城市熱島效應和遷場對贛州氣溫資料的影響

吳國琳

摘要：為了說明城市熱島效應對贛州市城市氣候站氣候資料的影響，本文選取了贛州城市氣候站（一般站）及其相鄰的贛縣站（國家基本站）、南康（一般站）、上猶（一般站）3個站2001—2010年年平均的氣溫資料，并配有曲線圖分析熱島效應對贛州市氣溫的影響，結(jié)果表明贛州站與相鄰站的氣溫變化曲線隨年份的增加呈波動變化。從贛州站和參照站的氣溫資料顯示，贛州站氣候的突變點在2005年，熱島效應強度2007年為最強，城市熱島效應對贛州站年平均最低氣溫、年極端最低氣溫影響最大，對年平均氣溫影響次之，對年平均最高氣溫、年極端最高氣溫影響最小。贛州站的熱島效應在很大程度上是通過最低氣溫的升溫而產(chǎn)生的。因此在應用贛州站氣溫資料進行氣候分析時，應同時考慮熱島效應的影響。中小區(qū)域氣候的變化是全球氣候變化的風向標,研究中小區(qū)域的氣候是以點代面，舉足輕重。

關(guān)鍵詞：城市熱島效應 觀測環(huán)境 章貢區(qū)

引言：城市熱島是由于人類活動改變城市地表而引起小氣候變化的綜合現(xiàn)象，是城市氣候最明顯的特征之一。由于城市化的速度加快，城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊區(qū)的土壤、植被具有更大的熱容量和吸熱率，使得城區(qū)儲存了更多的熱量，并向四周和大氣中幅射，造成了同一時間城區(qū)氣溫普遍高于周圍的郊區(qū)氣溫，高溫的城區(qū)處于低溫的郊區(qū)的包圍之中，如同汪洋大海中的島嶼，人們把這種現(xiàn)象稱之為城市熱島效應。

贛州市是全國最大的地級市，是江西省第二大城市，江西的南大門，章貢區(qū)地理位置優(yōu)越，呈亞熱帶季風濕潤地區(qū)氣候。1999年贛州市城區(qū)改為章貢區(qū)，從此章貢區(qū)經(jīng)濟建設(shè)步入了快車道，為順應城市化建設(shè)，贛州這個1950年建站、見證了贛州風雨50余年的老站，2001年7月遷入毗鄰的贛縣，院內(nèi)保留了由原來的國家基本站設(shè)施，更名為贛州市城市氣候一般站。城市氣候是在人類活動影響下形成的一種局地氣候，城市熱島是城市氣候最明顯的特征之一，城市熱島是由于城市建設(shè)而引起小氣候變化的綜合現(xiàn)象，由于城市化建設(shè)速度加快，人類活動的集中，建筑群的密集，大量的能源消耗，水泥面墻體、屋頂?shù)扔操|(zhì)鋪砌，在相同的太陽輻射條件下，城市吸收了許多更熱的熱量，導致了市區(qū)所觀測到的溫度比郊區(qū)高，熱島效應已經(jīng)成為城市熱環(huán)境形成的顯著標志。

1、資料方法

為了分析章貢區(qū)的城市熱島效應，選擇了離贛州站較近的三個氣象站，贛縣國家基本站、南康一般站、上猶一般站的氣溫資料進行對比分析。這3個站分別在贛州站的周圍，經(jīng)緯度、海拔高度與贛州站接近（見表一），所選擇的3個氣象站與贛州站也屬于同一氣候區(qū)，作為參照站是合理的。

贛州站和相鄰站站點分布情況

站名 區(qū)站號 經(jīng)度(E) 緯度(N) 海拔高度(M) 備注

贛州站 58900 114°57′ 25°51′ 123.7 2001年7月搬遷,區(qū)站號2007年由原來的57993改為58900

贛縣站 57993 115°00′ 25°52′ 137.5 2001年7月搬遷,區(qū)站號由原來的58900改為57993

南康站 57992 114°45′ 25°40′ 127 1971年搬遷

上猶站 57991 114°38′ 25°48′ 140.2 1965年1月搬遷

贛州站歷史上在原址大院內(nèi)搬遷了兩次，第一次搬遷是在2001年11月，右邊有正在興建的高樓，新觀測場距原址直線距離50M左右。第二次在大院里搬遷是在2006年11月，新觀測場距原址直線距離40M左右，旁邊有水泥路和球場，前方100M是低于觀測站3-4M的一條街道。自動站觀測場設(shè)在距離人工觀測場70M左右的地方，自動觀測場的北側(cè)有一高樓，緊鄰觀測場的是一棟家屬低矮住宅區(qū)。

