中國江蘇網7月16日訊(通訊員 賈冰 徐珍 記者王靜)你知道嗎,假設停車場使用淺色的材料,可以有助於減緩城市熱島效應。南京信息工程大學大氣環境中心的一項最新研究,首次量化了不同因素對城市熱島效應的影響,認為城市的當地氣候背景對於“熱島效應”的影響要大得多,打破了人們此前關於城市熱島效應的不少“定論”。
  該研究成果發表在2014年7月10日最新一期的《Nature》雜誌上,並被《Nature》雜誌的“News & Views”欄目選為該期的亮點文章,同時引起了美國發行量最大的報紙《USA TODAY》和《Los Angeles Times》等海外媒體的高度關註。
  對流效應對白天城市熱島的貢獻最大
  “城市熱島”效應是人為活動和城市發展所導致城市氣溫高於郊區的普遍現象,一直備受關註。通常認為由於城市植被覆蓋減少,使得蒸散耗熱減小是導致城市熱島效應的主要原因,人們也一直認為“熱島效應”的強度主要受城市結構控制,比如城市大小、建築物高度、人口密度等。
  南信大大氣環境中心首席科學家李旭輝教授帶領其團隊,利用地表溫度及植被覆被的衛星遙感數據並結合氣候模式對北美地區的65個城市進行了分析,首次量化了不同因素對城市熱島效應的影響。
  研究表明,主導因素不是蒸發,而是城市改變了對流過程從地面向大氣的熱傳輸效率。在城市中除了對流效率和蒸發冷卻的變化外,包括建築物、人行道,以及其它建築結構要比植被和土壤儲存更多的熱量;人類工業活動所產生的熱量;以及城市地表反照率的變化(反照率是指入射的太陽輻射與地錶面反射的太陽輻射的比例,例如,淺色停車場具有較大的反照率)等也是引起城市熱島的主要原因。
  該研究的另一個重要結論是,儲存在人造建築內熱量的釋放對夜間城市熱島效應也有著重要的貢獻。
  濕潤氣候條件下局地增溫更明顯
  濕潤氣候區城市熱島強度要大很多。研究表明,背景氣候的影響非常大,在濕潤的氣候條件下,城市對流效率明顯下降,造成局地增溫。比如,同樣的2個城市,一個建在半乾旱氣候區,另一個建在濕潤氣候區,它們的熱島強度非常不一樣。在多雨潮濕的氣候區,對流效應可能使城市白天的平均溫度上升3oC。
  論文第一作者、大氣環境中心博士研究生趙磊認為,地表粗糙度對城市熱島有重要影響。不同的地表類型,粗糙度不同,例如森林的粗糙度大於草地,更容易產生大氣的湍流運動,有助於地表的熱量向大氣擴散,從而使地表氣溫下降。也就是說,如果城市的粗糙度小於郊區的粗糙度,就會出現較強的熱島效應。相反地,如果城市的粗糙度大於郊區的粗糙度,那麼就會產生與熱島效應相反、城市溫度低於郊區溫度的“冷島效應”。
  趙磊解釋說,濕潤地區城郊植被多為樹林,地表粗糙,對流散熱效率高,相比之下,這些地區城市的對流效率下降了58%,造成熱島效應。在半乾旱地區,植物多為低矮的草地,而城市景觀地表更為粗糙,對流散熱效率更高,會抑制熱島效應,甚至造成“冷島效應”。
  提高城市反射率可緩解熱島效應
  值得重視的是,隨著全球變暖和城市化的加劇,熱島效應將直接侵害城市居民的健康。目前,地球上超過一半的人口居住在城市,世界衛生組織預計,到2050年,這一比例將達到70%。
  李旭輝教授在城市熱島效應的研究中提到,在全球城市化日益加劇、全球氣溫不斷升高的背景下,城市熱島會對人體健康產生深遠的不良影響。他認為:“高濕的環境會加劇溫度效應,這種氣候條件和城市熱島之間的協同關係會強化濕潤環境下熱浪對人體健康的不良影響。因此從公共健康的角度來看,熱島效應值得被重點關註。”
  對於如何緩解城市熱島效應,李旭輝教授建議在城市規劃設計的過程中,選用反射率高的材料或進行建築錶面粉刷,使更多的太陽輻射被反射出城市空間、根據城市主導風向進行通風廊道的設計以提高對流效率等因素,進行城市合理佈局。比如屋頂、路面、停車場等用淺色的材料,就可以有效減緩城市熱島效應。美國芝加哥市在規劃中進行反照率管理,已經證實是一個可行的選擇,有利於緩解城市熱島效應。經歷了1995年的熱浪後,芝加哥市制定建築規範,以促進屋頂反射率的提高。從1995年至2009年,該市反照率增加了約0.02,有效地緩解了城市熱島效應。  (原標題:城市“熱島效應”新解:氣候越濕潤地表越粗糙 效應越明顯)
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