate change one of the hot, at the same time study the UHI in urban planning, urban warning, urban economic development and people's physical health has an important guiding significance.
二．热岛效应形成的原因
1 城市下垫面性质改变
城市“水泥森林”的发展，不仅改变了下垫面的性质，同时也改变原有的自然地面的面积比例。城市建筑物和道路的材料改变了地表热交换和大气动力学特征，更易吸收大量热辐射，致使夜晚红外辐射的热量相应增多，如果这种建筑物贯穿于整个城市则可使城市上空温度升高。另外，城市由于参差不齐的建筑物，使城市的墙壁与墙壁、墙壁与地面之间进行多次反复吸收，这为城市“热岛”的形成奠定了能量基础。
2 人为热和大气污染
把城市人为热归纳为机动车辆、工厂车间、空调运转、居民烹饪及建筑物向外散发的热量。人为热排放对城市“热岛”的影响具有双重作用。一方面，直接增加了城市的热量。1984年上海城区每平方公里上空所获得的人为热相当于郊区的3．2倍，如果再加上空调排热等其它的人为热，市区与郊区人为热的差异更大。另一方面，城市人为热排放的同时，也大量排放煤灰、粉尘及各种污染气体，其中较多的是CO 、N 0、H 0、CH 、CFC等温室气体，形成覆盖在城市上空的“尘罩”与“气罩”，气溶胶粒等有害物质善于吸收长波辐射能，尤以CO吸收长波辐射的能力更强，且城市上空的污染物层如同保温层一样包围在城市上空，有效阻止长波辐射的逸出，增加大气逆辐射，加重了UHI的强度。
3 城市规模、形状和所处的地理位置
城市建成率、几何形状与热岛强度存在明显的相关关系。研究者”通过对城市表层气温的空间分区特点分析了热岛效应的成因，认为UHI形成的原因主要是各个区域不同的建筑结构(几何结构)和建筑材料所引起的，城市中温度最高的区域往往与最深的城市街道相对应，即通常分布在市中心。如果街道走向设计或几何形状不合理，则密不通风，风速小，热量不易散发，温室气体也难于迅速扩散，导致局部气温过高。即使是1 000人的小城镇也能在长时间温度记录中观测到热岛效应的存在，城市人口越多，规模越大，热岛效应越明显。据研究，1万人口城市的热岛强度达到0．11℃，10万人Vl 0．32 cI=，100万人口0．91℃。城市地貌也是引起UHI的主要因素。如广州市地处低纬度，高温，多雨，湿度大，风向以北和东北及东和东南方向为主，具有通风不良和静风频率高、近地层的逆温频率高、热岛效应强等特点。
4 其他因素
UHI的成因非常复杂，影响热岛强度的因子是多种多样的。除了城市本身的内部原因以外，还需要外部的气象条件配合，如气压场必须稳定，气压梯度小，静风或微风；天气晴朗少云或无云，大气层结构稳定，无自动对流上升运动等。我国大部分地区夏季受副热带高气压控制，以下沉气流为主，多静风天气，近地面热量不易散发，进一步加剧了UHI效应
三．城市热岛效应的危害
城市热岛效应是在人类活动下城市下垫面条件发生改变而在城市上空形成的城市独特气候现象?。北京市近几十年的飞速发展给城市生态环境造成很大影响，热岛效应十分明显，如2000年夏季，北京市持续高温超过一周，最高气温到达42℃。在20世纪80年代初，周明煜等对北京市热岛和城市环流特征作了初步的分析；徐兆生等研究发现在80年代北京市1月份的平均气温为一2．4℃，比东郊高2．4℃。陈沈斌等-4J根据实测资料探讨了北京城市化对于年平均气温的影响，估算出北京市区由于城市化造成的气温升高约为0．121℃；
谢庄等-5j研究指出北京在1950—1979年的30年间气温升高达0．159℃。
1．城市热岛效应造成恶劣的天气
UHI效应会带来各种异常的城市气象，如暖冬、飓风及暴雨等，对城市气候带来很大的影响。UHI效应会引起局地环流，使得城市风场特征极为复杂。热岛的存在使得城区凝露量、结霜量、霜冻El数、下雪频率和积雪时间都小于郊区。UHI还改变着其它城市气象，例如云和雾的发展、闪电的频率等。
2. 对降水的影响
热岛效应影响着云的形成和运动，还可能通过流场的作用对冬夏季降水过程产生影响。一般认为，UHI可以增加城市的降水，但UHI效应只是增加了降水量而不会引起降雨，即它不会提高降雨次数。UHI影响降雨格局一贯被认为是由于城市污染导致浓缩核增加、高耸建筑使得地表粗糙度提高等引起的，然而最近的研究表明，提高浓缩核不
会增加降水量。虽然城市污染可以提高浓缩核，但很少会合并形成雨滴。在夏季晴空背景下，中午前后，城市热力强迫有利于形成城市中尺度低空风场辐合线，并加强边界层内中心城区风场垂直切变，这种强迫有利于对流降水的维持。在冬季同样存在这种热岛效应的强迫作用，即UHI效应容易形成一个以市区为中心的低压系统以及指向市中心的气压梯度力。UHI效应与环境流场之间的相互作用过程，还有可能对更大范围的降水分布产生影响。
3. 破坏大气环境
由于热岛的存在，城市中盛行上升气流，上升的气流中含有大量的烟尘等微粒，因而城市上空容易形成以这些微粒为团粒结构的云团，造成城市地区近地层空气污染严重。在高温季节，城市排放的废气中，如氮氧化合物、碳氢化合物，经光化学反应形成一种浅蓝色的烟雾，在热岛的影响下形成二次污染物，其危害性更大。城市里持续的高温可以加速某些特定的大气化学循环，从而导致地表臭氧的提高。在影响广州局地环流3种类型中，辐散型流场地面臭氧浓度最低，热岛环流型地面臭氧浓度最高。除此之外，高温增加生物烃及人造挥发性有机混合物的蒸发，它们都关系着对流层中臭氧的产生。
4. 改变生物习性
UHI改变城市近地表热量结构，提高市区温度，使得生物物候、生理活动、区系组成、种群结构、分布范围以及繁殖活动等发生改变。由于市中心温度提高，植物发芽、开花时间提前，落叶时问延迟。温度提升促进近地层臭氧形成，导致近郊农作物减产5％～10％[21 J。由于市区温度的提高，无霜期延长，极端低温趋向缓和，使得本不属于该区系的植物经过人类驯化，在城市得以繁殖生长。另一方面，由于温度的提高，尤其是极端高温的提高，又限制了一些植物的生长。
5. 加速能量消耗
夏季UHI 加剧了酷热，应用空调制冷所消耗的能量是十分可观的，据美国能源部的估计，美国为缓解热岛效应每年要多花费高达100亿美元的能源成本支出 。
另一方面，热岛效应促使城市用于空调运转的耗能量(包括建筑物内、交通工具内等)上升，从而导致温室气体排放大量增加，温室气体排放又直接加速全球变暖，气温进一步上升，反过来又加重热岛效应，这两者之间已经形成了恶性循环。
6. 危害居民健康
在热岛中心长期居住的居民以消化系统疾病多见，表现为食欲减退、消化不良、溃疡病最多，胃肠道疾病的复发周期短，复发率高。热岛中心地区居民神经系统方面的损害也较严重，神经系统患病率达30％，主要表现为神经官能症、失眠、烦躁不安、记忆力下降、精神萎靡、忧郁压抑感等。
四.热岛效应的特征
1.强度的时间变化
