超大城市热岛效应的季节变化特征及其年际差异

罗小瑞

摘要：随着我国综合实力不断增强，及科学技术水平不断提高，我国城市化建设取得了骄人的成绩。城市化建设进程的发展使得城市热岛效应不断增强，给人民生活带来极大的不便，严重影响了城市居民的生活规律。热岛效应并不是自然形成，一部分是因为地区气候条件变化，另一部分是因为人类的正常活动。对城市热岛效应进行分析，不仅能确保城市中的热量平衡，还能优化城市的环境规划与保护。基于此，本文对超大城市热岛效应的季节变化特征及其年际差异进了研究，分析一年四季城市与郊区的温度差异、总体变化及发展趋势，以便为城市生态环境的建设，城市居民生活健康及城市中资源的利用提供一些有益参考。

关键词：超大城市；热岛效应；季节变化；年际差异；特征

一、引言

近几年来，城市中的温度明显升高，气候变化的频率越来越快，有时候一周内可以体会到四季的变化。原因是城市中地表热量存储与释放产生的城市热岛效应引起的，这是城市中最明显的气候特征之一。近几年城市化建设进程不断加快，各式各样的建筑群遍布城市各个角落，地表的土壤换成了长长的柏油马路，因此植被面积大大减少。城市中大多是水泥建筑或者柏油马路，这些设施吸收的热量大大高于土壤与植被吸收的热量，存储于设施中的热量会向四周散发，使得城市中的温度普遍高于郊区，城市周围被低温包围，形成一种被海水包围的岛屿形式，因此被称为城市热岛效应。

我国人口众多，随着城市化进程的发展，城市居民的社会活动频率大大增加，所带来的热岛效应也是最严重的。城市热岛效应不仅破坏了周围的大气层，而且导致城市中的空气质量大大下降，污染情况加重。为了减缓城市内温度变化的频率，提高城市居民生活质量，本文以我国某超大城市的热岛效应为例进行了分析，寻找降低热岛效应的措施。

二、区域概况

本次所研究的超大城市是我国经济发展的重大区域，城市化进程迅速，是最具代表性的研究目标。该超大城市的总面积扩大了数倍，涌入该城市的人口数量大大增加，城市人口数量与郊区人口数量差距甚大，形成鲜明的对比。为了对该超大城市热岛效应进行准确无误的研究，本文所采用的数据是该市2个温度检测站检测到的季节平均气温值，通过这些检测数据可以研究出超大城市气温季节变化的总趋势。分别选取超大城市1987年、1991年、1998年与2005年这四年的气温检测数据，因为这四年是该市气温变化最大的年份，也是最具有代表性的年份。通过这些数据值计算出超大城市热岛效应的强度，得到该市热岛效应的积累强度，以此来衡量该市是否出现热岛效应。

三、季节变化特征与成因

1、特征。通过对超大城市这四个年份（1987年、1991年、1998年与2005）气候检测数据的分析，统计出该市四个季节的热岛天数，求出各个季节的平均强度。从这些统计与计算结果可以看出，该超大城市季节性差异主要体现在热岛频率与强度两个方面：（1）热岛强度差异。超大城市所产生的热岛强度差异变化与季节热岛出现的频率有关，秋季的热岛强度是四个季节中最强的，出现的热岛频率也是最高的。这表明该超大城市一年四个季节中，秋季出现的热岛效应是最明显的，出现热岛的次数最多，温差最大。（2）热岛频率差异。随着超大城市季节变化，热岛效应出现的频率存在很大区别，通过对该城市四个年份数据的分析，该城市热岛出现频率的季节性非常明显，其中夏季热岛出现频率最高，热岛效应最强。

2、时刻差异。在四个季节当中的不同时刻，超大城市的热岛累积强度是不相同的，需要根据实际情况具体分析。四个季节中，热岛效应累积强度最大的时刻为2：00何8：00时刻，这就表明出现热岛效应最强的时间为晚上，该市为夜间热岛效应。这是因为该地区在白天积累并储存了大量的热量，在夜晚时刻热量向外散射出去，减缓市内夜晚气温下降的速度，与郊区形成明显的差异，出现热岛效应。

在春季与夏季14：00时刻热岛积累强度较大，因为这时刻太阳辐射最强，产生的能量最高，而且白天大气活动较为频繁，城市中吸收的热量远远大于郊区吸收的热量，所以这一时刻产生的热岛效应较大。秋季和冬季热岛效应累积强度较大的时刻在上午8：00，正好处于昼夜过渡期。秋冬季的特点是昼长夜短，而且大气的稳定性强，城市和郊区热量交替受到限制，有利于夜热岛效应的形成与延续，上午8：00时刻正好处于交替时刻，有利于温差保持，所以热岛效应被延续。

3、年际差异。超大城市热岛效应累积强度随着时间的流逝，总体上都是呈上升的趋势，各个季节之间累积的热岛强度差异逐渐减小。随着城市化进程不断加快，建筑设施与柏油公路不断增多，人类活动对气温的影响程度越来越强，城市热岛效应越来越明显。热岛效应累积强度在二十一世纪增加得最为明显，人类活动与季节性已经没有太大的关联，无论是夏季还是冬季，热岛效应累积强度都在飞速增长，季节之间的差异性在急剧缩减。

4、成因。超大城市热岛效应的出现有一少部分是当地的气候条件导致，但大多数与人类活动有关。随着大多数人涌入超大城市，城市中的建筑面积、热量排放逐渐增多，各大住宅与商业圈集中于市内，夏季空调热量的排放远高于郊区，用电负荷增大，这一系列的人为因素加速了热岛效应的形成，使得城市热岛效应越来越明显。

结束语：通过对超大城市热岛效应进行研究，我們人类活动是产生城市热岛效应的主要因素，对空气质量、人类健康、生态环境建设产生恶劣的影响。热岛效应在城市中的出现是不可避免的，我们要详细研究城市热岛效应，为资源合理配置与人们的生活质量、健康提供一些改善措施。同时，选择合适的方案，尽可能降低城市热岛效应累积强度。