城市氣象與熱島效應(yīng)

　　世界上已有三分之一以上的人口生活在城鎮(zhèn)或城市，到本世紀(jì)末將可能達(dá)到三分之二。某些發(fā)達(dá)國家現(xiàn)在已有80%以上的人口居住于城市。由于城市中的建筑面積不斷擴(kuò)大以及生活生產(chǎn)活動(dòng)中排放大量的廢氣、廢液、廢渣和燃燒時(shí)放出的人為熱等。因此無可置疑地人類改變了下墊面環(huán)境，從而對氣候有很大的影響。所謂城市氣候，就是區(qū)域氣候的景上，由城市環(huán)境的氣候效應(yīng)而形成的獨(dú)特氣候。

　　隨著城市環(huán)境和城市建設(shè)規(guī)劃發(fā)展的需要，城市氣候已日益成為國內(nèi)外人們關(guān)注和研究的課題，特別是近二三十年來它的發(fā)展相當(dāng)迅速。

　　國際上早在1959年就成立了“城市與建筑氣候?qū)W研究小組”。1977年在比利時(shí)首都布魯塞爾開會時(shí)，由世界氣象組織、國際生物氣象學(xué)會及國際建筑與規(guī)劃聯(lián)合會組成“城市及建筑氣候常設(shè)委員會”，每三年舉辦一次討論會。1985年12月第9次氣候委員會對城市氣候及其應(yīng)用又作了若干決議。如決議認(rèn)為需要考慮把氣候與人類居住區(qū)的生活、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境生態(tài)等方面聯(lián)系起來，應(yīng)當(dāng)促進(jìn)氣候在土地利用，城市化和建設(shè)中的合理利用。關(guān)于城市氣候研究工作，委員會認(rèn)為，應(yīng)努力推進(jìn)熱帶城市氣候工作，最終把重點(diǎn)放在應(yīng)用方面，同時(shí)，在此基礎(chǔ)上，城市氣候從定性描述轉(zhuǎn)而更物理化、定量化，最終達(dá)到能夠預(yù)測。世界氣候計(jì)劃（WCP）中的世界氣候應(yīng)用計(jì)劃（WCAP），其中包括有城市氣候研究計(jì)劃。

　　建筑氣象學(xué)是研究建筑與氣象的關(guān)系，進(jìn)行建筑氣候區(qū)別，提供各地區(qū)的建筑氣候特征，促使建筑適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂驐l件，從而提高建筑技術(shù)質(zhì)量的學(xué)科。它是一門以氣象學(xué)、建筑學(xué)、建筑環(huán)境工程學(xué)等為理論基礎(chǔ)的綜合學(xué)科，研究各地區(qū)的氣象及氣候條件，以便合理利用各地區(qū)的氣候資源，改善環(huán)境質(zhì)量，發(fā)揮建筑功能，保障人們生存安全和生活便利。它不僅為城市規(guī)劃、環(huán)境設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)提出了可靠的資料，而且為建筑法規(guī)、甚至建筑技術(shù)政策的制定提供了重要的依據(jù)：對指導(dǎo)建筑業(yè)生產(chǎn)，加速建設(shè)速度，也有促進(jìn)作用，此外，建筑氣象學(xué)在給排水工程、水利工程、鐵路工程、郵電工程以及國防建設(shè)等方面有著廣泛的用途。

　　近年我國氣象工作日趨進(jìn)步，測量整編了大量氣象資料，在引用這些資料的基礎(chǔ)上而編制的“中國建筑氣候區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)”即將頒布執(zhí)行。在建筑氣象中，由氣象學(xué)處理的基本要素，如季節(jié)、大氣壓、氣溫、濕度、日照、降水（降雪）、風(fēng)（風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)向頻率、大風(fēng)、臺風(fēng)）等，都是基礎(chǔ)內(nèi)容。它們構(gòu)成建筑氣候參數(shù)。這些氣象基本要素經(jīng)過測量數(shù)據(jù)的積累，包括年際變動(dòng)和年代的趨勢變化，才能形成完整的氣象資料。當(dāng)它們用作建筑氣候參數(shù)時(shí)，才有使用價(jià)值。

　　氣候條件是造成熱島的外部因素，而城市化才是熱島形成的內(nèi)因。一般認(rèn)為熱島成因有三：一是城棗郊地表面性質(zhì)不同，熱力性質(zhì)差異較大。城區(qū)反射率小，吸收熱量多，蒸發(fā)耗熱少，熱量傳導(dǎo)較快，而輻射散失熱量較慢，郊區(qū)恰相反；二是城區(qū)排放的人為熱量比郊區(qū)大；三是城區(qū)大氣污染拖物濃度大，氣溶膠微粒多，在一定程度上起了保溫作用。

　　大氣污染在城市熱島效應(yīng)中起著相當(dāng)復(fù)雜特殊的作用。來自工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸以及日常生活中的大氣污染物在城區(qū)濃度特別大，它像一張厚厚的毯子覆蓋在城市上宛，白天它大大地削弱了太陽直接輻射，城區(qū)升溫減緩，有時(shí)可在城市產(chǎn)生冷島“效應(yīng)。夜間它將大大減少城區(qū)地表有效長波輻射所造成的熱量損耗，起到保溫作用，使城市比郊區(qū)“冷卻”得慢一些，形成夜間熱島現(xiàn)象。從城市氣象規(guī)劃設(shè)計(jì)出發(fā)應(yīng)考慮：

　�。�1）要保護(hù)并嗇城區(qū)的綠地、水體面積。因?yàn)槌菂^(qū)的水體、綠地對減弱夏季城市熱島效應(yīng)起著十分可觀的作用。

　　（2）城市熱島強(qiáng)度隨著城市發(fā)展而加強(qiáng)，因此在控制城市發(fā)展的同時(shí)，要控制城市人口密度、建筑物密度。因?yàn)槿丝诟呙芏葏^(qū)也是建筑物高密度區(qū)和能量高消耗區(qū)，常形成氣溫的高值區(qū)。

　�。�3）如北京市位于平原中部，三面環(huán)山。由于山谷風(fēng)的影響，盛行南、北轉(zhuǎn)換的風(fēng)向。夜間多偏北風(fēng)，白天多偏南風(fēng)。因此，在擴(kuò)建新市區(qū)或改建舊城區(qū)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)拓寬南北走向的街道，以加強(qiáng)城市通風(fēng)，減小城市熱島強(qiáng)度。

　�。�4）減少人為熱的釋放，盡量將民用煤改為液化氣、天然氣并擴(kuò)大供熱面積也是根本對策。