浅谈五岛效应之雨岛效应分析

黄晓曼

摘要：城市中的降水对人类地球自然气候的直接影响等诸多方面的相关问题，国际上一直以来存在着不少的学术争论。美国曾经在其中的东部沿海平原以及密苏里州的南部圣路易斯大学城周围受震地区及其附近城市郊区等地建立了一个稠密的城市地震地区雨量监测观察数据网，城市化降水过程可以使得城市地表水的硬化物含量减少，蒸发释放出来的微量水汽也随之减少，使得我们可以获取每个城市的微量平均降水减少。但城市存在热岛效应，对流运动强，会导致极端强降水增强。

关键词：雨岛效应;原因;危害;绿化

一、前言

近年来，我国许多主要城市都多次遭受了罕见的狂风暴雨洪水攻击。这些认为具有重大灾害性的特殊天气现象都可能是因为"雨岛效应"从而引起的。有人通过实地观测现象发现，在市区以及其他正在城市中心地带下降和风方较高的部分地区，存在着当地降水量逐渐扩大增多的异常情况[1]。根据统计上海全年防洪汛期的平均累计降水分布总量及其分布统计情况如下图，最大的平均降水分布总量在其集散地区的中心在市区，向外逐步扩大减小，市中心东部地区的平均降水量较上海郊区还要多约60mm。目前，随着当代我国新型城市绿化建设与国家经济社会持续发展两大进程融合步伐的不断深入推进和城市发展进程速度的不断加快，城市用地日益紧张，地价也随之不断走高和房价上涨，绿化绿地工程建设用地的总量和占有量也在不断受到压缩。

二、雨岛效应概述

（一）内容概述

一般被广泛认为主要是由于它泛指在覆盖我国各个大区和城市内部的许多高层建筑物所造成的热量使用于空气排出通道的热循环不顺，盛夏时在空调、汽车尾气等使用过程中逐渐加重的多余热量都会超常快速排出，这些热量都会在各个城市上空形成产生热量的气流且越高层积愈厚，最终也就造成了在城市内部形成大量高温降水[2]。随着当前我国大型城市人口规模的不断快速扩张、人口的不断快速增加、人类社会行为心理活动的不断加剧、城市中的生产经济文化活动以及特殊的城市地面气候结构等多种因素的共同相互影响而在位于城市中的大气中，使得位于我国城市大气中边界层的气候物理学结构特性发生变化，从而直接促进全球雨岛暖化效应的不断加剧、城市中心层平均每年降水量的不断增大。峰高峰短时间降水量大的雨和狂风猛烈的大暴雨都会造成城市洪水危险发生机会的大幅增大，加剧了各个重点城市对于防汛抗洪工程的管理压力。研究结果表明，大型中城市及其以后的超强下风对"雨岛效应"形成影响明显[3]。

（二）形态概述

雾天中的湿岛往往主要是在我国城市内部郊区有较多雾的一个地方，雾滴和周围的自然空气之间通常会同时进行一定程度数量的大气水份互相交换，市区内部环境较暖，饱和的大气水汽辐射压力也相对较高，能够同时承受和达到的饱和水汽压力量相对较少而城市内部郊区湿岛更多，构成城市雾天中的湿岛[4]。空气环境中的沉积水蒸馏和气压比其他城市区和郊区大，构成出现了结构性霜湿强热岛。

（三）形成原因

观察事实和对理论的分析结果表明，城市化存在着可以导致城市中云量增加的效果，較低云量的影响则更为明显。历史数据显示，城市中的云量是伴随着一个城市的变迁而逐步增多的。

（1）由于城市热岛效应而产生的热岛环流会使市区内部的上层气流增大，这样就会更加有利于云层的形成。

（2）在一个城市的空气中可能会含有相当数量的凝结核，虽然绝对温度小，但是吸湿性凝结核的数量增多仍然会大大地有利于雾和云的产生。

（3）由于整个城市的土地摩擦或者城市阻碍力等的作用，这就可以使得锋向地面、剪断紫外线等其他天气气象系统在整个城市大气区域内的特定位置和方向移动时的速度都会有所大大减慢，云层在整个城市大气区域内的持续滞留移动时间也随之有所加长;城市建筑物由于高度加大了对城市空气的被迫性而抬高，这样就更加有利于快速收集大气云，尤其最高是低度大气云的收集数量有所增加。

（四）效应构成

大城市中高层次的建筑高楼林立，空气的热量循环不顺畅，再久之加上盛夏的炎热时节，建筑物空气中的家用空调、汽车尾气更多的是大大加重了对室内热量的超凡程度排放，使得整个城市上空自然构成了热量的气流，而且这些热量的气流也就越多层积愈厚，终究会直接致使大量量的降水。由于我国城市上空气体悬浮的微细颗粒物含量较多，遇到温暖和湿润的高空气流，凝结出的内核多，易直接构成城市局部狂风暴雨。

