城市熱島效應(yīng)和遷場(chǎng)對(duì)贛州氣溫資料的影響

吳國琳

摘要：為了說明城市熱島效應(yīng)對(duì)贛州市城市氣候站氣候資料的影響，本文選取了贛州城市氣候站（一般站）及其相鄰的贛縣站（國家基本站）、南康（一般站）、上猶（一般站）3個(gè)站2001—2010年年平均的氣溫資料，并配有曲線圖分析熱島效應(yīng)對(duì)贛州市氣溫的影響，結(jié)果表明贛州站與相鄰站的氣溫變化曲線隨年份的增加呈波動(dòng)變化。從贛州站和參照站的氣溫資料顯示，贛州站氣候的突變點(diǎn)在2005年，熱島效應(yīng)強(qiáng)度2007年為最強(qiáng)，城市熱島效應(yīng)對(duì)贛州站年平均最低氣溫、年極端最低氣溫影響最大，對(duì)年平均氣溫影響次之，對(duì)年平均最高氣溫、年極端最高氣溫影響最小。贛州站的熱島效應(yīng)在很大程度上是通過最低氣溫的升溫而產(chǎn)生的。因此在應(yīng)用贛州站氣溫資料進(jìn)行氣候分析時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮熱島效應(yīng)的影響。中小區(qū)域氣候的變化是全球氣候變化的風(fēng)向標(biāo),研究中小區(qū)域的氣候是以點(diǎn)代面，舉足輕重。

關(guān)鍵詞：城市熱島效應(yīng) 觀測(cè)環(huán)境 章貢區(qū)

引言：城市熱島是由于人類活動(dòng)改變城市地表而引起小氣候變化的綜合現(xiàn)象，是城市氣候最明顯的特征之一。由于城市化的速度加快，城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊區(qū)的土壤、植被具有更大的熱容量和吸熱率，使得城區(qū)儲(chǔ)存了更多的熱量，并向四周和大氣中幅射，造成了同一時(shí)間城區(qū)氣溫普遍高于周圍的郊區(qū)氣溫，高溫的城區(qū)處于低溫的郊區(qū)的包圍之中，如同汪洋大海中的島嶼，人們把這種現(xiàn)象稱之為城市熱島效應(yīng)。

贛州市是全國最大的地級(jí)市，是江西省第二大城市，江西的南大門，章貢區(qū)地理位置優(yōu)越，呈亞熱帶季風(fēng)濕潤地區(qū)氣候。1999年贛州市城區(qū)改為章貢區(qū)，從此章貢區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)步入了快車道，為順應(yīng)城市化建設(shè)，贛州這個(gè)1950年建站、見證了贛州風(fēng)雨50余年的老站，2001年7月遷入毗鄰的贛縣，院內(nèi)保留了由原來的國家基本站設(shè)施，更名為贛州市城市氣候一般站。城市氣候是在人類活動(dòng)影響下形成的一種局地氣候，城市熱島是城市氣候最明顯的特征之一，城市熱島是由于城市建設(shè)而引起小氣候變化的綜合現(xiàn)象，由于城市化建設(shè)速度加快，人類活動(dòng)的集中，建筑群的密集，大量的能源消耗，水泥面墻體、屋頂?shù)扔操|(zhì)鋪砌，在相同的太陽輻射條件下，城市吸收了許多更熱的熱量，導(dǎo)致了市區(qū)所觀測(cè)到的溫度比郊區(qū)高，熱島效應(yīng)已經(jīng)成為城市熱環(huán)境形成的顯著標(biāo)志。

1、資料方法

為了分析章貢區(qū)的城市熱島效應(yīng)，選擇了離贛州站較近的三個(gè)氣象站，贛縣國家基本站、南康一般站、上猶一般站的氣溫資料進(jìn)行對(duì)比分析。這3個(gè)站分別在贛州站的周圍，經(jīng)緯度、海拔高度與贛州站接近（見表一），所選擇的3個(gè)氣象站與贛州站也屬于同一氣候區(qū)，作為參照站是合理的。

