关于“冷岛效应”应用的初探

山东 闫 娜 谢皆兵

关于“冷岛效应”应用的初探

山东 闫 娜 谢皆兵

气候中的地理效应很多，有焚风效应、狭管效应、温室效应、热岛效应和冷岛效应等。热岛效应大家广为熟知，对冷岛效应可能不太熟悉。下面就带大家去认识下“冷岛效应”。

一、何为冷岛效应

冷岛效应是一种特殊的气象效应。1987年Oke最先对绿洲冷岛效应做了研究，同年我国苏从先等首次提出“冷岛效应”的形成机制。他们对比分析河西走廊的绿洲和戈壁，观测地面至上空16米范围内不同高度层的温度和湿度。发现绿洲上空的气温，昼夜均比附近的戈壁偏低，最高气温甚至可低30℃左右，蒸发量约小50%。夏季的绿洲是冷源也是湿源，形成相对独立的“冷岛”。

冷岛效应的形成原因主要是，由于沙漠戈壁较绿洲的比热小，沙漠戈壁和绿洲、湖泊对于太阳辐射的反射率也不同，地面增温比绿洲、湖泊快得多，沙漠戈壁上空被加热的暖空气，通过局地环流输送到绿洲上空，形成一个上热下冷的逆温层，上下层空气的热交换少，下层冷空气稳定，形成凉爽又湿润的小气候，相对于周边荒漠是冷源，这就是“冷岛效应”。它普遍存在于干旱地区的湖泊（包括水库）和绿洲地带。

二、冷岛效应的应用

1．利于干旱地区植物的生长

绿洲上空的这种效应，使湍流发展较弱，抑制了植物的蒸腾和地面的蒸发，非常有利于植物的生长。这对于我国西北干旱地区的绿洲节约水源、种草种树和发展农业，是很有利的。

2．减弱城市热岛效应的影响

城市内部湿地、公共绿化带、各种成片的植被等都可以形成局地的冷岛效应。研究数据显示，一个区域绿化覆盖率达到30%时，热岛强度开始明显减弱，达到50%时，热岛现象缓解极其明显。

只有大量的树木才能够对减缓热岛效应起到真正的作用，成片的草坪只能是形式大于功效。

3．指导城市景观规划

城市的绿地都可以形成局地的冷岛效应，能显著降温，也有人称为绿岛效应。这将一定程度上抑制城市热岛效应带来的影响。因此，在城市发展规划的绿化中，既要保持景观也要注重生态效益。

一般来说水体的冷岛作用大于植被，研究表明，5月绿地降温效率大于水体，而11月水体降温效率大于绿地。而人工绿地的冷岛效应明显弱于自然绿地。乔木冷岛效应最显著，其次是乔灌木，最后是草地。专家认为绿化应该乔木、灌木、花卉、地被植物多层次一起种植效果更佳。

4．除霾的应用原理之一

除霾车能喷洒水雾，除霾车雾化的带电水分子随着水雾的蒸发，作业区气温逐渐降低，空气密度增大，会形成一个上热下冷的逆温层，即局部冷岛。如此一来，外围悬浮颗粒不易侵入，有效延长了除霾效果。

三、其他应用

冷岛效应在维护绿洲的农业发展及植被方面意义重大，在其他方面也有应用。

中国第一家从事冷岛效应技术开发的是湖南冷岛科技有限公司，他们申请冷岛效应装置的发明专利，用冷岛效应遏制温室效应。通过反光装置产生冷岛，通过控制反光面积和安装方式而使得冷岛与周围大气相互作用，让夏季变得凉爽，让沙漠变成绿洲。这将会抗旱保湿，降低夏季高温天气危害。这一研究将有巨大市场，并带动相关产业发展，我们不妨拭目以待。

【跟踪练习】

“冷岛效应”指地球上干旱地区的绿洲、湖泊，其夏季昼夜气温比附近沙漠、戈壁低，温差最高可达30℃左右，这是由于周围戈壁沙漠的高温气流在大气的平流作用下，被带到绿洲、湖泊上空，形成了一个上热下冷的大气结构，形成一种温润凉爽的小气候，据此完成下面小题。

1．冷岛效应对绿洲农业生产的影响，主要表现在（ ）

A．由于水汽凝结，年降水量增多

B．昼夜温差增大，有利于有机物质的积累

C．形成干燥气候，晴天多，有利于光合作用

D．形成温凉的小气候，有利于植被生长

2．“冷岛效应”的原理在城市的规划中也被广泛应用，其目的是为了缓解城市的热岛效应，根据这一原理，城市在功能区规划布局时应适当增加用地面积的是 （ ）

A．工业用地 B．住宅用地

C．绿化与休憩用地 D．商业用地

3．根据冷岛效应的原理，试分析城市中公园形成“冷岛”的成因。

【参考答案及解析】

1．D 绿洲形成一个上热下冷的大气结构，大气结构稳定，不易降水，A错；冷岛效应在绿洲中是昼夜都存在，所以不会造成昼夜温差增大，B错；在干旱、半干旱地区降水稀少，晴天多，不是因为冷岛效应，C错；由于冷岛效应，白天形成温凉的小气候有利于生物生长，而夜间对植物呼吸有抑制作用，有利于植被有机物质的积累。

2．C 住宅区、商业区工业区等地表硬化，不会形成冷岛现象，由于绿地植被升温较慢，具有调解局地气候的能力，能有效降低城市热岛效应，所以本题所C。

3．①公园下垫面多植被和水体，植被通过光合作用能有效吸收一部分太阳辐射能量，并且植物还通过遮蔽作用拦截太阳辐射来降低地表温度。②水体和植物的蒸腾作用可以增加空气的湿度，而水蒸发时可以吸收太阳辐射一部分能量。③公园的人为排热要比市区其他地方少。

（作者单位：山东省潍坊第四中学 安徽省宿州灵璧广志外国语学校）