城市气候的保护


  城市小气候是人类活动影响小气候的明显表现。城市面积虽小,但人口密集,工业集中,是人们生活的重要舞台。由于这种高度集中,造成空气污染,大量人为热量的释放和特殊的下垫面条件,使城市和农村的气候产生了明显的差异,形成了独具特点的城市小气候。

  城市影响局部气候的因素很多,主要表现如下:

  (1)城市密集的建筑物,粗糙度增加导致地面风速减小。城区内建筑物高矮不一、凹凸不平,导致城区空气湍流增加。

  (2)城市布满不透水的路面和屋顶,以及人为的排水系统,使城区蒸发和空气湿度减小,且径流过程加速。

  (3)城市路面和建筑材料大多反照率小,热传导率和热容量比较大,改变了辐射平衡,导致城区气温的变化。

  (4)由于生产和生活释放的热量、粗糙度的增加,以及城市的热岛效应,使城郊的气流进入建筑群,形成对流,有利于云和降水的形成。

  (5)城市工矿企业排放的大量污染物质,由于粒子的吸湿作用可使能见度减少,直接辐射少,并为城市及附近的降水提供大量凝结核。

  城市环境对各个气候要素的影响:

  (1)总辐射减弱,日照减少。由于空气污染,尘块增多,大气混浊度增加,于是使到达地面的太阳辐射大为减少。据对比观测发现,市区的总辐射约比郊区少10-20%。冬季太阳高度角较小时减弱尤甚,有时甚至可减少到50%。同时,日照时数也逐渐减少。一般,城市和农村环境相比,日照要少5-15%。据观测,近50年里东京年日照时数已下降约70-80小时左右。

  (2)市内呈现高温,存在热岛效应,城市好象一个温暖的岛屿。市区温度高,郊区温度低,等温线呈圆形分布。我们称它为"热岛效应"。据观测,城市"热岛效应"一般可使市区的年平均温度比郊区高0.5-1.0℃。

  但不同季节、不同的天气条件下,市区与郊区的气温差的大小也不同。如1979年冬季一次晴朗天气条件下,在上海的对比观测发现市中心温度比郊区高6℃。

  热岛效应的形成,与城市上空污染物质的保温作用、地面蒸发耗热量的减少、风速小、减少热量水平输送、人为热量的释放和与生物体的热交换等因素有关。

  (3)出现热岛环流伴随着热岛效应,产生热岛环流,尤其是夏季,城市中心气流上升,到一定高度则向四周流散,而地面则是郊区空气流向城市中心。

  (4)低湿、多雾、降水增加。市区由于排水良好,地面较干燥,蒸发很少,所以绝对湿度较郊外低,差值一般在1毫巴以下。相对湿度则因市区温度高,以致偏低更多一些。据欧洲观测,年平均相对湿度城市与郊区相差4-6%。

  城市上空因凝结核多,雾日显著增加。从19世纪末到20世纪初,东京年雾日数平均增加20-30天,上海则增加了15天左右。城市与郊区相比,冬季市区雾日数可比郊区多100%,夏季多30%。

  城市降水也有增加。观测表明,城市年降水量比郊区多5-10%。另外,微雨日数(0.1-1.0毫米/日)也有显著增加。据东京观测,市中心比郊区多20日左右。