内容正文:
微专题 热力环流中的热岛、冷岛、干岛、湿岛效应等
一、热岛效应
1.热岛效应:是指一个地区的气温高于周围地区的现象。中心的高温区就象突出海面的岛屿,所以就被形象地称为热岛。常见的是城市热岛效应,即城市气温高于郊区气温的现象。另外还有非城市热岛效应,如青藏高原的热岛效应等 。
2.成因
城市人口密集、工厂及车辆排热、居民生活用能的释放、城市建筑结构及下垫面特性的综合影响等是其产生的主要原因。热岛强度有明显的日变化和季节变化。日变化表现为夜晚强、白天弱,最大值出现在晴朗无风的夜晚。
3.缓解热岛效应措施
(1)选择高效美观的绿化形式、包括街心公园、屋顶绿化和墙壁垂直绿化及水景设置,可有效地降低热岛效应,获得清新宜人的室内外环境。
(2)居住区的绿化管理要建立绿化与环境相结合的管理机制并且建立相关的地方性行政法规,以保证绿化用地。
(3)要统筹规划公路、高空走廊和街道这些温室气体排放较为密集的地区的绿化,营造绿色通风系统,把市外新鲜空气引进市内,以改善小气候。
(4)应把消除裸地、消灭扬尘作为城市管理的重要内容。
(5)建设若干条林荫大道,使其构成城区的带状绿色通道,逐步形成以绿色为隔离带的城区组团布局,减弱热岛效应。
二、冷岛效应
戈壁沙漠较绿洲的比热小,在阳光照射下地面增温比绿洲快得多,戈壁沙漠上空被加热的暖空气,通过局地环流作用输送到绿洲上空,形成一个上热下冷的逆温层,使下层冷空气以保持稳定,于是形成了一个比较凉爽、湿润的小气候。这种特殊的气象效应,称为绿洲的“冷岛效应”。这说明绿洲在夏季相对于周围环境(戈壁或沙漠)是一个冷源和湿源,即相对独立的“冷岛”。这种“冷岛效应”在干旱地区的湖泊(包括水库)、绿洲地带普遍存在。
三、干岛效应
与热岛效应通常是相伴存在的。由于城市的主体为连片的钢筋水泥筑就的不透水下垫面。因此,降落地面的水份大部分都经人工铺设的管道排至他处,形成径流迅速,缺乏天然地面所具有的土壤和土壤的吸收和保蓄能力。因而平时城市近地面的空气就难以像其他自然区域一样,从土壤和植被的蒸发中获得持续的水份补给。这样,城市空气中的水分偏少,湿度较低,形成孤立于周围地区的“干岛”。
四、雨岛效应
1.成因
城市中林立的高楼大厦比喻为“钢筋水泥的森林”。而随着“森林”密度不断地增加,尤其一到盛夏,建筑物空调、汽车尾气更加重了热量的超常排放,使城市上空形成热气流,热气流越积越厚,最终导致降水形成。这种效应被称之为”雨岛效应”。
“雨岛效应”集中出现在汛期和暴雨之时,这样易形成大面积积水,甚至形成城市区域性内涝。
城市绿地具有缓解“雨岛效应”的能力,是改善城市“雨岛效应”的有效途径之一。
2. 影响
城市雨岛形成的条件是在大气环流较弱,有利于在城区产生降水的大尺度天气形势下,由于城市热岛所产生的局地气流的辐合上升,有利于对流雨的发展;下垫面粗糙度大,对移动滞缓的降雨系统有阻障效应,使其移速更为缓慢,延长城区降雨时间;再加上城区空气中凝结核多,其化学组分不同,粒径大小不一,当有较多大核(如硝酸盐奖)存在时有促进暖云降水作用,上述种种因素的影响,会“诱导”暴雨最大强度的落点位于市区及其下风方向,形成城市雨岛。
人工热源的影响,工业生产、交通运输以及居民生活中燃烧各种燃料,向大气中排放大量的热量,这些热量自然增加城市的温度。
五、绿岛效应
绿岛效应:是指在一定面积绿地里气温比周边建筑聚集处气温下降0.5℃以上。森林是最高的植被。森林可以减小气温的日变化和年变化,减低地表风速,提高相对湿度,增加降水,形成森林小气候。这就是森林的绿岛效应。绿地对气温产生的影响,称为“绿岛效应”,认为它削弱和缓解了“热岛效应”。
六、湖泊效应
1.湖泊效应对库区的影响
库区的水文过程和水量平衡特性与天然湖泊近似,回水楔以上仍具有天然河流特性。
库区水文情势主要取决于大坝造成的壅水,并表现为水位显著上升,形成广阔的水面;
其次还取决于由开发目标所决定的各种调节形式及运行制度。
库区水位随泄放水量而发生周期性变化。水库所在河流的径流情势发生时程再分配,这种变化取决于水库的调节程度。
水库一般多具有多年、年、季及月、日等调节方式,水库的调节程度(调节系数)愈高,水位变化愈缓和;反之,则变化急剧。
2.对下游的影响
下游影响区是受水库影响较剧烈的地区。水库下游的水文过程主要取决于水库的调节程度、开发目标和运行方式,世界上没有无调节作用的水库。
由于水库的调节作用,下游河谷的水位及流量变化基本上受人工控制,原有天然河道水流特性大部分丧失,而成为半人工河流。
洪水期间,水库削减洪峰,滞蓄洪水总量的作用非常显著。如果把受调节后的下游水文过程还原,则可看出,还原前后的水文过程反映了两种截然不同的情势,前者属人工情势,后者为天然情势。正是这种特性,使水库具有防洪