三、雨岛效应危害及缓解措施建议

（一）雨导效应危害

城市化所直接导致的巨大雨岛活动效应往往弊大于利，雨岛活动效应主要表现集中在特大暴雨和山地洪涝灾害汛期，易直接造成大规模范围山地积水乃至发生区域性的洪水内砼，加剧了当前我国西部城市防洪和防汛排涝的巨大压力。增大的全年降雨量可能会直接使得整个流域的水体侵蚀作用不断加强，非点源型水体污染也可能会不断加大，使得没有受到流域包括纳瓦河水体的各种污染的水状态不断恶化以及进入河道内和蓄水池的水体淤积进一步增大加速[7]。城市化导致地区引发了降雨量的改变和其他因素所造成的影响和后果。

（二）雨岛效应缓解措施建议

1.增加城市绿化

为了有效缓解当前正在我国新型城镇化建设进程中日益突出的"雨岛效应"、城市郊区雨水偏向径流、建筑材料使用质量低下等突出问题，立体式的城市绿化日益重要得到了国家政府及国际社会资本市场的高度重视。屋顶建筑绿化以其自身作为立体式建筑绿化的一个重要发展战略驱动者和应用主体而在国内外悄然发展崛起，国内外对于建筑绿化屋顶相关的各项政策措施也大都几乎是紧紧围绕着这个政策方向进行展开。

2.制定规范和要求

只有我们在实施城市规划时提高了对环境卫生的意识，认清了建设和开发一个生态型城市的重要性，恰当地安排了不同的土地使用区域的位置，才会更加具有可能降低其受到影响的程度。需要加以调整在城市规划中，保证绿地占据的比例[8]。对在城市规划中的建筑物和绿地占用面积作出明确的规定和要求，并对于破坏建筑物的绿地和污染城市生态环境的行为可以给予其他相应的法律或者制裁;同时，还根据实际情况，对各类热源布局提出了合理的规划。

四、结论

城市常常产生一种特别的地区性降水，这主要是由于在城市的热岛气流和环境污染带的推进下，水汽迅速向高抬升所导致。雨岛效应也被发展成为了城市暴雨，一个原因就是城市中含有丰富的灰尘。它给降水提供了足够的凝聚核。实际上，我们可以看到的每一个雨滴里都隐藏着一粒小小的灰尘，水汽在地面凝结的那个时候，會直接附着在某个固体上面，而这些灰尘此类大小的东西和事物则便是其中的不二选择，这些能够作为地面上的雨滴所粘附着的固体便被转化为地面的凝结剂核[9]。二来这是由于一个城市所有的排放辐射出来的都是热量，虽然通过空气土壤中的天然水分比其含量高的并非很多，但是迅速的温度上升却还是会直接让这些安静地区的大气水汽迅速融化遭到尘埃遇冷，在一定的的高度，水汽便雾就会紧紧地紧密附着于这些尘埃上，由此对于雨岛效应的改变只有通过在城市规划中提高人们增强了环保的意识、建设和开发一个生态城市的必要性、合理安排各种土地使用区的位置，才会更加具有降低受到影响的程度。

参考文献

[1]赵彦军， 徐宗学， 谭秋阳，等. 深圳市降水特征时空演变规律分析[J]. 北京师范大学学报（自然科学版）， 2019， v.55（05）：18-25.

[2]王婷、谌志刚、何溪澄. 21世纪以来广州强降水的若干变化特征[J]. 广东气象， 2020， v.42;No.224（05）：19-22.

[3]何萍， 江艳萍， 李矜霄，等. 城市化对云南高原滇中城市近年来降水的影响研究[C]// 第35届中国气象学会年会 S11 城市气象与环境——第七届城市气象论坛. 2018.

[4]闫桃， 何萍， 付永梅，等. 云南省楚雄市的降水特征分析[J]. 广东气象， 2018， v.40;No.204（02）：18-22.

[5]朱艳飞， 哈建强. 沧州市主城区"雨岛效应"分析研究[J]. 内蒙古水利， 2018， 000（001）：42.

[6]郑祚芳， 高华， 王在文，等. 北京地区降水空间分布及城市效应分析[C]// S3 聚焦气候变化，探索低碳未来. 2012.

[7]陈申鹏. 深圳多年降水变化规律和雨岛效应分析[J]. 气象科技进展， 2019， 009（003）：166-170.

[8]哈建强， 吴文政. 沧州城区雨岛效应及其变化趋势初步分析[J]. 广西水利水电， 2018， 000（002）：19-22.

[9]贺志明， 邓诗茹， 吴琼，等. 1963～2012年南昌市气温和降水变化分析[J]. 气象与环境学报， 2018， 34（2）： 35-43.