干島效應

干島效應與熱島效應通常是相伴存在的。由于城市的主體為連片的鋼筋水泥筑就的不透水下墊面,因此,降落地面的水份大部份都經(jīng)人工鋪設(shè)的管道排至他處,形成徑流迅速,缺乏天然地面所具有的土壤和植被的吸收和保蓄能力。因而平時城市近地面的空氣就難以像其他自然區(qū)域一樣,從土壤和植被的蒸發(fā)中獲得持續(xù)的水份補給。這樣,城市空氣中的水分偏少,濕度較低,形成孤立于周圍地區(qū)的"干島"。

與熱島效應通常是相伴存在的。由于城市的主體為連片的鋼筋水泥筑就的不透水下墊面,因此,降落地面的水份大部分都經(jīng)人工鋪設(shè)的管道排至他處,形成徑流迅速,缺乏天然地面所具有的土壤和植被的吸收和保蓄能力。因而平時城市近地面的空氣就難以像其他自然區(qū)域一樣,從土壤和植被的蒸發(fā)中獲得持續(xù)的水份補給。這樣,城市空氣中的水分偏少,濕度較低,形成孤立于周圍地區(qū)的“干島”。
杭城存在熱島和干島效應
杭州植物園鮑淳松等人通過兩年多來對杭城熱島和干島效應的研究認為,杭城明顯存在熱島和干島效應。
城市熱島效應是受多種因素所控制的,系統(tǒng)天氣狀況是決定性因素;其次是土地利用構(gòu)成,其中建筑率和綠地率關(guān)系重大;取樣日期、地點的不同,對調(diào)查結(jié)果有一定影響。
他們撰寫的《杭州夏季城市熱島特點與綠化覆蓋率的關(guān)系》一文,就杭城熱島和干島效應的特點、分布模式、解決辦法等,做了一些框架性簡述。現(xiàn)摘述如下:
(1)杭州熱島呈現(xiàn)非均一的鑲嵌式結(jié)構(gòu),呈多中心分布模式。但從較大的尺度上講,熱島基本上與建城區(qū)范圍相一致,市中心或建筑中心則為高溫中心。
(2)城區(qū)公園比城區(qū)低0.6℃左右,但觀測結(jié)果未達到顯著性水平。
(3)風景區(qū)比城區(qū)和城郊區(qū)溫度平均低1.2℃左右。
(4)相對濕度風景區(qū)>城郊>城區(qū)。其中風景區(qū)和城郊的相對濕度顯著地高于城區(qū)。
(5)城區(qū)公園比城區(qū)相對濕度大2%左右,但觀測結(jié)果還未達到顯著性檢驗水平。
(6)園林綠化小品在夏季,比就近的水泥地下墊面,能降低氣溫0.67℃,甚至達到降低2.25℃,相對濕度提高4%,甚至提高15%,冬季沒有降溫作用,反而會略微提高一點溫度。
(7)沒有綠化的主街相對來說是個熱源,比經(jīng)過園林綠化的住宅區(qū)氣溫平均高0.5~0.7℃,相對濕度低2~5%。
(8)行道樹(懸鈴木)具有降溫作用,夏季能降低氣溫0.5~1℃,相對濕度提高3~5%。
(9)不同的植物綠化降溫效果比較復雜,總的說來,樹冠高大、濃密降溫作用大,喬木>草坪。
(10)植物表面溫度大大低于人工下墊面溫度,夏季可降低4~8℃。
(11)太陽光是熱量的來源,太陽光不足時,如冬季、陰雨天氣,綠化降溫作用就不明顯。
(12)熱島和干島效應一年四季都存在,其強度基本上呈秋、夏>春>冬,其中秋、夏比較接近,但最大值在夏季觀測到。強度夏秋季節(jié)以晚上20:00最強,而冬春季節(jié)較復雜,但四季平均而言,晚>早>下午。
(13)溫度與綠地率存在負相關(guān)關(guān)系,溫度與建筑率存在正相關(guān)關(guān)系。溫度與建筑率的關(guān)系比溫度與綠地率的關(guān)系更密切,建筑物對溫度的影響更大。綠地率平均最大降溫強度為2.2℃,建筑率平均最大增溫強度為2.4℃。
(14)綠地面積過小,降溫作用不明顯,也即綠地面積越大,降溫可靠性更大,但建筑面積小時,卻有顯著性關(guān)系的表現(xiàn),也即建筑物在較小的范圍內(nèi)就表現(xiàn)出建筑率提高,顯著地增加溫度的作用,但建筑面積更大時,溫度增加更大。
