城市热岛效应和迁场对赣州气温资料的影响

吴国琳

摘要：为了说明城市热岛效应对赣州市城市气候站气候资料的影响，本文选取了赣州城市气候站（一般站）及其相邻的赣县站（国家基本站）、南康（一般站）、上犹（一般站）3个站2001—2010年年平均的气温资料，并配有曲线图分析热岛效应对赣州市气温的影响，结果表明赣州站与相邻站的气温变化曲线随年份的增加呈波动变化。从赣州站和参照站的气温资料显示，赣州站气候的突变点在2005年，热岛效应强度2007年为最强，城市热岛效应对赣州站年平均最低气温、年极端最低气温影响最大，对年平均气温影响次之，对年平均最高气温、年极端最高气温影响最小。赣州站的热岛效应在很大程度上是通过最低气温的升温而产生的。因此在应用赣州站气温资料进行气候分析时，应同时考虑热岛效应的影响。中小区域气候的变化是全球气候变化的风向标,研究中小区域的气候是以点代面，举足轻重。

关键词：城市热岛效应 观测环境 章贡区

引言：城市热岛是由于人类活动改变城市地表而引起小气候变化的综合现象，是城市气候最明显的特征之一。由于城市化的速度加快，城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的热容量和吸热率，使得城区储存了更多的热量，并向四周和大气中幅射，造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温，高温的城区处于低温的郊区的包围之中，如同汪洋大海中的岛屿，人们把这种现象称之为城市热岛效应。

赣州市是全国最大的地级市，是江西省第二大城市，江西的南大门，章贡区地理位置优越，呈亚热带季风湿润地区气候。1999年赣州市城区改为章贡区，从此章贡区经济建设步入了快车道，为顺应城市化建设，赣州这个1950年建站、见证了赣州风雨50余年的老站，2001年7月迁入毗邻的赣县，院内保留了由原来的国家基本站设施，更名为赣州市城市气候一般站。城市气候是在人类活动影响下形成的一种局地气候，城市热岛是城市气候最明显的特征之一，城市热岛是由于城市建设而引起小气候变化的综合现象，由于城市化建设速度加快，人类活动的集中，建筑群的密集，大量的能源消耗，水泥面墙体、屋顶等硬质铺砌，在相同的太阳辐射条件下，城市吸收了许多更热的热量，导致了市区所观测到的温度比郊区高，热岛效应已经成为城市热环境形成的显著标志。

1、资料方法

为了分析章贡区的城市热岛效应，选择了离赣州站较近的三个气象站，赣县国家基本站、南康一般站、上犹一般站的气温资料进行对比分析。这3个站分别在赣州站的周围，经纬度、海拔高度与赣州站接近（见表一），所选擇的3个气象站与赣州站也属于同一气候区，作为参照站是合理的。

赣州站和相邻站站点分布情况

站名 区站号 经度(E) 纬度(N) 海拔高度(M) 备注

赣州站 58900 114°57′ 25°51′ 123.7 2001年7月搬迁,区站号2007年由原来的57993改为58900

赣县站 57993 115°00′ 25°52′ 137.5 2001年7月搬迁,区站号由原来的58900改为57993

南康站 57992 114°45′ 25°40′ 127 1971年搬迁

上犹站 57991 114°38′ 25°48′ 140.2 1965年1月搬迁

赣州站历史上在原址大院内搬迁了两次，第一次搬迁是在2001年11月，右边有正在兴建的高楼，新观测场距原址直线距离50M左右。第二次在大院里搬迁是在2006年11月，新观测场距原址直线距离40M左右，旁边有水泥路和球场，前方100M是低于观测站3-4M的一条街道。自动站观测场设在距离人工观测场70M左右的地方，自动观测场的北侧有一高楼，紧邻观测场的是一栋家属低矮住宅区。

