邵阳市城市热岛效应研究

欧阳海燕

(益阳市城市规划设计院，湖南益阳 413000)

邵阳市城市热岛效应研究

欧阳海燕

(益阳市城市规划设计院，湖南益阳 413000)

通过对邵阳市区城、郊57个特征点气温的测量，运用Arcgis，SPSS等专业软件对气温数据进行了分析，发现邵阳市热岛效应的存在，并进一步作出邵阳市城市热岛效果分布图、热岛强度图，据此分析了邵阳市热岛的时空分布特点和局部小气候特征，探究了热岛的形成机制及其对邵阳市所产生的影响，提出了切实可行的缓解邵阳市城市热岛效应的对策与建议。

城市热岛效应，时空分布，对策

0 引言

自1833年Lake Howard发现伦敦市中心的气温比郊区高而提出“城市热岛”的概念以来，城市热环境问题逐渐受到人们的广泛关注。此后的1958年Manley便首次提出“城市热岛效应UHI”的概念，指出“城市热岛效应是在不同区域气候背景下，在人类活动特别是城市化因素影响下形成的一种特殊小气候，是生态环境失调引起的一种城市中心气温比郊区气温高的一种现象”［1］。新时代下随着全球工业化与城市化进程的不断加快，城市热岛效应已逐步成为一个全球性的问题，受到了各国政府与相关学者的高度重视与广泛关注［2］。2012年，邵阳市区人口达到67.3万人，市区城市建设用地面积58 km2。全市公路里程达到20 473 km，民用车拥有量达到47.8万辆。化石燃料大量消耗，机动车辆剧增，人们的生产活动释放了大量的人为热。此外，在1951年—2012年的近60年间，邵阳市区交替出现了4个寒冷期与4个温暖期，但就整体表现来说，邵阳市的气候是变暖的，气温年较差逐渐递减，再加上从1998年开始的暖期至今未结束(吕校华.邵阳市区60年冷暖分析)，从而在一定程度上造成和加剧了邵阳市城市热岛效应以及相应环境问题的产生［3］。因而对邵阳市区城市热岛效应的形成与对策的研究就显得极为重要与紧迫。

1 邵阳市区热岛效应表现

对于城市热岛效应，一般定义为城市温度高于郊区温度的现象，其表现在城区与郊区近地面温度变化上则为:从郊区到城中心温度逐渐上升，而由城区向郊区延伸时，其温度又逐渐下降，从而形成城中心温度高而两边郊区低的分布形态［4］。通常具备这种气温分布形态的城市气候我们就可以认为有城市热岛效应存在。

图1 邵阳市城市热岛剖面图

从图1可以得出，邵阳市区是有热岛效应存在的。图1中显示城区中心与远郊气温的差值达到将近3℃左右，这反映出邵阳市区的热岛强度(指城区与郊区某时刻气温差值的大小)还是很明显的。

邵阳市区的热岛效应除在城区与郊区有明显表现外，还表现在整个市区的气温分布上。由邵阳市城市热岛效应分布图可以看出热岛中心位置(温度最高的分布区域)基本分布在邵阳市红旗路与东风路附近，温度在29℃左右，其次便是西湖路与宝庆中路的十字交叉地带，温度在28℃以上。

2 热岛的形成机制与产生的影响分析

城市热岛作为城市化最显著的表征几乎存在于每个城镇(Landsberg，1981)，但是每个地方表现又有所不同，从而对其相关形成机理的分析与研究就得结合试验地的实际情况与特点，做到具体情况具体分析［5］。

针对邵阳市区的特点与性质，其导致热量平衡变化的因素主要包括以下几点:

1)气象气候因素。

邵阳市所处的地区，在夏季易受到副热带高气压的控制而以下沉气流为主，气压场较稳定，多静风天气。从而使得城郊的反射率差异与长波辐射差异较明显，而有利于热岛的形成。此外，在邵阳地区从1998年开始的暖期至今未结束，其也在一定程度上加剧了邵阳市城市热岛的形成。

