“城市热岛效应”形成原理及有效应对措施 (原创)
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城市热岛效应的形成机制及缓解措施研究摘要城市热岛效应是指城市中心区域温度显著高于周围郊区或乡村地区的现象。
本文首先阐述了城市热岛效应的定义、概念和分类,并从热量来源、热量传递和热量储存三个方面详细分析了其形成机制。
接着,本文结合国内外研究成果,对城市热岛效应带来的环境和社会影响进行了全面探讨,包括城市气候变化、空气污染加剧、能源消耗增加以及公众健康问题等。
最后,本文从建筑节能、城市绿化、交通规划、水体利用和热岛效应监测五个方面,深入分析了缓解城市热岛效应的措施,并对未来研究方向进行了展望。
关键词:城市热岛效应,形成机制,缓解措施,环境影响,社会影响一、引言随着全球城市化进程的不断加快,城市人口密度和建筑密度不断增加,城市热岛效应日益显著,成为城市可持续发展面临的重要挑战之一。
城市热岛效应不仅影响城市气候环境,也对居民健康、能源消耗、城市生态系统等方面产生负面影响。
因此,深入研究城市热岛效应的形成机制,探索有效缓解措施,对于改善城市环境,提高城市生活质量,实现城市可持续发展具有重要意义。
二、城市热岛效应的概念及分类2.1 定义城市热岛效应是指城市中心区域的温度显著高于周围郊区或乡村地区的现象。
这种温度差异通常在夜间和无风天气最为明显,其主要原因是城市人工地表(建筑物、道路、广场等)吸收太阳辐射的能力强于自然地表,导致城市热量积累和释放速度不同于郊区或乡村地区。
2.2 分类根据热岛效应的空间分布特征,城市热岛效应可分为以下三种类型:*空间热岛效应:城市内部不同区域之间的温度差异,例如城市中心区域比郊区温度高,高层建筑区域比低层建筑区域温度高。
*时间热岛效应:城市内部不同时间段之间的温度差异,例如白天比晚上温度高,夏季比冬季温度高。
*复合热岛效应:空间热岛效应和时间热岛效应的叠加,例如城市中心区域夏季夜晚温度最高。
三、城市热岛效应的形成机制城市热岛效应的形成机制是一个复杂的热量交换过程,主要涉及热量来源、热量传递和热量储存三个方面:3.1 热量来源城市热岛效应的热量来源主要包括以下几个方面:*太阳辐射:城市人工地表吸收太阳辐射的能力强于自然地表,导致城市热量积累速度更快。
城市热岛效应的形成原因及缓解措施
城市和郊区相比,城市的建筑物多,水少,而郊区绿地多,水多,水的比热容大,等质量的水和沙石相比,在吸收相同的热量时,沙石温度升的高,所以就出现了城市的热岛效应.城市建人工湖,植树,种草等增大水的面积,利用水的比热容最大,即水温度变化慢的特点可以缓解城市的热岛效应,同时在上述方法中也加大了水的表面积,促进了水的蒸发,由于蒸发是吸热的,所以从蒸发的角度也可以缓解城市的热岛效应.
【分析】
(1)引起热岛效应的原因:城市多水泥、沙石,郊区多水,沙石比水的比热容小,吸收相
同的热量,沙石的温度升高多;水少,蒸发吸热少;另外,城市中机动车比较多,热机散发的热量也比较多.
(2)水的比热容较大,可以吸收更多的热量,所以只有增大地面水的面积,绿地面积等措施,才可以吸收热量,减弱“热岛效应”.。
城市热岛现象的成因及对策城市热岛现象是指城市内部温度较周边地区高出许多的现象,是城市化进程中普遍存在的问题。
城市热岛现象对城市环境和人们的生活产生了不良影响,因此有必要深入了解城市热岛现象的成因,并提出有效的对策来缓解这一问题。
### 一、成因分析#### 1. 城市建设活动城市建设活动是城市热岛现象的主要成因之一。
随着城市化进程的加快,大量的水泥、钢铁等建筑材料的使用导致城市表面的反射率降低,吸收太阳辐射的能量增加,从而使城市表面温度升高。
#### 2. 大量机动车排放城市中大量的机动车排放也是城市热岛现象的重要成因之一。
机动车尾气中的废气排放包括二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物等,这些废气会在城市中形成污染物,加剧空气污染,同时也会增加城市的温室效应,导致城市温度升高。
#### 3. 大量建筑物和道路城市中大量的建筑物和道路也是城市热岛现象的成因之一。
建筑物和道路的建设会破坏原有的植被覆盖,减少蒸发散热,使城市热量无法有效散发,从而导致城市温度升高。
### 二、对策建议#### 1. 增加绿化覆盖增加城市绿化覆盖是缓解城市热岛现象的有效对策之一。
通过种植树木、草坪等植被,可以增加城市的蒸发散热,降低城市温度,改善城市环境。
#### 2. 减少机动车排放减少机动车排放是缓解城市热岛现象的重要对策之一。
可以通过推广公共交通工具、鼓励骑行和步行等方式,减少机动车的使用,降低尾气排放,改善空气质量。
#### 3. 提倡节能减排提倡节能减排是缓解城市热岛现象的长期对策之一。
可以通过加强建筑节能、推广绿色建筑、提高能源利用效率等方式,减少城市能源消耗,降低温室气体排放,减缓气候变暖的趋势。
### 结语城市热岛现象是城市化进程中不可避免的问题,但通过采取有效的对策,可以缓解这一问题,改善城市环境,提高人民生活质量。
希望各级政府、社会各界和广大市民共同努力,共同参与城市热岛现象的治理工作,为建设宜居城市、美丽家园作出积极贡献。
城市热岛效应是指在大都市中,由于人口密集、道路多、植被少以及其它因素造成的气温显著高于周围地区的一种特征。
