城市熱島受各種因素的影響，這些因素究竟各起什么作用?南京信息工程大學大氣環(huán)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?shù)貧夂虮尘皩τ凇盁釐u效應”的影響要大得多，這打破了人們此前關(guān)于城市熱島效應的不少“定論”。
該研究成果發(fā)表在2014年7月10日最新一期的《Nature》雜志上，并被《Nature》雜志的“News&Views”欄目選為該期的亮點文章，同時引起了美國發(fā)行量最大的報紙《USATODAY》和《LosAngelesTimes》等海外媒體的高度關(guān)注。
城市越大熱島效應就越明顯?
城市熱島效應這一現(xiàn)象一直備受關(guān)注。過去認為熱島效應出現(xiàn)的原因通常是由于城市植被覆蓋減少，使得蒸散耗熱減小，因此人們也一直認為“熱島效應”的強度主要受城市結(jié)構(gòu)控制，比如城市大小、建筑物高度、人口密度等。
城市越大，人口越多，建筑規(guī)模體量越大，熱島效應就越明顯嗎?為此南京信息工程大學大氣環(huán)境中心首席科學家李旭輝教授帶領(lǐng)其團隊，利用地表溫度及植被覆被的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)并結(jié)合氣候模式對北美地區(qū)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。
根據(jù)他們的研究，城市變熱的主導因素其實是因為城市改變了對流過程中地面向大氣的熱量傳輸?shù)乃俣?、效率。在城市中，除了對流效率和蒸發(fā)冷卻的變化外，包括建筑物、人行道，以及其他建筑結(jié)構(gòu)要比植被和土壤儲存更多的熱量;人類工業(yè)活動所產(chǎn)生的熱量等也是引起城市熱島的主要原因。
該研究的另一個重要結(jié)論是，儲存在人造建筑內(nèi)熱量的釋放會對夜間的熱島效應產(chǎn)生重要的貢獻。
濕潤氣候下熱島強度大得多
而同樣的兩個城市，放在不同的氣候背景條件下，它們所產(chǎn)生的熱島強度可能會大不同，濕潤氣候區(qū)城市熱島強度要大很多。
研究表明，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，同樣的兩個城市，一個建在半干旱氣候區(qū)，另一個建在濕潤氣候區(qū),它們的熱島強度非常不一樣。在多雨潮濕的氣候區(qū)，對流效應可能使城市白天的平均溫度上升3℃。
論文第一作者、大氣環(huán)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于草地，更容易產(chǎn)生大氣的湍流運動，有助于地表的熱量向大氣擴散，從而使地表氣溫下降。
趙磊解釋說，濕潤地區(qū)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(qū)城市的對流效率下降了58%，造成熱島效應。在半干旱地區(qū)，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”。
淺色粉刷材料可減緩熱島效應
每一個都市中的人都為熱島效應所累，而全球變暖和城市化的加劇，熱島效應可能還更明顯。
對于如何緩解城市熱島效應，李旭輝教授建議在城市規(guī)劃設計的過程中，選用反射率高的材料或進行建筑表面粉刷，使更多的太陽輻射被反射出城市空間，根據(jù)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，進行城市合理布局。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(guī)劃中進行反照率管理，已經(jīng)證實是一個可行的選擇，有利于緩解城市熱島效應。經(jīng)歷了1995年的熱浪后，芝加哥市制定建筑規(guī)范，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。
