我國(guó)城市夏季高溫的影響因素

1.王越 2.常志宇 3.吳振芳

(1.平定縣氣象局，山西 陽(yáng)泉 045200；2.陽(yáng)泉市氣象局，山西 陽(yáng)泉 045000；3.平定縣氣象局，山西 陽(yáng)泉 045200）

引言

高溫天氣是夏季主要災(zāi)害性天氣之一。近年來(lái)，隨著全球氣候變暖以及城市化加速發(fā)展, 高溫災(zāi)害發(fā)生強(qiáng)度和頻率呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，全球極端高溫及高溫日數(shù)屢創(chuàng)新高。引起城市高溫的原因很多，氣候異常、城市建筑、城市熱島效應(yīng)以及地形等因素都可以造成不同地區(qū)危害性高溫日數(shù)及強(qiáng)度的分布變化。高溫天氣給社會(huì)和個(gè)人帶來(lái)諸多不利的影響，如何采取措施防御高溫，已經(jīng)引起社會(huì)各界的普遍關(guān)注。

一、高溫定義

根據(jù)我國(guó)的氣候及環(huán)境特點(diǎn)，參照美國(guó)國(guó)家氣象局綜合考慮溫度和相對(duì)濕度影響的熱指數(shù)，白天熱指數(shù)連續(xù)3h 超過(guò)40.5℃或熱指數(shù)在任一時(shí)間超過(guò)46.5℃，發(fā)布高溫警報(bào)等方法[1]。我國(guó)每日極端高溫可以分為3 級(jí)：高溫≥35℃，危害性高溫≥38℃，強(qiáng)危害性高溫≥40℃。每個(gè)站連續(xù)出現(xiàn)3d ≥35℃高溫或連續(xù)2d 出現(xiàn)≥35℃并1d ≥38℃定義為1 次高溫過(guò)程。連續(xù)5d 出現(xiàn)≥35℃或連續(xù)2d 出現(xiàn)≥38℃高溫定義中等高溫過(guò)程。連續(xù)出現(xiàn)8d ≥35℃或連續(xù)3d 出現(xiàn)≥38℃高溫定義為強(qiáng)高溫過(guò)程，收入強(qiáng)高溫過(guò)程序列[2]。

二、我國(guó)夏季高溫分布特點(diǎn)

我國(guó)除青藏高原等部分地區(qū)以外，絕大多數(shù)地方都出現(xiàn)過(guò)高溫天氣，江南、華南、西南及新疆都是高溫的頻發(fā)地。我國(guó)高溫天氣主要集中在5-10 月，最熱月份絕大部分地區(qū)都出現(xiàn)在7 月。夏季溫度分布比較復(fù)雜，7 月平均氣溫在30 ℃的高溫中心有兩個(gè)，分別在江西信江下游和新疆吐魯番[3]。

三、影響城市夏季高溫的因素

（一）天氣系統(tǒng)

1.副熱帶高壓

副熱帶高壓對(duì)我國(guó)長(zhǎng)江流域和華南地區(qū)的高溫都有很大影響。西太平洋副高的季節(jié)性活動(dòng)具有明顯的規(guī)律性，由于上空受這種強(qiáng)大的來(lái)自熱帶海洋的暖氣團(tuán)的控制，城市相對(duì)濕度甚至能達(dá)到70%～80%[4]，而引起的天氣卻相當(dāng)晴朗，陽(yáng)光直射大地，使地面最高溫度的平均值要達(dá)到50 ～55℃，有時(shí)可達(dá)65 ～70℃。地面將太陽(yáng)的短波光變成長(zhǎng)波熱不斷地向大氣輻射，使大氣變熱增溫，所以讓人感覺非常悶熱[5]。

2.臺(tái)風(fēng)

對(duì)于華南沿海地區(qū)，臺(tái)風(fēng)是形成高溫的主要天氣系統(tǒng)。一方面，臺(tái)風(fēng)中心附近有著強(qiáng)烈的上升氣流區(qū)，而在它的外圍就伴隨著一個(gè)范圍廣泛的強(qiáng)烈的下沉氣流區(qū)，當(dāng)高空有下沉氣流，地面空氣水平流動(dòng)不明顯時(shí)，低層的空氣就要受到壓縮，相當(dāng)于高空的空氣對(duì)低層空氣做了功。根據(jù)能量守恒定律，低層空氣接受了高層空氣做的功，就轉(zhuǎn)化為熱能，加熱自身。另一方面，由于強(qiáng)烈臺(tái)風(fēng)的氣旋云系對(duì)外圍的水汽有一個(gè)抽吸的作用，造成距離其一定距離的外圍出現(xiàn)大范圍晴空少云區(qū)，太陽(yáng)輻射不受阻擋，地面氣溫明顯升高[6]。

