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关注三明热岛效应 课题组成员：王志伟、陈宝琴、黄荣、李智荣、陈东明 指导老师：卢雪翔 摘要：随着工业的日益发达，三明的环境状况已不容乐观。我们对三明的热岛效应进行了调查和研究，希望能够为三明的环保事业出自己的一份力。 Abstract: The environment of Sanming is bad along with the prospering of industry increasingly. We do research on Heat Island Effect and hope to make a contribution to protect the environment. 关键词：热岛效应 温度 环境 环保 Keyword: Heat Island Effect ，temperature ，environment，protect environment 一、研究目的： 久居都市的人们都有类似的体验：夏季里城市局部地区的气温要比郊区高出很多。为了逃避酷热难耐的暑气，人们往往愿意跑到绿树成荫、河湖交错的郊区或乡村去享受一份清凉和惬意。为什么在享受现代城市的舒适与便利时，都市人还要忍受炎炎酷暑的折磨？在此，我们想讨论一个与城市化进程密切相关的气象学现象——城市的“热岛效应”。 城市热岛效应也称“大气热污染现象”，是城市化的发展导致城市中的气温高于外围郊区的现象。在气象学近地面大气等温线图上，郊外的广阔地区气温变化很小，如同一个平静的海面，而城区则是一个明显的高温区，如同突出海面的岛屿。由于这种岛屿代表着高温的城市区域，所以就被形象地称为“城市热岛” ①。 三、“城市热岛效应”的强弱： 城市热岛强度是指中心城区与郊区的气温差，共考虑了最高、最低、平均气温3种情况。一般来说夜间的城郊温差（热岛强度）最大，盛夏夜晚最大可达6℃,全天平均在2℃以上。从弱到强共分为很弱、弱、中等、强、很强5级（见下表）②。国内外许多学者的研究表明：城市热岛强度是夜间大于白天，日落以后城郊温差迅速增大，日出以后又明显减小。
四、城市热岛效应形成原因： 城市热岛效应的形成既有所属区域大气候背景的影响，又反映了城市化后人类活动所产生的作用，因此，不同大气候区的城市气候形成原因不尽相同，但也存在一些共同的特征，最基本的有以下几方面： (1) 由于城市下垫面特殊性质；空气中由燃料产生的二氧化碳等较多； (2) 天气形势：在稳定的气压梯度小的天气形势下，才有利于城市热岛的形成。在强冷锋过境时，即无热岛现象。 (3) 气象条件：在风速大，空气层结不稳定时，城郊之间空气的水平和垂直方向的混合作用强，城区与郊区间的温差不明显。一般情况是夜晚风速小，空气稳定度增大，热岛乃增强。在晴天无云时，城郊之间的反射率差异和长波辐射差异明显，有利于热岛的形成。 根据科学观测和研究，城市热岛效应的加剧固然有自然气候方面的原因，但更重要的还是人为原因。 (1) 人为热：在中高纬度城市特别是在冬季，城市中排放的大量人为热是热岛形成的一个重要因素。许多城市冬季热岛强度大于暖季，周一至周五热岛强度大于周末，即受此影响。 (2) 温室气体：随着工业的发展，城市中因能源消耗量大，排放至大气中的CO2、SO2等温室气体远比郊区为多，加之植被遭破坏严重，其增温就很明显。 五、城市热岛效应的危害： 热岛现象的害处很多。首先，酷热的天气给人们的生产生活造成严重影响，甚至造成一些人因中暑而死亡。 其次，热岛现象加剧了大气污染。城市地面散发的热气形成近地面暖气团，将城市烟尘罩在下面不得流通，形成对人体有害的“烟尘穹隆”（见下图）。而大气污染物中的有害物质会腐蚀建筑物和工业品，影响工业生产；阻碍生物生长，危害农业生产；毒害野生动物，加剧生态失衡；刺激人的眼鼻，引起呼吸道疾病、急性中毒，甚至致癌！
