高中地理阅读学案：城市热岛效应的多层特征

高中地理阅读学案：城市热岛效应的多层特征 适用年级：高二/高三 课时：1-2课时 一、学习目标 1.区域认知 识别城市热岛效应（UHI）的空间分布特征（城区vs郊区）及典型区域（石家庄案例）。 2.综合思维 分析UHI在垂直方向的分异规律（气温、表层土壤、深层土壤）及其形成机制。 3.地理实践力 解读气温与土壤温度数据图表，归纳UHI的季节/日变化特征。 4.人地协调观 探讨城市化对热环境的影响及可持续发展对策。 二、阅读材料设计 (一)城市热岛效应（UHI）的定义 城区温度高于郊区的现象，源于城市下垫面改变（水泥替代绿地）、人为热释放等。 (二)石家庄UHI多层特征（2009-2012年数据） 1. 垂直分异： 气温UHI：年均强度 0.9℃（最强冬季1.3℃，最弱夏季0.6℃）。 土壤温度UHI： 深度 现象 强度范围 0~40 cm 热岛效应 -0.4~0.6℃ 80~320 cm 冷岛效应 -0.9~0℃ 40~80 cm 热冷岛转换层 —— 2. 季节变化： 气温UHI：冬季最强（1.3℃）→ 夏季最弱（0.6℃）。 土壤UHI： 秋季：所有深度均呈冷岛（320 cm最强：-0.5℃）。 冬季：0~80 cm热岛，320 cm冷岛。 3. 日变化规律： - 气温UHI：夜间强于白天（07:00最强：1.6℃；14:00最弱：0.3℃）。 - 土壤UHI：日变化幅度随深度增加而减弱（0 cm日变化明显，320 cm几乎无变化）。 (资料来源：卞韬, 任国玉, 刘思廷, 等. 2023. 石家庄城市热岛效应： 从冠层、 表层到土壤深层 [J]. 气候与环境研究, 28(4): 409-419. ) 三、思考题设计 单项选择题 1.石家庄城市热岛效应最强的季节是（ ） A. 春季　　　B. 夏季 C. 冬季　　　D. 秋季 2.深层土壤（>80 cm）主要表现为（ ） A. 热岛效应　　　　B. 冷岛效应 C. 无温度差异　　　D. 季节波动大 3.气温UHI日变化的特点是（ ） A. 正午最强　　　　B. 夜间强于白天 C. 全天均匀　　　　D. 傍晚最强 4.40~80 cm土壤层的关键作用是（ ） A. 释放人为热　　　　　B. 热岛与冷岛转换层 C. 储存地下水　　　　　D. 增强植被蒸腾 5.秋季土壤温度UHI的突出特征是（ ） A. 浅层热岛显著　　　　　　　B. 所有深度均呈冷岛 C. 与气温UHI同步增强　　　　D. 320 cm热岛最强 6.导致深层土壤冷岛效应的主要原因是（ ） A. 城市排水系统　　　　　B. 地表接收辐射减少 C. 工业废水下渗　　　　　D. 郊区地热资源丰富 综合题 7.材料：石家庄2009-2012年观测数据显示：年均气温UHI强度0.9℃，0 cm土壤UHI强度0.2℃，320 cm土壤UHI强度-0.5℃。 分析回答： (1) 指出气温与土壤UHI强度的差异，并解释成因。 (2) 为何深层土壤（>80 cm）全年多呈冷岛？结合城市化影响说明。 (3) 夏季UHI强度最弱，但城市高温灾害反而加重，试从人地关系角度分析矛盾成因。 8.数据解读题： 表：石家庄四季UHI强度（℃） 层次 春季 夏季 秋季 冬季 气温 1.1 0.6 0.7 1.3 0 cm土壤 0.3 0.2 -0.2 0.3 320 cm 土壤 -0.2 -0.4 -0.5 -0.7 (1) 概括土壤UHI强度随季节变化的规律。 (2) 对比冬季气温与320 cm土壤UHI强度的差异，说明自然原因。 开放探究题： 9.若你担任石家庄城市规划师，提出两项缓解城市热岛的具体措施，并说明地理原理。（2分） 答案解析 单项选择题： 1.C（冬季1.3℃，供暖增加人为热） 2.B（80~320 cm年均-0.5℃冷岛） 3.B（夜间逆温+人为热积聚） 4.B（40~80 cm为热冷岛转换层） 5.B（秋季全深度冷岛，320 cm达-0.5℃） 6.B（建筑遮挡与气溶胶减少地表辐射下传） 综合题： 7. (1) 差异：气温UHI（0.9℃）>土壤UHI（0.2℃）。 成因：气温直接受人为热、建筑蓄热影响；土壤热量需经传导，且深层受冷岛抵消。 (2) 原因：城市建筑遮挡太阳辐射+气溶胶削弱光照→地表获热减少→向下传导热量不足；郊区土壤自然保温更强。 (3) 矛盾：夏季基础温度高，UHI叠加导致极端高温；城市通风差、湿度低加剧体感不适。 8. (1) 规律：土壤UHI强度冬春高（热岛）、夏秋低（冷岛）；深层冷岛秋季最强。 (2) 差异：气温热岛（1.3℃）vs深层冷岛（-0.7℃）。 原因：冬季供暖增地表热，但深层热量传导滞后+辐射亏损持续。 9. 措施示例（任选2项）： 增大绿地比例：植被蒸腾降温，增加潜热交换。 推广浅色建材：提高反照率，减少太阳辐射吸收。 构建通风廊道：促进热量扩散，缓解热积聚。（1分） 设计说明： 素养渗透：通过数据对比（城乡/季节/垂直）强化综合思维，开放题培养人地协调观。 能力进阶：单选→材料分析→对策设计，体现思维层次提升。 教学建议： 对比传统热岛认知（仅关注气温）与多层研究的新视角； 结合本地城市热岛案例深化实践力（如分析校园不同下垫面温度）。 学科网（北京）股份有限公司 $$