劉安 張雷

（涿州市氣象局 河北 涿州 072750）

涿州 “城市熱島”效應(yīng)強(qiáng)度及現(xiàn)狀

劉安 張雷

（涿州市氣象局 河北 涿州 072750）

利用2015～2016年涿州市自動(dòng)氣象站資料，對(duì)涿州 “城市熱島”效應(yīng)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析。選擇涿州市政府站為城區(qū)代表站，選擇東 (涿州站)、南(林屯站)、西 (東城坊站)、北 (東仙坡站)四個(gè)站點(diǎn)為城郊代表站。利用城區(qū)與城郊溫差表示的 “城市熱島”強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，現(xiàn)在涿州 “城市熱島”效應(yīng)在冬季最強(qiáng)，秋季次之，春、夏較弱。

涿州；城市熱島效應(yīng)；強(qiáng)度

1 引言

城市建筑物引起的動(dòng)力湍流和城市人工熱源，以及下墊面熱力作用引起的熱力湍流，使得城市的流場(chǎng)和大氣邊界層結(jié)構(gòu)與城郊有明顯的差異，形成所謂的城市邊界層，特別是“城市熱島”可能引起的“城市熱島”環(huán)流，會(huì)改變城市尺度甚至中尺度流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響污染物在城市大氣中的轉(zhuǎn)化和輸送。

“城市熱島”效應(yīng)現(xiàn)象一直是城市氣候研究的重點(diǎn)課題。“城市熱島”效應(yīng)的分析方法有很多，主要包括：?jiǎn)握練鉁刈兓厔?shì)法、一個(gè)或幾個(gè)城市站和一個(gè)或幾個(gè)鄉(xiāng)村站氣溫變化趨勢(shì)比較法、一對(duì)或一組城市與鄉(xiāng)村站溫差比較法(最高、最低或平均氣溫差)、城市和城郊固定站網(wǎng)的溫度分布法、橫穿城市截面的氣溫分布法、工作日與休息日溫差比較法。本文所用到的分析方法主要是以一個(gè)城市站與周邊站的溫差比較法(平均、最高、最低氣溫差)。

2 觀測(cè)站點(diǎn)及資料處理

本文分析的資料來(lái)自涿州市自動(dòng)氣象站。在城鄉(xiāng)對(duì)比中，涿州市政府站為城市代表站，涿州站、林屯站、東城坊站、東仙坡站為鄉(xiāng)村代表站，分布在涿州市政府站的東、南、西、北四個(gè)方位。對(duì)以上自動(dòng)氣象站氣溫資料的校正，主要采用的辦法如下：人工去除明顯錯(cuò)誤記錄，對(duì)每天長(zhǎng)時(shí)間(6h以上)缺測(cè)的資料不參加統(tǒng)計(jì)，每月長(zhǎng)時(shí)間(6d以上)缺測(cè)的資料不參加統(tǒng)計(jì)。

3 涿州 “城市熱島”效應(yīng)的氣候統(tǒng)計(jì)特征

3.1 涿州“城市熱島”強(qiáng)度的日變化，見(jiàn)下圖。

3.2 涿州“城市熱島”強(qiáng)度的季節(jié)變化。這里的季節(jié)是自然季節(jié)，即12～2月為冬季、3～5月為春季、6～8月為夏季、9～11月為秋季，并給出3種熱島強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，即城區(qū)、城郊平均氣溫差，城區(qū)、城郊最高氣溫差，城區(qū)、城郊最低氣溫差。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，目前涿州的“城市熱島”具有如下特征：①冬季涿州“城市熱島”最強(qiáng)，秋季次之，春夏季最弱；②從用城區(qū)、城郊最高氣溫差的比較來(lái)看，春、夏季涿州城區(qū)的最高氣溫一般比城郊?xì)鉁氐突虺制?，說(shuō)明在午后，該城區(qū)經(jīng)常表現(xiàn)出“冷島”現(xiàn)象。

表1 2015年涿州 “城市熱島”強(qiáng)度的季節(jié)變化 (單位：℃)

4 結(jié)論

從用溫差定義的“城市熱島”效應(yīng)分析，涿州表現(xiàn)為，從季節(jié)變化來(lái)看冬季最強(qiáng)、秋季次之、春夏季最弱；日變化來(lái)看一日中19：00后“熱島效應(yīng)”顯著增強(qiáng)，9：00后急劇下降，中午12：00～14：00時(shí)有一個(gè)小高峰。原因如下：

4.1 與下墊面性質(zhì)有關(guān)。城區(qū)植被、土壤和水體等自然表面較城郊少，不透水地面和各種建筑墻面較城郊多，減少了水分蒸發(fā)散熱，也改變了地表的熱屬性；太陽(yáng)輻射在建筑表面的多次反射與散射使輻射能量更易被吸收；建筑物增多導(dǎo)致地表粗糙度的增加，從而削弱了風(fēng)速，限制了大氣對(duì)流和平流的顯熱損耗，使城市中積聚的熱量不易散失。這些原因使“城市熱島”效應(yīng)加劇。

4.2 這可能與近年來(lái)霧霾天氣逐漸增多，城區(qū)霧霾比郊區(qū)嚴(yán)重有關(guān)。另外，冬季城區(qū)自駕車輛的增多，也可能導(dǎo)致涿州冬季“城市熱島”效應(yīng)最強(qiáng)。城市中的機(jī)動(dòng)車、工業(yè)生產(chǎn)等產(chǎn)生大量的氮氧化物、二氧化碳、粉塵等，這些物質(zhì)可以大量地吸收環(huán)境中熱輻射的能量，產(chǎn)生溫室效應(yīng)，引起大氣的進(jìn)一步升溫。

[1]Fernando HJS,Lee S M,Anderson J,etal.Urban Fluid Mechanice：Air Circulation and Contaminantin Dispersion Cities.Environmmental Fluid Mechanics，2001(1)： 107～164.

[2]王喜泉，王自發(fā)，郭虎.北京 “城市熱島”效應(yīng)現(xiàn)狀及特征 [J].氣候與環(huán)境研究，2006，11(5)：627～636.