摘要: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。城市绿化覆盖率与热岛强度成反比,绿化覆盖率越高,则热岛强度越低,水面、风等也是缓解城市热岛的有效因素。同时,减少人为的热释放,尽量将民用煤改变为液化气、天然气,集中供热也是一条重要的对策。
关键字:热岛效应 绿化 热量 生态 缓解
缓解城市热岛效应的方法
城市是人口、商业、工业、交通高度集中的区域,由于人类的活动和工业生产排放出大量的热量,使城市气温比周围郊区气温高,这一新现象就称为“城市热岛效应”。随着世界各地城市的发展和人口的稠密化,“城市热岛效应”变得日益突出。
城市热岛效应的产生因素及危害
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。
可见,城市热岛反映的是一个温差的概念,只要城市与郊区有明显的温差,就可以说存在了城市热岛。因此,一年四季都可能出现城市热岛。但是,对于居民生活的影响来说,主要是夏季高温天气的热岛效应。医学研究表明,环境温度与人体的生理活动密切相关,环境温度高于28℃时,人们就会有不舒适感;温度再高就易导致烦躁、中暑、精神紊乱;气温高于34度,并且频繁的热浪冲击,还可引发一系列疾病,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,高温还加快光化学反应速率,从而使大气中O3浓度上升,加剧大气污染,进一步伤害人体健康。
城市热岛形成原因是什么?显然是与城市化的发展密不可分的,其形成的直接原因有以下四个:
首先,是城市下垫面(大气底部与地表的接触面)特性的影响
城市内大量人工构筑物如铺装地面、各种建筑墙面等,改变了下垫面的热属性。城市地表含水量少,热量更多地以显热形式进入空气中,导致空气升温。同时城市地表对太阳光的吸收率较自然地表高,能吸收更多的太阳辐射,进而使空气得到的热量也更多,温度升高。如夏天里,草坪温度32℃、树冠温度30℃的时候,水泥地面的温度可以达到57℃,柏油马路的温度更高达63℃,这些高温物体形成巨大的热源,烘烤着周围的大气和我们的生活环境,怎么能不热呢?
第二个主要原因是城市大气污染
城市中的机动车辆、工业生产以及大量的人群活动,产生了大量的氮氧化物、二氧化碳、粉尘等,这些物质可以大量地吸收环境中热辐射的能量,产生众所周知的温室效应,引起大气的进一步升温。
第三个主要原因是人工热源的影响
工厂、机动车、居民生活等,燃烧各种燃料、消耗大量能源,无数个火炉在燃烧,都在排放热量!
第四个原因是,城市里的自然下垫面减少了
城市的建筑、广场、道路等等大量增加,绿地、水体等自然因素相应减少,放热的多了,吸热的少了,缓解热岛效应的能力就被削弱了。
综合的说,城市热岛主要是由以下几种因素综合形成:①人口高度密集、工业集中,大量人为热量喷发。②高耸入云的建筑物是气流通行的障碍物,造成的地表风速小且通风不良。③城市绿地的缺少。④人类活动释放的废气排入大气,改变了城市上空的大气组成,使其吸收太阳辐射的能力及对地面长波辐射的吸收增强。据统计,热岛的80%归咎于绿地的减少,20%才是城市热量的排放。由此可见绿地对城市的重要性。
城市热岛的危害主要表现在:①“热岛效应”引起自然环境和植物生态发生变化,夏季城市更加闷热,“热岛效应”使大气中的粉尘增多,威胁市民的健康。②“热岛效应”的产生不仅使人们工作效率降低,而且中暑人数增加,夏季高温导致火灾多发,加剧光化学烟雾的危害。③产生热岛效应后,阻碍城乡空气交流,新鲜空气进不来,有害气体排不出去,烟尘、二氧化碳、汽车尾气等污染物便会在地表空气磨擦层长时间滞留,形成灰蒙蒙的大气状态,诱发多种疾病。
利用绿色植物,减缓城区热岛效应的方法和措施。
绿化建设应遵循科学合理,因地制宜的原则,绿化、规划、环保、城建部门联手,使过去的“见缝插绿”变成今天的“规划建绿”。在规划建绿中,依据生态学理论,结合大型城市的特点,逐步形成平面绿化和空
间绿化相结合,公共绿地、居住区绿地、单位绿化同步发展,城乡一体化的大型城市绿化发展特色,具体方法和措施如下:
(1)加强绿廊建设
由于道路处于交通污染严重的环境下,更应进一步加强对道路绿化的建设,道路绿化带及河流绿化带属于人类塑造的一种特殊的绿廊,直观地看,廊道(绿化带)的树冠阻挡了阳光和风,达成了微环境条件,除改变小气候外,还起分割屏障,连通的作用,在规划市区外缘,根据地形和可能条件,设置营造宽展的城市防护林带,并和邻县的农田防护林
网相联结,在规划市区内,要在居住区、集团之间营造隔离林带,特别是工业区和居住区必须尽可能设置一定宽度的卫生防护林带。在这方面,上海市已做了不少努力,提出并着手建设长97km,宽500km的外环线绿化带,并且注意绿色廊道的相互连通。这样,夏季就可以利用绿色廊道引凉风入城,消除一部分热岛,而冬季,大片树林可以减
