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1永州市城市热岛效应特征城市热岛效应[1]是城市气候特征表现之一,永州市城市热岛效应的分析研究对永州市在城市发展过程中如何减缓城市热岛效应、建设生态永州有重要参考价值。为了分析研究永州市城市热岛效应的特征[2],本文分别选取仅有的三个城区气象站:长丰(南城区)、十四中(东城区)、区气象局(北城区),及在南北方向选取最近两个郊区气象站:岚角山(南)、高溪市(北)。资料年代选取以气象站运行稳定、资料连续、质量良好的时间段即2012—2014年(目前为止只有这三年)。三个城区气象站的气温平均作为城区气温,两个郊区气象站的气温平均作为郊区气温。用城区和郊区的气温差来表示城市热岛效应强度[3],通过对永州市2012—2014年城区气温和郊区气温对比分析。就日平均气温城郊温差而言,永州市多年平均城市热岛效应强度为0.51℃,即多年平均城郊温差为0.51℃,下半年强度强于上半年,10月最强为0.80℃,2月最弱为0.26℃;就日最低气温城郊温差而言,城市热岛效应强度为0.93℃,即日最低气温表现的城市热岛效应较日平均气温更为明显;但日最高气温多年平均城郊温差为-1.19℃,呈现出"冷岛效应",且夏半年较冬半年表现更为明显。如图1(左)。通过对永州市城区和郊区的逐时气温对比分析,计算永州市城市热岛效应各时次强度变化。夜间强度强于白天,下午19时至次日8时强度在0.67~0.98℃之间,强度峰值在20时及21时,为0.98℃;早上9时至下午18时在0.5℃以下,其中12时至17时在0℃以下,出现了"冷岛效应"。这也验证了如前所述的夜间出现的日最低气温城市热岛效应更为明显,而白天午后的日最高气温呈现出"冷岛效应"。如图1(右)。用城区和郊区日平均气温城郊温差来对城市热岛效应强度进行分级,在2012—2014年中,极强热岛效应没有出现,强热岛效应天数占0.1%,中等强度热岛效应天数占2.1%,弱热岛效应天数占42.7%,无热岛效应天数占55.1%。如表1。总体来说,永州市城市规模不大,绿地覆盖率较高(全市森林覆盖率61.89%,城区绿地覆盖率40.3%),城区水域面积较大(湘江流经中心城区长度为13km),城市热岛效应较弱,主要表现为夜间热岛现象。2成因分析城市下垫面的影响:城市内大量人工构筑物改变了城市下垫面的热属性。一方面城市地表被建筑物、混泥土、柏油等所覆盖,下垫面粗糙度增大,热容量大,反射率小,城市地表对太阳辐射的吸收较自然地表高,在很大程度上储存太阳辐射热;另一方面城市地表含水量少,热量以更多显热形式进入空气,城市高楼群集而空气流通较慢,城市绿地、水面减少而蒸发耗热少,热量耗散较慢,导致空气升温。大气污染的影响:大气污染在城市热岛效应中起着相当复杂特殊的作用。一方面大气污染物含有大量气溶胶覆盖在城市上空,可以大量地吸收环境中热辐射的能量,产生众所周知的温室效应,引起大气的进一步升温。另一方面大气污染物白天削弱了太阳直接辐射,城区较郊区升温的慢,产生城市"冷岛效应",夜间减少城区地表有效长波辐射所造成的热量损耗,起到保温作用,使城市比郊区"冷却"得慢,形成夜间热岛现象。表明大气污染是永州市城市夜间热岛午后冷岛的主要成因。人工热源的影响[4]:城市由于工业发达、交通繁忙、人口密集,这些生产生活都需要燃烧各种燃料,包括取暖器、空调、锅炉等耗能设施每天都在向外排放大量的热量。3缓解城市热岛效应的措施绿化城市:通过发展城市绿地、湿地、水域来增加自然下垫面的比例,是缓解城市热岛效应的有效途径之一。研究表明[5],城市绿化覆盖率与热岛强度成反比,绿化覆盖率越高,则热岛强度越低,当覆盖率大于30%后,热岛效应得到明显减弱;覆盖率大于50%,热岛效应的缓解作用极其明显;规模大于3公顷且绿化覆盖率达到60%以上的集中绿地,基本上与郊区自然下垫面的温度相当,即在城市中形成了以绿地为中心的低温区域。发展清洁能源、减少污染排放:多发展和使用太阳能、风能等清洁能源,既可降低化石能燃烧而排放的热量,也可降低化石能燃烧而造成的大气污染。减少了城市因生产生活排放的热量,也削弱了城市因大气污染而造成的温室效应。4结论永州市由于城市规模较小、绿地覆盖率较高、城区水域面积较大,城市热岛效应总体较弱,主要表现为夜间热岛现象。城市下垫面特性、大气污染物、人工热源等均可能成为影响城市热岛效应成因,其中大气污染是永州市城市夜间热岛午后冷岛的主要成因。通过绿化城市,发展清洁能源、减少污染排放等是缓解城市热岛效应措施。