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解释者:为什么城市比农村更温暖?


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发布于2016年1月26日

杰拉德米尔斯, 365体育

在城市,空气,地表和土壤温度几乎总是比农村地区更温暖。这种效应被称为城市热岛 - 这个术语最早在20世纪中期开始使用。直到20世纪80年代,这种效应被认为具有相对较小的实际意义。事实上,鉴于大多数研究都是在冬季气候寒冷的城市进行的,因此温度较高的温度被视为潜在的好处,因为它减少了对采暖的需求。但从那时起,我们发现了许多值得关注的理由。

一方面,很明显城市的热岛(uhi)效应正在影响用于评估气候变化的气温记录。换句话说,从气象站记录中删除城市“污染”变得非常重要 确保其准确性.

更重要的是,作为温暖和炎热城市的人口 增加了对室内冷却的需求也是如此 - 通常通过空调满足。这甚至适用于较冷的气候,在这些气候中,不断变化的建筑用途增加了对冷却的需求;例如,在办公楼中,抵消计算机产生的热量。

在这些情况下,uhi增加了加热负担:具有讽刺意味的是,用空调冷却建筑物 增加室外空气温度.

热浪有杀人的力量;例如,在2003年欧洲的热浪期间, 另有70,000人死亡,使其成为过去100年来该地区最致命的自然灾害之一。 uhi使城市居民更容易受到像这样的极端天气事件的危险影响。

潜在的医疗影响可能是与uhi有关的最重要的问题,尤其是在背景下 持续的气候变化和全球变暖。由于所有这些原因,了解uhi如何工作至关重要,这样我们才能找到减轻和适应其效果的方法。

了解uhi

在干燥时期,当天气平静,天空晴朗时,uhi最强。这些条件突出了城乡景观之间的差异。城市与自然景观的区别在于其形式:即城市土地覆盖的范围,所使用的建筑材料以及建筑物和街道的几何形状。所有这些因素都会影响地面自然能源的交换。

大部分城市景观都是铺砌而没有植被。这意味着通常很少有水可用于蒸发,因此大多数可用的自然能量用于加热表面。建筑材料是密集的,许多 - 特别是深色的表面,如沥青 - 擅长吸收和储存太阳辐射。

城市丛林。 mdalmul / Flickr的, cc by

同时,城市建筑物的形状和位置减缓了地面附近的空气流动,形成了复杂的阴影和阳光模式,限制了自然能量的交换。城市化还与来自工业,交通和建筑物的废热排放有关,这直接有助于uhi。

但是,有不同类型的uhis 不同的主导原因.

保持冷静

毫无疑问,“表面uhi”指的是地球表面温暖的城市温度。通常,这种类型的uhi是使用具有城市平面图的卫星测量的,因此可以测量屋顶和道路(但不是墙壁)的温度。从这个角度来看,表面uhi在白天是最高的,当时坚硬的城市表面接收太阳辐射并且很快变暖。

另一种类型的uhi是基于对空气温度的观察,它是靠近地面的;在城市中,这意味着将仪器放置在屋顶高度以下。这个uhi通常在晚上最强,因为街道表面和相邻的空气慢慢冷却。在屋顶层之上,街道和建筑屋顶的共同作用使得覆盖的城市氛围变得温暖。在某些情况下,这种变暖可以在地表以上1公里到2公里处被发现。

城市热岛的地理位置 jamie voogt,西安大略大学, 作者提供

uhi的地理位置相对简单 - 从城市郊区到市中心,其规模通常会增加。然而,它也包含许多微气候 - 例如,公园和绿地 看起来很酷.

uhi是伴随城市化的景观变化的必然结果。但它的规模和影响可以通过 修改一些物理方面 我们的城市。这可以包括增加植被覆盖和减少不透水覆盖;使用浅色材料,设计城市布局,以便通过街道和建筑物更好地通风,并管理城市能源使用。

铺设凉爽的屋顶。 nnsanews / Flickr的, cc by-sa

当然,这些解决方案需要根据uhi的类型进行调整。例如,专注于建造凉爽或绿色的屋顶将对上层空气和建筑物的顶层产生影响,但可能对街道上的uhi影响不大。类似地,树木可能是提供街道阴影的有效手段,但如果树冠包围街道,那么它可以 陷阱交通排放,导致空气质量差。

作为第一步,很多 城市已经完成了研究 确定设计干预可能产生最大影响的“热点”。但大多数城市需要的是一个连贯的气候计划,该计划涉及相互关联的环境问题,包括洪水和空气质量,以及地面和气温。

对话

杰拉德米尔斯,地理高级讲师, 365体育

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