主要原因有三:
1. 建筑物吸收太阳能。
大量的建筑物会阻止太阳光直射到街道上,而这些建筑物会吸收太阳能并把它们储存下来,使得街道上的气温升高。
2. 污染物影响大气对流。
由于工业生产、机动车尾气以及其它方式造成的大量废弃物会逐步形成一层“保护性”的大气覆盖,这样便减少了天然水分子之间所形成的对流作用,使得街道上不再有新鲜风来凉快街道。
3. 硬化地表影响雨水径流。
随着都市化进程加快,人们将原始土壤覆盖为无法吸入雨水的人工材料如水泥、装修板之类,使得雨水无法正常径流而留存地表上并加剧都市中低位区域内郁闷感。
减轻和应对这一效应有三方面采取如下减轻措施:
1. 实施“生态修复”工作, 采取适当方式, 如树立乡村风情树, 植树造林, 进行生态修复;
2. 针对不合规定的老旧住宅, 进行升级装修;
3. 对公共场所(如学校)进行园艺装修;
4. 构想"天然海"理念, 多采用天然海(如田园风光)作为郊野公园;
5. 针对不合规定老旧住宅, 进行升级装修;
6. 对诸如学校之内公共地方(例如: 教学区)进行园艺装修;
7 . 多采用天然海 (例如田园风光 )作为郊野公园 ;
8 . 精心勘测 , 精心勾勒 , 精心打造 " 未来 " 飞舞之乡 ;。
城市气候热岛效应的形成机理与影响研究城市气候热岛效应是指城市及其周边地区相对于郊区和农村地区来说,气温更高的现象。
这种现象已成为全球城市化进程中面临的重要挑战,因其对城市居民的健康、环境和能源消耗等方面产生深远影响而备受关注。
本文将探讨城市气候热岛效应的形成机理及其影响,并提出一些可能的解决方案。
一、城市气候热岛效应的形成机理1. 城市建筑和表面特征:城市中建筑物和硬质表面(如道路、人行道)的特征使其吸热能力增强,储存并释放热量。
这种热储存导致城市温度升高,并在夜晚释放,形成温度不同于郊区和农村地区的现象。
2. 热辐射和热吸收:城市中大量的混凝土建筑和人造表面能够吸收和保留太阳辐射能量,形成热岛效应。
相反,郊区和农村地区的植被覆盖和土地利用方式减少了热辐射和吸收,具有更低的表面温度。
3. 热能的释放和对流:城市中的高层建筑和狭窄的街道导致空气流动减缓,限制了热能的释放。
这种热能的积聚导致城市气温升高,并且影响城市中的风动力涡流。
二、城市气候热岛效应的影响1. 健康影响:城市气候热岛效应会导致城市内热害事件的增加,引发中暑和热衰竭等健康问题。
高温和湿度还会加重慢性疾病,如心血管疾病和呼吸系统疾病。
2. 能源和环境影响:城市气候热岛效应导致城市对空调和冷却需求的增加,进而增加能源消耗,导致温室气体的排放增加。
此外,高温也会对城市生态系统和水资源造成冲击。
3. 城市规划和建筑设计:城市气候热岛效应应考虑到城市规划和建筑设计中。
例如,通过增加绿地和水体面积,绿化建筑物周围的空间,以及采用透气的建筑材料,有助于减轻热岛效应并提供更凉爽的城市环境。
三、减轻城市气候热岛效应的解决方案减轻城市气候热岛效应需要从多个方面入手,如城市规划、建筑设计、绿化等。
1. 增加绿色景观:增加城市中的绿地和树木覆盖,可以减缓热岛效应,降低城市表面温度,并提供阴凉补给。
2. 鼓励可持续建筑设计:采用绿色建筑设计和材料可以减少建筑物的能耗,减少对空调的需求,并通过隔热和通风系统来降低室内温度。
热岛效应的原因和措施
热岛效应是指城市地区较周围乡村地区温度较高的现象。
其原因主要包括以下几点:
1. 建筑物和道路的热扩散能力低:城市地区通常由大量的建筑物、道路和硬化地面构成,这些表面吸收了太阳辐射并释放热量,导致热量聚集,使城市内部的温度升高。
2. 绿地覆盖率低:城市地区由于规模扩张而导致大量的绿地被建筑物和道路所取代。
相比之下,乡村地区更多的是农田、树林和草地等绿地,它们能够吸收大量的太阳辐射,并通过蒸发释放热量。
3. 人为热源:城市地区有着大量的人群、车辆和工厂等人为活动。
这些人为热源会产生大量的热量,进一步促进热岛效应的发生。
为了减缓热岛效应,需要采取相关的措施:
1. 增加绿地覆盖率:增加城市绿地、公园和广场的面积,提高城市的绿化率,能够提供更多吸收太阳辐射和释放热量的表面。
2. 构建屋顶花园和垂直绿化:可以在建筑物的屋顶和外墙上种植植被,形成屋顶花园和垂直绿化,减少热岛效应。
3. 使用反射材料:在建筑物外墙、屋顶和道路上使用具有较高反射率的材料,减少太阳辐射的吸收,从而降低温度。
4. 加强城市通风:通过合理规划建筑和道路布局,以及增设绿化和水体,提升城市的通风性,促进空气流通,减少热量积聚。
5. 管理人为热源:合理规划工业园区和交通枢纽,减少对热量的贡献,提高能源利用效率,减少废气废热的产生。
6. 宣传节能环保:加强对公众的教育和宣传,提高人们对环境问题的认识,鼓励节能和环保行为,减少热岛效应的产生。
总之,减缓热岛效应需要从提高绿地覆盖率、使用反射材料、增强城市通风等方面进行综合治理,实现可持续城市发展。
城市热岛效应形成原理城市热岛效应(Urban Heat Island Effect)是城市地区比周边农村地区温度更高的现象。
一般来说,城市热岛效应是由人类活动所引起的,尤其是城市化进程中的建筑物、道路、交通、工厂排放等因素所造成的。
以下是城市热岛效应形成的主要原理:1.建筑物和硬质表面的比例增加:城市区域一般都由大量高楼大厦和硬质表面(如混凝土、沥青)构成。
