关于城市热岛效应、雨岛效应、雾岛效应.ppt

城市建筑大量照明
One 城市热岛
1 形成原因 reason why
2 产生的影响 make effect
城区排放的人为热量比郊区大 ,各种机械设备的 使用，人群密集形成“发热器”，呼出的水蒸 气也对环境有影响。
城市密集人群
One 城市热岛
1 形成原因 reason why
2 产生的影响 make effect
城市里中绿地、林木和水体的减少
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。
One 城市热岛
1 形成原因 reason why
2 产生的影响 make effect
城市里中绿地、林木和水体的减少
One 城市热岛
1 形成原因 reason why
城市热岛还影响 城市空气湿度、 云量和降水
在空气中的有害作用 下，高温区的居民极 易患上消化系统或神 经系统疾病
Tow 城市微气候
太阳辐射
影响因素:
天然下 垫面
人工硬性 下垫面
1.下垫面的影响 2.建筑物的朝向 3.气流的影响
蒸腾作用和 光合作用吸 收大部分的 热量
部分热量 被反射
被其它建筑 吸收，并使 建筑表皮升 温
气流是引起区内空气温度和相对湿度等要素的变化之一
Tow 城市微气候
影响因素: 1.下垫面的影响 2.建筑物的朝向 3.气流的影响
外界的风资源 建筑组团的布局、朝向 建筑的疏密程度
空气温度和湿度
气流强弱
气流越强，区内的环境与区外环境的交流 越充分,越接近区外的环境
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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。

2020/6/3
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4.混浊岛效应
混浊岛效应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”。而尘埃等混浊物恰恰是云层中的 水汽变成降雨最需要的“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，从而增加雨量。
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2.雾岛效应
所谓“雾岛效应”，其原因主要是城市颗粒污染 物增加，凝结核过多，引起雾日的增加。如伦敦 为国际著名的雾都，重庆为我国的雾都，除了自然 条件的原因外，城市雾岛效应也是重要因素。
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3.干岛效应
与热岛效应通常是相伴存在的。由于城市的主体为 连片的钢筋水泥筑就的不透水下垫面，因此，降落 地面的水份大部分都经人工铺设的管道排至他处， 形成径流迅速，缺乏天然地面所具有的土壤和土壤 的吸收和保蓄能力。因而平时城市近地面的空气就 难以像其他自然区域一样，从土壤和植被的蒸发中 获得持续的水份补给。这样，城市空气中的水分偏 少，湿度较低，形成孤立于周围地区的“干岛”。
1）城市大气中的污染物质比郊区多。 2）低云量和阴天日数远比郊区多 3）混浊度强 4）城区的能见度小于郊区
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5.热岛效应
热岛效应是指一个地区的气温高于周围地区的 现象。中心的高温区就象突出海面的岛屿，所以就 被形象地称为热岛。常见的是城市热岛效应，即城 市气温高于郊区气温的现象。另外还有非城市热岛 效应，如青藏高原的热岛效应等
中国只有在山东半岛北部的一小部分地区会有大湖效应降
雪，并且效应比以上这些地方都要弱，但山东半岛的丘陵

第三方面，长期生活在热岛中心区的人们会表现为情绪烦躁不安、精 神萎靡、忧郁压抑、记忆力下降、失眠、食欲减退、消化不良、溃疡增多、 胃肠疾病复发等，给城市人们的工作和生活带来说不尽的烦恼。在我国素 有“火炉城市”之称的南京、武汉、重庆等许多大城市在发展中都不同程 度地出现了以上这些现象，所以，城市热岛效应已成为城市发展中应正确 面对、亟待解决的问题。
知识梳理：城市热岛的影响因素
蒸发减少、城市下垫面反射率降低、能量输入，城市热岛效 应强度影响为：蒸发减少0.05g/sm2，热输入增加120.9w/m2；城 市下垫面反射率降低10%，热输入增加30w/m2；人工能量输入 10w/m2，城市中总热输入增加160.9w/m2，由于受空气对流的影 响，实际热输入约20w/m2，计算温升约3.5℃，这与实际比较相 符。当夏季空气流通减缓时，热输入会急剧增加，由于城市蒸发 系统适应性低，造成城市温度急剧上升，同时由于空调和火电厂 的加速运转又会造成恶性循环，加剧城市大气温升。城市蒸发量 减少也形成了城市干岛效应，造成城市上空大气稳定度升高，不 易发生垂直对流，易形成近地表高温，伴生严重的空气污染（例 发灰霾和光化学烟雾）。
知识梳理：城市热岛的主要危害
第四方面，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。为了降低室内气温和使室内空气流通，人们使 用空调、电扇等电器，而这些都需要消耗大量的电力。如2012年 美国1/6的电力消费用于降温目的，为此每年需付电费400亿美元。 高温天气对人体健康也有不利影响。
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。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。

