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地理科普:城市的“五岛效应”

(2011-05-12 08:13:08)
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分类: 地理纵横(高中考科普)

城市的“五岛效应”指热岛效应、干岛效应、湿岛效应、雨岛效应和浑浊岛效应

根据设在城区和其周围郊区的气象站同时间观测资料表明,城市气候与郊区相比有“热岛”、“干岛”、“湿岛”、“浑浊岛”和“雨岛”等“五岛”效应。 除了大家熟悉的“热岛”,“干岛”指城市水汽压的平均值与同时期周围郊区平均水汽压相比较,城区低于郊区,呈现出“城市干岛”效应。“湿岛”指城区平均水汽压高于同时刻的郊区平均水汽压,出现明显的“城市湿岛”。“浑浊岛”指由于城市工业生产、交通运输和居民炉灶等排放出的烟尘污染物比郊区多,造成城区的低云量多于附近郊区,这就使得城市的散射辐射比郊区强,直接辐射比郊区弱,大气的浑浊度显著大于郊区。

热岛效应:

地理科普:城市的“五岛效应”一个地区的气温高于周围地区的现象。用两个代表性测点的气温差值(即热岛强度)表示.城市热岛效应就是一种城市气温比郊区高的现象。随着城市规模的迅速扩大,城市的热岛效应越来越明显。而它的形成,一方面是在现代化的大城市中,除了数百万人日常生活所发出的热量,还有工业生产、交通工具散发的大量热量。另一方面,城市的建筑群和柏油路面热容量大,反射率小,能有效地储存太阳辐射热。据估算,城市白天吸收储存的太阳能比乡村多80%。到了晚上,城市降温缓慢,因此夏季前半夜便仍感闷热。城市热岛效应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”。热岛效应不仅使城市的气候发生了变化,还带来严重的污染,成为影响城市环境质量的重要因素。近些年,随着城市建设的高速发展,热岛效应也愈发明显。概括起来,城市热岛的形成主要有四个原因:首先是人工建筑物的影响,如混凝土、柏油路面以及各种建筑墙面。这些人工建筑物吸热快而热容小,在相同的太阳辐射条件下,其表面温度明显高于绿地和水面。其次是城市大气污染。城市中机动车辆、工业生产及人群活动产生了大量的氮氧化物、二氧化碳、煤灰和粉尘等,这些物质可以吸收环境中热辐射的能量,产生众所周知的“温室效应”,从而引起大气的进一步升温。三是人工热源的影响。日益增加的工厂、汽车、空调、冰箱等人工排热器在消耗掉大量能源的同时,还在不停地向外“倾泻”着热量,使城市的“体温”一再升高。四是城市绿地和水体的减少。随着城市中建筑、广场和道路的大量增建,绿地、水体等自然因素却相应减少,吸热少了,缓解热岛效应的能力自然就被削弱了。

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植被的吸收和保蓄能力。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"。

多雾是热岛和干岛效应 据新华社电上海似乎进入了一个“雾月”。12月中旬上海已接连拉响4次大雾警报,其中13日早晨在不到一小时内连拉两次警报,预警级别直达最高等级的黑色警报。15日又是轻雾迷漫。市民们发现,上海的迷雾天出现了新特点:即郊区雾气重,城区雾气淡。气候专家表示,这里面折射出上海城区的热岛和干岛效应。 气候专家徐家良对此作了具体解释,城区钢筋水泥的建筑物越来越多,而且越来越高,市区全是水泥路面的“天下”,很难有土壤地皮的位置,水面积也十分有限,城区的热岛效应已十分明显。市区与远郊的年平均气温已相差1.5℃至1.6℃,城乡温度差在秋冬季表现得最为明显。由于城区相对气温较高,夜间辐射降温的程度不足,就较难形成大雾。 此外,上海城区还有一个“知名度不及热岛效应”的“干岛效应”。城区密密的水泥路面阻断了空气中水汽的循环,地面难以多量地吸收水分,也就不能大量地释放水分,所以城区的空气水分含量相对郊区要低,空气相对较干。没有充分的水汽条件,也较难形成大雾。

根据1984~1990年上海城区测站和郊区测站对空气的水汽压和相对湿度观测资料统计,年平均值都呈现城市干岛,中心分别在南市区与黄浦区,相似热岛中心位置。

干岛强度以水汽压衡量,7~9月最大,5月和10月次之,12月至次年2月最小。如以相对湿度衡量,则9~10月为最大,4~5月次之,6月梅雨期最小

湿岛效应:

上海市区各月的夜间都有可能出现强度不等的湿岛。出现次数和种类以1月为最,但其强度偏弱。7、8月其次,其种类较少但强度甚大。春秋两季介于冬夏之间,具有过渡性质。

湿岛的种类有凝露湿岛、雨天湿岛、雾天湿岛、结霜湿岛和雪天湿岛等。

市区夜间经常出现凝露湿岛,天气稳定又无低云、风速较小的夜间,郊区降温快,结露多,空气中水汽大量析出,水汽压即迅速降低;市区因热岛效应,气温较高,结露量较少,空气中水汽压高于郊区,形成城市湿岛。上午温度上升后,露水蒸发,郊区空气中湿度迅速增加,市区转为干岛。凝露湿岛以8月最多,7月和10月其次,4月和1月较少。

雨天湿岛是降雨时及停雨后,因市区热岛效应使蒸发量比郊区大,空气中水汽含量比郊区多。雨天湿岛以4月最多,7月次之,8、10两月再次之,1月最少。

雾天湿岛常是在有雾时,雾滴与周围空气间进行水分交换,市区较暖,饱和水汽压较高,能容纳的水汽量较郊区为多,形成雾天湿岛。

结霜湿岛是市区有强热岛时,结霜量小于郊区,空气中的水汽压比郊区大,形成结霜湿岛。

雪天湿岛的形成与雨天湿岛相似,但因气温低、热岛效应小和风速稍大等,其湿岛强度较弱。

雨岛效应:

大城市高楼林立,空气循环不畅,加之盛夏时节,建筑物空调、汽车尾气更加重了热量的超常排放,使城市上空形成热气流,热气流越积越厚,最终导致降水形成.

城市上空悬浮颗粒物多,遇到暖湿气流,凝结核多,易形成局地暴雨。

浑浊岛效应:

是指由于城市大气中的污染物质比郊区多,凝结核也多,低空的热力湍流和机械湍流又比较强,因此造成城市的日照时数减少,太阳直接辐射大大削弱,其能见度也小于郊区的现象。

 

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