建筑物和硬质表面能够吸收和储存太阳辐射能,使得城市表面温度升高。
相比之下,农村地区则以绿地和农田为主,这些植被能够通过蒸腾作用吸收和散发大量的热量。
2.热量积累和释放:城市区域由于建筑物、道路和其他人造结构的多样性,会导致过剩的热量积聚在城市内部。
这些结构能够吸收太阳辐射,并在夜间迟缓地散发热量,使得城市温度一直较高。
相比之下,农村地区则由于植被的作用,能够更快地释放热量。
3.能源消耗和热排放:城市地区由于人口密集和经济活动的集中,能源消耗量较大,从而导致大量热能被产生。
这些热能主要来自于家庭、工厂、商业建筑和交通等活动,通过燃烧燃料或电力的方式产生。
大量的热能被排放到城市的大气中,进一步提高了城市的温度。
4.湿度和降水减少:城市区域的建筑物和硬质表面会影响水的蒸发和循环。
相比之下,农村地区有更多的绿地和植被,能够提供更多的水分,并通过蒸腾作用增加湿度。
城市地区缺乏足够的植被和水体,导致湿度降低,进而影响着城市热岛效应。
5.大气流动和热量再分配:城市地区的建筑物和人造结构会改变大气层的流动模式。
建筑物造成的遮挡和阻挡效应会使得大气流无法顺畅穿过城市。
这会导致热量在城市内部积聚,难以散发,增加了城市温度。
城市热岛效应对城市环境和人类健康有着诸多影响。
例如,高温条件下会导致空调和冷却设备的工作强度增加,增加了能源消耗和碳排放。
此外,城市热岛效应还可以影响人类的舒适度和健康,使得城市居民更容易受到热波、热应激和健康问题的困扰。
为了减轻城市热岛效应,可以采取以下几种措施:1.增加绿地和湿地:增加城市的绿地和湿地可以提供更多的植被和水分,通过蒸腾作用来吸收和散发热量,降低城市的温度。
城市热岛效应的危害及其缓解措施城市热岛效应是指在城市中心区域形成的一种高温环境。
日益严重的城市热岛现象给城市环境带来了一定的威胁,不仅对城市居民的生活健康造成了威胁,也影响着城市的可持续发展。
本文将从城市热岛效应的危害及其缓解措施两个方面来进行讨论。
一、城市热岛效应的危害城市热岛效应的形成是由于城市的高度密集和大量的建筑物,以及其它人类活动所产生的热量,使得城市中心区域的温度要比周边地区高出2-5摄氏度。
这种高温环境会给城市环境带来很多危害。
首先,高温环境会加速大气污染物的扩散,所以城市热岛区域的空气质量要比周边地区差,甚至会导致严重的雾霾天气。
其次,热岛效应还会影响到城市的水循环系统,使城市降雨变得更为不稳定,容易引发水灾。
最后,高温环境对人类也有很大的危害。
在炎炎夏日,城市中心区域的温度常常高达40度以上,会给居民的身体健康带来威胁,甚至会导致中暑等症状。
二、城市热岛效应的缓解措施城市热岛效应给城市环境带来的威胁越来越大。
针对这个问题,有很多研究者进行了相关的探索,比如改善城市绿色植被、改善建筑透气性,提高屋顶反射率和热容量等方法。
以下是几种缓解城市热岛效应的措施:1、改善城市绿色植被城市绿地的作用不仅仅是为了美化城市环境,同时还可以起到吸收二氧化碳、制造氧气,调节气温、净化空气等作用。
因此,增加城市的绿色植被已经成为缓解城市热岛的一个重要途径。
特别是在城市天气炎热的时候,绿地可以起到一定的降温效果,减少在城市中心区域高温的存在。
2、改善建筑透气性城市中心区域的建筑密度较高,导致周围的热量难以散发。
而通过改善建筑物的透气性,可以增加热量的散发,降低周围环境的温度。
例如在城市中心区域增加通风设施、窗户和门等设施,让空气流通起来,让热量自然排除。
3、提高屋顶反射率和热容量如何让建筑物更好地吸收和反射阳光的热量也成为缓解城市热岛效应的一个重要途径。
例如,涂上高反射率的屋顶和墙壁,可以减少热量的吸收,而增加建筑物的热容量则可以降低周围环境的温度,减轻热岛效应对城市的影响。
热岛效应解决措施一、背景介绍:热岛效应是我们日益严峻的环境问题,它是指在大城市或密集地区,由于建筑物覆盖率较高,以及行道上的铺装物,使其热能作用、多种污染物的排放污染等现象逐渐集中,形成局部高热聚集度,远超过周边环境的现象。
热岛效应尤其由汽车、高楼大厦及路面等人类活动引起,也具有一定的季节性变化,也会由气象条件明显影响。
二、热岛效应产生原因:1、建筑物覆盖率增加:现代建筑物使用的建筑物覆盖面积远远大于传统建筑物,从而限制热量的散发,使整个城市出现热聚集的现象。
2、路面铺设:路面多以混凝土铺设,混凝土的绝热性质较强,使本来就分散的热能聚集成为一体,逐渐形成热流团,从而容易形成局部热岛现象。
3、汽车:随着车辆保有量的增加,尤其是汽油车排放出的废气中含有大量的热量,使大气热量增加,从而加重了热岛效应的浓度。
4、高楼:随着高楼的建立,很多高楼都采用汽车封闭技术,将楼外的热量由室内逐渐聚集,从而加剧了热岛效应。
三、热岛效应的危害:1、对大气的危害:热岛效应会造成大气温度的极大升高,它会引起气候变暖,大气动力学模型和水文模型会受到影响,从而引起极端气候天气现象,比如热浪,暴风雨和洪水等。
2、对社会的危害:热岛现象会影响整个地区的居民休闲生活,使城市天气更热,使社会受到极大影响,比如老弱病残的人会容易受到热损害,学生的学业成绩也会受到影响等。
1、控制建筑物覆盖率:控制大量建筑覆盖的现象,减少建筑的厚度,改变建筑的外形进而降低热岛的产生,同时采用植物来替代混凝土建筑地面,可以减少地表辐射从而减轻热岛现象。
2、控制汽车污染和限定汽车使用数量:加强汽车排放污染物的控制,特别是限定汽车使用数量,从而减少空气污染,减少热聚合效应的影响。
