城市热岛效应产生的原因是什么?
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发布时间：2022-04-28 12:59
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时间：2023-10-09 15:43
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。
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。如目前美国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。有关研究表明，环境温度高于28°C时，人们就会有不适感；温度再高还容易导致烦躁、中暑、精神紊乱等症状；气温持续高于34°C，还可导致一系列疾病，特别是使心脏、脑血管和呼吸系统疾病的发病率上升，死亡率明显增加。此外，气温升高还会加快光化学反应速度，使近地面大气中臭氧浓度增加，影响人体健康。
参考资料：http://www.t7online.com/feature/heat_island.shtml
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时间：2023-10-09 15:43
现代都市的地表构成让能量吸收多散发慢，整个城市就像一个“热岛“。
原来，在我们所生活的这座现代化大都市里，地表是由水泥、混凝土和柏油马路所组成，而郊区的地表是由植被和土壤组成的，两者的热量平衡特征存在显著的差别。
城市特殊的地表使它吸收的阳光的热量要大于土壤，而且日益普及的空调等电器设备、数以百万的汽车以及各种人为的热量，也因此而被超量吸收。
所以城市地表对热的储存要远远大于市郊地区。加之城市的上空大气比较混浊，温室气体含量较高，明显影响地面长波辐射的散失，由此导致温室效应。于是在建筑密集的城市里其气温要明显高于周边的郊区，使城市就像一个“热岛”一般。
久居城市的人都一定有过这样一些体验：身处某一个位置，被四面八方建筑物的玻璃反射来的光线照得睁不开眼睛，甚至难受得坐立不安；有时走在建筑物中间会感受到巨大的风力；下雨的时候，在城市的某个地方会出现积水的现象；夏季里城市局部地区的气温要比郊区高出很多，等等。对于上述城市里发生的这些现象，人们或许没有与灾害联系起来。但事实上，这些现象恰恰是城市的灾害，我们姑且称其为城市气候灾害。 关于玻璃反射光的问题，即是所说的光污染的一种情况。国际上一般将光污染分成三类，即白亮污染、人工白昼和彩光污染。其中白亮污染，是指阳光照射强烈时，城市里建筑物的玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石和各种涂料等装饰材料反射光线，眩眼夺目。研究发现，长时间在白色光亮污染环境下的人，易产生多种疾病，如视网膜和虹膜受到程度不同的损害，视力下降，导致白内障，以及使人头昏心烦，甚至发生失眠、食欲下降、情绪低落等类似神经衰弱的症状。人工白昼，是指夜幕降临后，建筑物上的广告灯、霓虹灯闪烁夺目，使夜晚犹如白昼。这种现象会导致人们夜晚难以入睡，扰乱人体正常的生物钟。还会伤害鸟类和昆虫，强光可能破坏昆虫在夜间的正常繁殖过程。人造光让“白天”时间延长，对于像猫头鹰这类的夜行性鸟类来说，是十分可怕的。因为这*使它们的昼夜节律发生改变，生理发育的改变也就是不容置疑的。 光污染的产生自然是由于不适当地使用建筑材料造成的，但如果进一步探究，全面地分析和考虑问题，我们就应当发现，上述两种光污染现象的发生与城市规划更有着密切的关系。因为导致白亮污染的原因，是由于反射太阳光的建筑物装饰材料使用过多，而且带有这类建筑装饰材料的建筑物分布的过于密集或者不适当分布，使得这些装饰材料相互混乱地折射、反射太阳光造成的光污染。如果在城市规划中给予应有的考虑，避免这类建筑物过于密集地分布在一起，根据太阳照射规律去分布这些建筑物的位置，就可以防止或减少这种污染的发生。同样，对于人工白昼问题，如果在城市规划中予以充分考虑，控制照明灯光的不适当分布，也可以避免或者减少危害。关于光污染问题，一些国家已经有了针对性的法律条文。例如，欧美一些国家，在20世纪80年代末就开始*在建筑物外部装修使用玻璃幕墙。但目前在中国的大部分城市，玻璃幕墙却正作为一种时髦装饰材料被大量使用，城市的光污染源也自然大量增加。