2010年城市規劃師規劃實務輔導：城市氣象與熱島效應

城市氣象與熱島效應

　　世界上已有三分之一以上的人口生活在城鎮或城市，到本世紀末將可能達到三分之二。某些發達國家現在已有80%以上的人口居住于城市。由于城市中的建筑面積不斷擴大以及生活生產活動中排放大量的廢氣、廢液、廢渣和燃燒時放出的人為熱等。因此無可置疑地人類改變了下墊面環境，從而對氣候有很大的影響。所謂城市氣候，就是區域氣候的景上，由城市環境的氣候效應而形成的獨特氣候。

　　隨著城市環境和城市建設規劃發展的需要，城市氣候已日益成為國內外人們關注和研究的課題，特別是近二三十年來它的發展相當迅速。

　　國際上早在1959年就成立了“城市與建筑氣候學研究小組”。1977年在比利時首都布魯塞爾開會時，由世界氣象組織、國際生物氣象學會及國際建筑與規劃聯合會組成“城市及建筑氣候常設委員會”，每三年舉辦一次討論會。1985年12月第9次氣候委員會對城市氣候及其應用又作了若干決議。如決議認為需要考慮把氣候與人類居住區的生活、經濟和環境生態等方面聯系起來，應當促進氣候在土地利用，城市化和建設中的合理利用。關于城市氣候研究工作，委員會認為，應努力推進熱帶城市氣候工作，最終把重點放在應用方面，同時，在此基礎上，城市氣候從定性描述轉而更物理化、定量化，最終達到能夠預測。世界氣候計劃（WCP）中的世界氣候應用計劃（WCAP），其中包括有城市氣候研究計劃。

　　建筑氣象學是研究建筑與氣象的關系，進行建筑氣候區別，提供各地區的建筑氣候特征，促使建筑適應當地氣候條件，從而提高建筑技術質量的學科。它是一門以氣象學、建筑學、建筑環境工程學等為理論基礎的綜合學科，研究各地區的氣象及氣候條件，以便合理利用各地區的氣候資源，改善環境質量，發揮建筑功能，保障人們生存安全和生活便利。它不僅為城市規劃、環境設計、建筑設計提出了可靠的資料，而且為建筑法規、甚至建筑技術政策的制定提供了重要的依據：對指導建筑業生產，加速建設速度，也有促進作用，此外，建筑氣象學在給排水工程、水利工程、鐵路工程、郵電工程以及國防建設等方面有著廣泛的用途。

　　近年我國氣象工作日趨進步，測量整編了大量氣象資料，在引用這些資料的基礎上而編制的“中國建筑氣候區劃標準”即將頒布執行。在建筑氣象中，由氣象學處理的基本要素，如季節、大氣壓、氣溫、濕度、日照、降水（降雪）、風（風速、風向、風向頻率、大風、臺風）等，都是基礎內容。它們構成建筑氣候參數。這些氣象基本要素經過測量數據的積累，包括年際變動和年代的趨勢變化，才能形成完整的氣象資料。當它們用作建筑氣候參數時，才有使用價值。

　　氣候條件是造成熱島的外部因素，而城市化才是熱島形成的內因。一般認為熱島成因有三：一是城棗郊地表面性質不同，熱力性質差異較大。城區反射率小，吸收熱量多，蒸發耗熱少，熱量傳導較快，而輻射散失熱量較慢，郊區恰相反；二是城區排放的人為熱量比郊區大；三是城區大氣污染拖物濃度大，氣溶膠微粒多，在一定程度上起了保溫作用。

　　大氣污染在城市熱島效應中起著相當復雜特殊的作用。來自工業生產、交通運輸以及日常生活中的大氣污染物在城區濃度特別大，它像一張厚厚的毯子覆蓋在城市上宛，白天它大大地削弱了太陽直接輻射，城區升溫減緩，有時可在城市產生冷島“效應。夜間它將大大減少城區地表有效長波輻射所造成的熱量損耗，起到保溫作用，使城市比郊區“冷卻”得慢一些，形成夜間熱島現象。從城市氣象規劃設計出發應考慮：

　　（1）要保護并嗇城區的綠地、水體面積。因為城區的水體、綠地對減弱夏季城市熱島效應起著十分可觀的作用。

　　（2）城市熱島強度隨著城市發展而加強，因此在控制城市發展的同時，要控制城市人口密度、建筑物密度。因為人口高密度區也是建筑物高密度區和能量高消耗區，常形成氣溫的高值區。

　　（3）如北京市位于平原中部，三面環山。由于山谷風的影響，盛行南、北轉換的風向。夜間多偏北風，白天多偏南風。因此，在擴建新市區或改建舊城區時，應適當拓寬南北走向的街道，以加強城市通風，減小城市熱島強度。

　　（4）減少人為熱的釋放，盡量將民用煤改為液化氣、天然氣并擴大供熱面積也是根本對策。