3、优化城市规划:优化城市规划,降低某些地区的建筑物覆盖率,让城市内建筑物分布更均衡,避免产生热岛效应。
4、增加绿地面积:增加绿地面积可以降低当地温度,绿地在蓄水、调节空气温度、净化空气等方面都起着非常重要的作用,在城市规划中,公园、绿色空间、湿地湿地占有重要的位置,能够极大地减少城市热岛效应。
城市热岛效应的成因分析及减缓措施今天,城市热岛效应成为许多城市发展的主要问题。
它不仅影响城市的气候环境,还会给城市居民带来许多不适。
针对这一现象,本文将首先简要介绍城市热岛效应的背景知识,然后是热岛效应的成因分析及减缓措施。
关于城市热岛效应,首先要了解它的由来。
城市热岛效应是指由于城市面积增加,使地面温度升高,使空气中温度高于周边的天气温度的现象,这就是所谓的“城市热岛效应”。
它的发生受到人文因素和自然因素的影响,主要受到城市热量源和热量排放的影响。
人文因素是城市热岛效应发生的关键原因。
随着人口的增加和城市经济的发展,人类活动已经在城市发挥了很大的作用,占据了城市的很大面积,以及由人类活动排放的热量造成的温室效应。
同时,人类活动不仅改变了城市土壤的结构,而且改变了土壤的温度,使城市的温度最终会升高。
此外,自然因素也是城市热岛效应的原因之一。
城市的建筑物会挡住阳光,减少植被的护盾效府,减少地表面积及蒸发,从而导致城市温度升高。
还有,在城市街道,汽车尾气排放及催化器清洗排放的热量都会导致环境温度升高,使城市更容易出现热岛现象。
针对城市热岛效应的发生,有一些有效的减缓措施可以采取。
首先,改善城市绿化环境是一个非常重要的措施。
城市应加大植树造林,建设带绿植的街道、公园和公共空间,这样可以增加空气中的水分,减少地面温度,起到减缓热岛效应的作用。
其次,强城市节能减排措施也是减缓城市热岛效应的有效措施。
城市应该制定和实施相关的节能减排政策,加大对耗能和污染的监督检查力度,以减少温室效应的温室气体排放,减少城市热量源的产生,从而减缓热岛效应的发生。
最后,还可以通过城市规划来减缓城市热岛效应。
城市应重视城市生态设计,注重自然环境与设计环境的和谐统一,增加自然资源的利用,减少建筑与环境的功能失衡,减少城市土地利用的影响,有效保护和恢复生态系统,从而减少热岛效应的发生。
综上所述,城市热岛效应的发生主要是受到人文因素和自然因素的影响,为了减缓城市热岛效应,应采取改善城市绿化环境、加强城市节能减排措施、还可以通过城市规划等措施。
热岛效应的研究与应对措施一、研究热岛效应的定义和成因热岛效应是指城市或人类活动集中区域的地表温度相对于周围地区的温度偏高的现象。
其成因主要是由于城市中的大量建筑、道路、车辆等人类活动和生产活动所产生的热量,以及城市的摩擦热等因素。
这些因素导致城市中的温度升高,形成热岛效应。
二、热岛效应对城市和人类产生的影响1.对城市生态环境的影响热岛效应会导致城市的生态环境恶化,增加城市的污染物浓度,加重城市空气污染的程度,对城市水资源和土地资源的利用产生负面影响,加剧城市环境污染问题,挫伤了城市发展的生态可持续性。
2.对人类健康的影响热岛效应会使城市中气温过高,影响人类的身体健康和生活质量,尤其是老年人、儿童和体质较差的人。
在高温环境下,常常会导致身体状况不佳,易感冒、出汗、泌尿系统疾病等健康问题。
而在炎热天气下,热岛效应还可能加剧风热感、过敏等疾病的发生。
3.对城市经济发展的影响热岛效应的存在会导致城市的能源消耗量增加,给城市的资源管理带来压力,并对城市相关产业产生负面影响,妨碍城市的经济发展。
三、应对热岛效应的相关措施1.生态城市规划生态城市规划是进行热岛效应治理的有效手段。
通过对城市规划的改变和调整,完成绿地覆盖率的提高,增加绿色空间,改善城市的生态环境,减缓热岛效应的发生。
此外,对于城市道路的绿化、绿地景观设计等方面的规划也可以有效地缓解热岛效应。
2.建设高效绿色建筑建设高效绿色建筑也是针对热岛效应的有效手段。
绿色建筑可以有效提高建筑的能源利用效率,减少对环境的污染,降低热岛效应的强度。
此外,还能促进景观绿化,加强建筑与城市的协同作用,实现城市人居环境质量的提升。
3.加强城市绿化加强城市绿化也是有效缓解热岛效应的方式之一。
适当增加城市公园和绿地,可以增加城市的含氧量,改善空气品质,它们的吸热效应比周围区域要低,可以调整微气候,对减轻热岛效应起到重要作用。
4.合理交通规划合理的交通规划也能够有效降低热岛效应。
《城市热岛效应成因的研究与分析》篇一一、引言随着城市化进程的加速,城市热岛效应已成为一个备受关注的环境问题。
城市热岛效应指的是城市区域相比周围农村或自然环境温度较高的现象。
本文旨在研究城市热岛效应的成因,分析其影响因素,并探讨相应的解决措施。
二、城市热岛效应的成因1. 城市化进程中的建筑和道路覆盖城市化进程中,大量的建筑和道路取代了绿地和农田,这些建筑和道路的表面材料(如混凝土、沥青等)具有较高的热传导性和热容量,导致城市区域在白天吸收大量太阳辐射热量,形成热岛效应。
2. 人类活动产生的热量城市人口密集,人类活动产生的热量也是热岛效应的重要来源。
例如,家庭、商业和工业活动产生的热量以及汽车尾气等排放的热量都会加剧城市区域的温度上升。
3. 城市大气污染城市中的工业排放、汽车尾气等污染物在大气中形成气溶胶,这些气溶胶可以吸收和反射太阳辐射,导致大气温度升高,进一步加剧了热岛效应。