发现楚雄市的UHI渐趋显著，呈现明显的季节性，林学椿等利用气象资料研究发现了北京热岛强度的季节变化。根据中国过去50年的年平均气温数据研究认为，UHI效应对年平均温度的影响主要包括3个方面，即年平均温度值升高、年际问温度差异下降和气候趋势的改变。全国热岛的平均强度不到0．06 oC ，与全球0．05 oC接近。也有研究认为，从20世纪70年代到90年代的20年里，热岛强度以每10年0．1 qC的速度上升，而珠江三角洲都市群热岛强度由1983年前的0．1 oC上升到1993年的0．5℃l3 。还有人估计城市化和土地利用性质的改变会使热岛强度以每个世纪0．27 增加幅度上升。全国主要城市的热岛区域面积也随时间持续增加，如上海UHI区域面积由20世纪80年代的100 km 到90年代的800 km 。
2.UHI强度的空间变化
认为UHI的水平分布表现在热岛出现在人口密集、建筑物密度大、工商业最集中的地区。热岛的空间分布因高度的不同而有所差别，表现在白天城郊差别不明显，夜晚城郊差别大，并且这种强度的差别随高度的升高而下降，到一定的高度还会出现“交叉”现象。UHI效应在空间层次上则有水平与垂直分布上的微尺度、中尺度及大尺度等变化特征。张一平等引利用城市内外垂直观测资料，探讨了UHI气候立体分布特征，发现UHI最大强度有差异，且出现季节不同，UHI的变化特征存在热岛中心位置漂移现象。
五．城市热岛效应效应的治理与对策
UHI效应对城市整体带来的危害已是不容否认的客观事实。因此研究UHI效应的治理和对策是非常必要的，已引起众多学者的广泛关注。许多学者从热岛效应研究的范围、热岛效应的结构特征出发，提出了治理热岛效应的技术措施与对策，现归纳如下。
1.提高城市绿地覆盖率
城市植被是城市生态系统中的重要组分，当一个区域的植被覆盖率达到30％时，绿地对热岛效应即有较明显的削弱作用；相反，植被减少则是UHI形成的首要贡献因子。绿地的面积、形状、垂直结构、破碎度、连接度和郁闭度不同，治理热岛效应的效果也不一样。绿色屋顶改变了建筑的习性，能降低太阳辐射、外部温度、风速等，有效削减UHI强度。在制定城市绿地系统规划时，不仅要考虑每年的扩绿面积，还应着重考虑绿地的合理分布和植物配置。利用有限的空间，大力发展垂直绿化，加强绿化廊道建设，增加绿化总量，逐步改善城市大量建筑物等下垫面的辐射吸收和散热状况，达到减少城市热岛的效果。
2．采用新型的城市规划与设计理念
启用合理的城市开发、交通、绿地生态规划模式 8 3。建筑物是城市下垫面的重要组成部分，它对城市气温的影响很大，要合理布局城市建筑物，根据城市地理环境(包括纬度、地形、风向、风速、日照、辐射条件等)确定道路网的方位、宽度，建筑物朝向、间距以及建筑物的形体等。liLt't,，还应开辟城市风道，规划建设中应考虑设置一定长、宽的东南、西北等方向风道，引风人城，适当分散高层建筑物，降低建筑物密度，减少建筑物表面的粗糙度，便于下垫面的长波辐射散热和自然通风。
3．减少人为热的排放量
由于在城市工业生产和人们生活中释放了大量的热，促成了热岛的形成。因此，减少人为热的排放量已经显得极其必要。应该合理地控制市区的人口规模和密度；改善能源配置和使用条件，可采取工业集中采热，集中供热，发展民用煤气，以电代煤解决大气污染。同时需要向城市居民灌输环保生活理念，提倡每个人、每户家庭都要将环保的生活理念贯穿于日常生活的方方面面，变成自觉行为。大量降低交通运输、空调、烹饪及工业生产过程的废热，提高能源利用效率，实行清洁生产，或者开发利用新型高效环保能源。
4．预防和治理大气污染
根据城市的性质及其定位确定合理的产业结构，发展少污染、无污染的工业，特别要加快第三产业的发展，同时坚决控制汽车尾气排放，执行禁止使用含铅汽油的新法规。搞好消烟防尘，积极创建烟尘控制区，减少CO 等大气污染物的排放量，提高大气质量。
5．保留城区水域面积，增加喷水洒水设施
城市水域的功能不仅在于畅通给排水，增加景观，也是调节城市小气候的一个“肺叶”，在某种程度上是绿化无法代替的。在城市建设中，应尽可能保留水域面积，有条件的地方应恢复或疏通一些市内河道，以增加水域面积。因为水的热容量和导热率远高于陆地，水的升降温也远较陆地缓和；水体具有较强的贮热能力，蒸发时又能有效降低贴地气层的温度，因此，增加城区内的湖泊、池塘、溪水、游泳池等水域面积和喷水、洒水设施，这将会对城市气温起到良好的调节作用，有
效减轻热岛效应。
6．采用高反射率的地表材料
合适的建筑材料可以有效提高反射率，降低吸收率，对缓解UHI效应具有明显的作用。使用能降温节能、缓解热岛强度的户外建筑材料，提倡渗透性的地面铺装材料 J，通过在建筑物屋顶上涂浅色的涂料，垂直墙面上贴白色墙面砖等均可提高城
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什么是城市热岛效应 城市热岛效应(Urbanheatislandeffect)是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就象突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。 基本简介 城市热岛效应(The Urban Heat Island Effect)是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就象突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。城市热岛效应使城市年平均气温比郊区高出1°C，甚至更多。夏季，城市局部地区的气温有时甚至比郊区高出6°C以上。此外，城市密集高大的建筑物阻碍气流通行，使城市风速减小。由于城市热岛效应，城市与郊区形成了一个昼夜相同的热力环流。城市白天和黑夜的热岛效应[1] 晴朗无风的夏日，海岛上的地面气温，高于周围海上气温，并因此形成海风环流以及海岛上空的积云对流，这是海洋热岛效应的表现。近年来，由于城市人口集中，工业发达，交通拥塞，大气污染严重，且城市中的建筑大多为石头和混凝土建成，它的热传导率和热容量都很高，加上建筑物本身对风的阻挡或减弱作用，可使城市年平均气温比郊区可高2℃，甚至更多,在温度的空间分布上,城市犹如一个温暖的岛屿，从而形成城市热岛效应。热岛效应是由于人们改变城市地表而引起小气候变化的综合现象，在冬季最为明显，夜间也比白天
明显，是城市气候最明显的特征之一。 来源与发展 20世纪初，英国气候学家赖克·霍德华在《伦敦的气候》一书中把这种气候特征称为“热岛效应”。热岛效应近年来，随着城市建设的高速发展，城市热岛效应也变得越来越明显。城市热岛形成的原因主要有以下几点: 首先，是受城市下垫面特性的影响。城市内有大量的人工构筑物，如混凝土、柏油路面，各种建筑墙面等，改变了下垫面的热力属性，这些人工构筑物吸热快而热容量小，在相同的太阳辐射条件下，它们比自然下垫面（绿地、水面等）升温快，因而其表面温度明显高于自然下垫面。 另一个主要原因是人工热源的影响。工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料，每天都在向外排放大量的热量。此外，城市里中绿地、林木和水体的减少也是一个主要原因。随着城市化的发展，城市人口的增加，城市中的建筑、广场和道路等大量增加，绿地、水体等却相应减少，缓解热岛效应的能力被削弱。 当然，城市中的大气污染也是一个重要原因。城市中的机动车、工业生产以及居民生活，产生了大量的氮氧化物、二氧化碳和粉尘等排放物。这些物质会吸收下垫面热辐射，产生温室效应，从而引起大气进一步升温。 热岛效应原则上，一年四季都可能出现城市热岛效应。但是，对居民生活和消费构成影响的主要是夏季高温天气下的热岛效应。为