贛州站和相鄰站站點(diǎn)分布情況

站名 區(qū)站號(hào) 經(jīng)度(E) 緯度(N) 海拔高度(M) 備注

贛州站 58900 114°57′ 25°51′ 123.7 2001年7月搬遷,區(qū)站號(hào)2007年由原來的57993改為58900

贛縣站 57993 115°00′ 25°52′ 137.5 2001年7月搬遷,區(qū)站號(hào)由原來的58900改為57993

南康站 57992 114°45′ 25°40′ 127 1971年搬遷

上猶站 57991 114°38′ 25°48′ 140.2 1965年1月搬遷

贛州站歷史上在原址大院內(nèi)搬遷了兩次，第一次搬遷是在2001年11月，右邊有正在興建的高樓，新觀測(cè)場(chǎng)距原址直線距離50M左右。第二次在大院里搬遷是在2006年11月，新觀測(cè)場(chǎng)距原址直線距離40M左右，旁邊有水泥路和球場(chǎng)，前方100M是低于觀測(cè)站3-4M的一條街道。自動(dòng)站觀測(cè)場(chǎng)設(shè)在距離人工觀測(cè)場(chǎng)70M左右的地方，自動(dòng)觀測(cè)場(chǎng)的北側(cè)有一高樓，緊鄰觀測(cè)場(chǎng)的是一棟家屬低矮住宅區(qū)。

2、熱島效應(yīng)存在的事實(shí)

2.1贛州站和相鄰站的氣溫比較

贛州站遷場(chǎng)后的平均氣溫高于周邊站氣溫，贛州站氣溫上升的趨勢(shì)總體比相鄰站的上升趨勢(shì)大，4站均在在同一氣候區(qū)，氣候的變化在小區(qū)域內(nèi)的變化應(yīng)當(dāng)是變化幅度相同，從氣溫資料曲線圖示上看,贛州站氣溫上升的趨勢(shì)大于周邊臺(tái)站，因此說明贛州站的城市熱島效應(yīng)是成立的。

2.2贛州站兩次遷場(chǎng)說明了熱島效應(yīng)的存在

贛州站遷場(chǎng)前觀測(cè)環(huán)境符合地面氣象觀測(cè)規(guī)范觀測(cè)技術(shù)上的要求，觀測(cè)資料未受影響。2001年11月觀測(cè)場(chǎng)旁進(jìn)行商品住宅區(qū)開發(fā)，觀測(cè)場(chǎng)進(jìn)行第一次搬遷。2006年11月，觀測(cè)場(chǎng)直線距離往東北方向遷移40M，二次進(jìn)行搬遷。兩次搬遷前后，氣溫曲線記錄顯示說明了城市熱島效應(yīng)的存在。2003年贛州年平均最高氣溫曲線點(diǎn)和贛縣、南康重合，2006年贛州站年平均最高氣溫曲線點(diǎn)與贛縣重合。從贛州站的月氣溫資料數(shù)據(jù)去看，2003年、2008年7—12月；2004年、2005年、2007年10---12月為熱島效應(yīng)增溫輻度較顯著時(shí)期，其它年份變化較有規(guī)律性。2011年1-9月贛州站資料與參照站資料對(duì)比，贛州站仍處于熱島之中。

2.3贛州站的熱島效應(yīng)強(qiáng)度2007年為最強(qiáng)

從資料看，贛州站的熱島效應(yīng)強(qiáng)度2007年為最強(qiáng)，說明贛州站在受到了全球氣候變暖大環(huán)境的影響之外，還受到了觀測(cè)場(chǎng)周圍環(huán)境變化的很大影響。

