【摘要】影響城市氣候變化的溫室氣體有二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、氫氟碳化物、全氟化碳、六氟化硫等。大量溫室氣體的存在，使城市的熱島效應(yīng)更加顯著。

　　【關(guān)鍵詞】城市熱島效應(yīng) 成因 改善策略

　　一、 城市熱島效應(yīng)及其危害

　　城市熱島效應(yīng)也稱“大氣熱污染現(xiàn)象”,是指當(dāng)城市發(fā)展到一定規(guī)模，由于城市下墊面性質(zhì)的改變、大氣污染以及人工廢熱的排放等因素使城市溫度明顯高于郊區(qū)，形成類似高溫孤島的現(xiàn)象[1]。在氣象學(xué)上，近地面大氣等溫線圖上，郊外的廣闊地區(qū)氣溫變化很小，如同一個(gè)平靜的海面，而城區(qū)則是一個(gè)明顯的高溫區(qū)，如同突出海面的島嶼，由于這種島嶼代表著高溫的城市區(qū)域，所以就被形象地稱為城市熱島。可見，城市熱島反映的是一個(gè)溫差的概念，只要城市與郊區(qū)有明顯的溫差，就可以說存在了城市熱島。全球城市只占據(jù)地球1%的土地面積，但卻是導(dǎo)致氣候變化的重要因素。目前，全球大約50%的人口居住在城市里，城市消耗了全球大約75%的能源，產(chǎn)生了80%的溫室氣體排放量，城市中排放的二氧化碳占全世界排放總量75%以上。據(jù)預(yù)測(cè)，到2025年，全球60%的人口將居住在城市里[2]。隨著世界各地城市的發(fā)展和人口的稠密化，“城市熱島效應(yīng)”變得日益突出。 熱島效應(yīng)已成為城市氣候最明顯的特征之一。

　　快速城市化和人口急劇膨脹產(chǎn)生的熱島效應(yīng),強(qiáng)烈影響著城市居民生活、工作的舒適度，是一種環(huán)境惡化的表現(xiàn)。它不僅造成城市上空污染物質(zhì)的聚集;還使城市地面散發(fā)的熱氣形成近地面暖氣團(tuán)，將城市煙塵罩在下面不得流通,形成對(duì)人體有害的煙塵污染,導(dǎo)致咽炎、氣管炎等呼吸道疾病;產(chǎn)生城區(qū)降雨量的減少等各種環(huán)境問題;導(dǎo)致城市區(qū)域內(nèi)動(dòng)植物行為特征的改變;同時(shí)對(duì)居民生活和消費(fèi)也構(gòu)成影響。 原則上，一年四季都可能出現(xiàn)城市熱島效應(yīng)。但是，人們感受最強(qiáng)烈的主要是夏季高溫天氣下的熱島效應(yīng)。熱島效應(yīng)使夏季城市的更加悶熱，為了降低室內(nèi)氣溫和使室內(nèi)空氣流通，人們大量使用空調(diào)、電扇等電器，不僅加劇供電緊張，還增加居民的生活負(fù)擔(dān)。美國的洛杉礬市，幾十年來城鄉(xiāng)溫差增加了2.8℃，全市因空調(diào)降溫多耗10億瓦電能，每小時(shí)約合15萬美元。據(jù)此推算全美國夏季因熱島效應(yīng)每小時(shí)多耗空調(diào)電費(fèi)數(shù)達(dá)百萬美元之巨。近年來，隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，我國城市熱島效應(yīng)也變得越來越明顯，引起人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。

　　二、城市熱島效應(yīng)的成因。

　　全球變暖的氣候條件是造成城市熱島效應(yīng)的外部因素，而城市化才是熱島形成的內(nèi)因。一般認(rèn)為城市熱島效應(yīng)是由以下三個(gè)原因造成的：

　　第一，城市下墊面的特殊性。城市內(nèi)有大量的人工構(gòu)筑物，如混凝土、柏油路面，各種建筑墻面等，改變了下墊面的熱力屬性，這些人工構(gòu)筑物吸熱快而熱容量小。白天，在相同的太陽輻射條件下，它們對(duì)太陽光的吸收率比自然下墊面(綠地、水面等)高，升溫快，因而其表面溫度明顯高于自然下墊面。如夏天里，草坪溫度32℃、樹冠溫度30℃的時(shí)候，水泥地面的溫度可以達(dá)到57℃，柏油馬路的溫度更高達(dá)63℃，這樣的下墊面強(qiáng)烈地吸收太陽輻射能量，然后再將其中的大部分以輻射的方式傳送給大氣，使空氣得到過多的熱量，氣溫急劇升高;到了晚上，大氣又發(fā)揮其保溫的效應(yīng)，使得城市與郊區(qū)的溫差更加明顯。

　　上圖為2006年6月15日,重慶沙坪壩，天氣多云間晴。9: 00開始每隔兩小時(shí)測(cè)試一次數(shù)據(jù)，共記錄6次數(shù)據(jù),測(cè)試期間大氣最高溫度39·8℃，此圖為采用六個(gè)不同屬性下墊面的測(cè)點(diǎn)地表溫度對(duì)比分析圖。可以看出,塑膠地面對(duì)太陽輻射的影響反應(yīng)最快且最劇烈,地表溫度最高。其余各材質(zhì)的下墊面,都有明顯的延遲作用。水體的熱容量大,蓄熱效果好,測(cè)試期間溫度波動(dòng)小于3℃,并且平均溫度也明顯低于塑膠地面。對(duì)太陽輻射影響反應(yīng)由弱到強(qiáng)依次是:水體、草地、泥地、混凝土、地磚、塑膠地面。蓄熱效果從弱到強(qiáng)剛好相反[3]。

　　第二是自然大氣的成分組成改變。正常的空氣中含21%氧氣和78%氮?dú)?還有1%是其他物質(zhì)。而城市中由于大量的機(jī)動(dòng)車、工業(yè)生產(chǎn)以及居民生活等人為因素的影響，城區(qū)大氣中CO、SO2、NOx等有毒氣體濃度大，總懸浮顆粒物密集，溫室氣體的含量高。其中對(duì)城市熱島效應(yīng)影響最顯著的是城市大氣總懸浮顆粒物與溫室氣體的影響。

　　總懸浮顆粒物是指懸浮在空氣中，空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑在0~100μm的固體顆粒物(Particles)和液體小滴(Droplets)，包括PM10(粒徑范圍在0~10μm)和PM2.5(粒徑范圍在10~100μm)。研究認(rèn)為，總懸浮顆粒物(Total Suspended Particles，TSP)在城市熱島效應(yīng)中起重要的作用。總懸浮顆粒物加劇城市熱島強(qiáng)度，降低晝夜間溫度波動(dòng)幅度，使城市大氣增溫、改變大氣的穩(wěn)定性及垂直運(yùn)動(dòng)，影響大范圍內(nèi)的大氣環(huán)流和水文循環(huán)[4]，促進(jìn)溫室效應(yīng)的形成。