杨巧巧环境科学2134122115 城市热岛效应的产生原因：（1），是受城市下垫面特性的影响。城市内有大量的人工构筑物，如混凝土、柏油路面，各种建筑墙面等，改变了下垫面的热力属性，这些人工构筑物吸热快而热容量小，在相同的太阳辐射条件下，它们比自然下垫面（绿地、水面等）升温快，因而其表面温度明显高于自然下垫面。 （2）人工热源的影响。工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料，每天都在向外排放大量的热量。 （3）城市里中绿地、林木和水体的减少也是一个主要原因。随着城市化的发展，城市人口的增加，城市中的建筑、广场和道路等大量增加，绿地、水体等却相应减少，缓解热岛效应的能力被削弱。 （4）城市中的大气污染也是一个重要原因。城市中的机动车、工业生产以及居民生活，产生了大量的氮氧化物、二氧化碳和粉尘等排放物。这些物质会吸收下垫面热辐射，产生温室效应，从而引起大气进一步升温 干岛效应与湿岛效应的产生原因 城市干岛：城区由于下垫面粗糙度大（建筑群密集、高低不齐），又有热岛效应，其机械湍流和热力湍流都比郊区强，通过湍流的垂直交换，城区低层水汽向上层空气的输送量又比郊区多，这两者都导致城区近地面的水汽压小于郊区，形成“城市干岛”。 城市湿岛：到了夜晚，风速减小，空气层结稳定，郊区气温下降快，饱和水汽压减低，有大量水汽在地表凝结成露水，存留于低层空气中的水汽量少，水汽压迅速降低。城区因有热岛效应，其凝露量远比郊区少，夜晚湍流弱，与上层空气间的水汽交换量小，城区近地面的水汽压乃高于郊区，出现“城市湿岛”。 混浊岛效应： 它是指城市市区由于厂矿企业集中、机动车辆众多、人口密集,致使排出的污染气体和空气中的尘埃等混浊程度都大大高于周边地区,形成“混浊岛”;而尘埃等混浊物恰哈是云层中的水汽变成降雨所最需要的“凝结核”,于是产生了这样的效应:城市上空的凝结核越多,水汽就越容易在此凝结造成降水,增加了雨量。此外,由于市区建筑物集中、高大,使风速在此大为减弱,强雨带等天气系统在市区上
城市热岛效应 科技名词定义 中文名称：城市热岛效应 英文名称：urban heat island 定义：指城市温度高于郊野温度的现象。由于城市地区水泥、沥青等所构成的下垫面导热率高，加之空气污染物多, 能吸收较多的太阳能，有大量的人为热进入空气；另一方面又因建筑物密集，不利于热量扩散，形成高温中心，并由此向外围递减。 所属学科：生态学（一级学科）；城市生态学、生态工程学和产业生态学（二级学科） 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 百科名片 城市热岛效应(Urbanheatislandeffect)是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就象突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。 简介 英文名称 The Urban Heat Island Effect 热岛效应
城市热岛效应(Urbanheatislandeffect)是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就象突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。城市热岛效应使城市年平均气温比郊区高出1°C，甚至更多。夏季，城市局部地区的气温有时甚至比郊区高出6°C 以上。此外，城市密集高大的建筑物阻碍气流通行，使城市风速减小。由于城市热岛效应，城市与郊区形成了一个昼夜相反的热力环流。晴朗无风的夏日，海岛上的地面气温，高于周围海上气温，并因此形成海风环流以及海岛上空的积云对流，这是海洋热岛效应的表现。近年来，由于城市人口集中，工业发达，交通拥塞，大气污染严重，且城市中的建筑大多为石头和混凝土建成，它的热传导率和热容量都很高，加上建筑物本身对风的阻挡或减弱作用，可使城市年平均气温比郊区可高2℃，甚至更多,在温度的空间分布上,城市犹如一个温暖的岛屿，从而形成城市热岛效应。热岛效应是由于人们改变城市地表而引起小气候变化的综合现象，在冬季最为明显，夜间也比白天明显，是城市气候最明显的特征之一。 编辑本段来源与发展 20世纪初，英国气候学家赖克·霍德华在《伦敦的气候》一书中把这种气候特征称为“热岛效应”。 热岛效应 近年来，随着城市建设的高速发展，城市热岛效应也变得越来越明显。城市热岛形成的原因主要有以下几点: 首先，是受城市下垫面特性的影响。城市内有大量的人工构筑物，如混凝土、柏油路面，各种建筑墙面等，改变了下垫面的热力属性，这些人工构筑物吸热快而热容量小，在相同的太阳辐射条件下，它们比自然下垫面（绿地、水面等）升温快，因而其表面温度明显高于自然下垫面。另一个主要原因是人工热源的影响。工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料，每天都在向外排放大量的热量。此外，城市里中绿地、林木和水体的减少也是一个主要原因。随着城市化的发展，城市人口的增加，城市中的建筑、广场和道路等大量增加，绿地、水体等却相应减少，缓解热岛效应的能力被削弱。当然，城市中的大气污染也是一个重要原因。城市中的机动车、工业生产以及居民生活，产生了大量的氮氧化物、二氧化碳和粉尘等排放物。这些物质会吸收下垫面热辐射，产生温室效应，从而引起大气进一步升温。 热岛效应
城市热岛效应的成因分析及影响 改革开放以来，我国城市化进程明显加快，目前已经进入到高速城市化的起飞线上，随之而来的城市环境污染问题也日益严重，其中的城市“热岛效应”作为这些环境问题中的典型代表有着重要的研究意义。 城市热岛效应是指城市因大量的人工发热、建筑物和道路等高蓄热体及绿地减少等因素，造成城市“高温化”城市热岛效应，通俗地讲就是城市化的发展，导致城市中的气温高于外围郊区的这种现象。在气象学近地面大气等温线图上，郊外的广阔地区气温变化很小，如同一个平静的海面，而城区则是一个明显的高温区，如同突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表着高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。在夏季，城市局部地区的气温，能比郊区高6℃甚至更高，形成高强度的热岛。此外，城市密集高大的建筑物阻碍气流通行，使城市风速减小。由于城市热岛效应，城市与郊区形成了一个昼夜相同的热力环流。 可见，城市热岛反映的是一个温差的概念，只要城市与郊区有明显的温差，就可以说存在了城市热岛。因此，一年四季都可能出现城市热岛。但是，对于居民生活的影响来说，主要是夏季高温天气的热岛效应。 这些年来，由于城市人口集中，工业发达，交通拥塞，大气污染严重，且城市中的建筑大多为石头和混凝土建成，它的热容量低，热传导率高，加上建筑物本身对风的阻挡或减弱作用，可使城市年平均气温比郊区可高2℃，甚至更多,在温度的空间分布上,城市犹如一个温暖的岛屿，从而形成城市热岛效应。热岛效应是由于人们改变城市地表而引起小气候变化的综合现象，在冬季最为明显，夜间也比白天明显，是城市气候最明显的特征之一。 