什么是"热岛"现象?产生"热岛"的原因是什么?
发布网友
发布时间：2022-04-28 12:59
共4个回答
热心网友
时间：2023-10-09 15:43
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(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。
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。
热心网友
时间：2023-10-09 15:43
指城市在气温的空间分布上，犹如一个温暖的岛屿。其原因是多方面的：工厂、汽车、家庭炉灶以及人体大量释放的热量，直接温暖了大气；建筑群和水泥或黑色路面大量吸收太阳光热后辐射，使大气增温，烟囱排放大量的二氧化碳等废气起到“温室效应”，保护地面散发的热量；较少的绿地面积，使消耗于蒸发、蒸腾作用的热量少等，从而导致城市年平均气温比郊区高0.50C-30C,故有“城市热岛”之称。
所谓城市热岛效应，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。
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。
热心网友
时间：2023-10-09 15:44
“热岛效应”到底是怎样一种物理现象？它又是如何深刻改变着北京的环境与气温？曾对“热岛效应”和北京气候关系进行过深入研究的北京大学物理学院大气科学系刘树华教授向记者讲述了“热岛效应”的奥秘。
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。
刘教授告诉记者，由于地表的特征导致地表温度升高，空气受热后会形成热气流上升，在大气平衡作用的影响下，近郊等城市边缘地区的空气就下沉补充到空气上升的区域中，如此有上升有下沉，就形成一个动力学的热岛环流。
热岛环流对城市降水有很大的影响，通常空气在温度不断上升时形成上升气流，很容易形成对流型天气，从而导致市区降水强度增加。在北京这种天气的代表就是午后经常发生雷阵雨。
北京热岛环流引发大气污染进一步恶化，就连西郊地区也没能幸免。
值得关注的是热岛环流在增加降水的同时，还使大气污染进一步恶化，在城市产生的污染通过环流进一步影响城市。刘教授以北京三面环山的特殊地形下，介绍了热岛效应的表现形式。在白天，同等高度市郊西北的山区接受的能量比平原区的多，温度升高快，在其上空会形成一个上升气流，继而带动平原气流形成南风，然后再影响到山区。到了夜间，同高度的山区热量损失要比平原快，再加上人为热岛效应，到晚上9点以后就转成北风，先从山区生成，逐渐影响到城市。
所以北京一年四季都是晚上北风，白天日出以后逐渐转成南风，晚上再逐渐转成北风，如此造成了一个区域气候形成的问题，这些污染物在深秋及冬季的时候，白天送到山区存起来，在没有大的天气系统入境时，污染物到了晚上10点会再被环流送回。深秋和冬天季节如此连续五天后，北京的污染指数就达到五级了。
刘教授指出，如果在城市周围全是平原的理想状态下，城市的发展一定会导致热岛环流增强。由于北京地形的特殊可能情况又会略有不同，北京市区和郊区的温差和压力差造成了热岛环流的形成。根据北京大学物理学院大气科学系硕士胡晓明数值模拟和观测研究，城市的中心和郊区地面温度差6℃，长期温度相差1-2℃。北京不同城区温度差别和区域内经济发展程度及人口有关系，总体来看西部比东部的温度要高，七月14点的气温平均值海淀的温度要比朝阳高1℃左右。
减轻热岛效应必须减少大热容量的地面面积，增加绿化更是不能缺少。
问及导致北京高温灾害各种因素中，是热岛效应是否起到关键作用。刘教授表示，从全球变暖的增温幅度来看，十年才增加0.4℃左右，所以就北京而言，全球气温变化的影响还是微乎其微的。北京高温灾害，主要是高低温自然变化周期中，高温年和北京热岛效应迭加在一起的结果。所以采取有效的办法治理热岛效应已经成为当务之急。
刘教授强调，城市要减缓城市热岛效应，首先必须减少城市大热容量的地面面积。目前北京一般建筑是水泥结构，路面是柏油马路，它们吸收热量很大。其中柏油马路的黑颜色反射率非常低，所以在同样区域，其吸收的热量要大大高于颜色浅的地方。
如果城区楼顶都绿化，或者建成休息场所，比如游泳池等，就既减少了热量增加，又增加了娱乐设施。在日本东京，很多楼顶用作网球场，游泳池，或者建成花园式楼顶，以有效地减少热岛效应发生，楼顶不利用的极少。研究表明如果北京市植被面积增加30％，温度要降低2-3℃，目前在北京楼房占据地面的面积30％还要多，大多数老式楼顶都可以实现有效绿化，所以植被增加30％是完全可能实现的。
对于路面，应该有意识地多普及蜂窝状的结构，因为使用蜂窝状的地面，可以有效地改变地表的热量平衡，自然打通地面上下的水分和热量的流通，在地面水分蒸发中，使地表温度减低3-4℃。拆去围墙、改变楼群方向以提高地面通风效果是降低热岛效应的有效手段。
刘教授曾经对城市小区进行研究，发现这里几万人住在50多栋楼中，楼群排列密集，加上绿地面积减少，由于楼房是吸收热量非常大的水泥体，热岛效应非常明显，增加高度减少建筑面积，如果盖成十栋大楼，将原来建楼的大部分面积变成绿地，增大了地面通风量，优化了地表热量平衡和动力学效应，热岛效应迅速降低。
他告诉记者，通风量对城市热岛效应也有很大的相关性。在沿海城市，街道与海岸线垂直，就可以充分利用海风通风量，城市无论是利于清洁还是降低热岛效应都会大大改善，如果城市建筑都和海岸线平行，对城市散热有很大影响。
针对北京单位实体围墙过度的情况，他建议将一些单位的高院墙拆掉，建成栅栏式，增加空气流通，而且为适应北京北南风向的特点，在以后修建建筑时要注意调整走向，全部是东西板楼是不可取的。如果建筑结构能够保证，冬季采光好，夏天一定要有通风量，就可以减少在取暖和制冷中产生的热量。
参考资料：http://zhidao.baidu.com/question/2037014.html
热心网友
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）。