4. 城市植被覆盖减少随着城市化进程的推进,城市绿地减少,植物的蒸腾作用减弱,使得城市的“冷源”减少。
植被通过蒸腾作用降低环境温度,是缓解热岛效应的重要途径。
三、影响因素分析1. 气象因素气象因素如风速、湿度、云量等都会影响城市热岛效应的程度。
例如,风速较低时,热量不易散失,加剧了热岛效应;而云量较多时,可以反射部分太阳辐射,减轻热岛效应。
2. 城市规划与布局城市规划与布局对热岛效应也有重要影响。
高密度建筑和道路布局使得太阳辐射难以被有效吸收和散失,从而加剧了热岛效应。
而合理的城市规划与布局,如增加绿地面积、优化交通布局等,可以有效缓解热岛效应。
四、解决措施1. 绿色建筑与低碳交通推广绿色建筑和低碳交通是缓解城市热岛效应的重要措施。
绿色建筑采用节能材料和技术,降低能耗和排放;低碳交通则通过优化交通布局、鼓励公共交通和步行等方式减少交通排放。
2. 增加城市绿地面积增加城市绿地面积是缓解热岛效应的有效途径。
植被通过蒸腾作用降低环境温度,同时吸收二氧化碳等温室气体,有助于改善大气环境。
城市热岛效应的成因及控制方法常洪城市与环境科学学院地理科学一班1230080001摘要:针对目前日益严重的城市环境问题,尤其是城市热岛效应,我们要分析其成因并在这基础上探究控制方法。
关键词:热岛效应、成因、绿化一、综述热岛效应的概念、成因以及缓解措施随着城市化的发展,以“热岛效应”为代表的热环境变化已成为影响城市生态环境质量的重要岛效应?热岛效应有何危害?热岛效应的成因是什么?如何缓解或改善热岛效因素,越来越引起人们的重视.世界各国不断对城市热岛效应进行深入研究,进而为城市规划设计与建设提供科学的理论依据。
那么,何为城市热应?城市热岛效应是指由于城市化的发展导致城区气温高于外围郊区的现象。
郊外的广阔地区气温较低、气温变化较小,形同一个平静的海面,而城区则呈现出一个明显的高温区,形同一个突出海面的“岛购”,由于这种“岛屿”代表着高温的城市区域,所以被形象地称为城市热岛。
城市热岛效应的危害主要表现为:(1)酷热气温严重影响人们的生活和工作,危害人体健康;(2)城市地面散发的热气形成近地面暖气团,使得城市烟尘流通受阻、难以扩散,加剧大气污染;(3)城市热岛产生的上升热气流与潮湿的海陆气流相遇,会在局部地区引起暴雨,造成局部地区的自然灾害;(4)导致气候与物候失常。
城市热岛效应是怎样形成的呢?它的成因主要表现在以下几个方面:1、城市下垫面(大气底部与地表的接触面)性质的巨大变化.一方面,随着城市高楼越来越多,使得下塾面粗糙度增大、反射率减小,致使在同样天气条件下吸收更多的太阳辐射能,为城市热岛形成奠定了能量基础;另一方面,随着道路铺筑率增加,原来的自然下垫面(绿地、水面等)变成了沥青、水泥地,城市地表热容量降低,在相同的太阳辐射条件下,它们比自然下垫面升温更快。
2、城市大气污染的加剧.随着城市化发展,工业废气、汽车尾气及日常生活中的大气污染物增大了城市空气中有害物质的浓度。
这些污染物如同保温层一样包围在城市上空,使热岛效应在夜间尤为突出。
热岛效应的原因和措施(一)热岛效应的原因和措施热岛效应的原因热岛效应是城市中温度明显高于周围农村地区的现象。
它主要由以下原因引起:1.城市建筑和道路的热容量大:城市中大量的混凝土和石头建筑物和道路具有较高的热容量,会吸收和储存大量的热量,导致城市温度升高。
2.缺少植被:城市中建筑物和道路占据了大部分空间,导致植被覆盖率低,缺少蒸腾作用和阴凉的效果,进一步导致城市热岛效应的加剧。
3.人为热源:城市中的人口密度高,机动车辆和工业活动等大量产生热量和废热,也是热岛效应的重要原因。
热岛效应的措施为减轻和遏制热岛效应,可以采取以下措施:增加绿地覆盖率1.增加城市公园和绿地的面积,提高绿地的覆盖率。
2.在建筑物上加装绿化屋顶,利用屋顶空间进行绿化。
3.在建筑物周围开辟绿化带,增加植被密度和多样性。
推广低碳建筑1.建筑物应采用高效隔热材料,减少热量吸收。
2.利用太阳能、地热能等可再生能源替代传统能源,减少能源消耗和热量排放。
3.建筑物设计应兼顾自然通风和遮阳,减少空调和人工照明的使用。
建设智能城市1.使用智能交通系统,优化城市交通流量,减少汽车尾气排放。
2.建设智能供热系统,减少传统供热方式带来的热岛效应。
3.通过信息技术优化城市规划,合理布局建筑和道路,减少热岛效应的形成。
加强生态保护1.保护和扩大城市周边的自然生态环境,减缓城市扩张对自然环境的破坏。
2.加强河道、湖泊和湿地的保护和修复,增加水体面积和湿地面积,提高城市的蒸腾作用和气候调节能力。
3.限制工业废气和废水排放,减少对空气和水体温度的影响。
这些是减轻和遏制热岛效应的一些措施,需要社会各界的共同努力和参与,以建设更宜居、更可持续的城市环境。
热岛效应的形成与应对策略热岛效应是指城市或人口密集区的温度明显高于周边农村地区的现象。
这是由于城市中大量的建筑、道路、人口以及人为活动等因素所导致的。
热岛效应不仅会对城市居民的生活质量造成影响,还可能引发一系列环境问题。
为了应对热岛效应,我们需要采取以下策略:1. 增加绿地覆盖率:- 城市中建设更多的公园、花园、绿化带等,增加植被的覆盖面积,以吸收并固定二氧化碳,并释放氧气,降低周围环境温度。
- 鼓励居民在屋顶、阳台等空地种植花草树木,促进城市生态平衡,减缓热岛效应。