城市热岛效应的成因 全球变暖的气候条件是造成城市热岛效应的外部因素，而城市化才是热岛形成的因。近年来，随着城市建设的高速发展，城市热岛效应也变得越来越明显。一般认为城市热岛效应是由以下几个原因造成的 首先，是受城市下垫面特性的影响。城市有大量的人工构筑物，如混凝土、柏油路面，各种建筑墙面等，改变了下垫面的热力属性，这些人工构筑物吸热快而热容量小，在相同的太阳辐射条件下，它们比自然下垫面（绿地、水面等）升温快，因而其表面温度明显高于自然下垫面。城市拥有大量的人工构筑物，其道路及建筑物的成分多为水泥、柏油、钢筋混凝土、砖石和金属等，这些材料都是吸热能手，它们具有热容量大、导热率高的特点，能吸收大量的热辐射。据资料显示，它们所占的面积约为70％～80％E 。另外，这些材料大多较郊区绿地的颜色深，对太阳辐射的吸收率较大，能吸收更多的热量。郊区土地有大量植被覆盖，植物的蒸腾作用可以带走热量，使温度不会太高。例如在夏天，当草坪温度为32℃、树冠温度为3O℃左右时，水泥铺成的地面的温度就可达到57℃，而柏油铺成的马路的温度更可以高达63 度。 另一个主要原因是人工热源的影响。工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料，每天都在向外排放大量的热量。城市人为热即人类活动产生的废热，城市大量的人为热释放引起城市地区局部升温，对城市热岛的形成起着十分重要的作用。弛等将人为热源分
热岛效应产生的原因 晴朗无风的夏日，海岛上的地面气温，高于周围海上气温，并因此形成海风环流以及海岛上空的积云对流，这是海洋热岛效应的表现。近年来，由于城市人口集中，工业发达，交通拥塞，大气污染严重，且城市中的建筑大多为石头和混凝土建成，它的热传导率和热容量都很高，加上建筑物本身对风的阻挡或减弱作用，可使城市年平均气温比郊区可高2摄氏度,甚至更多,在温度的空间分布上,城市犹如一个温暖的岛屿，从而形成城市热岛效应。热岛效应是由于人们改变城市地表而引起小气候变化的综合现象，在冬季最为明显，夜间也比白天明显，是城市气候最明显的特征之一。 气候条件是造成城市热岛效应的外部因素，而城市化才是热岛形成的内因。一般认为热岛成因有三：一是城市与郊区地表面性质不同，热力性质差异较大。城区反射率小，吸收热量多，蒸发耗热少，热量传导较快，而辐射散失热量较慢，郊区恰相反;二是城区排放的人为热量比郊区大;三是城区大气污染拖物浓度大，气溶胶微粒多，在一定程度上起了保温作用。 大气污染在城市热岛效应中起着相当复杂特殊的作用。来自工业生产、交通运输以及日常生活中的大气污染物在城区浓度特别大，它像一张厚厚的毯子覆盖在城市上宛，白天它大大地削弱了太阳直接辐射，城区升温减缓，有时可在城市产生“冷岛”效应。夜间它将大大减少城区地表有效长波辐射所造成的热量损耗，起到保温作用，使城市比郊区“冷却”得慢，形成夜间热岛现象。从城市气象规划设计出发应考虑： （1）要保护并增大城区的绿地、水体面积。因为城区的水体、绿地对减弱夏季城市热岛效应起着十分可观的作用。 （2）城市热岛强度随着城市发展而加强，因此在控制城市发展的同时，要控制城市人口密度、建筑物密度。因为人口高密度区也是建筑物高密度区和能量高消耗区，常形成气温的高值区。 （3）如北京市位于平原中部，三面环山。由于山谷风的影响，盛行南、北转换的风向。夜间多偏北风，白天多偏南风。因此，在扩建新市区或改建旧城区时，应适当拓宽南北走向的街道，以加强城市通风，减小城市热岛强度。 （4）减少人为热的释放，尽量将民用煤改为液化气、天然气并扩大供热面积也是根本对策。 城市热岛效应(Urbanheatisleffect)是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就象突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。城市热岛效应使城市年平均气温比郊区高出1°C，甚至更多。夏季，城市局部地区的气温有时甚至比郊区高出6°C以上。此外，城市密集高大的建筑物阻碍气流通行，使城市风速减小。由于城市热岛效应，城市与郊区形成了一个昼夜相反的热力环流。 近年来，随着城市建设的高速发展，城市热岛效应也变得越来越明显。城市热岛形成的原因主要有以下几点: 首先，是受城市下垫面特性的影响。城市内有大量的人工构筑物，如混凝土、柏油路面，各种建筑墙面等，改变了下垫面的热力属性，这些人工构筑物吸热快而热容量小，在相同的太阳辐射条件下，它们比自然下垫面（绿地、水面等）升温快，因而其表面温度明显高于自然下垫面。
关于城市热岛效应及其现实影响研究的结题报告 高一.十班 Ⅰ. 组长：李泽颢成员：李泽颢 相关学科：地理指导老师：吴新亚 Ⅱ. 背景：随着世界的发展，人口的增多，城市化的进程不断加快，一座座新城市不断被建起，人类文明因此高速发展。但是不可避免的，人类的扩建也产生了恶果。其不仅对环境造成了破坏，对自身也有不小的影响。其中，城市热岛效应是一个突出的现象。其具体表现为城市相对于周围郊区温度明显偏高，如同露出水面的岛屿。而作为中学生我们也应了解一下，来更加深刻地了解这一效应，并充分认识到事物发展的两面性。 Ⅲ.目的：了解城市热岛效应的定义，实质，表现形式，对人们日常生活的影响，对不同地区的不同效应，起因以及郑州本地的城市热岛状况。从中试图寻找解决办法。 意义：有利于加深对热岛效应的了解，增加对科学的热爱，加强实践能力和对学科的认识。 同时对论文这一文体有了更多的经验。 Ⅳ.分工：由一个人分不同阶段进行不同方式的调查。 Ⅴ.研究方法:观察，采访，网络搜索，搜寻，研究，问卷调查 Ⅵ.成果： ①城市热岛效应(Urbanheatislandeffect) 是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就象突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。 ②定义 热岛是由于人们改变城市地表而引起小气候变化的综合现象，是城市气候最明显的特征之一。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区的土壤、植被具有更大的热容量和吸热率，使得城区储存了较多的热量，并向四周和大气中幅射，造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温，高温的城区处于低温的郊区包围之中，如同汪洋大海中的岛屿，人们把这种现象称之为城市热岛效应。 ③成因 近年来，随着城市建设的高速发展，城市热岛效应也变得越来越明显。城市热岛形成的原因主要有以下几点: 首先，是受城市下垫面特性的影响。城市内有大量的人工构筑物，如混凝土、柏油路面，各种建筑墙面等，改变了下垫面的热力属性，这些人工构筑物吸热快而热容量小，在相同的
