热岛效应urbanheatislandeffect-PPT课件

可能情况3：热岛环流把郊区较冷空气带到城市
下图为某城市某日清晨低层大气 温度垂直分布图，读图并回答：
（1）图中气温分布 异常部分是①、②、
③中的 2 ，判断依
据是什么?
②处的气温随着 高度的增加而升 高（即逆温现象）
下图为某城市某日清晨低层大气 温度垂直分布图，读图并回答：
（2）该城市工业高 度集中，当天发生了 重大的烟雾事件。造 成这一恶性事件的气 象原因、人为原因、 地形原因各是什么?
建筑物影响了城市建筑物通风，导致城市
里形成的热不能及时散发出去；城市建筑密集 而引起正常的空气流动不畅（风速一般减少 20-30%）；城市的无风天气比郊区多20%。 风的主要作用是把污染物搬走。监测表明，当 风速高于6m/s空时气，污空染气与的风污速的染关浓系度会大大降低， 风速低于2m/s的污染程度会急剧增加。
据图，热岛效应的定义是什么？ 城市内部的温度比周围地区高的一种现象 。
幻灯片 3
32.5
32 31.5
31 30.5
30.5
30 29.5
利用实测气象数据进行北京市热岛分布研究效果图
气温的分布规律： 由市中心向四周递减（由市区向郊区递减）
思考:根据“热力环流”原理的知识，
能否作出对应的等压线图、等降水量线
4、大气污染
（1）用“绿岛”拯救“热岛”
（2）引风入城，没有风可以自己“造风” （3）尽可能扩大城市水面
（4）建筑物表面颜色由深变浅 （5）市区路面要进行保水性、透水性铺装 （6）将城区分散的热源集中控制，提高工业 热源和能源的利用率，减少热量散失和释放 （7）清洁能源
每公顷绿地平均每天可从周围环境中吸收的热
逆温现象：空气是靠地面加热的，正常情况应 该是越近地面空气温度越高，而热空气比重比 冷空气轻，下层的空气会自然上升，形成上下 对流。

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。上海和广州10月最强。
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热岛效应原理与“烟囱效应”原理
热空气，密度小， 上升。
冷空气密度大， 下沉。填补热空 气上升留下的空 缺，形成气流的 循环运动，这就 是热力环流。 。
城市升温，空调等消耗大量能源。还会 导致空气污染物在城市上空积聚。
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二、在现有的条件上，应考虑 1、控制使用空调器，提高建筑物隔热材料的质量，以减少人工热量的排放；改善市区道路的保水性性能。 2、建筑物淡色化以增加热量的反射。 3、提高能源的利用率，改燃煤为燃气。 4、此外，“透水性公路铺设计划”，即用透水性强的新型柏油铺设公路，以储存雨水，降低路面温度。 5、形成环市水系，调节市区气候。 因为水的比热大于混凝土的比热，所以在吸收相同的热量的条件下，两者升高的温度不同而形成温差，这就必
然加大热力环流的循环速度， 而在大气的循环过程中，环市水系又起到了二次降温的作用，这样就可以使城区温度 不致过高，就达到了防止城市热岛效应的目的。
此外，市区人口稠密也是热岛效应形成的重要原因之一。所以，在今后的新城市规划时，可以考虑，在市中心 只保留中央政府和市政府、旅游、金融等部门，其余部门应迁往卫星城，再通过环城地铁连接各卫星城。
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成因
城市热岛效应形成的原因主要是：
1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。
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：
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。