2. 优化城市规划和建筑设计:- 在城市规划中考虑建筑物的朝向、高度和间距,以最大限度地提供自然光照和通风,从而减少空调和人工照明的使用,降低能源消耗。
- 采用高反射率的建筑材料和颜色,以减少太阳辐射的吸收,降低建筑物的表面温度,减轻热岛效应。
3. 推广节能减排措施:- 鼓励居民使用节能环保的家电设备,减少碳排放。
- 建立更加高效的供能体系,采用清洁能源替代传统的燃煤发电,减少温室气体的排放。
4. 提高城市防暑救灾能力:- 加强城市防灾减灾的建设,建立健全的应急救援系统,确保在极端高温天气中对居民的救治和救援。
- 鼓励居民在高温天气中注意保护自己的健康,提高热应激防护意识,如避免在酷热的时间进行户外活动,适当增加饮水量等。
5. 促进城市热岛效应研究:- 支持科学研究机构和大学开展关于城市热岛效应的研究,探索更多的解决方案,为城市的发展提供科学依据。
- 加强与国际合作,学习和借鉴其他城市的经验,共同应对全球变暖和热岛效应所带来的挑战。
总结起来,应对热岛效应需要从绿地增加、城市规划、节能减排、防暑救灾和科研合作等多个角度入手。
只有综合运用这些策略,才能有效地减缓热岛效应的影响,提高城市环境质量和居民的生活品质。
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,并且达到足够的传热量后才能把整个墙体加热。
也就是一般需要晒6.63h,达到足够的传热量后,才能将200mm的钢筋混凝土、163mm厚的松软土、50mm的挤塑聚苯板晒热,然后以传热厚度来计算建筑蓄热体积,按照都升温15℃计算墙体蓄热量。
全球气候变化下的城市热岛效应随着全球气候变化的不断加剧,城市热岛效应成为了一个备受关注的问题。
城市热岛效应是指城市相对于周围地区而言产生的高温区域,这种现象对城市居民的生活和健康造成了很大的影响。
本文将就全球气候变化下的城市热岛效应进行讨论,并探讨一些可能的解决方法。
一、城市热岛效应的原因城市热岛效应的形成主要是由于城市化进程中大量的建筑和人口密集带来的热量积累以及对环境的改变。
首先,大量的建筑和硬质道路会吸收和储存太阳辐射的热量,导致城市表面温度升高。
其次,大量的人口和交通带来的热量释放、排放的尾气以及工业活动都会进一步增加城市的热岛效应。
此外,城市的排水系统、大面积的水泥覆盖以及缺乏绿地也都会加剧城市热岛效应的形成。
二、城市热岛效应的影响城市热岛效应对城市居民的生活产生了多方面的影响。
首先,高温和低空气质量使得城市居民容易患上热带疾病,如中暑、心脑血管疾病等。
其次,高温使得农作物生长受到抑制,给城市的粮食安全带来了威胁。
此外,城市热岛效应还会加速冰川融化、海平面上升等全球气候变化的进程。
三、减缓城市热岛效应的方法为了减缓城市热岛效应,人们可以采取一些措施。
首先,增加城市的绿化覆盖率,建设更多的公园和绿化带,使得城市的植被能够吸收太阳辐射并释放水分从而降低温度。
其次,改善城市的建筑设计,采用材料和技术来减少热量的吸收和储存,例如使用反射性材料或绿色屋顶。
另外,合理规划城市的交通系统,减少车辆尾气的排放,也是减缓城市热岛效应的重要手段。
总结:随着全球气候变化的不断加剧,城市热岛效应已经成为了一个全球性的问题。
城市热岛效应不仅对城市居民的健康和生活造成直接影响,还对全球气候变化产生了间接的影响。
因此,我们必须采取相应的措施,减缓城市热岛效应的发展。
通过加强城市绿化、改善建筑设计以及合理规划交通系统等手段,我们可以为城市居民创造一个更加宜居的环境,并为全球气候变化做出贡献。
热岛效应的原因和措施(二)热岛效应的原因和措施热岛效应的原因热岛效应是指城市或人类活动密集区域的气温较周围地区更高的现象。
下面是一些导致热岛效应的原因:•城市化进程:随着城市不断扩张,大量的建筑和人口聚集在一起,形成了城市热岛。
•沥青和混凝土:道路、建筑和其他硬质表面的大量使用,吸收并释放热量。
•缺乏植被:城市中的植被相对较少,无法吸收阳光并释放水分。
•工业活动和机动车排放物:燃烧过程中释放的废气和暖气使城市气温上升。
控制和减缓热岛效应的措施增加绿化•种植树木:增加城市的植被覆盖率,树木可以吸收和减少大气中的二氧化碳,并释放氧气。
•创建花园和公园:建设花园和公园,使城市中的植被面积增加,为居民提供休闲和娱乐场所。
•建立绿色屋顶:在建筑物的屋顶上设置绿化,可以降低建筑物的表面温度。
改善城市规划•提高建筑物能效:通过改善建筑物的绝缘性能和采用节能措施,减少能源消耗和热量释放。
•减少混凝土和沥青的使用:合理规划城市空间,减少硬质地面的面积,增加透水性表面,以减少热岛效应。
•鼓励可持续建筑设计:采用可再生能源和节能设备,提高建筑物的环境友好型,并减少能源的浪费。
•增加阴影区域:通过建筑物或其他结构物的合理布置,增加阴影区域,减少阳光直射。
控制车辆与工业排放•推广公共交通:鼓励居民使用公共交通工具,减少个人机动车的使用,降低交通引起的气体排放。
•支持节能交通工具:鼓励使用电动车辆和其他低排放交通工具,减少燃油车辆的使用。
•加强工业监管:落实更严格的排放标准,对工业企业进行监管和管制,减少工业活动对空气质量的影响。
结论通过增加绿化、改善城市规划和控制车辆与工业排放等措施,可以有效减缓和控制热岛效应的发展。
这些措施需要政府、企业和个人共同努力,以创造一个更适宜居住的城市环境,并减少热岛效应对人类健康和生态系统的影响。
