高中地理 第二章《地球上的大气》素材 新人教版必修1

111第二章 地球上的大气 问题研究 为什么市区气温比郊区高 备课资料一、城市热岛效应 炎热的夏日，人人都盼望着气温下降，天送凉风。而城市居民，尤其是大中城市的居民，却往往发现，自己所居住的城市的气温总比周围相邻地区高，其他季节也如此。如1979年12月13日20时，上海市中心气温为8.5 ，近郊为4 ，远郊仅有3 。这样，城市在温度的空间分布上，犹如一个独特的岛屿，称为“热岛效应”或“火炉效应”。这种“热岛效应”日益显著，我国观测到的最大“热岛效应”，上海为6.8 ，北京为9 ；世界最大的城市“热岛”，要数加拿大的温哥华（11 ）、德国的柏林（13.3 ）。 在这种“热岛效应”的影响下，城市上空的云、雾会增加，城市的风、降水等也会发生变化。这就是“热岛效应”带来的城市“雨岛效应”“雾岛效应”等。如，上海市区汛期雨量平均比远郊多50毫米以上，等于多下了一场暴雨。城市雾气多由工业、生活排放的各种污染物形成的酸雾、油雾、烟雾、光化学雾等混合而成。雾多不仅危害动植物，还会妨碍水陆交通和供电。严重时，汽车、火车、轮船只好减速，甚至影响到飞机的起落。重庆是有名的“雾都”，一家机场因此不得不搬家。 “热岛效应”，主要是在一些发达的工业区或大城市中形成。由于工业发达、人口集中，大量消耗能源，致使许多大气进入近郊。另外，高楼林立，绿地锐减，也是造成气候岛的原因。据研究，城市废热，主要来自燃烧的工业锅炉及冷气、采暖等固定热源，其次是机动车辆、人群等流动热源。用混凝土、砖瓦石料等建筑的高楼大厦群及水泥、柏油铺设的路面，都能大量吸收和储存太阳能。狭窄的街道和愈来愈小的庭院、居室又使天地之间的热量交换受阻，使地面降温非常迟缓。因而，城市的年平均气温比郊区一般可高出0.53 ，或者更高些。愈是工业集中、人口密度大的城市愈明显。“热岛效应”反过来又使城市耗电及用水量大增。 夏天要想降低1 ，比冬天升高1 用电量要大得多。这样，又要耗掉大量能源，造成更多废热，进一步加强“热岛效应”及其他气候效应。现在，许多城市都认识到“造绿”是改善城市“气候岛效应”的好办法。（摘自科技日报）二、广州夏季“热岛效应”加剧 市区比郊区高3 广州气温近40年来一直在上升。城区由于建筑密集、汽车和空调排出大量废热，平均气温比市郊高出3 。专家呼吁，用“立体绿化”缓解“热岛效应”。 广州“热岛”越来越热 不少市民都有这样的体会，走在建筑物、车流密集的荔湾区、天河区，明显比白云山、珠江边感觉要热。中科院广州地理所研究员梁国昭认为，这就是广州“热岛效应”的显著表现。大城市的气温往往比周边地区高，好像是被乡村包围的热岛，故称“热岛效应”。建国初期，广州的年平均气温是22.0 ，近几年则逐年上升，从1998年的22.8 升至2003年的23.1 ，其中市区气温又比郊区高3 左右。 据分析，广州形成“热岛效应”的原因有多方面：越来越多高楼拔地而起，混凝土、幕墙玻璃等的应用，加剧了建筑物的吸热，使热量在城市中不易散失；另外，眼下广州的机动车以每天300多辆的速度递增，每个汽车发动机就是一个热气源，汽车尾气大量排放，也加剧了高温的产生；更重要的是，城区气温高于郊区，刺激了市民对空调的需求量不断增加，而空调主机运转，又将热气排入空气中，如此恶性循环，加剧了“热岛效应”。 大草坪好看不透凉 气象部门的资料显示，其实广州“热岛效应”近几年已有减弱迹象，温差大于1.2 的热岛面积已停止扩大，温差大于1.6 的热岛面积更有缩小之势，但为什么市民仍感觉市区气温在上升呢？ 广州华南植物园博士任海认为，“热岛效应”厉害与否，与城市绿化工程是紧密相关的。有研究表明，广州这几年的绿化成果在理论上可使“热岛效应”减弱2 左右，但目前并未达到这样的效果，这表明，广州城区的“热岛效应”还有降低的空间。 身为省政协委员的梁国昭也认为，尽管广州近年对绿化越来越重视，但有不少环节仍忽略了“热岛效应”因素。比如，为了城市美观，一度营造出许多城市绿地，其实这些草坪的生态功能并不强，它们的蓄水能力较弱，缺少蒸腾作用，并不会给城市降温。 梁国昭还说：“现在广州的地面多是水泥地、沥青路，很多广场是花岗岩铺设的，雨水一下就直接排到下水道，地面并没有形成散热的蓄水层，雨过太阳一晒，就全部成了热辐射，加剧了热岛效应。” “楼顶绿化”一举三得 目前国内许多专家都在研究解决“热岛效应”的方法。比如，将城市建筑物的表面颜色由深变浅，以减少对太阳辐射的吸收；在路边、花园、屋顶栽种花草树木；加强城市规划，统筹安排工厂区和居民区；等等。前两年，北京全面启动了“立体绿化”以缓解“热岛效应”。这种立体绿化有别于简单的草坪绿化，经过合理布局，立体绿化有开发占地小、绿化面积大、见效快的功效。“楼顶绿化”即是其一，既能给楼宇降温，又净化空气、美化景观。 