涿州 “城市热岛”效应强度及现状

刘安 张雷

（涿州市气象局 河北 涿州 072750）

涿州 “城市热岛”效应强度及现状

刘安 张雷

（涿州市气象局 河北 涿州 072750）

利用2015～2016年涿州市自动气象站资料，对涿州 “城市热岛”效应现状进行了分析。选择涿州市政府站为城区代表站，选择东 (涿州站)、南(林屯站)、西 (东城坊站)、北 (东仙坡站)四个站点为城郊代表站。利用城区与城郊温差表示的 “城市热岛”强度的统计结果表明，现在涿州 “城市热岛”效应在冬季最强，秋季次之，春、夏较弱。

涿州；城市热岛效应；强度

1 引言

城市建筑物引起的动力湍流和城市人工热源，以及下垫面热力作用引起的热力湍流，使得城市的流场和大气边界层结构与城郊有明显的差异，形成所谓的城市边界层，特别是“城市热岛”可能引起的“城市热岛”环流，会改变城市尺度甚至中尺度流场结构，进而影响污染物在城市大气中的转化和输送。

“城市热岛”效应现象一直是城市气候研究的重点课题。“城市热岛”效应的分析方法有很多，主要包括：单站气温变化趋势法、一个或几个城市站和一个或几个乡村站气温变化趋势比较法、一对或一组城市与乡村站温差比较法(最高、最低或平均气温差)、城市和城郊固定站网的温度分布法、横穿城市截面的气温分布法、工作日与休息日温差比较法。本文所用到的分析方法主要是以一个城市站与周边站的温差比较法(平均、最高、最低气温差)。

2 观测站点及资料处理

本文分析的资料来自涿州市自动气象站。在城乡对比中，涿州市政府站为城市代表站，涿州站、林屯站、东城坊站、东仙坡站为乡村代表站，分布在涿州市政府站的东、南、西、北四个方位。对以上自动气象站气温资料的校正，主要采用的办法如下：人工去除明显错误记录，对每天长时间(6h以上)缺测的资料不参加统计，每月长时间(6d以上)缺测的资料不参加统计。

3 涿州 “城市热岛”效应的气候统计特征

3.1 涿州“城市热岛”强度的日变化，见下图。

3.2 涿州“城市热岛”强度的季节变化。这里的季节是自然季节，即12～2月为冬季、3～5月为春季、6～8月为夏季、9～11月为秋季，并给出3种热岛强度的统计结果，即城区、城郊平均气温差，城区、城郊最高气温差，城区、城郊最低气温差。统计结果表明，目前涿州的“城市热岛”具有如下特征：①冬季涿州“城市热岛”最强，秋季次之，春夏季最弱；②从用城区、城郊最高气温差的比较来看，春、夏季涿州城区的最高气温一般比城郊气温低或持平，说明在午后，该城区经常表现出“冷岛”现象。

表1 2015年涿州 “城市热岛”强度的季节变化 (单位：℃)

4 结论

从用温差定义的“城市热岛”效应分析，涿州表现为，从季节变化来看冬季最强、秋季次之、春夏季最弱；日变化来看一日中19：00后“热岛效应”显著增强，9：00后急剧下降，中午12：00～14：00时有一个小高峰。原因如下：

4.1 与下垫面性质有关。城区植被、土壤和水体等自然表面较城郊少，不透水地面和各种建筑墙面较城郊多，减少了水分蒸发散热，也改变了地表的热属性；太阳辐射在建筑表面的多次反射与散射使辐射能量更易被吸收；建筑物增多导致地表粗糙度的增加，从而削弱了风速，限制了大气对流和平流的显热损耗，使城市中积聚的热量不易散失。这些原因使“城市热岛”效应加剧。

4.2 这可能与近年来雾霾天气逐渐增多，城区雾霾比郊区严重有关。另外，冬季城区自驾车辆的增多，也可能导致涿州冬季“城市热岛”效应最强。城市中的机动车、工业生产等产生大量的氮氧化物、二氧化碳、粉尘等，这些物质可以大量地吸收环境中热辐射的能量，产生温室效应，引起大气的进一步升温。

[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，王自发，郭虎.北京 “城市热岛”效应现状及特征 [J].气候与环境研究，2006，11(5)：627～636.