城市热岛效应形成机理和调控策略分析近年来,随着城市化发展的不断加速,城市热岛效应问题也日益严重。
城市热岛效应是指城市地区在夜间空气温度明显高于周边乡村地区的现象,是由于城市地区大量的建筑物、人口、机动车排放等人为活动所导致的热量积聚造成的。
城市热岛效应不仅影响城市环境质量,同时也会对市民的健康、交通、能耗等方面造成不良影响。
因此,探究城市热岛效应形成机理以及调控策略是非常重要的。
一、城市热岛效应形成机理1.光照作用:建筑物和硬质地面反射的光会增加夜间空气温度,尤其是在夏季。
2.贡献比例:城市的建筑、道路、地面等人工构造物(如广场、室外停车场、人行道等)会吸收和储存太阳辐射,这些表面会在夜间释放热量,导致城市热岛现象。
3.机动车排放:交通工具排放的废气也会大大增加城市热岛效应。
4.人口密度:城市人口密度高,也会增加夜间空气温度。
5.风速:城市中建筑物和道路等固定状物阻碍了风的流动,导致空气的停滞,进而加重了城市热岛效应。
二、城市热岛效应调控策略分析1.建设绿化带:通过建设绿化带减少城市建筑物和硬质路面所产生的太阳辐射,缓解城市高温!2.改善建筑设计:优化建筑的设计,采用绿色建筑、节能建筑材料;3.调整城市化进程:减少建筑物和硬质路面以及人口密度的累积。
4.推广“绿色出行”:推广公共交通、自行车和步行,使机动车的排放量降低以达到减少空气的温度的作用。
5. 应用制冷技术:使用制冷技术来降低夏季的空调温度,减缓空气的高温程度。
三、结论城市热岛效应不仅严重影响市民的健康和居住环境,同时也会威胁到城市的可持续发展。
我们可以通过上述方法和调控策略来缓解这个问题。
同时,我们也应该尽可能地提高市民的绿色意识,在生活和工作中积极行动,共同创建更加和谐、宜居的城市空间。
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,并且达到足够的传热量后才能把整个墙体加热。
也就是一般需要晒6.63h,达到足够的传热量后,才能将200mm的钢筋混凝土、163mm厚的松软土、50mm的挤塑聚苯板晒热,然后以传热厚度来计算建筑蓄热体积,按照都升温15℃计算墙体蓄热量。
Q=CρV⊿t,C比热容、材料密度ρ、升温⊿t,V是材料蓄热体积,按太阳每天照射材料,形成的实际传热厚度计算,而材料传热厚度,则与材料热导率、蓄热导致的时间延迟有关。
算例1,200mm厚钢筋混凝土材料,温度升高15℃,每平方米蓄积的热量为:0.84*0.2*2500*15=6300kJ=1.75kwh。
(钢筋混凝土密度2500 kg/m3,比热容C=0.84kJ/kg℃)。
算例2,165mm厚软土,温度升高15℃,每平方米蓄积的热量为:1.01*0.165*1500*15=3749kJ=1.04kwh。
(松软土壤,密度1500 kg/m3,比热容C=1.01kJ/kg℃)。
算例3,50mm厚聚苯板,温度升高15℃,每平方米蓄积的热量是:2*0.05*30*15=45 kJ=0.0125kwh,(聚苯板密度30 kg/m3,比热容C=2kJ/kg℃)。
从这三个算例可以看出: 200mm厚钢筋混凝土材料,每平方米所形成的蓄热量要比163mm厚土壤高70%,比50mm厚挤塑聚苯板高140倍。
但将光能转化成化学能的绿化植物,基本不形成蓄热,蓄热量比挤塑聚苯板还低。
大城市建筑密度大、楼层高,如果容积率按4计算,100平方米的楼房,平均外墙面积按65平方米计算,单位地面面积能形成有效蓄热的地上物表面积,比郊区能有效形成蓄热的地上物表面积多1倍,即使郊区都是未绿化的土壤,城市单位地面面积蓄积的太阳辐照热,也要比郊区高3-4倍,如果郊区大都是植物庄稼,城市单位地面面积蓄积的太阳辐照热,要比郊区高上百倍。
如果200mm厚的钢筋混凝土至下午17时,被晒热升温15℃,每平方米蓄积的热量高达0.84*0.2*2500*15=6300kJ=1.75kwh,100平方米居室,按65平方米的外墙面积计算,再去掉30%的窗户,100平方米居室外墙所储存的热量将高达79.8kwh。
即使室内空调只承担其中的四分之一,电能耗也是十分巨大的,如果城市建筑容积率按1计算,每平方公里建筑,晚上将释放1.75kwh×65/100×70%×1000000=79.8万kwh 的热量。
如果大城市建筑容积率按4计算,每平方公里建筑晚上会释放320万kwh的热量。
人体夜晚散热功率以100w计算,每平方公里1万人,10小时总共释放热量:100*24*1万=2.4万kwh。
每辆轿车以日耗油4升计算,1升汽油的燃烧值是3.45*10^7J,每辆轿车每天的燃烧值为38kwh, 每平方公里4000辆汽车,一天的散热量为15.2万kwh。
如果晚上汽车散热量按全天的1/4计算(因为大部分都休息),仅为3.8万kwh。
人体与汽车的夜晚散热量,即使加在一起,也远低于城市建筑夜晚释放的蓄热量。
所以,“城市热岛效应”热源,在根本上是来源于太阳辐照,城市建筑将白天太阳辐照形成的巨大热量吸收、蓄积起来,夜晚慢慢释放,造成城区夜晚温度明显高于周围郊区,这就是一般所说的“城市热岛效应”。
