武漢市城市熱島效應(yīng)影響的研究

洪旭

【摘 要】本文利用武漢市氣象站及其周邊4個(gè)縣氣象站1990—2010年的氣象數(shù)據(jù)資料，計(jì)算了20年及其分時(shí)段的季節(jié)和年平均氣溫、平均最高和平均最低氣溫傾向率，城市熱島強(qiáng)度及其貢獻(xiàn)率。

【關(guān)鍵詞】城市熱島效應(yīng)；變化規(guī)律；分析

1.城市熱島效應(yīng)

城市熱島效應(yīng)，是指城市白天吸收儲(chǔ)存熱能比郊區(qū)多，而夜晚城市降溫比郊區(qū)緩慢，導(dǎo)致高溫的城區(qū)處于低溫的郊區(qū)包圍之中。有數(shù)據(jù)顯示，武漢市中心城區(qū)平均氣溫比遠(yuǎn)城區(qū)高出1.8℃～2.2℃，在夏季溫差更大[1]。

2.研究區(qū)域和數(shù)據(jù)來(lái)源

研究區(qū)域位于城市的西北部，黃陂、新洲、江夏、蔡甸等4個(gè)郊區(qū)氣象站分布在城市周?chē)?，離城區(qū)大約為50km。對(duì)武漢市氣象站（簡(jiǎn)稱(chēng)城區(qū)）、郊區(qū)代表站（簡(jiǎn)稱(chēng)郊區(qū)）的1990-2010的平均氣溫、最高和最低氣溫3種序列進(jìn)行t檢驗(yàn)無(wú)超出顯著水平0.01的不連續(xù)點(diǎn)（表1，2）。

比較武漢市城區(qū)和郊區(qū)1990-2000年間及前后20年不同時(shí)段三種氣溫序列的變化趨勢(shì)（傾向率，℃/10年）、城市熱島強(qiáng)度傾向率及熱島貢獻(xiàn)率，并分析其非對(duì)稱(chēng)性變化[2，3]，定義：熱島強(qiáng)度傾向率（℃/10年）=城區(qū)氣溫傾向率-郊區(qū)氣溫傾向率；熱島貢獻(xiàn)率（%）=熱島強(qiáng)度傾向率/城區(qū)氣溫傾向率。

2.1 氣溫的年度和四季變化規(guī)律

查閱下表1，給出了武漢市年平均最高氣溫、年平均氣溫和年平均最低氣溫的變化曲線（圖1）。

（1）10年來(lái)，武漢城郊的年平均、最高和最低氣溫等6個(gè)序列大體上均呈上升趨勢(shì)，最低氣溫>平均氣溫>最高氣溫。城區(qū)年平均、最低和最高氣溫傾向率分別為0.951℃/10年，1.464℃/10年，0.616℃/10年，郊區(qū)則相應(yīng)為0.154℃/10年，0.203℃/10年，0.322℃/10年，城區(qū)最低氣溫的增溫最顯著，最高氣溫的增溫最少，氣溫非對(duì)稱(chēng)性變化較明顯。

（2）無(wú)論城區(qū)或郊區(qū)，增溫主要發(fā)生在后10年，前10年以降溫為主。

（3）在四季中，增溫的速率順序?yàn)槎?gt;春季>秋季>夏季，其中冬季和春季的增溫速率相當(dāng)，夏季平均最高氣溫為下降趨勢(shì)。冬半年增溫明顯，夏半年增溫幅度最小或不明顯。

2.2熱島強(qiáng)度的變化規(guī)律

由表3可計(jì)算出武漢市城區(qū)相對(duì)于郊區(qū)的熱島強(qiáng)度傾向率、熱島貢獻(xiàn)率表4，據(jù)此可判斷城市熱島效應(yīng)對(duì)增溫的貢獻(xiàn)[4，5，6]。通過(guò)分析可以看出，

（1）年平均、最低和最高氣溫表示的城市熱島強(qiáng)度的傾向率分別為0.797℃/10年、1.261℃/10年、0.294℃/10年，熱島效應(yīng)對(duì)城區(qū)增溫的貢獻(xiàn)率分別達(dá)到83.8%、86.2%和47.7%。

（2）同一項(xiàng)氣溫，熱島強(qiáng)度傾向率的季節(jié)差異明顯，冬季城市熱島增溫效應(yīng)最顯著，春秋次之，夏季最弱，且多為降溫，即冷島效應(yīng)。

（3）對(duì)同一季節(jié)，最低氣溫表示的城市熱島增溫效應(yīng)最大，最高氣溫表示的城市熱島傾向率最小，平均氣溫居中，非對(duì)稱(chēng)性明顯。

3 .結(jié)果與討論

武漢市熱島效應(yīng)非對(duì)稱(chēng)性溫度變化加劇的事實(shí)，證明了城市熱島效應(yīng)的主要影響是造成溫度序列呈整體上升趨勢(shì)。武漢地區(qū)熱場(chǎng)的分布具有明顯的規(guī)律性，區(qū)域平均溫度的分布由高到低為：舊型工業(yè)區(qū)、新型工業(yè)區(qū)、老城區(qū)、新城區(qū)和郊區(qū)。城市地面結(jié)構(gòu)對(duì)于區(qū)域溫度也有直接的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]張穗.武漢市城區(qū)冬季熱場(chǎng)分布與熱島效應(yīng)的初步研究[D].北京：中國(guó)科學(xué)院研究生院，2003.

[2]張春霞.綠地對(duì)改善武漢市城區(qū)“熱島效應(yīng)”的研究與分析[J].武漢建設(shè)，2007，8（3）： 16-17.

[3]徐祥德，湯緒.城市化環(huán)境氣象學(xué)引論[M].北京：氣象出版社，2002：62-77.

[4]孔繁花，尹海偉，劉金勇，等.城市綠地降溫效應(yīng)研究進(jìn)展與展望[J].自然資源學(xué)報(bào)，2013，18.（01）：171-182.

[5]薛文澤，徐麗華.城市土地利用類(lèi)型及格局的熱環(huán)境效應(yīng)研究[J].地理科學(xué)，2005，27（03）： 243-248.

[6]周東穎，張麗娟，張利，等.城市景觀公園對(duì)城市熱島調(diào)控效應(yīng)分析[J].地域研究與開(kāi)發(fā)，2001，30（03）：73-78.