而现行的城市规划法对防治光污染问题，并未做出明确、具体的规定。对此，有关部门在修改城市规划法中应当予以充分的考虑。 以上说明的仅仅是城市气候灾害的第一种情况。更为重要的还有第二种情况，即关于城市中出现的局地气候风现象，气象学家们称其为“狭管效应”。这种现象是由于城市建筑物不适当地选址、建造，导致将高空强风引至地面，造成高楼附近局地强风，危及行人的安全。如在北京市200米高的京广中心附近就出现过，行人在大风中行走困难，甚至被风吹倒等现象。这种现象在国外也有发生，如纽约、波士顿、多伦多等大城市都发生过摩天大楼附近行人被大风吹倒、摔伤、骨折的事故，并发生多起民事纠纷。目前国外的许多城市如波士顿、旧金山等都对高楼风环境评价做出了相应的法律规定。为了使我国大中城市在未来的发展中保持良好的风环境，建设人与自然和谐发展的生态城市，与城市国际化发展相接轨，有必要针对高大建筑物的风环境问题做出有关的法律规定，以保证城市的可持续发展。如在城市建筑物设计、规划阶段进行相关评价，对于存在问题的，可适时地对建筑物的结构和位置进行调整等。而解决这样的问题，也与城市规划法有着密切的联系。因为在什么样的地域环境和风环境下选址建造建筑物，应当是整个城市规划立法工作予以考虑的重点问题之一。目前有关部门正在修改城市规划法，希望对此问题予以考虑，或者制定有关的专门法律予以规范和调整。 关于城市气候灾害的第三种情况，谈一下关于依法对“城市热岛效应”进行防治的问题。城市热岛效应（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，所以被形象地称为“城市热岛”。城市热岛效应的形成主要是由于城市内大量的混凝土、柏油路面，各种建筑墙面等改变了下垫面（大气底部与地表的接触面）的热力属性，这些人工建筑物吸热快而热容量小，在相同的太阳辐射条件下，它们比绿地、水面等升温快，因而其表面温度明显升高。另一个主要原因是人工热源的影响，工业生产、交通运输以及居民生活中燃烧各种燃料，向大气中排放大量的热量，这些热量自然增加城市的温度。此外，随着城市化进程的加快，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。而城市绿地具有缓解“热岛效应”的能力，是改善城市“热岛效应”的有效途径之一。随着绿地和水体数量的减少，缓解热岛效应的能力就被削弱。因此，要解决这样的问题，减少“城市热岛效应”的污染，就需要在城市规划中加以调整，保证绿地在城市中所占有的比例。城市规划法应当对这样的问题做出相应的法律规范：对在城市规划中的绿地面积做出明确的要求，并对破坏绿地和城市水体的行为给予相应的法律制裁；同时，还需要对各种热源的布局做出合理规划的要求。 为了更为充分地说明城市规划法与城市气候灾害防治的关系，最后再谈谈第四个问题，即城市规划法与城市积涝防治的问题。城市积涝，即人们通常所说的城市积水。这种现象的发生主要有两个原因：一是地理环境的原因。由于城市某个地方的地势较低，形成城中局部洼地，每当下雨的时候，雨水就会在这里囤积不易排出，加上在城市规划建设中，没有对这类区域的排水问题予以考虑和解决，因此形成一定时间的积水现象。二是人为原因。由于城市建设中不适当地建造建筑物或实施其它工程，导致城市局部地区在雨季由于这些不适当的建筑物和建筑设施的相互作用，形成雨水堆积的现象，加上对这类地区的排水系统规划建设不完善，因此形成一定时间的积涝现象。而解决这样两类问题，同样与城市规划有着密切的联系。城市规划工作应当考虑，在一定的、地域环境和风环境下，如何分布大型建筑物和各类建筑设施的问题，以避免导致由各种建筑物的相互作用形成积涝现象，同时，城市排水系统的合理设置和分布也应当予以重点考虑。对于这些问题，城市规划法应当有专门的条款予以规定。 上述的问题说明了城市规划法与防治城市气候灾害的关系，随着人类社会的不断进步，关于生态城市建设的理念越来越完善，也越来越为更多的人们所接受。城市的建设和发展已不再像从前那样盲目而杂乱，相反，需要更寻求适合人类居住，以人为本的系统化、科学化、规范化的发展方向。因此，城市规划和城市规划法在其中的作用也就越来越重要。更科学的城市规划，应当以规范化和可持续发展为基本原则，这是城市规划法应当予以考虑的重要问题之一。搞好城市规划，完善城市规划法对于控制不适当的人类活动引起气候变化，合理利用气候资源，避免和减少城市气候灾害，应当是从事城市规划立法工作者亟待考虑的重要问题，这也是落实“立党为公，执政为民”思想，反映城市广大人民群众根本利益的具体体现。
