淺談五島效應(yīng)之雨島效應(yīng)分析

黃曉曼

摘要：城市中的降水對人類地球自然氣候的直接影響等諸多方面的相關(guān)問題，國際上一直以來存在著不少的學(xué)術(shù)爭論。美國曾經(jīng)在其中的東部沿海平原以及密蘇里州的南部圣路易斯大學(xué)城周圍受震地區(qū)及其附近城市郊區(qū)等地建立了一個(gè)稠密的城市地震地區(qū)雨量監(jiān)測觀察數(shù)據(jù)網(wǎng)，城市化降水過程可以使得城市地表水的硬化物含量減少，蒸發(fā)釋放出來的微量水汽也隨之減少，使得我們可以獲取每個(gè)城市的微量平均降水減少。但城市存在熱島效應(yīng)，對流運(yùn)動(dòng)強(qiáng)，會(huì)導(dǎo)致極端強(qiáng)降水增強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：雨島效應(yīng);原因;危害;綠化

一、前言

近年來，我國許多主要城市都多次遭受了罕見的狂風(fēng)暴雨洪水攻擊。這些認(rèn)為具有重大災(zāi)害性的特殊天氣現(xiàn)象都可能是因?yàn)?雨島效應(yīng)"從而引起的。有人通過實(shí)地觀測現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，在市區(qū)以及其他正在城市中心地帶下降和風(fēng)方較高的部分地區(qū)，存在著當(dāng)?shù)亟邓恐饾u擴(kuò)大增多的異常情況[1]。根據(jù)統(tǒng)計(jì)上海全年防洪汛期的平均累計(jì)降水分布總量及其分布統(tǒng)計(jì)情況如下圖，最大的平均降水分布總量在其集散地區(qū)的中心在市區(qū)，向外逐步擴(kuò)大減小，市中心東部地區(qū)的平均降水量較上海郊區(qū)還要多約60mm。目前，隨著當(dāng)代我國新型城市綠化建設(shè)與國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)發(fā)展兩大進(jìn)程融合步伐的不斷深入推進(jìn)和城市發(fā)展進(jìn)程速度的不斷加快，城市用地日益緊張，地價(jià)也隨之不斷走高和房價(jià)上漲，綠化綠地工程建設(shè)用地的總量和占有量也在不斷受到壓縮。

二、雨島效應(yīng)概述

（一）內(nèi)容概述

一般被廣泛認(rèn)為主要是由于它泛指在覆蓋我國各個(gè)大區(qū)和城市內(nèi)部的許多高層建筑物所造成的熱量使用于空氣排出通道的熱循環(huán)不順，盛夏時(shí)在空調(diào)、汽車尾氣等使用過程中逐漸加重的多余熱量都會(huì)超?？焖倥懦?，這些熱量都會(huì)在各個(gè)城市上空形成產(chǎn)生熱量的氣流且越高層積愈厚，最終也就造成了在城市內(nèi)部形成大量高溫降水[2]。隨著當(dāng)前我國大型城市人口規(guī)模的不斷快速擴(kuò)張、人口的不斷快速增加、人類社會(huì)行為心理活動(dòng)的不斷加劇、城市中的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)文化活動(dòng)以及特殊的城市地面氣候結(jié)構(gòu)等多種因素的共同相互影響而在位于城市中的大氣中，使得位于我國城市大氣中邊界層的氣候物理學(xué)結(jié)構(gòu)特性發(fā)生變化，從而直接促進(jìn)全球雨島暖化效應(yīng)的不斷加劇、城市中心層平均每年降水量的不斷增大。峰高峰短時(shí)間降水量大的雨和狂風(fēng)猛烈的大暴雨都會(huì)造成城市洪水危險(xiǎn)發(fā)生機(jī)會(huì)的大幅增大，加劇了各個(gè)重點(diǎn)城市對于防汛抗洪工程的管理壓力。研究結(jié)果表明，大型中城市及其以后的超強(qiáng)下風(fēng)對"雨島效應(yīng)"形成影響明顯[3]。

（二）形態(tài)概述

霧天中的濕島往往主要是在我國城市內(nèi)部郊區(qū)有較多霧的一個(gè)地方，霧滴和周圍的自然空氣之間通常會(huì)同時(shí)進(jìn)行一定程度數(shù)量的大氣水份互相交換，市區(qū)內(nèi)部環(huán)境較暖，飽和的大氣水汽輻射壓力也相對較高，能夠同時(shí)承受和達(dá)到的飽和水汽壓力量相對較少而城市內(nèi)部郊區(qū)濕島更多，構(gòu)成城市霧天中的濕島[4]。空氣環(huán)境中的沉積水蒸餾和氣壓比其他城市區(qū)和郊區(qū)大，構(gòu)成出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)性霜濕強(qiáng)熱島。

（三）形成原因

觀察事實(shí)和對理論的分析結(jié)果表明，城市化存在著可以導(dǎo)致城市中云量增加的效果，較低云量的影響則更為明顯。歷史數(shù)據(jù)顯示，城市中的云量是伴隨著一個(gè)城市的變遷而逐步增多的。

（1）由于城市熱島效應(yīng)而產(chǎn)生的熱島環(huán)流會(huì)使市區(qū)內(nèi)部的上層氣流增大，這樣就會(huì)更加有利于云層的形成。

（2）在一個(gè)城市的空氣中可能會(huì)含有相當(dāng)數(shù)量的凝結(jié)核，雖然絕對溫度小，但是吸濕性凝結(jié)核的數(shù)量增多仍然會(huì)大大地有利于霧和云的產(chǎn)生。