低风速,发挥防风作用。
(2)在市中心创建大型绿地——“绿心”
大型绿色地带给我们最大的生态效应——减缓城市热岛效应,气象专家认为,绿地是城市的天然的“空调”和“空气清洁器”,夏季林区的太阳辐射量为非林区的66%,平均辐射温度可降低14.1%。赤裸的街道气温如40℃的话,公园林地可降低5.64℃,仅为
34.36℃。例如,在上海市中心的黄浦区、卢湾区、静安区是上海“热岛效应”最强的地区,而三区的交汇处更是一直受到气象部门关注的“特高温区”,在此规划建设延安中路大型公共绿地等于为城市打开一扇“天窗”。一期工程竣工后,市气象局对该地块测试表明,在7、8、9三个月间,白天气温与同期相比,平均下降0.6℃,晚上气温平均下降1℃多。有专家推算,面积7万平方米的延中绿地一期工程在每小时吸收的热量相当于1385台两匹空调的工作量。目前,面积23万平方米的延中绿地已经建成,缓解“热岛效应”的范围达到4.5平方公里。可见,延中绿地的建设对缓解上海市中心“热岛效应”已经起到了有效的作用。并且在上海建成的和在建的绿地中,面积过万的信手拈来,7万平方米的徐家汇公园,10万平方米的陆家嘴中心绿地,13万平方米的虹桥花园,23万平方米的延中绿地,140万平方米的浦东世纪公园……这些都是上海对改善城市生态环境,缓解中心城区热岛效应,提高市民生活质量所作出的重大措施,
(3)加强屋顶绿化
对城市屋顶进行绿化是美化城市环境,削减城市“热岛效应”的有力措施。如果从空中向下俯视江城武汉,大都是“素面朝天”的水泥屋顶,很少见绿。这样的屋顶对光热日储夜放,不仅使江城夏季
燥热难当,而且空中俯瞰,更是有碍观瞻。截至2001年底,武汉市建成区面积约 211.88
平方公里,其中已建房屋占地面积约70平方公里,并且每年还以一定的速度增长,如果将已建成的房屋中的半数屋顶用来绿化,可增加绿地 35平方公里,相当于106个中山公园的面积。屋顶绿化还大大可以降低绿化成本,据市园林局统计,在市中心建造绿地,绿化、养护,连同拆迁费等成本一起计算在内,每平方米绿化成本在1万元以上,而屋顶绿化的成本每平方米在200—500元左右。很显然,屋顶绿化潜力巨大,可以成为城市绿地的重要增长点。其对改善市民的居住条件,提高生活质量,降低城区热岛效应以及美化城市的环境景观,改善生态效应都有着重要意义。目前,屋顶花园在国外已不再是“空中楼阁”,美国芝加哥为减轻城市热岛效应,正推动一项屋顶花园工程来为城市降温,日本东京明文规定:新建筑与地面面积只要超过1000平方米,屋顶的1/5必须有绿色植物覆盖,否则开发商就得接受罚款。国内深圳、长沙、兰州等城市也把城市楼群的屋顶作为新的绿源,应根据地区的实际情况,研究制定一些相应的政策和规定,鼓励相关企业,房地产开发企业和建设业主单位绿化建筑屋顶。让城市的上空绿来、美起来,必将成为人们的共识!
(4)发展针对性强的垂直绿化
凡有条件的地方,都要下大力度继续拆墙透绿,把绿色亮出来。广泛栽种爬墙虎、常青藤等攀援植物,研究材料表明,有垂直绿化的墙面表面温度比清水红砖表面温度低5.5℃~14℃,并且可减少墙面热辐射1464千卡/平方米·小时。
充分利用绿色植物来减缓城区热岛效应较典型的例证就是广州市。广州城外远郊森林围城,市区绿化遥相呼应。从“一年一小变”开始规划建绿、动迁造绿、见缝插绿、破墙透绿、环城围绿……地面绿化的同时,空中也建设立体性绿化。技术人员根据对遥感影象图和城市气象观测数据综合分析发现,近几年来,广州城区“热岛效应”已有减弱迹象,温差大于1.2℃的热岛面积已停止扩大,温差大于1.6℃的热岛面积已有
缩小趋势,闹市区的“热岛效应”明显降低,特高温区减少。
总之,应当应用“生态系法”,以减缓热温为主,规划生态轴、生态绿心、生态环和放射生态走廊相互联系的“环状——放射”型框架结构,创造新的城市绿地体系。并运用航空红外遥感技术资料的热岛分布,因害设防,在中心城区按照服务半径和防灾、消防功能要求布局绿地;按城市组团要求设置结构性绿地;在主城外围造人工森林、绿色廊道 、楔形绿地成为新鲜空气的库地和通道,走社会、经济与生态环境相协调的持续发展的绿色道路,形成树木成荫、成林、成片、成景,碧水蓝天的空间绿色城市。从而有效地缓解城市热岛的影响。
参考资料:
【1】 卢大远,万远翔等著.《城区热环境污染.武汉市环境质量报告书》
【2】 缪义民,赖宝清著. 《对屋顶绿化中几个常见问题的认识探讨》 中国园林 【3】 中国环境在线《日本城市楼高 市区绿化》招多 【4】 大洋网讯《森林围城》 【5】 千龙新闻网《绿色住宅》