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        福州氣溫變化研究

        2012-10-20 09:49:24福建師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院許慧瓊
        河南科技 2012年2期
        關(guān)鍵詞:熱島下墊面平均氣溫

        福建師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院 許慧瓊

        福州氣溫變化研究

        福建師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院 許慧瓊

        本文,筆者根據(jù)福州市1960–1990年逐年氣溫資料,通過對福州市的月平均氣溫、月極端最高氣溫、月極端最低氣溫及各個季節(jié)的氣溫變化特征進(jìn)行回歸分析,對福州近年來的氣溫變化情況及其原因進(jìn)行了深入研究,并在此基礎(chǔ)上提出了城市化和熱島效應(yīng)矛盾的解決對策。

        一、研究區(qū)域地理概況

        福建省地處歐亞大陸東南邊緣,位于我國東南沿海,東經(jīng)l15°50′~120°47′,北緯23°30′~28°19′,處于亞熱帶的南部,東臨遼闊的太平詳,地勢總體上西北高東南低,兼受大陸與大洋的劇烈影響,氣候溫暖濕潤。福建的地理位置使其成為受東亞大氣活動中心影響最敏感的地區(qū)之一。由于海陸熱力差異是季風(fēng)形成的最根本的原因,所以,福建成為我國乃至東亞季風(fēng)氣候最顯著的地區(qū)之一,屬于亞熱帶季風(fēng)氣候。

        二、資料和方法

        根據(jù)福州氣象臺站1960–1990年的氣溫資料,筆者利用Excel進(jìn)行回歸分析,通過時間上變化過程和變化特征的比較,以及全年四季的氣溫分布和變化特征的比較,結(jié)合該地區(qū)城市化的進(jìn)程資料以及地形的資料,分析變化成因。

        1.1960–1990年福州年平均最高氣溫分析。最高氣溫回歸分析曲線如圖1所示。

        由圖1可知,1960-1990年福州年平均最高氣溫隨著線性回歸線上下波動,且變化圖像與正弦變化圖像相似,呈一定周期,其周期大約為2~3年。但是根據(jù)線性分析,總體來看,福州1960–1990年的年平均最高氣溫呈上升的趨勢。

        2.1960–1990年福州年平均最低氣溫分析。最高氣溫回歸分析曲線如圖2所示。

        由圖2亦可見,1960–1990年福州年平均最低氣溫也隨著線性回歸線上下波動,且同年平均最高氣溫變化類似,變化圖像與正弦變化圖像相似,變化周期大約為2~3年。但從線性的總體分析,福州1960–1990年的年平均最低氣溫呈上升的趨勢。

        3.1960–1990年福州年平均氣溫分析。年平均氣溫回歸分析曲線如圖3所示。

        將圖3與圖1、圖2進(jìn)行對比分析,可以看出福州大約在1967–1977年經(jīng)歷了一個較冷的時期,曲線在1977–1990年呈上升趨勢,且變化趨勢較快,說明該時段福州氣溫總體偏暖。除較冷期外,其他時期的氣溫波動情況和最低溫度、最高溫度的波動情況相似,但年平均氣溫總體上升的趨勢不明顯。上升的程度較極端溫度小。

        從福州近20年來的氣候數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,其春夏秋冬的氣溫變化都不一樣,四季有著不同的變化特征。從環(huán)流形勢、天氣過程和要素特征的轉(zhuǎn)折劃定福建的自然天氣季節(jié):3–6月為春季,7–9月為夏季,10–11月為秋季,12–2月為冬季。春季氣溫的年波動小,年均氣溫值較為穩(wěn)定。從回歸分析來看,春季的溫度呈下降的趨勢。夏季作為福州最炎熱的季節(jié),其氣溫年波動大,各年之間的極差較大。從近20年的氣候數(shù)據(jù)可以看出,最高氣溫為1988年的28.67 ℃,最低氣溫的為1965年的26.7 ℃,氣溫相差2 ℃。且夏季的平均氣溫上升快,上升的幅度大。秋季的平均氣溫變化波動也較大,最高的為1983年的29.97 ℃,最低的為1988年的20.84 ℃,相差2.13 ℃。與春季的變化趨勢一樣,秋季氣溫的變化呈下降的趨勢。冬季的年平均氣溫變化波動同夏季類似,變化波動小,但是氣溫卻呈略有上升的趨勢。