最新研究表明，人的性格与气候有关。居住在寒冷地带的人，因为室外活动不多，大部分时候在一个不太大的空间里与别人朝夕相处，养成了能控制自己情绪、具有较强耐心和忍耐力的性格。比如生活在北极圈内的爱斯基摩人，被人们称为世界上“永不发怒的人”。居住在温暖宜人的水乡的人们，因为水网海滨气候湿润，风景秀丽，万物生机盎然，所以人们往往对周围事物很敏感，比较多愁善感，也很机智敏捷。而生活在热带地区的人，为了躲避酷暑，在室外活动的时间比较多，所以那里人的性格暴躁易发怒。如果我们对热岛效应听之任之，人类会变得更加暴躁和冷漠！ 六、如何缓解“城市热岛效应”： 城市居民无奈地生活在一个“热岛”中。近年来，夏天“热岛效应”出现增强的趋势，那么如何通过科学避暑的方法来缓解和削弱“热岛效应”呢？ 目前所知的，减缓城市热岛效应最好办法是大力加强绿化。气象专家认为，绿地能调节气温，主要是靠绿地内外地层热量差异加上绿地植物的遮阳和叶面蒸腾作用共同完成。例如：在建筑物安全的前提下，在房顶、阳台等处多种植物，如草皮、爬山虎、花卉等。 近3年来上海大规模的城市绿地建设，使中心城区夏季的热岛强度减小了0.2℃－0.4℃。上海市政府投入大量财力人力在市区建造了大片绿地，2002年底上海人均公共绿地提高到7平方米，绿化覆盖率增加30％。延中绿地位于市中心，是评估绿地建设减缓热岛效应的典型样本。上海中心气象台连续3年对延中绿地温度进行跟踪观测，得出绿地在夏季的降温效果能使月平均最高气温降低0.6℃。观测发现，3年夏季，延中绿地内的月平均最高气温连续5个月都比绿地外的连云大楼的月平均最高气温低0.6℃。此时两地间相距不到100米。而2002年8月两地的温差减小到0.3℃，这是因为建成的绿地经过两年的生长，树木变得茂盛，绿地的降温效应扩大到邻近地区。这时连云大楼观测点离绿地边缘不到10米。这充分说明了绿地对周边环境的影响。④ 七、三明市的“城市热岛效应”： 经过我们的调查研究，三明的“热岛”以三钢三化厂区为中心，延伸到列西、麒麟山，也就是说，我市“高温区”的范围大约在梅列大桥至列东大桥段沙溪河西岸（详见附录一，三明市区温度调查报告）。经过三次温度调查，数据显示三次的日平均最大温差均大于2.0℃，热岛效应属于强级。其中，2003年11月23日的最大温差竟达到2.75℃。所以，形势不容乐观。 八、具体建议： 就三明的情况，我们提出几条具体的建议。 （1）政府应加强对三明热岛状况的宣传，加强对群众、企业环保意识的教育，通过媒体普及环境保护知识，社区还可以开展环保知识竞赛等。 （2）政府应运用行政等手段大力整治破坏环境的企业和个人。成立专门的治理城市热岛的机构，运用专项资金进行整治，定期公布三明的热岛等级等。扩大绿地面积，合理规划城市，发动群众种植能够净化空气的植物，如月季、桂花、桃树、石榴树等。 （3）工厂应当将“工业三废”处理达标后再排放，让经济建设与环境保护协调发展。 （4）群众应该提高自己的环保意识，充分认识生态环境的作用，良好的环境对人类生产、生活的意义，环境污染与破坏的严重危害。通过了解我市热岛效应的严峻形势，深刻认识防治环境污染与破坏的紧迫性，在头脑中牢牢树立保护环境的观念。 （5）广大群众要增强法制观念，要严格依法律己，决不做污染环境的事；发现污染破坏环境的行为要举报，敢于同违反环境法的行为做斗争；懂得运用法律武器维护自己的环境权益，保护我们的城市，保护我们的家园。 （6）作为三明的一员，作为当代青少年，我们也应该而且能够为保护环境、减缓城市热岛效应做些力所能及的事。例如，开展关于热岛效应的宣传活动，参加植树造林活动等，又如针对三明的城市热岛效应进行调查研究，向有关部门提出解决的建议。 希望全社会的努力可以还三明一片蓝天一江碧水！ 