（3）由于整個(gè)城市的土地摩擦或者城市阻礙力等的作用，這就可以使得鋒向地面、剪斷紫外線等其他天氣氣象系統(tǒng)在整個(gè)城市大氣區(qū)域內(nèi)的特定位置和方向移動(dòng)時(shí)的速度都會(huì)有所大大減慢，云層在整個(gè)城市大氣區(qū)域內(nèi)的持續(xù)滯留移動(dòng)時(shí)間也隨之有所加長;城市建筑物由于高度加大了對城市空氣的被迫性而抬高，這樣就更加有利于快速收集大氣云，尤其最高是低度大氣云的收集數(shù)量有所增加。

（四）效應(yīng)構(gòu)成

大城市中高層次的建筑高樓林立，空氣的熱量循環(huán)不順暢，再久之加上盛夏的炎熱時(shí)節(jié)，建筑物空氣中的家用空調(diào)、汽車尾氣更多的是大大加重了對室內(nèi)熱量的超凡程度排放，使得整個(gè)城市上空自然構(gòu)成了熱量的氣流，而且這些熱量的氣流也就越多層積愈厚，終究會(huì)直接致使大量量的降水。由于我國城市上空氣體懸浮的微細(xì)顆粒物含量較多，遇到溫暖和濕潤的高空氣流，凝結(jié)出的內(nèi)核多，易直接構(gòu)成城市局部狂風(fēng)暴雨。

三、雨島效應(yīng)危害及緩解措施建議

（一）雨導(dǎo)效應(yīng)危害

城市化所直接導(dǎo)致的巨大雨島活動(dòng)效應(yīng)往往弊大于利，雨島活動(dòng)效應(yīng)主要表現(xiàn)集中在特大暴雨和山地洪澇災(zāi)害汛期，易直接造成大規(guī)模范圍山地積水乃至發(fā)生區(qū)域性的洪水內(nèi)砼，加劇了當(dāng)前我國西部城市防洪和防汛排澇的巨大壓力。增大的全年降雨量可能會(huì)直接使得整個(gè)流域的水體侵蝕作用不斷加強(qiáng)，非點(diǎn)源型水體污染也可能會(huì)不斷加大，使得沒有受到流域包括納瓦河水體的各種污染的水狀態(tài)不斷惡化以及進(jìn)入河道內(nèi)和蓄水池的水體淤積進(jìn)一步增大加速[7]。城市化導(dǎo)致地區(qū)引發(fā)了降雨量的改變和其他因素所造成的影響和后果。

（二）雨島效應(yīng)緩解措施建議

1.增加城市綠化

為了有效緩解當(dāng)前正在我國新型城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)程中日益突出的"雨島效應(yīng)"、城市郊區(qū)雨水偏向徑流、建筑材料使用質(zhì)量低下等突出問題，立體式的城市綠化日益重要得到了國家政府及國際社會(huì)資本市場的高度重視。屋頂建筑綠化以其自身作為立體式建筑綠化的一個(gè)重要發(fā)展戰(zhàn)略驅(qū)動(dòng)者和應(yīng)用主體而在國內(nèi)外悄然發(fā)展崛起，國內(nèi)外對于建筑綠化屋頂相關(guān)的各項(xiàng)政策措施也大都幾乎是緊緊圍繞著這個(gè)政策方向進(jìn)行展開。

2.制定規(guī)范和要求

只有我們在實(shí)施城市規(guī)劃時(shí)提高了對環(huán)境衛(wèi)生的意識(shí)，認(rèn)清了建設(shè)和開發(fā)一個(gè)生態(tài)型城市的重要性，恰當(dāng)?shù)匕才帕瞬煌耐恋厥褂脜^(qū)域的位置，才會(huì)更加具有可能降低其受到影響的程度。需要加以調(diào)整在城市規(guī)劃中，保證綠地占據(jù)的比例[8]。對在城市規(guī)劃中的建筑物和綠地占用面積作出明確的規(guī)定和要求，并對于破壞建筑物的綠地和污染城市生態(tài)環(huán)境的行為可以給予其他相應(yīng)的法律或者制裁;同時(shí)，還根據(jù)實(shí)際情況，對各類熱源布局提出了合理的規(guī)劃。

四、結(jié)論

城市常常產(chǎn)生一種特別的地區(qū)性降水，這主要是由于在城市的熱島氣流和環(huán)境污染帶的推進(jìn)下，水汽迅速向高抬升所導(dǎo)致。雨島效應(yīng)也被發(fā)展成為了城市暴雨，一個(gè)原因就是城市中含有豐富的灰塵。它給降水提供了足夠的凝聚核。實(shí)際上，我們可以看到的每一個(gè)雨滴里都隱藏著一粒小小的灰塵，水汽在地面凝結(jié)的那個(gè)時(shí)候，會(huì)直接附著在某個(gè)固體上面，而這些灰塵此類大小的東西和事物則便是其中的不二選擇，這些能夠作為地面上的雨滴所粘附著的固體便被轉(zhuǎn)化為地面的凝結(jié)劑核[9]。二來這是由于一個(gè)城市所有的排放輻射出來的都是熱量，雖然通過空氣土壤中的天然水分比其含量高的并非很多，但是迅速的溫度上升卻還是會(huì)直接讓這些安靜地區(qū)的大氣水汽迅速融化遭到塵埃遇冷，在一定的的高度，水汽便霧就會(huì)緊緊地緊密附著于這些塵埃上，由此對于雨島效應(yīng)的改變只有通過在城市規(guī)劃中提高人們增強(qiáng)了環(huán)保的意識(shí)、建設(shè)和開發(fā)一個(gè)生態(tài)城市的必要性、合理安排各種土地使用區(qū)的位置，才會(huì)更加具有降低受到影響的程度。

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