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    美国最新研究首次量化了“城市热岛”(UHI)效应

    点击量:   2016-12-22 20:13:03    【打印】   【关闭

    美国耶鲁大学一项新研究发现,城市高能耗的市区通过对流过程释放的热量是白天热岛效应的主要因素,尤其在潮湿的气候下,这可能对城市居民健康带来威胁。该研究首次量化了城市热岛UHI)效应。

    城市热岛这个普遍现象使得世界城市地区的温度比其周围的乡村显著增高。研究人员对北美65个城市进行分析,发现在城市高能耗的市区通过对流过程释放的热量是白天热岛效应的主要因素。这一发现挑战了长期持有的说法,即认为这种现象驱动的主要因素是由于植被损失减少了蒸发冷却。

    研究人员说,在潮湿的气候下,这种受损的对流效率影响尤其严重。在城市里,如亚特兰大、佐治亚和田纳西州的纳什维尔,独此因素就导致白天平均温度上升了3摄氏度

    据物理学家组织网近日报道,该研究报告作者之一、该所大学林业和环境研究学院气象学教授李旭辉(音译)说,当全球平均气温不断升高,随着越来越多的人进入城市,这种现象可能会对人类健康产生深远的影响。气候条件和城市热岛之间存在协同关系。其表明,城市热岛效应将在潮湿气候条件下,温度影响加剧了高湿度,从而加剧热浪对人体健康的压力。这是从公共健康的角度来关注这个大问题。

    多年来,科学家已经认识到城市热岛效应的主要原因,除了对流效率和蒸发冷却的变化,还包括建筑物、人行道和其他结构比植被和土壤储存更多热量的倾向;由人类建造的工业系统产生的热量;地球表面反照率的变化。

    利用陆地表面温度和从美国与加拿大覆盖植被的卫星数据,研究人员计算出在城市中心及其周围乡村之间白天和夜晚的平均温差。还利用气候模型产生更复杂的变量范围,从空气密度到空气阻力,然后将其用于量化每个城市热岛的驱动力,如辐射、对流、蒸发、储热和人类产生的热量。

    研究结果重申了一致的看法是,不考虑当地气候,在夜间储存在建筑物所释放的热量成为UHI的主要贡献者。但研究人员发现,白天对流是主导因素,特别是在美国东南部更潮湿的城市建筑物和其他人为特征的光滑表面远远低于周围环境中草木茂密地区的热扩散。总体而言,在潮湿的气候城市对流效率降低58%。

    研究人员说:植物的粗糙表面会引发动荡,其将热量从地表带到大气层。但是,那里有一个更光滑的表面,对流更少,热将被截留在其表面上。

    对流在少雨的城市也起着关键的作用,结果却截然不同。在这些背景下,在美国西南部地方周围的植被是典型的矮小繁茂,农村地区是散热效果较差的城市地区。其结果是,实际上城市景观在去除热量上比其农村环境效率高20%,可引发城市内1.5摄氏度的冷却。(来源:中国气象网)

     


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