2、熱島效應存在的事實

2.1贛州站和相鄰站的氣溫比較

贛州站遷場后的平均氣溫高于周邊站氣溫，贛州站氣溫上升的趨勢總體比相鄰站的上升趨勢大，4站均在在同一氣候區(qū)，氣候的變化在小區(qū)域內(nèi)的變化應當是變化幅度相同，從氣溫資料曲線圖示上看,贛州站氣溫上升的趨勢大于周邊臺站，因此說明贛州站的城市熱島效應是成立的。

2.2贛州站兩次遷場說明了熱島效應的存在

贛州站遷場前觀測環(huán)境符合地面氣象觀測規(guī)范觀測技術(shù)上的要求，觀測資料未受影響。2001年11月觀測場旁進行商品住宅區(qū)開發(fā)，觀測場進行第一次搬遷。2006年11月，觀測場直線距離往東北方向遷移40M，二次進行搬遷。兩次搬遷前后，氣溫曲線記錄顯示說明了城市熱島效應的存在。2003年贛州年平均最高氣溫曲線點和贛縣、南康重合，2006年贛州站年平均最高氣溫曲線點與贛縣重合。從贛州站的月氣溫資料數(shù)據(jù)去看，2003年、2008年7—12月；2004年、2005年、2007年10---12月為熱島效應增溫輻度較顯著時期，其它年份變化較有規(guī)律性。2011年1-9月贛州站資料與參照站資料對比，贛州站仍處于熱島之中。

2.3贛州站的熱島效應強度2007年為最強

從資料看，贛州站的熱島效應強度2007年為最強，說明贛州站在受到了全球氣候變暖大環(huán)境的影響之外，還受到了觀測場周圍環(huán)境變化的很大影響。

2.4城市熱島效應對贛州市的年平均最低氣溫、年極端最低氣溫影響最大，對年平均氣溫影響次之，對年平均最高氣溫、年極端最高氣溫影響最小。贛州的熱島效應在很大程度上是通過最低氣溫的升溫而產(chǎn)生的，而觀測環(huán)境對最低氣溫的影響又最為顯著。最高氣溫變化的局部升溫特征不象最低氣溫那樣明顯。（見如下曲線圖示）

3、城市熱島效應和遷場對贛州站氣溫的影響

3.1遷場或局部觀測環(huán)境變化必然造成贛州站資料的不連續(xù)性

對氣溫的影響上分析結(jié)果不僅說明了遷場或局部觀測環(huán)境變化必然造成贛州站資料的不連續(xù)性，遷場導致了熱島效應使得贛州站的升溫趨勢出現(xiàn)了不連續(xù)現(xiàn)象。

3.2 對氣候變暖幅度的影響

遷場前觀測場周圍環(huán)境符合規(guī)范，觀測場周圍環(huán)境符合規(guī)范技術(shù)上的要求，觀測場四周沒有高大建筑群，氣象資料沒有受到影響。在大環(huán)境變暖的的大背景下，贛州站的變暖幅度大于相鄰站，遷場后，兩個新觀測場均不符合規(guī)范技術(shù)上的要求，自動觀測場旁邊有一條交通主要干線，觀測場旁有停車場、球場，兩邊有高層密集建筑。

3.3 對氣候變暖突變點的影響

在天氣過程的變化中存在各種不連續(xù)現(xiàn)象，這種不連續(xù)性稱為突變，一種突變原因常發(fā)生在天氣系統(tǒng)內(nèi)部，另一種是由于外力的突變使天氣過程發(fā)生突變，比如從年平均資料看，2005年為突變點。

結(jié)論與討論：

1、2001年-2010年，贛州站與相鄰站年平均氣溫變化隨年份的增加而波動變化，變化趨勢一致，突變點四站年份都一致，都在2005年。

2、城市熱島效應對贛州站年平均最低氣溫、年極端最低氣溫影響最大，對年平均氣溫影響次之，對年平均最高氣溫、年極端最高氣溫影響最小。贛州站的熱島效應在很大程度上是通過最低氣溫的升溫而產(chǎn)生的。

3、熱島效應基于目前的觀測環(huán)境仍然有增強的趨勢。建議：觀測場盡量不要靠近水泥路、住宅區(qū)、球場。停車場和高層建筑與觀測場要有一定距離，遠離人流量大的地方。因為這樣觀測的資料容易受到汽車尾氣的排放等人為因素影響。探測環(huán)境得到了重視和保護，受到的城市熱島效應的影響也會相應消失和有所減弱。但是在目前城市寸土寸金的現(xiàn)狀下，勢必是一種困擾和無奈，能夠保留一個城市氣候站會是一種幸運。同時仍然需要社會各方的支持和理解。

4、中小區(qū)域氣候的變化是全球氣候變化的風向標，研究中小區(qū)域的氣候是以點代面，舉足輕重。

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