城市热岛效应 摘要：在全球气候变暖和高速城市化的大背景下，世界上许多城市都出现了高强度的城市热岛效应，城市热环境质量日趋恶化。分析和评价城市热岛效应已成为当前城市气候与环境研究的重要内容之一，也是全球变化研究的重要方面。本文剖析了城市热岛效应的成因及危害，并从当前城市热岛效应的现状出发探讨了改善城市生态环境，减低热岛强度的对策。 关键词：城市热岛效应，气候变化，人类活动，成因及措施 一、引言：城市热岛效应也称“大气热污染现象”,是指当城市发展到一定规模,由于城市下垫面性质的改变、大气污染以及人工废热的排放等因素使城市温度明显高于郊区,形成类似高温孤岛的现象,在气象学上被形象地称为城市热岛。可见,城市热岛反映的是一个温差的概念,只要城市与郊区有明显的温差,就可以说存在了城市热岛。 近年来,我国城市夏季伏天日气温在35℃以上的天数逐渐增多。据报道，2005年夏季，我国中东部和内蒙古中西部、新疆大部日最高气温高于或等于35度的日数一般在5天以上，其中华北南部、黄淮中西部、长江中下游大部及新疆东部、内蒙古西部、福建大部、广东北部、广西东部等地普遍持续高温10-15天，河北南部、山西南部、河南北部、安徽西北部、浙江大部、江西中北部等地达16-25天，很多城市日气温频频刷新当地气象纪录［1］。城区高温化得背后就是越来越严重的城市热岛现象。针对上述现象，本文就以城市热岛产生的原因和改善措施作初步探讨。 二、热岛效应形成的原因 2.1．城市下垫面性质改变 由于城市“水泥森林”的发展，改变了下垫面的性质，同时也改变原有的自然地面的面积比例。城市建筑物和道路的材料改变了地表热交换和大气动力学特征，更易吸收大量热辐射，致使夜晚红外辐射的热量相应增多，如果这种建筑物贯穿于整个城市则可使城市上空温度升高。另外，城市由于参差不齐的建筑物，
1．城市建筑蓄热对“城市热岛效应”的影响原理 以建筑连片面积达1000平方公里的某大城市为例，有1000万人口、400万辆汽车，汽油的燃烧值是3.45*10^7J/L，按每辆轿车每天行驶50公里，每天耗油量4升计算，每辆轿车每天的燃烧值为38kwh，400万辆，总散热量为15200万kwh＝1.52亿kwh。 人体散热功率以100w计算，1000万人，一天的散热量为： 100W×24h×1000万＝2400万kwh＝0.24亿kwh。 太阳辐照地面，每平方米功率高达0.8-1kw，辐照1平方公里地面的太阳能功率为100万kw，1000平方公里的太阳能功率为10亿kw，一天晒10小时，可形成100亿kwh热量。 从总热量来说，人体和汽车释放的热量加在一起，也仅相当于太阳辐照热量的1/50，太阳辐照地面形成的热量，远高于城市汽车、人体释放的热量。 一般认为是城市下垫面变化造成了“城市热岛效应”，太阳辐照地面形成的热量是如何因城市下垫面变化导致“城市热岛效应”的呢？ 本课题人员在进行建筑隔热等建筑热工学原理研究过程中，发现：以一般日照每天所能达到的传热厚度计算，不同材料单位面积的蓄热量相差几十倍、上百倍。
首先通过在BEED建筑热工节能软件的传热延迟时间计算，得到在同样的日照条件下，不同材料的传热厚度，在此基础上，根据所得到的传热系数，计算同样时间内的传热量，就可以得到不同材料在达到同样传热量时的各自厚度，在此基础上计算蓄热量，见下表： 材料在日光照射下的传热时间和传热厚度计算 日光照射墙体，按表面升温20℃计算传热，在延迟时间之前，传热被墙体吸收形成为蓄热，墙体传热量计作零。超过延迟时间后，并且达
远程教育学院 本科生毕业论文（设计） 题目论“城市热导效应”对人在城市生活的影响及缓解对策姓名与学号 年级与专业土木工程(工程管理)(专本2(业余)) 学习中心合肥中心 指导教师
浙江大学远程教育学院本科生毕业论文（设计）诚信承诺书 1.本人郑重地承诺所呈交的毕业论文（设计），是在指导教师的指导下严格按照学校和学院有关规定完成的。 2.本人在毕业论文（设计）中引用他人的观点和参考资料均加以注释和说明。 3. 本人承诺在毕业论文（设计）选题和研究内容过程中没有抄袭他人研究成果和伪造相关数据等行为。 4. 在毕业论文（设计）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。 毕业论文（设计）作者： 2015 年11 月8 日 论文版权使用授权书 本论文作者完全了解浙江大学远程教育学院有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江大学远程教育学院可以将论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文。 毕业论文（设计）作者签名： 2015 年11 月8 日
浙江大学远程教育学院本科毕业论文（设计）摘要 摘要 城市热岛效应,就是因城市化的发展,导致城市中气温高于外围郊区的现象。在近地面大气等温线图上,郊外的广阔地区气温变化很小,如同一个平静的海面,而城区则是一个明显的高温区,如同突出海面的岛屿,由于这种岛屿代表 着高温的城市区域,所以就被形象地称为城市热岛。在夏季,城市局部地区的气温,能比郊区高出6℃甚至更高,形成高强度的热岛。城市热岛影响着各个城市。尤其是大城市比如北京等。第一：城市中的机动车辆、工业生产以及大量的人群活动,产生了大量的氮氧化物、二氧化碳、粉尘等,这些物质能大量吸收环境中的热辐射能量,并增加大气对地面的长波逆辐射,产生众所周知的温室效应, 引起了气温的进一步升温。第二：城市建成区、几何形状,与热岛强度存在着明显的关联。如果城市建筑走向设计、或几何形状不合理,则不易通风,造成因风速小而热量不易散发,导致局部气温过高。和一些别的因素叠加产生这种效应，将危害人体健康，加剧大气污染，会造成局部地区的自然灾害，导致气候与物候失常等危害，最终影响了人类和生物的发生发展。 关键词城市热岛；温差；人体影响； I
城市热岛效应成因及改善措施 摘要：在全球气候变暖和高速城市化的大背景下，世界上许多城市都出现了高强度的城市热岛效应，城市热环境质量日趋恶化。分析和评价城市热岛效应已成为当前城市气候与环境研究的重要内容之一，也是全球变化研究的重要方面。本文剖析了城市热岛效应的成因及危害，并从当前城市热岛效应的现状出发探讨了改善城市生态环境，减低热岛强度的对策。 关健词：城市热岛效应成因措施 0 引言 城市热岛效应也称“大气热污染现象”,是指当城市发展到一定规模,由于城市下垫面性质的改变、大气污染以及人工废热的排放等因素使城市温度明显高于郊区,形成类似高温孤岛的现象,在气象学上被形象地称为城市热岛。可见,城市热岛反映的是一个温差的概念,只要城市与郊区有明显的温差,就可以说存在了城市热岛。 近年来,我国城市夏季伏天日气温在35℃以上的天数逐渐增多。据报道，2005年夏季，我国中东部和内蒙古中西部、新疆大部日最高气温高于或等于35度的日数一般在5天以上，其中华北南部、黄淮中西部、长江中下游大部及新疆东部、内蒙古西部、福建大部、广东北部、广西东部等地普遍持续高温10-15天，河北南部、山西南部、河南北部、安徽西北部、浙江大部、江西中北部等地达16-25天，很多城市日气温频频刷新当地气象纪录［1］。城区高温化得背后就是越来越严重的城市热岛现象。针对上述现象，本文就以城市热岛产生的原因和改善措施作初步探讨。 1 城市热岛效应的成因 全球变暖的气候条件是造成城市热岛效应的外部因素，而城市化才是热岛形成的内因。一般认为城市热岛效应是由以下几个原因造成的： 1.1城市污染物增加 正常的空气中含21%氧气和78%氮气,还有1%是其他物质。随着城市化发展，城市中由于大量的机动车、工业生产以及居民生活等人为因素的影响,城区大气中CO、SO2、NO x等有毒气体浓度大,总悬浮颗粒物密集,温室气体的含量高。其
