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我國(guó)城市夏季高溫的影響因素

2019-01-12 18:03:01王越平常志宇吳振芳
魅力中國(guó) 2019年8期
關(guān)鍵詞:城市熱島氣象局平均氣溫

1 王越平 2 常志宇 3 吳振芳

(1 定縣氣象局,山西 陽(yáng)泉 045200;2 陽(yáng)泉市氣象局,山西 陽(yáng)泉 045000;3 平定縣氣象局,山西 陽(yáng)泉 045200)

引言

高溫天氣是夏季主要災(zāi)害性天氣之一。近年來(lái),隨著全球氣候變暖以及城市化加速發(fā)展, 高溫災(zāi)害發(fā)生強(qiáng)度和頻率呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì),全球極端高溫及高溫日數(shù)屢創(chuàng)新高。引起城市高溫的原因很多,氣候異常、城市建筑、城市熱島效應(yīng)以及地形等因素都可以造成不同地區(qū)危害性高溫日數(shù)及強(qiáng)度的分布變化。高溫天氣給社會(huì)和個(gè)人帶來(lái)諸多不利的影響,如何采取措施防御高溫,已經(jīng)引起社會(huì)各界的普遍關(guān)注。

一、高溫定義

根據(jù)我國(guó)的氣候及環(huán)境特點(diǎn),參照美國(guó)國(guó)家氣象局綜合考慮溫度和相對(duì)濕度影響的熱指數(shù),白天熱指數(shù)連續(xù)3h超過(guò)40.5℃或熱指數(shù)在任一時(shí)間超過(guò)46.5℃,發(fā)布高溫警報(bào)等方法[1]。我國(guó)每日極端高溫可以分為3級(jí):高溫≥35℃,危害性高溫≥38℃,強(qiáng)危害性高溫≥40℃。每個(gè)站連續(xù)出現(xiàn)3d≥35℃高溫或連續(xù)2d出現(xiàn)≥35℃并1d≥38℃定義為1次高溫過(guò)程。連續(xù)5d 出現(xiàn)≥35℃或連續(xù)2d出現(xiàn)≥38℃高溫定義中等高溫過(guò)程。連續(xù)出現(xiàn)8d≥35℃或連續(xù)3d出現(xiàn)≥38℃高溫定義為強(qiáng)高溫過(guò)程,收入強(qiáng)高溫過(guò)程序列[2]。

二、我國(guó)夏季高溫分布特點(diǎn)

我國(guó)除青藏高原等部分地區(qū)以外,絕大多數(shù)地方都出現(xiàn)過(guò)高溫天氣,江南、華南、西南及新疆都是高溫的頻發(fā)地。我國(guó)高溫天氣主要集中在5-10月,最熱月份絕大部分地區(qū)都出現(xiàn)在7月。夏季溫度分布比較復(fù)雜,7月平均氣溫在30 ℃的高溫中心有兩個(gè),分別在江西信江下游和新疆吐魯番[3]。

三、影響城市夏季高溫的因素

(一)天氣系統(tǒng)

1.副熱帶高壓。副熱帶高壓對(duì)我國(guó)長(zhǎng)江流域和華南地區(qū)的高溫都有很大影響。西太平洋副高的季節(jié)性活動(dòng)具有明顯的規(guī)律性,由于上空受這種強(qiáng)大的來(lái)自熱帶海洋的暖氣團(tuán)的控制,城市相對(duì)濕度甚至能達(dá)到70%~80%[4],而引起的天氣卻相當(dāng)晴朗,陽(yáng)光直射大地,使地面最高溫度的平均值要達(dá)到50~55℃,有時(shí)可達(dá)65~70℃。地面將太陽(yáng)的短波光變成長(zhǎng)波熱不斷地向大氣輻射,使大氣變熱增溫,所以讓人感覺(jué)非常悶熱[5]。