2.4城市熱島效應(yīng)對(duì)贛州市的年平均最低氣溫、年極端最低氣溫影響最大，對(duì)年平均氣溫影響次之，對(duì)年平均最高氣溫、年極端最高氣溫影響最小。贛州的熱島效應(yīng)在很大程度上是通過最低氣溫的升溫而產(chǎn)生的，而觀測(cè)環(huán)境對(duì)最低氣溫的影響又最為顯著。最高氣溫變化的局部升溫特征不象最低氣溫那樣明顯。（見如下曲線圖示）

3、城市熱島效應(yīng)和遷場(chǎng)對(duì)贛州站氣溫的影響

3.1遷場(chǎng)或局部觀測(cè)環(huán)境變化必然造成贛州站資料的不連續(xù)性

對(duì)氣溫的影響上分析結(jié)果不僅說明了遷場(chǎng)或局部觀測(cè)環(huán)境變化必然造成贛州站資料的不連續(xù)性，遷場(chǎng)導(dǎo)致了熱島效應(yīng)使得贛州站的升溫趨勢(shì)出現(xiàn)了不連續(xù)現(xiàn)象。

3.2 對(duì)氣候變暖幅度的影響

遷場(chǎng)前觀測(cè)場(chǎng)周圍環(huán)境符合規(guī)范，觀測(cè)場(chǎng)周圍環(huán)境符合規(guī)范技術(shù)上的要求，觀測(cè)場(chǎng)四周沒有高大建筑群，氣象資料沒有受到影響。在大環(huán)境變暖的的大背景下，贛州站的變暖幅度大于相鄰站，遷場(chǎng)后，兩個(gè)新觀測(cè)場(chǎng)均不符合規(guī)范技術(shù)上的要求，自動(dòng)觀測(cè)場(chǎng)旁邊有一條交通主要干線，觀測(cè)場(chǎng)旁有停車場(chǎng)、球場(chǎng)，兩邊有高層密集建筑。

3.3 對(duì)氣候變暖突變點(diǎn)的影響

在天氣過程的變化中存在各種不連續(xù)現(xiàn)象，這種不連續(xù)性稱為突變，一種突變?cè)虺０l(fā)生在天氣系統(tǒng)內(nèi)部，另一種是由于外力的突變使天氣過程發(fā)生突變，比如從年平均資料看，2005年為突變點(diǎn)。

結(jié)論與討論：

1、2001年-2010年，贛州站與相鄰站年平均氣溫變化隨年份的增加而波動(dòng)變化，變化趨勢(shì)一致，突變點(diǎn)四站年份都一致，都在2005年。

2、城市熱島效應(yīng)對(duì)贛州站年平均最低氣溫、年極端最低氣溫影響最大，對(duì)年平均氣溫影響次之，對(duì)年平均最高氣溫、年極端最高氣溫影響最小。贛州站的熱島效應(yīng)在很大程度上是通過最低氣溫的升溫而產(chǎn)生的。

3、熱島效應(yīng)基于目前的觀測(cè)環(huán)境仍然有增強(qiáng)的趨勢(shì)。建議：觀測(cè)場(chǎng)盡量不要靠近水泥路、住宅區(qū)、球場(chǎng)。停車場(chǎng)和高層建筑與觀測(cè)場(chǎng)要有一定距離，遠(yuǎn)離人流量大的地方。因?yàn)檫@樣觀測(cè)的資料容易受到汽車尾氣的排放等人為因素影響。探測(cè)環(huán)境得到了重視和保護(hù)，受到的城市熱島效應(yīng)的影響也會(huì)相應(yīng)消失和有所減弱。但是在目前城市寸土寸金的現(xiàn)狀下，勢(shì)必是一種困擾和無奈，能夠保留一個(gè)城市氣候站會(huì)是一種幸運(yùn)。同時(shí)仍然需要社會(huì)各方的支持和理解。

4、中小區(qū)域氣候的變化是全球氣候變化的風(fēng)向標(biāo)，研究中小區(qū)域的氣候是以點(diǎn)代面，舉足輕重。

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