(15)為了減小熱島強度,要求綠地范圍大,而要求人工建筑物范圍小。
(16)建城區(qū)面積擴大,即人工下墊面增加是氣溫增高的重要因素,良好的生態(tài)環(huán)境,較高的森林覆蓋率(綠地率),有助于減少熱島效應。
(17)氣溫以處在風景區(qū)內(nèi)的杭州技校最低,市中心的杭十中及住宅區(qū)的翠苑三區(qū)最高,年平均相差2.0~1.8℃,朝暉公園雖在市中心,而且公園面積不大,但氣溫處在中間,比技校高1.11℃,比翠苑三區(qū)和杭十中分別低0.69℃和0.89℃,氣溫呈杭十中>翠苑三區(qū)>朝暉公園>杭州技校,相對濕度以技校最高,平均比另外三測點高5.75%,后三者之間的相對濕度相差不大,在1.33~1.12%之間,相對濕度呈技校,杭十中,朝暉公園 翠苑三區(qū)。
(18)熱島強度以晚上20:00時最大,平均達2.44℃,其次為凌晨02:00,為2.18℃,早晨08:00為1.26℃,下午14:00為0.67℃,呈20:00>02:00>08:00>14:00,干島強度也呈20:00>02:00>08:00>14:00,其中20:00時干島強度為9.48%,02:00時為8.16%,08:00時為6.06%,但14:00時,反而是技校的相對濕度略低(低0.69%)。
(19)通過夏季的連續(xù)觀測,夏季氣溫呈杭十中>翠苑三區(qū)>朝暉公園>氣象臺>技校,平均熱島強度在1.97~1.05℃之間。相對濕度呈技校>氣象臺>朝暉公園>翠苑三區(qū)>杭十中,干島強度在4.52~9.2%,各時段平均熱島強度呈20:00>02:00>14:00>08:00,范圍在0.68~2.24℃。
(20)通過對夏季溫、濕度平均數(shù)差異性t檢驗,得到晚上時,技校氣溫極顯著地低,相對濕度極顯著地高于其它各點。通過相對差值的平均數(shù)t檢驗,得到除個別情況外,相對差值(熱島或干島)是顯著或極顯著地存在的。
(21)夏季氣溫與綠地率呈極顯著性負相關(guān),相對濕度與綠地率呈極顯著性正相關(guān)。綠化好的地方氣溫較低,相對濕度較高。
(22)夏季對西湖水溫比錢塘江高,最大達5℃,為了減輕杭城熱島,建議在中午時利用錢塘江水,替換西湖的表面高溫水。
(23)用最低溫表示的熱島強度比用最高溫表示的熱島強度更大。夏季時,前者在1.5~3.3℃之間,后者卻在-0.29~1.03℃之間。
(24)流動觀測結(jié)果顯示,僅相隔一條公路(馬路),六和塔公園門口就比對面江邊人行道溫度要低,晚上20:00時最大相差3.2℃,靈隱路比植物園分類區(qū),晚上20:00時溫度最大高出2.1℃。
(25)最近30年平均,最高氣溫≥35℃的日數(shù),杭州為21.03(天),最低氣溫≤0℃的日數(shù),杭州為24.73(天)。
(26)盒式272屋型溫濕度計易受太陽輻射的影響,所以有太陽光影響時易使測得的溫度高于氣溫值。
(27)熱島問題需要就近解決,我們提出夏季“水泥不見天”的概念。
(28)為了減輕城市的熱島,綠化體系需要形成一個有機的網(wǎng)絡(luò)整體。
氣候?qū)<艺J為,城區(qū)鋼筋水泥的建筑物越來越多,而且越來越高,市區(qū)全是水泥路面的“天下”,很難有土壤地皮的位置,水面積也十分有限,城區(qū)的熱島效應已十分明顯。市區(qū)與遠郊的年平均氣溫已相差1.5℃至1.6℃,城鄉(xiāng)溫度差在秋冬季表現(xiàn)得最為明顯。由于城區(qū)相對氣溫較高,夜間輻射降溫的程度不足,就較難形成大霧。
此外,上海城區(qū)還有一個“知名度不及熱島效應”的“干島效應”。城區(qū)密密的水泥路面阻斷了空氣中水汽的循環(huán),地面難以多量地吸收水分,也就不能大量地釋放水分,所以城區(qū)的空氣水分含量相對郊區(qū)要低,空氣相對較干。沒有充分的水汽條件,也較難形成大霧。