作者oodh (oodh)
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标题[分享] 热岛效应
时间Wed Apr 9 00:33:48 2008
http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1007082211985
都市热岛的成因
都市热岛效应已经是越来越受到人们的注意了,究竟是什麽原因使的都市化
地区有如此特别的现象呢?以下便以几个方向来探讨。
(一)人类活动的集中
热岛效应出现的最大原因,应该便是人口的集中了。因为热岛现象是出现在都市
的一种效应。都市和郊区最大的不同,就是它们所包含的人口多寡的差异。而人类活动
必定会出现「人工热」,也就是因人类的生活无时无刻在使用能量,而能量转换的过
程中,总是会放出废热。像是人类自古以来就使用的火,以及寒冷冬天使用的暖气,
夏天因太热而启动的冷气机,都是人工热的来源。而都市里大量的行驶中的车辆所
放出的热比家庭中所使用的火炉高出好几倍。在表(一)中便清楚地呈现出人类活
动所产生的各种废热所占的比例。
在这里能源的最主要是「滞留」,至於滞留的原因,我们将在下一段探讨,由
於人类排出的废热也占了极大的比例,因此人口越多的大城市,其热岛效应也就越
明显。图(八)便表现出人口与热岛的关系。其中ΔTu-r是城市中心与郊区的温差。
(二)都市构造的变化
热的滞留是造成热岛的原因之一。这是因为都市构造普遍都是水泥建筑物的关系。
在「水泥丛林」般的大都市里,绿地大幅地减少。由於绿地上的植物及土壤能够蕴含
水分,而水分的蒸散能有效的吸收大量的热量,因此能使温度降低。但是现今的都市
中,几乎全面铺上水泥或柏油,使得一场大雨後所有的水流入地下水道,以致於无法
藉由蒸发作用来降低地面温度。
另一个原因是因为地表及建筑物会将日间所吸收的能量,於日落後逐渐释回大器
中。这是由於水泥的热传导系数较大,因此比较容易变热也比较容易变冷。
图(九)便是兰德斯堡地面上各种不同的物质其冷却率的比较。图中可以看出即使墙
壁的冷却率较大,但到了21时的时候,墙壁的温度仍然比草地表面的温度要高。
至於在20时20分拾草地温度反而回升的原因,是因为那时水汽开始凝结,放出潜热而
形成雾。
另外,由於建筑物的高度与密集度会造成通风不良,而容易形成积热不散,
换气效果不佳,也会使热岛效应显着。
(三)大气污染物质的增加
都市化也带来了空气污染,进而增加了大气中悬浮粒子的增加,悬浮微粒具有
吸水性,可以提供云的凝结核,向是汽、机车所排放出的碘化铅或其他铅化合物。
这些潜伏的冰核便开始影响都市的气候。
因为悬浮着的微粒可以是大气中的水汽在其周围形成微小水滴,也就是雾滴。
而悬浮粒子的浓度过高,则成云时凝结核太多,有效水份子被分散,可能形成均匀
而微小的小水滴,无法出现合并过程,因此不易形成降水。如此一来,一层云雾笼罩
在都市上空,因为水汽是良好的温室效应气体,造成夜间的热无法散逸,故夜间热岛
较为明显。
但是悬浮粒子在白天也有遮蔽阳光的效果,因此它对热岛效应的影响究竟是增强,
抑或是减低还有待商榷。
然而影响热岛的因素还有很多,例如城市的地形、位置,以台北为例,
由於台北市位於台湾岛,其海洋气候十分显明。强劲的海风将都市上层的能量带走,
使台北市的热岛并不显着,平均100年来只上升了0.1℃,风不只带走能量,
由於都市上空风的吹拂,也会使得等温线产生变形,有如图(十)
热岛效应偶而会出现一些周期性的变化。例如康乃狄克州新港市的城郊温差在
星期日时较小,而华盛顿特区也有类似情形(表(二)、(三))
在着名的环八云现象中也有类似的周期变化。也又是归纳这10年来环八云出现
情形来看,星期日很少出现,周一、周二逐日增加,周三与周一没有太大的差异,
而周四到周六又是逐日的增加,为何会如此规则呢?环八云的次数和星期几的关系,
类同於东京交通量与星期几的关系。而新港市和华盛顿特区可能也是因为周日人类
活动减少,而使热岛效应较无其他非周日明
http://cmic.as.ntu.edu.tw/epaper/199911/major.htm
以上资料对写报告有帮助
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1F:→ oodh:给大家参考 在思考都市规划问题时 可能会遇到的名词 04/09 00:33
2F:推 Rinehot:我印象中牛顿杂志在10多年前有一集 专文介绍环八云跟热岛 04/09 09:24
3F:→ Rinehot:效应 板主有兴趣的话可以自己去找来看看 04/09 09:25