专家们认为，广州不妨学习北京，建立城市多元绿化结构，以改善“热岛效应”。眼下，广州园林部门正努力推动“楼顶绿化”工程。但市民响应似乎并不热烈。有市民认为，这种工程如果要市民独自操办，存在很多技术上的难题，也有很多难以协调的因素，最好由政府出台政策大力推动。 三、城市热岛效应和城市风 城市热岛效应是指城市空气温度比其周围乡村空气温度高的现象。造成城市空气温度高于乡村空气温度有地面作用和热释放两方面原因。城市绝大部分的地面是建筑物、沥青路面和混凝土路面，这种地表环境，吸收太阳辐射会使地面温度较高，其中有两个原因，第一是缺乏植物，使全部太阳辐射能投射到裸露的地面上，缺乏植物蒸腾作用消耗热量，从而使空气温度升高。第二是混凝土地面不像土壤地面可利用水分蒸发消耗热量，因而城市气温高。 城市的经济活动和社会活动要比乡村强度大，这些活动都与能量的消耗有关。能量的消耗使城市在周围温度较低的乡村中，好像一个“热岛”。 观测表明，我国城乡间温差一般可达12 。工业发达的国家，城乡温差可达35 。如果在一幅城市地图上，用线将温度相等的点连接起来，就会发现，一条条等温线是环绕城市闭合的，而且高温区就像地形图上的小岛的等高线。 城市的热岛效应对大气污染的扩散有一定的影响。由于城市好像一个“热岛”，热气不断上升，形成一个低压区，郊区的冷空气向市区侵入，构成环流，即形成了所谓的“城市风”。城市风的形式和大小，与盛行风和城乡间温差关系很大。静风时，城市风非常明显，有风时，只在城市背风部分出现城市风。由于夜晚城乡温差远比白天大，夜间风不断从乡村吹来，风速大于每秒2米。因此，城区的污染物都向市中心集中，市中心往往成了城市中大气污染物浓度最高区。（资料来源:地理教育）四、城市与气候 城市是人口聚集、经济高度发展的地区。在城市里，下垫面与空气成分都经受了极大的人为改变，成为人类影响气候最强烈的地区。城市化是人类发展史中的一种重要历史进程。因此，城市气候资源问题也将成为引人注目的一个重要科学问题。 城市对气候的影响是全面的，但至今研究得最多的是对温度的影响。城市热岛是城市对大气热力作用所产生的一种重要现象。 城市热岛形成的原因很多，如城市集中使用能源，积聚了大量人工热量;建筑材料的反射率比植被与土壤小，能吸收更多的太阳辐射能;城市地面含水分少，蒸发热消耗远小于农村;加上城市建筑物密集，通风条件较差。由于这些原因，使得城市显著暖于四周农村。 城市热岛在无风无云的夜晚达到最大的强度。城市最低温度可比郊区高34 ，甚至更高。城市热岛效应所影响的高度一般只能达到地面以上100300米。 城市里风小，污染源又多，故大气污染远比郊区严重。 由于城市热岛有利于空气对流，在城市，出现雷暴、冰雹等强对流性天气也比郊区多。 由于城市化对气候的这些影响，城市气候资源也发生相应的变化。一般说，在寒冷地区，城市的热量资源有所改善。在炎热地区，则更加剧了高温危害。因此，改善城市的气候资源状况是城市现代化所面临的迫切问题。其中城市绿化就是一项重要措施。 树木能显著改善城市气候。树木遮阴可减少白天辐射增热，节省空调费用。冬季落叶后，树木并不妨碍房舍获得的太阳辐射能。由于蒸腾作用，树木使城市空气更为湿润。 树木能吸收二氧化碳、二氧化硫等气体和灰尘，放出氧气。据估计，1亩森林一天吸收的二氧化碳可达66.7千克，产生47千克的氧气。据德国统计，每公顷松树每年可吸收36吨灰尘，而水青冈、械树和橡树混交林则可吸收68吨灰尘。森林散发的气体常常有镇静与灭菌的效果。此外，森林还有降低噪音、美化环境等许多作用。城市绿化已成为现代城市建设的一个重要指标。 五、热岛效应与人体健康 在“热岛效应”的影响下，城市上空的云、雾会增加，使有害气体、烟尘在市区上空累积，形成严重的大气污染。人类有许多疾病就是在“热岛效应”下引发的。 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 ，并伴有频繁的热浪冲击，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，高温还可加快光化学反应速率，从而提高大气中有害气体的浓度，进一步伤害人体健康。 在“热岛效应”的作用下，城市中每个地方的温度并不一样，而是呈现出一个个闭合的高温中心。在这些高温区内，空气密度小，气压低，容易产生气旋式上升气流，使得周围各种废气和化学有害气体不断对高温区进行补充。在这些有害气体作用下，高温区的居民极易患上消化系统或神经系统疾病，此外，支气管炎、肺气肿、哮喘、鼻窦炎、咽炎等呼吸道疾病人数也有所增多。 严重的城市热岛效应不但影响了人们正常的生活和工作，还成为人们生活质量进一步提高和城市进一步发展的制约因素。因此，研究削减城市热岛效应的技术方法，采取各种措施缓解热岛效应的影响，对于提高人们的生活质量、维持城市可持续发展具有重要的意义。111