随堂练习
读合肥的城市热岛示意图，回答下列小题。
1．热岛效应形成了市、郊之间的热岛环流， 称为城市风系，在近地面的风又称为乡村风。 M地乡村风的风向是
[] A．东南风 B．东北风 C．西北风 D．西南风
随堂练习
2．能正确表示N地近地面在垂直方向上等温面与等压面关系的图示是
A．A B．B
C．C D．D
中国未来
中国城市规划设计研究院规划研究中心主任殷会良说，这个城市严格控制建筑高度，不会到处是密集的 高楼大厦、玻璃幕墙、水泥森林，它是一个掩映在绿色中的城市。长远蓝图的布局必须要给新技术、新方法、 新工艺，像智慧城市、智能交通、绿色低碳等技术的运用留下足够的弹性和空间。雄安新区更多采用20到 30万的人口小组团的布局。每一个组团里面，就业、生活、休闲、娱乐都是自成体系的。尽量让这个城市 的居民通过步行、自行车就能解决一天生活工作需求，而不用再像北京过度依赖小汽车。根据规划纲要，雄 安将呈现“一主、五辅、多节点”的城乡空间布局。“一主”即起步区，位于容城、安新两县的交界区域， 是新区的主城区，会建设五个城市组团。“五辅”即雄县、容城、安新县城、寨里、昝岗五个外围组团。 “多节点”即若干特色小城镇和美丽乡村。起步区呈现“北城、中苑、南淀“的总体空间格局。“北城”即 充分利用地势较高的北部区域，集中布局五个城市组团，其中东部组团会先行规划建设启动区，面积约2030平方公里。“中苑”即利用地势低洼的中部区域，恢复历史上的大溵古淀。“南淀”为临淀区域，严控 建设，重点塑造白洋淀滨水岸线。
4、影响城市积雪 冬季，高纬度地区城市地热岛效应可减少城市积雪频率、积雪时间 和积雪深度。
5、影响无霜期和物候期 热岛效应会使春天来得早，秋季结束晚，城市无霜期延长，极 端低温趋向缓和，有利于树木生长。

Ch5 Urban Heat Islands （UHIs）
内容
一、热岛成因 二、热岛特征 三、热岛影响 四、热岛减缓 五、热岛文献评述
Image of Atlanta, Georgia, showing temperature distribution, with blue showing cool temperatures, red warm, and hot areas appear white.
请注意城 区鲍恩比！
圣路易斯（a）湍流显热通量，（b）潜热通量， （c）鲍恩比的等值线（1976年8月18日下午）
（2）下垫面热性质 城市下垫面导热率、热容量、热导纳都比郊区大。 这些热性质的城、郊差异，导致城市下垫面的储热 量显著高于郊区。日落后，郊区因白天下垫面储热 量小，通过长波净辐射，下垫面温度和近地面层气 温的下降速度很快。城区因白天储存的热量较多， 其热导纳高，下垫面温度和近地面气温下降的速度 都比郊区慢。日落后下垫面温度降低速率：
T( t )
2(QL
QL
)
t
1 2
2
μ为热导纳，t为日落后的时间，因城区热导纳大， 因而日落后温度下降的速度要比郊区慢，这是热岛 形成的重要原因。
（3）下垫面几何形状 城市中建筑物参差错落，形成许多高宽比不同的 “城市街谷”。在这种复杂的立体下垫面上其天空视 因子比平坦的郊区小得多，这种几何形状的差异对热 岛的形成关系极大。 白天时：
城区储热多，夜间降温慢 3D影响辐射收支
城
人为
与热岛强度
市
热
正相关
热 岛
温室 气体
温室效应
成
大气
白天阳伞
因 污染 夜间雾障
天气 气象