（二）地理位置和地形

1.緯度海拔

姚運(yùn)生等[7]研究得出氣溫與緯度海拔的關(guān)系。在全國(guó)范圍內(nèi)，緯度每增加1°，年平均氣溫下降0.72℃，7 月平均氣溫下降0.2℃，1 月平均氣溫下降1.33℃；海拔高度每增加100 米，年平均氣溫下降0.25℃，7 月平均氣溫下降0.31℃，1 月平均氣溫下降0.19℃。

2.地形

不同的地形對(duì)城市溫度也有很大的影響，以長(zhǎng)江流域的幾個(gè)城市為例，南京、武漢、重慶、南昌等地相對(duì)高度較周圍低，猶如置身“鍋底”，空氣流動(dòng)性差，熱量不易散失，而且這些地區(qū)水域面積較大，空氣濕度較大, 使人體汗水不易蒸發(fā)而感到十分悶熱。此外，有些城市位于山地背風(fēng)坡，受到“焚風(fēng)效應(yīng)”的影響而增溫[4]。

（三）城市熱島效應(yīng)

在區(qū)域性高溫的背景下，城市“熱島效應(yīng)”使城市氣溫比農(nóng)村高。瀝青、水泥等對(duì)太陽(yáng)輻射的反射率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于植被，其導(dǎo)熱率也比植被要大，但其熱容量比較小，即在相同的太陽(yáng)輻射條件下，其表面溫度明顯高于綠地[8]。汽車尾氣和工廠及居民生活排放的廢氣、煙塵、粉塵等，在城市上空形成一種“微塵云”，像保溫層一樣，吸收地面長(zhǎng)波輻射，阻隔地面輻射向外散發(fā)，使大氣逆輻射加強(qiáng)，導(dǎo)致城市上空的氣溫升高；同時(shí)，地面形成不透水層，使地面水分貯存量減少，減少了蒸發(fā)耗熱，增加了地面與空氣間的顯熱交換；城市高樓的熱島效應(yīng)很強(qiáng)烈，白天，這些建筑物的墻壁和屋頂受到陽(yáng)光照射，靠近地面的空氣層在短時(shí)間內(nèi)就能收到很多從地面和建筑物表面?zhèn)鱽?lái)的熱能，很快升溫，黃昏時(shí)又成為輻射熱量的熱源，這樣就改變了自然的溫度分布。而高樓下部由于阻擋了空氣的正常流動(dòng)而形成了峽谷效應(yīng)，使地面風(fēng)速明顯減小，不利于城市熱量的擴(kuò)散，進(jìn)一步加劇了城市“熱島效應(yīng)”。此外，高層建筑玻璃幕墻把熱量反射到四周，加劇了“城市熱島”現(xiàn)象[9]。

四、厄爾尼諾現(xiàn)象

西太平洋和南海是全球熱帶水域上生成熱帶氣旋最多、發(fā)展最強(qiáng)的地區(qū)。我國(guó)是世界上受熱帶氣旋影響最大的國(guó)家之一。厄爾尼諾年的夏季，由于赤道東太平洋海溫升高，哈得來(lái)環(huán)流加強(qiáng)，西太平洋副熱帶高壓強(qiáng)度加大，位置偏南；而西太平洋海溫降低，大氣對(duì)流活動(dòng)減弱，大氣穩(wěn)定度增大，不利于積云對(duì)流在熱帶西太平洋的發(fā)展，熱帶風(fēng)暴和臺(tái)風(fēng)的數(shù)量一般會(huì)減少，登陸我國(guó)的數(shù)量也比常年偏少[10]。

結(jié)語(yǔ)

我國(guó)夏季許多城市溫度較高，“火爐”越來(lái)越多，而形成我國(guó)城市夏季高溫的原因就是上述四點(diǎn)，人們應(yīng)該更加及時(shí)地采取有效的措施來(lái)避免高溫給人類帶來(lái)的災(zāi)難。政府制定政策考慮環(huán)保，構(gòu)建合理的綠化結(jié)構(gòu)，減少人為散熱，開發(fā)新能源，搞好城市規(guī)劃，加強(qiáng)城市通風(fēng)建設(shè)等措施均可有效防御和減少城市高溫。