城市熱島環流

城市熱島環流

城市熱島環流,是指通常城市的年平均氣溫比郊區高出0.5~1度,當大的環流微弱時,城市熱島的存在,引起空氣在城市上升,在郊區下沉,在城市與郊區之間形成了小型的熱力環流。

概念

城市人口集中,工業發達,居民生活,工業生產和汽車等交通工具每天要消耗大量的煤,石油,天然氣等燃料,釋放出大量的廢熱,導致城市的氣溫高於郊區,使城市猶如一個溫暖的島嶼,人們稱之為“城市熱島”。通常,城市的年平均氣溫科比郊區高出0.5~1度。當大的環流微弱時,城市熱島的存在,引起空氣在城市上升,在郊區下沉,在城市與郊區之間形成了小型的熱力環流,稱之為城市熱島環流。從周圍農村來的氣流不斷流向城市補充,因此這種城市熱島環流的地面部分被稱為“鄉村風”。鄉村風的風速一般只有1-2米/秒。
由於城市熱島環流的出現,城區工廠派出的污染物隨上升氣流而上升,籠罩在城市上空,並從高空流向郊區,到郊區後下沉。下沉氣流又從近地面流向城市中心,並將郊區工廠排出的污染物帶入城市,造成二次污染,致使城市的空氣污染更加嚴重。

相應措施

為了減輕城市的大氣污染,在城市規劃時,一定要注意研究城區上升氣流到郊區下沉的距離。一方面將污染嚴重的工業企業布局在下沉距離之外,避免這些工廠派出的污染物從近地面流向城區,另一方面,應將衛星成建在城市熱島環流之外,一面相互污染。除此之外,應當在城市與鄉村之間多植樹造林,在下沉氣流從近地面流向城市中心的過程中削弱污染。

城市熱島環流舉例

上海是個特大城市,只要沒有較大的風,而城市熱島又很明顯(晴天)時,熱島環流也是很明顯的。例如,1980年12月7日上海熱島很強,此時市區北部的寶鋼和閔行在500米以下都吹偏北風,市區南部的龍華從地面到600米都是偏南風,即向市中心輻合。但在高空,寶鋼、閔行在700米高度處開始轉為南風,龍華則從900米高度開始變為北風,即形成了一個低層向市中心輻合,而高層從市中心向外輻散的完整熱島環流圈。從安放在市中心的氣溫自記儀器的自記紙上,常常可以發現氣溫變化曲線在夜間有一個個好似冷鋒過境似的氣溫陡降現象。這就是冷涼的鄉村風入侵城市的見證。從這裡也可以知道城市熱島環流不是連續均勻地流動的,而是有明顯的陣性。

城市內其他風系

城市裡還有一種範圍更小的風系,可以叫做“汽車風”。這是由於馬路中央線兩側連續駛過相反方向高速車輛所造成。例如,1988年1月15日,廣州市風速很小,日平均風速僅0.69米/秒。在南北走向的人民南路上,受不同方向車流的影響,在3米高的測點上,街道西側盛行偏北風,西北風加上西北偏西風的頻率和達到79.1%;東側則盛行偏南風,東南和東南偏東風的頻率和更高達86.9%。這一天汽車風共出現20-22小時之久。但這種汽車風不僅水平範圍很小,而且會隨離地高度增高而迅速消失。鄉村風的成因和汽車風是不同的。前者是熱力作用造成的,風速決定於城鄉溫差,而後者是機械摩擦作用所造成。汽車流量減小,或者車速減慢,汽車風就停了。

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