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更新日期:2017/9/11   浏览:93

 热岛效应加剧高温热浪

 

中国气象局2015-08-10 09:44:45阅读(102)评论(0)

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  资料图来源:网络

  中国气象报记者孙楠

  本期嘉宾:中国气象局气候研究开放实验室研究员 任国玉

  城里的温度比郊区高,尤其在夏天的夜间,太阳下山后郊区温度下降很快,而市中心依然感觉“热烘烘”。这就是人们可以直观感受到的城市热岛效应。

  在夏季,热岛效应对高温热浪有放大作用。这意味着遇到最高气温超过35℃的高温天气时,市区比郊区更难熬。中国气象局气候研究开放实验室研究员任国玉和他的团队定量化了这种“难熬”程度。

  在分析了201072日至6日北京一次极端高温过程中城市热岛效应对城区地面气温时空分布的影响后,任国玉发现,在这5天中,城区和郊区午后的最高气温平均相差1.5℃,最高时相差2.5℃;这一差值在凌晨更大,局地超过5℃。该研究成果发表在近期《气候与环境研究》杂志上。

  研究团队选取的这次高温热浪过程连续5日的日最高气温均超过35℃,为北京站1951年以来连续5日平均最高气温的最高值。当时,大陆暖高压控制我国大部分地区,北京处于高压脊前,受上空西北气流下沉增温和近地面空气静稳作用影响,加之低层气流越过西北山地引起的焚风效应,导致出现高温热浪天气。研究发现,受城市热岛效应影响,一天不同时刻地面气温从城区到郊区有明显的降低趋势。

  研究团队利用高密度自动观测站逐时气温资料,并通过卫星遥感反演数据确定郊区代表性观测点,建立平均参考气温序列,使用六环以内所有自动站代表城区范围观测点,计算了201072日至6日城区内所有站以及不同环状区域平均的逐小时热岛强度。

  在这5天中,四环内与郊区凌晨(即最低气温出现时间)的平均温差达到2.93℃。76日凌晨,平均温差最大,为5.5℃,局地甚至更高;午后(即最高气温出现时间)城郊温差略小,最大差值为2.45℃,平均温差也达到1.5℃。

  “这说明,在极端高温热浪期间,城市部分地点和郊区的温差可以高达5℃以上。”文章第一作者、国家气象信息中心张雷博士说。热岛效应在夜间最强,正是由于建筑物白天吸收热量、晚上释放热量的特性所致。郊区建筑物较少,白天储存的热量少,在太阳下山后,温度下降很快;而此时,城区的建筑物正在缓慢释放白天吸收的热量,因此温度下降较慢。

  “尽管在高温热浪中,人们更关心白天的温度,但夜间尤为显著的城市热岛效应可能导致空调用电、供水负荷增加等现象,同样应当引起重视。”张雷说。

  近30年来,中国经济快速增长,城市化进程加快,城市人口迅速增加,对局地范围内地表能量平衡和近地面气温造成显著影响。尽管由于城市面积不足全国陆地总面积的1%,热岛效应不会给全国范围增温造成巨大影响,但其对城市局地增温的影响不可小觑。

  该研究团队分析了全国、各个地区和典型城市的热岛效应影响,发现最近半个世纪左右,城市化影响对年平均地面气温增加的贡献率非常显著,全国平均超过27%,华北地区达到39%以上,而对平均最低气温增加趋势的贡献一般更大。在北京市观象台,2000年之前40年的观测数据显示,由城市热岛效应加强带来的增温速率达到每100.32℃,占总升温趋势的80%

  “由于迁站和更换仪器,数据的均一性有所欠缺。但总体来看,在北京等特大城市的长序列气温观测记录中,城市化造成的年平均增温都非常明显,对总体增温的贡献一般在50%以上。”任国玉说,“由于用于研究的气象站多数不在市中心,这些特大城市中心区域实际增暖程度应该更大。”

  在城市热岛效应的形成因素中,除了建筑物本身起到白天吸热、夜间释放的作用,城郊下垫面的不同也非常重要。城市水泥、柏油路面缺少土壤和植被,因此,白天吸收的热量很少被植物蒸发和蒸腾,而是加热了近地面空气,导致气温增加。此外,城市内的各种热源,如夏季的空调室外机,也加强了热岛效应。

  由于观测数据和天气形势不同,每次高温热浪过程城区和郊区的温差可能略有差异。由于具体地理位置、城市化程度和城市功能类型不同,各个城市热岛强度的时空变化规律不可能一样。但任国玉认为,这次分析所得到的单次高温热浪过程中热岛效应的影响较具代表性。从定量个例着手,研究清楚当前城市热岛效应如何影响单次高温热浪过程中地面气温的时空变异特征,对特大城市区域极端气温事件精细化预报和预防都具参考价值。

  城市热岛效应对高温热浪的放大效应是可以缓解的。适当增加绿化和水体面积,以及采用白色屋顶等措施,能起到一定降温效果。据媒体报道,近年来随着北京城区绿化面积的增加,部分区域城市热岛效应有所减缓。今后,在城市规划和建设过程中,应注意适当增加绿地和湿地的面积。(来源:中国气象报)

  责任编辑:春梅

 


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