超大城市熱島效應的季節變化特征及其年際差異

羅小瑞

摘要：隨著我國綜合實力不斷增強，及科學技術水平不斷提高，我國城市化建設取得了驕人的成績。城市化建設進程的發展使得城市熱島效應不斷增強，給人民生活帶來極大的不便，嚴重影響了城市居民的生活規律。熱島效應并不是自然形成，一部分是因為地區氣候條件變化，另一部分是因為人類的正常活動。對城市熱島效應進行分析，不僅能確保城市中的熱量平衡，還能優化城市的環境規劃與保護。基于此，本文對超大城市熱島效應的季節變化特征及其年際差異進了研究，分析一年四季城市與郊區的溫度差異、總體變化及發展趨勢，以便為城市生態環境的建設，城市居民生活健康及城市中資源的利用提供一些有益參考。

關鍵詞：超大城市；熱島效應；季節變化；年際差異；特征

一、引言

近幾年來，城市中的溫度明顯升高，氣候變化的頻率越來越快，有時候一周內可以體會到四季的變化。原因是城市中地表熱量存儲與釋放產生的城市熱島效應引起的，這是城市中最明顯的氣候特征之一。近幾年城市化建設進程不斷加快，各式各樣的建筑群遍布城市各個角落，地表的土壤換成了長長的柏油馬路，因此植被面積大大減少。城市中大多是水泥建筑或者柏油馬路，這些設施吸收的熱量大大高于土壤與植被吸收的熱量，存儲于設施中的熱量會向四周散發，使得城市中的溫度普遍高于郊區，城市周圍被低溫包圍，形成一種被海水包圍的島嶼形式，因此被稱為城市熱島效應。

我國人口眾多，隨著城市化進程的發展，城市居民的社會活動頻率大大增加，所帶來的熱島效應也是最嚴重的。城市熱島效應不僅破壞了周圍的大氣層，而且導致城市中的空氣質量大大下降，污染情況加重。為了減緩城市內溫度變化的頻率，提高城市居民生活質量，本文以我國某超大城市的熱島效應為例進行了分析，尋找降低熱島效應的措施。

二、區域概況

本次所研究的超大城市是我國經濟發展的重大區域，城市化進程迅速，是最具代表性的研究目標。該超大城市的總面積擴大了數倍，涌入該城市的人口數量大大增加，城市人口數量與郊區人口數量差距甚大，形成鮮明的對比。為了對該超大城市熱島效應進行準確無誤的研究，本文所采用的數據是該市2個溫度檢測站檢測到的季節平均氣溫值，通過這些檢測數據可以研究出超大城市氣溫季節變化的總趨勢。分別選取超大城市1987年、1991年、1998年與2005年這四年的氣溫檢測數據，因為這四年是該市氣溫變化最大的年份，也是最具有代表性的年份。通過這些數據值計算出超大城市熱島效應的強度，得到該市熱島效應的積累強度，以此來衡量該市是否出現熱島效應。

三、季節變化特征與成因

1、特征。通過對超大城市這四個年份（1987年、1991年、1998年與2005）氣候檢測數據的分析，統計出該市四個季節的熱島天數，求出各個季節的平均強度。從這些統計與計算結果可以看出，該超大城市季節性差異主要體現在熱島頻率與強度兩個方面：（1）熱島強度差異。超大城市所產生的熱島強度差異變化與季節熱島出現的頻率有關，秋季的熱島強度是四個季節中最強的，出現的熱島頻率也是最高的。這表明該超大城市一年四個季節中，秋季出現的熱島效應是最明顯的，出現熱島的次數最多，溫差最大。（2）熱島頻率差異。隨著超大城市季節變化，熱島效應出現的頻率存在很大區別，通過對該城市四個年份數據的分析，該城市熱島出現頻率的季節性非常明顯，其中夏季熱島出現頻率最高，熱島效應最強。

2、時刻差異。在四個季節當中的不同時刻，超大城市的熱島累積強度是不相同的，需要根據實際情況具體分析。四個季節中，熱島效應累積強度最大的時刻為2：00何8：00時刻，這就表明出現熱島效應最強的時間為晚上，該市為夜間熱島效應。這是因為該地區在白天積累并儲存了大量的熱量，在夜晚時刻熱量向外散射出去，減緩市內夜晚氣溫下降的速度，與郊區形成明顯的差異，出現熱島效應。

在春季與夏季14：00時刻熱島積累強度較大，因為這時刻太陽輻射最強，產生的能量最高，而且白天大氣活動較為頻繁，城市中吸收的熱量遠遠大于郊區吸收的熱量，所以這一時刻產生的熱島效應較大。秋季和冬季熱島效應累積強度較大的時刻在上午8：00，正好處于晝夜過渡期。秋冬季的特點是晝長夜短，而且大氣的穩定性強，城市和郊區熱量交替受到限制，有利于夜熱島效應的形成與延續，上午8：00時刻正好處于交替時刻，有利于溫差保持，所以熱島效應被延續。

3、年際差異。超大城市熱島效應累積強度隨著時間的流逝，總體上都是呈上升的趨勢，各個季節之間累積的熱島強度差異逐漸減小。隨著城市化進程不斷加快，建筑設施與柏油公路不斷增多，人類活動對氣溫的影響程度越來越強，城市熱島效應越來越明顯。熱島效應累積強度在二十一世紀增加得最為明顯，人類活動與季節性已經沒有太大的關聯，無論是夏季還是冬季，熱島效應累積強度都在飛速增長，季節之間的差異性在急劇縮減。

4、成因。超大城市熱島效應的出現有一少部分是當地的氣候條件導致，但大多數與人類活動有關。隨著大多數人涌入超大城市，城市中的建筑面積、熱量排放逐漸增多，各大住宅與商業圈集中于市內，夏季空調熱量的排放遠高于郊區，用電負荷增大，這一系列的人為因素加速了熱島效應的形成，使得城市熱島效應越來越明顯。

結束語：通過對超大城市熱島效應進行研究，我們人類活動是產生城市熱島效應的主要因素，對空氣質量、人類健康、生態環境建設產生惡劣的影響。熱島效應在城市中的出現是不可避免的，我們要詳細研究城市熱島效應，為資源合理配置與人們的生活質量、健康提供一些改善措施。同時，選擇合適的方案，盡可能降低城市熱島效應累積強度。