(3)建筑围护结构的传热延迟时间(依据《民用建筑热工设计规范》50176-93计算方法)采用BEED建筑热工节能软件,计算200mm钢筋混凝土的传热延迟时间为5.6h,就是说,下午17时,太阳把200mm钢筋混凝土晒热以后,传到室内的时间已经是晚上23时,等室外比较凉爽的23-24时温度,再传到室内,就已经是早上6时了,就是说,200mm厚的钢筋混凝土,从整体被晒热,到完全凉爽下来,整个散热时间长达12个小时。
300mm钢筋混凝土的传热延迟时间为8.28h,就是说,下午4-5时,太阳把300mm钢筋混凝土晒热以后,传到室内的时间已经是晚上23-24时,等室外比较凉爽的22-23时温度,再传到室内,就已经是早上6-7时了,就是说,300mm厚的钢筋混凝土,从晒热到凉爽下来,整个散热时间长达16个小时。
城市建筑墙体从蓄热到散热,整个时间过程,正好与中科院大气物理所和北京市气象台、重庆市气象科学研究所等科研人员绘制的“城市热岛效应”温度曲线图完全吻合。
2.城市建筑蓄热与“城市热岛效应”温度曲线对照分析下面的“城市热岛效应”温度曲线图摘引自《气候与环境研究》杂志 2006年9期发的论文“北京“城市热岛”效应现状及特征”,作者是中科院大气物理所王喜全,中科院研究生院王自发,北京气象台郭虎。
从这两张图可以看出:1.郊区晚上17-19时,太阳一落山,即开始降温,而且降温速度非常快。
2.城区晚上17-19时,也开始降温,但降温速度明显要比郊区慢,城郊温差由此越拉越大,晚上21时至次日早上7时,在太阳出来前,城郊之间温差最大,达到7-9℃。
3.从早上8时到下午15时,因为有太阳辐照,郊区、城市温度都升高,但由于城市建筑上午吸收的太阳辐射,大欧形成墙体蓄热,所以城市升温较慢,郊区升温较快,城郊温差很快变小,在中午12-14时这段时间,城郊温差最小,-1到1℃,甚至出现城区温度甚至比郊区还低的“城市冷岛效应”,这是由建筑墙体蓄热导致“城市热岛效应”的最显著特征,这也是建筑墙体蓄热导致“城市热岛效应”的最明显证据。
这三张是春、秋、夏季的城郊温差(热岛强度)曲线,一年四季城郊温差最大的时间都在晚上21时至次日早上7时,夏季提前到早上6时(因为太阳升起时间早),车辆行驶高峰期的城郊温差并不大,人、车、工厂休息时间的城郊温差却最大,这说明,人、车、工厂都不是导致城郊夜晚巨大温差的真正原因,城郊温差最大的这段时间却与城市建筑白天吸收太阳辐照形成的蓄热,晚间延迟传热、散热的时间正好相符。
所以,从晚上18时到次日早上7时,造成城市降温缓慢,城郊温差迅速拉大的最主要原因,是城区建筑夜晚释放白天蓄积的太阳辐照热形成的。
最能说明这个问题的是春、秋两季,城区白天在大部分时间里都比郊区低1-2℃,呈现“冷岛效应”,夜晚才呈“热岛效应”。
这是由于春秋季夜晚温度低,城市建筑在晚上充分放热导致“城市热岛效应”后,第二天上午,大量吸收太阳辐射热量,导致郊区地面升温速度明显高于城市地区而形成的。
冬季,因为城区建筑有供暖散热,所以,城区上午温度比郊区略高,只是在14时前后的短时间里,由于建筑墙体吸热,城区升温慢,而郊区在太阳的辐照下,升温很快,使中午前后的郊区环境比城区高大建筑周围还温暖一些。
由于城区夏季整个夜晚都很热,建筑蓄热得不到充分释放,所以在夏季,不但城区晚上比郊区高7-9℃,白天也比郊区高2-3℃。
“城市热岛效应”温度曲线显示的峰谷变化与一年四季建筑对日照的吸热、放热过程完全相符,这清楚地证明:建筑蓄热、放热是形成“城市热岛效应”的最主要因素。
所以,所谓“城市热岛效应”,实际是由于城市钢筋混凝土等重质建筑材料的蓄热系数、热导率都比较高,导致单位面积能形成有效蓄热的物质质量M较高,从而导致城市温度不随环境气候显著变化的一种热惯性(热惰性),这与物体吸收、释放热量而升降温度是同一个原理。
⊿t=Q/CM⊿t是温度变化,Q是由日照、热流、寒流等热源(冷源)带给单位地面面积地上物的热量变化,无论城市还是郊区,把Q都看作是一样的。
M是单位地面面积能形成有效蓄热(传热厚度)的地上建筑外墙、街道等基础设施的表面层质量,C是城市建筑、地面街道的比热容。
城市、郊区最大的不同是:单位地面面积能形成有效蓄热的建筑外墙、街道等基础设施的表面层质量M=ATρ,A是单位地面面积能形成有效蓄热的地上建筑物的总表面积;T是材料的有效传热厚度;ρ是材料密度。
因为城市楼层高、建筑密度大,单位地面面积能形成有效蓄热的地上建筑物总表面积A,在容积率为4时,据计算要比郊区高近1倍,由于城市建筑外墙多是石材、钢筋混凝土等重质材料,热导率高,传热厚度T比郊区土壤要高40%,钢筋混凝土密度ρ也比郊区土壤高1倍,这样,城市单位地面面积能形成有效蓄热的地上建筑外墙、街道等基础设施的表面层质量M,是郊区土壤的4倍。
城市建筑容积率越大,建筑越高,M越大,城区面积越大,由M所集聚的城市建筑总蓄热质量M越大,在受同样的日照、热流、寒流等带来的热量变化Q作用下,所导致的城区温度变化⊿t也越小。
因为郊区单位地面面积能形成有效蓄热的土壤表面层质量M很小,太阳一晒就很快升温,太阳一落山,就很快降温。
两相一对比,就形成城市面积越大,楼层越高,建筑密度越大,城区夜晚降温越小,城郊温差越大,“城市热岛效应”越强的现象。
打个比方,把一块200mm见方的保温砖和一块同样大小的钢砖,放进一个同时有自然通风的环境里烘烤,也许在最初的短时间内,保温砖表面温度要比钢砖高,但因为有自然通风,并不明显。
在钢砖整体都被烘热以后,保温砖只是表面一层被烘热,两者的表面温度一样,但两块材料蓄积的热量能相差几十倍,所释放的远红外辐射也相差几十倍。