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1、热岛效应：“发烧”的城市入夏以来，频繁的雷暴导致北京首都机场的航班大面积延误，让那些“空中飞人”们只 能眼看着错过的会议干瞪眼。其中最严重的一次发生在6月7日夜间，夜空上千次地被“撕 裂”一一这是北京地区今年以来遭遇的最强雷电。无独有偶，5月底，连续的雷雨天气在美 国密苏里州乔普林市引发了龙卷风，造成136人死亡，这是美国近60年以来单次致死人数 最多的一次龙卷风袭击。雷雨天气正在城市里演变得更加暴烈，对这一现象，气象研究人员已经注意到，并早已 对此展开了研究。美国普度大学5月底公布了他们为期两年的研究结果。该校农学系副教授德福奈约奇 解释说，造成城市雷暴天气增多的原因有好儿种，首当其冲的便是
2、“城市热岛效应”。其次, 城市中的高层建筑会改变风向，即所谓“地表粗糙效应”。此外，城市中较高的大气污染水 平，也会对云层状况产生影响。实际上，所谓的地表粗糙效应与大气污染这两个因素，还是与城市热岛效应密切相关。 热岛效应是造成城市里很多异常气象的“祸首或帮凶”。根据国内学者的总结，热岛效应会 改变云和雾的开展，增加闪电的频率，带来暖冬、飓风和暴雨等。热岛的存在，使城区的凝 露量、结霜量、霜冻日数、下雪频率和积雪时间都小于郊区。发烧的城市自1820年英国气象学家霍华德发现伦敦城市和郊区存在温差现象，并将此称之为“热 岛效应”以来，学者们就不断发现，热岛效应不仅影响城市的生态环境，还对城市居民的
3、健 康产生威胁。长期以来，全球有50%的人口居住在城市。在最近20年里，这个数字上升到80%。城 市是现代经济的命脉，但同时也是一个“大锅炉”。由于热岛效应的影响，热浪引发的死亡 率呈现迅速上升的趋势，尤其是夜间的热浪，更易致人死亡。2003年8月的一场热浪，造成巴黎近5000人死亡，这在当时引发了一场关于天气致死 的课题研究。张平和他的同事在美国国家航空航天局(NASA)的戈达德空间飞行中心利用卫 星数据，比拟了全球几千个城市不同的热量生成特点后发现，最强大最密集的热岛，仍绝大 多数集中在高度密集的兴旺城市。在那些大城市里，置身于高温的夜间，尤其是连续几个晚上，就会使那些身体原本就虚 弱的人
4、的死亡风险加倍，尤其是一些特殊人群，如超过65岁的老人、婴幼儿或是有长期慢 性病的人。造成热岛效应的因素有很多。首先是在城市下垫面性质的改变：道路、广场、建筑物等 城市下垫面都是由沙石、沥青、钢筋混凝土、人为烧制的偌瓦和金属构件等组成。研究说明, 城市下垫面反射率比郊区小10%15%,而吸收率却较绿地和湿地大，这使得城市地表能 够吸收较多的太阳短波辐射和红外长波辐射，表现出与岩石相类似的热特性，称为“城市建筑物岩石裸露化”现象。其次，城市大气污染一般要比周围郊区更重，市区内释放的二氧化碳等温室气体都能吸 收地面的长波辐射并以逆辐射的形式投向地表，使地表增温。城市大气中的悬浮颗粒物，尤 其是气溶
5、胶也会产生类似的温室效应。此外，在中高纬度城市，冬季排放大量的人为热也是 热岛形成的一个重要原因。研究者还发现，城市的建成率与建筑的几何形状，也会影响热岛效应的分布。城区中温 度最高的区域往往与最深的城市街道相对应，即通常分布在市中心。从这个意义上讲，科学的城市规划与交通布局，将对缓解热岛效应有重要意义。此外，还有城市规模的影响。即使是1000人的小城镇，也能在长时间温度记录中观测 到热岛效应的存在。城市人口越多，规模越大，热岛效应越明显。据研究，1万人口城市的 热岛强度到达0。11, 10万人口是0。32C, 100万人口的城市其热岛强度可达至0。91。还有学者发现，高原城市的热岛强度要明显
6、大于平原城市。这种现象其实类似于青藏高 原的“热岛效应”。早在18世纪末，近代地理学创始人之一、德国科学家洪堡在南美洲安第斯山脉考察时 就发现，赤道附近的高山雪线，比中纬度的青藏高原许多高山的雪线低200米左右。例如: 青藏高原东部边缘的贡嘎雪山，其西坡雪线在5100米左右，而靠近赤道的厄瓜多尔基多附 近的高山雪线仅约4800米多一些。这不符合常理：由于赤道地区热量较高，高山雪线通常 应该从赤道向两极递降，到极地附近降至海平面。据此，洪堡就提出了青藏高原“热岛效应”理论：对流层大气的主要直接热源是地面, 青藏高原由于下垫面大面积提升，相当于把“火炉”升高，故其热量较同纬度、同海拔高度 的其他地
7、区高得多，甚至比赤道附近的同海拔地区也要高得多。热岛“呼唤“绿岛”研究城市热岛效应的形成原因，有助于人们更好地缓解与应对。在对2003年欧洲那场 热浪的研究中，研究人员就发现，同时期，在拥有更多绿地的伦敦只造成了约600人的死亡, 而在巴黎，这一数字却高达4867人。这说明，温度的差异与绿化面积有关。根据模拟计算 的结果，植被覆盖每增长一个百分点，巴黎夏季正午的外表温度就下降0。2o植物是最好的隔热材料，屋顶绿化是寸土寸金的大城市中增加绿化面积的最好方法。在 下午两点时丁裸露屋顶外表温度可高达70以上，而屋顶绿化后的屋面温度只有29,温 差高达40以上。国外科学研究说明：当一个城市屋顶绿化总量
8、到达城市建筑70%时，夏 天的气温将下降510,热岛效应可基本消除。因而，欧洲把屋顶绿化作为降解城市热岛效应的最常用和最有效的方法。近20年来， 德国通过立法强制推广屋顶绿化，使一些污染严重的城市，生态环境发生了巨大改善，并基 本消除了热岛效应。而根据北京市屋顶绿化协会今年1月发布的消息，我国现有可绿化屋顶73亿平方米， 上海、北京等大都市各有1亿平方米以上可绿化的屋顶。其中，北京中心城区可进行绿化的平屋顶约有6979万平方米，但在19832007年间， 北京屋顶绿化总面积只有约60万平方米，不到应绿化面积的1%。影响国内屋顶绿化开展 的主要障碍是经费缺乏与理念的落后。在气候变暖的大趋势下，城市的热岛效应将会越来越突出。据美国能源部的估计，美国 为缓解热岛效应每年要多花费高达100亿美元的能源本钱支出。另一方面，热岛效应促使城 市用于空调运转的耗能量上升，从而导致温室气体排放大量增加，温室气体排放又直接加速 全球变暖，气温进一步上升，反过来又加重热岛效应，这两者之间已经形成了恶性循环。尽管近200年前霍华德就在伦敦的气候一书中首次提出“热岛效应”理论，但伦敦 的市民至今仍耍为该市愈发严重的热岛效应而头疼。据美国国家气象研究中心6月17日发布的最新研究结果，在全球变暖的大背景下，本 世纪内英国将在夏季迎来越来越多的高温难耐的夜晚。