参考资料： ① 摘自《光明日报》2003年8月22日 ② 摘自《宁夏气象信息服务网》 ③ 摘自《慈溪气象网》 ④ 摘自《中国技术创新信息网》 附录一：（三明市区温度调查报告） 一、调查者：三明二中高一：王志伟、陈宝琴、黄荣、陈东明、李智荣 二、调查课题：三明市区温度的初步了解 三、调查时间：2003年11月23日至2003年12月13日 四、调查地点：北山、列西、三钢四号门岗、麒麟山、城关 五、调查报告内容 ㈠ 调查缘由 我们研究性学习的课题是城市热岛效应，而对三明市区温度的初步了解，能够帮助我们更好的完成研究性学习的内容。 ㈡ 调查过程 我们五人分别到五个地点对三天的温度进行测量，使用的水银温度计，量程为0~50℃，分度值为1℃。测量时间分别为8:00和14:00。测量的方法是将水银温度计举到距地面1.5米处，背光、背风，视线与水银柱平行，数据估读到分度值下一位。 ㈢ 调查结果 表一 2003年11月23日平均气温表
表二 2003年11月30日平均气温表
表三 2003年12月13日平均气温表
㈣ 调查结论 1、 在三次温度测量中，温度的最大差值在2~3℃之间，在热岛效应级别中属四级，即热岛效应强。由此可见，三明的热岛效应较为严重，形势不容乐观。 2、 由于北山地势高，且植被覆盖率较高，在三次温度测量中，其温度值均为最小，且温差较小。 3、 通过前面的三个表格，可以清楚得看到，在三次温度测量中，列西、三钢四号门岗、麒麟山下的温度值均有一次明显高出其余四点温度。其中，三钢四号门岗犹为严重，其温度竟高出北山2.75℃（见表一）。由此不难看出，我市热岛效应以三钢三化厂区为中心，延伸到列西、麒麟山，也就是说，我市“高温区”的范围大约在梅列大桥至列东大桥段沙溪河西岸。 附录二：（三明市气象局采访记录） 1、 什么是“逆温层”？ 通常情况下，气温升高与海拔高度成反比，海拔每升高1000m，气温下降6℃，而在某个层次正好相反，气温升高与海拔高度成正比，我们把这样的层次叫做逆温层。 2、 什么是“平均绝对湿度”和“相对湿度”？ 湿度是指空气的潮湿程度。平均绝对湿度指的是大气中水汽的压强，单位是毫帕。相对湿度用百分数表示，它会随着温度的升高而升高在三明，雨天的相对湿度一般可以达到100%，晴朗的天气里，也可以达到60~70%，应该说，三明的湿度是比较适宜的。 3、 气象台是怎么样观测和预测气温的？ 观测气温最好要保持在自然状态下，所以温度计要放在距地面1.5m处，并且要有百叶箱罩着，这样观测出的温度基本可以代表人类生存环境的气温。举个例子，2003年福建省高温少雨，我们曾在夏天观测过气温，在水泥地表，温度是55℃，在距地面1.5m处的温度是45℃，差距很大。 观测的时间通常是在8：00、14：00和20：00，这个观测时间是全球统一的，是为了方便比较，而之所以只选择几个时刻，是由于过去条件的限制。其实最早的时候有4个观测时刻，有一个是2：00，其余3个与现在一样。随着时间的推移，科技在进步，现在已经有自动的观测仪器，可以连续地对气温进行观测，例如，永安的基准站就是每小时观测一次气温。 4、 沙溪河对三明的热岛效应有什么影响吗？ 沙溪河作为水体，对三明的气候肯定有调节作用，但是对三明气候影响比较大的，应该是周边的森林。像泰宁的金湖那样比较大的水体，对气候的影响就比较大了，有水体的调节，会使气候变得冬暖夏凉，非常温和。 5、 三明多雾与热岛效应有关吗？ 这个和热岛效应没有关系，多雾说明三明的大气污染比较严重。空气中的水汽要凝结成为雾必须要有一个凝结核，这个凝结核，通常是空气中的一些漂浮颗粒。在天气预报中，我们也会有预报晨练指数，其中，雾也是一个指标。 |
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