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南京市城市热岛效应研究* 顾丽华1 曾燕2’3 邱新法1 (1南京市盘城新街114号；2南京市北京东路73号；3南京市北极阁2号) 摘要 利用4个气象站1961--2005年气温资料，对南京市的城市热岛效应进行了全面、细致的研 究。结果表明：①平均而言，南京市的热岛强度基本在0．5℃左右，热岛强度的高值体现在最低 气温上，极端情况可能达到6℃左右；②南京城市热岛效应具有明显的季节变化和日变化特征， 夏半年要强于冬半年，夜间强于白天；③随着城市规模的发展，南京市的城市热岛效应为增强 应最弱，20世纪90年代南京城市热岛效应最强，热岛强度指数平均为211．o℃。 关键词城市热岛效应，南京，热岛强度，气温 1 引言 城市化进程的不断加快，对城市气候有着深远的影响El,z]，由其引起的城市热岛现象已经引 Heat 起了广泛的关注E3,4]。Manley于1958年第一次提出城市热岛(UrbanIsland)的概念[5]。 城市热岛效应是指当城市发展到一定规模，由于城市下垫面性质的改变、大气污染以及人工废 热的排放等使城市温度明显高于郊区，形成的类似高温孤岛现象。 城市气候最显著的特点之一是城市热岛效应。随着城市规模的不断发展，城市下垫面改变， 人口不断增加，温室气体排放多，能源消耗和各种热量排放增多，这些人类活动造成的热岛效 应已经超过了自然界的调节能力，从而导致城市热岛效应越来越显著，城市热岛现象已经从一 般的气象问题变成城市生态条件的重要指标E61，热岛效应已经演变为城市生态环境的一大公害。 国内外一些城市的热岛强度值已经达到了一个很高的值，例如热岛强度最大值为德国柏林 13．0℃、美国亚特兰大12℃E91，中国的一些大都市的热岛强度值也达到了很高的值，北京 9℃E7,s]、广州7．2℃E10l、上海6．9。CEs]，热岛强度令人震惊。如此之高的热岛强度不仅会带来 酷热的天气，还会造成各种异常城市气象，如暖冬、飚风及暴雨等，对城市气候、工业生产和 居民生活产生很大的影响。城市热岛不仅对城市环境质量及市民健康产生非常不利的影响，同 时亦给城市生活带来很大的经济负担。据美国能源部的估计，美国为缓解热岛效应每年要多花 费高达100亿美元之巨的能源成本支出E11]。而且由于城市热岛的热力作用，形成热岛复合环流， 造成从郊区吹向市区的局地风，把市区已扩散到郊区的污染大气又送回市区，加剧了城市的大 气污染。另一方面，热岛效应促使城市用于空调运转的耗能量(包括建筑物内、交通工具内等) 上升，从而导致温室气体排放大量增加，温室气体排放又直接加速全球变暖，气温进一步上升 反过来又加重热岛效应，这两者之间已经形成了恶性循环的关系。 因此对于城市热岛的研究不仅对认识城市热量平衡以及一系列边界层现象具有重要意义， 而且在城市保护与规划，城市建筑设计、生态城市的建设、能源利用以及居民保健等方面都有 * 基金项目t中国气象局气候变化专项(CCSF2006—32)、南京市科技局项目(200701100)资助。 67 实际应用价值，“城市热岛”效应现象一直是城市气候研究的重点课题。 南京专面环山，周边被紫金山、老山等山脉丘陵全方位环抱，一面向水，又有玄武湖等比 较大的瑚，一方藏具有比较特殊的地理环境，另一方面，又是一个历史悠久的百年古城．城市 化进程比较快，其热岛应该有其特殊性。因此，揭示城市化对南京城市热岛的影响．对科学制 定城市发展规划，实现经济效益与环境效益的有机统一，以及了解南京城市气候的变化，都其 有重要的现实意义。 2资料与研究方法 南京市总面积为6598km。，包括11个市辖区、2个县。2003年底，非农业人口为37239万 人。取基本位于南京市主城区范围、人目最为密集、且纬度相近的3个气象站气温资料代袭南 京市城市气温，这3个气象站分别为：南京站、江浦站、江宁站，将三站气温的平均值作为南 京市城市气温。句容市毗邻南京市东部，与南京市主城区纬度相近．2003年底，非农业人口仅 为14．8万人，因此，取句容站气温资料作为对比，分析南京市热岛效应特征及其变化规律。 图1南京市示意图 南京站、江浦站、江宁站和句容站气温