2、热岛效应存在的事实

2.1赣州站和相邻站的气温比较

赣州站迁场后的平均气温高于周边站气温，赣州站气温上升的趋势总体比相邻站的上升趋势大，4站均在在同一气候区，气候的变化在小区域内的变化应当是变化幅度相同，从气温资料曲线图示上看,赣州站气温上升的趋势大于周边台站，因此说明赣州站的城市热岛效应是成立的。

2.2赣州站两次迁场说明了热岛效应的存在

赣州站迁场前观测环境符合地面气象观测规范观测技术上的要求，观测资料未受影响。2001年11月观测场旁进行商品住宅区开发，观测场进行第一次搬迁。2006年11月，观测场直线距离往东北方向迁移40M，二次进行搬迁。两次搬迁前后，气温曲线记录显示说明了城市热岛效应的存在。2003年赣州年平均最高气温曲线点和赣县、南康重合，2006年赣州站年平均最高气温曲线点与赣县重合。从赣州站的月气温资料数据去看，2003年、2008年7—12月；2004年、2005年、2007年10---12月为热岛效应增温辐度较显著时期，其它年份变化较有规律性。2011年1-9月赣州站资料与参照站资料对比，赣州站仍处于热岛之中。

2.3赣州站的热岛效应强度2007年为最强

从资料看，赣州站的热岛效应强度2007年为最强，说明赣州站在受到了全球气候变暖大环境的影响之外，还受到了观测场周围环境变化的很大影响。

2.4城市热岛效应对赣州市的年平均最低气温、年极端最低气温影响最大，对年平均气温影响次之，对年平均最高气温、年极端最高气温影响最小。赣州的热岛效应在很大程度上是通过最低气温的升温而产生的，而观测环境对最低气温的影响又最为显著。最高气温变化的局部升温特征不象最低气温那样明显。（见如下曲线图示）

3、城市热岛效应和迁场对赣州站气温的影响

3.1迁场或局部观测环境变化必然造成赣州站资料的不连续性

对气温的影响上分析结果不仅说明了迁场或局部观测环境变化必然造成赣州站资料的不连续性，迁场导致了热岛效应使得赣州站的升温趋势出现了不连续现象。

3.2 对气候变暖幅度的影响

迁场前观测场周围环境符合规范，观测场周围环境符合规范技术上的要求，观测场四周没有高大建筑群，气象资料没有受到影响。在大环境变暖的的大背景下，赣州站的变暖幅度大于相邻站，迁场后，两个新观测场均不符合规范技术上的要求，自动观测场旁边有一条交通主要干线，观测场旁有停车场、球场，两边有高层密集建筑。

3.3 对气候变暖突变点的影响

在天气过程的变化中存在各种不连续现象，这种不连续性称为突变，一种突变原因常发生在天气系统内部，另一种是由于外力的突变使天气过程发生突变，比如从年平均资料看，2005年为突变点。

结论与讨论：

1、2001年-2010年，赣州站与相邻站年平均气温变化随年份的增加而波动变化，变化趋势一致，突变点四站年份都一致，都在2005年。

2、城市热岛效应对赣州站年平均最低气温、年极端最低气温影响最大，对年平均气温影响次之，对年平均最高气温、年极端最高气温影响最小。赣州站的热岛效应在很大程度上是通过最低气温的升温而产生的。

3、热岛效应基于目前的观测环境仍然有增强的趋势。建议：观测场尽量不要靠近水泥路、住宅区、球场。停车场和高层建筑与观测场要有一定距离，远离人流量大的地方。因为这样观测的资料容易受到汽车尾气的排放等人为因素影响。探测环境得到了重视和保护，受到的城市热岛效应的影响也会相应消失和有所减弱。但是在目前城市寸土寸金的现状下，势必是一种困扰和无奈，能够保留一个城市气候站会是一种幸运。同时仍然需要社会各方的支持和理解。

4、中小区域气候的变化是全球气候变化的风向标，研究中小区域的气候是以点代面，举足轻重。

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注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。