由环境污染引起的温室效应是指地球表面变热的现象
（1）要保护并增大城区的绿地、水体面积。
如图是某同学用体温计测热水温度(70℃左右)的示意图.
另一方面保护好森林和海洋，比如不乱砍滥伐森林，不让海洋受到污染以保护浮游生物的生存。
以下温度最接近25℃的是（
）
二、是城区排放的人为热量比郊区大；
另一方面保护好森林和海洋，比如不乱砍滥伐森林，不让海洋受到污染以保护浮游生物的生存。
我们能做什么？
为减少大气中过多的二氧化碳，一方面需要 人们尽量节约用电（因为发电烧煤〕，少开 汽车。另一方面保护好森林和海洋，比如不 乱砍滥伐森林，不让海洋受到污染以保护浮 游生物的生存。我们还可以通过植树造林， 减少使用一次性方便木筷，节约纸张（造纸 用木材〕，不践踏草坪等等行动来保护绿色 植物，使它们多吸收二氧化碳来帮助减缓温 室效应。
（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。
1.以下温度最接近25℃的是（
由环境污染引起的温室效应是指地球表面变热的现象
1) 地球上的病虫害增加；
（3）如北京市位于平原中部，三面环山。
温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。
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。
以下温度最接近25℃的是（
温室有两个特点：温度较室外高，不散热。
二、是城区排放的人为热量比郊区大； 二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。

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五、描述节气的： “露从今日白，月是故乡明。”：这里的“露从今日白”：，是指二十四节气中的白露。 六、描述天气、气候的： “二月江南花满枝，他乡寒食远堪悲。”：是说我国南方和北方气候差异大，二月时，江南已经鲜花满枝，而其它地方却十分 寒冷。 “好雨知时节，当春乃发生。”：是说我国春季普遍存在着气温回升快，降水少的情况。 “君问归期未有期，巴山夜雨涨秋池。”：是说四川巴山地区因受地形的影响，常常形成夜雨的天气。 “人间四月菲芳尽，山寺桃花如盛开。”：说明了地势越高气温越低这一气温分布的规律。 “惟恐琼楼玉宇，高处不胜寒。”：说明地势越高气温越低。 “五月天山雪，开花只有寒。”：一是说明地势越高气温越低的道理，二是说明天山海拔高。 “东边日出西边雨，道是无晴却有晴。”：说明在同一时刻，不同的地方天气是不相同的 “乍暖还轻冷，风雨晚来方定。”：说明我国春季气温多变、不稳定的特点。 “羌笛何须怨杨柳，春风不度玉门关。”是说玉门关位于我国的非季风区，温暖湿润的夏季风很难到达这里。 七、描述月相的： “可怜九月初三夜，露似真珠月似弓。”：农历的初三时，月亮的形状是弓形的，属于上弦月。 去年元月夜，花市灯如昼，月上柳枝头，人约黄昏后。——满月
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•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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47。对植物的影响则表现为提早发芽和开花、推迟落叶和休 眠。 城市热岛效应是城市气候中典型的特征之一。它是城市气温比郊区 气温高的现象。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、植被具有更大的函授比热容（可吸收更多的热量），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。