分会场编号：S10 苏州市城市热岛效应现状分析 季 嬿1，朱 焱1，张宁2 （1. 苏州市气象局，苏州，215131 2.南京大学大气科学学院，南京，210023） 摘要：城市化进程加快所导致的城市热岛效应（Urban Heat Island, UHI）对于全球气候变化产生着深远的影响。近年来，苏州经济高速发展，年国民生产总值位列全国同类城市前列。截至2014年底，全市户籍在册人口约661.08万人，流动人口达到690万左右，随着城市经济建设规模的扩张以及城市人口数量的快速增长显著地加快了苏州的城市化进程，这可能导致苏州城市热岛效应进一步凸显。因此，利用最新的气象观测数据对苏州城市热岛效应进行较为系统的评估对于整个城市的健康发展和合理规划具有重要的现实意义。 本研究首先按照《城市园林绿化评价标准》的要求，选择苏州市范围内53个城市热岛代表站（其中城区站点19个，郊区站点34个）观测得到的4968组气温数据（共计119232个气温记录），对苏州市2013年夏季热岛强度值进行了整体评估。其次，利用1986至2010年美国宇航局（NASA）Landsat/TM卫星观测反演得到的地表气温数据对五种不同下垫面（城镇、裸地、水体、农田、林地）条件下的热岛效应强度进行更加精细化的估计。具体方法是：以太湖平均温度作为本底温度，在此基础上计算不同下垫面地表温度与太湖平均温度的差值得到相对温度，按照相对温度差值大小分为6级来表征热岛效应强度，从而得到苏州热岛强度等级分布。除了观测资料分析，本研究还利用数值模拟手段分析了不同绿化率、绿化方式对苏州市气象环境、城市热岛效应的影响。具体数值试验方案包括一组参考试验和五组敏感性试验，即：苏州市区实际绿化率（参考试验）、苏州市区所有网格点均无植被覆盖（敏感性试验1）、苏州市区所有网格点均为20%的树木覆盖（敏感性试验2）、苏州市区所有网格点均为40%的树木覆盖（敏感性试验3）、苏州市区所有网格点均为20%的草地覆盖（敏感性试验4）、苏州市区所有网格点人为热为0（敏感性试验5）。 研究结果表明：1）2013年度6-8月苏州城市热岛强度值为0.47℃，满足城市热岛效应强度“三星级”（≤2℃）考核要求；2）1986至2010年的卫星反演资料表明，随着苏州城市化的进程，苏州市城市热岛效应有缓慢增强的趋势。从分布特征来看，苏州城市热岛效应呈明显的放射型分布特征，以市区为中心向周围呈放射状分布；3）数值模拟结果表明，植树绿化和草地绿化都可以使局地空气温度有所下降，植树绿化的降温效果要优于草地绿化。苏州现有绿化水平（以树木绿
关于城市热岛效应及其现实影响研究的开题报告 高一.十班 Ⅰ. 组长：李泽颢成员：李泽颢 相关学科：地理指导老师：吴新亚 Ⅱ. 背景：随着世界的发展，人口的增多，城市化的进程不断加快，一座座新城市不断被建起，人类文明因此高速发展。但是不可避免的，人类的扩建也产生了恶果。其不仅对环境造成了破坏，对自身也有不小的影响。其中，城市热岛效应是一个突出的现象。其具体表现为城市相对于周围郊区温度明显偏高，如同露出水面的岛屿。而作为中学生我们也应了解一下，来更加深刻地了解这一效应，并充分认识到事物发展的两面性。 Ⅲ.目的：了解城市热岛效应的定义，实质，表现形式，对人们日常生活的影响，对不同地区的不同效应，起因以及郑州本地的城市热岛状况。从中试图寻找解决办法。 意义：有利于加深对热岛效应的了解，增加对科学的热爱，加强实践能力和对学科的认识。同时对论文这一文体有了更多的经验。 Ⅳ.分工：由一个人分不同阶段进行不同方式的调查。 Ⅴ.研究方法:观察，采访，网络搜索，搜寻，研究，问卷调查 Ⅵ.计划：第一阶段：搜集资料 ①通过网上搜索，了解城市热岛效应。 ②随机采访几位市民，询问其对城市热岛效应的了解，及对其日常生 活的影响。 ③试图采访当地气象局，查看郑州近年来气温变化。 ④观察周围生活环境，试图寻找热岛效应的痕迹，可以做适当摄像。 ⑤可做一些调查问卷，了解人们对热岛效应的熟悉程度，及对其看法。 第二阶段：整理资料： ①整理采访内容，分类置放。 ②整合搜索资料，加以修改。 ③把数字数据集合起来，尽量以图表格式直观地体现。 ④筛选有用图片，整合。 ⑤意见整合，综合归纳。 第三阶段：分析资料 ①从资料中找出关键信息。 ②寻求老师指导完成分析。 ③资料分析中试图找出新信息。 ④同时分析到热岛效应的好处和坏处。 ⑤加入适当专业人士评语看法。 ⑥提出自己的观点，找出解决办法。 第四阶段：写成论文 ①布局分配 ②资料引用
热岛效应的形成 城市热岛的形成，与城市化的发展密不可分。北京市园林科学研究所高级工程师李延明将其形成的直接原因概括为四个方面： 一是城市下垫面（大气底部与地表的接触面）特性的影响。城市内大量人工构筑物如铺装地面、各种建筑墙面等，改变了下垫面的热属性，这些人工构筑物吸热快而热容量小，在相同的太阳辐射条件下，它们比自然下垫面（绿地、水面等）升温快，因而其表面的温度明显高于自然下垫面。比如夏天里，草坪温度32℃、树冠温度30℃的时候，水泥地面的温度可以达到57℃，柏油马路的温度更高达63℃，这些高温物体形成巨大的热源，烘烤着周围的大气和我们的生活环境，怎么能不热呢？ 二是城市大气污染。城市中的机动车辆、工业生产以及大量的人群活动，产生了大量的氮氧化物、二氧化碳、粉尘等，这些物质可以大量地吸收环境中热辐射的能量，产生众所周知的温室效应，引起大气的进一步升温。 三是人工热源的影响。工厂、机动车、居民生活等，燃烧各种燃料、消耗大量能源，无数个火炉在燃烧，都在排放热量！ 四是城市里的自然下垫面减少了。城市的建筑、广场、道路等等大量增加，绿地、水体等自然因素相应减少，放热的多了，吸热的少了，缓解热岛效应的能力就被削弱了。 气象专家、南京大学余志豪教授说，受热面的大小，受热材料的差异，是造成城郊温差的主要原因。“同样一万平方米的地面，在郊区，可能是一望无际的田野，吸热慢，温度上升慢；而在市区，高楼密集，建筑物顶面和侧面都成受热面，受热面积要远远大于郊外。而钢筋、水泥等建材，热容量小，一旦受热，温度上升很快，并向四周大量散热，带动周边气温升高……” 现在气象学家在城市规划中暂时缺位。城市建设常常缺乏基本的生态设计常识，给城市的环境和生态带来了明显的负面影响，城市大面积的“水泥化”就是最典型的一种。“水泥化”是泛指使用混凝土、沥青、花岗岩、大理石、釉面砖、硅酸盐等建筑材料来硬化城市的现象，硬化的表面包括地面、墙面、屋顶和水体。这种硬化设计的初衷本是希望减少城市粉尘，增加建筑的美感，提高水体的清洁度等。然而，这类硬化设计带来的真实效果却是加重了城市的热岛效应，增加了粉尘治理的难度，使水体水质恶化，使雨水资源流失，使城市植被不健康，使城市的噪音污染加剧，使城市的居住舒适度变差。 与其他因素相比，“水泥化”给城市环境带来的问题所涉及的方面是最广、最为多样的： （1）水泥化建材能吸收大量的太阳辐射热，在夏季的阳光下，混凝土平台的温度可比气温高8℃，屋顶和沥青路面高17℃，因此，水泥化会使城市热岛效应重，悬浮颗粒物沉降难，使空气质量难以改善。 （2）水泥化表面会反射辐射热和噪音，进而加重城市的热效应和噪音污染，直接影响城市居住的舒适度和居民的健康。 （3）水泥化衬砌河道、河岸和湖体会使水体生态系统受到毁灭性破坏，水体因此而丧失自净功能，其结果是水质下降，水体出现发绿发臭，甚至病菌和蚊蝇大量滋生等问题，使水体污染加重。 （4）水泥化铺路会使城市地面吸收雨水和雪水的机会被阻，城市的地下水位回升难。这样的地面不下雨时极为干燥、尘土飞扬，而一遇下雨就满地积水，地表径流污染严重，进入雨水排放口后，这些污染的径流会直接进入河道或湖体，从而污染河水、湖水。在冬季，水泥化地面易结冰，引发行路和行车的安全问题。为化雪需要大量使用融雪剂，使雪水受到污染。因此水泥化会严重危害城市的水资源。 （5）水泥化铺路还会减少土地中微生物的生存机会，因而毁灭地表生态，减少地面土层补充有机质的机会，从而加重城市土地的沙化。 （6）水泥化铺路还阻断了城市地面的生物通道，对城市的生物物种和生物多样性十分有害。硬化的铺地方式会直接影响城市植被的根系发育。在栽种了树木的地面进行水泥化铺设会使树木最终因树根不能呼吸而死亡或倒伏。 （7）水泥化城市难以带来人与自然和谐共存的生态景观。 热岛效应的危害 环保专家余志豪说:“城区温度高，就容易造成空气上升，而郊区较冷的空气又流向市区。如果郊区有工厂，
