浅析南京城市热岛效应成因及解决方法

浅析南京城市热岛效应成因及解决方法

刘彬

身份证号：6125261989****0013中铁第四勘察设计院集团有限公司

摘要：南京被称为我国“四大火炉”之一，本文通过查阅资料和相关文献，在充分了解南京的城市气候特征的基础上，分析其城市热岛效应的现状，探索南京城市热岛效应的成因，并提出解决南京城市热岛效应的方法。

关键词：南京城市气候热岛效应

1南京市气候概况

南京属北亚热带湿润气候，季风明显，四季分明。南京进入春季是4月1日左右，清明未到，已经柳绿桃红；进入夏季是6月8日左右，芒种时节，麦熟禾壮；进入秋季是9月18日左右；进入冬季是11月12日左右，立冬已过，草木尚未枯黄。

风象：南京市冬季以东北风为主，夏季以东风和东南风为主，春季以东南和东风为主，秋季以东北风为主；南京市平均风速不大，大风的日数亦不多，最大风速19.8m/s；年主导风为东风，频率21.7%。气温：年平均气温15～16℃；最高气温43℃，最低气温－16.9℃，最热月平均温度28.1℃，最冷月平均温度-2.1℃。降雨量：南京市年平均降雨量1081.4毫米，相对湿度76%；南京以六、七月黄梅季节雨量最多，全年约有55%的降水集中在5～8月。太阳辐射：南京市的日照数量介于1766～2200小时之间，年日照百分率在50%左右；太阳总辐射量115千卡/平方厘米•年；日照时数在季节分配上，以夏季（6～8月）为最多，约占年日照时数的30%左右。

2南京城市热岛效应成因分析

2．1地形对热岛效应的影响

图1南京主城区与周边山体的空间关系

南京市地处长江下游平原，居长江三角洲顶点，长江穿越境域，南京属暖温带向北亚热带过渡地带。市区三面环山，西北方向滨临长江，形成向西北开口的“簸箕”地形。由于在夏季东南群山阻挡了海洋季风，热空气不易扩散，所以炎热高温，热岛效应明显。

2．2城市下垫面（大气底部与地表的接触面）特性对热岛效应的影响

南京市内下垫面多为水泥、柏油、混凝土等，它们具有热容量大、导热率高的特点，能吸收大量的太阳辐射，进而使空气得到的热量也更多，温度升高。另外，大量人工构筑物如铺装地面、各种建筑墙面等，也改变了下垫面的热属性。城市地表含水量少，热量更多地以显热形式进入空气中，导致空气升温。

2．3气象条件对热岛效应的影响

城市化发展无疑是城市热岛效应不断增强的决定因素，但相关气象要素的变化加剧了南京城市热岛效应。根据研究，各个气象因子（降雨量，日照时数，风速，相对湿度）与热岛强度均有一定关联，而南京城市热岛强度与气象因素显著相关，其中风速与日照时数是影响城市热岛效应的主要因子，其次是相对湿度，影响作用最小的是降雨量。

2．4人为热量和大气污染对热岛效应的影响

近几十年来，随着南京市城市建设的高速发展，城市中日益增长的工厂、汽车、空调、冰箱，燃烧各种燃料等人工排热器在消耗大量能源的同时，还在不停的向外“释放”着热量，使南京市的气温一再升高。此外，南京市里商场林立，商业街越来越多，如以新街口一鼓楼等地，这些地方建筑密集，热量不易散发。另外，南京市机动车辆、工业生产及人群活动产生了大量的氮氧化物、二氧化碳、煤灰和粉尘等，这些污染物质往往会形成雾障，使得地表辐射热及人为热源放出的大量热量，被雾障挡在近地面层，产生众所周知的“温室效应”，从而引起市区温度的进一步升高，产生城市热岛效应。

3南京城市热岛效应的解决方法

3.1减少温室气体排放

城市中的机动车辆、工业生产以及大量的人群活动，都会产生了大量的氮氧化物、二氧化碳、粉尘等大气污染物，这些物质可以大量地吸收环境中热辐射的能量，产生众所周知的温室效应，引起大气的进—步升温，从而加剧城市的热岛效应。所以减少温室气体的排放是解决城市热岛效应的首举。首先，应该降低机动车污染物排放量，强化机动车排气污染的管理，可以有效地降低大气污染物的排放，从而消弱城市热岛效应。其次，在工业生产中应采取多种方式限制大气污染物的排放。

