【摘要】：隨著城市化進程的加快,人口高度密集,城區(qū)面積越來越大,導致了下墊面性質(zhì)改變,高強度的經(jīng)濟活動中消耗大量能源,釋放出有害氣體和粉塵對人類生產(chǎn)和生活產(chǎn)生影響。如此種種變化改變了原有區(qū)域的氣候狀況,在城市區(qū)域形成了特有的小氣候特征——城市熱島效應(yīng)。本文利用長沙市有關(guān)氣象資料等數(shù)據(jù),對長沙市熱島效應(yīng)形成的原因、分布規(guī)律、熱島效應(yīng)的危害以及城市綠地在緩解城市熱島效應(yīng)中的作用進行了研究。其目的在于為城市的規(guī)劃與建設(shè),城市經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展提供有科學價值的參考依據(jù)。本文研究的結(jié)果歸納如下。 1.長沙城區(qū)內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征是城市熱島形成的主要原因。老城區(qū)街道走向、幾何形狀及建筑物的密度大,新建城區(qū)的設(shè)計也不盡合理,建筑物過高也過密,使城區(qū)風速小,熱量不易擴散,導致局部氣溫過高。下墊面多為水泥、混凝土等硬質(zhì)鋪砌,反射率低,熱容量大,白天在相同的太陽輻射條件下,城市下墊面比郊區(qū)能吸收更多的熱量,另外,參差不齊的建筑物使城市建筑墻壁與墻壁、墻壁與地面之間長波輻射進行多次反射與吸收,這些為長沙熱島形成奠定了能量基礎(chǔ)。日落后,城市與郊區(qū)氣溫下降的速率不同,是夜晚城市熱島形成的直接原因。 2.城區(qū)人為熱的釋放對熱島的形成起著非常重要的作用。城區(qū)工廠、企業(yè)、機動車輛、空調(diào)運轉(zhuǎn)和居民烹飪要消耗大量的能源,由此釋放的人為熱量是郊區(qū)的3-6倍。人為熱的排放對城市熱島的影響具有雙重作用,一方面直接增加了城市的熱量,為熱島形成奠定了基礎(chǔ)；另一方面,人為熱排放的同時,也排放大量的粉塵和各種污染氣體,形成了覆蓋在城市上空的“塵罩”與“氣罩”,加重了城市熱島的強度。 3.一定的氣候條件也是長沙城區(qū)形成熱島的外部因素。本研究表明,發(fā)生城市熱島的天氣條件具有相似性,即大多數(shù)熱島出現(xiàn)在晴朗、云量少、無風(或微風)、大氣溫度層結(jié)穩(wěn)定的天氣條件下。 4.長沙城區(qū)熱島水平分布基本上與城市建城區(qū)輪廓一致,并且隨著城市的發(fā)展已有向外擴展的趨勢。白天,城區(qū)熱島分布構(gòu)成以中心城區(qū)為主,面積大,分布集中,但又出現(xiàn)城區(qū)有多個中心熱島分布的特征,夜間城市熱島范圍較小,強度較強,以工業(yè)區(qū)和人口密度的居民區(qū)以及水體效應(yīng)(大的湖泊)為主構(gòu)成熱島零星分布。長沙城區(qū)熱島的垂直分布,城區(qū)對最高氣溫的影響高度約在50m以下,對最低氣溫的影響其高度超過70m。 5.近20年來,長沙市熱島強度逐年增大,2008年熱島年平均強度為1.46℃。熱島強度的季節(jié)性變化表現(xiàn)為秋季冬季春季夏季。長沙市熱島日變化有2種類型,一種類型是其變化特征表現(xiàn)出日變化明顯,白天強度較弱,夜間熱島強度在深夜或日出前達到了最大值,這種變化過程多出現(xiàn)在秋冬季天氣晴穩(wěn)的條件下；另一類型是日變化特征可以明顯地看出熱島強度日變化周期,有時也有明顯的峰期出現(xiàn),但總體變化平穩(wěn),變化幅度小,且最大熱島強度出現(xiàn)時間變化較大。這類熱島大都出現(xiàn)在多云、有風以及降水多的濕潤天氣。 6.由于熱島效應(yīng)的存在,長沙城區(qū)年平均氣溫從本世紀初的17.2℃,猛增到2008年的18.1℃。最近幾年來,夏季極端高溫達到39.8℃～40.6℃,一年內(nèi),日平均氣溫在30℃以上的天數(shù)由85天,氣溫出現(xiàn)高于35℃的炎熱日數(shù)有56天,熱島效應(yīng)造成持續(xù)的高溫和頻繁的熱浪沖擊,已嚴重地影響城市居民正常生活和健康。