2)城市下垫面性质改变。

据相关统计显示，邵阳市区目前建成区面积达到58 km2，其绿地面积只占到20%左右。而多以水泥、钢筋混凝土为主的城区下垫面其导热率与热容量都比郊区大，在太阳辐射下，城市吸收的热量更多，从而促使了城区热岛效应的形成。此外，随着近几年邵阳市区城市化进程的不断加快，如江北新城的规划建成与邵水河以东地区佘湖山新城的不断规划拓展，会直接导致城市中心区的进一步扩大以及带来更多的人为热和温室气体的排放，从而进一步加快城市热岛效应的形成。此外，邵阳市区在城市功能布局上表现为以资江以南地区为主的城市中心区积聚了大量的商业与居民分布区，如红旗路、东风路。该区域建筑物多、高并且密集，街区道路纵横交叉分布，密不通风，从而使得温室气体与局域热量不能快速扩散，进而导致温度的快速升高。而相比之下的郊区，其绿地、水域等分布广泛，再加上空气流通迅速，利于散热，从而使得其温度明显低于城区。

3)人为热的释放。

随着邵阳市城市居民的不断增加，其生产生活所产生的大量人为热源对城区的大气起到了加热作用，而工业活动集中的地方大量灰尘与气体的集中排放，促使了城市热岛效应的形成。此外，市区居民高比例的小车拥有量与使用量(如在周六与周日下午，红旗路段便被私家车堵得水泄不通)也进一步加剧了邵阳市城市热岛效应的形成。

4)其他因素。

主要包括邵阳市所处的地理环境因素。邵阳市东南、西南、西北三面环山，中东部为衡邵丘陵盆地，再加上该地区处于我国季风气候较明显的亚热带季风区，且四周远离湖泊海洋，因而这些因素条件在一定程度上也促进了邵阳市热岛效应的形成与发展。

城市热岛效应作为一种城市气候现象，其主要通过产生的热岛环流以及对相应大气环境的改变而影响人类生活环境。

通常我们所说的热岛环流是指城区空气上升后在上空向郊区四周扩散，进而在郊区受冷下降沉积，然后又辐合回流城区的大气环流现象。而这一过程也直接导致从郊区吹向城区的城市风系的形成，从表1中可看出这一现象。

表1 邵阳市区南部的几个测点风速与风向(2013年10月11日17:00)

而这一结果也直接导致了城区的废弃灰尘等污染物不能向周围地区扩散稀释，进而加重了城区环境的污染。此外，热岛环流还会导致相应城区与郊区上空逆温层的出现，即城区上升气流不是在释放热量而是逐渐升温，其一般多发生在日落之后。而正因为逆温层的存在使得城区上空空气上下流动受到抑制，从而阻挡了乡村风的进入而使得城区温度越加增高。而这一增温对于冬季居民生活还是很有利的，其具体表现在城区出现露、霜的机会要比郊区小，气候要温暖舒适些。但对于炎热的夏季，其直接会导致高温酷热程度的加强，进而增加为缓解高温而花费的大量能源，如电力等(见图2)。

图2 邵阳市区居民用电量（2006年—2010年）

从图2中我们可以看出，邵阳市区居民用电量在近几年是持续增加，而这在一定程度上是因为城市热岛效应的存在而引起的。

3 缓解邵阳市区城市热岛的对策

3.1 对城市进行科学合理的规划

树立生态低碳城市理念，结合城市自身特色，处理好城市与自然环境的关系，运用合理的城市结构模式进行城市整体布局，提升城市生态系统的自我调节和修复的能力，具体包括:

1)建筑物的布置应充分考虑城市的主导风向的影响，并考虑建筑群通风设计，合理规划设计城市高层建筑，控制城市开发强度;例如位于邵阳市区西南部的宝庆电厂，处在城市主导风向的下风向，避免了火电厂的高温气体对城区的影响。

2)科学合理进行城市功能区布局。邵阳市区整体地形平坦，对于工厂区要布局在远离城区居住区区域，尽量布局在城市盛行风向的下风向，而城市居民生活区应布置在城市景观资源比较好的区域。