城市热岛效应形成的原因主要是： 1.城市内拥有大量锅炉、加热器等耗能装置以及各种机动车辆）。这些机器和人类生活活动都消耗大量能量，大部分以热能形式传给城市大气空间。 热岛效应 2.城区大量的建筑物和道路构成以砖石、水泥和沥青等材料为主的下垫层： 这些材料热容量、导热率比郊区自然界的下垫层要大得多，而对太阳光的反射率低、吸收率大；因此在白天，城市下垫层表面温度远远高于气温，其中沥青路面和屋顶温度可高出气温8℃～17℃·此时下垫层的热量主要以湍流形式传导，推动周围大气上升流动，形成"涌泉风",并使城区气温升高;在夜间城市下垫面层主要通过长波辐射,使近地面大气层温度上升。 3.由于城区下垫层保水性差，水分蒸发散耗的热量少（地面每蒸发1g水，下垫层失去2.5kJ的潜热），所以城区潜热大，温度也高。 4.城区密集的建筑群、纵横的道路桥梁，构成较为粗糙的城市下垫层、因而对风的阻力增大，风速减低，热量不易散失。 -在风速小于6 m/s时，可能产生明显的热岛效应， -风速大于11 m/s时,下垫层阻力不起什么作用，此时热岛效应不太明显。 5.城市大气污染使得城区空气质量下降，烟尘、S02、，N0x，C0，含量增加，这些物质都是红外辐射的良好吸收者，至使城市大气吸收较多的红外辐射而升温。 影响 由于热岛中心区域近地面气温高，大气做上升运动，与周围地区形成气压差异，周围地区近地面大气向中心区辐合，从而在城市中心区域形成一个低压旋涡，结果就势必造成人们生活、工业生产、交通工具运转中燃烧石化燃料而形成的硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、碳氢化合物等大气污染物质在热岛中心区域聚集，危害人们的身体健康甚至生命。表现在： 一方面，大量污染物在热岛中心聚集，浓度剧增，直接刺激人们的呼吸道粘膜，轻者引起咳嗽流涕，重者会诱发呼吸系统疾病，尤其是患慢性支气管炎、肺气肿、哮喘病的中老年人还会引发心脏病，死亡率高，如英国伦敦在1952年12月份，因为这个原因死亡4000余人。
城市热岛效应 英文名称：The Urban Heat Island Effect 热岛效应 晴朗无风的夏日，海岛上的地面气温，高于周围海上气温，并因此形成海风环流以及海岛上空的积云对流，这是海洋热岛效应的表现。近年来，由于城市人口集中，工业发达，交通拥塞，大气污染严重，且城市中的建筑大多为石头和混凝土建成，它的热传导率和热容量都很高，加上建筑物本身对风的阻挡或减弱作用，可使城市年平均气温比郊区可高2摄氏度,甚至更多,在温度的空间分布上,城市犹如一个温暖的岛屿，从而形成城市热岛效应。热岛效应是由于人们改变城市地表而引起小气候变化的综合现象，在冬季最为明显，夜间也比白天明显，是城市气候最明显的特征之一。 气候条件是造成城市热岛效应的外部因素，而城市化才是热岛形成的内因。一般认为热岛成因有三：一是城市与郊区地表面性质不同，热力性质差异较大。城区反射率小，吸收热量多，蒸发耗热少，热量传导较快，而辐射散失热量较慢，郊区恰相反；二是城区排放的人为热量比郊区大；三是城区大气污染拖物浓度大，气溶胶微粒多，在一定程度上起了保温作用。 大气污染在城市热岛效应中起着相当复杂特殊的作用。来自工业生产、交通运输以及日常生活中的大气污染物在城区浓度特别大，它像一张厚厚的毯子覆盖在城市上宛，白天它大大地削弱了太阳直接辐射，城区升温减缓，有时可在城市产生“冷岛”效应。夜间它将大大减少城区地表有效长波辐射所造成的热量损耗，起到保温作用，使城市比郊区“冷却”得慢，形成夜间热岛现象。从城市气象规划设计出发应考虑：（1）要保护并增大城区的绿地、水体面积。因为城区的水体、绿地对减弱夏季城市热岛效应起着十分可观的作用。 （2）城市热岛强度随着城市发展而加强，因此在控制城市发展的同时，要控制城市人口密度、建筑物密度。因为人口高密度区也是建筑物高密度区和能量高消耗区，常形成气温的高值区。 （3）如北京市位于平原中部，三面环山。由于山谷风的影响，盛行南、北转换的风向。夜间多偏北风，白天多偏南风。因此，在扩建新市区或改建旧城区时，应适当拓宽南北走向的街道，以加强城市通风，减小城市热岛强度。
城市热岛效应 城市热岛效应(Urbanheatislandeffect)，是指城市因大量的人工发热、建筑物和道路等高蓄热体及绿地减少等因素，造成城市“高温化”[1] 。城市中的气温明显高于外围郊区的现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就象突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。形成城市热岛效应的主要因素有城市下垫面、人工热源、水气影响、空气污染、绿地减少、人口迁徙等多方面的因素。最新新闻 春节人口大迁移明显减弱城市热岛效应2015-02-12 21:57 中国春节期间的人口大迁徙被称为世界上每年最大规模的人类迁移，人次多、周期短、方向性强，具有很强的规律性。中国科学院“百人计划-引进国外杰出人才”、大气物理研究所研究员张井勇的研究团队及合作者的最新研究结果表明，中国春节期间大规模人口迁移对城市热岛效应有显著影响，这种影响尤以夜间更为明显。...详情 中文名城市热岛效应 外文名Urbanheatislandeffect 形成原因大量的人工发热、建筑物和道路等 概念城市中的气温明显高于郊区的现象 年平均温差1°C 夏季温差6°C以上 目录 1历史沿革 2形成因素 ?城下垫面 ?人工热源 ?水气影响 ?空气污染 ?绿地减少 ?人口迁徙 3基本特征 4科学实验 5主要危害 6防止措施 ?绿化环境 ?减少排放 ?城市规划 7研究进展 1历史沿革 19世纪初，英国气候学家赖克·霍德华在《伦敦的气候》一书中，首先提出了“热岛效应”的气候特征理念。随着城市建设的高速发展，城市热岛效应也变得越来越明显。海岛上的地面气温，由于高于周围海上气温，并因此形成海风环流以及海岛上空的积云对流，这是海洋热岛效应的表现。进入21世纪，由于城市人口集中，工业发达，交通拥塞，大气污染严重，且城市中的建筑大多为石头和混凝土建成，它的热容量低，热传导率高，加上建筑物本身对风的阻挡或减弱作用，可使城市年平均气温比郊区可高2℃，甚至更多,在温度的空间分布上,城市犹如一个温暖的岛屿，从而形成城市热岛效应。