3.2提高城市下垫面绿化覆盖率

3.2.1城市绿化对缓解热岛效应的作用

在城市中通过各种途径增加自然下垫面的比例，便是缓解城市热岛效应的有效途径之一。城市绿地是城市中的主要自然因素，因而大力发展城市绿化，是减轻热岛影响的关键措施。绿地能吸收太阳辐射，而所吸收的辐射能量又有大部分用于植物蒸腾耗热和在光合作用中转化为化学能，用于增加环境温度的热量大大减少。绿地中的园林植物，通过蒸腾作用，不断地从环境中吸收热量，降低环境空气的温度。每公顷绿地平均每天可从周围环境中吸收81．8兆焦耳的热量，相当于189台空调的制冷作用。园林植物光合作用，吸收空气中的二氧化碳，—公顷绿地，每天平均可以吸收1.8吨的二氧化碳，削弱温室效应。

3.2.2南京市城市绿化现状与改进措施

南京市拥有良好的自然生态环境基础，山丘、江河、湖泊、湿地交错分布，地理风貌独特。拥有诸多国家级省级风景名胜区，其城市绿化水平在全国省会城市、直辖市等城市中一直处于领先水平。然而，南京市主城区开发强度大，人口密度高，主城区内主部绿化相对较少，周边的山体和绿化反而成了主城区热量外溢的屏障，导致南京市有“火炉”之称。所以针对南京主城区，在充分保护和利用现有绿化条件的基础上，应该提高其内部的绿化覆盖率。如广植高大乔木（乔木对城市热岛效应的缓解作用在诸多绿化中形式中效果最好），鼓励屋顶绿化，阳台绿化等，当主城区的内部绿化形成一定规模时，就会改变城市下垫面的性质，从而缓解城市热岛效应。

3.3改善城市通风条件

城市热岛效应与气象条件密切相关，而与风象关系尤为密切，在诸多气象要素中风速对城市热岛的影响最大。因此，改善城市的通风条件，加快城市与郊区之间的空气流动，是解决城市热岛效应的又一有效手段。

图2南京市主要风向（左）城市路网走向（中）开敞空间分布（右）

宏观上，南京市的主要风向为东北、东和东南风，夏季主导风向为东风和东南风，而南京市的地形条件较好地迎合了南京的主要风向，虽然主城区在东部、东北部和东南部都有部分山体阻挡来风，但山体之间依然存在较大距离供来风穿越，因此可以留作南京主城区的城市风道。其次，南京城市路网的布局也较好的迎合了城市的风向条件，路网方向主要为东北—西南向和西北—东南向。最后，南京的城市开敞空间系统基本上分布于主城区的周边，对主城区形成围合之势，以森林公园为主要形式，但由于其地形以山地为主，这些森林公园在改善城市生态环境的同时，也容易将主城区的热空气包围在内，如果风道不畅，热量难以扩散，尤其是在无风的夏季，容易造成主城区局部高温现象。所以从自然条件上讲，南京市拥有较好的通风条件，在城市规划和建设中一定要将城市的风道预先留出，禁止在城市风道上建设过高的建筑（屏风楼），以保证城市风道的畅通。另外，在进行旧城改造时也应该保持原有的路网结构，保证来风可以穿越。

微观上，在城市建设中，针对南京主城区应该严格控制其开发强度，即建筑高度、容积率和建筑密度，在规划设计中就应将城市通风的维度纳入影响因素之中。其次，在建筑设计中因引入生态设计的理念，对建筑进行架空、镂空处理，在建筑拐角处做斜面处理，通风、引风，减少建筑迎风面，以保证空气的流动，减小城区与郊区的温差，从而减缓城市热岛效应。

参考文献：

[1]南京市城市总体规划（2007—2030）

[2]程炳岩；周子平；钱晓燕郑州城市热岛特征及成因1997（01）

[3]丁金才；张志凯；奚红上海地区盛夏高温分布和热岛效应的初步研究[期刊论文]-大气科学2002（30）

[4]李子华；唐斌；任启福重庆市冬季热岛和湿岛效应的研究[期刊论文]-地理学报1993（04）

[5]洪蕾洁；彭慧；杨学军缓解热岛效应的居住区环境绿化探讨[期刊论文]-住宅科技2010（3）