3)对城市内高能耗污染重的工业企业进行关闭或迁移，优化提升城市产业结构，城市建筑材料的选取应尽量使用生态、环保的材料。

3.2 合理增加城市水域面积，有效调节局部小气候

水体与陆地相比具有较好的导热率和热容量，水体的贮热能力较强，升降温缓和，能有效调节局部小气候。邵阳市区的邵水河和资江穿城而过，在充分保护天然水域的前提下，规划结合现状地形可适当增加水域面积，利用山塘、水溪、湖泊等水体，调节城市气温，减轻城市热岛效应。运用海绵城市理念和建设手法，使雨水尽可能多的渗入地下，促进空气温度降低，缓解城市热岛效应［6］。

3.3 增加城区绿化覆盖率

绿地是城市的肺，具有涵养水源、调节气候的功能，城市绿地占城市建设用地的比例高低决定了城市环境品质的好坏，绿化植被覆盖率高能有效缓解城市热岛效应［7］，这一点我们从城南公园的调查中可以总结出来。而在城市中我们可以通过绿廊建设、屋顶绿化、墙面立体绿化、城市公园建设等措施来实现。对于邵阳市而言，屋顶绿化，墙面立体绿化很少采用，以后应加大这方面的投入，并对交通线两旁的绿廊进行重点保护。

3.4 改善交通，增加公共交通，提倡绿色出行

提倡公共交通，控制私人小汽车数量，邵阳市近年来经济发展迅速，城市私家车也越来越多，在2013年已达到近60万辆，而近年来城市交通拥堵也是造成城市“变热”的原因之一。20世纪90年代邵阳把公共交通变卖给扬子巴士公司，公共交通的投入一直很少，对此应该进行协调。另外，应该大力提倡绿色出行，这一点可以向省内城市株洲学习，大力发展电力公交和自行车租借系统。

3.5 改善能源结构，降低热排放量

合理确定城市人口规模，控制城市建设用地无序蔓延，改善能源结构，大力推广清洁能源，工业区采取集中供热，居民生活区减少燃煤，集中供气，减少人为热排放，初步降低城市小热源，同时大力发展风能、太阳能、水能等可再生能源，保护好城市生态环境，有效缓解城市热岛效应［8］。

3.6 提高环保意识

加大宣传力度，增强市民环保节能意识，从小事做起，从生活的点点滴滴做起，只有让每个邵阳市民都行动起来，这样才能实现邵阳的绿色健康可持续发展。

［1］ 何 萍，李宏波.楚雄市城市气候特征分析［J］.地理学报，2003，58(5):712-720.

［2］ 周淑贞，张 超.上海城市热岛效应［J］.地理学报，1982，37 (4):372-381.

［3］ 张景哲，刘继韩.北京城市热岛的几种类型［J］.地理学报，1984，39(4):428-435.

［4］ 彭少麟，周 凯.城市热岛效应研究进展［J］.生态环境，2005，14(4):574-579.

［5］ 谢苗苗，王仰麟.城市地表温度热岛影响因素研究进展［J］.地理科学进展，2011，30(1):35-40.

［6］ 杨 萍，刘伟东.城市热岛效应的研究进展［J］.气象科技进展，2012，2(1):25-29.

［7］ 刘宇鹏，杨 波.基于遥感的长沙市城市热岛效应时空分析［J］.遥感信息，2011(6):73-78.

［8］ 李国栋.兰州城市气候效应的时空特征及形成机制研究［D］.兰州:兰州大学，2009.

Research on the effect of heat island in urban area in Shaoyang city

Ouyang Haiyan

(Yiyang Urban Planning and Design Institute，Yiyang 413000，China)

Bymeasuring the temperature of the downtown and suburb in Shaoyang city in 57 feature points and using Arcgis，SPSSsoftware to analyze the temperature data，it’s found that the effectof heat island exists in Shaoyang city.And wemade the further layout drawing and heat island intensitymap about the urban heat island effecton Shaoyang city.On the basis of these data，we analyzed the characteristics of spatial and temporal distribution in the heat island and the local climate of Shaoyang city，to explore the formationmechanism of heat island and its influence on Shaoyang city，and put forward feasible countermeasures and suggestions of relieving Shaoyang city’s heat island effect.

effect of heat island in urban area，spatial and temporal distribution，countermeasures

P461

A

1009-6825(2015)29-0014-03

2015-08-07

欧阳海燕(1983-)，女，工程师