浅谈城市热岛效应 一、城市热岛效应概述 城市气温普遍比郊区高，在整个气温场中城市犹如屹立在凉爽郊区海洋中的热岛一样，这种现象被称为热岛效应，城市热岛效应是城市气候中典型的特征之一。城市热岛的形成一方面是在现代化大城市中，人们的日常生活所发出的热量；另一方面，城市中建筑群密集，沥青和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的比热容，而反射率小使得城市白天吸收储存太阳能比郊区多，夜晚城市降温缓慢仍比郊区气温高。城市热岛是以市中心为热岛中心，有一股较强的暖气流在此上升，而郊外上空为相对冷的空气下沉，这样便形成了城郊环流，空气中的各种污染物在这种局地环流的作用下，聚集在城市上空，如果没有很强的冷空气，城市空气污染将加重，人类生存的环境被破坏，导致人类发生各种疾病，甚至造成死亡。 我们知道城市人口密集、工厂及车辆排热、居民生活用能的释放、城市建筑结构及下垫面特性的综合影响等是其产生的主要原因。热岛强度有明显的日变化和季节变化：日变化表现为夜晚强、白天弱，最大值出现在晴朗无风的夜晚，上海观测到的最大热岛强度达6℃以上。此外季节分布还与城市特点和气候条件有关，北京是冬季最强，夏季最弱，春秋居中，上海和广州热岛效应以10月最强。年均气温的城乡差值约1℃左右，如北京为0.7～1.0℃，上海为0.5～1.4℃，洛杉矶为0.5～1.5℃。城市热岛可影响近地层温度层结，并达到一定高度。城市全天以不稳定层结为主，而乡村夜晚多逆温。水平温差的存在使城市暖空气上升，到一定高度向四周辐散，而附近乡村气流下沉，并沿地面向城市辐合，形成热岛环流，称为“乡村风”，这种流场在夜间尤为明显。城市热岛还在一定程度上影响城市空气湿度、云量和降水。对植物的影响则表现为提早发芽和开花、推迟落叶和休眠。 二、城市热岛效应的产生 城市热岛效应的产生有许多方面的因素，通俗的说有以下五点： 1.城市内拥有大量锅炉、热容器等耗能装置以及各种机动车辆，这些机器和人类生活活动都消耗大量能量，大部分以人为热形式传给城市大气空间。 2城市拥有大量的建筑和道路构成以砖石、水泥和沥青等材料为主的下垫层：这些材料热容量、导热率比郊区自然界的下垫层要大得多，而对太阳光的反射率低、吸收率大。因此在白天，城市下垫层表面温度远远高于气温，其中沥青路面和屋顶温度可高出气温8℃～17℃·此时下垫层的热量主要以湍流形式传导，推动周围大气上升流动，形成"涌泉风",并使城区气温升高;在夜间城市下垫面层主要通过长波辐射,使近地面大气层温度上升。 3.由于城区下垫层保水性差，水分蒸发散耗的热量少（地面每蒸发1g水，下垫层失去2.5kJ
城市热岛效应的危害及对策Hazards and countermeasures of the urban heat island effect
目录 一．引言 (Ⅴ) 二．热岛效应形成的原因 (Ⅵ) 2.1．城市下垫面性质改变 (Ⅵ) 2.2．人为热和大气污染 (Ⅵ) 2.3．城市规模、形状和所处的地理位置 (Ⅵ) 2.4. 其他因素 (Ⅵ) 三．城市热岛效应的危害 (Ⅶ) 3.1．城市热岛效应造成恶劣的天气 (Ⅶ) 3.2. 对降水的影响 (Ⅶ) 3.3. 破坏大气环境 (Ⅶ) 3.4. 改变生物习性 (Ⅷ) 3.5. 加速能量消耗 (Ⅸ) 3.6. 危害居民健康 (Ⅹ) 四.热岛效应的特征 (Ⅺ) 4.1. 强度的时间变化 (Ⅺ) 4.2. UHI强度的空间变化 (Ⅺ) 五．城市热岛效应效应的治理与对策 (Ⅺ) 5.1. 提高城市绿地覆盖率 (Ⅻ) 5.2．采用新型的城市规划与设计理念 (Ⅻ) 5.3．减少人为热的排放量 (Ⅻ) 5.4．预防和治理大气污染 (Ⅻ)
5.5．保留城区水域面积，增加喷水洒水设施 (Ⅻ) 6．采用高反射率的地表材料 (ⅩⅢ) 六．参考文献 (ⅩⅣ)
内容摘要 随着世界性城市化、工业进程的加快，城市热岛效应越来越强烈，并极大地影响城市生态环境的安全和居民的日常生活，缓解城市热岛已是迫切需要解决的问题。阐述了城市热岛效应的特征、成因和危害，主要分析了缓解城市热岛效应的措施。在总结当前研究的基础上，探讨了城市热岛未来。 关键词 城市生态；城市热岛；气候变化；人类活动 Summary With the acceleration of worldwide urbanization, industrial process, the urban heat island effect is more intense, and greatly affect the safety of the city's ecological environment and the daily life of residents, to alleviate the urban heat island is an urgent need to address the problem. Described the characteristics, causes and hazards of the urban heat island effect, mainly measures to ease the urban heat island effect. On the basis of summing up the current research to explore the future of the urban heat island. Keyword Urban ecology; urban heat island; climate change; human activities Zusammenfassung Mit der Beschleunigung der weltweiten Verst?dterung, industrielle Verfahren, ist die st?dtische W?rmeinsel-Effekt intensiver, und gro?en Einfluss auf die Sicherheit der Stadt ?kologische Umwelt und das t?gliche Leben der Bewohner, um die st?dtische W?rmeinsel zu lindern ist eine dringende Notwendigkeit, das Problem anzugehen. Beschrieb die Merkmale, Ursachen und Gefahren der st?dtischen W?rmeinsel-Effekt, vor allem Ma?nahmen zur Verbesserung der st?dtischen W?rmeinsel-Effekt zu erleichtern. Auf der Grundlage der Zusammenfassung der aktuellen Forschung, um die Zukunft der st?dtischen W?rme-Insel zu erkunden. Stichwort Stadt?kologie; st?dtische W?rmeinsel, Klimawandel, menschliche Aktivit?ten