超大城市熱島效應(yīng)的季節(jié)變化特征及其年際差異

羅小瑞

摘要：隨著我國(guó)綜合實(shí)力不斷增強(qiáng)，及科學(xué)技術(shù)水平不斷提高，我國(guó)城市化建設(shè)取得了驕人的成績(jī)。城市化建設(shè)進(jìn)程的發(fā)展使得城市熱島效應(yīng)不斷增強(qiáng)，給人民生活帶來(lái)極大的不便，嚴(yán)重影響了城市居民的生活規(guī)律。熱島效應(yīng)并不是自然形成，一部分是因?yàn)榈貐^(qū)氣候條件變化，另一部分是因?yàn)槿祟惖恼；顒?dòng)。對(duì)城市熱島效應(yīng)進(jìn)行分析，不僅能確保城市中的熱量平衡，還能優(yōu)化城市的環(huán)境規(guī)劃與保護(hù)。基于此，本文對(duì)超大城市熱島效應(yīng)的季節(jié)變化特征及其年際差異進(jìn)了研究，分析一年四季城市與郊區(qū)的溫度差異、總體變化及發(fā)展趨勢(shì)，以便為城市生態(tài)環(huán)境的建設(shè)，城市居民生活健康及城市中資源的利用提供一些有益參考。

關(guān)鍵詞：超大城市；熱島效應(yīng)；季節(jié)變化；年際差異；特征

一、引言

近幾年來(lái)，城市中的溫度明顯升高，氣候變化的頻率越來(lái)越快，有時(shí)候一周內(nèi)可以體會(huì)到四季的變化。原因是城市中地表熱量存儲(chǔ)與釋放產(chǎn)生的城市熱島效應(yīng)引起的，這是城市中最明顯的氣候特征之一。近幾年城市化建設(shè)進(jìn)程不斷加快，各式各樣的建筑群遍布城市各個(gè)角落，地表的土壤換成了長(zhǎng)長(zhǎng)的柏油馬路，因此植被面積大大減少。城市中大多是水泥建筑或者柏油馬路，這些設(shè)施吸收的熱量大大高于土壤與植被吸收的熱量，存儲(chǔ)于設(shè)施中的熱量會(huì)向四周散發(fā)，使得城市中的溫度普遍高于郊區(qū)，城市周圍被低溫包圍，形成一種被海水包圍的島嶼形式，因此被稱為城市熱島效應(yīng)。

我國(guó)人口眾多，隨著城市化進(jìn)程的發(fā)展，城市居民的社會(huì)活動(dòng)頻率大大增加，所帶來(lái)的熱島效應(yīng)也是最嚴(yán)重的。城市熱島效應(yīng)不僅破壞了周圍的大氣層，而且導(dǎo)致城市中的空氣質(zhì)量大大下降，污染情況加重。為了減緩城市內(nèi)溫度變化的頻率，提高城市居民生活質(zhì)量，本文以我國(guó)某超大城市的熱島效應(yīng)為例進(jìn)行了分析，尋找降低熱島效應(yīng)的措施。

二、區(qū)域概況

本次所研究的超大城市是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大區(qū)域，城市化進(jìn)程迅速，是最具代表性的研究目標(biāo)。該超大城市的總面積擴(kuò)大了數(shù)倍，涌入該城市的人口數(shù)量大大增加，城市人口數(shù)量與郊區(qū)人口數(shù)量差距甚大，形成鮮明的對(duì)比。為了對(duì)該超大城市熱島效應(yīng)進(jìn)行準(zhǔn)確無(wú)誤的研究，本文所采用的數(shù)據(jù)是該市2個(gè)溫度檢測(cè)站檢測(cè)到的季節(jié)平均氣溫值，通過(guò)這些檢測(cè)數(shù)據(jù)可以研究出超大城市氣溫季節(jié)變化的總趨勢(shì)。分別選取超大城市1987年、1991年、1998年與2005年這四年的氣溫檢測(cè)數(shù)據(jù)，因?yàn)檫@四年是該市氣溫變化最大的年份，也是最具有代表性的年份。通過(guò)這些數(shù)據(jù)值計(jì)算出超大城市熱島效應(yīng)的強(qiáng)度，得到該市熱島效應(yīng)的積累強(qiáng)度，以此來(lái)衡量該市是否出現(xiàn)熱島效應(yīng)。