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分析讨论
1、热岛环流产生的原因是什么？
2、这种环流对市区大气污染的扩散产生哪些影响？
3、我们应该如何避免这种影响.还有其它影响吗？
4、如何来减弱城市热岛效应 及其影响？
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结果分析
由于城市热岛的存在，引起空气在城市上 升，在郊区下沉，在城市与郊区之间形成小型 的热力环流，称为城市风。
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2、由于城市风的出现，城区工厂排出的污染 物随上升气流而上升，笼罩在城市上空， 并由高空流向郊区，到郊区后下沉。下沉 气流又从近地面流向城市中心，将郊区工 厂的大气污染物带到城区，加上城区污染 源多，使城市的空气污染更加严重。
四川省气象台曾预报，降雪当天，郊区最低气温 降到了0度，但城区温度却保持在2度左右。市民 在城外可欣赏到银装素裹的动人雪景，而在城里， 2度的气温将雪花化成了水，不能欣赏到雪景了。
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从以上两个案例我们可以得出，城市的市区 温度的确比周边地区要高
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市区及周边温度简视图
分析讨论
描述图中气温曲线的特点。
You Know, The More Powerful You Will Be
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ห้องสมุดไป่ตู้
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX
时 间：XX年XX月XX日
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上海
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市区景观
郊区景观
分析讨论
1、对比以上两幅照片，讨论城市热岛效应产生的原因。 2、除了照片上提示的原因外，结合自己亲身经历及资
料的查阅,想想还有哪些因素可能导致城市热岛效应？
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吸 热 多
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。
散 1、自然下垫面（绿地、水体）少，吸热能力小 热 2、高层建筑越来越高、越来越密，通风效果差 3、逆温现象 慢 4、大气污染
这是1999年拍到的智利圣地亚哥市上空烟雾缭绕的照片。 汽车尾气和工业排放物是造成污染的“元凶”
广州市区“发高烧”原因分类归纳表
发 热 多
固定热源:工厂、家庭炉灶、冷气、采暖等约占3／4 移动热源:汽车、摩托、电车等约占1／4 人体和家畜等新陈代谢热量一般还不到1％ 广州市经济的快速发展，能源消耗增加，工业热量、汽车尾气等排放造 成极大压力，家用电器特别是空调的使用也加速了温度升高。
2、比较理想的城市建筑空间布局模式应该是怎样？
相对静风状态
热岛效应的危害
根据以上对“热岛效应”的理解发表你的看法
1：人们都认为热岛是令城市污染加重的 罪魁祸首。 2：热岛和污染的伴生，又可能是大自然 给人类的恩赐！
（1）使城市气候舒适度变差； （2）加重能源消耗（比如增加对降温电器的使用）； （3）加重空气污染； （4）增加水资源消耗； （5）增加病菌繁殖的条件； （6）对城市生存物种会影响生态平衡； （7）影响性格。 最新研究表明，居住在寒冷地带的人，因室外活 动不多，大部分时候在一个不太大的空间里与人朝夕相 处，比较能控制自己情绪、具有较强耐心和忍耐力；居 住在温暖宜人的水乡的人们，往往多愁善感，也机智敏 捷；生活在热带地区的人，性格暴躁易发怒。如果我们 对热岛效应听之任之，人类会变得更加暴躁和冷漠！
下图为某城市某日清晨低层大气 温度垂直分布图，读图并回答：

自然界的调节机制
自然界的生态系统通过光合作用和呼 吸作用等过程来调节大气中的二氧化 碳浓度，维持地球温度在一个相对稳 定的范围内。
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温室效应的影响
全球变暖
全球气温持续升高，导致冰川融化、极端 天气事件增多等。
全球变暖对人类健康、农业、水资源等产 生负面影响。
需要采取措施减少温室气体排放，以减缓 全球变暖趋势。
温室气体种类
水蒸气
最主要的温室气体，占温室气体总量的约 60%。
二氧化碳
第二重要的温室气体，人类活动排放的二 氧化碳量逐年增加。
甲烷
第三重要的温室气体，主要来源于自然界 的湿地、稻田和动物排泄物等。
臭氧
主要存在于平流层中，对流层中的臭氧对 温室效应影响较小。
温室效应的自然过程
自然界的碳循环
自然界中存在着一个平衡的碳循环， 植物吸收二氧化碳并释放氧气，动物 呼吸氧气并排放二氧化碳，而岩石、 海洋和土壤则储存了大量的碳。
制定严格的法规和标准，对超标 排放进行惩罚，提高违法成本。
提高公众意识与参与度
教育普及
加强气候变化教育，提高公众对温室效应和热岛 效应的认识。
社会倡导
倡导绿色生活方式，鼓励公众参与低碳生活和环 保行动。
公众参与平台
建立公众参与平台，鼓励公众参与气候变化治理 和监督。
谢谢您的聆听
THANKS
人类活动产生的热量
城市地区人类活动密集， 交通、工业、商业等活动 产生大量热量，也是热岛
效应的重要成因。
热岛效应的影响
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气候变化
热岛效应加剧了城市地区 的气候变化，使得城市地 区的气温波动更大，极端 天气事件更频繁。
生态环境影响

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。
© Enrique García Cota
三、缓解方案
© Enrique García Co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
二、形成的危害
•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：
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。
•。
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。此外，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。