文/何编魏科
19世纪,英国气候学家雷克·霍华德记录下“热岛效应”,即受城市化影响,城市中心靠近地面的大气温度高于郊区的现象。在近地面气温分布图上,可以看到郊区气温相对较低,而城市中心温度较高,就像一个岛屿突出在海面上,所以这种现象被形象地称为“城市热岛”。
热岛效应的成因,在于人类在建设城市的过程中,改变了大气下垫面(大气与地面、水面的分界面)的地表类型,将自然环境中原本的土壤、水面和植被等元素变成了人工建设的水泥房屋、工厂和道路等人工建筑。
与森林、草原、水面和土壤相比,我们用钢筋水泥建成的建筑吸热快、热容量小。在夏季,城市建筑的表面温度可达50~60℃,比郊区被草坪和树冠围绕的地区的温度高近一倍!
20世纪以来,随着全球城市化进程的加快,人类活动导致全球气温不断升高,城郊气温差异更加明显,这种城市热岛效应得到明显增强,已经成了城市生态环境的主要危害。
西藏自治区省会拉萨,夏季最高温度都很少超过22℃,偌大的青藏高原上,“热岛”是怎么形成的呢?
其实这里存在着关于大气温度的误区:大气是否被地面加热,并不是由地表温度本身决定的,而是由地表和大气之间的温度差所决定的。海拔5000米地区的大气温度比海平面附近的温度要低超过30℃,当夏季海平面附近的大气温度接近30℃时,海拔5000米处大气的温度约为0℃。因此,青藏高原虽冷,但地面温度还是显著高于大气温度,从而产生对大气的加热作用。
与城市中心的“热岛”相比,青藏高原的“热岛”规模宏大,总面积约为250万平方千米,直接加热海拔4000~5000米高度的大气,形成巨大的抬升加热。
拾升加热现象就像一个“气泵”,将周围的大气和水汽源源不断地抽吸到高原附近,形成绕高原运动的气旋式低压环流;使水汽更容易抬升和凝结,形成云和降水。
因此,夏季的青藏高原作为巨大的热源,对整个亚洲夏季风的活动有着至关重要的影响。当高原热源异常时,通常会引起大范围的环流和降水异常,造成严重的自然灾害。
在全球变暖的背景下,青藏高原增暖明显,“热岛效应”也有所增强。这对亚洲地区,乃至全球的气候变化、自然环境和生态系统都有重要影响。
与此同时,高原的“气泵”(抬升加热现象)的抽吸作用也将增强,使得印度洋和中国南海的水汽更容易输送到中国南方地区,导致极端降水概率的增加。如果这种影响长期持续增强,必然导致整个亚洲的气候格局发生变化,进一步影响到植物、农作物等的生长,以及其他生物生活习性的变迁,使人类的生存环境进一步恶化。