2.臺(tái)風(fēng)。對(duì)于華南沿海地區(qū),臺(tái)風(fēng)是形成高溫的主要天氣系統(tǒng)。一方面,臺(tái)風(fēng)中心附近有著強(qiáng)烈的上升氣流區(qū),而在它的外圍就伴隨著一個(gè)范圍廣泛的強(qiáng)烈的下沉氣流區(qū),當(dāng)高空有下沉氣流,地面空氣水平流動(dòng)不明顯時(shí),低層的空氣就要受到壓縮,相當(dāng)于高空的空氣對(duì)低層空氣做了功。根據(jù)能量守恒定律,低層空氣接受了高層空氣做的功,就轉(zhuǎn)化為熱能,加熱自身。另一方面,由于強(qiáng)烈臺(tái)風(fēng)的氣旋云系對(duì)外圍的水汽有一個(gè)抽吸的作用,造成距離其一定距離的外圍出現(xiàn)大范圍晴空少云區(qū),太陽(yáng)輻射不受阻擋,地面氣溫明顯升高[6]。

(二)地理位置和地形

1.緯度海拔。姚運(yùn)生等[7]研究得出氣溫與緯度海拔的關(guān)系。在全國(guó)范圍內(nèi),緯度每增加1°,年平均氣溫下降0.72℃,7月平均氣溫下降0.2℃,1月平均氣溫下降1.33℃;海拔高度每增加100米,年平均氣溫下降0.25℃,7月平均氣溫下降0.31℃,1月平均氣溫下降0.19℃。

2.地形。不同的地形對(duì)城市溫度也有很大的影響,以長(zhǎng)江流域的幾個(gè)城市為例,南京、武漢、重慶、南昌等地相對(duì)高度較周?chē)?,猶如置身“鍋底”,空氣流動(dòng)性差,熱量不易散失,而且這些地區(qū)水域面積較大,空氣濕度較大, 使人體汗水不易蒸發(fā)而感到十分悶熱。此外,有些城市位于山地背風(fēng)坡,受到“焚風(fēng)效應(yīng)”的影響而增溫[4]。

(三)城市熱島效應(yīng)

在區(qū)域性高溫的背景下,城市“熱島效應(yīng)”使城市氣溫比農(nóng)村高。瀝青、水泥等對(duì)太陽(yáng)輻射的反射率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于植被,其導(dǎo)熱率也比植被要大,但其熱容量比較小,即在相同的太陽(yáng)輻射條件下,其表面溫度明顯高于綠地[8]。汽車(chē)尾氣和工廠及居民生活排放的廢氣、煙塵、粉塵等,在城市上空形成一種“微塵云”,像保溫層一樣,吸收地面長(zhǎng)波輻射,阻隔地面輻射向外散發(fā),使大氣逆輻射加強(qiáng),導(dǎo)致城市上空的氣溫升高;同時(shí),地面形成不透水層,使地面水分貯存量減少,減少了蒸發(fā)耗熱,增加了地面與空氣間的顯熱交換;城市高樓的熱島效應(yīng)很強(qiáng)烈,白天,這些建筑物的墻壁和屋頂受到陽(yáng)光照射,靠近地面的空氣層在短時(shí)間內(nèi)就能收到很多從地面和建筑物表面?zhèn)鱽?lái)的熱能,很快升溫,黃昏時(shí)又成為輻射熱量的熱源,這樣就改變了自然的溫度分布。而高樓下部由于阻擋了空氣的正常流動(dòng)而形成了峽谷效應(yīng),使地面風(fēng)速明顯減小,不利于城市熱量的擴(kuò)散,進(jìn)一步加劇了城市“熱島效應(yīng)”。此外,高層建筑玻璃幕墻把熱量反射到四周,加劇了“城市熱島”現(xiàn)象[9]。

結(jié)語(yǔ)

我國(guó)夏季許多城市溫度較高,“火爐”越來(lái)越多,而形成我國(guó)城市夏季高溫的原因就是上述四點(diǎn),人們應(yīng)該更加及時(shí)地采取有效的措施來(lái)避免高溫給人類帶來(lái)的災(zāi)難。政府制定政策考慮環(huán)保,構(gòu)建合理的綠化結(jié)構(gòu),減少人為散熱,開(kāi)發(fā)新能源,搞好城市規(guī)劃,加強(qiáng)城市通風(fēng)建設(shè)等措施均可有效防御和減少城市高溫。

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