【今日一题】热岛强度 / 开普饭

阅读图文材料，完成下列要求。

热岛强度是指中心城区比郊区气温高出的数值大小，单位为摄氏度。

兰州市区位于黄河河谷之中，周围群山环抱。其城市建设速度和扩展速度迅猛，1978年城市化水平为45.6%,2010年时已经达到62.7%，热岛效应逐渐增强。下图是“兰州市某日热岛强度变化统计图”。

(1)说明兰州该日正午前后热岛效应特点的成因。

(2)推测兰州热岛效应季节变化的规律，并说明理由。

(3)分析兰州城市化引起下垫面性质改变与热岛效应的关系。

【答案】

(1)正午前后，太阳辐射最强烈，城市中心地表和建筑物大量吸收太阳热量，大气对流、湍流作用增强，利于散热。城市与郊区热力环流加强，城区和郊区大气在水平和垂直方向上的混合作用增强，城郊温差减少；城市上空盛行上升气流利于散热；而郊区盛行下沉气流增温且不利于散热。因而引起城区气温低于郊区气温的“冷岛”效应。

(2)规律：冬季最强，夏季最弱，春秋居中。理由：冬季受冷气团控制，天气稳定，有利于热岛的形成与发展。受山谷地形影响，冬季逆温层加厚，不利于城市散热；冬季正值供暖期，排放热量多：冬季取暖燃煤污染物排放量大，使得城区大气逆辐射增强，收入热量多。

(3)兰州城市化的发展改变了下垫面的热力属性，人工建筑物吸热快而热容量小；城市地面和建筑物对太阳辐射反射率较低，吸收率加大；城区密集的建筑群、纵横的道路桥梁，构成较为粗糙的城市下垫面，因而对风的阻力增大，风速降低，热量不易散失；城市化发展使城市绿地和水体减少，地表含水量少，热量更多地以长波辐射的形式进入空气中，导致空气升温，使城市热岛效应不断增强。

【解析】

(1) 读图，兰州该日正午前后热岛强度≤0，说明此时城市气温相比于郊区略低，形成的是与热岛效应相对的“冷岛”效应。形成原因是正午前后，太阳辐射最强烈，城市中心地表和建筑物大量吸收太阳热量，大气对流、湍流作用增强，利于散热；城市与郊区热力环流加强，城区和郊区大气在水平和垂直方向上的混合作用增强，城郊温差减少；城市上空盛行上升气流利于散热；而郊区盛行下沉气流增温且不利于散热。

(2) (2)从图中可看出气温越高，城市热岛效应越弱，反之则越强，因此可以推断城市热岛效应最显著的季节为冬季，夏季最弱，春秋居中。理由：冬季受冷气团控制，天气稳定，有利于热岛的形成与发展。

受山谷地形影响，冬季逆温层加厚，不利于城市散热；冬季正值供暖期，排放热量多；冬季取暖燃煤污染物排放量大，使得城区大气逆辐射增强，收入热量多。

(3)下垫面性质影响地面对太阳辐射的吸收，城市化过程中森林、草地、水域面积减少，人工建筑增加，城市地面和建筑物对太阳辐射反射率较低，吸收率加大；城区密集的建筑群、纵横的道路桥梁，构成较为粗糙的城市下垫面，因而对风的阻力增大，风速降低，热量不易散失；城市化发展使城市绿地和水体减少，地表含水量少，热量更多地以长波辐射的形式进入空气中，导致空气升温，使城市热岛效应不断增强。

随着城市化、工业化进程的加快，城市热岛效应越来越影响着城市生态环境和城市居民的日常生活，也引起了各地政府及市民的广泛关注。下图为 1987～ 2010 年武汉市城区面积、水域面积和植被覆盖率、五级热岛面积统计表。

分析武汉市热岛强度不断加剧的主要原因及应采取的措施。

【考点解析】

本题考查环境保护知识，主要考查城市热岛效应。热岛效应是城市建筑、交通、工业及生活产生的废热造成的，武汉热岛强度不断加剧的主要原因与城市建设的发展、植被覆盖有关；应对热岛效应的措施可从提高植被覆盖率、合理布局城市建设等方面提出。

【答案】

主要原因：城区面积增加，城市中的建筑、广场和道路等大量增加，改变了城市下垫面状况；工厂生产、交通运输以及居民生活排放大量热量；城市中的植被覆盖率降低，水域面积减少，导致缓解热岛效应的能力被削弱。

措施：合理规划城市布局，避免盲目扩大城区面积；提高能源利用效率，减少生产生活中的热量排放；植树造林，建造人工湖等。（任答两点即可）

【拓展】

热岛效应是城市建筑、交通、工业及生活产生的废热造成的，武汉热岛强度不断加剧的主要原因与城市建设的发展、植被覆盖有关：城区面积增加，城市中的建筑、广场和道路等大量增加，改变了城市下垫面状况，地面辐射增强；工厂生产、交通运输以及居民生活排放大量热量；城市中的植被覆盖率降低，水域面积减少，调节气候能力不强，导致缓解热岛效应的能力被削弱。

应对热岛效应的措施可从提高植被覆盖率、合理布局城市建设等方面提出：合理规划城市布局，避免盲目扩大城区面积；提高能源利用效率，减少生产生活中的热量排放；植树造林，建造人工湖等。