        三、結(jié)論及原因分析

        近百年來,全球氣候變暖已經(jīng)是不可爭辯的事實。世界氣象組織公布,全球氣候在過去100年中溫度升高了0.3~0.4 ℃,在近40年中溫度升高了0.2~0.3 ℃。特別是近20年我國的工業(yè)化程度升高、城市化進(jìn)程加快等因素使城市氣候發(fā)生了明顯的變化,許多城市的溫度逐年升高,福州市就是在這樣的背景條件下,年平均氣溫出現(xiàn)了比較大的波動??偨Y(jié)以上的特征,可以得出,福州自1960–1990年來的氣溫呈上升的趨勢,在近幾年的數(shù)據(jù)分析中,福州的總體氣溫不斷在升高,并成為了全國新“三大火爐”之首。有關(guān)專家稱,綠地被蠶食是引起福州熱島效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)住3鞘谢瘜Τ鞘袣夂蛴绊懽铒@著的就是“熱島效應(yīng)”。它對區(qū)域氣候的改變有著重要的影響。隨著城市化進(jìn)程的加快,城市建設(shè)的高速發(fā)展,城市熱島效應(yīng)也變得越來越明顯。其歸根結(jié)底是由如下原因造成的。

        1.城市下墊面的變化。城市內(nèi)新增了大量的人工構(gòu)筑物,如混凝土、柏油路面和各種建筑墻面等,從而改變了下墊面的熱力屬性。這些人工構(gòu)筑物吸熱快而比熱容小,在相同的太陽輻射條件下,它們比自然下墊面(綠地、水面等)升溫快,因而其表面溫度明顯高于自然下墊面。

        2.人工熱源的增多。工廠生產(chǎn)、交通運(yùn)輸以及居民生活都需要燃燒各種燃料,燃料的燃燒向外排放大量的熱量,這些熱量相當(dāng)于給福州加熱,升高了城市的溫度。

        3.城市中綠地、林木和水體的減少。近年來,隨著福州市大面積進(jìn)行舊城改造,綠地?fù)p失面積越來越大。尤其是隨著房價的節(jié)節(jié)攀升,城區(qū)地價寸土寸金,為此,一些開發(fā)商在規(guī)劃建造樓房時,不僅沒有很好地規(guī)劃綠地,而且還把所圈地域內(nèi)的原有綠地建成水泥樓房。市中心一些地價高的地帶,樓間距離越來越近,留下的綠地空間極少。在城區(qū)大面積舊城改造期間,由于沒有注意保護(hù)綠化樹木,不少生長達(dá)數(shù)十年甚至百年的古樹被砍伐。在一些舊街道在各種線路重新布局時,砍去原有樹木,之后又沒有及時種下綠化樹木。

        4.城市中的大氣污染。城市中的機(jī)動車、工業(yè)生產(chǎn)以及居民生活產(chǎn)生了大量的氮氧化物、二氧化碳和粉塵等排放物。這些物質(zhì)會吸收下墊面熱輻射,產(chǎn)生溫室效應(yīng),從而引起大氣進(jìn)一步升溫。

        另外,福州四季氣溫變化趨勢存在的差異也是由于下墊面的改變造成的,下墊面的比熱容減小,使福州氣溫上升快,下降也快。以至于在春轉(zhuǎn)夏氣溫迅速回升的時期氣溫波動大,極差大,且上升的速度也逐漸加大;在夏轉(zhuǎn)秋氣溫下降的時期,波動大,極差大,且下降的速度也逐漸加大。這就形成了1960–1990年間夏季呈氣溫上升的趨勢,而秋季卻呈氣溫下降的趨勢。

        四、減少“熱島效應(yīng)”的對策

        “熱島效應(yīng)”主要是由于下墊面的改變引起的,要減小“熱島效應(yīng)”的影響就要從下墊面入手,通過恢復(fù)自然下墊面屬性,進(jìn)行合理的改造??梢酝ㄟ^以下對策來降低熱島效應(yīng)。

        1.擴(kuò)大綠地面積,保護(hù)現(xiàn)有水體,適當(dāng)建造人工河、湖泊等,改變城市下墊面的透水、半透水比例,把恢復(fù)下墊面自然屬性作為工作的中心。

        2.優(yōu)化能耗布局,減少過分集中能耗。還要減少人為熱能的釋放,盡量將民用煤改為用液化氣、天然氣,擴(kuò)大集中供熱面積。

        3.發(fā)展城市快速交通,引導(dǎo)市區(qū)和商業(yè)區(qū)人口的分流,降低熱效應(yīng)聚集。

        4.合理布局,保證城市空+氣的流通。如,在市中心只保留中央政府和市政府、旅游、金融等部門,其余部門應(yīng)遷往衛(wèi)星城,再通過環(huán)城地鐵連接各衛(wèi)星城。

        5.建設(shè)林蔭大道,使其構(gòu)成城區(qū)的帶狀綠色通道,逐步形成以綠色為隔離帶的城區(qū)組團(tuán)布局,降低熱島效應(yīng)。

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