城區(qū)熱島效應(yīng)有利形成城區(qū)和郊區(qū)的輻合環(huán)流,促成了郊區(qū)的大氣中污染物流向城區(qū),另外,若出現(xiàn)靜風或者逆溫層存在,污染物不易擴散,被抑制在低空逆溫層內(nèi),增大了近地面層污染物的濃度,使城區(qū)經(jīng)常遭受各種高濃度污染源的封閉性污染。熱島效應(yīng)改變了一些植物的習性。長沙城區(qū)的一些植物發(fā)芽、開花、長葉出現(xiàn)的時間比郊區(qū)同種植物藥提前3-5天,落葉時間要延遲5-7天。 7.夏天熱島效應(yīng)帶來了酷熱,增大了制冷能源的消耗,消耗能源的同時,也增大了溫室氣體的排放量,溫室氣體的排放又直接加速全球氣候變暖,氣溫進一步上升,反過來加重熱島效應(yīng),形成一種惡性循環(huán)。 8.在炎熱的季節(jié),城區(qū)內(nèi)的城市森林較無林的城區(qū)地帶,舒適天數(shù)增加了31.18%,較舒適天數(shù)增加38.57%,而稍不舒適天數(shù)減少了7.38%,稍悶熱天數(shù)減少18.24%,悶熱天氣減少53.71%。城市森林緩解城市熱島效應(yīng)的作用是巨大的。 9.不同類型的綠地降低城市熱島效應(yīng)的效果不一樣,降溫效果和增濕效應(yīng)表現(xiàn)出喬木林喬灌林灌叢草地。喬木林、喬灌林、灌叢和草地的溫度變化指數(shù)分別為7.32、6.59、5.33和4.10,濕度變化指數(shù)依次是16.87、13.23、9.42、7.61。綠地面積、形狀不同,林分的郁閉度和樹種不同,它們削減熱島效應(yīng)的效果不一樣。 10.隨著天氣的不同,城市綠地系統(tǒng)降溫的效果不一樣,降溫的效果晴天陰天雨天。綠地系統(tǒng)降溫的日變化(白天)規(guī)律是,降溫作用最大的時段是日出以后不久,上午降溫作用逐漸下降,到午后14:00時左右,降溫作用最小,下午到日落前,降溫作用又逐漸回升。
【學位授予單位】：中南林業(yè)科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：X16
【參考文獻】
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1 唐繼剛;;城市綠地降溫效應(yīng)機制分析與評價[J];安徽農(nóng)業(yè)科學;2008年28期
2 楊梅學,姚檀棟;近300a來古里雅冰芯記錄的氣候突變事件[J];冰川凍土;2002年06期
3 胡云驊;;園林綠化對緩解上海城市熱島效應(yīng)的機理和成效[J];上海城市管理職業(yè)技術(shù)學院學報;2008年01期
4 黃良美;黃玉源;黎樺;李建龍;;城市不同綠地生境小氣候的時空變異規(guī)律分析[J];城市環(huán)境與城市生態(tài);2007年01期
5 楊學軍;孫振元;韓蕾;巨關(guān)升;徐旭;彭鎮(zhèn)華;;五葉地錦在立體綠化中的降溫增濕作用[J];城市環(huán)境與城市生態(tài);2007年06期
6 趙俊華;城市熱島的遙感研究[J];城市環(huán)境與城市生態(tài);1994年04期
7 魏斌,王景旭,張濤;城市綠地生態(tài)效果評價方法的改進[J];城市環(huán)境與城市生態(tài);1997年04期
8 徐涵秋,陳本清;城市熱島與城市空間發(fā)展的關(guān)系探討——以廈門市為例[J];城市發(fā)展研究;2004年02期
9 黃大田;全球變暖、熱島效應(yīng)與城市規(guī)劃及城市設(shè)計[J];城市規(guī)劃;2002年09期
10 白振平 ,齊童;利用紅外遙感技術(shù)監(jiān)測城市“熱島效應(yīng)”[J];城市與減災(zāi);2004年02期
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2708369
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