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

關鍵詞：城市熱島效應 觀測環境 章貢區

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的土壤、植被具有更大的熱容量和吸熱率，使得城區儲存了更多的熱量，并向四周和大氣中幅射，造成了同一時間城區氣溫普遍高于周圍的郊區氣溫，高溫的城區處于低溫的郊區的包圍之中，如同汪洋大海中的島嶼，人們把這種現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，章貢區地理位置優越，呈亞熱帶季風濕潤地區氣候。1999年贛州市城區改為章貢區，從此章貢區經濟建設步入了快車道，為順應城市化建設，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，院內保留了由原來的國家基本站設施，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而引起小氣候變化的綜合現象，由于城市化建設速度加快，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、屋頂等硬質鋪砌，在相同的太陽輻射條件下，城市吸收了許多更熱的熱量，導致了市區所觀測到的溫度比郊區高，熱島效應已經成為城市熱環境形成的顯著標志。

1、資料方法

為了分析章貢區的城市熱島效應，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，作為參照站是合理的。

贛州站和相鄰站站點分布情況

站名 區站號 經度(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。自動站觀測場設在距離人工觀測場70M左右的地方，自動觀測場的北側有一高樓，緊鄰觀測場的是一棟家屬低矮住宅區。

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，氣候的變化在小區域內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境符合地面氣象觀測規范觀測技術上的要求，觀測資料未受影響。2001年11月觀測場旁進行商品住宅區開發，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據去看，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境的影響之外，還受到了觀測場周圍環境變化的很大影響。

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生的，而觀測環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遷場或局部觀測環境變化必然造成贛州站資料的不連續性

對氣溫的影響上分析結果不僅說明了遷場或局部觀測環境變化必然造成贛州站資料的不連續性，遷場導致了熱島效應使得贛州站的升溫趨勢出現了不連續現象。

3.2 對氣候變暖幅度的影響

遷場前觀測場周圍環境符合規范，觀測場周圍環境符合規范技術上的要求，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范技術上的要求，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現象，這種不連續性稱為突變，一種突變原因常發生在天氣系統內部，另一種是由于外力的突變使天氣過程發生突變，比如從年平均資料看，2005年為突變點。

結論與討論：

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生的。

3、熱島效應基于目前的觀測環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、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、中小區域氣候的變化是全球氣候變化的風向標，研究中小區域的氣候是以點代面，舉足輕重。

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