全球变暖会引起世界各地区降水与干湿状况的变化，进而导致世界各国经济结构的变化。中纬度地区将会因气候变暖使蒸发强烈而变得干旱，现在农业发达的地区将退化成草原；高纬度地区则会因变暖而增加降水，温带作物将可以在此安家。但就全球来看，气候变暖对世界经济的负面影响是主要的，得到好处的仅是局部某些地区。
城市的气温比近郊要高得多，犹如一座温暖的岛屿。我国最大的城市“热岛”北京，比郊区温度高出9.6度，上海与郊区的最大温差也达6.8度。造成城市“热岛”效应的原因在于城市人口集中并不断增多，工业发达，居民生活、工业生产和汽车等交通工具每天要消耗大量的煤、石油、天然气等燃料，释放出大量的人为热。还有一个原因是城市中由混凝土、石料、砖瓦堆砌成的建筑群与柏油、水泥、陶瓷、石料等铺设的路面、人行道、广场，代替了原为植被、作物覆盖的自然地面。它们反射率小，热容量高，大量吸收太阳能。
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时间：2023-10-09 15:44
二、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。
三、热岛效应的成因：
1、气候条件
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。城市热岛形成的原因主要有以下几点：
（1）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，改变了下垫面的热力属性（反射率小，热量传导较快）。这些人工构筑物吸热快而比热容小，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，吸收热量多，蒸发耗热少，散失热量较慢，因而其表面温度明显高于自然下垫面。
（2）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。
2、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。）
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、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。高温天气对人体健康也有不利影响。有关研究表明，环境温度高于28°C时，人们就会有不适感；温度再高还容易导致烦躁、中暑、精神紊乱等症状；气温持续高于34°C，还可导致一系列疾病，特别是使心脏、脑血管和呼吸系统疾病的发病率上升，死亡率明显增加。此外，气温升高还会加快光化学反应速度，使近地面大气中臭氧浓度增加，影响人体健康。
四、城市热岛效应主要由以下因素影响：
1、蒸发减少、城市下垫面反射率降低、能量输入，其强度影响为：蒸发减少0.05g/sm，热输入增加120.9w/m；城市下垫面反射率降低10%，热输入增加30w/m；
2、人工能量输入10w/m，城市中总热输入增加160.9w/m，由于受空气对流的影响，实际热输入约20w/m，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，产生严重的空气污染（例发灰霾和光化学烟雾）。
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时间：2023-10-09 15:45
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。
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。如目前美国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。有关研究表明，环境温度高于28°C时，人们就会有不适感；温度再高还容易导致烦躁、中暑、精神紊乱等症状；气温持续高于34°C，还可导致一系列疾病，特别是使心脏、脑血管和呼吸系统疾病的发病率上升，死亡率明显增加。此外，气温升高还会加快光化学反应速度，使近地面大气中臭氧浓度增加，影响人体健康。
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时间：2023-10-09 15:45