三、季節(jié)變化特征與成因

1、特征。通過(guò)對(duì)超大城市這四個(gè)年份（1987年、1991年、1998年與2005）氣候檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析，統(tǒng)計(jì)出該市四個(gè)季節(jié)的熱島天數(shù)，求出各個(gè)季節(jié)的平均強(qiáng)度。從這些統(tǒng)計(jì)與計(jì)算結(jié)果可以看出，該超大城市季節(jié)性差異主要體現(xiàn)在熱島頻率與強(qiáng)度兩個(gè)方面：（1）熱島強(qiáng)度差異。超大城市所產(chǎn)生的熱島強(qiáng)度差異變化與季節(jié)熱島出現(xiàn)的頻率有關(guān)，秋季的熱島強(qiáng)度是四個(gè)季節(jié)中最強(qiáng)的，出現(xiàn)的熱島頻率也是最高的。這表明該超大城市一年四個(gè)季節(jié)中，秋季出現(xiàn)的熱島效應(yīng)是最明顯的，出現(xiàn)熱島的次數(shù)最多，溫差最大。（2）熱島頻率差異。隨著超大城市季節(jié)變化，熱島效應(yīng)出現(xiàn)的頻率存在很大區(qū)別，通過(guò)對(duì)該城市四個(gè)年份數(shù)據(jù)的分析，該城市熱島出現(xiàn)頻率的季節(jié)性非常明顯，其中夏季熱島出現(xiàn)頻率最高，熱島效應(yīng)最強(qiáng)。

2、時(shí)刻差異。在四個(gè)季節(jié)當(dāng)中的不同時(shí)刻，超大城市的熱島累積強(qiáng)度是不相同的，需要根據(jù)實(shí)際情況具體分析。四個(gè)季節(jié)中，熱島效應(yīng)累積強(qiáng)度最大的時(shí)刻為2：00何8：00時(shí)刻，這就表明出現(xiàn)熱島效應(yīng)最強(qiáng)的時(shí)間為晚上，該市為夜間熱島效應(yīng)。這是因?yàn)樵摰貐^(qū)在白天積累并儲(chǔ)存了大量的熱量，在夜晚時(shí)刻熱量向外散射出去，減緩市內(nèi)夜晚氣溫下降的速度，與郊區(qū)形成明顯的差異，出現(xiàn)熱島效應(yīng)。

在春季與夏季14：00時(shí)刻熱島積累強(qiáng)度較大，因?yàn)檫@時(shí)刻太陽(yáng)輻射最強(qiáng)，產(chǎn)生的能量最高，而且白天大氣活動(dòng)較為頻繁，城市中吸收的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于郊區(qū)吸收的熱量，所以這一時(shí)刻產(chǎn)生的熱島效應(yīng)較大。秋季和冬季熱島效應(yīng)累積強(qiáng)度較大的時(shí)刻在上午8：00，正好處于晝夜過(guò)渡期。秋冬季的特點(diǎn)是晝長(zhǎng)夜短，而且大氣的穩(wěn)定性強(qiáng)，城市和郊區(qū)熱量交替受到限制，有利于夜熱島效應(yīng)的形成與延續(xù)，上午8：00時(shí)刻正好處于交替時(shí)刻，有利于溫差保持，所以熱島效應(yīng)被延續(xù)。

3、年際差異。超大城市熱島效應(yīng)累積強(qiáng)度隨著時(shí)間的流逝，總體上都是呈上升的趨勢(shì)，各個(gè)季節(jié)之間累積的熱島強(qiáng)度差異逐漸減小。隨著城市化進(jìn)程不斷加快，建筑設(shè)施與柏油公路不斷增多，人類活動(dòng)對(duì)氣溫的影響程度越來(lái)越強(qiáng)，城市熱島效應(yīng)越來(lái)越明顯。熱島效應(yīng)累積強(qiáng)度在二十一世紀(jì)增加得最為明顯，人類活動(dòng)與季節(jié)性已經(jīng)沒(méi)有太大的關(guān)聯(lián)，無(wú)論是夏季還是冬季，熱島效應(yīng)累積強(qiáng)度都在飛速增長(zhǎng)，季節(jié)之間的差異性在急劇縮減。

4、成因。超大城市熱島效應(yīng)的出現(xiàn)有一少部分是當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件導(dǎo)致，但大多數(shù)與人類活動(dòng)有關(guān)。隨著大多數(shù)人涌入超大城市，城市中的建筑面積、熱量排放逐漸增多，各大住宅與商業(yè)圈集中于市內(nèi)，夏季空調(diào)熱量的排放遠(yuǎn)高于郊區(qū)，用電負(fù)荷增大，這一系列的人為因素加速了熱島效應(yīng)的形成，使得城市熱島效應(yīng)越來(lái)越明顯。

結(jié)束語(yǔ)：通過(guò)對(duì)超大城市熱島效應(yīng)進(jìn)行研究，我們?nèi)祟惢顒?dòng)是產(chǎn)生城市熱島效應(yīng)的主要因素，對(duì)空氣質(zhì)量、人類健康、生態(tài)環(huán)境建設(shè)產(chǎn)生惡劣的影響。熱島效應(yīng)在城市中的出現(xiàn)是不可避免的，我們要詳細(xì)研究城市熱島效應(yīng)，為資源合理配置與人們的生活質(zhì)量、健康提供一些改善措施。同時(shí)，選擇合適的方案，盡可能降低城市熱島效應(yīng)累積強(qiáng)度。