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。

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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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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。

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。 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。这些大气污染物浓 度大，气溶胶微粒多，会吸收下垫面热辐射，在一定程度上起了保温作用，产生 温室效应，从而引起大气进一步升温。（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。）
京津地区大气污染致使热岛效应 加剧
由于北京地区人 口众多，污染严 重，城市发展集 中化，快速化而 忽视了基础建设， 导致了天气环境 恶劣，热岛效应 也随之产生！
“热岛效应”对冻雨有影响能改 变降雨降雪强度
当暖湿气流经过已结冰的地面时，已凝固的雨水能牢牢粘住建筑物、道路和铁路。由 此引发的暴风雪能够使城市瘫痪。例如，在１９９８年１月，一场暴风雪使北美东部 的１００万人在两个多星期中断了电。
纽约哥伦比亚大学的斯图尔特·加芬 （Stuart ·Gaffin）开展了一项关于 屋顶颜色对温度影响的研究。他发 现，白色屋顶可以降低城市的热岛 效应。
2011年7月22日，遭遇热浪袭击的
纽约城市用电量突破纪录，而研 究显示，就在这最热的一天，纽 约市一些深色的、具有吸光表面 的传统屋顶的测量温度达到了 170华氏度（约76.7摄氏度）；而 与之反差最大的是一种白色屋面 材料，其测量温度相对要低大约 42华氏度（23.3摄氏度）。被测 试的白色屋顶是一种低成本的遮 盖物，是纽约市长迈克尔· 布隆 伯格（Michael Bloomberg）为 完成该市到2030年温室气体减排 30％的目标所采取的行动的一部 分，正被加以推广。

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
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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
热力环流原理(大气压强，
热压，风压共同作用）
热力环流的高压与低压均指同一水平面，不同地方 高低压。高 低
大气压与气压的区分：
大气压随温度升高而降低，因为温度高，空气密度小，单位体 积的空气产生的压强就小。反之，温度低的时候空气密度大， 大气压就大。密闭容器是空气质量一定而非体积一定，加热则 热运动导致气压增大。，气体的质量一定而不是体积一定。 讨论大气压是体积一定的情况。
收者，至使城市大气吸收较多的红外辐射而升温。
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防止措施
一、 从绿化城市及周边环境方面 1．选择高效美观的绿化形式、包括街心公园、屋顶绿化和墙壁
垂直绿化及水景设置，可有效地降低热岛效应，获得清新宜人的室内 外环境。

总结词
通过合理的城市规划和建筑设计，可以减少热岛效应的发生 。
详细描述
合理规划城市布局，避免高密度建筑集中分布，增加绿地和 休闲空间；建筑设计应注重自然通风和采光，减少对空调的 依赖，从而降低建筑物的能耗和温室气体排放。
发展绿色交通
总结词
鼓励使用低碳排放的交通方式，减少机动车使用，降低交通排放对城市热岛效应 的影响。
城市热岛效应的形成机制
城市化进程中，建筑物和道路等 不透水表面增加，减少了地面对 太阳辐射的反射，增强了地面的
吸热能力。
城市中汽车、工业和人口密集， 释放大量热量，导致城市气温升
高。
城市中绿地和水体等自然因素减 少，降低了城市区域的散热能力
。
城市热岛效应的影响
影响人体健康
高温环境下，人们更容易出现中暑、热射病等疾病，长期生活在热岛 效应影响下也可能增加心血管疾病的风险。
02
城市中的绿地和水体等自然下垫 面减少，调节温度的作用减弱。
能源消耗与排放
城市中大量消耗化石燃料，产生大量 的二氧化碳等温室气体，导致温室效 应加剧，城市温度升高。
城市中的工业生产、交通运输等产生 的废热和烟尘，也增加了城市温度。
绿化覆盖率的降低
• 城市中绿地面积减少，植被覆盖率降低，吸收太阳辐射的 能力减弱，同时调节温度的作用也减弱。
分析不同城市规划格局、建筑布局和建筑材 料对地表温度和热辐射的影响，为优化城市 设计和建筑节能提供理论支持。
探索更加有效的缓解措施
生态降温策略
推广城市绿化，增加绿地面积， 优化绿地布局，发挥绿地在调节
城市微气候中的作用。
能源结构调整
减少化石能源的使用，发展可再生 能源，降低温室气体排放，从源头 上缓解城市热岛效应。